Сверхпроводящий выключатель

 

15I8079

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) gIQIIIQJIillèòåëüíîå к авт. овид-ву— (22) Заявлено 17.05.74 (21) 2027157/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.82 (51) М. Кл,з

H 01 L 39/10

Н 01 Г 7/22

Гооудлрстееииый комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 537.312. .62:621 316. .542 (088,8) (72) Автор изо брегени я Г. П. Амелин (71) Заявитель Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова (54) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к области криогенной техники.

Известны сверхпроводящие выключатели, работающие при низких температурах, в которых коммутация тока осуществляется переводом материала проводника из сверхпроводящего состояния в нормальное при помощи собственного магнитного поля, при этом проводник образует обмотку индуктивности.

Недостаток таких выключателей заключается в том, что время отключения зависит от индуктивности обмотки и велико даже при работе на чисто активную нагрузку.

Кроме того, при переходе материала обмотки в нормальное состояние запасенная в ней энергия рассеивается в криогенном объеме и приводит к излишнему расходу хладагента.

Для повышения быстродействия выключателя и уменьшения энергии, рассеиваемой в криогенном объеме в процессе отключения, предлагаемый выключатель выполнен в виде двух обмоток: управляющей электромагнитной и последовательно соединенной с ней отключающей безындуктивной, между которыми расположен магнитный экран из сверхпроводящего материала, причем управляющая электромагнитная обмотка зашунтирована полупроводниковым диодом, который может быть расположен как непос2 редственно в криогенном объеме, так и вне его.

На фиг. 1 дана электрическая схема предлагаемого выключателя; на фиг. 2— эпюры токов в этой схеме, Управляющая электромагнитная обмотка 1 соединена последовательно с отключающей безындуктивной обмоткой 2 и зашунтирована полупроводниковым диодом 3.

Между электромагнитной и безындуктивной обмотками расположен магнитный экран, выполненный из сверхпроводящего материала.

Выключатель работает следующим образом.

При токе выключателя ниже определенного значения /с магнитный экран находится в сверхпроводящем состоянии. При этом отключающая безыдуктивная обмотка экранирована от магнитного потока управляющей электромагнитной обмоткой и находится в сверхпроводящем состоянии. При нарастании тока выключателя и достижении им в момент времени /„ значения Ip магнитный экран переходят в нормальное состояние. Магнитный поток управляющей обмотки проникает в область отключающей катушки, и она также переходит в нормальное состояние, Полный переход магнитного экрана и отключающей обмотки в нормальзО ное состояние происходит за промежуток

518079

Ф иг.1

71 ,7а

2, ,о гю г

Тираж 758

Подписное

Заказ l289

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

3 времени to — t>, в течение которого ток в обмотках сверхпроводящего ключа может увеличиться до значения 1 . Далее ток 1г отключающей обмотки спадает до нуля за промежуток времени t) — t2, ток 11 управляющей обмотки в этот промежуток времени остается практически постоянным, а ток i3 полупроводникового диода нарастает до значения I> После этого ток i> управляющей электромагнитной обмотки спадает с постоянной времени, зависящей от сопротивления цепи диода и индуктивности управляющей обмотки, При уменьшении тока в электромагнитной обмотке ниже значения Ig магнитный экран переходит в сверхпроводящее состояние и выключатель возвращается в замкнутое состояние.

Формула изобретения

Сверхпроводящий выключатель, содер4 жащнй управляющую обмотку, подключенную к источнику питания, и сверхпроводящий экран, помещенные в криогенный объем, отличающийся тем, что, с целью

5 увеличения быстродействия и уменьшения энергии, рассеиваемой в криогенном объеме в процессе отключения, в указанный объем помещена дополнительная сверхпроводящая безындуктивная обмотка, отделен1р ная от управляющей обмотки сверхпроводящим экраном, соединенная с ней последовательно и расположенная так, что при отсутствии экранирующего действия экрана между обмотками обеспечивается магнит15 ная связь, а параллельно управляющей обмотке включен диод, подсоединенный катодом к положительному полюсу источника питания.