Сверхпроводящий преобразователь тока

СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА, содержащий сверхпроводящий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выходом источника переменного тока, вторичная обмотка, выполненная со средней точкой, подключена своими выводами к плечам двухполупериодного выпрямителя, каждое из которых выполнено на сверхпроводящем ключе и дросселе насыщения с прямоугольной петлей гистерезиса, подключенных к соответствующим выводам блока управления, причем управляющий вход источника переменного тока подключен к выходу электронного ключа, один вход которого соединен с блоком эталонного напряжения, а другой вход - с соответствующим выводом блока управления, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД, в него введены два импульсных источника тока и два дросселя насыщения с прямоугольной петлей гистерезиса и с подмагничиванием, причем рабочие обмотки введенных дросселей включены соответственно в первое и второе плечо двухполупериодного выпрямителя, а их управляющие обмотки подключены соответственно к выходам первого и второго импульсных источников тока, входы которых соединены с соответствующими выводами блока управления, при этом клеммы для подключения сверхпроводящей нагрузки соединены со средней точкой вторичной обмотки трансформатора и точкой соединения рабочих обмоток дросселей с прямоугольной петлей гистерезиса и с подмагничиванием.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания постоянным током энергетических устройств, таких как сверхпроводящие магниты, накопители энергии, обмотки возбуждения турбогенераторов.
Известны сверхпроводящие преобразователи тока. Первое из известных устройств содержит сверхпроводящую обмотку, в которую вводят большие токи без специальных мощных токовводов в криостат и мощных источников питания.
Второе из известных устройств, являющееся наиболее близким техническим решением к данному, содержит сверхпроводящий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выходом источника переменного тока, вторичная обмотка, выполненная со средней точкой, подключена своими выводами к плечам двухполупериодного выпрямителя, каждое из которых выполнено на сверхпроводящем ключе и дросселе насыщения с прямоугольной петлей гистерезиса, подключенных к соответствующим выводам блока управления, причем управляющий вход источника переменного тока подключен к выходу электронного ключа, один вход которого соединен с блоком эталонного напряжения, а другой вход - с соответствующим выводом блока управления.
Недостатком известного устройства является уменьшение его КПД при увеличении мощности.
Целью изобретения является увеличение коэффициента полезного действия сверхпроводящего преобразователя тока.
Поставленная цель достигается тем, что в известный сверхпроводящий преобразователь тока (СПТ) введены два импульсных источника тока и два дросселя насыщения с прямоугольной петлей гистерезиса и с подмагничиванием, причем рабочие обмотки введенных дросселей включены соответственно в первое и второе плечо двухполупериодного выпрямителя, а их управляющие обмотки подключены соответственно к выходам первого и второго импульсных источников тока, входы которых соединены с соответствующими выводами блока управления, при этом клеммы для подключения сверхпроводящей нагрузки соединены со средней точкой вторичной обмотки трансформатора и точкой соединения рабочих обмоток дросселей с прямоугольной петлей гистерезиса и с подмагничиванием.
На фиг. 1 изображена структурная схема сверхпроводящего преобразователя тока; на фиг. 2 - динамическая петля гистерезиса сердечника дросселя насыщения и временные диаграммы токов и напряжений в обмотках дросселя насыщения с подмагничиванием; на фиг. 3 - временные диаграммы токов и напряжений в элементах СПТ при заведении постоянного тока в сверхпроводящую индуктивную нагрузку.
СПТ содержит источник переменного тока 1, выходное напряжение которого изменяется по специальному закону, сверхпроводящий трансформатор тока 2, состоящий из первичной обмотки 3 и двух секций вторичной обмотки 4 и 5. Первичная обмотка 3 соединена с выходом источника переменного тока 1, а одни концы секций вторичной обмотки 4 и 5 соединены между собой, образуя среднюю точку. Вторые концы секций вторичной обмотки 4 и 5 соединены соответственно с первыми выводами токонесущих элементов (ТНЭ) 6 и 7 сверхпроводящих ключей (СПК) 8 и 9. СПК 8 и 9 имеют соответственно обмотки управления 10 и 11, которые соединены с блоком управления 12. Вторые концы ТНЭ 6 и 7 соединены соответственно с первыми выводами рабочих обмоток 13 и 14 дросселей насыщения 15 и 16 с прямоугольной петлей гистерезиса. Сигнальные обмотки 17 и 18 дросселей насыщения 15 и 16 соединены с блоком управления 12. Вторые выводы рабочих обмоток 13 и 14 соединены соответственно с первыми выводами рабочих обмоток 19 и 20 дросселей насыщения 21 и 22 с прямоугольной петлей гистерезиса с подмагничиванием, управляющие обмотки 23 и 24 которых соединены соответственно с выходами импульсных источников тока 25 и 26, входы которых соединены с блоком управления 12. Вторые концы рабочих обмоток 19 и 20 соединены между собой, а к ним и к средней точке вторичных обмоток 4 и 5 трансформатора 2 подсоединена сверхпроводящая нагрузка 27. Вход источника переменного тока 1 соединен с выходом электронного ключа 28, один вход которого соединен с блоком эталонного напряжения 29, а другой - с блоком управления 12.
