Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
перешедшем в нормальное состояние, а на рис. 8-9 - зависимость от тока
сопротивления этого участка Rv.3 (различные кривые динамических процессов
относятся к разным значениям начального тока /с). На рис. 8-10 показана
зависимость от тока мгновенной мощности тепловыделения W.
(8-11)
233
з:
cS
i§
cS
S
О)
a
CD
a
CD
CL
CD
С
я
я
f-
o
2
VO
о
"я
о
я
н
о
ч
с
CD
я
Еч
о
Я CD
я >> я я
к
Я о
я в
о
к о
я я CD о
CD я
я я
я ч
Cl Я
я 2
я CL
я о
я
к
я я
я
CD
*=t
я
с
я
я
о
ь
Е-
о
я
н
о
о
2
я
CD
я
я
я
со
оо
оо
CD
я
(X
я
ч
я
S
Cl
О
Я
я
о
С.
CD
a
fct
CD
a
CD
CL
GD
Я
Я
я
н
о
S
VO
о
=я
о
я
н
о
ч
я
CD
я я
я я
н я
о о
я н
я о
>" о
CD
R CD
я О
я Я
CD
ч
я
я
е*
о
cl
я
о
о
я
я
о
н
н
о
я
е>
о
о
2
Я
о
я
я
я
со
ОЭ
оо
CD
я
а
vo
о
=Я
о
я
Е-
о
ч
с
С*
Е
CQ
о
ч
с
к
е*
Я
о
о я я (1) я о я
л
S
о
со
о
я
а
234
Как видно из указанных рисунков, характер линий динамического процесса в
плотной обмотке отличается от характера этих линий в разреженной обмотке.
Во-первых, при 1=1 линии динамического процесса не имеют каких-либо
особенностей. Это объясняется тем, что, в отличие от разреженных обмоток,
в которых уменьшение размеров нормальной зоны происходит при снижении
тока ниже /р (см., например, рис. 6-2), для плотных обмоток точки на
кривых динамических процессов, соответствующие максимальному
сопротивлению нормальной зоны, должны лежать на линии f=0 (см. рис. 8-1).
Во-вторых, при любых значениях первоначально замороженного тока
остаточные токи в обмотке после затухания динамического процесса
практически равны нулю, так как для плотных обмоток отсутствует понятие
минимального тока существования нормальной зоны, при котором скорость
"схлопывания" этой зоны является весьма большой.
При исследовании основных закономерностей распространения нормальной зоны
в плотной обмотке важную роль играет вопрос о том, по скольким
направлениям происходит это распространение. Напомним, что в разреженной
обмотке процесс распространения нормальной зоны является одномерным
(нормальная зона движется вдоль комбинированного проводника). В плотной
обмотке, как отмечено в § 8-1, этот процесс имеет, по-видимому,
трехмерный характер.
Вопрос о числе направлений распространения для плотной обмотки может быть
решен на основе обработки опытных данных для временной зависимости тока в
обмотке при динамическом процессе, происходящем в короткозамкнутом
соленоиде, с использованием соотношения (8-11).
Располагая экспериментальными данными по указанной зависимости, можно
рассчитать для различных значений величины
Нанеся на график в логарифмических координатах значения D,
соответствующие каждому найденному значению С, можно определять
показатель
и
(8-12)
о
dlnG
n=:dlnD'
(8-13)
235
На рис. 8-11 представлена зависимость G(D) для соленоида с плотной
обмоткой из семижильного индированного кабеля (кривая 1) и для
рассмотренного ранее (§ 6-2) соленоида с разреженной обмоткой из того же
кабеля (кривая 2). Внутренний диаметр соленоида с плотной обмоткой
составлял 30 мм, внешний диаметр 71 мм, высота 77 мм, число витков 1440,
индуктивность 0,037Г. Основные параметры соленоида с разреженной обмоткой
были приведены выше.
Рис. 8-11. Зависимость G(D) для соленоида с плотной обмоткой (кривая 1) и
с разреженной обмоткой (кривая 2).
На рисунке 8-11 показан также рассчитанный теоретически наклон кривых при
данном характере процесса распространения (п= =!1, 2, 3). Из рисунка
видно, что для разреженной обмотки, как и следовало ожидать, п- 1, т. е.
процесс распространения нормальной зоны имеет одномерный характер. Для
плотной обмотки в начале динамического процесса распространение
нормальной зоны имеет одномерный характер, постепенно сменяющийся затем
двумерным и, наконец, трехмерным.
8-4. СРАВНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПЛОТНОЙ И РАЗРЕЖЕННОЙ
ОБМОТКАХ
Большой практический интерес представляет сравнение параметров
распространения нормальной зоны в разреженной и плотной сверхпроводящих
обмотках, выполненных из частично стабилизированных проводников.
Поскольку в таких проводниках доля сечения, занятая нормальным
стабилизирующим металлом, относительно невелика, частично
стабилизированные обмотки (плотные и разреженные) обладают более высокой
конструктивной плотностью тока, чем полностью стабилизированные обмотки.
При возникновении зародыша нормальной зоны обмотка переходит в нормальное
состояние. В этой связи необходимо было выяснить, какая из сравниваемых
обмоток обладает большей надежностью в отношении возможности пережога,
обусловленного джоулевым тепловыделением в нормальной зоне. Корме того,
необходимо было установить, какая из обмоток обладает большей надежностью
в отношении возможности нарушения электрической прочности (пробоя
