專利名稱：超導磁體用的勵磁電源及其操作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超導磁體用的勵磁電源及其操作方法。
背景技術：
在超導磁體中存在所謂的失超現(xiàn)象，即由于超導狀態(tài)遭到破壞、零電阻變?yōu)檎?導電狀態(tài)而產(chǎn)生電壓的現(xiàn)象，此外，由于電流因產(chǎn)生電阻而驟變因而在由較大的超導線圈 構(gòu)成的超導磁體中將出現(xiàn)產(chǎn)生高電壓的現(xiàn)象。此外，反之，如果因勵磁電源本身的問題而引 起電流急劇變化，則與上述失超的發(fā)生等相互影響。在勵磁電源側(cè)，功率元件可能因高電壓 或失去了去處的巨大能量發(fā)生逆流而損壞，在超導磁體側(cè)，因電流驟變而發(fā)生失超，因此該 超導磁體可能損壞。因此，在檢測到勵磁電源及超導磁體中的任一方發(fā)生異常時，切斷相互關聯(lián)(連 接)是恰當?shù)牟僮?。但是，在巨大的電流通過時，切斷(截斷)相互關聯(lián)(連接)比較危險。 這里，專利文獻1所述的技術中，例如提出了對斷路器并列地配置電容器的方案。專利文獻1 日本國專利申請公開公報“特開平7-177648號公報”

發(fā)明內(nèi)容
但是，截斷正在通電中的觸點這樣的保護方法不適于大電流控制。在大電流控制 的保護方法中，通常，采用使勵磁電源的輸出兩端短路從而實質(zhì)性地斷開該勵磁電源和超 導線圈的方法。這里，使勵磁電源的輸出兩端短路的方法中存在缺陷。例如，如果超導線圈實際上 沒有失超但由于誤檢而進行短路(誤動作)，就會造成小電阻(R)和超導線圈(L)的組合， 儲存能量的釋放需要較長時間，從而導致輸出兩端在長時間內(nèi)都無法解除短路狀態(tài)此外，作為勵磁電源側(cè)發(fā)生的異常(問題)，存在因功率元件過熱所導致的所謂過 熱異常。正在使用中的序列控制器或微型計算機在檢測出主電源電壓驟降時就將其作為內(nèi) 部異常而停止電流輸出，但如果此時使勵磁電源的輸出兩端短路，則在長時間的LR放電期 間內(nèi)同樣無法解除輸出的短路狀態(tài)。另外，即使假設使用UPS來解決電壓驟降問題，但是， 由于其備份時間和可備份范圍受到制約，即，例如，僅能保持10分鐘，僅能保持控制系統(tǒng)而 不能備份功率系統(tǒng)，因此，仍然存在需要在某一時間使勵磁電源的輸出兩端短路來保護磁 體而難以復歸至正常狀態(tài)的問題。此外，例如，當勵磁電源內(nèi)部的保險絲熔斷時，只要更換其保險絲就能解決保險絲 的熔斷問題。但是，如上所述，要使并不存在失超的超導磁體由保護狀態(tài)復歸至正常狀態(tài)則 需要較長時間。另一方面，從防止勵磁電源和超導磁體損壞的觀點出發(fā)，提高對失超等異常狀態(tài) 的檢測等級是較為理想的選擇。此外，從避免序列控制器或微型計算機進行誤動作的觀點 出發(fā)，較為理想的選擇是提高對電壓驟降的檢測靈敏度。但是，如果提高對異常狀態(tài)的檢測 等級，就會導致增加誤動作的發(fā)生頻率(權(quán)衡問題)。
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供這樣一種超導磁體用的勵磁電 源及其操作方法，即即使由于對失超、內(nèi)部異常、主電源電壓驟降等異常狀態(tài)進行了誤檢 測而導致勵磁電源的輸出兩端發(fā)生短路，或者，例如在主電源停電或更換勵磁電源內(nèi)部的 保險絲時發(fā)生了異常而需要對異常狀況進行處理，通過采取恢復供電或更換保險絲等措施 而復歸正常狀態(tài)的情況下，之后能夠迅速地復歸至正常狀態(tài)(非短路狀態(tài))的超導磁體用 的勵磁電源及其操作方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種對具備超導線圈的超導磁體進行勵磁的超導 磁體用的勵磁電源，其特征在于，包括電源；功率單元，與所述電源連接；保護裝置，當檢 測出所述電源、所述功率單元或所述超導磁體發(fā)生異常時，或者檢測出主電源停電時，閉合 使所述功率單元的輸出的兩端短路的觸點而設定為保護狀態(tài)；以及第1電流檢測器，被設 置在具備所述超導線圈和所述觸點的回路內(nèi)，用于檢測該回路內(nèi)的電流值，其中，所述功率 單元具有放大器；第2電流檢測器，檢測所述功率單元的輸出電流值；以及電流控制裝置， 控制所述輸出電流值，所述超導磁體用的勵磁電源還包括復歸裝置，在通過所述保護裝置 閉合所述觸點后，所述復歸裝置利用所述第1電流檢測器及所述第2電流檢測器的檢測值 使所述輸出電流值和所述超導線圈中通過的電流值一致，之后斷開所述觸點從而由所述保 護狀態(tài)復歸。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，利用上述第1電流檢測器及第2電流檢測器的檢測值使功率單元 的輸出電流值和超導線圈中通過的電流值一致后斷開觸點，由此能夠防止在觸點斷開后電 流發(fā)生驟變。因此，能夠防止超導線圈的失超。即，根據(jù)本發(fā)明，即使由于對異常狀態(tài)進行 誤檢測而使勵磁電源的輸出兩端短路，也能夠通過使功率單元的輸出電流值和超導線圈中 通過的電流值一致后斷開觸點從而迅速地復歸至正常狀態(tài)(非短路狀態(tài))。此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠迅速地復歸至正常狀態(tài)(非短路狀態(tài))，因此，即使因提高 對失超等異常狀態(tài)發(fā)的檢測等級而導致增高誤動作的發(fā)生頻率并發(fā)生誤動作，要復歸至正 常狀態(tài)也并不需要太多時間。即，即使提高了對失超等異常狀態(tài)的檢測等級也不會造成障 礙(要復歸至正常狀態(tài)并不需要太多時間)，通過提高對異常狀態(tài)的檢測等級可使觸點比 較靈敏地進行動作，因此，較之于現(xiàn)有技術能夠更好地防止對勵磁電源或超導磁體的破壞。此外，例如，在主電源停電時或勵磁電源內(nèi)部保險絲更換時發(fā)生了異常而需要對 異常狀況進行處理，通過采取恢復供電或更換保險絲等措施而復歸正常狀態(tài)的情況下，之 后能夠迅速地復歸至正常狀態(tài)(非短路狀態(tài))。另外，在“使功率單元的輸出電流值和超導線圈中通過的電流值一致，之后斷開觸 點，，的描述中，所謂“一致”并不是指完全一致，而是指大致一致。即，在功率單元的輸出電 流值和超導線圈中通過的電流值之間可以存在少許差異。只要使功率單元的輸出電流值和 超導線圈中通過的電流值一致使得能夠防止在觸點斷開后超導線圈中通過的電流值發(fā)生 驟變并能夠防止該超導線圈發(fā)生失超的程度即可。另外，主電源是指，向構(gòu)成勵磁電源的電 源供給電力(供電)的電源，是勵磁電源上游側(cè)的電源。此外，在本發(fā)明中，所述復歸裝置可構(gòu)成為當復歸按鈕被按下時，讀入所述第1 電流檢測器的檢測值作為目標值，并將所述第2電流檢測器的檢測值作為當前值，按照預 定的掃描速率使兩檢測值一致，之后斷開所述觸點。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，按照預定的掃描速率使兩檢測值一致，由此，在由保護狀態(tài)復歸至正常狀態(tài)時，能夠抑制給功率單元帶來的損害。而且，本發(fā)明可構(gòu)成為所述第1電流檢測器被設置在所述回路內(nèi)能夠檢測所述 輸出電流值的位置，所述電流控制裝置在正常狀態(tài)利用所述第1電流檢測器的檢測值控制 所述輸出電流值，在由保護狀態(tài)復歸時，利用所述第2電流檢測器的檢測值控制所述輸出 電流值，由此，在該正常狀態(tài)和該復歸時對用于輸出電流控制的電流檢測器進行切換。