Действие дросселей насыщения 21 и 22 с прямоугольной петлей гистерезиса и с подмагничиванием заключается в изменении реактивного сопротивления переменному току за счет наложения постоянного подмагничивающего поля на магнитное поле, создаваемое переменным током.
Рассмотрим некоторые особенности переключения сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса дросселей насыщения с подмагничиванием 21 и 22 (см. фиг. 1) импульсом постоянного напряжения. Каждый дроссель состоит из рабочей обмотки 19 и 20, по которой протекает ток нагрузки, и управляющей обмотки 23 и 24, в которую заводится ток подмагничивания от импульсного источника тока 25 и 26, в результате чего изменяется магнитное состояние сердечника. Благодаря индуктивности рабочей обмотки ток в обмотке и соответственно напряженность поля в сердечнике изменяются не скачком, а постепенно. Естественно, что скорость изменения тока в обмотке зависит от величины индуктивности L обмотки
= , где Е - амплитуда импульса напряжения на обмотке (см. фиг. 2б). Если использовать кусочно-линейную аппроксимацию динамической петли гистерезиса сердечника (см. фиг. 2а), то нетрудно найти магнитную проницаемость на отдельных линейных отрезках (на крутых ветвях М₂М₃, М₆М₇ и пологих М₂М₃ и М₄М₆), соответствующие им значения индуктивностей L и построить временную диаграмму току i(t) в рабочей обмотке с числом витков
i(t) = t.
Пусть к моменту t₁ сердечник находится в магнитном состоянии, соответствующем точке М₁. С этого момента начинается быстрый рост тока i, так как на участке М₂М₈ индуктивность L=L₁ мала и к моменту t₂рабочая точка на петле достигает точки М₂, а ток - уровня I₁
I₁ = (t₂-t₁), откуда (t₂-t₁) = .
Учитывая, что
I₁ = где Н₁ - напряженность, соответствующая точке М₂;
l - длина обмотки
t₂-t₁ =
С переходом рабочей точки на участок М₂М₃ рост тока незначителен, так как здесь магнитная проницаемость и индуктивность L=L₂ весьма велики (L₂>>L₁). В точке М₃ ток достигает значения
I₂=I₁ + (t₃-t₂), откуда (t₃-t₂) = .
Учитывая, что I₁-I₂ = ,, найдем длительность переключения t_п= t₃-t₂ в форме
t_п = . (1)
Из предыдущего выражения следует
E t_п = S_п, (2) где S_п = (H₂ - H₁) lL₂. есть величина, постоянная для данного дросселя, она называется коэффициентом переключения по напряжению. Зная S_п, можно определить Е, необходимое для получения требуемой длительности переключения. Наконец, по окончании переключения ток быстро возрастает и достигает практически уровня Е/R_спк, где R_спк - сопротивление токонесущего элемента сверхпроводящего ключа, находящегося в резистивном состоянии. В существующих СПТ время переключения t_п=t₂-t₃ составляет 5-10% (см. фиг. 2в, кривая М₁М₂А₁А₂А₃) от длительности импульса Е. Выбор такой величины длительности переключения дросселя насыщения определяется временем переключения СПК. Если же увеличить время t_п при протекании обратного тока через СПК, находящийся в резистивном состоянии, то это время t_пувеличится и в рабочий период, когда СПК находится в сверхпроводящем состоянии, а это приведет к уменьшению длительности рабочих периодов, когда производится запитка сверхпроводящей нагрузки. В результате этого уменьшается частота рабочих периодов и, следовательно, уменьшается мощность СПТ. Поэтому для достижения максимального рабочего тока в сверхпроводящей нагрузке нужно увеличивать число циклов накачки тока в нагрузку. И, хотя потери в СПК, находящемся в резистивном состоянии, в одном цикле уменьшаются, за счет увеличения количества циклов потери останутся прежними, и не произойдет увеличения КПД СПТ.
