CZ20022606A3 - Podpůrné izolátory vysokoteplotní supravodivé cívky synchronního rotoru a způsob pro montáž izolátorů - Google Patents

Podpůrné izolátory vysokoteplotní supravodivé cívky synchronního rotoru a způsob pro montáž izolátorů Download PDF

Info

Publication number
CZ20022606A3
CZ20022606A3 CZ20022606A CZ20022606A CZ20022606A3 CZ 20022606 A3 CZ20022606 A3 CZ 20022606A3 CZ 20022606 A CZ20022606 A CZ 20022606A CZ 20022606 A CZ20022606 A CZ 20022606A CZ 20022606 A3 CZ20022606 A3 CZ 20022606A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
rotor
coil
channel
core
winding
Prior art date
Application number
CZ20022606A
Other languages
English (en)
Inventor
Evangelos Trifon Laskaris
Original Assignee
General Electric Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Company filed Critical General Electric Company
Publication of CZ20022606A3 publication Critical patent/CZ20022606A3/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K55/00—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
    • H02K55/02—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
    • H02K55/04—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type with rotating field windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/10—Applying solid insulation to windings, stators or rotors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)

Description

Vynález se obecně týká supravodivé cívky v synchronním rotačním stroji. Podrobněji se tento vynález týká podpůrné struktury pro supravodivá magnetizační vinutí v rotoru asynchronního stroje.
Synchronní elektrické stroje mající magnetizační vinutí obsahují, ale nejsou omezeny na, rotační generátory, rotační motory a lineární motory. Tyto stroje obecně obsahují stator a rotor, které jsou elektromagneticky spojeny. Rotor může obsahovat vícepólové rotorové jádro a jedno nebo více vinutí cívky připevněné na rotorovém jádru. Rotorový jádra mohou obsahovat magneticky permeabilní tuhý materiál, jako například rotor s železným jádrem.
Dosavadní stav techniky
Běžná měděná vinutí se běžně používají v rotorech synchronních elektrických strojů. Elektrický odpor měděných vinutí však není dostatečně nízký (přestože je pro běžné účely nízký) a přispívá k podstatnému zahřívání rotoru a snížil tak energetickou účinnost stroje. V poslední době
84617 (2484617_CZ.doc) 3.9. 2002
4 4 4 4 l»« 44 4· 44·4 byla pro rotory vyvinuta supravodivá (SC) vinutí cívek, supravodivá vinutí neměla prakticky žádný odpor a jsou velmi výhodná jako vinutí rotorových cívek.
Rotory se železnými jádry saturují při síle magnetického pole ve vzduchové mezeře okolo 2 Tesla. Známé supravodivé rotory používají provedení se vzduchovým jádrem bez železa v rotoru, k dosažení magnetickým polí ve vzduchové mezeře 3 Tesla a vyšších. Tato silná magnetická pole ve vzduchové mezeře přispívají ke zvýšeným hustotám výkonu elektrického stroje, což má za následek značné snížení váhy a velikosti stroje. Supravodivé rotory se vzduchovým jádrem vyžadují velké množství supravodivého drátu. Velké množství supravodivého drátu přidá k množství požadovaných cívek složitost cívkových podpor a náklady na vinutí supravodivé cívky a rotorové vysokoteplotní supravodivé magnetizační cívky jsou vytvořeny ze supravodivých materiálů, které jsou křehké a musí být chlazeny na nebo pod kritickou teplotu, např. 21°K, pro dosažení a udržování supravodivosti. Supravodivá vinutí mohou být tvořena z vysokoteplotního supravodivého materiálu, jako například z vodiče na bázi BSCCO (BixSrxCaxCuxOx) .
Supravodivé cívky byly chlazeny kapalným heliem. Poté co projde vinutím rotoru, vrátí se horké použité helium jako plynné helium o pokojové teplotě. Použití kapalného helia pro kryogenické chlazení vyžaduje neustálé zchlazování vracejícího se plynného helia o pokojové teplotě a toto ochlazování vnáší značné problémy se spolehlivostí a vyžaduje značný dodatečný výkon.
Předchozí techniky supravodivého chlazení obsahují (2484617_CZ.doc) 3.9.2002 · «·«· chlazení epoxidem impregnovaného supravodivého vinutí pevnou přenosovou cestou z kryogenního chladiče. Eventuálně mohou chladící trubice v rotoru přenášet kapalný n/nebo plynný kryogen do porézního vinutí supravodivé cívky, které je ponořeno v toku kapalného a/nebo plynného kryogenu. Chlazení s ponořením však vyžaduje, aby celé magnetizační vinutí a rotorová struktura byla na kryogenické teplotě. Následkem toho nemůže být použito žádné železo v rotorovém magnetickém obvodu, kvůli křehké povaze železa při kryogenických teplotách.
Je potřeba supravodivá magnetizační sestava vinutí pro elektrický stroj, která nemá nevýhody supravodivých sestav vinutí se vzduchovým jádrem a chlazené kapalinou, například známých supravodivých rotorů.
Navíc vysokoteplotní supravodivé (HTS) cívky jsou citlivé na degradaci v důsledku vysokého namáhání ohybem a tahem. Tyto cívky musí vydržet podstatné odstředivé síly, které namáhají a napínají vinutí cívky. Normální provoz elektrických strojů zahrnuje tisíce zastavovacích cyklů během několika let, následek namáhání rotoru v nízkém cyklu.
rozběhových a které mají za
Dále vysokoteplotní supravodivé rotorové vinuti by mělo být schopné vydržet provoz se zvýšenou rychlostí až o 25 % během procedur vyvažování rotoru při okolní teplotě, a nehledě na občasné stavy nadměrné rychlosti při kryogenických teplotách během provozu s generováním energie. Tyto stavy s navýšenou rychlostí podstatně zvyšují odstředivou sílu působící na vinutí oproti normálním provozním stavům.
(2484617_CZ.doc) 3.9.2002 * *··
0«
0« 0000
0 0 0 0 0 0 ·0
Supravodivé cívky používané jako vysokoteplotní supravodivé rotorové magnetizační vinutí elektrického stroje jsou vystaveny tlakům a napínání během ochlazování a běžného provozu. Jsou vystavovány odstředivému zatížení, přenosu točivého momentu, a vlivům poruch přechodových jevů. Aby supravodivé cívky vydržely tyto síly, tlaky, napětí a cyklické zatěžování, měly by být správně podporovány v rotoru podpůrným systémem cívky. Tyto podpůrné systémy drží supravodivé cívky(cívku) ve vysokoteplotní supravodivém rotoru a upevňují cívky vzhledem k obrovským odstředivým, silám v důsledku rotace rotoru. Podpůrný systém cívky dále chrání supravodivé cívky a zajišťuje, aby cívky předčasně nepraskly, aby se v důsledku únavy nebo z jiného důvodu nezlomily.
Při vývoji podpůrných systémů pro vysokoteplotní supravodivé cívky bylo obtížné přizpůsobit supravodivé cívky vysokoteplotním supravodivým rotorům. Příklady podpůrných systémů cívky pro HTS rotory, které byly v minulosti navrženy jsou popsány v U.S. patentech č. 5 548 168; 5 532 663; 5 672 921; 5 777 420; 6 169 353 a 6 066 906. Tyto podpůrné systémy cívky však trpí různými problémy, například jsou drahé, složité a vyžadují příliš vysoký počet komponent. Již dlouho existuje potřeba HTS rotoru, který by měl podpůrný systém cívky pro supravodivou cívku. Také existuje potřeba podpůrného · systému cívky vyrobeného s nízkými náklady a se snadno vyrobitelnými komponenty.
