[实用新型]一种超导直流脉冲发电装置

说明书

本实用新型公开了一种超导直流脉冲发电装置，其主要应用在超导发电领域，其包括由超导线圈、超导开关、直流电源、超导电流引线、超导线圈失超保护器、超导开关伺服控制器六部分组成；所述超导线圈包括原级第一超导线圈(1)、次级第二超导线圈(2)和脉冲输出第三超导线圈(19)，通过所述超导开关伺服控制器(12)编程控制超导开关的断通动作顺序，可使处于超导状态的超导线圈中的电流不断循环再生，最后通过脉冲输出第三超导线圈(19)缓冲后向外部负载输出脉冲式直流电能。

技术领域

本实用新型涉及超导发电领域，特别涉及一种超导直流脉冲发电装置。

背景技术

自从荷兰莱顿大学的物理学家昂纳斯(Heike Kamerlingh Onnes)在1911年首次发现物质的超导物理电学性质后，超导体的许多物理电学性质和效应相继被人们发现。随着超导技术和超导材料的蓬勃发展，超导磁体有着广阔的应用前景。由于超导磁体体积小、电流密度高、能耗低、磁场强度高的优点，在工业电力储能、医疗卫生、交通运输等领域越来越多的被应用。例如，在超导电力储能、超导核磁共振成像、超导磁悬浮列车等系统中，超导磁体就被应用来产生一个强大的均匀电磁场。

超导磁体作为一种超导领域的公知技术，它通常由一个或多个用超导线缆制成的超导线圈所组成，在通常情况下，超导磁体在转变低温Tc下具有超导电特性，即阻抗接近为零，无焦耳发热。在使用中，超导线圈在一次直接充电或者励磁充电后，超导电流可以在闭环状态的超导电路中基本上无损耗地流动，而实现超导线圈闭环运行的主要构成要件的就是超导开关。

超导开关也是一种公知技术，且应用甚广，超导开关按触发的方式可以分为机械式、温控式、磁控式、流控式和光控式等。这种由超导线圈和超导开关组成的装置就是超导磁体，也称为超导储能装置。

超导电流引线也是一种公知技术，同时它也是超导磁体系统中的重要元器件，其作用是在超导状态下连接超导装置中每一个元器件，是保证整个电路中超导电流持续流动的元器件。

为了保证超导磁体中的超导线圈在失超的时候，不被其承载的巨大电流所烧毁，超导线圈两端还连接了超导体失超保护器，该技术也是一项公知技术，其作用是在超导线圈失超时，能释放超导线圈中的超导电流。

可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)也是一种公知技术，其主要功能是在工业环境下，控制各种类型的机械设备运行，其控制通道可随意增减，该技术在此用于编程控制超导开关的断开与闭合连通状态。

将超导磁体优异的物理电性能和电效应运用在传统常规的电磁设备中，并充分地发挥出超导磁体最大的应用潜能，是人们一直以来努力追求的梦想。由此可见，如何控制在闭环运行状态下，超导磁体能在一次性充电后，不依赖外界的能量补给，其就可以不断循环产生超导直流脉冲电流，将是实现这一梦想的最有效途径。

为了方便理解超导线圈并联状态的电流和电磁场分布状况，我们引用了以下学术论文文献引证，低温学术期刊论文《低温与超导》2017年06月第45卷第6期 第23-28页论文《多超导线圈并联下的电流分布研究》。

实用新型内容

根据本实用新型理念，在传统超导储能电磁线圈的基础上，多加装了一组可以产生与原级超导储能电磁线圈性能相同的次级超导储能电磁线圈，另外还有一组缓冲输出的超导线圈，以及一个可操控超导电流循环再生的超导开关伺服控制器，把只能一次性储存和释放直流电能的超导储能电磁线圈，变成拥有超导电流循环再生输出能力的装置。

由于本实用新型是根据超导闭环持续电流效应基础设计工作的，只要能保证本实用新型装置所有的超导体元器件维持稳定在超导工作状态下，则只需一次性向原级超导线圈中输入直流电能后，就可以通过所述的超导开关伺服控制器，控制超导开关组不断转换其断路和通路的动作状态，来获取所述超导线圈中的超导电流不断循环再生，从而可以在产生的对外输出的脉冲式直流超导电流。