- Tytuł:
-
Badania elektromagnesów nadprzewodnikowych w procesie ich wytwarzania i eksploatacji
Tests of the superconducting magnets during manufacturing process and operation - Autorzy:
- Kozak, J.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/158673.pdf
- Data publikacji:
- 2014
- Wydawca:
- Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
- Tematy:
-
elektromagnes nadprzewodnikowy
nadprzewodnictwo
superconducting magnet
superconductivity - Opis:
-
Elektromagnesy nadprzewodnikowe są urządzeniami, które wytwarzają silne pole magnetyczne przy niewielkich stratach energii. Wykorzystywane są w nowoczesnych urządzeniach takich jak akcelerator cząstek LHC, tomografy MRI, separatory magnetyczne oraz zasobniki energii SMES. Elektromagnesy nadprzewodnikowe projektuje się z małym marginesem bezpieczeństwa ze względu na wysokie koszty nadprzewodnika. Elektromagnes nadprzewodnikowy wymaga specjalnej konstrukcji ze względu na duże siły działające na uzwojenia i karkas oraz konieczność stosowania do jego budowy specjalnych materiałów do pracy w niskich temperaturach. Niewielkie przemieszczanie się uzwojeń w wyniku działania sił podczas pracy powoduje wydzielanie się ciepła i może doprowadzić do quenchu – niekontrolowanego przejścia nadprzewodnika ze stanu nadprzewodzącego do stanu rezystywnego. Awaria elektromagnesu nadprzewodnikowego związana jest z jego długotrwałą i kosztowną naprawą, dlatego nieodzowne jest testowanie elektromagnesów nadprzewodnikowych podczas ich wytwarzania i eksploatacji. W pracy omówiono główne zagadnienia dotyczące budowy elektromagnesów nadprzewodnikowych, chłodzenia i testowania. Przedstawiono urządzenia i aparaturę do przeprowadzenia testów oraz metody i procedury badań elektromagnesów nadprzewodnikowych LTS. W pracy opisano zabezpieczenia elektromagnesów nadprzewodnikowych LTS oraz sposoby ich testowania. Przedstawiono także metody lokalizacji zwarć i usterek oraz badanie i monitorowanie pracy zainstalowanych elektromagnesów nadprzewodnikowych. Przeprowadzono badania elektromagnesu HTS zbudowanego z nadprzewodnika wysokotemperaturowego. Elektromagnesy HTS w ostatnich latach są jeszcze w fazie studiów projektowych i konstrukcyjnych, a ich technologia wymaga intensywnych badań. Opracowanie metody testowania elektromagnesu nadprzewodnikowego HTS oraz programu w środowisku LabView do sterowania urządzeniami wchodzącymi w skład stanowiska testowego, rejestracji i analizy sygnałów, umożliwiło przeprowadzenie badań zgodnie z opracowaną metodą testowania. Wyznaczono parametry elektromagnesu nadprzewodnikowego oraz obszar jego stabilnej pracy w szerokim zakresie temperatur kriogenicznych. Uzyskane wyniki badań stanowią wkład w techniki pomiarowe w temperaturach kriogenicznych, niezbędne podczas projektowania elektromagnesów nadprzewodnikowych.
Superconducting magnets produce high magnetic field with low energy losses. They are used in state-of-the-art devices such as the LHC accelerator, MRI tomography, magnetic separators or SMES devices. The superconducting magnets are designed with low margin due to high costs of the superconductor used. The superconducting magnet requires a special design due to the large forces acting on its coil and bobbin. It also requires special materials to work in low temperatures. A minor movement of the winding, which is as a result of forces during operation, causes a release of heat and may lead to a quench. Failure of the superconducting magnet leads to long and costly repairs, so it is essential to test superconducting magnets during their manufacture process and operation. This paper discusses the main issues concerning the construction of superconducting magnets, their cooling as well as testing. The author presents the tests setup and measurements equipment for SC magnet testing, and testing methods and procedures for LTS superconducting magnets. He presents protection systems of superconducting magnets and testing methods of the protection systems, and also investigates methods to locate faults and defects in superconducting magnets, testing and monitoring of the installed superconducting magnets. The tests of a superconducting HTS magnet made of hightemperature superconductors were performed. The HTS magnets are still in the development stage at this time, and their technology requires intensive research. The development of a method for testing HTS superconducting magnets, together with software written in LabView environment to control devices on the test stand and for data acquisition and signals analysis, enabled the performance of tests in accordance with the elaborated method and determination of parameters of superconducting magnets, as well as the area of its stable operation over a wide range of cryogenic temperatures. The results represent a contribution to the measurement techniques at cryogenic temperatures and to the issue of the protection and stability of the superconducting coils, necessary in the design of superconducting magnets. - Źródło:
-
Prace Instytutu Elektrotechniki; 2014, 265; 11-150
0032-6216 - Pojawia się w:
- Prace Instytutu Elektrotechniki
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł