【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种退磁电源技术，特别涉及一种基于超导储能的退磁电源。
技术介绍
1、退磁电源应用在退磁装置中，为退磁线圈提供脉冲退磁电流。退磁电源为退磁线圈提供图1所示工作电流，以产生综合磁性处理时所需工作磁场。
2、如图1所示退磁电流示意图，退磁电源输出的磁性处理工作电流为首脉冲幅值足够大、正负交替、幅值逐步衰减的间歇式脉冲电流序列，其首脉冲功率很大(单路mw级，多路瞬时功率可达近百mw)，平均功率却不大(单路约200kw)，脉冲功率特点显著，为减少对供电侧的容量需求以及脉冲功率带来的冲击和污染，需采用带储能环节的储能式退磁电源。相比于一般的脉冲功率电源，由于磁性处理工作电流脉冲持续时间长(10s左右)，且以脉冲序列的形式输出，瞬时功率大的同时，退磁电源脉冲时间内输出能量比一般脉冲功率电源大很多，这就对储能环节的功率和储能量都提出了很高的要求，储能问题已成为退磁电源急需解决的瓶颈问题。
3、国内先后采用了普通飞轮储能、超级电容储能、磷酸铁锂蓄电池储能等3种储能方式，极大地优化了退磁电源的性能。但普通飞轮储能密度小、储存能量少、储能利用率低；超级电容储能密度低、体积大、价格高、使用寿命一般不超过15年；磷酸铁锂蓄电池储能安全可靠性欠高、使用寿命一般不超过10年。近年来快速发展的超导储能，有着储能密度高、功率密度大、响应速度快、使用寿命长等突出优点，为退磁电源储能这一瓶颈问题提供了解决之道。
技术实现思路
1、针对退磁电源储能问题，提出了一种基于超导储能的退磁电源
2、本技术的技术方案为：一种基于超导储能的退磁电源，包括三相交流电源、超导充电功率单元、超导线圈l1、超导放电功率单元、监控与保护单元、低温制冷单元、失超检测及保护单元、充电开关q1和自保持续流二极管d1；
3、所述三相交流电源输出交流电通过超导充电功率单元转化为直流电输出，超导充电功率单元输出正极通过充电开关q1接自保持续流二极管d1阴极和超导线圈l1一端，自保持续流二极管d1阳极接超导充电功率单元输出负极；
4、所述超导线圈l1远离充电开关q1的另一端接超导放电功率单元输入端正极，超导放电功率单元输入端负极接超导充电功率单元输出负极，超导放电功率单元输出到消磁线圈；
5、所述失超检测及保护单元对超导线圈l1进行实时失超检测，同时将状态信号发送给监控与保护单元，接收监控与保护单元控制信号，保护单元响应保护超导线圈l1；
6、所述低温制冷单元根据监控与保护单元的控制信号为超导线圈l1提供制冷，并将状态信号发送给监控与保护单元；
7、所述监控与保护单元监测超导充电单元、超导放电功率单元、低温制冷单元和失超检测及保护单元的状态信息，并给出相应的控制信号，实现给消磁线圈提供正负交替、幅值逐步衰减的间歇式脉冲直流电流序列电。
8、优选的，所述超导充电功率单元选用具有功率因数校正功能的整流装置，功率因数通常为99％以上，电流谐波含量在5％以内。
9、优选的，所述超导线圈l1在超导状态下，电阻率小于10-26ω/m,超导线圈磁感应强度总等于0，储能密度达到108j/m3，采用多台超导线圈串并联构成。
10、优选的，所述超导放电功率单元由从输入端正极开始依次串联闭环连接的放电开关q3、滤波电感l2、滤波电容c1和斩波开关q2以及并联在滤波电容c1两端的由q4-q7组成的换向桥构成,斩波开关q2和滤波电容c1连接处接输入端负极，其中q2-q7选用相应规格的全控器件igbt。
11、优选的，所述斩波开关q2并联在超导放电功率单元输入正负两端，斩波开关q2开通时，超导线圈l1电流经自保持续流二极管d1续流；斩波开关q2关断时，超导线圈l1电流经放电开关q3向退磁线圈l3提供电流。
12、优选的，所述放电开关q3一端接超导线圈l1，一端接滤波电感l2，放电开关q3在超导线圈l1充电状态和自保持状态时断开，在超导线圈l1放电时闭合。
13、优选的，所述滤波电感l2和滤波电容c1串联构成lc滤波器，对超导线圈l1输出电进行滤波。
14、优选的，所述q4-q7组成的换向桥对滤波后超导线圈l1输出的电进行换向，输出正负交替直流电至退磁线圈。
15、优选的，所述超导放电功率单元在滤波电感l2与换向桥直接设置电流检测器，检测退磁电流的大小，送监控与保护单元。
16、优选的，所述自保持续流二极管d1阳极接超导充电功率电源输出负极，阴极接充电开关q1与超导线圈l1连接端，在超导线圈l1自保持时提供续流回路。
17、本技术的有益效果在于：本技术基于超导储能的退磁电源，基于超导储能和退磁线圈同为“电流型”的特性，重点设计出了一个超导放电功率单元，闭环控制为退磁线圈提供大小可控、正负可调的退磁脉冲序列；利用高功率密度的超导储能，为退磁作业时提供脉冲功率，减小了脉冲功率对电网的冲击，减小了所需配电的容量，使退磁装置可建设在电网较弱的区域提供有效方案。
