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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lagern einer
Kühlmittelzuführung für supraleitenden
Maschinen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine
Vorrichtung zum Lagern einer langen Kühlmittelzuführung für supraleitende Maschinen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Nach
der Entdeckung der Hochtemperatur-Supraleitung bei Materialien wie
YBCO und BiSCO, die bei einer Arbeitstemperatur von 77K ihre supraleitende
Wirkung entfalten, wird zunehmend an deren industriellen Einsatzmöglichkeiten
geforscht. So beschreibt beispielsweise die nicht vorveröffentlichte
deutsche Anmeldung 10231434.9 der Anmelderin Maschinen, wie beispielsweise
einen Synchron-Motor oder Generator, mit einer supraleitenden Rotorwicklung.
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6 zeigt einen möglichen
Aufbau einer solchen supraleitenden Maschine 100 mit angeschlossener
Kälteeinheit 200.
Damit die supraleitende Maschine 100 als solche arbeitet,
muss die in der Maschine vorhandene supraleitende Wicklung zuvor auf
seine Arbeitstemperatur von 77 K oder weniger heruntergekühlt werden.
Dazu wird ein geeignetes Kühlmittel
in einen Innenraum des als Welle ausgebildeten Rotors 110 der
Maschine 100 eingebracht. Dieser Innenraum des Rotors ist
dazu über
eine entsprechende Mittel 300 mit der Kälteeinheit 200 verbunden.
Die Kälteeinheit 200 kann
dabei nicht direkt mit der Maschine 100 verbunden werden.
Vielmehr muss eine geeignete Abdichtung des Rotorinnenraumes gegen
die Umgebung sichergestellt sein, dass kein Wärmeleck und damit eine Beeinflussung
der supraleitenden Wirkung entsteht. Zudem muss auch eine geeignete
Abdichtung zwischen der, sich um ihre Achse, drehenden Rotorwelle 110 und
der feststehenden Kälteeinrichtung 200 vorgesehen
werden. Dies wird durch eine entsprechend ausge bildete Hohlwelle 320 erreicht.
Zur Vermeidung eines Wärmelecks
muss diese Hohlwelle 400 bei gegebenem Querschnitt aber
entsprechend lang ausgebildet sein. Innerhalb der Hohlwelle 320 befindet
sich die Kühlmittelzuführung 310,
die fest mit der Kälteeinheit 200 verbunden
ist und das Kühlmittel
von der Kälteeinheit 200 in
den Hohlraum des Rotors 110 führt. Die Hohlwelle 320 ist
dabei auf der einen Seite 320'' fest mit
der sich drehenden Rotorwelle 110 verbunden. Auf der anderen
Seite 320' ist
eine geeignete Dichtungseinrichtung zwischen der sich drehenden
Hohlwelle 320 und der feststehenden Kühlmittelzuführung 310 vorgesehen.
Innerhalb der Kühlmittelzuführung 310 können beispielsweise
so genannte Wärmerohre 311 vorgesehen
sein, die den eigentlichen Transport des Kühlmittels übernehmen.
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Innerhalb
der Hohlwelle ist die Kühlmittelzuführung zwar
auf einer Seite durch die Dichtungseinrichtung gelagert und damit
räumlich
fixiert, nicht jedoch auf der Maschinenseite. Dadurch, dass die Kühlmittelzuführung nur
einseitig fixiert ist, am anderen Ende der Hohlwelle aber frei beweglich
ist, kann die Kühlmittelzuführung zu
Schwingungen angeregt werden. Gerade bei den geforderten Längen der Hohlwelle
bei supraleitenden Maschinen kann die dadurch bewirkte Resonanzfrequenz
der Kühlmittelzuführung im
Arbeitsbereich der Drehfrequenzen der Maschine liegen. Entsprechend
muss diese Frequenz als Betriebsfrequenz der Maschine explizit ausgeschlossen
werden. So kann zwar versucht werden, durch entsprechende konstruktive
Maßnahmen an
der Kühlmittelzuführung die
Resonanzfrequenz außerhalb
des Drehfrequenzbereichs der Rotorwelle und damit außerhalb
des zulässigen
Arbeitsbereichs der Maschine zu halten. Dies wird aber durch die
Forderung nach immer kleineren Bauvolumen von supraleitenden Maschinen
und damit immer dünneren Hohlwellen
und dünneren
Kühlmittelzuführungen
bei gleichzeitigem Wunsch nach höheren
Drehzahlen zunehmend schwieriger.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist deshalb, eine entsprechende Vorrichtung
anzugeben, die auch bei kleinen Bauvolumen und höheren Drehzahlen vermeidet,
dass der zulässige
Arbeitsbereich der supraleitenden Maschine durch die Resonanzfrequenz
der Kühlmittelzuführung eingeschränkt wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit einer Hohlwelle,
die in einem ersten Bereich mit der supraleitenden Maschine verbindbar
ist und in deren Inneren die Kühlmittelzuführung zum
Führen
von Kühlmittel
von der Kälteeinheit
zur supraleitenden Maschine angeordnet ist, wobei die Kühlmittelzuführung in
einem zweiten Bereich der Hohlwelle mit der Kälteeinheit verbindbar, und
damit in dieser Hohlwelle gelagert ist, und wobei für die Kühlmittelzuführung in
dem ersten Bereich der Hohlwelle ein magnetisches Lager vorgesehen
und so angeordnet ist, dass eine radiale und damit zentrierende
Kraft auf die Kühlmittelzuführung ausgeübt wird.