較之于正常狀態(tài)的輸出電流控制，由保護狀態(tài)復歸時的輸出電流控制可以采用相 對較低的精度。S卩，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，第2電流檢測器可采用較低精度的電流檢測器，從而能 夠降低勵磁電源的零部件成本。而且，本發(fā)明可構(gòu)成為所述勵磁電源具有多個所述功率單元，并具備主控制裝 置，輸出電流指令值，使得所述第1電流檢測器的檢測值與所述勵磁電源整體的設定輸出 電流值相等；以及指令值分配裝置，將由所述主控制裝置輸出的所述電流指令值分配給各 功率單元，其中，所述第1電流檢測器是檢測所述勵磁電源整體的輸出電流值的電流檢測 器，所述第2電流檢測器設置于各功率單元中，是檢測該各功率單元的輸出電流值的電流 檢測器，設置于各功率單元的所述電流控制裝置對各功率單元的輸出電流值進行控制，使 得所述第2電流檢測器的檢測值與所述指令值分配裝置所分配的電流指令值相等。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在多個功率單元中的某個功率單元內(nèi)的放大器中發(fā)生部件缺 陷從而導致該功率單元無法釋放穩(wěn)定電流的情況下，可由主控制裝置發(fā)出對其進行補償?shù)?電流指令值。并且，通過指令值分配裝置對各功率單元分配電流指令值。而且，各功率單元 的電流控制裝置通過對各輸出電流值進行控制使其與指令值分配裝置所分配的電流指令 值相等，因此，電流不會向正常的功率單元發(fā)生極端偏流，從而能夠在整體上防止發(fā)生偏流 現(xiàn)象。此外，本發(fā)明可構(gòu)成為所述第1電流檢測器被設置在與所述觸點串聯(lián)的位置，并 且，被設置在所述觸點閉合狀態(tài)下的所述功率單元的輸出回路與所述超導線圈側(cè)回路的公 用部分，所述復歸裝置在復歸按鈕被按下時將所述第1電流檢測器的檢測值設為當前值， 并且，將所述第1電流檢測器的目標值設為0，按照預定的掃描速率控制功率單元，使所述 第1電流檢測器的檢測值與0 —致，之后斷開所述觸點。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，按照預定的掃描速率使第1電流檢測器的檢測值與0 —致，由此， 在由保護狀態(tài)復歸至正常狀態(tài)時，能夠抑制給功率單元帶來的損害。另外，在上述“使第1電流檢測器的檢測值與0 —致，之后斷開觸點”的描述中， “一致”并不只是指與0完全一致，而是指大致達到0。即，可以沒有完全達到0。只要使第 1電流檢測器的檢測值與0 —致以能夠防止在觸點斷開后超導線圈中通過的電流值發(fā)生驟 變并能夠防止該超導線圈發(fā)生失超的程度即可。此外，本發(fā)明可構(gòu)成為所述第1電流檢測器被設置在與所述觸點串聯(lián)的位置，并 且，被設置在所述觸點閉合狀態(tài)下的所述功率單元的輸出回路與所述超導線圈側(cè)回路的公 用部分，所述復歸裝置在復歸按鈕被按下時將所述第1電流檢測器的檢測值與所述第2電 流檢測器的檢測值的相加值設為目標值，按照預定的掃描速率控制功率單元，使所述第2 電流檢測器的檢測值與該目標值一致，之后斷開所述觸點。這里，優(yōu)選依次反復實施所述第 1電流檢測器的檢測值與所述第2檢測器的檢測值的相加計算，依次更新目標值。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，功率部的控制與通常的掃描控制相同因而容易控制。另外，這里所說的“一致”也不只是指完全一致，而是包括大致一致的含義。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種勵磁電源的操作方法，其中，所述勵磁 電源對超導磁體進行勵磁，該勵磁電源包括電源；功率單元，與所述電源連接；保護裝置， 當檢測出所述電源、所述功率單元或超導磁體發(fā)生異常時，閉合使所述功率單元的輸出的 兩端短路的觸點而成為保護狀態(tài)；以及第1電流檢測器，被設置在具備所述超導磁體的超 導線圈和所述觸點的回路內(nèi)，用于檢測該回路內(nèi)的電流值，所述功率單元包括放大器；第 2電流檢測器，檢測所述功率單元的輸出電流值；以及電流控制裝置，控制所述輸出電流 值，所述操作方法的特征在于，在通過所述保護裝置閉合所述觸點后，利用所述第1電流檢 測器及所述第2電流檢測器的檢測值使所述輸出電流值和所述超導線圈中通過的電流值 一致，之后斷開所述觸點，從而由保護狀態(tài)復歸。此外，根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供一種對具備超導線圈的超導磁體進行勵磁 的超導磁體用的勵磁電源，其特征在于，包括電源；功率單元，與所述電源連接；保護裝 置，在檢測出所述電源、所述功率單元或所述超導磁體發(fā)生異常時，閉合使所述功率單元的 輸出的兩端短路的觸點而成為保護狀態(tài)；以及存儲裝置，在通過所述保護裝置閉合所述觸 點后，對所述功率單元在閉合時刻或該閉合時刻前的輸出電流值進行存儲，所述功率單元 具有放大器；電流檢測器，檢測所述功率單元的輸出電流值；以及電流控制裝置，控制所 述輸出電流值，所述超導磁體用的勵磁電源還包括復歸裝置，在通過所述保護裝置閉合所 述觸點后，所述復歸裝置利用所述電流檢測器的檢測值及所述存儲裝置的存儲值使所述輸 出電流值和所述超導線圈中通過的電流值一致，之后斷開所述觸點從而由保護狀態(tài)復歸。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，使用一臺電流檢測器即可。本來，如果以通過微型計算機進行控制 為前提，則計算和存儲幾乎都能夠通過微型計算機的程序(軟件)來對應，因此有能夠省略 作為硬件部件的電流檢測器的優(yōu)點。此外，本發(fā)明可構(gòu)成為，還包括計時器，測定從所述存儲裝置存儲所述輸出電流 值的時刻起的經(jīng)過時間；以及修正裝置，根據(jù)所述計時器測定的經(jīng)過時間及預先存儲的單 位時間的修正值對所述存儲裝置的存儲值進行修正，其中，所述復歸裝置在通過所述保護 裝置閉合所述觸點后利用所述電流檢測器的檢測值以及由所述修正裝置修正后的所述存 儲裝置的存儲值，使所述輸出電流值和所述超導線圈中通過的電流值一致，之后斷開所述 觸點。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于不僅包括存儲裝置，還包括計時器及修正裝置，因此能夠更可 靠地由保護狀態(tài)復歸。而且，在上述本發(fā)明中，更優(yōu)選使功率單元的輸出的兩端短路的觸點為B觸點。根 據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在長時間停電狀態(tài)，也能夠?qū)⑽词С某瑢Ь€圈由保護狀態(tài)復歸至正常 狀態(tài)而不會發(fā)生失超現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明，在通過保護裝置閉合上述觸點后，使功率單元的輸出電流值和超導 線圈中通過的電流值一致，之后斷開觸點，從而由保護狀態(tài)復歸。由此，即使由于對異常狀 態(tài)進行了誤檢測或者提高了主電源電壓驟降的檢測靈敏度而導致勵磁電源的輸出兩端發(fā) 生短路，之后，也能夠迅速地復歸至正常狀態(tài)(非短路狀態(tài))。