Способ перевода сверхпроводящего ключа в нормальное состояние

 

Изобретение относится к электротехнике, к способу перевода сверхпроводящего ключа в нормальное состояние. Целью изобретения является уменьшение затрат на управление путем уменьшения величины индукции внешнего магнитного поля, уменьшения времени переключения и увеличения эффективности перевода в нормальное состояние. В данном способе перевода сверхпроводящего ключа в нормальное состояние на него воздействуют внешним магнитным полем, одновременно с включением внешнего магнитного поля скачком увеличивают индуктивность сверхпроводящего ключа и наводят на нем ток, величина которого меньше критического значения, затем при постоянной величине индукции внешнего магнитного поля скачком уменьшают индуктивность сверхпроводящего ключа и одновременно скачком увеличивают до критического значения наведенный в ключе ток. Преимущественной областью использования изобретения является применение в электрофизических установках, например в индуктивных накопителях энергии, в ускорителях заряженных частиц со сверхпроводящими магнитами и т.п. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в электрофизических установках, например в индуктивных накопителях энергии, в ускорителях заряженных частиц со сверхпроводящими магнитами. Целью изобретения является уменьшение затрат на управление путем уменьшения величины индукции внешнего магнитного поля, уменьшения времени переключения и увеличения эффективности перевода в нормальное состояние. Для перевода сверхпроводящего ключа в нормальное состояние на него воздействуют магнитным поем, одновременно с включением внешнего магнитного поля скачком увеличивают индуктивность сверхпроводящего ключа и наводят в нем ток, величина которого меньше критического значения, затем при постоянной величине индукции внешнего магнитного поля скачком уменьшают индуктивность сверхпроводящего ключа и одновременно скачком увеличивают до критического значения наведенный в ключе ток. На фиг. 1 изображена развертка токонесущего элемента сверхпроводящего ключа; на фиг. 2 и 3 - конструкция сверхпроводящего ключа; на фиг. 4 - принципиальная схема сверхпроводящего ключа; на фиг. 5 - временные диаграммы работы ключа. Сверхпроводящий ключ состоит из токонесущего элемента 1, выполненного в виде состоящего из двух ветвей замкнутого сверхпроводящего контура, сложенного бифилярно пополам по лини сгиба, цилиндрического каркаса 2, имеющего продольную щель, на котором намотан бифилярно сложенный токонесущий элемент 1, причем середина его заведена в продольную щель, двух сверхпроводящих перемычек 3, подсоединенных параллельно половинкам обеих ветвей (участкам) замкнутого контура токонесущего элемента 1, нагревателя 4, намотанного на сверхпроводящие перемычки 3, нагревателя 5, намотанного на участки токонесущего элемента 1, шунтированные сверхпроводящими перемычками 3, кнопок управления 6 и 7. Одновременно с началом увеличения индукции внешнего магнитного поля В (В = Ф/S, где Ф - магнитный поток, S - площадь контура) замыкают кнопку 6, и на нагреватель 5, намотанный на участках с индуктивностями Lʹʹ₁ , Lʹʹ₂ подается напряжение U₂. Участки Lʹʹ₁, Lʹʹ₂ перейдут в нормальное состояние и будут зашунтированы сверхпроводящими перемычками 3. В итоге нарушится бифилярность между участками с индуктивностями Lʹ₁и Lʹʹ₁ и между Lʹ₂ и Lʹʹ₂ . В силу закона сохранения потока внутри сверхпроводящего контура в нем наведется ток I_н1= = ,где индуктивность ключа L = Lʹ₁ + Lʹ₂. Величина тока I_н1 << I_кр, где I_кр - критическое СПК значение тока, так как индуктивность ключа большая вследствие нарушения его бифилярности. При постоянном значении внешнего магнитного поля кнопкой 6 снимают напряжение с нагревателя 5, участки с индуктивностями Lʹʹ₁, Lʹʹ₂ становятся сверхпроводящими. Затем замыканием кнопкой 7 подают напряжение на нагреватель 4 и перемычки 3 переходят в нормальное состояние. В результате индуктивность ключа уменьшается до значения, близкого к нулю. L_{спк min} = Lʹ₁ + Lʹ₂ - Lʹʹ₁ -Lʹʹ₂ ≈ 0. В силу закона сохранения потока внутри замкнутого сверхпроводящего контура наведенный ток скачком увеличится до значения I_н2= =I_кр и ключ перейдет в нормальное состояние.

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕВОДА СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО КЛЮЧА В НОРМАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ путем воздействия на него внешним магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью уменьшения затрат на управление путем уменьшения величины индукции внешнего магнитного поля, уменьшения времени переключения и увеличения эффективности перевода в нормальное состояние, одновременно с включением внешнего магнитного поля скачком увеличивают индуктивность сверхпроводящего ключа и наводят в нем ток, величина которого меньше критического значения, затем при постоянной величине индукции внешнего магнитного поля скачком уменьшают индуктивность сверхпроводящего ключа и одновременно скачком увеличивают до критического значения наведенный в ключе ток.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5