本發(fā)明涉及超導(dǎo)加速器，特別涉及一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

1、超導(dǎo)線圈在特定條件下，如適當(dāng)?shù)臏囟?、磁?chǎng)和電流密度下，會(huì)展現(xiàn)出令人矚目的超導(dǎo)特性，這使其在電力傳輸、磁懸浮列車、核磁共振成像等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，當(dāng)這些特定的運(yùn)行條件被破壞時(shí)，超導(dǎo)線圈便會(huì)失超。失超現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，超導(dǎo)線圈將失去其超導(dǎo)狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀▽?dǎo)體，進(jìn)而產(chǎn)生大量的焦耳熱。這種熱量的積聚會(huì)導(dǎo)致超導(dǎo)加速器局部溫度過高，有燒壞加速器二極鐵的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，失超瞬間產(chǎn)生的高電壓可能會(huì)擊穿加速器二極鐵的匝間和層間絕緣，產(chǎn)生電弧，進(jìn)一步損壞超導(dǎo)加速器。此外，大量焦耳熱的產(chǎn)生還會(huì)導(dǎo)致用于冷卻加速器超導(dǎo)二極鐵的液氦迅速氣化，進(jìn)而引發(fā)恒溫器內(nèi)部壓力升高，對(duì)加速器設(shè)備和恒溫器本身構(gòu)成威脅。這些現(xiàn)象和后果均源于超導(dǎo)線圈失超后的能量釋放和狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

2、其中，主動(dòng)保護(hù)電路通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)超導(dǎo)線圈的電壓和電流信號(hào)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并判斷超導(dǎo)二極鐵是否失超。一旦檢測(cè)到失超信號(hào)，主動(dòng)保護(hù)電路會(huì)迅速采取措施，如斷開電源并連接超導(dǎo)二極鐵與泄能電阻，以泄放超導(dǎo)二極鐵能量；或者通過外接加熱器加速超導(dǎo)二極鐵失超，以避免超導(dǎo)二極鐵局部過熱。而被動(dòng)保護(hù)電路則不依賴于超導(dǎo)二極鐵電壓和電流信號(hào)的檢測(cè)，它通過與超導(dǎo)線圈并聯(lián)的電阻、二極管等器件，將超導(dǎo)二極鐵能量在其內(nèi)部消耗掉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)超導(dǎo)二極鐵的保護(hù)。主動(dòng)保護(hù)和被動(dòng)保護(hù)各有優(yōu)劣，前者能夠精確控制失超過程，但成本較高；后者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但適用范圍有限。

3、主動(dòng)保護(hù)電路雖然能夠精確控制失超過程，但用于產(chǎn)生和檢測(cè)失超信號(hào)的信號(hào)處理系統(tǒng)會(huì)大大增加保護(hù)系統(tǒng)的成本。這對(duì)于需要大規(guī)模部署超導(dǎo)線圈的應(yīng)用場(chǎng)景來說，無疑是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。其次，被動(dòng)保護(hù)電路雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，但其主要適用于電流密度小、儲(chǔ)能少的超導(dǎo)二極鐵。對(duì)于大型超導(dǎo)線圈來說，被動(dòng)保護(hù)可能無法提供足夠的保護(hù)效果。此外，無論是主動(dòng)保護(hù)還是被動(dòng)保護(hù)，現(xiàn)有的技術(shù)都未考慮超導(dǎo)二極鐵能量的回收利用方法。在超導(dǎo)線圈失超時(shí)，超導(dǎo)二極鐵內(nèi)部?jī)?chǔ)存的大量能量被白白浪費(fèi)掉，這不僅造成了能源的浪費(fèi)，還可能對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中未考慮超導(dǎo)二極鐵能量的回收利用方法，在超導(dǎo)線圈失超時(shí)，超導(dǎo)二極鐵內(nèi)部?jī)?chǔ)存能量浪費(fèi)，可能對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響的問題。

2、一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，包括：

3、超導(dǎo)線圈l，所述超導(dǎo)線圈l上并聯(lián)有加熱器保護(hù)電路，所述超導(dǎo)線圈l上并列設(shè)置有溫差發(fā)電裝置teg，所述溫差發(fā)電裝置teg串聯(lián)有儲(chǔ)能電池bat，所述溫差發(fā)電裝置teg串聯(lián)有雙擲開關(guān)s2，所述雙擲開關(guān)s2的觸點(diǎn)2將所述儲(chǔ)能電池bat串聯(lián)到所述溫差發(fā)電裝置teg，所述雙擲開關(guān)s2的觸點(diǎn)1將所述儲(chǔ)能電池bat串聯(lián)到所述超導(dǎo)線圈l。