并且，例如，在主電源停電時 或勵磁電源內(nèi)部保險絲更換時發(fā)生了異常而需要對異常狀況進行處理，通過采取恢復供電 或更換保險絲等措施而復歸正常狀態(tài)的情況下，之后能夠迅速地復歸至正常狀態(tài)(非短路狀態(tài))。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的勵磁電源的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示由保護狀態(tài)復歸時的動作的流程圖。圖3是表示本發(fā)明的第2實施方式的勵磁電源的結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示本發(fā)明的第3實施方式的勵磁電源的結(jié)構(gòu)圖。圖5是表示本發(fā)明的第4實施方式的勵磁電源的結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示本發(fā)明的第5實施方式的勵磁電源的結(jié)構(gòu)圖。圖7是表示本發(fā)明的第6實施方式的勵磁電源的結(jié)構(gòu)圖。標號說明1 電源2 超導磁體2L:超導線圈3 功率單元4:保護繼電器4a 觸點5 第1分路電阻(第1電流檢測器)7:晶體管(放大器)8 第2分路電阻(第2電流檢測器)
9 電流控制電路(電流控制裝置)16 保護電路(保護裝置)100:內(nèi)部異常信號101 勵磁電源
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。(第1實施方式)圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的勵磁電源101的結(jié)構(gòu)圖。(勵磁電源101的結(jié)構(gòu))勵磁電源101與超導線圈2L連接，是用于對具備超導線圈2L的超導磁體2進行 勵磁的電源。超導線圈2L由超導線材繞制而成。如圖1所示，勵磁電源101包括電源1、功率單元3、第1分路電阻(第1電流檢測 器)及保護電路16 (保護裝置)。(電源)電源1包括與交流電源連接的變壓器(未圖示)、將變壓器的交流電力整流后的 平滑直流電流提供給向超導線圈2L的晶體管電路(未圖示)等。另外，在電源1中，也可 以使用市售的開關穩(wěn)壓器等。(第1電流檢測器)
作為電流檢測器(第1電流檢測器)，可以采用通過霍爾元件檢測由電流所產(chǎn)生 的磁場的非接觸型電流檢測器而非分路電阻(后述的第2分路電阻8也同樣如此)。第1 分路電阻5被設置在能夠檢測回路A內(nèi)的電流值的位置(而且是在斷開觸點如的狀態(tài)下 能夠檢測功率單元3的輸出電流值的回路A內(nèi)的位置)，其中，上述回路A包括超導線圈2L 和保護繼電器4的觸點如。(功率單元)電源1上連接有功率單元3。功率單元3包括作為放大器的晶體管7(通常為 多個晶體管)、即使在保護狀態(tài)(觸點如閉合的狀態(tài))下仍能夠檢測功率單元3的輸出電 流值的第2分路電阻8 (第2電流檢測器)、控制功率單元3的輸出電流值的電流控制電路 9(電流控制裝置)、對電流控制電路9指令電流值的電流指令電路10(電流指令裝置)、對 電流指令電路10指示掃描速率的掃描速率設定器33、與電流指令電路10協(xié)作使得由保護 狀態(tài)復歸的復歸電路31(復歸裝置)以及用于對復歸電路31指示復歸(開始復歸控制) 的復歸按鈕32。另外，并非必需將掃描速率設定器33、復歸電路31及復歸按鈕32看作功 率單元3的組成部件，S卩，也可以將其視作有別于功率單元3的組成部件。(放大器)晶體管7采用普通的雙極型晶體管，也可以采用場效應晶體管(FET)、IGBT、 MOSFET等各功率元件。關于后述的晶體管17，也同樣如此。(由保護狀態(tài)復歸的復歸裝置)復歸電路31構(gòu)成為與電流控制電路9協(xié)作，在通過保護電路16閉合觸點如后 (在復歸控制時)，利用第1分路電阻5及第2分路電阻8的檢測值，使功率單元3的輸出 電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致，之后斷開觸點如從而由保護狀態(tài)(功率單元3 的輸出的兩端短路的狀態(tài))復歸(變?yōu)榉嵌搪窢顟B(tài))。即，在通過保護電路16閉合觸點如 后，按下復歸按鈕32，當功率單元3的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致時，復 歸電路31對保護繼電器4發(fā)出信號以斷開所述觸點如。另外，在上述的“使功率單元3的輸出電流值和超導線圈中通過的電流值一致，之 后斷開觸點如”的描述中，“一致”并不僅指完全一致，而是指大致一致。S卩，在功率單元3 的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值之間可以存在少許差異。只要使功率單元3 的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致以能夠防止在觸點如斷開后超導線圈2L 中通過的電流值發(fā)生驟變并能夠防止該超導線圈2L發(fā)生失超的程度即可。此外，如本實施方式那樣，不僅可以分別構(gòu)成電流控制電路9和復歸電路31，而且 也可以將二者形成為一個電路結(jié)構(gòu)。而且，在本實施方式中，電流控制裝置、復歸裝置及保護裝置采用了電路結(jié)構(gòu)的形 式，但也可以采用通過微機(微型計算機)等進行程序控制的控制器，并通過該控制器進行 控制。此時，由于程序設定具有自由度，因此容易進行設定變更。關于后述的電流指令電路 10、電流控制電路(19、四)、分配器14及主控制電路12等，也同樣如此。此外，也可以不將復歸電路31編入勵磁電源101中，而僅將第1分路電阻5用作 電流顯示用檢測器，并由操作者(人)以手動方式利用復歸電路31進行控制。詳見后述。(電流指令裝置)電流指令電路10構(gòu)成為正常狀態(tài)下，例如，在通過未圖示的操作開關增加電流進行勵磁時，對電流控制電路9指令電流值(S卩，輸出電流指令值)，使其根據(jù)由掃描速率設 定器33決定的增加量逐漸增加指令電流。電流控制電路9構(gòu)成為基于由電流指令電路10 輸出的電流指令值和第2分路電阻8的檢測值，控制功率單元3的輸出電流值。這里，正常 狀態(tài)是指觸點如斷開的狀態(tài)(非短路狀態(tài))。此外，在由保護狀態(tài)復歸時，復歸電路31以第1分路電阻5的檢測值(電流檢測 值)作為目標值，與電流指令電路10協(xié)作對電流控制電路9輸出電流值。而且，復歸電路 31與電流控制電路9協(xié)作，讀入第1分路電阻5的檢測值作為目標值，使該目標值與第2分 路電阻8的檢測值一致后，斷開觸點4a(利用第2分路電阻8的檢測值控制功率單元3的 輸出電流值。將第1分路電阻5的檢測值作為目標值來使用)。這里，保護狀態(tài)是指觸點 4a閉合的狀態(tài)(短路狀態(tài))。復歸是指由閉合狀態(tài)進入斷開狀態(tài)的過程。另外，通常，在使用電流分路器進行電流反饋控制時，對所指令的電流進行反饋控 制，因此，基本上，當指令發(fā)出時，輸出電流就會被實時調(diào)整為上述指令電流。在上述說明 中，為便于理解，描述的是使得與第2分路電阻8的檢測值一致。實際上，具體采用的方法 為如果電流指令電路10的輸出值與作為目標值的第1分路電阻5的值一致，則電流控制 電路9對第2分路電阻8和上述指令值進行對照并立即進行調(diào)整，因此“第2分路電阻8的 檢測值”可被視作“電流指令電路10的輸出指令值”。另外，如最初的說明那樣，實際上還 可以是利用第2分路電阻8的檢測值來確認是否一致的方法。