專利名稱：用于電流調(diào)節(jié)、尤其是故障限流器中的電流調(diào)節(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電流調(diào)節(jié)的方法，包括-通過(guò)初級(jí)線圈輸運(yùn)初級(jí)電流，-通過(guò)共同磁通量使次級(jí)線圈耦合到初級(jí)線圈，其中該次級(jí)線圈包括能夠失超的超導(dǎo)體，失超導(dǎo)致超導(dǎo)體從低阻超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變到高阻失超態(tài)，-及在次級(jí)線圈的低阻超導(dǎo)態(tài)，在鐵磁介質(zhì)中引導(dǎo)初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的共同磁通量的主要部分。這樣的方法基于DE19524579A1。本發(fā)明涉及用于電流調(diào)節(jié)的方法，尤其可以應(yīng)用于輸電網(wǎng)的能量產(chǎn)生、傳輸和分配以及防止故障電流的設(shè)備保護(hù)的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電流調(diào)節(jié)在能量的產(chǎn)生、傳輸和分配中是必須的。被認(rèn)為是故障電流(例如，短路電流)電流限制的電流調(diào)節(jié)不僅允許防止電氣設(shè)備過(guò)流，而且允許在輸運(yùn)能量的較高水平時(shí)開(kāi)發(fā)現(xiàn)有設(shè)備。一般地，電流調(diào)節(jié)可通過(guò)多種方法提供，例如，使用磁飽和(飽和電抗器)、機(jī)械轉(zhuǎn)換、電子轉(zhuǎn)換(基于固態(tài)轉(zhuǎn)換)等的方法。電流調(diào)節(jié)的最近發(fā)展的方法基于超導(dǎo)體從低阻 (超導(dǎo))態(tài)到高阻(失超)態(tài)的轉(zhuǎn)變和允許對(duì)在中和高壓下的高電流的調(diào)節(jié)。使用超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變的最經(jīng)濟(jì)的電流調(diào)節(jié)方法，尤其是關(guān)于能量損失和低溫消耗，基于用超導(dǎo)體調(diào)節(jié)電路電流的的感應(yīng)耦合。這里，沒(méi)有連接環(huán)境溫度區(qū)域和低溫區(qū)域的電流導(dǎo)線是必需的；超導(dǎo)體(典型地，短路超導(dǎo)線圈)可以被完全包封，所以熱絕緣簡(jiǎn)單且有效。針對(duì)故障電流的限制的若干種電流調(diào)節(jié)方法在下文中展開(kāi)。JP041U620A公開(kāi)了一種用于電流調(diào)節(jié)的方法，其中被調(diào)節(jié)的電路電流(初級(jí)電流)通過(guò)初級(jí)線圈輸運(yùn)，以及在初級(jí)線圈中放射狀設(shè)置的由超導(dǎo)材料制成的次級(jí)線圈通過(guò)共同磁通量耦合到初級(jí)線圈。在次級(jí)線圈的低阻(超導(dǎo))態(tài)和高阻(失超)態(tài)，在空氣中引導(dǎo)共同磁通量。該方法僅允許小的電流調(diào)節(jié)效應(yīng)，更具體地，僅允許電流限制的較小效應(yīng)。與DE19524579中描述的方法相比，當(dāng)磁通量的引導(dǎo)在鐵磁介質(zhì)中執(zhí)行時(shí)可達(dá)到電流調(diào)節(jié)的更高水平。這里，電路電流(初級(jí)電流)通過(guò)初級(jí)線圈輸運(yùn)，以及由超導(dǎo)材料制成且被成放射狀設(shè)置在初級(jí)線圈外部的次級(jí)線圈通過(guò)共同磁通量耦合到初級(jí)線圈。在次級(jí)線圈的高阻(失超)態(tài)和低阻(超導(dǎo))態(tài)，在鐵磁變壓器芯中引導(dǎo)共同磁通量。然而，在次級(jí)線圈的高阻態(tài)，該電流調(diào)節(jié)方法在初級(jí)電流中引入嚴(yán)重的諧波失真；總諧波失真可輕易超過(guò)20%到30%。這些諧波失真嚴(yán)重威脅到用初級(jí)電流供給的電力設(shè)備和輸電網(wǎng)的安全性。