Из выражения (1) видно, что для того, чтобы увеличить время переключения t_п, нужно уменьшить произведение Е. Уменьшение величины Е приведет к увеличению времени переключения t_п как для "обратного" периода, так и для рабочего. Поэтому предлагается уменьшить результирующее значение Е_рез, действующее на дроссель насыщения в "обратном" периоде, так и для рабочего. Поэтому предлагается уменьшить результирующее значение Е_рез, действующее на дроссель насыщения в "обратном" периоде, т.е. когда СПК находится в резистивном состоянии, и оставлять ее прежней Е_рез=Е в рабочий период. Такой эффект достигается с помощью введения управляющих обмоток 23 и 24 и импульсных источников тока 25 и 26. Пусть к моменту t₁ сердечник находится в магнитном состоянии, соответствующем точке М₁ (см. фиг. 2а). С этого момента начинается быстрый рост тока i_др (см. фиг. 2в) под действием импульса напряжения -Е (см. фиг. 2б), индуктируемого во вторичной обмотке трансформатора 2. Так как на участке М₁М₂ индуктивность L=L₁ мала, то к моменту t₂ рабочая точка на динамической петле гистерезиса сердечника достигнет точки М₂ и ток достигнет уровня I₁ (см. фиг. 2в) за короткое время t₂-t₁= . В момент времени t₂ блок управления 12 подает команду на включение импульсного источника тока, который запитывает управляющую обмотку линейно нарастающим током i_y (см. фиг. 2г). В результате этого на сердечник дросселя насыщения воздействует кроме импульса напряжения Е импульс напряжения Е_у (см. фиг. 2д). Скорость нарастания тока i_у и его полярность выбирают так, чтобы результирующее напряжение Е_рез (см. фиг. 2е, 2ж), воздействующее на сердечник, имело полярность, соответствующую полярности импульса Е, а величину, удовлетворяющую равенству
t_п=(t₅-t₂) = = = .
Таким образом, в течение "обратного" периода, когда СПК находится в резистивном состоянии, время переключения t_п=t₅-t₂ составляет около 90% от длительности импульса Е. Поэтому за это время обратный ток через СПК не превышает значения I₂ (см. фиг. 2в, кривая М₁М₂М₃), что позволит уменьшить потери энергии в СПК. В момент времени t₅ рабочая точка на динамической петле гистерезиса сердечника достигает точки М₃ (см. фиг. 2а) и в течение времени t₅ t₆ находится на пологом участке петли М₃М₄, где индуктивность L= L₁ рабочей обмотки дросселя мала. Тогда ток через СПК, находящийся в резистивном состоянии, достигает значения
I₃=I₂ + (t₆-t₅)=I₂+ I₃.