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Dadurch,
dass die Kühlmittelzuführung an
einem Ende durch das magnetische Lager am anderen Ende durch die
bereits vorhandene Dichtungseinrichtung in der Hohlwelle gelagert
ist, wird eine zweiseitige Fixierung der Kühlmittelzuführung in der Hohlwelle erreicht.
Dadurch wird sich die Resonanzfrequenz der Kühlmittelzuführung zu wesentlich höheren Frequenzen
und damit weg vom Arbeitsbereich der supraleitenden Maschine verschieben.
Gerade bei langen Hohlwellen und damit langen Kühlmittelzuführungen, so wie sie für eine supraleitende
Maschine gefordert wird, kann damit eine Einschränkung des zulässigen Arbeitsbereichs
dieser Maschine vermieden werden. Wesentlich ist dabei, dass erfindungsgemäß eine magnetische
Lagerung zur Verwendung kommt, die eine radiale und damit zentrierende
Kraft auf die Kühlmittelzuführung ausgeübt und damit
die Kühlmittelzuführung zentriert
in der Hohlwelle gelagert und damit fixiert wird. Da die magnetische
Lagerung vorzugsweise an dem Ende der Hohlwelle der mit der Rotorwelle
verbunden ist oder sogar in der Läuferbohrung selbst, in die
ja auch die Kühlmittelzuführung hineinragt,
vorgesehen ist, befindet sich das magnetische Lager sehr nahe am
Rotor mit dem darin enthaltenen Kühlmittel und damit in einem
Bereich mit sehr niedrigen Temperaturen. Bei solchen Temperaturen
um 77K oder weniger sind derzeit aber nur magnetische Lager einsetzbar.
Zudem haben die magnetischen Lager den Vorteil, dass sie im Gegensatz
zu konventionellen mechanischen Lagern geringere Verluste aufweisen.
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Durch
die Ausbildung des magnetischen Lagers aus einem ersten, am Außenmantel
der Kühlmittelzuführung angeordneten,
und einem zweiten, an der Innenseite der Hohlwelle angeordneten,
Magnetzylinders, die sich beide in radialer Richtung gegenüberstehen,
ist auch weiterhin ein einfacher Einbau der Kühlmittelzuführung möglich. Durch den zwischen den
beiden Magnetzylindern vorhandenen Spalt kommt es zu keinen mechanischen
Einschränkungen
beim Einbau. Vielmehr kann die Kühlmittelzuführung wie
bisher auch ohne größere Probleme
in die Hohlwelle eingeführt
und damit die Kälteeinheit mit
der supraleitenden Maschine verbunden werden.
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Vorzugsweise
ist der zweite Magnetzylinder, der auf der Innenseite der Hohlwelle
angeordnet ist, als Supraleiter, insbesondere als Zylinder aus dem supraleitenden
Material YBCO ausgeführt.
Da sich das magnetische Lager im selben Hohlraum wie das Kühlmittel
für die
Rotorwelle der supraleitenden Maschinen befindet, kann der supraleitende
Magnetzylinder auch durch das Kühlmittel
auf die Arbeitstemperatur von 77 K oder weniger heruntergekühlt werden.
