[发明专利]一种超导磁体的开关保护电路

说明书

本发明提供一种超导磁体的开关保护电路，包括超导磁体线圈及连接在所述超导磁体线圈两端之间的超导开关；还包括：励磁电源，与所述超导磁体线圈并联，用于在超导磁体线圈升场时提供励磁电流；第一泄能部，与所述超导磁体线圈并联，所述第一泄能部具有与所述励磁电流流向相反的单向导通性。

技术领域

本发明涉及超导磁体系统技术领域，尤其涉及的是一种超导磁体的开关保护电路。

背景技术

超导磁体通常包含若干超导线圈，超导线圈使用具有低温超导特性的NbTi、Nd3Sn等低温超导材料或者Bi2223、REBCO等高温超导材料绕制而成，装配连接后置于低温保持器中，冷却至超导态，通以恒定电流达到预设的磁场参数。由于处于超导状态时线材上无电阻，理论上可以通过任意电流，实际中往往会通以几十安到几百安的大电流。由于其大电流、高磁场、高储能的特点，在医疗、军工和科研领域，超导磁体得到越来越多的应用。

超导磁体应用较成功的是用于磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)，通过其内部超导开关的开、闭，可以在一次升场后长期稳定运行。超导磁体在升场、降场过程中，及正常工作时，超导线圈和超导开关均存在失去超导状态转变为常态(失超)的可能，失超会导致已输入磁体内部的电磁能通过热能的方式在线路上泄放。此时，超导开关两端的电压会迅速升高，为防止超导开关过电压或过热烧毁，对超导开关进行保护必不可少。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种超导磁体的开关保护电路，提升降场速度，可对超导开关起到失超保护的作用。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种超导磁体的开关保护电路，包括超导磁体线圈，及连接在所述超导磁体线圈两端之间的超导开关；还包括：

励磁电源，与所述超导磁体线圈并联，用于在超导磁体线圈升场时提供励磁电流；

第一泄能部，与所述超导磁体线圈并联，所述第一泄能部具有与所述励磁电流流向相反的单向导通性。

根据本发明的一个实施例，所述第一泄能部的导通阈值电压低于所述磁体线圈降场时的感生电压。

根据本发明的一个实施例，还包括：

第二泄能部，与所述超导磁体线圈并联，所述第二泄能部的导通阈值电压高于第一泄能部的导通阈值电压，并且始终高于所述第一泄能部在导通时的两端电压。

根据本发明的一个实施例，还包括容置至少所述超导磁体线圈、超导开关和冷却剂的冷却容器；

所述第一泄能部设于所述冷却容器外，所述第二泄能部设于所述冷却容器内。

根据本发明的一个实施例，所述第一泄能部可拆卸地并联在所述超导磁体线圈的两端。

根据本发明的一个实施例，所述第二泄能部包括：

若干第一二极管，极性一致地相互串联；及

若干第二二极管，极性一致地相互串联；

其中，串联的所述第一二极管和串联的所述第二二极管之间极性相反地相互并联。

根据本发明的一个实施例，所述第二泄能部还包括：

电阻，与所述第一二极管和/或所述第二二极管串联。

根据本发明的一个实施例，所述泄能电阻包括串联或并联的第一部分和第二部分；

所述第一部分通过容置至少所述超导磁体线圈、超导开关和冷却剂的冷却容器形成；

所述第二部分设于所述冷却容器内。

根据本发明的一个实施例，所述第一泄能部包括：