Podstata vynálezu
Je popsána podpůrná struktura cívky, která má tažné vzpěry a kanálová pouzdra ve tvaru U pro montáž (2484617_CZ.doc) 3.9.2002
0 0 ··♦
0 «0 00*0
supravodivých cívek do vakuového prostoru HTS rotoru. Tažné vzpěry přemosťují protější strany cívky. Kanálová pouzdra jsou připevněna k oběma koncům tažné vzpěry a objímají postranní část cívky. Cívka je podporována tažnými vzpěrami a kanálovými pouzdry vzhledem k odstředivým a jiným silám, které působí na cívku.
HTS rotor může být pro synchronní stroj původně navržen tak, aby obsahoval supravodivé cívky. Alternativně může HTS rotor nahradit rotor s měděnou cívkou v existujícím elektrickém stroji, jako v běžném generátoru. Rotor a jeho supravodivé cívky jsou zde popsány v kontextu generátoru, ale rotor s HTS cívkou je také vhodný pro použití v jiných synchronních strojích.
Podpůrný systém cívky je užitečný při integraci podpůrného systému cívky s cívkou a rotorem. Navíc podpůrný systém cívky usnadňuje předběžnou montáž podpůrného systému cívky, cívkového a rotorového jádra před konečným sestavením rotoru. Předběžná montáž snižuje dobu montáže cívky a rotoru, zlepšuje kvalitu podpory cívky a snižuje odchylky montáže cívky.
Jedno provedení vynálezu je synchronní stroj, přičemž rotor obsahuje: rotorové jádro mající alespoň jeden kanál procházející jádrem; vinutí supravodivé cívky procházející kolem alespoň části rotorového jádra, přičemž vinutí cívky má dvojici postranních oddílů na opačných stranách rotorového jádra; alespoň jednu tažnou vzpěru procházející mezí dvojící postranních oddílů vinutí cívky a uvedeným alespoň jedním kanálem rotoru; a izolátor v kanálu tepelně oddělující tažnou vzpěru od rotoru.
(2484617_cz.doc) 3.9.2002 ··
Další provedení tohoto vynálezu je způsob pro podporování supravodivého vinutí cívky na rotorovém jádru synchronního stroje, obsahující kroky: protažení tažné vzpěry kanálem v rotorovém jádru;
podepření tažné vzpěry v kanále první izolační trubkou; vložení pouzdra přes část cívky;
připevnění konce tažné vzpěry k pouzdru.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedeni znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 schematický bokorys synchronního elektrického stroje, který má supravodivý rotor a stator.
obr. 2 perspektivní pohled vzorového vinutí supravodivé cívky.
obr. 3 rozvinutý pohled na komponenty vysokoteplotního supravodivého (HTS) rotoru.
obr. 4 až 6 schematické průřezy HTS rotoru ukázaného na obr. 3.
obr. 7 zvětšený průřez části podpůrné struktury cívky pro HTS rotor ukázaný na obr. 3.
obr. 8 perspektivní pohled na kanálové pouzdro.
obr. 9 až 11 perspektivní pohledy ukazující proces montáže (2484617_CZ.doc) 3.9.2002 * · • » • ·»* ·· ···· pro HTS rotor ukázaný na obr. 3.
Příklady provedení vynálezu
Obr. 1 ukazuje vzorový stroj 10 - synchronní generátor, mající stator 12 a rotor 14. Rotor obsahuje magnetizační cívky vinutí, které jsou umístěny uvnitř vakuového prostoru 16 cylindrického válce statoru. Rotor je umístěn uvnitř rotorového vakuového prostoru statoru. S tím jak se rotor otáčí ve statoru, magnetické pole 18 (znázorněné tečkovanými čarami) generované rotorem a rotorové cívky se pohybují/rotují statorem a vytváří elektrický proud ve vinutích statorových cívek 19. Tento proud vystupuje z generátoru jako elektrický výkon.
Rotor 14 má obecně podélně procházející osu 20 a obecné pevné rotorové jádro 22 . Pevné jádro 22 má vysokou magnetickou permeabilitu a je obvykle vyrobeno z feromagnetického materiálu, jako například železa. V supravodivém strojí s nízkou hustotou energie se železné jádro rotoru používá ke snížení magnetomotorické síly (MMF), a tudíž k minimalizací množství supravodivého (SC) drátu cívky potřebného pro vinutí cívky. Například pevné železné rotorové jádro může být magneticky saturováno na síle magnetického pole ve vzduchové mezeře okolo 2 Tesla.
Rotor 14 podporuje alespoň jedno podélně procházející, ve tvaru závodní dráhy, vysokoteplotní supravodivé (HTS) vinutí 34 cívky (viz obr. 2) . Vinutí HTS cívky může být alternativně ve tvaru sedla nebo mít nějaký jiný tvar, který je vhodný pro konkrétní provedení HTS rotoru. Podpůrný systém cívky je zde popsán pro vinutí supravodivé cívky ve (2484617,CZ.OOC) 3.9.2002 • ♦·· tvaru závodní dráhy. Podpůrný systém cívky může být přizpůsoben pro konfigurace cívky jiné než cívka ve tvaru závodní dráhy připevněná na pevném rotorovém jádru.
Rotor obsahuje sběrací hřídel 24 a poháněči koncová hřídel 30, která svírá rotorové jádro 22, jsou podporovány ložiskem 25. Koncové hřídele mohou být připevněny k externím zařízením. Koncová sběrací hřídel 24 má například kryogenní přenosovou spojku 26 se zdrojem kryogenické chladicí kapaliny použité k chlazení vinutí supravodivé cívky v rotoru. Kryogenní přenosová spojka 26 obsahuje pevný segment připojený ke zdroji kryogenní chladicí kapalině a rotační segment, který přivádí chladící kapalinu do HTS cívky. Sběrací koncová hřídel 24 také obsahuje sběrač 78 pro elektrické připojení k rotujícímu vinutí supravodivé cívky. Poháněči koncová hřídel 30 rotoru může být poháněna spojkou 32 výkonové turbiny.
Obr, 2 ukazuje vzorového HTS vinutí 34 magnetizační cívky ve tvaru závodní dráhy. Supravodivá magnetizační vinutí 34 cívky rotoru obsahují vysokoteplotní supravodivou (SC) cívku 36 . Každá supravodivá cívka obsahuje vysokoteplotní supravodič, jako například BSCCO (BixSrxCaxCuxOx) dráty vodičů navrstvené v pevné směsi vinutí napuštěné epoxidem. Například může být navrstvená skupina BSCCO 2223 drátů, spojených dohromady a navinutých do pevné epoxidem impregnované cívky.
Supravodivý drát je křehký a snadno se poškodí. Supravodivá cívka je typicky ve vrstvách navinutá supravodivá páska, která je impregnovaná v epoxidu. Supravodivá páska je navinutá v usazovací cívkové formě pro dosažení těsných rozměrových tolerancí. Páska je navinuta {2484617_CZ.doc) 3.9.2002
4 spirálovitě kolem a tvoří supravodivou cívku 36 ve tvaru závodní dráhy.