另外，還向保護電路16(保護裝置)輸入由使用了所述微型計算機的控制器(未 圖示)等產(chǎn)生的表示電壓驟降異常、停電等的內(nèi)部異常信號100。(保護繼電器)保護繼電器4具備觸點如。觸點如被設置在使功率單元3的輸出的兩端短路的 位置。換言之，觸點如被設置在使超導線圈2L的兩端短路的位置。保護繼電器4的觸點 如可由A觸點構(gòu)成，也可以由B觸點構(gòu)成。在保護繼電器4的觸點如由A觸點構(gòu)成時，在 電信號ON的情況下觸點如閉合，在電信號OFF的情況下觸點如斷開。在保護繼電器4的 觸點^fiB觸點構(gòu)成時，在電信號OFF的情況下觸點如閉合，在電信號ON的情況下觸點 如斷開。即，B觸點是具有如下特征的電觸點在繼電器(保護繼電器4)未被供電時，通過 彈簧的復原力而處于閉合的狀態(tài)，在繼電器(保護繼電器4)被供電時，通過電磁力而處于 斷開的狀態(tài)。另外，如果考慮到停電狀態(tài)(繼電器(保護繼電器4)未被供電的狀態(tài))，則保護 繼電器4的觸點如優(yōu)選由B觸點(常閉)構(gòu)成。在后述的實施方式中，與此相同。如果觸 點如由B觸點構(gòu)成，那么，在停電狀態(tài)下，即使復歸電路31 (復歸裝置)因停電而不進行動 作，由于觸點如閉合仍可使輸出兩端處于短路狀態(tài)。因此，未失超的超導線圈2L中通過的 電流能夠通過觸點如進行回流。之后，當主電源恢復時，能夠通過復歸電路31 (復歸裝置) 的動作由保護狀態(tài)復歸至正常狀態(tài)。另一方面，在觸點如由A觸點構(gòu)成的情況下，如果停 電時間較短，復歸電路31仍進行動作，如果停電時間較長，復歸電路31就不再進行動作而 導致觸點如斷開。其結(jié)果是，未失超的超導線圈2L中通過的電流不能實現(xiàn)回流。這里，保護電路16為過壓檢測電路。保護電路16構(gòu)成為例如，當超導線圈2L的 勵磁電壓的設定值為IOV時，如果勵磁電壓超過12V，則判斷為過電壓(異常)并向保護繼 電器4及電流指令電路10發(fā)出信號。另外，保護電路多種多樣，并不限于過壓檢測電路。
這里，電流指令電路10構(gòu)成為當接收到來自保護電路16的信號時，對電流控制 電路9發(fā)出指令使得功率單元3的輸出電流為0。此外，保護繼電器4構(gòu)成為當接收到來 自保護電路16的信號時，將觸點如閉合。在本實施方式中，例示了將保護電路16編入勵磁電源101中來檢測超導磁體2是 否存在異常的情況。本實施方式也可以構(gòu)成為在勵磁電源101中編入檢測電源1和功率 單元3是否存在異常的電路(裝置)，在該電路附有失超檢測信息，并由該電路向保護繼電 器4及電流指令電路10發(fā)出信號。檢測電源1和功率單元3是否存在異常的電路例如構(gòu)成 為對電源1和功率單元3的過熱、過電流、主電源電壓驟降及停電等異常進行檢測的電路。(勵磁電源的保護狀態(tài)復歸控制)下面，對保護狀態(tài)的復歸控制進行說明。圖2是表示由保護狀態(tài)復歸時的動作的 流程圖。當保護電路16檢測出超導磁體2發(fā)生異常時，通過保護電路16由通過保護繼電 器4閉合觸點4a，并通過電流控制電路9使功率單元3的輸出電流為0。此時，如圖1中IA 所示，超導線圈2L中通過的電流通過包括超導線圈2L和保護繼電器4的觸點如的回路A。 另一方面，從功率單元3的晶體管7通過的電流IB變?yōu)?。在檢測出電源1和功率單元3 的異常時，情況與此相同。這里，在超導線圈2L發(fā)生失超的情況下，由于該超導線圈2L處于正常導電狀態(tài)而 存在電阻，因而IA快速衰減。但是，噪聲等因素可能導致保護電路16誤動作。此外，還存 在這種情況，即超導線圈2L中發(fā)生瞬壓但之后就恢復為超導狀態(tài)。另外，主電源并不顯著 的電壓驟降也可能導致保護電路16進行動作。在上述情況下，由于超導線圈2L處于超導 的狀態(tài)，因此回路A的電阻極小，電流IA變?yōu)?可能需要約1天的時間。雖然可通過斷開 觸點如使電流IA變?yōu)?，但這種操作將導致超導線圈2L失超。強行失超將給超導線圈2L 帶來的損害。這里，在勵磁電源101內(nèi)，如圖2所示流程那樣進行控制。當復歸按鈕32被按下 時(Si，步驟1的簡稱)，電流指令電路10以第1分路電阻5的檢測值(電流值)作為目標 值，對電流控制電路9輸出電流值。電流控制電路9讀入第1分路電阻5的檢測值(電流 值)作為目標值(S2)。然后，電流控制電路9將所讀入的第1分路電阻5的目標值作為設 定值(S； )。此外，電流控制電路9通過電流指令電路10，讀入預先設定的掃描速率的值或 者來自掃描速率設定器33的掃描速率的值(S4)。然后，電流指令電路10按照預定的掃描 速率提高對電流控制電路9輸出的電流指令值，使得第2分路電阻8的檢測值(功率單元 3的輸出電流值)與設定值一致(SO。反復執(zhí)行S2 S5，直至IA和IB—致為止。然后， 當確認為IA = IB時，復歸電路31對保護繼電器4發(fā)出斷開其觸點如的信號，觸點如斷 開(S6)。另外，關于IA= IB，IB可能實際上為第2分路電阻8的檢測值，也可能是由電流 指令電路10向電流控制電路9輸出的電流指令值。此外，在上述流程中，在S2中每次均讀 入第1分路電阻5的值，但由于處理時間短，其間衰減的線圈電流(IA)極小，因此，也可以 采用在只執(zhí)行一次S2后反復執(zhí)行S3 S6的方法。(第2實施方式)圖3是表示本發(fā)明的第2實施方式的勵磁電源201的結(jié)構(gòu)圖。與第1實施方式的 不同之處僅在于第1分路電阻(第1電流檢測器)的位置。在本實施方式中，將第1分路電阻5設置在與超導線圈2L并列的位置。這樣，將第1分路電阻5設置在能夠?qū)ΡＷo繼電 器的觸點如閉合后超導線圈2L中通過的電流IA進行檢測的位置即可。換言之，第1分路 電阻5被設置在與觸點如串聯(lián)的位置，并且，被設置在觸點如閉合狀態(tài)下的功率單元3的 輸出回路B和所述超導線圈2L側(cè)的回路A的公用部分。在本實施方式中，電流控制電路9按照預定的掃描速率提高功率單元3的輸出電 流值，使得第1分路電阻5的檢測值(電流檢測值)變?yōu)?。第1分路電阻5的檢測值為0 是指相互逆向流動的IA和IB—致。當確認為IA = IB時，電流控制電路9向保護繼電器 4發(fā)出斷開觸點如的信號，觸點如斷開。另外，作為變形例，可構(gòu)成為當復歸按鈕32被按下時，將第1分路電阻5的檢測 值和第2分路電阻8的檢測值的相加值設為目標值，按照預定的掃描速率使第2分路電阻 8的檢測值與該目標值一致，之后斷開觸點如。這里，優(yōu)選依次反復實施第1分路電阻5的 檢測值和第2分路電阻8的檢測值的相加計算，并將目標值依次更新。IA相對于IB逆向流 動，是大于IB的電流，因此第1分路電阻5的檢測值為“ΙΑ-IB”。第2分路電阻8的檢測值 為“IB”。因此，第1分路電阻5的檢測值和第2分路電阻8的檢測值的相加值為“IA”。作為另一變形例，與上述控制方式組合進行如下控制，即當復歸按鈕32被按下 時，按照預定的掃描速率進行控制使第1分路電阻5的檢測值與0 —致，并且，按照預定的 掃描速率進行控制使第2分路電阻8的檢測值與第1分路電阻5的檢測值和第2分路電阻 8的檢測值的相加值一致。然后，進行控制使得在下述兩個階段中較早的階段斷開觸點4a， 即在第1分路電阻5的檢測值與0 —致的階段；第2分路電阻8的檢測值與第1分路電 阻5的檢測值和第2分路電阻8的檢測值的相加值一致的階段。按照上述構(gòu)成勵磁電源， 能夠更加迅速地復歸至正常狀態(tài)(非短路狀態(tài))。