發(fā)明內(nèi)容
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發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種降低諧波失真的經(jīng)濟(jì)的和有效的用于電流調(diào)節(jié)的方法。發(fā)明概述為達(dá)到本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明，采用如開(kāi)始介紹的方法，其特征在于-失超時(shí)，轉(zhuǎn)換共同磁通量使得共同磁通量的主要部分在超導(dǎo)體的高阻失超態(tài)下被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)的外部。發(fā)明者發(fā)現(xiàn)當(dāng)次級(jí)線圈的失超超導(dǎo)體在高阻(失超)態(tài)時(shí)，增加磁通量的被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)的外部的部分導(dǎo)致總諧波失真(THD)的迅速下降。與采用的鐵磁材料無(wú)關(guān)，當(dāng)共同磁通量的主要部分在鐵磁介質(zhì)的外部時(shí)，產(chǎn)生THD的下降。因此，共同磁通量的一些份額(百分比)在失超時(shí)關(guān)于鐵磁介質(zhì)從內(nèi)部到外部空間的轉(zhuǎn)換(再分配)允許阻止至少部分諧波失真。注意到，根據(jù)本發(fā)明，在超導(dǎo)體的低阻(超導(dǎo))態(tài)，共同磁通量的主要部分在鐵磁介質(zhì)中被引導(dǎo)，這保證在正常操作時(shí)主要在從正常操作方法(低阻態(tài))到高阻態(tài)的轉(zhuǎn)變初期時(shí)初級(jí)和次級(jí)線圈的良好耦合。因此，執(zhí)行本發(fā)明方法的設(shè)備能保持相對(duì)較小。進(jìn)一步， 通過(guò)增加初級(jí)線圈的感應(yīng)系數(shù)，鐵磁介質(zhì)也提高了在超導(dǎo)體的高阻(失超)態(tài)的電流限制效應(yīng)。這里，共同磁通量指的是通過(guò)初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的閉合磁通量線。這里，主要部分指的是超過(guò)50%，優(yōu)選地至少75% (適用于在失超前鐵磁介質(zhì)中的通量部分，和失超后鐵磁介質(zhì)外部的通量部分；注意，這兩個(gè)通量部分可以相互獨(dú)立且典型地具有不同值)。通過(guò)在面積A上對(duì)磁通密度B (根據(jù)μ Jy 得到)進(jìn)行積分計(jì)算磁通量。這里，μ C1和μ分別代表絕對(duì)磁導(dǎo)率和相對(duì)磁導(dǎo)率。這里，如果相對(duì)磁導(dǎo)率μ (在非飽和態(tài))為1. 1或更大，，優(yōu)選100或更大(典型地，對(duì)于普通鐵材料來(lái)說(shuō)，相對(duì)磁導(dǎo)率在1000或更大的量級(jí))，則介質(zhì)被視為鐵磁體。在鐵磁介質(zhì)的外部，存在非磁介質(zhì)，例如真空、氣體(例如，空氣)、非磁液體(例如，液氮)或非磁固體(例如，黃銅、非磁不銹鋼等)，典型地相對(duì)磁導(dǎo)率介于0. 99和1. 01之間。失超時(shí)的轉(zhuǎn)換包括通過(guò)鐵磁介質(zhì)引導(dǎo)的共同磁通量的份額(百分比)的降低了典型地至少25%，優(yōu)選地至少50%，更優(yōu)選地至少75% (關(guān)于總共同磁通量)。換言之，在非磁介質(zhì)中被引導(dǎo)的共同磁通量的份額(百分比)增加(注意，總共同磁通量在失超時(shí)增加)。結(jié)果，在失超后，初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的共同磁通量的主要部分被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)的外部。