Величина тока I₃ небольшая, так как мало результирующее напряжение Е_рез и мало время (t₆-t₅), которое можно регулировать или длительностью импульса Е, или длительностью временного промежутка (t₅-t₂). Временной промежуток (t₆-t₅) необходим для осуществления полного цикла перемагничивания сердечника дросселя насыщения. В момент времени t₆ импульс напряжения Е заканчивается и ток через рабочую обмотку дросселя насыщения с подмагничиванием и через СПК, находящийся в резистивном состоянии, падает до нуля. В управляющую обмотку в этот момент времени прекращается заведение тока (см. фиг. 2г) от импульсного источника тока, в который поступает сигнал с блока управления. Так как в момент времени t₆ ток в рабочей обмотке дросселя равен нулю, а в управляющей обмотке равен I_у, то рабочая точка на динамической петле гистерезиса дросселя перемещается в точку М₆ (см. фиг. 2е, 2в). В течение времени t₆ t₇ происходит переход СПК в сверхпроводящее состояние. В момент времени t₇ t₉ происходит переключение тока под действием импульса напряжения е из одной ветви СПК в другую. В течение времени t₇ t₈ осуществляется небольшая задержка за счет нахождения рабочей точки магнитного состояния дросселя на участке петли гистерезиса М₆М₇. С момента времени t₈ дроссель насыщается
и находится на пологом участке В петли гистерезиса М₇М₈, не оказывая индуктивного сопротивления току переключения. В момент времени t₉ весь ток переключается из одной ветви СПК в другую и в течение времени t₉ t₁₀ производится переключение другого СПК в резистивное состояние. В течение времени t₁₀ t₁₁ происходит возврат источника переменного тока 1 в исходное состояние. С момента времени t₁₁ до t₁₂начинается рабочий период накачки тока в сверхпроводящую нагрузку под действием импульса напряжения Е. В этот период рабочая точка магнитного состояния сердечника находится на участке М₇М₈ петли гистерезиса. Так как величина тока I_y в управляющей обмотке дросселя много меньше тока нагрузки (I_y<<IL), то уменьшение тока i_y до нуля в этот период не вызовет изменения магнитного состояния сердечника, приводящего к изменению индуктивного сопротивления рабочей обмотки. А на управляющей обмотке не возникнет импульса напряжения, приводящего к изменению реактивного сопротивления дросселя насыщения. В то же время импульсный источник тока возвращается в исходный режим (см. фиг. 2г). В течение времени t₁₂ t₁₃ СПК, находящийся в резистивном состоянии, переводится в сверхпроводящее. В течение времени t₁₃ t₁₄ весь ток переключается из одной ветви СПТ в другую и при достижении этим током нулевого значения (см. фиг. 2в) магнитное состояние сердечника возвращается в исходное, т.е. в точку М₁. Далее весь процесс продолжается аналогично описанному.
Таким образом, в течение "обратного" периода дроссель насыщения с подмагничиванием имеет большое индуктивное сопротивление, уменьшающее обратный ток через СПК, находящийся в резистивном состоянии, в результате чего уменьшаются потери в СПК и увеличивается КПД СПТ. В течение рабочего периода дроссель насыщения с подмагничиванием имеет малое индуктивное сопротивление, не оказывающее влияния на накачку тока в сверхпроводящую нагрузку.
СПТ работает следующим образом. В момент времени t₁ t₂, когда первый СПК 8 находится в сверхпроводящем состоянии (см. фиг. 3г), а второй СПК 9 - в резистивном (см. фиг. 3к), в первичную обмотку 3 трансформатора 2 от источника переменного тока 1 заводится линейно нарастающий ток, меняющийся от значения - I_1тр до I_1тр (см. фиг. 3б). На первичной обмотке 3 создается напряжение U_1тр, а во вторичных обмотках 4 и 5 возникают ЭДС U_{2 тр} (см. фиг. 3в) и U_{2 тр} (cм. фиг. 3и). По цепи, состоящей из вторичной обмотки 4, СПК 8, рабочей обмотки 13 дросселя насыщения 15, рабочей обмотки 19 дросселя насыщения 21 с подмагничиванием, сверхпроводящей нагрузки 27, протекает постепенно возрастающий ток i_СПК8. С целью упрощения временных диаграмм форма обратного тока, протекающего через СПК 9 (см. фиг. 3л) от U₂^II_тр, а также - через СПК 8 (см. фиг. 3д), показана условно. Точная временная диаграмма изменения обратного тока, а также особенности работы дросселей насыщения 21 и 22 с прямоугольной петлей гистерезиса и с