Rozměry cívky ve tvaru závodní dráhy jsou závislé na rozměrech rotorového jádra. Obecně každá supravodivá cívka ve tvaru závodní dráhy obepíná magnetické póly rotorového jádra a je rovnoběžná s rotorovou osou. Vinutí cívky jsou podél tvaru závodní dráhy spojitá. Supravodivé cívky tvoří bezodporovou cestu pro elektrický proud kolem rotorového jádra a mezí magnetickými póly jádra. Cívka má elektrické kontakty 114, které elektricky spojují cívku se sběračem 78.
Kapalinové kanály 38 pro kryogenickou chladící kapalinu jsou obsaženy ve vinutí 34 cívky. Tyto kanály mohou procházet kolem vnější hrany supravodivé cívky 36 . Kanály přivádějí kryogenickou chladící kapalinu do cívky a odstraňují z cívky teplo. Chladící kapalina udržuje v supravodivém vinutí cívky nízké teploty, např. 27DK, potřebné k vylepšení supravodivých podmínek, obsahujících nepřítomnost elektrického odporu v cívce. Chladicí kanály mají vstupní a výstupní kapalinové otvory 112 na jednom konci rotorového jádra. Tyto kapalinové (plynové) otvory 112 spojují chladicí kanály 38 na supravodivé cívce s kryogenní přenosovou spojkou 26.
Každé HTS vinutí 34 cívky ve tvaru závodní dráhy má dvojici obecně přímých postranních částí 40 rovnoběžných s rotorovou osou 20, a dvojici koncových částí 54, které jsou kolmé na rotorovou osu. Postranní části cívky jsou vystaveny největšímu odstředivému namáhání. Postranní části jsou tudíž podporovány podpůrným systémem cívky, který působí proti odstředivým silám, které působí na cívku.
(2484617_CZ.doc) 3,9.2002 • A ···· <·* ··· • » ·*· ··
Obr. 3 ukazuje rozvinutý pohled na rotorové jádro 22 a podpůrný systém cívky pro vysokoteplotní supravodivou cívku. Podpůrný systém obsahuje tažné vzpěry 42 připojené ke kanálovým pouzdrům ve tvaru U. Pouzdra drží a podporují postranní části 40 vinutí 38 cívky v rotoru. Zatímco jedna tažná vzpěra a kanálové pouzdro je ukázáno na obrázku 3, podpůrný systém cívky bude obecně obsahovat několik tažných vzpěr, přičemž každá má podpěrná pouzdra cívky na obou koncích vzpěry. Tažné vzpěry a kanálová pouzdra zabraňují v poškození vinutí cívky během provozu rotoru, podporují vinutí cívky vzhledem k odstředivým a jiným silám a zajišťují ochranný štít pro vinutí cívky.
Hlavní zatížení vinutí 34 HTS cívky v rotoru se železným jádrem je z odstředivého zrychlení během otáčení rotoru. Je potřebná účinná konstrukční podpora cívky pro působení proti odstředivým silám. Podpora cívky je potřeba zejména podél postranních částí 40 cívky, které vykazují největší odstředivé zrychlení. Pro podporu postranních oddílů cívky tažné vzpěry 42 prochází mezi oddíly cívky a připojují se ke kanálovým pouzdrům 44, které svírají opačné postranní oddíly cívky. Tažné vzpěry prochází kanály 46, např. otvory, v rotorovém jádru, takže vzpěry mohou procházet mezi postranními oddíly stejné cívky nebo mezi sousedními cívkami.
Kanály 46 jsou obecně válcové kanály v rotorovém jádru mající rovné osy. Průměr kanálů je podstatně konstantní, kromě jejich konce poblíž zapuštěných povrchů rotoru. Na svých koncích se mohou kanály rozšiřovat na větší průměr, aby se do nich vešel nevodívá válcová objímka (izolační trubka) 52, která zajišťuje kluzný ložiskový povrch a teplotní izolaci mezi rotorovým jádrem a tažnou vzpěrou.
(2484617_CZ.doc) 3.9.2002 φ · * e ·*· ·«
Osy kanálů 46 jsou obecně v rovině definované cívkou ve tvaru závodní dráhy. Navíc osy kanálů jsou kolmé na postranní části cívky, ke kterým jsou připojeny tažné vzpěry, které prochází kanály. Dále, kanály jsou kolmé k a protínají ve zde popsaném provedení osu rotoru. Počet kanálů a umístění kanálů bude záviset na umístění HTS cívek a počtu cívkových pouzder (viz obr. 10) potřebných k podporování postranních částí cívek.
Tažné vzpěry podporují cívku zvláště dobře co se týče odstředivých sil, protože vzpěry prochází podstatně radiálně mezí stranami vinutí cívky. Každá tažná vzpěra je hřídel procházející spojitě podél vzpěry a v rovině cívky ve tvaru závodní dráhy. Podélná spojitost tažných vzpěr zajišťuje příčnou tuhost cívek, což zlepšuje dynamiku rotoru. Dále příčná tuhost umožňuje integrování podpory cívky s cívkami tak, aby mohla být cívka sestavena s podporou cívky před konečnou montáží rotoru. Předběžná montáž cívky a podpora cívky snižuje produkční cyklus, zlepšuje kvalitu podpory cívky a snižuje odchylky montáže cívek. Cívka ve tvaru závodní dráhy je podporována polem tažných členů, které obepínají dlouhé strany cívky. Podpůrné členy cívky jako tažné vzpěry jsou předmontovány na cívku.
HTS vinutí cívky a konstrukční podpěrné komponenty jsou na kryogenní teplotě. Naproti tomu rotorové jádro je na okolní vyšší teplotě. Podpory cívky jsou potenciální zdroje tepelné vodivostí, která by umožnila, aby se teplo dostalo na HTS cívky z rotorového jádra. Rotor se při provozu zahřeje. Protože cívky se mají udržovat v supravodivém stavu, je nutné zamezit ve vedení tepla do cívek. Vzpěry prochází otvory, například kanály, v rotoru, (2484617_CZ.doc) 3.9.2002 ··· ·♦· • · · · · · · ·
99» »9 ·* ·999 ale nejsou s rotorem v kontaktu. Tento nedostatek kontaktu zamezuje vedení tepla z rotoru do tažných vzpěr a cívek.
Pro snížení úniku tepla pryč z cívky je podpora cívky minimalizovaná, aby se snížila tepelná vodivost podporou ze zdrojů tepla jako například jádro rotoru. Obecně existují dvě kategorie podpory pro supravodivá vinutí: (i) horké podpory a (ii) studené podpory. V horkých podporách jsou podpůrné struktury tepelně izolovány od chlazených supravodivých vedení. U horkých podpor je většina mechanické zátěže supravodivé (SC) cívky podporována strukturními členy procházejícími od chladných k horkým členům.
V systému s chladnou podporou, je podpěrný systém na nebo blízko chladné kryogenické teplotě supravodivých cívek. V chladných podporách je většina mechanického zatížení supravodivé cívky podporována strukturními členy, které jsou na nebo blízko kryogenní teplotě. Zde popsaný vzorový systém podpory cívky je chladná podpora v tom, že tažné vzpěry a k nim patřící pouzdra, která spojují tažné členy se supravodivým vinutím cívek, jsou udržovány na nebo blízko kryogenní teploty. Protože podpůrné členy jsou chladné, jsou tyto členy tepelně izolované, např. bezkontaktními kanály rotorovým jádrem, od jiných horkých komponent rotoru.