本發(fā)明的優(yōu)選變形本發(fā)明的方法的優(yōu)選的變形特征在于-在次級(jí)線圈的低阻態(tài)，不使鐵磁介質(zhì)飽和，-和在次級(jí)線圈的高阻態(tài)，使鐵磁介質(zhì)飽和。通過(guò)在低阻態(tài)下不使鐵磁介質(zhì)飽和， 可以實(shí)現(xiàn)初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的良好耦合。這里，不飽和指的是鐵磁介質(zhì)平均起來(lái)不飽和； 這里可能存在由于局部磁效應(yīng)(邊緣區(qū)域、角落等)導(dǎo)致的可能飽和的很小區(qū)域(例如<1 體積％ )。在高阻態(tài)使鐵磁介質(zhì)飽和促進(jìn)共同磁通量的大部分在失超時(shí)轉(zhuǎn)換到鐵磁介質(zhì)的外部。在另一優(yōu)選變形中，在次級(jí)線圈的低阻態(tài)下總共同磁通量(“非平衡通量”)小于在次級(jí)線圈的高阻態(tài)下被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)的外部的共同磁通量。因此，可以獲得減少諧波失真的良好的電流限制效應(yīng)。更優(yōu)選的是這樣的變形，其中初級(jí)電流是-交流電-或交流電疊加直流電。典型地，交流電是正弦波。這種初級(jí)電流(電路電流)可以容易地借助于本發(fā)明的方法調(diào)節(jié)。有益的變形實(shí)施例的特征在于在鐵磁介質(zhì)的外部在初級(jí)線圈和/或次級(jí)線圈內(nèi)設(shè)置冷卻劑。該冷卻劑用來(lái)冷卻超導(dǎo)體(其尤其可包括臨界溫度為40K或更高、優(yōu)選地85K 或更高的HTS材料)。典型地，在初級(jí)線圈和/或次級(jí)線圈內(nèi)的空間僅部分填充有冷卻劑。 冷卻劑可設(shè)置在例如低溫保持器或環(huán)形杜瓦瓶的容器中。可以在容器中設(shè)置次級(jí)線圈。例如，冷卻劑可以是LN2或Iife2或Iite2。容器可允許更緊湊的結(jié)構(gòu)，和再填充之間的更長(zhǎng)的操作時(shí)間。應(yīng)該注意，也可以應(yīng)用其它冷卻次級(jí)線圈的方法，例如在線圈外部應(yīng)用冷卻劑和將金屬熱耦合應(yīng)用到這些冷卻劑，或直接降溫(尤其是當(dāng)使用高溫超導(dǎo)體時(shí))。優(yōu)選的是另一變形，其中，在次級(jí)線圈的高阻態(tài)，在次級(jí)線圈中感生的次級(jí)電流的模數(shù)等于或大于初級(jí)線圈的繞組數(shù)乘以初級(jí)電流的模數(shù)的1/100(優(yōu)選等于或大于1/50)。 在這種情況下，由于次級(jí)線圈感生的電阻損耗，次級(jí)線圈可能對(duì)電流限制/調(diào)節(jié)效應(yīng)作出額外貢獻(xiàn)。不管共同磁通量的抑制，總效應(yīng)仍然相當(dāng)積極。同樣在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的是故障限流器，該故障限流器尤其適用于執(zhí)行如前所述的本發(fā)明的方法，包括-初級(jí)線圈，-次級(jí)線圈，包括能夠失超的超導(dǎo)體，和-鐵磁介質(zhì)的芯，穿過(guò)初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，其特征在于芯、初級(jí)線圈和次級(jí)線圈能夠使初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的共同磁通量的大部分在失超時(shí)從芯內(nèi)轉(zhuǎn)換到芯的外部。通過(guò)本發(fā)明的故障限流器，在中或高壓下的高電流可以容易被控制，以及不在高阻(失超)態(tài)引入諧波失真。芯、初級(jí)線圈(尤其是它的幾何形狀)和次級(jí)線圈(尤其是它的幾何形狀) 被設(shè)計(jì)使得當(dāng)次級(jí)線圈失超時(shí)實(shí)現(xiàn)共同磁通量的轉(zhuǎn)換。這里，轉(zhuǎn)換大部分指的是在鐵磁介質(zhì)內(nèi)被引導(dǎo)的共同磁通量的分?jǐn)?shù)(百分比)在超導(dǎo)體的低溫超導(dǎo)態(tài)為至少25%，優(yōu)選地至少50%，更優(yōu)選地至少75% (相對(duì)于總共同磁通量)，高于在起導(dǎo)體的高阻失超態(tài)。