超导应用需要精确的大电流、低压电源来为磁体供电和测试先进的高温超导电缆。Magna-Power的电流馈电式程控直流电源通过提供强大的可扩展的解决方案来满足这些需求,并可以帮助客户提供灵活的冷却方式,专用的大电流线材和超精密的测量配件。
超导体导论
超导体是一种材料,当冷却到某个临界温度以下时,其电阻几乎为零。这种显著的特性允许电流流过它们,而不会产生通常与标准导体相关的能量损失。当这些材料被制成电磁体时,其结果是高效的电力传输和令人难以置信的强大磁场——这两者对于粒子加速器、磁共振成像(MRI)、量子计算和聚变等离子体等先进应用都是不可或缺的。
然而,高温超导体(HTS)的突破极大地改变了这一限制。高温超导材料,例如基于含有稀土元素和氧化铜的陶瓷化合物(通常称为REBCO或YBCO导体)的材料,可以在更高的温度下实现超导性,通常在液氮温度(77 K,-196°C)左右。液氮比液氦更经济、更容易获得,大大降低了超导系统的资本和运营成本。随着高温超导技术的这些发展,广泛实用的超导技术的前景变得更加明显。从未来聚变能反应堆(托卡马克)中更紧凑的超导磁体到可能彻底改变配电的超导输电线路,高温超导材料在使大规模超导应用既可行又经济高效方面处于领先地位。
超导体直流电源要求
根据定义,超导体在临界温度以下表现出极低的电阻,甚至可以忽略不计。在设计、测试和为超导磁体供电或测试超导电缆时,这种超低电阻环境带来了独特的挑战:该应用通常需要在非常低的电压下产生异常高的电流。
为什么需要低电压?
最小电阻降:在超导体中,一旦达到工作温度,电阻损失可以忽略不计。这意味着只需要很小的电压降就可以驱动大电流通过超导线圈或电缆。
安全性和系统复杂性:保持低电源电压可以降低电气绝缘要求,减少大电流测试设置中的安全隐患,特别是在多个电源系统可能并排运行的研究或工业实验室环境中。
为什么电流很大?
磁场要求:聚变研究中使用的超导磁体,就像托卡马克反应堆中的超导磁体一样,需要强大的磁场。为了产生这些磁场,工程师们使用了必须承载数千至数十万安培电流的大型线圈。
超导鉴定和测试:开发高温超导(HTS)导线的组织需要表征其在实际工作电流下的性能,需要能够准确可靠地输送高电流。
电流变化和控制的可编程性
平稳上升和下降:超导磁体通常对电流的快速变化很敏感,这可能会引起机械应力或导致失超(超导性的突然丧失)。可编程直流电源允许精确的电流分析,确保超导系统的受控通电和断电。
自动化测试协议:在研发和生产环境中,超导体表征经常涉及在各种条件下重复复杂的电流分布。可编程电源使工程师能够自动化这些过程,提高一致性和数据准确性。
Magna-Power大电流程控直流电源
几十年来,Magna-Power的大电流电源一直是超导测试应用不可或缺的一部分。无论是为聚变实验的托卡马克励磁线圈供电,还是在测试和验证期间为超导导线供电,Magna-Power的垂直集成、电流馈电拓扑、灵活的冷却解决方案和深厚的工程专业知识相结合,使其能够提供针对安全性、性能和可靠性进行优化的高电流解决方案。能够在内部加工原材料和设计大电流母线解决方案,这意味着Magna-Power可以快速迭代新设计,并集成最新和最强大的功率半导体,以扩大其产品线。
多种规格的千安培级的标准化产品,具有可靠的电流馈电功率处理
Magna-Power的标准TS系列电源涵盖数百种型号和数千种配置,能够提供从几安培到数百千安培的电流。例如,低压大电流型号包括:
TSD10-2000(0-10 Vdc,0-2000 Adc,4U)
TSD10-4000(0-10 Vdc,0-4000 Adc,8U)
TSD10-6000(0-10 Vdc,0-6000 Adc,12U)
TSD10-8000(0-10 dc,0-8000 Adc,16U)