一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统，包括超导磁体电源系统、失超检测模块、失超保护模块和超导磁体；失超检测模块与超导磁体连接，用于检测超导磁体中间电压和两端电压，根据检测的中间电压和两端电压，计算超导磁体的平衡度值，并将检测的平衡度值发送至超导磁体电源系统；超导磁体电源系统用于接收失超检测模块发送的平衡度值，根据检测的平衡度值对失超保护模块进行控制；失超保护模块与超导磁体连接，用于对超导磁体进行保护。本发明专利技术通过失超检测模块检测超导磁体是否存在失超现象，当出现失超现象，超导磁体电源系统通过对失超保护模块进行控制，使得超导磁体中的能量得以释放，有效的实现了对超导磁体以及电源系统的保护。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统
本专利技术属于加速器
，涉及到一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统。
技术介绍
在现有的加速器领域中，超导磁体是加速器的核心部件，然而超导磁体在励磁、退磁、运行等状态下，有很大的失超现象风险，超导磁体发生失超时，会损害超导磁体本身以及超导磁体的辅助系统如电源线系统、制冷系统、真空系统等。目前的超导磁体失超检测以及失超保护系统是与电源系统相互独立的，这样会产生判断延时、保护延时的问题，同样会损害超导磁体以及供电电源，为了提高对超导磁体以及供电电源的检测以及保护，现设计一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统，该系统集成失超检测、失超保护于意图，可以快速的卸放失超时超导磁体的能量，从而快速的保护超导磁体系统、电源系统、制冷系统、真空系统等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统，解决了现有超导磁体的失超检测、失超保护与电源相互独立，存在判断延时和保护延时的问题，进而导致超导磁体在释放能量的过程中，对超导磁体本体以及供电电源造成破坏，严重影响超导磁体以及电源的安全性和使用寿命。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统，包括超导磁体电源系统、失超检测模块、失超保护模块和超导磁体；所述失超检测模块包括第一比较器U1、第二比较器U2和运算放大器B，所述第一比较器U1的两输入端分别与超导磁体的a端和中部b连接，第二比较器U2的两输入端分别与超导磁体的a端和c端连接，第一比较器U1的输出端和第二比较器U2的输出端分别与运算放大器B的输入端连接；运算放大器B的输出端与超导磁体电源系统连接；所述失超保护模块包括接触器和退磁电阻，所述超导磁体电源系统的阳极与退磁电阻的f端连接，阴极与退磁电阻的e端连接，所述接触器与退磁电阻相并联，超导磁体的a端与超导电阻的f端连接，超导磁体的c端与接触器的g端连接。进一步地，所述失超检测模块与超导磁体连接，用于检测超导磁体中间电压和两端电压，根据检测的中间电压和两端电压，计算超导磁体的平衡度值，并将检测的平衡度值发送至超导磁体电源系统；所述超导磁体电源系统用于接收失超检测模块发送的平衡度值，根据检测的平衡度值对失超保护模块进行控制；所述失超保护模块与超导磁体连接，用于对超导磁体进行保护。进一步地，所述超导磁体在工作的过程中包括四种状态，分别为超导磁体的励磁过程、超导磁体的稳定运行过程、超导磁体的退磁过程以及超导磁体的失超保护过程。本专利技术的有益效果：本专利技术通过超导磁体电源系统对超导磁体提供能量，并通过失超检测模块实时检测超导磁体的平衡度值，一旦检测的平衡度值不在预设的平衡度值范围内，则超导磁体出现失超现象，超导磁体电源系统通过对失超保护模块中的接触器的状态进行控制，使得超导磁体中的能量通过退磁电阻释放，有效的实现了对超导磁体以及电源系统的保护，提高了超导磁体和电源系统的使用寿命和安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1所示，本专利技术为一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统，包括超导磁体电源系统、失超检测模块、失超保护模块和超导磁体；失超检测模块包括第一比较器U1、第二比较器U2和运算放大器B；失超保护模块包括接触器和退磁电阻；第一比较器U1的两输入端分别与超导磁体的a端和中部b连接，用于检测超导磁体的中间电压，第二比较器U2的两输入端分别与超导磁体的a端和c端连接，用于检测超导磁体的端电压，第一比较器U1的输出端和第二比较器U2的输出端分别与运算放大器B的输入端连接；运算放大器B的输出端与超导磁体电源系统连接；超导磁体电源系统的阳极与退磁电阻的f端连接，阴极与退磁电阻的e端连接，所述接触器与退磁电阻相并联，超导磁体的a端与超导电阻的f端连接，超导磁体的c端与接触器的g端连接。