在本發(fā)明的故障限流器的優(yōu)選實(shí)施例中，初級(jí)線圈的截面的主要部分和次級(jí)線圈的截面的主要部分不填充鐵磁介質(zhì)。這便于共同磁通量的大部分被引導(dǎo)到芯的外部。這里， 截面的主要部分大于50%，優(yōu)選75%或更多；根據(jù)本發(fā)明甚至可以為90%或更多。(鐵) 磁芯典型地占初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的截面的2 %到40 %，優(yōu)選3 %到30 %，更優(yōu)選5 %到 20%。注意，涉及截面的百分比典型地也適用于線圈內(nèi)部體積的百分比。進(jìn)一步優(yōu)選的是這樣的實(shí)施例，其中芯為閉合形狀。這降低了漏磁場(chǎng)。替代地，在另一優(yōu)選實(shí)施例中，芯為開(kāi)放形狀，尤其是其中初級(jí)線圈和次級(jí)線圈同軸設(shè)置。開(kāi)放形狀需要的鐵磁材料更少。這里，“同軸”指的是所述線圈具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的公共軸線(注意，線圈的截面可以但不必一定是圓形；例如線圈可以是具有四次對(duì)稱軸的二次矩陣形(rectangular-quadratic shape))；典型地，它們的一個(gè)在另一個(gè)中(典型地次級(jí)線圈作為內(nèi)部線圈)。進(jìn)一步，優(yōu)選地設(shè)置線圈而無(wú)軸偏移(例如，非一個(gè)在另一個(gè)上)。
在另一有益實(shí)施例中，所述次級(jí)線圈是單圈、短路線圈。這樣的次級(jí)線圈特別容易制造。在該實(shí)施例的優(yōu)選進(jìn)一步發(fā)展中，該單圈短路線圈包括多個(gè)相互耦合的環(huán)。通過(guò)使用多個(gè)環(huán)，次級(jí)線圈的絕對(duì)臨界電流可調(diào)至額定值。通過(guò)共同磁通量和/或通電地(例如，電氣地)完成耦合。同樣優(yōu)選的是一個(gè)實(shí)施例，其中故障限流器進(jìn)一步包括維持屏蔽渦流(screening eddy current)的第三線圈，尤其是其中第三線圈是正常導(dǎo)電的單圈短路線圈。這個(gè)線圈允許使調(diào)節(jié)或限制電流到額定值，并且以該種方式提供標(biāo)稱電流比調(diào)節(jié)電流的需要比例(“調(diào)節(jié)”或“限制”因子)。如果第三線圈是單圈的，則它特別容易制造。注意，單圈型的第三線圈可包括多個(gè)互相耦合的環(huán)，尤其是通過(guò)共同磁通量或/和通電地(例如，電氣地)耦合的環(huán)。在另一有益實(shí)施例中，次級(jí)線圈包括高溫超導(dǎo)體(HTQ，優(yōu)選地包括鍍層導(dǎo)體型的高溫超導(dǎo)體。于是，冷卻次級(jí)線圈的超導(dǎo)體的成本可以保持較低。高溫超導(dǎo)體的臨界溫度 Tc典型地高于40K，優(yōu)選高于85K?？梢允褂肶BCO材料作為HTS材料。同樣在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的是，如前描述的本發(fā)明的故障限流器在如前描述的本發(fā)明的方法中的應(yīng)用。由說(shuō)明書和附圖的內(nèi)容可發(fā)現(xiàn)更多的優(yōu)勢(shì)。前后提及的特征根據(jù)本發(fā)明可以單獨(dú)地或者選擇地組合使用。提及的實(shí)旋例不理解為窮盡列舉，而是具有本發(fā)明描述的示例性特征。