Damit wird die magnetische Lagerwirkung und damit die Fixierung
der Kühlmittelzuführung durch das
magnetische Lager erst bei der Arbeitstemperatur, das heißt, wenn
die supraleitende Maschine betriebsbereit ist, erreicht. Da bei
Raumtemperatur keine Kräfte
wirken, wird somit die Montage, das heißt der Einbau der Kühlmittelzuführung in
die Hohlwelle weiter vereinfacht.
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Sind
die Magnetzylinder als eine Anzahl in axialer Richtung nebeneinander
angeordneter konzentrischer Permanentmagnetringe ausgebildet, die so
ausgebildet sind, dass benachbarte Permanentmagnetringe Magnetisierungsrichtungen
mit unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen, so können sehr hohe Magnetfeldgradienten
im magnetischen Lager erzeugt werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungen
und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
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Die
Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen derselben werden im
Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Anordnung aus supraleitender Maschine mit angeschlossener Kühlvorrichtung,
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2 eine
erste Ausführungsform
der magnetischen Lagerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Supraleiter,
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3 eine
zweite Ausführungsform
der magnetischen Lagerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Supraleiter,
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4 eine
dritte Ausführungsform
der magnetischen Lagerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Permanentmagneten,
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5 eine
vierte Ausführungsform
der magnetischen Lagerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Permanentmagneten,
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6 eine
Anordnung aus supraleitender Maschine mit angeschlossener Kühlvorrichtung
ohne magnetisches Lager.
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1 zeigt
nochmals den eingangs mit Bezug auf 6 bereits
beschriebenen prinzipiellen Aufbau einer supraleitenden Maschine 100 mit
Kälteeinheit 200.
Die Maschine, im vorliegenden Beispiel ein Synchron-Motor 100,
ist über
die Mittel 300, das sind insbesondere die Hohlwelle 320 und
die Kühlmittelzuführung 310,
mit der Kälteeinheit 200 verbunden.
In der Kälteeinheit
wird das Kühlmittel
auf 77 K heruntergekühlt
und der Rotorwelle 110 des Synchron-Motors 100 über die
Kühlmittelzuführung 310 zugeführt. Zur
Vermeidung eines Wärmelecks
am Synchron-Motor 100 ist die Hohlwelle 320 entsprechend
lang ausgebildet. Die Hohlwelle ist auf der einen Seite, das heißt im Bereich 320'', mit der Rotorwelle 110 fest
verbunden, so dass diese sich im Betrieb der Synchron-Maschine mit
der gleichen Drehzahl wie der Rotor 110 dreht. In der Hohlwelle 320 ist die
Kühlmittelzuführung 310 angeordnet.
An dem, dem Synchron-Motor 100 abgewandten Ende, das heißt dem Bereich 320', der Hohlwelle 320 ist
eine Dichtungseinrichtung, die beispielsweise als Ferrofluiddichtung,
Labyrinthdichtung oder Spaltdichtung ausgebildet ist, vorgesehen.
Diese Dichtungseinrichtung dichtet das innere Raumvolumen des Rotors 110 und
der damit verbundenen Hohlwelle 320 gegenüber der
Umgebung ab. Zudem ist durch diese Dichtungseinrichtung die Kühlmittelzuführung 310 geführt und
somit gelagert und fixiert. Außerhalb
der Hohlwelle 320 ist die Kühlmittelzuführung 310 dann in
geeigneter Weise, beispielsweise durch eine Flanschverbindung mit
der Kälteeinheit 200 verbunden. Über ein
oder mehrere so genannte Wärmerohre 311 in
der Kühlmittelzuführung 310 kann
nun das Kühlmittel
von der Kälteeinheit 200 in
das Innere der Rotorwelle 110, und umgekehrt, gelangen.
Auf eine weiter detailliertere Schilderung zur Ausführung und Wirkungsweise
der supraleitenden Maschine, der Kälteeinheit und der Hohlwelle
wird hier verzichtet. Vielmehr soll hierzu auf die bisher nicht
vorveröffentlichte
deutsche Anmeldung 10231434.9 vom 11. Juli 2002 der Anmelderin verwiesen
werden.
