[发明专利]工业级通用超导磁体系统

说明书

本发明提供了一种工业级通用超导磁体系统，包含了工业用超导磁体励磁/退磁、运行状态监测、电网故障磁场保持、失超检测及保护等运行所需要的各个功能部件，系统集成化程度高，运行维护简单，提供电网故障短时暂停供电超导磁体磁场维持功能，为超导磁体提供主动失超检测及被动失超保护等双重失超保护功能，保证超导磁体的安全运行，满足工业化超导磁体安全运行的要求。高度集成化的超导磁体电源为工业用超导磁体的广泛运用提供了有利的保障。

技术领域

本发明涉及一种工业级通用超导磁体系统。

背景技术

自从1911年人们发现超导电性以来，随着低温制冷技术和实用超导材料的不断发展，超导体的应用得到了迅速的发展。超导体的应用主要体现在强电应用、弱电应用和抗磁性应用方面。强电应用即大电流应用，包括超导发电、输电和储能、医疗设备等；弱电应用即电子学应用，包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。其应用领域除了由政府投入的基础科学研究等，其余民用市场得以广泛应用的强电应用产品大都基于超导磁体的设计及开发。

超导磁体系统涉及超导、真空、低温制冷、低温容器、电源及控制等多学科技术。超导磁体在完成超导线圈、低温杜瓦(含真空隔热层)、制冷系统等设计、加工、组装、集成、调试后，通常需要配备电源、制冷机、监控系统等以满足超导磁体的励磁、退磁、运行监测、失超保护等的安全运行要求。常规的运行及保障设备一般采用独立运行的恒流源、励磁主回路、监控器、失超监测装置等，各设备运行状态及检测参数不能统一协调，不利于超导磁体的智能化运行管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业级通用超导磁体系统。

为解决上述问题，本发明提供一种工业级通用超导磁体系统，包括：集成电源系统100、超导磁体系统200、及由所述超导磁体系统200内部引出到所述集成电源系统100的监测信号及电压信号，其中，

所述集成电源系统100包括：互相连接的恒流源及控制模块110和主回路模块120；

超导磁体系统200包括：超导线圈210、被动失超保护模块220、超导开关模块230、传感器组240、高温超导电流引线250和低温制冷机260；

所述恒流源及控制模块110包括：电源控制器模块111、监控模块112和分别与所述电源控制器模块111、监控模块112连接的恒流源模块113；

所述电源控制器模块111分别与超导线圈210、高温超导电流引线250、超导开关模块230的加热器控制线、退磁回路122连接；

所述监控模块112与超导磁体系统200连接；

主回路模块120包括：电网故障续流回路121、退磁回路122、主回路开关123；

主回路模块120中的主回路开关123通过集成电源系统100内部的铜母排以及外部的电缆线将恒流源模块113与超导线圈210串联连接，为超导线圈210提供电流回路；

主回路模块120中的电网故障续流回路121、退磁回路122分别与恒流源模块113以及超导线圈210并联连接。

进一步的，在上述系统中，所述电源控制器模块111包含人机界面以进行电流设置、状态显示，用于接收从超导线圈210和高温超导电流引线250引出的电压信号310以及超导开关模块230的加热器控制线，以实时检测超导线圈210的失超电压，并通过可编程控制器对恒流源及控制模块110、退磁回路122内部运行状态参数进行输入输出运算处理，采集集成电源系统100的输出电压及电流值与失超保护电压及电流阈值进行实时比较，按照设定的运行及保护逻辑对超导磁体运行及保护进行控制，同时提供远程数据传输接口以实现远程控制及显示。