ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ КРИОГЕННОГО МАГНИТА

1. Узел магнита, содержащий:
сверхпроводящую катушку;
криогенную систему, содержащую криостат и выполненную с возможностью поддерживать сверхпроводящую катушку при рабочей температуре ниже критической температуры сверхпроводника;
источник напряжения постоянного тока, расположенный снаружи криостата;
импульсный источник питания, ИИП, расположенный внутри криостата и выполненный с возможностью подавать питание от источника напряжения постоянного тока на сверхпроводящую катушку, причем ИИП содержит понижающий трансформатор напряжения, имеющий первичную и вторичную обмотки;
токовводы, соединяющие источник напряжения постоянного тока с ИИП;
и контроллер, выполненный с возможностью вынуждать ИИП подавать первую величину мощности к магниту для того, чтобы разгонять магнит до рабочего тока, и вторую величину мощности к магниту во время установившегося режима работы магнита, при этом первая величина мощности больше второй величины мощности.
2. Узел магнита, содержащий:
сверхпроводящую катушку;
криогенную систему, содержащую первый криостат, выполненный с возможностью поддерживать сверхпроводящую катушку при рабочей температуре ниже критической температуры сверхпроводника, и второй криостат, выполненный с возможностью поддерживать температуру между комнатной температурой и рабочей температурой, при этом сверхпроводящая катушка находится в первом криостате;
источник напряжения постоянного тока, находящийся при комнатной температуре;
импульсный источник питания, ИИП, выполненный с возможностью подавать питание от источника напряжения постоянного тока на сверхпроводящую катушку, причем ИИП содержит понижающий трансформатор напряжения, имеющий первичную и вторичную обмотки, при этом ИИП расположен во втором криостате;
первые токовводы, соединяющие источник напряжения постоянного тока с ИИП;
вторые токовводы, соединяющие ИИП с магнитом; и
контроллер, выполненный с возможностью вынуждать ИИП подавать первую величину мощности к магниту для того, чтобы разгонять магнит до рабочего тока, и вторую величину мощности к магниту во время установившегося режима работы магнита, при этом первая величина мощности больше второй величины мощности.
3. Узел магнита по любому предшествующему пункту, при этом упомянутый трансформатор имеет неизолированные обмотки.
4. Узел магнита по п. 1 или 2, при этом упомянутый трансформатор имеет изолированные обмотки.
5. Узел магнита по любому предшествующему пункту, при этом трансформатор содержит сердечник из магнитно проницаемого материала, который связывает обмотки.
6. Узел магнита по любому из пп. 1-4, при этом трансформатор имеет воздушный сердечник.
7. Узел магнита, содержащий:
сверхпроводящую катушку;
криогенную систему, содержащую криостат и выполненную с возможностью поддерживать сверхпроводящую катушку при рабочей температуре ниже критической температуры сверхпроводящей катушки;
источник напряжения постоянного тока, расположенный снаружи криостата;
импульсный источник питания, ИИП, выполненный с возможностью подавать питание от источника напряжения постоянного тока на сверхпроводящую катушку, причем ИИП содержит понижающий трансформатор, имеющий первичную и вторичную обмотки, при этом первичная обмотка расположена снаружи криостата, а вторичная обмотка расположена внутри криостата;
токовводы, соединяющие источник напряжения постоянного тока с ИИП;
токовводы, соединяющие вторичную обмотку с магнитом;
и контроллер, выполненный с возможностью вынуждать ИИП подавать первую величину мощности к магниту для того, чтобы разгонять магнит до рабочего тока, и вторую величину мощности к магниту во время установившегося режима работы магнита, при этом первая величина мощности больше второй величины мощности.
8. Узел магнита по п. 7, при этом упомянутый трансформатор имеет воздушный сердечник и является резонансным трансформатором.
9. Узел магнита по п. 7, при этом упомянутый трансформатор содержит сердечник из магнитно проницаемого материала, который связывает обмотки и который пронизывает стенку криостата.