Jednotlivé podpůrné členy se skládají z tažné vzpěry 42 (což může být tyč a dvojice šroubů na každém konci tyče), kanálové pouzdro 44, a spojovací kolík 80, který připevňuje pouzdro ke konci tažné vzpěry. Každé kanálové pouzdro 44 je svorka ve tvaru U, která má nohy, které se připevňují k tažné vzpěře a kanálu pro přijetí vinutí 34 cívky. Kanálové pouzdro ve tvaru U umožňuje přesnou a výhodnou montáž podpůrného systému pro cívku. Několik kanálových (2484617 CZ.doc) 3.9.2002 * · ♦ · ··· ·♦· ······ ♦ • · · · < · »«· ·* ·· ···· pouzder může být umístěno mezi konci podél strany vinutí cívky. Kanálové pouzdra souhrnně rozdělují síly/ které působí na cívku, např. odstředivé síly, podstatně podél celých postranních částí 40 každé cívky.
Kanálová pouzdra 44 zabraňují v tom, aby se postranní části 40 cívek příliš vychylovaly a ohýbaly kvůli odstředivým silám. Podpory cívky nezamezují v podélném tepelném rozpínání a smršťování cívek, které nastává během normálního provozu se spouštěním a zastavováním plynové turbíny. Tepelná roztažnost je primárně směrována zejména podél délky postranních částí. Postranní části cívky tudíž nepatrně kloužou podélně vzhledem ke kanálovému pouzdru a tažným vzpěrám.
Přenos odstředivého zatížení ze struktury cívky na podpůrnou tyč je prostřednictvím kanálového pouzdra, které zapadá kolem vnějšího povrchu cívky a postranních přímých částí, a je zajištěn kolíky 80 ke konci se širším průměrem tažné vzpěry. Kanálová pouzdra ve tvaru U jsou tvořeny z lehkého, silného materiálu, který je poddajný při kryogenních teplotách. Typické materiály pro kanálové pouzdro jsou hliník, Inconel nebo titanové směsi, které jsou nemagnetické. Tvar pouzdra ve tvaru U může být optimalizován na nízkou váhu a sílu.
Spojovací kolík 80 prochází otvory v kanálovém pouzdru a tažné vzpěře. Kolík může být dutý kvůli nízké hmotnosti. Blokovací šrouby (nejsou ukázány) jsou zašroubovány nebo připevněny na koncích spojovacího kolíku pro zajištění pouzdra ve tvaru U a zabránění v tom, aby se strany pouzdra nerozložily od sebe v důsledku zatížení. Spojovací kolík může být vyroben z pevných slitin Inconelu nebo titanu.
(2484617_CZ.doc) 3.9.2002 • 444 « · • · ♦ «4 4 4 4 • * * » · «4 4 444 ·«· ·· * · 4 ·· »··9
Tažné vzpěry jsou vyrobeny s konci 82 o větším průměru, které jsou opracovány se dvěma plochami 86 na koncích, které zapadají do pouzdra ve tvaru U a šířky cívky. Ploché konce 86 tažných vzpěr přiléhají k vnitřnímu povrchu HTS cívek, když jsou vzpěra, cívka a pouzdro smontovány dohromady. Tato sestava snižuje koncentraci namáhání na otvoru v tažné vzpěře, který přijímá kolík.
Podpůrný systém cívky tažných vzpěr 42, kanálových pouzder 44 a rozdělovači svorky 58 může být namontován s HTS vinutím 34 cívky s tím, jak jsou oba namontovány na rotorové jádro 22. Tažné vzpěry, kanálová pouzdra a svorka poskytují dostatečně pevnou strukturu pro podporu vinutí cívky a držení vinutí cívky na místě vzhledem k rotorovému jádru.
Každá tažná vzpěra 42 prochází rotorovým jádrem a může procházet ortogonálně osou 20 rotoru. Kanály 46 rotorovým jádrem poskytují průchod, kterým procházejí tažné vzpěry. Průměr kanálů je dostatečně veliký pro zamezení nutnosti toho, aby stěny rotoru kanálů byly v kontaktu s chladnými tažnými vzpěrami. Zamezení v kontaktu zlepšuje tepelnou izolaci mezi tažnými vzpěrami a rotorovým jádrem.
Rotorové jádro 22 je typicky vyrobeno z magnetického materiálu jako například železo, zatímco rotorové koncové hřídele jsou typicky vyrobeny z nemagnetíckého materiálu jako například nerezové oceli. Rotorové jádro a koncové hřídele sou typicky diskrétní komponenty, které jsou sestaveny a bezpečně připojeny k sobě buďto sešroubováním, nebo svařením.
Železné rotorové jádro 22 má obecně válcovitý tvar vhodný pro rotaci v rotorovém prostoru 16 statoru 12 . Pro (2484617_CZ.doc) 3.9.2002 * · přijetí vinutí cívky má rotorové jádro zapuštěné povrchy 48, jako například ploché nebo trojúhelníkové oblasti nebo štěrbiny. Tyto povrchy 48 jsou vytvořeny v zakřiveném povrchu 50 válcového jádra a prochází podélně napříč rotorového jádra. Vinutí 34 cívky je přimontováno na rotoru vedle zapuštěných oblastí 48. Cívky obecně procházejí podél vnějšího povrchu zapuštěné oblasti a kolem konců rotorového jádra. Zapuštěné povrchy 48 rotorového jádra přijímají vinutí cívky. Tvar zapuštěné oblasti vyhovuje vinutí cívky. Například pokud má vinutí cívky tvar sedla nebo nějaký jiný tvar, výčnělek (výčnělky) v rotorovém jádru by byly zkonfigurovány pro přijetí tvaru vinutí.
Zapuštěné povrchy 48 přijímají vinutí cívky tak, aby vnější povrch vinutí cívky proházel podstatně do obálky definované rotací rotoru. Vnější zakřivené povrchy 50 rotorového jádra při rotaci definují válcovou obálku. Tato rotační obálka rotoru má podstatně stejný průměr jako prostor 16 rotoru (viz obr. 1) ve statoru.
Mezera mezi rotorovou obálkou a statorovým prostorem 16 je relativně malá, jak je vyžadováno pro vynucený ventilační průtok chlazení pouze statoru, protože rotor nevyžaduje žádné ventilační chlazení. Je žádoucí minimalizovat mezeru mezi rotorem a statorem, by se zvýšila elektromagnetická vazba mezi vinutím rotorové cívky a statorovým vinutím. Dále vinutí rotorové cívky je přednostně umístěno tak, aby procházelo do obálky tvořené rotorem a tudíž je odděleno od statoru pouze mezerou tvořenou vzdáleností mezi rotorem a statorem.
Koncové části 54 vinutí 34 cívky sousedí s protějšími konci 56 rotorového jádra. Rozdělovači svorka 58 drží každý (2484617_CZ.doc) 3.9.2002 ♦· ···· • · ·· · ··· • * ·«· »· z koncových části vinutí cívky v rotoru. Rozdělovači svorka na každém konci 54 vinutí obsahuje dvojici protějších desek 60 mezí kterými je vloženo vinutí 34 cívky. Povrch svíracích desek obsahuje kanály 116, 118 (obr. 11) pro přijetí vinutí cívky a otvorů 112, a kontaktů 114 do vinutí.