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，利用第1分路電阻5及第2分路電阻8的檢測值，使功率 單元3的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致，之后斷開觸點4a，由此能夠防止 斷開觸點后電流發(fā)生驟變。因此，能夠防止超導線圈2L的失超。即，根據(jù)本發(fā)明，即使由于 對異常狀態(tài)進行誤檢測而導致勵磁電源(功率單元幻的輸出兩端短路，也能夠通過使功率 單元3的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致后斷開觸點如來迅速地復歸至正 常狀態(tài)(非短路狀態(tài))。此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠迅速地復歸至正常狀態(tài)，因此，例如，即使因提高保護電路 16的異常狀態(tài)檢測等級而導致誤動作的發(fā)生頻率增高并發(fā)生誤動作，要復歸至正常狀態(tài)也 并不需要太多時間。即，即使提高了對失超等的異常狀態(tài)檢測等級也沒有產(chǎn)生障礙(要復 歸至正常狀態(tài)并不需要太多時間)，通過提高對異常狀態(tài)的檢測等級可使觸點如更為靈敏 地進行動作，因此，較之于現(xiàn)有技術能夠更好地防止對勵磁電源(101，201)或超導磁體2的 損壞。關于勵磁電源內(nèi)部發(fā)生的異常、主電源電壓驟降、停電等異常，同樣如此。此外，在第1實施方式中，使用對回路A內(nèi)的超導線圈2L中通過的電流進行檢測 的第1分路電阻5，并將其檢測值作為目標值，作為變形例，可構(gòu)成為在正常狀態(tài)下，利用 第1分路電阻5的檢測值控制功率單元3的輸出電流值，在由保護狀態(tài)復歸時，利用第2分 路電阻8的檢測值來控制功率單元3的輸出電流值。如上所述，勵磁電源101內(nèi)的控制具 體為在正常狀態(tài)和復歸時切換用于輸出電流控制的電流檢測器。另一方面，較之于正常狀 態(tài)的輸出電流控制，由保護狀態(tài)復歸時的輸出電流控制可以采用相對較低的精度。即，上述結(jié)構(gòu)的優(yōu)點第2分路電阻8采用較低精度的電流檢測器，即使在保護狀態(tài)(觸點如閉合 的狀態(tài))下，通過較高精度的第1分路電阻5也可對超導線圈2L中通過的電流進行更高精 度的電流檢測(顯示)。另外，在第1實施方式中，第2分路電阻8用于正常狀態(tài)及復歸時對功率單元3實 施輸出電流值控制，第1分路電阻5可以僅用于顯示。在這種情況下，在由保護狀態(tài)復歸 時，操作者可以將第1分路電阻5的顯示值設定為復歸用設定值并增加功率單元3的輸出 電流值，在IA和IB —致時斷開觸點如完成復歸。而且，在上述說明中，最終由操作者確認 IA和IB是否一致。然后，操作者按下以手動方式斷開觸點如的按鈕。(第3實施方式)圖4是表示本發(fā)明的第3實施方式的勵磁電源301的結(jié)構(gòu)圖。本實施方式和第1 實施方式不同之處主要在于本實施方式的勵磁電源301具備2個(多個)功率單元。另 外，也可以使勵磁電源具備3個以上的功率單元。如圖4所示，勵磁電源301包括電源1、第1功率單元13、第2功率單元23、第1分 路電阻5 (第1電流檢測器)、主控制電路12 (主控制裝置)、分配器14 (指令分配裝置)、掃 描速率設定器33、保護電路16 (保護裝置)、復歸按鈕32及復歸電路131。(第1電流檢測器)第1分路電阻5是檢測勵磁電源301整體的輸出電流值的電流檢測器。此外，第 1電流檢測器被設置在能夠在保護狀態(tài)下檢測包括超導線圈2L和保護繼電器4的觸點如 的回路A內(nèi)的輸出電流值O個功率單元12和13的整體輸出電流值)的位置。(功率單元)電源1上連接有2個功率單元13和23。第1功率單元13具備作為放大器的晶體 管17 (通常為多個晶體管)、檢測功率單元13的輸出電流值的第2分路電阻18 (第2電流 檢測器)和控制功率單元13的輸出電流值的電流控制電路19 (電流控制裝置)。第2功率單元23的結(jié)構(gòu)與第1功率單元13相同，第2功率單元23具備作為放大 器的晶體管27(通常為多個晶體管)、檢測功率單元23的輸出電流值的第2分路電阻觀(第 2電流檢測器)和控制功率單元23的輸出電流值的電流控制電路四(電流控制裝置)。另外，也可以將主控制電路12、分配器14、開關30、復歸電路131、復歸按鈕32及 掃描速率設定器33看作功率單元13和23的組成部件(功率單元13和23共用的組成部 件)。(主控制裝置)主控制裝置12用于設定及控制勵磁電源301整體的輸出電流值，該主控制電路12 的設定功能部分具備數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(DAC)。通過設定勵磁電源301需保持的輸出電流值，將 從微機電路經(jīng)由DAC而被模擬化的輸出電流值作為指令值，輸出至主控制電路12內(nèi)的控制 部分。主控制電路12的控制部分構(gòu)成為向分配器14輸出電流指令值，使得第1分路電 阻5的檢測值(電流值)與勵磁電源301整體的設定輸出電流值相等。具體而言，其構(gòu)成 為求出第1分路電阻5的檢測值和設定輸出電流值的偏差，向分配器14輸出與所得偏差 成正比的電流指令值。(指令分配裝置)
分配器14構(gòu)成為將由主控制電路12輸出的電流指令值分配到各功率單元(13、 23)。另外，當?shù)?功率單元13及第2功率單元23的電流容量相等時，分配器14均等地對 由主控制電路12輸出的電流指令值進行分配。第1功率單元13及第2功率單元23的電 流容量比為2 3時，分配器14以2 3的比例對由主控制電路12輸出的電流指令值進 行分配。(關于電流控制電路19和四)這里，設置于各功率單元13和23的電流控制電路19和四構(gòu)成為控制各功率單 元13和23的輸出電流值，使得第2分路電阻18和觀的檢測值(電流值)與由分配器14 分配并輸出的電流指令值相等。保護繼電器4構(gòu)成為當接收到來自保護電路16的信號時，閉合觸點如。另外， 還向保護電路16(保護裝置)輸入由使用了微型計算機的控制器(未圖示)等所產(chǎn)生的用 于表示電壓驟降異常、停電等異常狀況的內(nèi)部異常信號100。此外，當接收到來自復歸電路 131的信號時(ΙΑ = IB1+IB2的狀態(tài))，保護繼電器4斷開觸點如。(開關)開關30用于對來自主控制電路12的信號及來自復歸電路131的信號進行切換并 將其中之一輸入分配器14。開關30由復歸電路131來啟動。(勵磁電源的動作)下面，對勵磁電源301的正常狀態(tài)(非保護狀態(tài))的動作進行說明。在非保護電路啟動(觸點如閉合狀態(tài))或非復歸模式(從觸點如閉合狀態(tài)開始， 使IA和IB —致，然后斷開觸點如為止的系列狀態(tài))的正常狀態(tài)下，本實施方式的勵磁電 源301具有防止或減輕電流的偏流現(xiàn)象的功能。這里的偏流現(xiàn)象是指在某個功率單元的 內(nèi)部因某種原因而產(chǎn)生部件不良或?qū)w劣化等問題時，通過其他正常的功率單元對產(chǎn)生問 題的功率單元的輸出電流進行補償，從而導致電流向上述其他正常的功率單元偏流。作為產(chǎn)生電流偏流現(xiàn)象的情況，例如，由于第1功率單元13中設置的冷卻裝置 (未圖示)的性能降低使得第1功率單元13內(nèi)的溫度上升，因而較之于其他正常的第2功 率單元23，電流大量流過第1功率單元13。在這種情況下，為了對第1功率單元13中通過 的過多電流進行補償，第2功率單元23中通過的電流少于第1功率單元13 (偏流現(xiàn)象)。 