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）

多个TS系列单元可以主从并行配置，以实现更高的电流水平。

每种型号都利用了该公司的电流馈电功率处理拓扑，确保在电阻性、电容性或高电感性负载下稳定的电流输出，高容错性，以及在苛刻负载条件下可预测的系统行为。这些标准配置为扩展您的电源需求提供了一条直接途径，同时简化了通常与超高电流应用相关的复杂性。凭借为超导项目供电的深厚传统，Magna-Power的可编程直流电源系列不断发展，以满足工业和科学用户的严格电力需求。

灵活的冷却解决方案和集成选项

Magna-Power的机架式机箱提供各种灵活的交钥匙安装和冷却解决方案，以满足特定的安装要求。这些机柜可以容纳风冷或水冷TS系列电源，通常将多个单元组合成一个解决方案：

集成冷却系统：集成在机架中的风冷产品包括顶部安装的风扇，用于吸入冷空气并排出顶部的热量。对于水冷机组，为机架的公共入口和出口提供歧管，方便与设施供水的连接。

谐波中和：大型机架外壳系统可以包括可选的输入谐波滤波器，确保在并联运行多个大电流电源时具有较低的总谐波失真（THD-I）。

可用配件：Magna-Power提供各种机架配件，如交流断路器、普通交流入口母线和配电、紧急停止按钮、落地式底座等。机架配置一起定义，并提供唯一标识符以供参考。

有了这些全面的集成选项，您的超高电流电源解决方案仍然是模块化和可管理的，简化了从采购和设置到日常操作和维护的一切。

大电流布线，简化集成

大电流超导应用通常需要能够承载数千安培电流而不会产生过多热量或电压降的专用连接器和电缆。通常，这些大电流连接需要制造大型定制铜母线，这需要工程资源，而且成本很高。

Magna-Power提供专为与其TS系列母线配对而设计的高电流、极其灵活、高股数和低阻抗布线，其主要功能如下：

高耐久性绝缘套管：电缆由丙烯酸涂层编织玻璃纤维套管保护，提供高耐磨性（2500次循环，SAE ARP 1 536）和6000 Vdc绝缘，确保在工业或研发环境中的耐用性和长使用寿命。

高电流容量：每根电缆为1000Adc，具有极低的阻抗（0.020 mΩ/ft），非常灵活。多条电缆可以并联连接，以满足更高的电流要求。每个TS系列母线都包括足够的连接点，以允许电缆承载全部电流。

从1英尺到300英尺的各种长度选项：简化设备或测试台可能位于距离电源不同距离的安装。

通过将这些专用电缆与TS系列电源相结合，Magna-Power消除了大电流集成的猜测，确保了安全性和易于安装。

超精密附加或DIY输入

对于需要超精确测量和控制的应用，无论是微调超导磁体的场均匀性还是表征高温超导电缆的细微行为，Magna Power都提供了DBx模块。此附加配件提供：

高精度：具有温度稳定控制器的高性能D/A和A/D转换器提供高粒度编程（18位）和读回（24位）分辨率。

高稳定性：超稳定磁通门直流电流互感器（DCCT）用于从与电源直流输出的串联连接中进行高精度隔离测量，然后用DBx模块的温度稳定控制器驱动电源的模拟输入，提供<50ppm的稳定性。

交钥匙配置：系统直接从工厂发货和测试，与电源、DBx模块、机架外壳、布线和冷却完全集成。

对于希望提供自己的高精度参考并执行外部纠错的客户，Magna-Power为其电源提供模拟输入，这是我们控制器的直接模拟路径。

总结

超导应用—从托卡马克等聚变反应堆中必不可少的超强磁体到新型高温超导（HTS）电缆—需要在低电压下运行的精确大电流电源。在本文中，我们将探讨Magna-Power强大的程控直流电源解决方案如何满足这些具有挑战性的要求。Magna-Power利用独特的电流馈电拓扑结构，提供能够达到数百千安的标准电源，提供灵活的冷却，简化与专用大电流布线的集成，并通过DBx模块提供可选的超精密测量。凭借数十年的经验和垂直整合的美国生产制造体系，Magna-Power随时准备为每个系统量身定制，以满足超导研究、测试和工业规模实施的特定需求。

关键词:超导 Magna-Power 大电流直流电源

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来 源：MagnaPower直流电源

编辑：清风

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