Способ защиты сверхпроводящего магнита

Способ защиты сверхпроводящего магнита

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - увеличение надежности защиты сверхпроводящего магнита путем исключения высокого напряжения в выявленном сигнале нормальной фазы. Цель достигается тем, что при заведении тока в сверхпроводящий магнит и возникновении в нем напряжения нормальной фазы выявленный сигнал нормальной фазы запоминают, прекращают выявление нормальной фазы, задерживают выявленный сигнал нормальной фазы по времени, после чего производят защитный вывод энергии из магнита. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в технике эксплуатации сверхпроводящих магнитов. Цель изобретения - увеличение надежности защиты сверхпроводящего магнита путем исключения высокого напряжения в выявленном сигнале нормальной фазы. Сущность способа состоит в том, что обнаруживают нормальную фазу, а потом производят защитный вывод энергии из сверхпроводящего магнита, после обнаружения напряжения нормальной фазы его запоминают, задерживают во времени, прекращают его обнаружение, причем после запоминания прекращают обнаружение сигнала нормальной фазы, а после задержки во времени производят защитный вывод энергии из магнита. Временные диаграммы осуществления операций способа защиты сверхпроводящего магнита представлены на фиг.1; на фиг.2 - устройство реализующее предлагаемый способ защиты; на фиг.3 - диаграммы, поясняющие работу устройства. В данном способе при появлении нормальной фазы на сверхпроводящем магните (фиг. 1а) в момент t_о нормальная фаза начинает распространяться и при достижении определенного значения U_н.ф.1 - напряжение нормальной фазы обнаруживает этот сигнал. В момент времени t₁, сигнал нормальной фазы запоминают (фиг. 1в) и задерживают на время t_зад (фиг. 1г). В момент времени t₂ полностью прекращают обнаружение сигнала нормальной фазы. В момент времени t₃, когда уже прекращено обнаружение сигнала нормальной фазы (фиг. 1б) и он запомнен (фиг. 1в), производят защитный вывод энергии из магнита (фиг. 1д), в результате чего на магните возникает высокое напряжение U_вывода = 1 _т.р. R_защ. (фиг. 1а), которое отсутствует в обнаруженном (фиг. 1б) и запомненном (1в) сигналах. Задержка t_зад. необходима для осуществления процесса полного прекращения обнаружения сигнала нормальной фазы. Устройство (фиг. 2) состоит из датчика 1 нормальной фазы, который выделяет напряжение нормальной фазы из индуктивной составляющей напряжения, напряжения помех и пульсаций тока; датчик 1 соединен со схемой 2 запрета обнаружения, предназначенной отключать датчик 1 от сверхпроводящего магнита 3 при возникновении в магните нормальной фазы для исключения появления на входе датчика 1 высокого напряжения. Схема 2 запрета обнаружения может быть выполнена, например, на основе реле, контакты которого соединены с крайними выводами магнита и входом датчика 1 или на тиристорах. Выход датчика 1 нормальной фазы соединен с входом схемы 4 запоминания, которая фиксирует напряжение нормальной фазы. Схема 4 запоминания может быть выполнена на основе пикового детектора с запоминающей емкостью. Выход схемы 4 запоминания соединен с управляющим входом схемы 2 запрета обнаружения; выход схемы 4 запоминания соединен с входом схемы 5 задержки, которая служит для выработки временной задержки достаточной для отключения датчика 1 нормальной фазы от сверхпроводящего магнита 3. Схема 5 задержки может быть выполнена на основе мультивибратора. Схема 5 задержки имеет связь с контактором 6, который входит в схему 7 защитного вывода энергии. Контактор 6 служит для отклонения источника 8 питания от сверхпроводящего магнита 3 и вывода энергии из сверхпроводящего магнита 3 на разрядное сопротивление 9, входящее в схему 7 защитного вывода и подключенное к выводам сверхпроводящего магнита 3. Датчик нормальной фазы может быть выполнен в виде сумматора 10, два входа которого через