在附圖中示出本發(fā)明。圖Ia示意性示出了在次級(jí)線圈的低阻(超導(dǎo))態(tài)執(zhí)行本發(fā)明方法的本發(fā)明故障限流器的一個(gè)實(shí)施例；圖Ib示出了附圖Ia的故障限流器，在次級(jí)線圈的高阻(失超)態(tài)；圖2示出了解釋作為在故障限流器中被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)的外部的共同磁通量的部分的函數(shù)的計(jì)算的總諧波失真的示圖，與圖Ib所示的相比較；圖3示出了解釋在次級(jí)線圈的高阻(失超)態(tài)下，對(duì)于被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)的外部的共同磁通量的不同分?jǐn)?shù)，在圖Ib所示的相較的故障限流器的初級(jí)線圈處計(jì)算的電流和電壓作為時(shí)間的函數(shù)的示圖；圖4a、4b圖示了本發(fā)明的具有封閉芯的故障限流器的另一實(shí)施例的截面示意圖；附圖5a、b圖示了本發(fā)明的具有開(kāi)放芯的故障限流器的另一實(shí)施例的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式附圖Ia示出了本發(fā)明的故障限流器20，其可被用于執(zhí)行本發(fā)明的電流調(diào)節(jié)的方法。該故障限流器20包括運(yùn)送(輸運(yùn))初級(jí)電流(或電路電流)1的初級(jí)線圈2、運(yùn)送 (即輸運(yùn))次級(jí)電流4的次級(jí)線圈3和鐵磁介質(zhì)fe的芯5。
這里，初級(jí)線圈2包括多個(gè)繞組(如圖Ia所示的帶有五個(gè)繞組)，而次級(jí)線圈3為單圈短路型。次級(jí)線圈3包括能夠失超的超導(dǎo)體，使得在次級(jí)線圈3中的次級(jí)電流4可以在低阻態(tài)(如圖Ia所示)在超導(dǎo)電流通路上流動(dòng)、或在高阻(失超)態(tài)在正常導(dǎo)電電流通路上流動(dòng)。為了冷卻次級(jí)線圈到(或低于)超導(dǎo)體的臨界溫度T。，次級(jí)線圈3典型地設(shè)置在填充低溫溶液(例如液氮(這里為了簡(jiǎn)化沒(méi)有示出))的容器中。次級(jí)線圈3 (或其各自的次級(jí)電流4)通過(guò)磁通量的共同部分(“共同磁通量”)感生耦合到初級(jí)線圈2 (或其各自的初級(jí)電流1)，對(duì)照虛線磁通線。初級(jí)電流1在初級(jí)線圈2 內(nèi)部和外部產(chǎn)生磁通密度。磁通量的在初級(jí)線圈2內(nèi)部和次級(jí)線圈3內(nèi)部的部分被視為共同部分。初級(jí)線圈2和次級(jí)線圈3設(shè)置為同軸的，相應(yīng)軸線在圖Ia中垂直分布。芯5由鐵磁介質(zhì)(材料)制成，典型地為鐵，優(yōu)選為軟鐵，并且可以是磁封閉或開(kāi)放的(在圖Ia中，芯被示出為截頂)。在芯5周圍以及次級(jí)線圈3內(nèi)的剩余區(qū)域填充非磁介質(zhì)(這里指空氣)。在示出的例子中，芯5占該級(jí)線圈3的截面(垂直于垂直軸)的大約 5%。在正常操作中(如圖Ia所示)，當(dāng)初級(jí)電流1 (電路電流)低于導(dǎo)致次級(jí)線圈3的超導(dǎo)體中的失超的閾值(例如，當(dāng)超導(dǎo)體在低阻超導(dǎo)態(tài))，超導(dǎo)屏蔽(遮蔽)次級(jí)線圈3的內(nèi)部體積10。于是，僅少量磁通量在該內(nèi)部體積10中穿透(見(jiàn)虛線磁力線)。這些穿透的磁通量(共同磁通量)的主要部分8(這里為大約90%)在鐵磁介質(zhì)fe的內(nèi)部被引導(dǎo)(即通過(guò)鐵磁芯5)，其在該狀態(tài)下磁不飽和，因此可表現(xiàn)相對(duì)高的磁導(dǎo)率(例如，從100到4000 或更大)。共同磁通量的較小部分7 (這里為大約10%)被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)如的外部。該狀態(tài)下穿透的磁通量導(dǎo)致“漏”感，但比較小(與非屏蔽態(tài)下穿過(guò)的磁通量相比，見(jiàn)下文)。 漏感的一部分源自在初級(jí)線圈2和次級(jí)線圈3之間產(chǎn)生的磁通量9。磁通量7、8的和有時(shí)稱為“非平衡通量”。在故障電流工作中(如圖Ib所示)，初級(jí)電流(電路電流)1導(dǎo)致超過(guò)失超(如超導(dǎo)跳到高阻態(tài))的閾值的次級(jí)線圈3中的次級(jí)電流4。結(jié)果，失超的超導(dǎo)體使次級(jí)線圈3 的內(nèi)部體積10不再(或至少不全部)屏蔽(遮蔽)磁通量。