Rozdělovači svorka 58 může být vytvořena z nemagnetického materiálu, jako například slitiny hliníku nebo Inconelu. Stejné nebo podobné nemagnetické materiály mohou být použity pro vytvoření tažných vzpěr, kanálových pouzder a jiných částí podpůrného systému cívky Podpůrný systém cívky je přednostně nemagnetický, aby zachoval poddajnost při kryogenních teplotách, protože feromagnetické materiály křehnou při teplotách nižších než Curieova teplota přechodu a nemohou být použity jako struktury nesoucí zátěž.
Rozdělovači svorka 58 je obklopena, ale není v kontaktu s objímkou 62. Na každém konci rotorového jádra 22 je objímka 62, přestože na obr. 3 je ukázána pouze jedna objímka. Objímka je tenký disk z nemagnetického materiálu, jako například nerezové oceli, ze stejného nebo podobného materiálu, jako je materiál který tvoří rotorové hřídele
Ve skutečnosti je objímka součásti rotorové hřídele. Objímka má štěrbinu 64 ortogonálně k rotorové ose a dostatečně širokou pro přijetí a zarovnání rozdělovači svorky 58 . Horké postranní stěny 66 objímky ve štěrbině jsou odděleny od chladné rozdělovači svorky tak, aby se vzájemně nedotýkali.
Objímka 62 může obsahovat zapuštěnou diskovou oblast 68 (která je rozpůlena štěrbinou 64) pro přijetí zvýšené diskové oblasti 70 rotorového jádra (viz opačná strana (2484617_CZ.doc) 3.9.2002 ··» ··· i » · ·# rotorového jádra pro zvýšenou diskovou oblast, která se má vložit do protější objímky). Vložení zvýšené diskové oblasti na konci 56 rotorového jádra do zvýšené diskové oblasti 68 zajišťuje podporu rotorového jádra v objímce a napomáhá při vyrovnání rotorového jádra a objímek. Navíc objímka může mít kruhové pole šroubových otvorů 72 procházejících podélně objímkou a kolem okraje objímky. Tyto šroubové otvory odpovídají příslušným závitovým šroubovým otvorům 74, které prochází částečně rotorovým jádrem. 'Šrouby 75 se závity (viz obr. 5) procházejí těmito podélnými šroubovými otvory 72, 74 a připevňují objímky k rotorovému jádru.
Obr. 4 je první průřez rotorového jádra a límce. Obr. 5 je druhý průřez rotoru a objímky, který je kolmý na první pohled. Elektrické kanály a kanály pro chladicí kapalinu jsou chráněny tenkou zděnou trubkou 76, která prochází podél osy rotoru od jednoho z koncových částí 54 cívky a objímkou 62. Chladicí kanály v trubce 76 připojují vstupní a výstupní otvory 112 chladicího kanálu 38 na vinutí cívky ke kryogenní přenosové spojce 26 . Elektrický kontakt 114 s cívkou je opatřena na stejné koncové části cívky jako chladicí spojka 26.
Postranní části 40 vinutí 34 cívky ve tvaru závodní dráhy jsou podporovány několika tažnými vzpěrami 42, které prochází kanály 46 v rotorovém jádru. Tažné vzpěry jsou nemagnetické, rovné tyče, které prochází mezi opačnými postranními částmi stejné cívky, nebo mezi postranními částmi dvou cívek. Tažná vzpěra může být vytvořena z nemagnetických slitin o vysoké pevnosti, jako například Inconel X718. Tažné vzpěry mají na každém konci spojku s kanálovým pouzdrem 44, které je otočeno kolem a drží postranní část 40 vinutí cívky. Kanálová pouzdra 44 tažné (2484617_CZ.doc) 3.9.2002 • · ·* »«·· vzpěry 42 mohou poskytovat úpravu namáhání aplikovanou na postranní části vinutí cívky. Například mohou být tažné vzpěry vytvořeny z tažné tyče, která prochází rotorovým jádrem a má na každém konci závitový otvor pro přijetí tažného šroubu Tažné šrouby mohou mít každý ploché čelo 86, které dosedá na vinutí cívky.
Vinutí 34 cívky je podporováno tažnými vzpěrami 42 (pouze jedna z nich je ukázána na obr. 4), které překlenují protější postranní části 40 cívky. Kanálové pouzdro 44 je připojeno spojovacím kolíkem 80 ke konci tažné vzpěry. Pro názornou ukázku ukazuje levá strana obr. 6 tažnou vzpěru bez kanálového pouzdra.
Podobně horní strana obr. 4 ukazuje tanou vzpěru 46 bez kanálového pouzdra; zatímco spodní strana ukazuje kanálové pouzdro připevněné k tažné vzpěře. Tažné vzpěry 42 prochází kanály 46 v rotorovém jádru 22 . Tyto kanály mají zvětšené průměry na svých příslušných koncích 88. Tyto rozšířené konce 88 přijímají izolační trubku 52 která je vytvořena jako objímka na tažné vzpěře. Izolační trubky tepelně stíní tažné vzpěry 42 od horkého rotorového jádra 22.
Jak je ukázáno na obr. 5, kanály 46 procházejí kolmo sou rotoru a jsou symetricky uspořádány podél délky jádra. Počet kanálů 46 a jejich uspořádání na rotorovém jádru a vzhledem k sobě navzájem, je záležitost volby při návrhu.
Jádro rotoru může být uzavřeno do pouzdra v kovovém válcovém krytu 90, který chrání vinutí 34 supravodivé cívky od vířivých proudů a jiných elektrických proudů, které obklopují rotor, a zajišťuje vakuovou obálku jak je vyžadováno k udržení silného vakua kolem kryogenních (2454617__CZ.doc) 3.9.2002 * 0 000 00 • « ·· 0·00 komponent rotoru. Válcový kryt 90 může být vytvořen z vysoce vodivého materiálu, jako je například slitina mědi nebo hliník.
Vinutí 34 supravodivé cívky se udržuje ve vakuu. Vakuum může být tvořeno krytem 22/ který může obsahovat válcovou vrstvu z nerezové, která tvoří vakuovou nádobu kolem cívky a rotorového jádra. Obrázek 7 je diagram průřezu z pohledu kolmo na osu rotoru a ukazuje zvětšenou část rotorového jádra 22, tažnou vzpěru 42, vinutí 34 cívky a související struktury. Plochý konec 86 tažné vzpěry přiléhá na vnitřní povrch vinutí 34 cívky. Opačný konec tažné vzpěry (není ukázán na obrázku na obr. 7) přiléhá na podobný vnitřní povrch opačné strany vinutí cívky. Tažná vzpěra tudíž prochází mezi vinutím cívky a poskytuje pevný povrch 86, který podporuje vinutí cívky.
