一种超导磁体设备（１００）包括超导线圈（Ｃ１－）和并联地电耦合到线圈（Ｃ１－）的无源失超保护电路（１３０）。电路（１３０）包括串联连接的加热器（２１０）和限流器（２２０）。加热器（２１０）热耦合到线圈（Ｃ１－），并且限流器（２２０）将流过电路（１３０）的电流限制在低于加热器（２１０）的最大额定电流的电流。
【技术实现步骤摘要】
超导磁体的无源失超保护电路
本文公开的主题涉及用于包括磁共振成像(MRI)超导磁体在内的超导磁体的无 源失超保护电路(passive quench protection circuit)。
技术介绍
超导磁体只要保持在适当低的温度便可在有效为零的电阻下导电。但是，如果存 在热扰动，则磁体变成正常(不再具超导性)并产生电阻，这使得电流快速衰减，从而经由 I2R热损耗而将所储存的磁能转换为热。这是称为失超(quenching)的不可逆动作，这可导 致不良的热和电压损坏磁体。因此，需要新的设备和方法来防止在失超事件期间造成损坏。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种无源失超保护系统以及包含此系统的超导磁体设备。在一个实施例中，无源失超保护系统适于电连接到至少一个超导线圈。该电路包 括串联连接的加热器和限流器，其中加热器适于热耦合到超导线圈中的至少一个超导线 圈。限流器将流过该电路的电流限制在低于加热器的最大额定电流的电流。在另一实施例中，设备包括至少一个超导线圈和并联地电耦合到这些线圈中的至 少一个线圈的无源失超保护电路。电路包括串联连接的加热器和限流器。加热器热耦合到 这些线圈中的至少一个线圈，并且限流器将流过该电路的电流限制在低于加热器的最大额 定电流的电流。在本专利技术的实施例中，一种超导磁体设备(100)，包括至少一个超导线圈(Cl-，Cl+，... , C4+)；以及并联地电耦合到所述至少一个线圈(Cl-，Cl+，... , C4+)的无源失超保护电路 (130)，所述电路(130)包括串联连接的至少一个加热器(210)和至少一个限流器020)，其中所述加热器010)热耦合到至少一个所述线圈(Cl-，Cl+，· · ·，C4+)，并且所 述限流器(220)将流过所述电路(130)的电流限制在低于所述加热器(210)的额定电流的电流。在本专利技术的实施例中，一种适于电连接到至少一个超导线圈(Cl-，Cl+，... , C4+) 的无源失超保护电路(130)，所述电路(130)包括串联连接的至少一个加热器(210)和至少一个限流器O20)，所述加热器(210)适 于热耦合到所述至少一个超导线圈(Cl-，Cl+，C4+)，其中所述限流器(220)将流过所述电路(130)的电流限制在低于所述加热器 (210)的额定电流的电流，并且所述电路(130)并联地电耦合到所述至少一个超导线圈(Cl-，Cl+，... , C4+)。在本专利技术的实施例中，一种用于使超导线圈(Cl-，Cl+，... , C4+)失超的方法，包 括将失超保护电路(130)并联耦合到至少一组超导线圈(Cl-，Cl+，... , C4+)，所述 组中的每个组具有一个或多个超导线圈(Cl-，C1+，...，C4+)，其中所述电路(130)包括至 少一个加热器(210)和至少一个限流器Q20)；触发由所述超导线圈(Cl-，Cl+，C4+)两端的增大的失超电压引起的失超事 件；在发生所述失超事件时对所述加热器(210)供电并在加热器(210)区域使所述超 导线圈(Cl-，Cl+，... , C4+)正常化；以及将所述加热器O10)的电流限制在低于所述加热器的额定电流的电流。因此，失超保护电路可为超导线圈提供充足的失超保护，同时防止对加热器造成 损坏。附图说明参考附图描述本专利技术的非限制性且非穷举性实施例，其中除非另外指出，否则在 各个图中，类似的附图标记表示类似的部分。图1是示出根据本专利技术一个实施例的超导磁体设备的电路图2是图1中的失超保护电路的电路图3是根据本专利技术一个实施例的失超保护电路的电路图4是根据本专利技术一个实施例的失超保护电路的电路图；以及图5是根据本专利技术一个实施例的失超保护电路的电路图。具体实施方式提供以下描述以便使得本领域技术人员能够制造和使用本专利技术，并且以下描述是 在特定应用及其要求的上下文中提供的。本领域技术人员将能容易地明白这些实施例的各 种修改，并且在不背离本专利技术的精神和范围的情况下，本文定义的原理可适用于其它实施 例和应用。因此，不是要将本专利技术局限于所示实施例，而是要赋予其符合本文公开的原理、 特征和教导的最宽范围。超导磁性设备的实施例提供一种包括至少一个电加热器和至少一个限流器的失 超保护电路。在一个实施例中，该电路还包括至少一个电压阻断器/滤波器。这三个元件 串联连接，然后用适当分组的超导线圈或超导线圈组分流。加热器与其中一个或多个超导 线圈热耦合。一旦发生失超事件，超导线圈两端的增大的失超电压将给加热器供电，由此随 后在加热器区域加热超导线圈并使超导线圈正常化，从而将能量传到磁体周围并防止对磁 体造成损坏。限流器提供过电流保护以限制最大加热器电流。