此外，例如，因第1功率單元13內(nèi)的晶體管17等元件劣化也可能導致偏流現(xiàn)象。根據(jù)本實施方式的勵磁電源301，主控制電路12進行控制以向第1功率單元13及 第2功率單元23輸出電流指令值使得通過測定第1分路電阻5的兩端產(chǎn)生的電壓而得的 輸出電流值達到整體用電流設定指令部(未圖示)中設定的輸出電流值，分配器14向第1 功率單元13及第2功率單元23分配由主控制電路12輸出的電流指令值。而且，第1功率 單元13 (第2功率單元2 的電流控制電路19 (電流控制電路29)進行控制，使得通過測定 第2分路電阻18(第2分路電阻觀)的兩端產(chǎn)生的電壓所檢測出的輸出電流值達到由分配 器14分配的電流指令值。由此，在第1功率單元13內(nèi)的晶體管17等元件發(fā)生部件不良， 發(fā)生第1功率單元13無法輸出給定電流的情況下，由主控制電路12發(fā)出對其進行補償?shù)?電流指令值，并通過分配器14對第1功率單元13及第2功率單元23分配電流指令值。而 且，第1功率單元13的電流控制電路19和第2功率單元23的電流控制電路四進行控制 使得達到由分配器14分配的電流指令值，因此，不會導致正常的第2功率單元23發(fā)生極端的電流偏流，這樣，就能夠在整體上將電流平均化從而防止電流偏流現(xiàn)象。此外，較之于主控制電路12的放大率，電流控制電流19及電流控制電路四的放 大率較小。因此，第1功率單元13的電流控制電路19和第2功率單元23的電流控制電路 29容許存在輕微的偏流現(xiàn)象，而通過主控制電路12進行嚴格的電流控制，整體通過的電流 可望實現(xiàn)穩(wěn)定化。即，能夠防止勵磁電源301在整體上出現(xiàn)極端的偏流現(xiàn)象。此外，較之于第2分路電阻18和28，第1分路電阻5采用高精度的電阻器。由此 能夠降低勵磁電源301的成本。另外，分配器14并非必須采用本實施方式的結(jié)構(gòu)。只要能將整體控制系統(tǒng)(勵磁 電源301整體(功率單元整體)的電流指令值)分為各功率單元13和23的電流指令來輸 入即可。(保護狀態(tài)的說明)另外，當保護電路16在超導線圈2L通電過程中檢測出失超時，其信號經(jīng)由保護電 路16進入主控制電路12并將電流指令設為0。由此，由功率元件17和27輸出的IBl和 IB2變?yōu)?。與此同時，保護電路16將觸點如閉合。之前通過超導線圈2L的電流IA通過 觸點如。這里，在超導線圈2L確實失超時，IA急劇衰減。另一方面，在誤檢測失超時，IA 幾乎沒有衰減，因而衰減需要較長時間。因此，當按下復歸按鈕32時，復歸電路131首先將主控制電路12的輸出切換至復 歸電路131的輸出。將開關30由30a切換至30b的觸點。與主控制電路12同樣地，電流 的檢測值由第1分路電阻5輸入復歸電路131。復歸電路131以第1分路電阻5的檢測值 作為目標值，并根據(jù)掃描速率設定器33的值生成用于逐漸提高電流指令的指令值并將其 輸出給分配器14。與正常狀態(tài)(非保護狀態(tài))同樣地，分配器14對2個功率單元(13和 23)分配電流指令。當指令電流按照由復歸電路131確定的掃描速率達到目標值IA時，所 分配的2個功率單元(13和23)的電流IBl、IB2的合計值與IA —致。如上所述，勵磁電源301具有與第1、第2實施方式的勵磁電源相同的功能，即復 歸電路131啟動，利用第1分路電阻5及第2分路電阻18和觀的檢測值(第2分路電阻 18和觀的檢測值的合計值)，使功率單元整體的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流 值一致，之后斷開觸點4a，由此防止斷開觸點如后電流發(fā)生驟變。另外，復歸模式與正常模式的不同點在于在正常模式中，由第1分路電阻5測得 整體的電流，并向分配器14輸出使其修正與整體指令之間的誤差；在復歸模式中，僅向分 配器14輸出由復歸電路131生成的電流指令值。結(jié)果是，按照第2分路電阻18和觀的精 度對IBl和IB2進行控制。這里，例如，從成本削減的觀點出發(fā)，第2分路電阻18和28采 用精度較整體的分路器(第1分路電阻O低的電流檢測器(電流檢測精度低的電流檢測 器)。此外，由于是雙重的控制系統(tǒng)，因此各單元(功率單元13和23)采用較低的反饋增 益。因此，較之于正常模式，IB1、IB2為粗略值。(IB1+IB2) IA即可，只要大致一致，之后 就能復歸成正常模式，因此，允許存在若干誤差。當IB1+IB2與IA大致一致時，復歸電路131向主控制電路12傳送當前的電流值 IA。然后，將開關30切換至30a側(cè)，同時斷開觸點如。然后，在正常模式下，進行電流控制 將電流保持為設定電流值IA。另外，在失超產(chǎn)生時IA可以采用主控制電路12存儲的值。 如果使用檢測電流值IA，當返回到正常模式時，與本來想要進行控制的超導線圈2L的電流值之間產(chǎn)生少許誤差，因此，此時再通過通常的方法進行微調(diào)。另外，在第3實施方式中，分主控制電路12和復歸電路131對電路結(jié)構(gòu)進行了說 明，在功能方面，存在將第1分路電阻5的電流檢測值用作反饋信號(主控制電路)和將第 1分路電阻5的電流檢測值用作目標值(復歸電路)的差異，并且分配器14的輸出值稍有 不同，但在電路結(jié)構(gòu)上，接收第1分路電阻5的信號輸入，接收掃描速率設定器33的信號， 生成預定的掃描速率的電流信號這些方面是相同的。通常，這些處理是通過微機和DA轉(zhuǎn)換 器進行模擬轉(zhuǎn)換后進行輸出的，因此，(1)是否有復歸按鈕32的輸入、( 第1分路電阻5 的檢測值的處理的差別、(3)向分配器輸出的信號的內(nèi)容的差異等均為內(nèi)置的微機的程序 的微小差別，因而優(yōu)選將主控制電路12和復歸電路131形成為一體。(第4實施方式)圖5是表示本發(fā)明的第4實施方式的勵磁電源401的結(jié)構(gòu)圖。本實施方式的勵磁 電源401是第3實施方式的勵磁電源301的變形例。如圖5所示，勵磁電源401包括電源1、 第1功率單元13、第2功率單元23、第1分路電阻5 (第1電流檢測器)、主控制電路12 (主 控制裝置)、分配器14 (指令分配裝置)、掃描速率設定器33、保護電路16 (保護裝置)、復 歸按鈕32及復歸電路231。以下，對例如通過保護電路16閉合觸點如后的復歸控制進行說明。通過第1分 路電阻5檢測出IA的電流值后，以此作為目標值控制(IB1+IB2)，在進行復歸動作時，通過 用于算出第2分路電阻18及第2分路電阻觀的電流檢測值的合計值的加法器304求出 (IB1+IB2)。由加法器起通過開關302和303向主控制電路12輸入切換信號，以代替來自 正常模式下的第1分路電阻5的信號。開關302和303根據(jù)來自復歸電路231的信號進行 動作(切換)。當IA和(IB1+IB2) —致時，通過復歸電路231切換觸點如及開關302和303從 而復歸至正常狀態(tài)(斷開觸點如。開關302和303分別切換為30 和303a。)。當開關 302和303分別被切換為30 和303a時正常模式，分別被切換為302b和30 時為復歸模 式。而且，也可以總是向主控制電路12輸入第1分路電阻5的檢測值，來對應逐漸衰減的 IA。在復歸模式(復歸控制)中，由于利用防止偏流的第2分路電阻18和28的電流 檢測值的合計值代替第1分路電阻5，因此，出于成本方面的考慮，第2分路電阻18和觀可 以采用較低精度的電流檢測器。在這種情況下，僅在復歸時(復歸模式時)電流的檢測精 度降低。