[发明专利]基于可调频率GM制冷机的超导磁体系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于可调频率GM制冷机的超导磁体系统，其特征在于，所述超导磁体系统包括制冷组件、超导磁体组件、监测组件和控制器；

所述制冷组件包括压缩机和制冷机，所述压缩机与所述制冷机配合连接，所述超导磁体组件包括超导线圈和冷屏，所述超导线圈设置在所述冷屏内；

所述制冷机包括一级冷头和二级冷头，所述一级冷头与所述冷屏热连接，所述二级冷头与所述超导线圈热连接；

所述监测组件包括若干个温度传感器，所述若干个温度传感器设在所述超导磁体组件上；

所述控制器与所述制冷组件配合连接，所述控制器与所述若干个温度传感器配合连接。

2.如权利要求1所述的超导磁体系统，其特征在于，所述超导磁体组件还包括真空筒体，所述超导线圈和所述冷屏设置在所述真空筒体内。

3.如权利要求1所述的超导磁体系统，其特征在于，所述若干个温度传感器包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述超导线圈上。

4.如权利要求1所述的超导磁体系统，其特征在于，所述若干个温度传感器包括第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在所述冷屏上。

5.如权利要求1所述的超导磁体系统，其特征在于，所述超导线圈上上设置有高温电流引线；

所述若干个温度传感器还包括第三传感器，所述第三传感器设置在所述高温电流引线上。

6.一种控制方法，其特征在于，所述控制方法适用于如权利要求1至5任一所述的超导磁体系统，所述控制方法包括：

根据超导磁体系统的工作状态，划分所述超导磁体系统的工作模式，包括降温运行模式、励磁和退磁运行模式、节能运行模式和正常定频运行模式；

在控制器上设置所述超导磁体系统运行的相关参数；

通过所述控制器，根据实际运行模式对所述压缩机和所述制冷机进行频率调节。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述在控制器上设置超导磁体系统运行的相关参数，包括：

根据超导线圈的材质，设定超导线圈的可运行最高温度为Tcmax，超导线圈的正常运行稳定为Tc，设定励磁和退磁运行模式下的高温电流引线温度为Thtst；设置节能模式下的超导线圈运行的设定温度为Tcmax1；

设定压缩机的最大频率为f1max，正常运行频率为f1n，励磁或退磁运行频率为f1ramp；

设定制冷机的最大频率为f2max，正常运行频率为f2n，励磁或退磁运行频率为f2ramp。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述通过所述控制器，根据实际运行模式对所述压缩机和所述制冷机进行频率调节，包括：

在降温运行模式下，通过控制器将所述压缩机的频率调整至f1max，将所述制冷机的频率调整至f2max；

当监测到所述超导线圈的温度达到Tc，将所述压缩机的频率调整为f1n，将所述制冷机的频率调整为f2n，进入正常定频运行模式。

9.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述通过所述控制器，根据实际运行模式对所述压缩机和所述制冷机进行频率调节，包括：

在励磁或退磁运行模式下，当监测温度高于Thtst，通过控制器将压缩机频率调整为f1ramp，将制冷机的频率调整为f2ramp。

10.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述通过所述控制器，根据实际运行模式对所述压缩机和所述制冷机进行频率调节，包括：

在节能运行模式下，根据所述超导线圈的实际温度，运行最高温度Tcmax以及设定温度Tcmax1进行比较，若实际温度小于最高运行温度Tcmax，则调低所述压缩机频率，若实际温度大于设定温度Tcmax1，则调高所述压缩机频率，反复调整使得压缩机频率维持稳定。