所述超导磁体在工作的过程中包括四种状态，分别为超导磁体的励磁过程、超导磁体的稳定运行过程、超导磁体的退磁过程以及超导磁体的失超保护过程；所述超导磁体的励磁过程是由超导磁体电源系统为超导磁体提供能量，所属超导磁体的励磁过程根据超导磁体的负载特性，分为三个阶段进行励磁，所述励磁过程为超导磁体线圈电流增加的过程，线圈电流由0A逐渐励磁到150A；当由0A励磁到80A时，此阶段的励磁电流速率为6A/min；当由80A励磁到130A时，此阶段的励磁电流速率为3A/min；当由130A励磁到150A，此阶段励磁电流速率为0.5A/min。在超导磁体稳定运行的过程中，稳定运行阶段时保证电流不变，即保证超导磁体电流稳定在150A的恒定值，维持磁场不变。在超导磁体的退磁过程中，为了保证退磁阶段不发生失超现象，超导磁体的退磁阶段分为三个阶段：当线圈电流由150A退磁至130A，此阶段的退磁电流速率为1A/min；当线圈电流由130A退磁至80A，此阶段的退磁电流速率为3A/min；当线圈电流由80A退磁至0A，此阶段的退磁电流速率受超导磁体电源的电压限定值限制，退磁电流速率为4.5A/min。在超导磁体的失超检测过程中，第一比较器U1采集超导磁体的中间电压Uab，第二比较器U2采集超导磁体的两端电压Uac，采集的中间电压Uab和两端电压Uac分别发送至运算放大器B,运算放大器B对接收的两电压进行比较，得到平衡度值，并将得到的平衡度值发送至超导磁体电源系统中,其中，所述平衡度值的计算公式为平衡度值＝Uab/Uac。超导磁体电源系统接收运算放大器B发送的平衡度值，并将该平衡度值与预设的平衡度值进行比较，其中，预设的平衡度值为50％±1％，若该平衡度值不在预设的平衡度值范围内，则表明超导磁体出现失超现象，此时超导磁体电源系统进入失超保护模块。当失超保护的过程中，超导磁体电源系统的输出电流降为0A，并控制接触器由断开状态切换成闭合状态，接触器闭合后，接触器与退磁电阻和超导磁体形成串联回路，超导磁体中的能量通过退磁电阻进行释放，而释放的能量不通过超导磁体电源系统内部，不仅对超导磁体进行保护，而且对超导磁体电源系统也进行了有效的保护。本专利技术通过超导磁体电源系统对超导磁体提供能量，并通过失超检测模块实时检测超导磁体的平衡度值，一旦检测的平衡度值不在预设的平衡度值范围内，则超导磁体出现失超现象，超导磁体电源系统通过对失超保护模块中的接触器的状态进行控制，使得超导磁体中的能量通过退磁电阻释放，有效的实现了对超导磁体以及电源系统的保护，提高了超导磁体和电源系统的使用寿命。以上内容仅仅是对本专利技术的构思所作的举例和说明，所属本
的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统，其特征在于：包括超导磁体电源系统、失超检测模块、失超保护模块和超导磁体；所述失超检测模块包括第一比较器U1、第二比较器U2和运算放大器B，所述第一比较器U1的两输入端分别与超导磁体的a端和中部b连接，第二比较器U2的两输入端分别与超导磁体的a端和c端连接，第一比较器U1的输出端和第二比较器U2的输出端分别与运算放大器B的输入端连接；运算放大器B的输出端与超导磁体电源系统连接；所述失超保护模块包括接触器和退磁电阻，所述超导磁体电源系统的阳极与退磁电阻的f端连接，阴极与退磁电阻的e端连接，所述接触器与退磁电阻相并联，超导磁体的a端与超导电阻的f端连接，超导磁体的c端与接触器的g端连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于超导磁体平衡度检测与保护系统，其特征在于：包括超导磁体电源系统、失超检测模块、失超保护模块和超导磁体；所述失超检测模块包括第一比较器U1、第二比较器U2和运算放大器B，所述第一比较器U1的两输入端分别与超导磁体的a端和中部b连接，第二比较器U2的两输入端分别与超导磁体的a端和c端连接，第一比较器U1的输出端和第二比较器U2的输出端分别与运算放大器B的输入端连接；运算放大器B的输出端与超导磁体电源系统连接；所述失超保护模块包括接触器和退磁电阻，所述超导磁体电源系统的阳极与退磁电阻的f端连接，阴极与退磁电阻的e端连接，所述接触器与退磁电阻相并联，超导磁体的a端与超导电阻的f端连接，超导磁体的c端与接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈根，徐正文，丁开忠，赵燕平，刘旭峰，宋云涛，陈永华，杨庆喜，李君君，李实，
申请(专利权)人：合肥中科离子医学技术装备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34