但是，在復歸后變?yōu)檎ＤＪ?，開始用第1分路電阻5 (整體分路器)進行控制，因 此，之后的電流控制精度復歸正常。本復歸模式的作用為在復歸時防止超導線圈2L存在較 大的電流變化從而不使其產(chǎn)生失超等現(xiàn)象，上述程度的誤差(電流測定精度的誤差)并不 會產(chǎn)生較大的電流變化，所以，不存在任何問題。(第5實施方式)圖6是表示本發(fā)明的第5實施方式的勵磁電源501的結(jié)構(gòu)圖。本實施方式的勵磁 電源501省略了第1實施方式的勵磁電源101中使用的第1分路電阻5，取而代之的是將存 儲電路50編入功率單元43中。存儲電路50是對通過復歸電路31閉合觸點如后觸點如 閉合時刻或該閉合時刻前的功率單元43的輸出電流值進行存儲的存儲裝置。另外，在圖6 所示的例子中，采用了由存儲電路50存儲分路電阻8 (電流檢測器)的檢測值的結(jié)構(gòu)，也可以采用由存儲電路50存儲向電流控制電路9發(fā)送的電流指令值的結(jié)構(gòu)。存儲裝置多種多 樣，除了電池備份RAM之外，還有非易失性存儲裝置。另外，通常為了數(shù)字化而經(jīng)由ADC (模 數(shù)轉(zhuǎn)換器)等存儲在存儲裝置中。另外，本實施方式的復歸電路31構(gòu)成為這樣的復歸裝置，即在通過保護電路16 閉合觸點如后，利用分路電阻8的檢測值及存儲電路50的存儲值使功率單元43的輸出電 流值和超導線圈2L中通過的電流值一致，之后斷開觸點如從而由保護狀態(tài)復歸。以下，進 行具體說明。例如，當檢測出超導磁體2發(fā)生異常時，保護電路16幾乎同時向存儲電路50、電 流指令電路10及保護繼電器4發(fā)送信號。存儲電路50對功率單元43在該時刻的輸出電 流值進行存儲。電流指令電路10將對電流控制電路9發(fā)送的電流指令值設為0，從而使功 率單元43的輸出為0。此外，通過保護繼電器4的動作使觸點如閉合，從而使功率單元43 的輸出短路。另外，保護電路16在存儲電路50能夠?qū)τ|點如閉合前且功率單元43的輸 出降為0之前(正常狀態(tài))的輸出電流值進行存儲的時刻向存儲電路50發(fā)送信號。另外，當然，在通過微型計算機或序列控制器進行包括異常處理的控制時，這些裝 置中內(nèi)置的瞬停檢測電路的信號難以輸入保護電路16(當檢測到瞬停時，向外部進行狀態(tài) 輸出，序列控制器自身停止，因此之后無法進行使用)，因此，另行設置瞬停檢測電路而將該 信號輸入保護電路16，或者，例如，如果有不用于異常處理的微型計算機或序列控制器，將 這些裝置中內(nèi)置的瞬停檢測電路的信號輸入保護電路16。而且，為了使進行控制的微型計 算機、序列控制器或其他的設備在瞬停檢測電路檢測出主電源的瞬停后仍能夠暫時(例如 3秒左右)發(fā)揮功能，需要在其電源部分具有比通常大的電解電容，或者設置可切換為電池 驅(qū)動的裝置，其中，上述控制包括異常處理。這里，在誤檢測到超導磁體2發(fā)生異常時，通過L和R使電流IA發(fā)生衰減，但由于 L極大R極小因此衰減很小，例如經(jīng)過5分鐘僅衰減約1%。另一方面，如果操作者發(fā)現(xiàn)異 常狀態(tài)，則操作者按下復歸按鈕32。由此，復歸電路31讀入存儲電路50的例如200A的存 儲值，將功率單元43的輸出IB控制在200A。在發(fā)出將IB控制在200A的指令的時刻，復歸 電路31判斷IB和IA達到一致，復歸電路31斷開觸點如。實際上，即使IA衰減到198A， 如果是這種程度的差，不會導致超導磁體2失超或勵磁電源501本身發(fā)生故障，而直接將磁 鐵中通過的電流調(diào)整至200A。根據(jù)勵磁電源501，使用一臺電流檢測器即可。本來，如果將控制中使用微型計算 機作為前提，則由于計算和存儲幾乎全部通過微型計算機的程序(軟件)來對應，因此具有 能夠省略作為硬件部件的電流檢測器的優(yōu)點。(第6實施方式)圖7是表示本發(fā)明的第6實施方式的勵磁電源的結(jié)構(gòu)圖。本實施方式的勵磁電源 601是第5實施方式的勵磁電源501的變形例。在本實施方式中，功率單元53還包括計時 器51及修正電路52。計時器51是測定存儲電路50存儲功率單元53的輸出電流值的時刻起的經(jīng)過時 間的計時器。此外，修正電路52是電流值的修正裝置，該電流值用于根據(jù)計時器51測定的 經(jīng)過時間及預先存儲的單位時間的修正值對存儲電路50的存儲值進行修正。另外，本實施方式的復歸電路31構(gòu)成為通過保護電路16閉合觸點如后，復歸電路31利用分路電阻8的檢測值及被修正電路52修正后的存儲電路50的存儲值使功率單 元53的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致，之后斷開觸點如。以下，進行具體 說明。例如，假設由于誤檢測超導磁體2發(fā)生異常而導致保護繼電器4動作使觸點如閉 合，5分鐘后操作者發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)，操作者按下復歸按鈕。此時，復歸電路52讀入存儲電路 50的例如200A的存儲值，并且讀入計時器51的例如5分鐘(測定的經(jīng)過時間)的值。然 后，修正電路52根據(jù)該200A和5分鐘的值推測(計算)本應有所衰減的IA。如果是短時 間，則衰減曲線為直線。如果將每分鐘衰減0.4A的衰減率和修正值預先存儲于修正電路 52，可通過修正電路52很容易地計算出5分鐘應衰減了 2A。如果將觸點如閉合時間與操 作者按下復歸按鈕的時間的差為長時間作為前提，可以使修正電路52進行更復雜的計算。 例如，可預先存儲L及R，使修正電路52進行更加復雜的計算，例如，根據(jù)上述L及R的值和 所測定的經(jīng)過時間求出電流的衰減。如果以使用微型計算機進行控制為前提，則修正電路 52優(yōu)選與存儲電路50等其他電路集成并由微型計算機構(gòu)成。然后，復歸電路31讀入修正值198AQ00-0.4X5)，將功率單元53的輸出IB控制 在198A。在發(fā)出將IB控制在198A的指令的時亥lj，復歸電路31判斷IB和IA達到一致，復 歸電路31斷開觸點如。勵磁電源601還具備計時器51及修正電路52，因此，較之于勵磁電源501，能夠更 可靠地由保護狀態(tài)復歸。另外，優(yōu)選在勵磁電源501及勵磁電源601中設置可復歸的時間 限制。優(yōu)選地設置可復歸的時間限制使得在勵磁電源501中例如10分鐘以內(nèi)能夠復歸，使 得在勵磁電源601中，雖然取決于計算誤差的大小，但例如3小時以內(nèi)能夠復歸。另外，以 第1分路電阻5置換存儲電路50等的勵磁電源501、601所示的方法，不僅能夠用于勵磁電 源101，而且能夠用于勵磁電源201、301及401。(檢測出電壓驟降后的處理)在上述全部實施方式中，檢測出電壓驟降后的處理如下所述。例如，如果微型計算 機(未圖示)檢測出電壓驟降，則使電流的指令值為0，并將觸點如閉合。當將觸點如閉 合時，電流經(jīng)由該觸點在超導磁體2中環(huán)流，電流持續(xù)通過超導線圈2L。超導磁體2內(nèi)的電 阻為0，除此之外，在連接勵磁電源和超導磁體2的導線、觸點的接觸電阻、分路器5等的電 阻極小，超導磁體2所貯存的能量的消耗比例極小，如果為較短的時間，通過的電流就不會 減少。例如，如果異常狀態(tài)持續(xù)5分鐘，衰減率僅約為1%。假設操作者確認因電壓驟降而導致異常狀態(tài)后，按下復歸按鈕，例如，在200A的 電流下使用的裝置在短路狀態(tài)下衰減至IA = 198A時，通過復歸處理調(diào)整至IB = 198A后， 斷開觸點如切換為由功率單元進行的電流供給后，能夠再次復歸至200A。因此，對使用磁 場的操作沒有實際損害，能夠進行復歸。此外，也可以附帶有瞬停檢測電路恢復供電確認 的功能，并利用恢復供電確認信號，來代替復歸按鈕32的按下操作。另一方面，即使搭載停 電用UPS僅對控制系統(tǒng)進行備份，在很多情況下，由于功率系統(tǒng)規(guī)模龐大因而無法備份，此 時，即使能夠進行控制也無法使功率單元啟動，因此，觸點如的短路是有效的。以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限于上述的實施方式，能夠 在權(quán)利要求所述的范圍內(nèi)進行各種變更。