4、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述超導(dǎo)線圈l串聯(lián)有勵(lì)磁電源e，所述勵(lì)磁電源e與所述超導(dǎo)線圈l之間設(shè)置有開關(guān)s1。

5、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述勵(lì)磁電源e上并聯(lián)有保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括并聯(lián)在所述勵(lì)磁電源e上的超導(dǎo)開關(guān)r和二極管組d1，所述二極管組d1的兩個(gè)二極管反向并聯(lián)設(shè)置。

6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述超導(dǎo)線圈l設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)所述超導(dǎo)線圈l串聯(lián)設(shè)置，多個(gè)所述超導(dǎo)線圈l的位置對(duì)應(yīng)設(shè)置有所述溫差發(fā)電裝置teg，多個(gè)所述溫差發(fā)電裝置teg串聯(lián)設(shè)置。

7、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述加熱器保護(hù)電路包括電阻r1和二極管組d2，靠近所述開關(guān)s1的所述超導(dǎo)線圈l的所述加熱器保護(hù)電路還串聯(lián)有加熱器h。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述加熱器h設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)所述加熱器h串聯(lián)設(shè)置。

9、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述加熱器h對(duì)應(yīng)所述超導(dǎo)線圈l數(shù)量和位置設(shè)置。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述二極管組d2的兩個(gè)二極管反向并聯(lián)設(shè)置。

11、本發(fā)明中的一種能量回收的超導(dǎo)mri失超保護(hù)電路，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

12、采用teg裝置回收失超時(shí)超導(dǎo)二極鐵釋放的能量存儲(chǔ)到儲(chǔ)能電池，并通過儲(chǔ)能電池的能量為下次勵(lì)磁供能，實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用。

技術(shù)特征：

1.一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，其特征在于，所述超導(dǎo)線圈l串聯(lián)有勵(lì)磁電源e，所述勵(lì)磁電源e與所述超導(dǎo)線圈l之間設(shè)置有開關(guān)s1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，其特征在于，所述勵(lì)磁電源e上并聯(lián)有保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括并聯(lián)在所述勵(lì)磁電源e上的超導(dǎo)開關(guān)r和二極管組d1，所述二極管組d1的兩個(gè)二極管反向并聯(lián)設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，其特征在于，所述超導(dǎo)線圈l設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)所述超導(dǎo)線圈l串聯(lián)設(shè)置，多個(gè)所述超導(dǎo)線圈l的位置對(duì)應(yīng)設(shè)置有所述溫差發(fā)電裝置teg，多個(gè)所述溫差發(fā)電裝置teg串聯(lián)設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，其特征在于，所述加熱器保護(hù)電路包括電阻r1和二極管組d2，靠近所述開關(guān)s1的所述超導(dǎo)線圈l的所述加熱器保護(hù)電路還串聯(lián)有加熱器h。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，其特征在于，所述加熱器h設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)所述加熱器h串聯(lián)設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，其特征在于，所述加熱器h對(duì)應(yīng)所述超導(dǎo)線圈l數(shù)量和位置設(shè)置。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，其特征在于，所述二極管組d2的兩個(gè)二極管反向并聯(lián)設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種能量回收的加速器超導(dǎo)二極鐵失超保護(hù)電路，包括：超導(dǎo)線圈L，超導(dǎo)線圈L上并聯(lián)有加熱器保護(hù)電路，超導(dǎo)線圈L上并列設(shè)置有溫差發(fā)電裝置TEG，溫差發(fā)電裝置TEG串聯(lián)有儲(chǔ)能電池BAT，溫差發(fā)電裝置TEG串聯(lián)有雙擲開關(guān)S2，雙擲開關(guān)S2的觸點(diǎn)2將儲(chǔ)能電池BAT串聯(lián)到溫差發(fā)電裝置TEG，雙擲開關(guān)S2的觸點(diǎn)1將儲(chǔ)能電池BAT串聯(lián)到超導(dǎo)線圈L。本發(fā)明通過TEG裝置回收失超時(shí)超導(dǎo)線圈釋放的能量存儲(chǔ)到儲(chǔ)能電池，并通過儲(chǔ)能電池的能量為下次勵(lì)磁供能，實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用。

技術(shù)研發(fā)人員：張毅軒,閆果,王大友,張嘉,侯艷榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安聚能醫(yī)工科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26