схему 2 запрета обнаружения предназначены для подключения к основной обмотке 11 сверхпроводящего магнита 3, выводы компенсирующей обмотки 12 которого предназначены для подключения к входам усилителя 13, порогового элемента 14, время-импульсного преобразователя со сбросом 15, который производит селекцию сигнала по длительности, компаратора 16, который срабатывает при устойчивой нормальной фазе. Устройство работает следующим образом. При заведении тока в сверхпроводящий магнит 3 в момент времени t₁ на нем возникает напряжение U₃ = L U₃=L (фиг.3а). Этот сигнал подается через замкнутые контакты схемы 2 запрещения обнаружения на первый вход сумматора 10 (фиг. 3б). На компенсирующей обмотке 12 возникает напряжение U₁₂ = М U₁₂=M (фиг. 3в). Сигнал с компенсирующей обмотки 12 подается через закрытые контакты схемы 2 запрещения обнаружения на вход усилителя 13 (фиг. 3г), где этот сигнал усиливается и подается в противофазе на второй вход сумматора 10. На сумматоре 10 происходит компенсация индуктивного напряжения U_вых10 (фиг. 3д). При появлении на магните 3 нормальной фазы в момент времени t₂, на выходе сумматора 10 появляется напряжение нормальной фазы U_вых10 (фиг. 3д). При достижении напряжения нормальной фазы значения, равного порогу срабатывания U_пор14 пороговогоо элемента 14 (фиг. 3д), в момент времени t₃ срабатывает пороговый элемент 14 (фиг. 3е, U_вых14) и начинает заряжаться время-амплитудный преобразователь 15 (фиг. 3ж, U_вых13). При достижении на выходе время-амплитудного преобразователя 15 напряжения U_вых15, равного порогу срабатывания компаратора 16 U_пор16 (фиг. 3в), в момент времени t₄ срабатывает компаратор 16, на его выходе появляется напряжение U_вых16 (фиг. 3з), которое фиксирует появление устойчивой нормальной фазы. Напряжение с выхода компаратора 16 U_вых16 подается на схему 4 запоминания, где происходит запоминание напряжения нормальной фазы U_вых4 (фиг. 3и). Со схемы запоминания 4 подается сигнал U_вых4 на схему 2 запрета обнаружения ( фиг.3к) U_вых12, в результате чего в момент времени происходит прекращение обнаружения U_вх10 со сверхпроводящего магнита 3 на входе сумматора 10 (фиг. 3б) и напряжения с компенсирующей обмотки 12 U_вх13 на входе усилителя 13 (фиг. 3г) за счет разрыва входных цепей контактами реле. Со схемы запоминания 4 напряжение U_вых4 подается на схему 5 задержки, которая задерживает напряжение U_вых4 на время разрыва входных цепей (t₄ - t₅) и в момент времени t₆ задним фронтом импульса напряжения U_вых12 (фиг. 3л) вырабатывает команду на защитный вывод энергии (фиг. 3м, U₆). В результате команды на защитный вывод энергии разрывается контактор 6, который отключает сверхпроводящий магнит 3 от источника 8 питания и происходит защитный вывод энергии на разрядное сопротивление 9. Возникающее в момент t₆ высокое напряжение U₃ на магните (фиг. 3а) и его часть U₁₂ на компенсирующей обмотке 12 (фиг. 3в) не поступает на входы сумматора 10 (фиг. 3б, U_вх10) и на вход усилителя 13 (фиг. 3в, U_вх13), что обеспечивает высокую надежность защиты сверхпроводящего магнита 3. Реализация способа защиты сверхпроводящего магнита позволяет увеличить надежность защиты сверхпроводящего магнита путем исключения высокого напряжения в обнаруженном сигнале нормальной фазы.

Формула изобретения

СПОСОБ ЗАЩИТЫ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО МАГНИТА, заключающийся в том, что выявляют сигнал нормальной фазы со сверхпроводящего магнита, производят защитный вывод энергии из магнита, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности защиты сверхпроводящего магнита путем исключения высокого напряжения в выявленном сигнале нормальной фазы, выявленный сигнал нормальной фазы запоминают, прекращают выявление нормальной фазы, задерживают выявленный сигнал нормальной фазы по времени, после чего производят защитный вывод энергии из магнита.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3