подмагничиванием и принцип их работы пояснены временными диаграммами токов и напряжений, изображенными на фиг. 2. На фиг. 3д и 3л сплошной линией обозначен обратный ток в данном СПТ, пунктиром - в прототипе. В течение времени t₁-t₂ от импульсного источника тока 26 в управляющую обмотку 24 дросселя насыщения 22 заводится линейно нарастающий ток i_ДР23 (см. фиг. 3м), изменяющий магнитное состояние дросселя 22, в результате чего индуктивное сопротивление рабочей обмотки 20 в течение этого времени большое, и, следовательно, величина обратного тока I_обр(см. фиг. 3л) маленькая. Результирующее напряжение U _рез, воздействующее на дроссель 22, показано на фиг. 3о. В то же время импульсный источник тока 23 выводит ток i_{ДР 22} (см. фиг. 3е) из управляющей обмотки 23, возвращаясь к моменту времени t₂ в исходное состояние. В момент времени t₂ прекращается рост тока i_1тр (см. фиг. 3б). Напряжения U₂ тр и U_{2 тр} резко уменьшаются до нуля и блоком управления 12 формируется сигнал управления (см. фиг. 3а), который прекращает действие управляющей обмотки 11 второго СПК 9 и он начинает переходить в сверхпроводящее состояние. Токи i_ДР23, i_1тр, i_СПК8 и i_L в это время остаются постоянными. В момент времени t₃, когда СПК 9 перешел в сверхпроводящее состояние, из блока управления 12 поступает сигнал управления (см. фиг. 3а), который поступает на электронный ключ 28. Он открывается и с блока эталонного напряжения 29 поступаетнапряжение, которое вызывает уменьшение тока в первичной обмотке 3 до значения I_{I тр}(см. фиг. 3б). На первичной обмотке 3 возникает
напряжение - е_1тр, которое по абсолютной величине меньше U_1тр. Во вторичных обмотках 4 и 5 возникают ЭДС - е_{2 тр} (см. фиг. 3в) и е_{2 тр}(см. фиг. 3и). Так как первый СПК 8 и второй СПК 9 находятся в сверхпроводящем состоянии, через них протекает ток короткого замыкания i_К3 (см. фиг. 1), который вызывает уменьшение тока i_СПК8 (см. фиг. 3д) и увеличение тока i_СПК9 (см. фиг. 3л). Скорость переключения тока небольшая, так как напряжения е _2тр и е_{2 тр} небольшие. В момент времени t₄ ток через СПК 8 достигает нулевого значения, происходит перемагничивание дросселей насыщения 15 и 21 и все напряжение e _2тр+e _тр выделяется на них. С сигнальной обмотки 17 поступает импульс (см. фиг. 3е) в блок управления 12, который подает сигнал в обмотку управления 10 СПК 8 для перевода его в резистивное состояние (см. фиг. 3г). В это же время из блока управления 12 поступает сигнал на электронный ключ 28. Ключ закрывается, ток i_1тр прекращает уменьшаться и остается постоянным до момента времени t₅. За время t₄ t₅ СПК 8 переходит полностью в резистивное состояние. В этот период времени напряжения U_{2 тр} и U_{2 тр} равны нулю и ток через СПК 8 тоже равен нулю. Так как переключение СПК 8 происходит при i_СПК8=0, то не происходит выделения энергии на резистивном участке СПК 8, что ведет к увеличению КПД СПТ. В период времени t₅ t₆, когда СПК 8 находится в резистивном состоянии, а СПК 9 - в сверхпроводящем, источник переменного тока 1 автоматически изменяет ток через первичную обмотку 3 от значения I_{1 тр}до I_1тр для сохранения одинаковой длительности рабочих циклов t₁ t₆, t₆ t₇ и так далее (см. фиг. 3б). В связи с изменением полярности напряжения U_{2 тр} происходит незначительное уменьшение токов i_спк7 и i_L, которое не влияет на КПД и мощность СПТ. В момент времени t₆-t₇ источник переменного тока 1 изменяет ток в первичной обмотке 3 от значения I_1трдо -I_1тр (см. фиг. 3б) и к току, протекающему по цепи, состоящей из вторичной обмотки 5, СПК 9, дросселя 14, дросселя 20, нагрузки 27, добавляется постепенно возрастающий ток (см. фиг. 3л), под действием ЭДС U_{2 тр} возникает во вторичной обмотке 5. В течение этого же времени от импульсного источника тока 25 в управляющую обмотку 23 дросселя насыщения 21 заводится линейно нарастающий