10. Узел магнита по п. 9, при этом упомянутый сердечник образован из любого одного из:
железа;
аморфной стали; и
феррита.
11. Узел магнита по любому предшествующему пункту, при этом контроллер выполнен с возможностью вынуждать ИИП работать при первом коэффициенте заполнения для того, чтобы подавать первую величину мощности, и при втором коэффициенте заполнения для того, чтобы подавать вторую величину мощности, при этом первый коэффициент заполнения больше второго коэффициента заполнения.
12. Узел магнита по любому предшествующему пункту, при этом контроллер выполнен с возможностью вынуждать источник напряжения постоянного тока подавать первое напряжение на ИИП для того, чтобы подавать первую величину мощности, и второе напряжение на ИИП для того, чтобы подавать вторую величину мощности, при этом первое напряжение больше второго напряжения.
13. Узел магнита по любому предшествующему пункту, при этом сверхпроводящая катушка действует в качестве дросселя накопления энергии ИИП.
14. Узел магнита по любому предшествующему пункту, при этом по меньшей мере вторичная обмотка упомянутого трансформатора содержит сверхпроводящий материал, и система охлаждения выполнена с возможностью поддерживать сверхпроводящий материал при или ниже критической температуры сверхпроводящего материала.
15. Узел магнита по п. 14, при этом вторичная обмотка упомянутого трансформатора содержит ВТСП.
16. Узел магнита по любому предшествующему пункту, при этом упомянутый ИИП имеет топологию, которая является одной из следующих:
прямой преобразователь;
двухтактный преобразователь;
полумостовой преобразователь; и
полномостовой преобразователь.
17. Узел магнита по любому предшествующему пункту, при этом скорость переключения ИИП меньше или равна 1 кГц, более предпочтительно меньше или равна 100 Гц, более предпочтительно меньше или равна 10 Гц.
18. Узел магнита по любому предшествующему пункту, при этом контроллер выполнен с возможностью отслеживать ток в сверхпроводящей катушке и регулировать вторую величину мощности, подаваемой к ИИП, для того, чтобы поддерживать практически неизменный ток в сверхпроводящей катушке, когда магнит находится в установившемся режиме работы.
19. Узел магнита по любому предшествующему пункту, при этом сверхпроводящая катушка содержит один или оба из высокотемпературного сверхпроводника, ВТСП, и низкотемпературного сверхпроводника, НТСП.
20. Способ обеспечения питания сверхпроводящей катушки узла магнита, причем узел магнита содержит криостат, в котором предусмотрена сверхпроводящая катушка, а способ содержит:
обеспечение импульсного источника питания, ИИП, причем ИИП содержит понижающий трансформатор напряжения, имеющий первичную обмотку и вторичную обмотку, и вторичная обмотка находится внутри криостата узла магнита;
снабжение магнита энергией посредством подачи первой величины мощности от источника напряжения постоянного тока снаружи криостата к катушке через ИИП; и
поддержание установившегося режима работы магнита посредством подачи второй величины мощности от источника напряжения постоянного тока к катушке через ИИП;
при этом первая величина мощности больше второй величины мощности.
21. Способ по п. 20, при этом ИИП работает при первом коэффициенте заполнения для того, чтобы подавать первую величину мощности, и втором коэффициенте заполнения для того, чтобы подавать вторую величину мощности, и первый коэффициент заполнения меньше второго коэффициента заполнения.
22. Способ по п. 20 или 21, при этом источник напряжения постоянного тока предоставляет первое напряжение для того, чтобы подавать первую величину мощности, и второе напряжение для того, чтобы подавать вторую величину мощности, при этом первое напряжение меньше второго напряжения.
23. Способ по любому из пп. 20-22, при этом первичная обмотка находится снаружи криостата.
24. Способ по любому из пп. 20-22, при этом первичная обмотка находится внутри криостата.