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1.一种基于超导储能的退磁电源，其特征在于，包括三相交流电源、超导充电功率单元、超导线圈L1、超导放电功率单元、监控与保护单元、低温制冷单元、失超检测及保护单元、充电开关Q1和自保持续流二极管D1；
2.根据权利要求1所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述超导充电功率单元选用具有功率因数校正功能的整流装置，功率因数通常为99％以上，电流谐波含量在5％以内。
3.根据权利要求1所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述超导线圈L1在超导状态下，电阻率小于10-26Ω/m,超导线圈磁感应强度总等于0，储能密度达到108J/m3，采用多台超导线圈串并联构成。
4.根据权利要求1所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述超导放电功率单元由从输入端正极开始依次串联闭环连接的放电开关Q3、滤波电感L2、滤波电容C1和斩波开关Q2以及并联在滤波电容C1两端的由Q4-Q7组成的换向桥构成,斩波开关Q2和滤波电容C1连接处接输入端负极，其中Q2-Q7选用相应规格的全控器件IGBT。
5.根据权利要求4所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，
6.根据权利要求4所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述放电开关Q3一端接超导线圈L1，一端接滤波电感L2，放电开关Q3在超导线圈L1充电状态和自保持状态时断开，在超导线圈L1放电时闭合。
7.根据权利要求4所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述滤波电感L2和滤波电容C1串联构成LC滤波器，对超导线圈L1输出电进行滤波。
8.根据权利要求4所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述Q4-Q7组成的换向桥对滤波后超导线圈L1输出的电进行换向，输出正负交替直流电至退磁线圈。
9.根据权利要求4至8中任意一项所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述超导放电功率单元在滤波电感L2与换向桥直接设置电流检测器，检测退磁电流的大小，送监控与保护单元。
10.根据权利要求9所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述自保持续流二极管D1阳极接超导充电功率电源输出负极，阴极接充电开关Q1与超导线圈L1连接端，在超导线圈L1自保持时提供续流回路。
...【技术特征摘要】
1.一种基于超导储能的退磁电源，其特征在于，包括三相交流电源、超导充电功率单元、超导线圈l1、超导放电功率单元、监控与保护单元、低温制冷单元、失超检测及保护单元、充电开关q1和自保持续流二极管d1；
2.根据权利要求1所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述超导充电功率单元选用具有功率因数校正功能的整流装置，功率因数通常为99％以上，电流谐波含量在5％以内。
3.根据权利要求1所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述超导线圈l1在超导状态下，电阻率小于10-26ω/m,超导线圈磁感应强度总等于0，储能密度达到108j/m3，采用多台超导线圈串并联构成。
4.根据权利要求1所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述超导放电功率单元由从输入端正极开始依次串联闭环连接的放电开关q3、滤波电感l2、滤波电容c1和斩波开关q2以及并联在滤波电容c1两端的由q4-q7组成的换向桥构成,斩波开关q2和滤波电容c1连接处接输入端负极，其中q2-q7选用相应规格的全控器件igbt。
5.根据权利要求4所述基于超导储能的退磁电源，其特征在于，所述斩波开关q2并联在超导放电功率单元输入正负两端，斩波开...
【专利技术属性】
技术研发人员：张艳军，孙莉，张振华，许飞明，白峻汀，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所，
类型：新型
国别省市：
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