磁通量開(kāi)始顯著穿透該內(nèi)部體積10 (見(jiàn)虛線磁力線)和導(dǎo)致磁通量分?jǐn)?shù)的再分配(或換言之，再轉(zhuǎn)換)穿過(guò)的磁通量的主要分?jǐn)?shù)17 (這里為大約70% )現(xiàn)在被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)fe的外部，同時(shí)通量的較小分?jǐn)?shù) 18 (這里為大約30%)仍然在鐵磁介質(zhì)如內(nèi)被引導(dǎo)。鐵磁介質(zhì)如在這種條件下變飽和。在圖示的實(shí)施例中，在鐵磁介質(zhì)fe內(nèi)被引導(dǎo)的共同磁通量的分?jǐn)?shù)在失超時(shí)從大約90%降到大約30% (相對(duì)于各總磁通量)，指的是共同磁通量的大約(90-30) 60% 的部分從鐵磁介質(zhì)fe的內(nèi)部轉(zhuǎn)換到鐵磁介質(zhì)fe的外部。典型地，當(dāng)能夠失超的超導(dǎo)體在高阻態(tài)時(shí)出現(xiàn)的磁通量的主要分?jǐn)?shù)17的絕對(duì)值超過(guò)當(dāng)能夠失超的超導(dǎo)體在低阻態(tài)時(shí)出現(xiàn)的非平衡通量(通量分?jǐn)?shù)7和8的和)。由于總的絕對(duì)磁通量的顯著增加(通量17和18的和與通量7和8的和相比)，初級(jí)線圈2的感應(yīng)系數(shù)增加，導(dǎo)致初級(jí)線圈1遭受的阻抗增加。因此，初級(jí)電流(電路電流)1 開(kāi)始被調(diào)節(jié)。進(jìn)一步，當(dāng)能夠失超的超導(dǎo)體在高阻態(tài)時(shí)在次級(jí)線圈3中感生大量的次級(jí)電流4，這對(duì)初級(jí)線圈2的阻抗作出額外貢獻(xiàn)；這個(gè)電流4主要基于連接到能夠失超的超導(dǎo)體的分路(shunt)的電導(dǎo)率。當(dāng)鐵磁介質(zhì)fe開(kāi)始磁飽和，磁導(dǎo)率基本上時(shí)間/場(chǎng)獨(dú)立。這可導(dǎo)致在初級(jí)線圈2處的電壓饋入的正弦周期間的非線性，其可能潛在地導(dǎo)致產(chǎn)生諧波，以及最終的顯著的初級(jí)電流1的正弦波的總諧波失真。THD 一般被定義為基頻之上的總諧波頻率的功率的總和與基頻功率的比
權(quán)利要求
1.一種用于電流調(diào)節(jié)的方法，包括-通過(guò)初級(jí)線圈(2)輸運(yùn)初級(jí)電流(1)，通過(guò)共同磁通量使次級(jí)線圈(3)耦合到初級(jí)線圈O)，其中該次級(jí)線圈(3)包括能夠失超的超導(dǎo)體，失超導(dǎo)致超導(dǎo)體從低阻超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變到高阻失超態(tài)，-及在次級(jí)線圈(3)的低超導(dǎo)態(tài)，在鐵磁介質(zhì)(5a)中引導(dǎo)初級(jí)線圈(2)和次級(jí)線圈(3) 的共同磁通量的主要部分(8)，其特征在于-失超時(shí)，轉(zhuǎn)換共同磁通量使得共同磁通量的主要部分(17)在超導(dǎo)體的高阻失超態(tài)下被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)(5a)的外部。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于-在所述次級(jí)線圈(3)的低阻態(tài)，不使鐵磁介質(zhì)(5a)飽和，-及在所述次級(jí)線圈(3)的高阻態(tài)，使鐵磁介質(zhì)(5a)飽和。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述次級(jí)線圈(3)的低阻態(tài)下的總共同磁通量小于所述次級(jí)線圈(3)的高阻態(tài)下被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)(5a)的外部的共同磁通量。
4.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述初級(jí)電流(1)是-交流電-或交流電疊加直流電。