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Wie
in 1 gezeigt ist nun erfindungsgemäß an dem,
der Maschine zugewandten, Ende 320'' der
Hohlwelle 320 ein magne tisches Lager 400 vorgesehen
und so angeordnet, dass eine radial abstoßende und damit zentrierende
Kraft auf die Kühlmittelzuführung 310 ausgeübt wird.
Durch diese magnetische Lagerung 400 und die Lagerung in
der Dichtungseinrichtung wird nun die vormals nur einseitig gelagerte
Kühlmittelzuführung 310 nun
beidseitig in der Hohlwelle 320 gelagert und fixiert. Durch
die zusätzliche
Fixierung wird erreicht, dass das auf der Maschinenseite vormals
frei schwebende und damit schwingungsfähige Ende der Kühlmittelzuführung 310 nun
fixiert und damit die Resonanzfrequenz der Kühlmittelzuführung 310 in höhere Frequenzbereiche
verschoben wird. Dabei ist die genaue Lage der magnetischen Lagerung 400 in
der Hohlwelle 320 aber nur insofern für die vorliegende Erfindung
von Bedeutung, als dass das magnetische Lager so angeordnet sein
muss, dass durch die beidseitige Fixierung der Kühlmittelzuführung 310 eine Verschiebung deren
Resonanzfrequenz weg vom Arbeitbereich der supraleitenden Maschine 100 erreicht
wird. Vorzugsweise ist das magnetische Lager 400 dabei
am Ende der Hohlwelle, beispielsweise einem Flansch zwischen Hohlwelle
und Rotorwelle oder auch in der Rotorwelle selbst vorgesehen.
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Das
magnetische Lager 400 besteht aus einem ersten 410 und
einem zweiten 420 Magnetzylinder, wobei der erste Magnetzylinder 410 am
Außenmantel
der Kühlmittelzuführung 310 und
der zweite Magnetzylinder 420 an der Innenseite der Hohlwelle 320 angeordnet
ist. Beide Magnetzylinder 410 und 420 sind dabei
so angeordnet, dass sie sich in radialer Richtung gegenüberstehen.
Dabei sind die Abmessungen der beiden Magnetzylinder 410 und 420 so
gewählt,
dass zwischen der Außenfläche des
ersten Magnetzylinders 410 und der Innenfläche des zweiten
Magnetzylinders 420 noch ein Spalt vorhanden ist. Die beiden
Magnetzylinder 410, 420 sind mit ihren Magnetfeldern
so ausgerichtet, dass sie im Spalt gegeneinander abstoßende Kräfte bewirken. Durch
diese sich abstoßende
Kräfte
wird die Kühlmittelzuführung 310 zusammen
mit dem ersten Magnetzylinder 410 im freien Innenraum des
zweiten Magnetzylinders in einen schwebenden Zustand versetzt und
durch die bewirkten absto ßenden
Kräfte
in diesem Innenraum zentriert. Dadurch ist die Kühlmittelzuführung 310 nun beidseitig
in der Hohlwelle 320 fixiert, wodurch sich die Resonanzfrequenz
der Kühlmittelzuführung 310 zu
höheren
Frequenzen und damit weg vom Drehfrequenzbereich des Motors 100 verschiebt.
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Verschiedene
Ausführungsbeispiele
dieser magnetischen Lagerung am Ende 320'' der
Hohlwelle 320 sind in den 2 bis 5 dargestellt
und sollen im Folgenden näher
beschrieben werden.
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2 zeigt
eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Hohlwelle 320 besteht hier aus einem äußeren Mantel 321,
zum Beispiel einer NDE Hohlwelle und einem inneren Mantel 322.
Zwischen dem äußerem und
dem innerem Mantel befindet sich dabei ein Isoliervakuum. Im inneren
Mantel 322 befindet sich die, durch die Dichtungseinrichtung
am Ende 320' der
Hohlwelle 320 von außen
eingeführte
Kühlmittelzuführung 310. Über ein
Wärmerohr 311 in
der Kühlmittelzuführung wird
das Kühlmittel
in den Bereich 320'' der Hohlwelle
und damit auch in die daran anschließende Rotorwelle 110 eingebracht.
Eine Dichtungseinrichtung aus Ferrofluid lagert die Kühlmittelzuführung 310 im Bereich 320' der Hohlwelle 320.
Auf der dazu abgewandten Seite 320'' der
Hohlwelle 320 ist erfindungsgemäß das magnetische Lager 400 vorgesehen.
