AT235394B - Transformator mit Wicklungen aus supraleitenden Materialien - Google Patents

Description

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  Transformator mit Wicklungen aus supraleitenden Materialien 
 EMI1.1 
 

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Bleche keine Kurzschlusswindungen bilden. Der in ihrem Inneren entstehende resultierende Magnetfluss    <    wird durch Anwendung eines aus supraleitendem Blech BI bestehenden, schachtelartigen, ringförmigen
Kastens K so gelenkt, dass er nach aussen nicht austreten kann. Streuung nach aussen und die damit verbundenen Nachteile treten daher ebensowenig wie in toroidförmigen Spulen entsprechend Fig. 1 auf. 



   Durch zweckmässige Bemessung der magnetischen Querschnitte   A, A , A g   (siehe Fig. 3) ist es möglich, die Feldstärke und Kraftflussdichte H und B innerhalb der Magnetspulen, bei gleichem Wicklungsaufwand, entsprechend obigen Ausführungen, grösser als im Falle der Fig. 1 und damit den Magnetisierungsstrom kleiner als dort zu halten. Der Transformator nach Fig. 3 liegt dann hinsichtlich seiner Kraftflussdichten magnetisch zwischen denjenigen der Transformatoren nach Fig. l und 2 und nähert sich dem Falle 2 umso mehr, je grösser die Räume innerhalb des supraleitenden Kastens, d. h. Querschnitte    A, A,   gehalten werden. 



   Durch Anwendung geeigneter supraleitender, dünner Blechzwischenlagen (z. B. Bleiblechen, Niobenblechen usw. siehe Fig. 3) Z innerhalb der Wicklungen gelingt es weiter, die inneren Wicklungslagen magnetisch so zu schirmen, dass sie nicht im Feld der äusseren Wicklungslagen liegen. Eine Verschachtelung oder Vermaschung der Wicklungen der   Hochspannungs- und   Niederspannungsspulen   Spl, Sp,   zur Vermeidung   des Auftretens von Löschfeldstärken   im inneren Wicklungsraum ist daher nicht mehr erforderlich. Die Wicklungen können deshalb billiger   und in einfachsterweise mitHilfe gewöhnlicher   Wickelmaschinen als gewöhnliche Solenoidspulen ausgeführt werden. Das heisst, im Gegensatz zu Fig. 1 sind Ringwickelmaschinen nicht nötig.

   Ebenso, wie die die Windungen umfassenden supraleitenden Kästen   K,     K-müssen   auch die Zwischenlagebleche Z durch Schlitze so unterbrochen werden, dass sie keine mit dem Hauptoder Streufeld verketteten Kurzschlussstromkreise bilden (siehe   SchIl - Schl6 ; siehe   Fig. 3). 



   Durch lange Bemessung der Wicklungslagen in axialer Richtung ist es leicht möglich, das Auftreten von Löschfeldstärken an den Spulenenden zu verhindern. 



   Die supraleitenden Zwischenlagen Z (z. B. Bleifolie) können, wie in Fig. 3 gezeichnet, entweder zwischen den einzelnen Wicklungslagen oder aber auch so ausgeführt werden, dass die Wicklungen in axialer Richtung in einzelne Abschnitte unterteilt werden. 



   Zur Sicherstellung der Bedingungen bezüglich Prüfspannungsfestigkeit ist eine entsprechende Isolation Is der   Hochsparinungswicklung   nötig. Durch entsprechende Anordnung von Blechen kann das dabei auftretende Streufeld, durch entsprechende Verlängerung des magnetischen Weges, allerdings unter entsprechendem Platzaufwand, verlängert und damit jede beliebige vorgeschriebene Streuspannung erreicht werden. 



  In Fig. 4 ist beispielsweise dargestellt, wie durch Anordnung entsprechender voneinander durch Isolerschichten Is isolierter supraleitender Bleche Bl das Streufeld der   Hochspannungs- und   Niederspannungswicklungen Spl und   Sp, durch   Vergrösserung der Länge der Streukraftlinien   Str,Str   herabgesetzt wird und damit auch die elektrischen Streuspannungen auf ungefähr den halben Wert vermindert werden können. 



   Der erfindungsgemässe Transformator besitzt demnach gegenüber den bisher vorgeschlagenen ring-   förmigen Transformatoren mit Wicklungen aus supraleitendenwerkstoffen ohne Eisenkern,   wegen der Konzentration des Feldes auf einem kurzen Stück des magnetischen Weges innerhalb der Spulen, den Vorteil besserer Ausnutzung des Wicklungsmaterials. Dank der Vorkehrung der supraleitenden Abschirmungsbleche innerhalb der Wicklungen ist es beim   erfindungsgemässen Tranformator   weiter möglich, auf eine teure Verschachtelung bzw. Vermaschung der Wicklungen zu verzichten.

   Weiter ist es-da durch die Abschirmbleche verhindert werden kann, dass die inneren Wicklungslagen sich im Magnetfeld der äusseren Wicklungslagen   befinden-möglich,   bei gleichem supraleitendem Material,   d. h.   bei gegebener Löschfeldstärke der Wicklungen, höhere Ströme und damit höhere Leistungen als bei den bisher bekannten Transformatoren zu erreichen. 



   Wegen der Möglichkeit an Stelle verschachtelter oder vermaschter Wicklungen billigere und weniger Platz erfordernde gewöhnliche Wicklungen zu verwenden, ist der erfindungsgemässe Transformator auch den bekannten Transformatoren mit Wicklungen aus supraleitenden Werkstoffen und-auf normaler Temperatur   gehaltenem - Eisenkern   überlegen. 



   Es ist natürlich auch möglich, durch entsprechende Ausbildung der supraleitenden Leitbleche den Raum, in dem das Magnetfeld eingeschlossen wird, nach Art eines Kerntransformators zu formen. 



   Wie bei bekannten Transformatoren können die Spulen des erfindungsgemässen Transformators als Röhren oder Scheibenspulen ausgeführt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Transformator mit Wicklungen aus supraleitenden Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lenkung bzw. Abschirmung der magnetischen Haupt- und bzw. oder Streufelder die feldführenden Räume durch supraleitendes Material, z. B. supraleitende Bleche, umfasst bzw. begrenzt sind.

   2. Transformator mit Wicklungen aus supraleitenden Werkstoffen nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass durch Anbringung entsprechend angeordneter Schlitze in den zur Lenkung der Magnet- felder verwendeten supraleitenden Blechen eine Verkettung der Magnetflüsse mit durch die Bleche ge- bildeten supraleitenden Stromkreisen im üblichen Sinne vermieden ist.

   3. Transformator nach den Ansprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass kein ferromagnetisches Material in den Räumen, wo das Hauptfeld entsteht, verwendet ist.

   4. Transformator nach den Ansprüchen l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die primären und se- kund ren Wicklungen von supraleitenden Blechen umgeben sind.

   5. Transformator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsquerschnitte der als Scheiben- oder Röhrenspulen ausgeführten Wicklungen durch supraleitende Bleche in magnetisch gegeneinander abgeschirmte Unterabschnitte unterteilt sind.

   6. Transformator nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilung in radialer oder axialer Richtung erfolgt.

   7. Transformator nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg der Streukraftlinien der gegeneinander isolierten primären und bzw. oder sekundären Spulen durch Anordnung entsprechender supraleitender Bleche verlängert und der Streufluss und damit die elektrische Streuspannung dadurch herabgesetzt sind.