5.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在鐵磁介質(zhì)(5a)的外部在所述初級(jí)線圈⑵和/或所述次級(jí)線圈(3)內(nèi)設(shè)置冷卻劑。
6.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在所述次級(jí)線圈(3)的高阻態(tài)，在所述次級(jí)線圈(3)中感生的次級(jí)電流的模數(shù)等于或大于所述初級(jí)線圈O)的繞組數(shù)(N) 乘以所述初級(jí)電流⑴的模數(shù)的1/100，在所述次級(jí)線圈(3)中感生的次級(jí)電流⑷的模數(shù)優(yōu)選等于或大于所述初級(jí)線圈(2)的繞組數(shù)(N)乘以所述初級(jí)電流(1)的模數(shù)的1/50。
7.故障限流器(20)，尤其適用于執(zhí)行如前面任一權(quán)利要求所述的方法，包括-初級(jí)線圈0)，-次級(jí)線圈(3)，包括能夠失超的超導(dǎo)體，及-鐵磁介質(zhì)(5a)的芯(5)，穿過(guò)所述初級(jí)線圈(2)和所述次級(jí)線圈(3)，特征在于所述芯(5)、所述初級(jí)線圈(2)和所述次級(jí)線圈(3)能夠使所述初級(jí)線圈(2)和所述次級(jí)線圈(3)的共同磁通量的大部分在失超時(shí)從所述芯(5)內(nèi)轉(zhuǎn)換到所述芯(5)的外部。
8.如權(quán)利要求7所述的故障限流器(20)，特征在于所述初級(jí)線圈(2)的截面的主要部分和所述次級(jí)線圈(3)的截面的主要部分沒(méi)有用鐵磁介質(zhì)(5a)填充。
9 如權(quán)利要求7或8所述的故障限流器(20)，特征在于所述芯(5)是封閉形的。
10.如權(quán)利要求7或8所述的故障限流器(20)，特征在于所述芯(5)是開(kāi)放形的，尤其是其中所述初級(jí)線圈(2)和所述次級(jí)線圈(3)被同軸設(shè)置。
11.如權(quán)利要求7-10之一所述的故障限流器(20)，其特征在于所述次級(jí)線圈(3)是單圈短路線圈。
12.如權(quán)利要求11所述的故障限流器(20)，特征在于所述單圈短路線圈包括多個(gè)相互耦合的環(huán)。
13.如權(quán)利要求7-12任一所述的故障限流器(20)，特征在于所述故障限流器00)進(jìn)一步包括維持屏蔽渦流的第三線圈，尤其是其中所述第三線圈是正常導(dǎo)電的單圈短路線圈。
14.如權(quán)利要求7-13任一所述的故障限流器(20)，特征在于所述次級(jí)線圈(3)包括高溫超導(dǎo)體，優(yōu)選鍍層導(dǎo)體型。
15.如權(quán)利要求7-14之一所述的故障限流器00)在如權(quán)利要求1-6之一的所述的方法中的應(yīng)用。
全文摘要
一種用于電流調(diào)節(jié)的方法，包括通過(guò)初級(jí)線圈(2)輸運(yùn)初級(jí)電流(1)，通過(guò)共同磁通量使次級(jí)線圈(3)耦合到初級(jí)線圈(2)，其中該次級(jí)線圈(3)包括能夠失超的超導(dǎo)體，失超導(dǎo)致超導(dǎo)體從低阻超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變到高阻失超態(tài)，及在次級(jí)線圈(3)的低阻超導(dǎo)態(tài)，在鐵磁介質(zhì)(5a)中引導(dǎo)初級(jí)線圈(2)和次級(jí)線圈(3)的共同磁通量的主要部分(8)，其特征在于失超時(shí)，轉(zhuǎn)換共同磁通量使得共同磁通量的主要部分(17)在超導(dǎo)體的高阻失超態(tài)下被引導(dǎo)到鐵磁介質(zhì)(5a)的外部。本發(fā)明提供一種減小諧波失真的經(jīng)濟(jì)且有效的電流調(diào)節(jié)方法。
文檔編號(hào)H01F6/06GK102376411SQ20111021979
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者A·烏蘇斯金, H-U·克萊恩 申請(qǐng)人:布魯克Hts有限公司