權(quán)利要求
1.超導磁體用的勵磁電源，對具備超導線圈的超導磁體進行勵磁，其特征在于，包括 電源；功率單元，與所述電源連接；保護裝置，當檢測出所述電源、所述功率單元或所述超導磁體發(fā)生異常時，或者檢測出 主電源停電時，閉合使所述功率單元的輸出的兩端短路的觸點而設定為保護狀態(tài)；以及第1電流檢測器，被設置在具備所述超導線圈和所述觸點的回路內(nèi)，用于檢測該回路 內(nèi)的電流值，其中，所述功率單元具有 放大器；第2電流檢測器，檢測所述功率單元的輸出電流值；以及 電流控制裝置，控制所述輸出電流值，所述超導磁體用的勵磁電源還包括復歸裝置，在通過所述保護裝置閉合所述觸點后， 所述復歸裝置利用所述第1電流檢測器及所述第2電流檢測器的檢測值使所述輸出電流值 和所述超導線圈中通過的電流值一致，之后斷開所述觸點從而由所述保護狀態(tài)復歸。
2.如權(quán)利要求1所述的超導磁體用的勵磁電源，其特征在于，所述復歸裝置構(gòu)成為當復歸按鈕被按下時，讀入所述第1電流檢測器的檢測值作為 目標值，并將所述第2電流檢測器的檢測值作為當前值，按照預定的掃描速率使兩檢測值 一致，之后斷開所述觸點。
3.如權(quán)利要求2所述的超導磁體用的勵磁電源，其特征在于，所述第1電流檢測器被設置在所述回路內(nèi)能夠檢測所述輸出電流值的位置， 所述電流控制裝置構(gòu)成為在正常狀態(tài)，利用所述第1電流檢測器的檢測值控制所述 輸出電流值，在由所述保護狀態(tài)復歸時，利用所述第2電流檢測器的檢測值控制所述輸出 電流值，由此，在所述正常狀態(tài)和由所述保護狀態(tài)復歸時對用于輸出電流控制的電流檢測 器進行切換。
4.如權(quán)利要求3所述的超導磁體用的勵磁電源，其特征在于， 具有多個所述功率單元，其中，所述第1電流檢測器是檢測所述超導磁體用的勵磁電源整體的輸出電流值的電流檢 測器，所述第2電流檢測器設置于各功率單元中，是檢測該各功率單元的輸出電流值的電流 檢測器，所述超導磁體用的勵磁電源具備主控制裝置，輸出電流指令值使得所述第1電流檢測器的檢測值與所述超導磁體用的 勵磁電源整體的設定輸出電流值相等；以及指令值分配裝置，將由所述主控制裝置輸出的所述電流指令值分配給所述各功率單元，設置于所述各功率單元的所述電流控制裝置對所述各功率單元的輸出電流值進行控 制，使得所述第2電流檢測器的檢測值與所述指令值分配裝置分配的電流指令值相等。
5.如權(quán)利要求1所述的超導磁體用的勵磁電源，其特征在于，所述第1電流檢測器設置在與所述觸點串聯(lián)的位置，并且設置在所述觸點閉合狀態(tài)下 的所述功率單元的輸出回路與所述超導線圈側(cè)回路的公用部分，所述復歸裝置構(gòu)成為當復歸按鈕被按下時，將所述第1電流檢測器的檢測值設為當 前值，并且將所述第1電流檢測器的目標值設為0，按照預定的掃描速率使所述第1電流檢 測器的檢測值與0 —致，之后斷開所述觸點。
6.如權(quán)利要求1所述的超導磁體用的勵磁電源，其特征在于，所述第1電流檢測器設置在與所述觸點串聯(lián)的位置，并且設置在所述觸點閉合狀態(tài)下 的所述功率單元的輸出回路與所述超導線圈側(cè)回路的公用部分，所述復歸裝置構(gòu)成為當復歸按鈕被按下時，將所述第1電流檢測器的檢測值與所述 第2電流檢測器的檢測值的相加值設為目標值，按照預定的掃描速率使所述第2電流檢測 器的檢測值與該目標值一致，之后斷開所述觸點。
7.勵磁電源的操作方法，其中，所述勵磁電源對超導磁體進行勵磁，該勵磁電源包括 電源；功率單元，與所述電源連接；保護裝置，當檢測出所述電源、所述功率單元或所述超 導磁體發(fā)生異常時，閉合使所述功率單元的輸出的兩端短路的觸點而成為保護狀態(tài)；以及 第1電流檢測器，設置在具備所述超導磁體的超導線圈和所述觸點的回路內(nèi)，用于檢測該 回路內(nèi)的電流值，所述功率單元包括放大器；第2電流檢測器，檢測所述功率單元的輸出 電流值；以及電流控制裝置，控制所述輸出電流值，所述操作方法的特征在于，在通過所述保護裝置閉合所述觸點后，利用所述第1電流檢測器及所述第2電流檢測 器的檢測值使所述輸出電流值和所述超導線圈中通過的電流值一致，之后斷開所述觸點， 從而由保護狀態(tài)復歸。
8.超導磁體用的勵磁電源，對具備超導線圈的超導磁體進行勵磁，其特征在于，包括 電源；功率單元，與所述電源連接；保護裝置，在檢測出所述電源、所述功率單元或所述超導磁體發(fā)生異常時，閉合使所述 功率單元的輸出的兩端短路的觸點而成為保護狀態(tài)；以及存儲裝置，在通過所述保護裝置閉合所述觸點后，對所述功率單元在閉合時刻或該閉 合時刻前的輸出電流值進行存儲， 所述功率單元具有 放大器；電流檢測器，檢測所述功率單元的輸出電流值；以及 電流控制裝置，控制所述輸出電流值，所述超導磁體用的勵磁電源還包括復歸裝置，在通過所述保護裝置閉合所述觸點后， 所述復歸裝置利用所述電流檢測器的檢測值及所述存儲裝置的存儲值使所述輸出電流值 和所述超導線圈中通過的電流值一致，之后斷開所述觸點從而由保護狀態(tài)復歸。
9.如權(quán)利要求8所述的超導磁體用的勵磁電源，其特征在于，還包括計時器，測定從所述存儲裝置存儲所述輸出電流值的時刻起的經(jīng)過時間；以及 修正裝置，根據(jù)所述計時器測定的經(jīng)過時間及預先存儲的單位時間的修正值對所述存 儲裝置的存儲值進行修正，其中，所述復歸裝置構(gòu)成為在通過所述保護裝置閉合所述觸點后，利用所述電流檢測 器的檢測值以及由所述修正裝置修正后的所述存儲裝置的存儲值，使所述輸出電流值和所 述超導線圈中通過的電流值一致，之后斷開所述觸點。
10.如權(quán)利要求1 6、8、9中任一項所述的超導磁體用的勵磁電源，其特征在于， 所述觸點為B觸點。
全文摘要
提供一種超導磁體用的勵磁電源，即使在誤檢測失超、內(nèi)部異常、主電源電壓驟降等異常狀態(tài)而導致勵磁電源的輸出兩端短路或者在發(fā)生主電源停電狀態(tài)，之后(停電后的恢復供電后)，仍能夠迅速地復歸至正常狀態(tài)(不短路的狀態(tài))。勵磁電源(101)包括電源(1)；功率單元(3)；當檢測出超導磁體(2)發(fā)生異常時閉合使功率單元(3)的輸出的兩端短路的觸點(4a)而使其處于保護狀態(tài)的保護電路(16)；以及檢測回路A內(nèi)的電流值的第1分路電阻(5)。勵磁電源(101)還包括復歸電路(31)，在通過保護電路(16)使保護繼電器(4)動作從而閉合所述觸點(4a)后，利用第1分路電阻(5)及第2分路電阻(8)的檢測值，使功率單元(3)的輸出電流值和超導線圈(2L)中通過的電流值一致，之后斷開觸點(4a)從而由保護狀態(tài)復歸。
文檔編號H02H7/00GK102055172SQ20101053663
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者永浜恭秀, 神門剛 申請人:日本超導體技術公司