Každé tažná vzpěra 42, přestože je typicky válcová podél své délky, má ploché konce 86, které umožňují těsné připojení k vinutí cívky a kanálovému pouzdru 44 ve tvaru U. Každá tažná vzpěra je připojena ke kanálovému pouzdru 44 spojovacím kolíkem 80, který zabraňuje tom, aby se pouzdro posouvalo radiálně ven z tažné vzpěry. Kanálové pouzdro zabraňuje v tom, aby odstředivá síla ohnula nebo deformovala cívku když se rotor otáčí. Blokovací šrouby (nejsou ukázány) jsou opatřeny závity na koncích spojovacího kolíku 80 pro zajištění toho, aby se postranní nohy 106 pouzdra 44 d sebe v důsledku zatížení neoddělily. Spojovací kolík může být vyroben z pevných slitin Inconelu nebo titanu. Každá tažná vzpěra 42 pasuje do nekontaktního kanálu 46, takže tažná vzpěra se záměrně nedotýká rotorového jádra.
Rotor se železným jádrem je navržen pro přenos (2484617_CZ.doc) 3.9.2002 ·»·*·· * • « ······ ··· ·«« ·«* «· ·· ···· ustálených a přechodových točivých momentů primárně rotorovým tělem narozdíl od rotoru se vzduchovým jádrem, který přenáší tyto točivé momenty přímo na rotorové vinutí. Točivé momenty na nižší úrovni jsou však stále přenášeny na HTS vinutí a musí být podporovány tepelně účinnými robustními tepelnými izolátory 52. Vláknem posílené kompozitní izolační trubky 52 jsou tepelné izolátory, které podporují tečné síly působící na HTS cívku. Izolační trubky jsou zatíženy tlakem blokovacími maticemi 84 našroubovanými na tažných vzpěrách. Kompozitní materiál izolačních trubek je přednostně epoxidová pryskyřice posílená skleněnými vlákny.
Na konci každé tažné vzpěry může být izolační trubka 52, která připevňuje podpůrnou strukturu cívky k horkému rotoru a snižuje přenos tepla kondukcí mezi nimi. Navíc na tažné vzpěře 42 může být blokovací matice 84 našroubovaná na tažné vzpěře 42, která se připojuje k izolační trubce 52, a používá se k zajištění a úpravě pozice vzpěry 42 uvnitř kanálu 46. Blokovací matice 84 a trubka 52 připevňují tažnou vzpěru a kanálové pouzdro k rotorovému jádru a současně minimalizují přenos tepla z horkého rotoru do struktury pouzdra.
Izolační trubka je tvořena z tepelně izolačního materiálu, jako je vlákny posílený kompozitní materiál. Jeden konec trubky může obsahovat externí kruh 120, který přiléhá na stěnu kanálu 88. Druhý konec trubky obsahuje vnitřní kruh 122, který zapadá do blokovací matice 84 připevněné ke konci tažné vzpěry. Izolační trubka a blokovací matice jsou na každém konci tažné vzpěry. Teplo z rotoru by muselo projít kondukcí délkou izolační trubky 52 a blokovací maticí 84 předtím než dosáhne tažné vzpěry.
(2484617jSZ.doc) 3.9.2002
- 21 - ί í » » · ·*# 9 · • · · ·· ·«··
Izolační trubka rotorového jádra. tudíž tepelně izoluje tažnou vzpěru od
Vinutí cívky je také podporováno kanálovým pouzdrem 44
(viz obr. 8) . Kanálové pouzdro podporuje vinutí cívky vůči
odstředivým silám (šípka 100 na obr. 7) a tečným točivým silám (šipka 102) . Kanálové pouzdro může být vytvořeno z nemagnetických kovových materiálů, jako například slitiny hliníku, Inconelu a titanu. Kanálové pouzdro je drženo na místě na tažné vzpěře kolíkem 80, který prochází otvorem 104 v konci tažné vzpěry. Nohy 106 kanálového pouzdra mohou být tlusté a mají žebra pro zajištění konstrukční podpory kolem otvorů 108, které přijímají kolík. Odstředivé síly vznikají kvůli otáčení rotoru. Tečné síly mohou vznikat ze zrychlování a zpomalování rotoru a také jako přenos točivého momentu. Protože postranní části 40 vinutí cívky jsou zapouzdřena kanálovými pouzdry 44 a konci 86 tažných vzpěr, postranní části vinutí cívky jsou v rotoru plně podporovány.
Podpůrná svorka 124 je opatřena, aby pomáhala tažným vzpěrám a kanálovému pouzdru vydržet velké radiální síly, které mohou vznikat když nastane stav selhání elektrické sítě. Radiální podpora může být obdélníková krabice, která pasuje kolem postranních částí 40 vinutí cívky a prochází přes rozdělovači svorku 58 . Podpůrná svorka obsahuje dvojici postranních stěn, které jsou spojeny na rybinu do štěrbiny v zapuštěním povrchu. Postranní stěny procházejí z povrchu 48 rotorového jádra do krytu 90 a zajišťují konstrukční pevnost krytu.
Obr. 9 až 11 ukazují schematicky proces montáže pro podpůrnou strukturu cívky a vinutí cívky v rotoru. Jak je ukázáno na obr. 9, předtím než se rotorové jádro smontuje (2484617_CZ.doc) 3.9.2002
0 •0 0000 s objímkami a jinými komponenty rotoru, tažné vzpěry 42 jsou vloženy do každého z kanálů 46, které prochází rotorovým jádrem. Izolační trubice 52 na každém konci každé tažné vzpěry se umístí do rozšířeného konce 88 na každém konci kanálů £6. Trubka 52 je zablokována na místě zadržovací blokovací maticí 84. Když jsou tažné vzpěry namontovány do rotorového jádra 22, vinutí cívky jsou připravena k vložení do jádra.
Jak je ukázáno na obr. 10, supravodivá cívka 36 je vložena do rotorového jádra tak, aby ploché konce 86 tažných vzpěr 42 přiléhaly na vnitřní povrch postranních části 40 supravodivé cívky. Jakmile bylo vinutí vloženo přes konce tažné vzpěry, kanálová pouzdra 44 jsou vložena přes supravodivou cívku. Kanálová pouzdra se připevní ke koncům tažných vzpěr zasunutím kolíků 80 otvory v tažné vzpěře a kanálovém pouzdru 104, 108, v uvedeném pořadí.
Kanálové pouzdro 44 obsahuje štěrbinu 110 podél jeho horního vnitřního povrchu, která přijímá chladicí kanál 38 a drží tento kanál proti cívce 36. Množství kanálových pouzder účinně drží cívku na místě bez ovlivnění odstředivými sílami. Přestože jsou kanálová pouzdra ukázána jako těsně blízko u sebe, pouzdra musí být pouze tak blízko, aby se zabránilo v degradaci cívky způsobené vysokými ohybovým a tažným namáháním během odstředivého zatížení, přenosu točivého momentu a stavem selhání v důsledku přechodových jevů,
Kanálová pouzdra a tažné vzpěry mohou být smontovány s vinutím civky předtím, než se smontují rotorové jádro a cívky s objímkou a ostatními komponenty rotoru. Rotorové jádro, vinutí cívky a podpůrný systém cívky tudíž lze (2484617_CZ.doc) 3.9.2002 * 0 • * <00
0 0 * 0 0 0 000 00 00 0·«0 smontovat jako jednotku před montáží ostatních komponent rotoru a synchronního stroje.
