 | Pobierz cały dokument stanyp7E1.katedra.podstaw.doc Rozmiar 256 KB |
KATEDRA PODSTAW
ELEKTROTECHNIKI
POLITECHNIKI LUBELSKIEJ
URZĄDZENIA NADPRZEWODNIKOWE
TEMAT: STANY PRZEJŚCIOWE W KRIOMAGNESACH
WYKONAŁ:
RAFAŁ SIEŃKO
GRUPA ED 5.1
Proces przejściowy zanikania nadprzewodnictwa w uzwojeniu kriomagnesu wiąże się z
przemianą zgromadzonej w nim energii w ciepło. Uzwojenie przechodzi wówczas w stan rezystywny. W związku z niewielkim geometrycznie obszarem uzwojenia cewki energia tam zgromadzona ma bardzo dużą wartość. Zamieniona na ciepło może nie tylko przeprowadzić je w stan rezystywny, ale również może je zniszczyć. Innym skutkiem stanu przejściowego może być bardzo duża wartość napięcia w strefie rezystywnej co może spowodować przebicie izolacji. W stanie przejściowym występuje również szybkie zanikanie prądu powodujące powstawanie sił elektrodynamicznych , od których występują dodatkowe naprężenia w uzwojeniu oraz indukują się prądy wirowe w przewodzących elementach konstrukcyjnych kriomagnesu .
Charakter zjawisk w stanach przejściowych jest bardzo złożony i często przy obliczeniach parametrów tych zjawisk przyjmowane są pewne uproszczenia. Stan przejściowy, wiążący się z utratą nadprzewodnictwa, zaistnieje wówczas, gdy przynajmniej do jednego punktu drutu uzwojenia doprowadzimy dodatkową energię cieplną , mechaniczną , magnetyczną lub elektryczną. Na przykład gdy kriomagnes pracuje przy prądzie bliskim prądowi krytycznemu jego nadprzewodzenie może być zaburzenia nawet przez najmniejszy przyrost temperatury wywołany dostarczeniem dodatkowej energii do uzwojenia. Zależność gęstości energii powodującej wyjście uzwojenia z nadprzewodnictwa w funkcji stosunku J/Jc gęstości prądu transportu i gęstości krytycznej dla różnych indukcji magnetycznych „typowego uzwojenia” ( 30%NbTi , 40% Cu , 30% izolacji ) magnesu laboratoryjnego przedstawia poniższy rysunek :
Gęstość energii przejściowego zaburzenia rozłożonego wystarczająca do przeprowadzenia „typowego uzwojenia „ kriomagnesu do stanu rezystywnego.
Jak widać przy dużych wartościach indukcji energia niezbędna do zaburzenia nadprzewodnictwa ma bardzo małe wartości.
Największa chwilowa energia zgromadzona w punkcie, przy której może nastąpić samoczynny powrót tego punktu do stanu nadprzewodnictwa określana jest jako energia przejścia do stanu rezystywnego (quench energy).
W uzwojeniach chłodzonych kąpielą helową energia ta jest w przybliżeniu równa energii utworzenia stacjonarnej minimalnej strefy propagacji ( MPZ). W uzwojeniach adiabatycznych, gdzie takie strefy nie występują, energia przejścia wynika z czasowego równania bilansu ciepła.
W stanach przejściowych wyróżniamy różnego rodzaju zaburzenia. Są to zaburzenia ciągłe i przejściowe. Zaburzenia ciągłe, które spowodowane są stałym dopływem energii do uzwojenia można podzielić na punktowe ( spowodowane np. niewłaściwym połączeniem dwóch odcinków przewodu) lub rozłożone (spowodowane np. niewielką rezystancją, która powstaje w przewodach, gdy osiągają one prądy krytyczne, ubocznym ubytkiem ciepła pochodzącym z wadliwego układu chłodzenia, efektem histerezy mechanicznej ).
 | Pobierz cały dokument stanyp7E1.katedra.podstaw.doc rozmiar 256 KB |