【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超导磁体电源，尤其涉及一种超导磁体电源线性可控退磁模组及其控制方法。
技术介绍
1、随着超导磁体材料及技术的发展，超导磁体电源已广泛应用于核磁共振成像系统、高能物理研究、核聚变研究等多个领域。目前，低压大电流超导磁体电源主要采用晶闸管等半控器件方案，虽然技术成熟，但存在功率密度低、损耗高、灵活性不足等问题。高频电源方案通过高频变压器和全控开关器件，有效减小了体积、降低了损耗，并提高了工作效率。然而，基于高频同步整流拓扑的超导磁体电源方案由于磁体变流器无法输出负压，无法实现能量的双向流动，因此需要外部结构提供负压，并依赖耗能元件来承受磁体泄放的能量。
2、现有技术中，磁体退磁结构多为机械开关并联移能电阻的方式，如图1所示。虽然采用机械开关并联单个电阻的磁体退磁方案可靠、稳定，但其在退磁过程中无法保证恒定的退磁速率，也无法精确控制退磁至指定电流值，其退磁过程不可控。
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种超导磁体电源线性可控退磁模组及其控制方法，能够使磁体以恒定速率退磁，退磁过程灵活可控。
2、本专利技术实施例提供了一种超导磁体电源线性可控退磁模组，包括：换流开关模块、第一电阻与多个分流支路；
3、所述换流开关模块，串联于磁体变流器与磁体之间；
4、所述第一电阻以及每一所述分流支路，均与所述换流开关模块并联；
5、每一所述分流支路，均由igbt器件与第二电阻串联组成。
6、进一步地
7、进一步地，所述换流开关模块中的igbt器件的数量为n个，其中，，为超导磁体电源的额定输出电流，为igbt器件的额定运行电流，为向上取整运算。
8、进一步地，所述分流支路的数量为m个，其中，，为超导磁体电源的额定输出电流，为igbt器件的额定运行电流，为向下取整运算。
9、进一步地，所述第一电阻大于所述第二电阻；
10、所述第二电阻的阻值根据预设条件确定，所述预设条件包括：使换流后初始阶段的所述超导磁体电源线性可控退磁模组的两端电压，大于维持磁体退磁速率所需的磁体电压。
11、本专利技术实施例还提供了一种超导磁体电源线性可控退磁模组的控制方法，应用于上述超导磁体电源线性可控退磁模组，所述控制方法包括：
12、在电源需要退磁时，导通分流支路的igbt器件，关断换流开关模块，以使电流换流到所述分流支路上；
13、通过依次切出所述分流支路，维持磁体退磁速率，直至最后一个所述分流支路切出，电流换流至第一电阻，当电流降为零时完成退磁。
14、作为上述方案的改进，所述通过依次切出所述分流支路，维持磁体退磁速率，包括：
15、通过调节磁体变流器输出电压，使磁体两端电压维持在第一电压；所述第一电压为维持磁体退磁速率所需的磁体电压；
16、获取超导磁体电源线性可控退磁模组两端的第二电压；
17、当所述第二电压小于所述第一电压时，切出一个分流支路，并返回所述通过调节磁体变流器输出电压，使磁体两端电压维持在第一电压的步骤。
18、作为上述方案的改进，所述调节磁体变流器输出电压，使磁体两端电压维持在第一电压，包括：
19、以第一电压为参考电压，根据实际的磁体两端电压，采用电压环反馈控制对磁体变流器输出电压进行调节，以使所述磁体两端电压维持在所述第一电压。
20、作为上述方案的改进，在所述导通分流支路的igbt器件，关断换流开关模块，以使电流换流到所述分流支路上之后，所述控制方法还包括：
21、在退磁过程中，获取磁体输出电流；
22、当所述磁体输出电流等于设定的目标电流时，导通所述换流开关模块，关断所述分流支路的igbt器件，以使所述磁体输出电流维持在所述目标电流。
23、作为上述方案的改进，所述控制方法还包括：
24、在电源稳态运行或需要励磁时，导通所述换流开关模块，关断所述分流支路的igbt器件，通过调节磁体变流器输出电压维持磁体输出电流。
25、相对于现有技术，本专利技术实施例提供的一种超导磁体电源线性可控退磁模组及其控制方法的有益效果在于：通过在磁体与磁体变流器之间串联由多个igbt器件与电阻构成的可控退磁模组，模组采用多支路并联，在退磁过程中，通过依次切出分流支路，能够保证模组的电压调节范围，维持磁体退磁速率，实现线性可控退磁，使磁体能够以恒定速率退磁，也减少了退磁时间，并且退磁过程灵活可控，可将电流退至指定电流值，有利于超导磁体电源的精准调控。
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1.一种超导磁体电源线性可控退磁模组，其特征在于，包括：换流开关模块、第一电阻与多个分流支路；
2.如权利要求1所述的超导磁体电源线性可控退磁模组，其特征在于，所述换流开关模块由若干IGBT器件并联组成。
3.如权利要求2所述的超导磁体电源线性可控退磁模组，其特征在于，所述换流开关模块中的IGBT器件的数量为N个，其中，，为超导磁体电源的额定输出电流，为IGBT器件的额定运行电流，为向上取整运算。
4.如权利要求1所述的超导磁体电源线性可控退磁模组，其特征在于，所述分流支路的数量为M个，其中，，为超导磁体电源的额定输出电流，为IGBT器件的额定运行电流，为向下取整运算。
5.如权利要求1所述的超导磁体电源线性可控退磁模组，其特征在于，所述第一电阻大于所述第二电阻；
6.一种超导磁体电源线性可控退磁模组的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1~5中任意一项所述的超导磁体电源线性可控退磁模组，所述控制方法包括：
7.如权利要求6所述的超导磁体电源线性可控退磁模组的控制方法，其特征在于，所述通过依次切出所述分流支
8.如权利要求7所述的超导磁体电源线性可控退磁模组的控制方法，其特征在于，所述调节磁体变流器输出电压，使磁体两端电压维持在第一电压，包括：
9.如权利要求6所述的超导磁体电源线性可控退磁模组的控制方法，其特征在于，在所述导通分流支路的IGBT器件，关断换流开关模块，以使电流换流到所述分流支路上之后，所述控制方法还包括：
10.如权利要求6所述的超导磁体电源线性可控退磁模组的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种超导磁体电源线性可控退磁模组，其特征在于，包括：换流开关模块、第一电阻与多个分流支路；
2.如权利要求1所述的超导磁体电源线性可控退磁模组，其特征在于，所述换流开关模块由若干igbt器件并联组成。
3.如权利要求2所述的超导磁体电源线性可控退磁模组，其特征在于，所述换流开关模块中的igbt器件的数量为n个，其中，，为超导磁体电源的额定输出电流，为igbt器件的额定运行电流，为向上取整运算。
4.如权利要求1所述的超导磁体电源线性可控退磁模组，其特征在于，所述分流支路的数量为m个，其中，，为超导磁体电源的额定输出电流，为igbt器件的额定运行电流，为向下取整运算。
5.如权利要求1所述的超导磁体电源线性可控退磁模组，其特征在于，所述第一电阻大于所述第二电阻；
6.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢晶，殷浩，何宝灿，李俊，吴亚楠，茆智伟，茆华风，许留伟，田贇祥，朱明轩，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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