Obr. 11 ukazuje montáž rozdělovači svorku 58, která je tvořena upínacími deskami 60. Upínací desky 60 svírají mezi sebou koncové oddíly 64 vinutí cívky. Rozdělovači svorka poskytuje konstrukční podporu pro konce vinutí 34 cívky. Desky 60 rozdělovači svorky obsahují na svých vnitřních površích kanály 116, které přijímají vinutí cívky. Podobně desky obsahují kanály 118 pro vstupní/výstupní otvory 112 pro plyny a pro vstupní a výstupní proudové kontakty 114 do cívky. Poté co jsou smontovány podpory cívky, cívka, objímka a rotorové jádro, je tato jednotka připravena k namontování do rotoru a synchronního stroje.
Zatímco byl vynález popsán ve spojení s tím, co se momentálně považuje za nejpraktičtější a upřednostňované provedení, rozumí se, že vynález nemá být omezen a zde popsané provedení, naopak, má pokrýt všechna provedení vyhovující podstatě připojených nároků.

Claims (8)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1, V synchronním stroji (10), rotor, vyznačující se tím, že obsahuje rotorové jádro (22) mající alespoň jeden kanál (46) procházející jádrem, vinutí (34) supravodivé cívky procházející kolem alespoň části rotorového jádra, přičemž vinutí cívky má dvojici postranních částí (40) na opačných stranách rotorového jádra, alespoň jednu tažnou vzpěru (42) procházející mezi dvojicí postranních oddílů vinutí cívky a alespoň jedním kanálem (46) rotoru a izolátor (52) v kanálu tepelně oddělující tažnou vzpěru od rotoru.
  2. 2. V rotoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že izolátor je trubka (52) mající vnější povrch (120) v kontaktu s kanálem (88).
  3. 3. V rotoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že izolátor je trubka mající vnitřní povrch (122) v kontaktu s blokovací maticí (84) na konci (86) vzpěry.
  4. 4. V rotoru podle tím, že rotorové jádro pevným jádrem.
    nároku 1, vyznačující se je pevné jádro a kanál prochází
  5. 5. V rotoru podle nároku 1, tím, že dále obsahuje vnější kruh trubky (52) v kontaktu s kanálem, a vyznačující se (120) na jednom konci vnitřní kruh (122) na
    24 84617 (2484617_CZ.doc) 3.9.2002 φ · * *»**·· · • *···♦ ·· ·9* *·* ·· ·· ·«·· opačném konci trubky v kontaktu s blokovací maticí (84) na konci vzpěry.
  6. 6. V rotoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že izolátor je vytvořen z kompozitního vláknového materiálu.
  7. 7. V rotoru podle nároku 1, vyznačující se
    tím, že izolátor povrch jádra. (52) je v kanále a přiléhá na vnější 8. Způsob pro podporu supravodivého vinutí (34 ) cívky na rotorovém jádru (22) asynchronního stroje (10) , vyznáčuj ící se tím, že obsahuje kroky protaženi tažné vzpěry (42) kanálem (46) v rotorovém jádru, podepření tažné vzpěry v kanále první izolační trubkou (52) , nasazení pouzdra (44) přes část (40) cívky, připevnění konce tažné vzpěry na pouzdro. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že dále obsahuje vložení druhé izolační trubky (52) do konce kanálu naproti konci kanálu (46), ve kterém je vložena první izolační trubka a druhého pouzdra (46) přes druhou část cívky a
    připevnění druhého pouzdra ke druhému konci tažné vzpěry.
  8. 10. Způsob jako v nároku 8, vyznačující se tím, že první izolační trubka má vnější kruh (120) na prvním konci trubky a vnitřní kruh (122) na druhém konci trubky, a izolační trubka je vložena do kanálu tak, aby se (2484S17_CZ.doc) 3.9.2002 • * ·» «··« • · *·* «« vnější kruh dotýkal stěny kanálu, a vnitřní kruh je v kontaktu s blokovací maticí (84) na vzpěře.
CZ20022606A 2001-07-31 2002-07-26 Podpůrné izolátory vysokoteplotní supravodivé cívky synchronního rotoru a způsob pro montáž izolátorů CZ20022606A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/917,687 US6605886B2 (en) 2001-07-31 2001-07-31 High temperature superconductor synchronous rotor coil support insulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20022606A3 true CZ20022606A3 (cs) 2003-04-16

Family

ID=25439174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20022606A CZ20022606A3 (cs) 2001-07-31 2002-07-26 Podpůrné izolátory vysokoteplotní supravodivé cívky synchronního rotoru a způsob pro montáž izolátorů

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6605886B2 (cs)
EP (1) EP1282220A3 (cs)
JP (1) JP2003158867A (cs)
KR (1) KR20030011683A (cs)
CN (1) CN1400726A (cs)
BR (1) BR0202958A (cs)
CA (1) CA2395762A1 (cs)
CZ (1) CZ20022606A3 (cs)
MX (1) MXPA02007369A (cs)
NO (1) NO20023619L (cs)
PL (1) PL355255A1 (cs)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6693504B1 (en) * 2000-01-11 2004-02-17 American Superconductor Corporation Internal support for superconductor windings
DE10119989A1 (de) * 2001-04-23 2002-10-24 Alstom Switzerland Ltd Elektrische Maschine
US6794792B2 (en) * 2002-11-13 2004-09-21 General Electric Company Cold structural enclosure for multi-pole rotor having super-conducting field coil windings.