即，限流器的额定电流低于 加热器的最大额定电流。当线圈电压低于预设阈值电压时，电压阻断器(voltage blocker) 防止不想要的电流传导通过失超保护电路。阈值电压大于在磁体正常操作期间在超导线圈 两端的斜升(ramp)电压和最大电压，并且减小或消除在失超保护电路中流过的不想要的 电流。在一个实施例中，限流器可包括快断热保险丝和/或正温度系数(PTC)电阻器。保 险丝可在低于加热器的最大额定电流的某个电流电平烧断。PTC加热器的电阻取决于其温 度。一旦其温度上升到超过其保护温度，则电阻将急剧增大。当加热器电路中的电流在增大的线圈失超电压下增大时，PTC电阻器的温度上升，随后PTC电阻器的电阻上升以限制加 热器电流。保险丝或PTC电阻器可置于磁体的外部，以便在磁体失超之后易于对它们进行 检查和更换(如果需要)。在一个实施例中，为了在磁体斜升和磁体正常操作期间消除加热器电路中的不想 要的电流，将电压阻断器与加热器串联连接。电压阻断器可包括一对串联连接的背对背齐 纳二极管，或可包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。将齐纳二极管的反向击穿 电压选择或控制成大于在磁体正常操作期间的最大电压，但是足够低以便加热器在磁体失 超期间起作用。二极管或MOSFET可置于磁体的内部或外部。图1是示出根据本专利技术一个实施例的超导磁体设备100的电路图。设备100包括 两组超导线圈。第一组102包括串联连接的线圈Cl-、Cl+、C2-、C2+、C3-和C3+。第二组 104包括串联的超导线圈C4-和C4+。在另一实施例中，设备100可包括额外组的超导线圈。 此外，每个超导线圈组102、104可在每个组中包括额外或更少的线圈。斜升开关110与这些线圈组102、104并联连接，它最初保留有电阻，因此使来自电 源(未示出)的电流馈送到线圈102、104，并且以后一旦对线圈组加满电便与线圈组保持 闭合电路。设备100还包括磁体急停单元(Magnet Rundown Unit，MRU) 120，在一个实施例 中，MRU 120耦合到失超保护电路130的失超加热器210(图2)。在一个实施例中，MRU 120 耦合到其它失超加热器(未示出)。MRU 120可在某些紧急状况下手动地使线圈组102、104 失超。MRU 120对失超加热器210施加电流以迫使线圈组失超并失去磁能。无源失超保护电路130与线圈组102、104并联连接。每个线圈组102、104可具有 并联连接的一个或多个失超保护电路130，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超导磁体设备（１００），包括：至少一个超导线圈（Ｃ１－，Ｃ１＋，．．．，Ｃ４＋）；以及并联地电耦合到所述至少一个线圈（Ｃ１－，Ｃ１＋，．．．，Ｃ４＋）的无源失超保护电路（１３０），所述电路（１３０）包括串联连接的至少一个加热器（２１０）和至少一个限流器（２２０），其中所述加热器（２１０）热耦合到至少一个所述线圈（Ｃ１－，Ｃ１＋，．．．，Ｃ４＋），并且所述限流器（２２０）将流过所述电路（１３０）的电流限制在低于所述加热器（２１０）的最大额定电流的电流。
【技术特征摘要】
US 2009-9-23 12/5653431.一种超导磁体设备(100)，包括至少一个超导线圈(Cl-，Cl+，... , C4+)；以及并联地电耦合到所述至少一个线圈(Cl-，Cl+，C4+)的无源失超保护电路(130)， 所述电路(130)包括串联连接的至少一个加热器(210)和至少一个限流器020)，其中所述加热器(210)热耦合到至少一个所述线圈(Cl-，Cl+，C4+)，并且所述限 流器(220)将流过所述电路(130)的电流限制在低于所述加热器(210)的最大额定电流的 电流。2.一种适于电连接到至少一个超导线圈(Cl-，Cl+，...，C4+)的无源失超保护电路 (130)，所述电路(130)包括串联连接的至少一个加热器(210)和至少一个限流器O20)，所述加热器(210)适于热 耦合到所述至少一个超导线圈(Cl-，Cl+，... , C4+)，其中所述限流器(220)将流过所述电路(130)的电流限制在低于所述加热器(210)的 最大额定电流的电流，并且所述电路(130)并联地电耦合到所述至少一个超导线圈(Cl-，Cl+，C4+)。3.一种用于使超导线圈(Cl-，Cl+，C4+)失超的方法，包括将失超保护电路(130)并联耦合到至少一组超导线圈(Cl-，Cl+，C4+)，所述组中 的每个组具有一个或多个超导线圈(Cl-，C1+，...，C4+)，其中所述电路(130)包括至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄先锐，A吴，Y赵，C杨，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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