ток i_др23 (см. фиг. 3е), изменяющий магнитное состояние дросселя 21, в результате чего индуктивное сопротивление рабочей обмотки 19 в течение этого времени большое и, следовательно, величина обратного тока I_обр (см. фиг. 3д) маленькая. Результирующее напряжение U _рез, воздействующее на дроссель 21 показано на фиг. 3з. Импульсный источник тока 26 выводит ток i_{др 24} (см. фиг. 3м) из управляющей обмотки 23, возвращаясь к моменту времени в исходное состояние. В момент времени t₇прекращается изменение тока i_1тр (см. фиг. 3б). Напряжения U_{2 тр} и U_{2 тр} становятся равными нулю (см. фиг. 3в, 3и), а блок управления 12 формирует сигнал управления (см. фиг. 3а), который прекращает действие управляющей обмотки 10 СПК 8, и он начинает переходить в сверхпроводящее состояние. Токи i_1тр, i_спк8, i_спк9 и i_L в это время остаются постоянными. В момент времени t₈, когда СПК 8 перешел в сверхпроводящее состояние, из блока управления 12 поступает сигнал управления (см. фиг. 3а), который подается на электронный ключ 28. Он открывается и с блока эталонного напряжения 29 поступает напряжение, которое вызывает изменение тока в первичной обмотке 3 до значения -I_{1 тр} (см. фиг. 3б). На первичной обмотке 3 возникает напряжение е_1тр, которое по абсолютной величине меньше U_1тр. Во вторичных обмотках 4 и 5 возникают ЭДС е_{2 тр}(см. фиг. 3в) и -е_{2 тр} (см. фиг. 3и). Так как СПК 8 и СПК 9 находятся в сверхпроводящем состоянии, через них протекает
ток короткого замыкания, который вызывает увеличение тока i_спк8(см. фиг. 3д) и уменьшение тока i_спк9 (см. фиг. 3в). Скорость переключения тока маленькая, так как напряжения t_{2 тр} и -е_{2 тр}небольшие. В момент времени t₉ ток через СПК достигает нулевого значения, происходит перемагничивание дросселей насыщения 16 и 22 и все напряжение е_{2 тр}+е_{2 тр} выделяется на них. С сигнальной обмотки 18 поступает импульс (см. фиг. 3е) в блок перевода его в резистивное состояние (см. фиг. 3к). В это же время из блока управления 12 поступает сигнал на электронный ключ 28. Ключ закрывается, ток i_1тр прекращает уменьшаться и остается постоянным до момента времени t₁₀. За время t₉ t₁₀ СПК 9 переходит полностью в резистивное состояние. В этот период времени напряжения U_{2 тр} и U_{2 тр} равны нулю, и ток через СПК 9 тоже равен нулю. Так как переключение СПК 9 происходит при i_спк9=0, то не происходит выделения энергии на резистивном участке СПК 9, что ведет к увеличению КПД СПТ. В период времени t₁₀-t₁₁, когда СПК 8 находится в сверхпроводящем состоянии, а СПК 9 - в резистивном, источник переменного тока 1 автоматически изменяет ток через первичную обмотку 3 от значения -I₁ тр до -I_{1 тр}.
Работа СПТ в остальные периоды времени аналогична вышеописанной. В результате повторения циклов в сверхпроводящую нагрузку заводится требуемый постоянный ток i_L (см. фиг. 3р).
Использование новых элементов - двух импульсных источников тока, двух дросселей насыщения с прямоугольной петлей гистерезиса и с подмагничиванием - выгодно отличает предлагаемый сверхпроводящий преобразователь тока от прототипа, так как позволяет сконструировать СПТ большой мощности при высоком коэффициенте полезного действия вследствие того, что
- в течение "обратного" периода дроссель насыщения с подмагничиванием имеет большое индуктивное сопротивление, уменьшающее обратный ток через СПК, находящийся в резистивном состоянии, в результате чего уменьшаются потери в СПК и увеличивается КПД СПТ;
- значительное уменьшение напряжения на СПК, находящемся в резистивном состоянии, за счет большого индуктивного сопротивления дросселя насыщения с подмагничиванием позволяет уменьшить сопротивление СПК, в этом случае уменьшится объем СПК, в результате чего уменьшатся потери энергии на перевод СПК в резистивное состояние, что приводит к увеличению КПД;
- уменьшение объема СПК позволяет увеличить частоту их переключения вследствие уменьшения тепловых постоянных, что приводит к увеличению мощности СПТ при высоком КПД.
Продолжительная запитка сверхпроводящих магнитов постоянным током от источников энергии, имеющих комнатную температуру, затруднительна и дорога, СПТ с высокими КПД и выходной мощностью, расположенный в гелиевой среде (Т= 4,2 К), решит обе эти задачи. Для СП-магнитов, запитываемых током свыше 1000 А, СПТ с его управлением более дешев, чем источник постоянного тока, работающий при комнатной температуре. При выходной мощности порядка 50 Вт вес СПТ с его управлением составляет только лишь одну десятую от веса выпускаемых источников, работающих при комнатной температуре.