US7547999B2 (en) 2003-04-28 2009-06-16 General Electric Company Superconducting multi-pole electrical machine
JP2005304214A (ja) * 2004-04-14 2005-10-27 Sumitomo Electric Ind Ltd モータ
JP2006204085A (ja) * 2004-12-24 2006-08-03 Sumitomo Electric Ind Ltd アキシャルギャップ型超電導モータ
JP4616640B2 (ja) * 2004-12-28 2011-01-19 大陽日酸株式会社 超電導モータ
DE102005004858A1 (de) * 2005-02-02 2006-08-10 Siemens Ag Maschineneinrichtung mit Thermosyphon-Kühlung ihrer supraleitenden Rotorwicklung
US7633192B2 (en) * 2006-09-28 2009-12-15 Siemens Energy, Inc. Superconducting coil support structures
EA017646B1 (ru) 2007-07-09 2013-02-28 Клеаруотер Холдингс, Лтд. Электромагнитное устройство модульной конструкции с изолированными съёмными обмотками и самоудерживающимися инерционными магнитными подшипниками
WO2009122782A1 (ja) * 2008-04-03 2009-10-08 イーグル工業株式会社 ロータリジョイント
WO2010036221A1 (en) 2008-09-26 2010-04-01 Clearwater Holdings, Ltd. Permanent magnet operating machine
US8664809B2 (en) 2011-03-15 2014-03-04 Siemens Energy, Inc. Apparatus to support superconducting windings in a rotor of an electromotive machine
US9431864B2 (en) 2011-03-15 2016-08-30 Siemens Energy, Inc. Apparatus to support superconducting windings in a rotor of an electromotive machine
KR101252266B1 (ko) * 2011-10-13 2013-04-08 현대중공업 주식회사 초전도 회전기용 회전자
US9293959B2 (en) 2012-07-02 2016-03-22 Siemens Energy, Inc. Apparatus to support superconducting windings in a rotor of an electomotive machine
CN102760547B (zh) * 2012-07-30 2014-06-04 西部超导材料科技股份有限公司 一种传导冷却超导磁体线圈的拉杆装置
US10505412B2 (en) 2013-01-24 2019-12-10 Clearwater Holdings, Ltd. Flux machine
KR20150128454A (ko) * 2014-05-09 2015-11-18 주식회사 만도 모터의 냉각구조
EP3195452A4 (en) 2014-07-23 2018-01-17 Clearwater Holdings, Ltd. Flux machine
DE102016001838A1 (de) * 2016-02-17 2017-08-17 Audi Ag Elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, Spulenträger für eine elektrische Maschine und Kraftfahrzeug
CN111357069B (zh) 2017-09-08 2022-08-09 清水控股有限公司 用于增强电存储的系统和方法
EP3695493B1 (en) 2017-10-29 2024-03-20 Clearwater Holdings, Ltd. Modular electromagnetic machine
DE102018206564A1 (de) 2018-04-27 2019-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Supraleitende elektrische Spuleneinrichtung sowie Rotor mit Spuleneinrichtung
GB201817883D0 (en) * 2018-09-18 2018-12-19 Rolls Royce Plc Electric machine

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3195084A (en) * 1962-05-23 1965-07-13 Westinghouse Electric Corp Electrical apparatus having foil wound windings and metallic duct formers
DE1279182B (de) * 1965-09-11 1968-10-03 Siemens Ag Supraleitungsspule
CH458467A (de) * 1966-03-23 1968-06-30 Siemens Ag Flüssigkeitskühlanordnung für elektrische Stromleiter, insbesondere für Supra- oder Kryoleiter
US3514730A (en) * 1968-03-27 1970-05-26 Atomic Energy Commission Cooling spacer strip for superconducting magnets
US3991588A (en) * 1975-04-30 1976-11-16 General Electric Company Cryogenic fluid transfer joint employing a stepped bayonet relative-motion gap
US3991587A (en) * 1975-04-30 1976-11-16 General Electric Company Method of supplying cryogenic fluid through a transfer joint employing a stepped bayonet relative-motion gap
US4164126A (en) * 1975-04-30 1979-08-14 General Electric Company Self-regulating transport mechanism for superconductive rotor refrigerant
US4018059A (en) * 1975-04-30 1977-04-19 General Electric Company Cryogenic fluid transfer joint employing gaseous seals
US3983427A (en) * 1975-05-14 1976-09-28 Westinghouse Electric Corporation Superconducting winding with grooved spacing elements
FR2319233A1 (fr) * 1975-07-22 1977-02-18 Alsthom Cgee Machine tournante utilisant un fluide de refroidissement amene par joint tournant
US4184089A (en) * 1976-02-18 1980-01-15 Westinghouse Electric Corp. Multiple plane spoke structure for a superconducting dynamoelectric machine
FR2382641A1 (fr) * 1977-03-03 1978-09-29 Bbc Brown Boveri & Cie Perfectionnements aux dispositifs de transfert d'helium entre une machine frigorifique et le rotor d'une machine electrique tournante a enroulement rotorique supraconducteur
US4275320A (en) * 1978-05-11 1981-06-23 Electric Power Research Institute, Inc. Radiation shield for use in a superconducting generator or the like and method
US4289985A (en) * 1978-12-22 1981-09-15 Popov Jury S Electrical machine with cryogenic cooling
US4400226A (en) * 1981-07-16 1983-08-23 General Electric Company Method of making an insulated electromagnetic coil
FR2589017B1 (fr) * 1985-10-17 1990-07-27 Alsthom Machine synchrone a enroulements supraconducteurs
US5461873A (en) * 1993-09-23 1995-10-31 Apd Cryogenics Inc. Means and apparatus for convectively cooling a superconducting magnet
US5531015A (en) 1994-01-28 1996-07-02 American Superconductor Corporation Method of making superconducting wind-and-react coils
US5548168A (en) * 1994-06-29 1996-08-20 General Electric Company Superconducting rotor for an electrical machine
US5625548A (en) 1994-08-10 1997-04-29 American Superconductor Corporation Control circuit for cryogenically-cooled power electronics employed in power conversion systems
US5532663A (en) 1995-03-13 1996-07-02 General Electric Company Support structure for a superconducting coil
US5672921A (en) 1995-03-13 1997-09-30 General Electric Company Superconducting field winding assemblage for an electrical machine
US5777420A (en) * 1996-07-16 1998-07-07 American Superconductor Corporation Superconducting synchronous motor construction
US6173577B1 (en) 1996-08-16 2001-01-16 American Superconductor Corporation Methods and apparatus for cooling systems for cryogenic power conversion electronics
US5774032A (en) 1996-08-23 1998-06-30 General Electric Company Cooling arrangement for a superconducting coil
US5986380A (en) * 1998-08-26 1999-11-16 General Electric Co. Mechanical constraints for tapered end turns of a generator rotor
US6066906A (en) 1999-02-17 2000-05-23 American Superconductor Corporation Rotating machine having superconducting windings
US6140719A (en) 1999-02-17 2000-10-31 American Superconductor Corporation High temperature superconducting rotor for a synchronous machine
US7211919B2 (en) 1999-08-16 2007-05-01 American Superconductor Corporation Thermally-conductive stator support structure
US6169353B1 (en) 1999-09-28 2001-01-02 Reliance Electric Technologies, Llc Method for manufacturing a rotor having superconducting coils
US6489701B1 (en) * 1999-10-12 2002-12-03 American Superconductor Corporation Superconducting rotating machines
US6879081B1 (en) 2000-08-04 2005-04-12 American Superconductor Corporation Stator coil assembly for superconducting rotating machines
US6693504B1 (en) 2000-01-11 2004-02-17 American Superconductor Corporation Internal support for superconductor windings
JP3586186B2 (ja) * 2000-11-15 2004-11-10 株式会社日立製作所 回転電機の固定子
US6412289B1 (en) * 2001-05-15 2002-07-02 General Electric Company Synchronous machine having cryogenic gas transfer coupling to rotor with super-conducting coils
US6664672B2 (en) 2001-07-13 2003-12-16 American Superconductor Corporation Enhancement of stator leakage inductance in air-core machines

Also Published As

Publication number Publication date
BR0202958A (pt) 2003-06-03
PL355255A1 (en) 2003-02-10
MXPA02007369A (es) 2005-08-26
NO20023619L (no) 2003-02-03
US20030102770A1 (en) 2003-06-05
EP1282220A3 (en) 2004-03-03
EP1282220A2 (en) 2003-02-05
KR20030011683A (ko) 2003-02-11
JP2003158867A (ja) 2003-05-30
CN1400726A (zh) 2003-03-05
US6605886B2 (en) 2003-08-12
CA2395762A1 (en) 2003-01-31
NO20023619D0 (no) 2002-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20022606A3 (cs) Podpůrné izolátory vysokoteplotní supravodivé cívky synchronního rotoru a způsob pro montáž izolátorů
US6570292B2 (en) High temperature super-conducting rotor coil support with split coil housing and assembly method
US6605885B2 (en) Super-conducting rotor coil support with tension rods and bolts
US6727633B2 (en) High temperature super-conducting synchronous rotor coil support with tension rods and method for assembly of the coil support
US6803684B2 (en) Super-conducting synchronous machine having rotor and a plurality of super-conducting field coil windings
US6617714B2 (en) High temperature super-conducting coils supported by an iron core rotor
US6590308B2 (en) High power density super-conducting electric machine
US6787967B2 (en) High temperature super-conducting rotor coil support and coil support method