In dem in 2 gezeigten Beispiel ist auf
der Innenseite der Hohlwelle 320 ein Zylinder 420 aus
Supraleitermaterial, vorzugsweise aus YBCO, angebracht. In axialer
Richtung sind an der gleichen Stelle auf der Kühlmittelzuführung 310 eine Anzahl
von Permanentmagnetringen axial nebeneinander angeordnet. Diese
Anzahl von magnetischen Ringen bildet dann den ersten Magnetzylinder 410,
der sich im freien Innenraum des zweiten Zylinders 420 aus
Supraleitermaterial bewegen kann. Da das magnetische Lager sich
im selben Raum wie das für
die supraleitende Maschine notwendige Kühlmittel befindet, ist vor
dem eigentlichen Betrieb, das heißt bei Raumtemperatur oder
während
der Abkühlphase
des Kühlmittels
auf 77 K oder weniger, der zweite aus supraleitendem Material bestehende
Magnetzylinder noch nicht supraleitend. Dadurch wird die Kühlmittelzuführung 310 zu
diesem Zeitpunkt noch nicht durch das im Bereich 320'' angeordnete magnetische Lager 400 in
radialer Richtung geführt.
Ist die Betriebstemperatur von 77K oder weniger für die supraleitende
Maschine 100 erreicht, wird auch der Zylinder 420 supraleitend,
was dann zusammen mit dem ersten Magnetzylinder und den daraus resultierenden
magnetischen Kräften
zu einer magnetischen Lagerung führt.
Somit wird bei Betriebstemperatur aus der zuvor einseitig fixierten, das
heißt
eingespannten, Kühlmittelzuführung 310 eine
zweiseitig gelagerte Anordnung. Im Betrieb rotiert die Hohlwelle 320 und
damit auch der supraleitende zweite Magnetzylinder 420 um
die feststehende Kühlmittelzuführung 310 und
den daran angeordneten ersten Magnetzylinder 410. Die durch
die Magnetfelder der beiden Magnetzylinder 410 und 420 resultierenden
in radiale Richtung wirkenden Kräfte führen dann
dazu, dass die Kühlmittelzuführung 310 auch
an diesem Ende 320'' der Hohlwelle 320 zentriert
und damit fixiert wird. Mit Bezug auf 2 wurde
bisher nur eine Ausführung
beschrieben, bei welcher der zweite Zylinder 420 aus supraleitendem
Material besteht. Entsprechende Ausführungen, bei denen der erste 410 oder
auch beide Magnetzylinder 410 und 420 aus supraleitendem
Material bestehen, sind für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
genauso denkbar und geeignet.
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In
dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das magnetische
Lager 400, das identisch zu der in 2 gezeigten
magnetischen Lagerung aus einem supraleitenden zweiten Magnetzylinder 420 und
einer Anzahl von Permanentmagnetringen 410 aufgebaut ist,
an einer Stelle im Bereich 320'' der Hohlwelle 320 angeordnet,
der als so genannter Halsrohrflansch ausgebildet ist.
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Beide
in den 2 und 3 gezeigte Ausführungsbeispiele
eines magnetischen Lagers 400 aus Supraleitermaterial haben
insbesondere den Vorteil, dass die Montage der Kälteeinheit 200 und der
Kühlmittelzuführung 310 an
die supraleitende Maschine 100 nicht wesentlich durch das
zusätzliche magnetische
Lager 400 beeinflusst wird. Da der Lagerspalt zwischen
den beiden Magnetzylindern 410 und 420 relativ
groß gewählt werden
kann, und das supraleitend ausgebildete Magnetlager bei Raumtemperatur
noch keine Lagerwirkung entwickelt, ist das Einführen der Kühlmittelzuführung 310 in die Hohlwelle 320 auch
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
unproblematisch.
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4 und 5 zeigen
zwei alternative Ausführungsbeispiele,
die nur aus Permanentmagneten bestehen. Auch hier wird eine berührungslose Zentrierung
des vormals freien Endes der Kühlmittelzuführung 310 durch
das magnetische Lager 400 erreicht. In beiden Ausführungen
sind aber sowohl der erste Magnetzylinder 410 auf der Kühlmittelzuführung 310 als
auch der zweite Magnetzylinder 420 auf der Innenseite der
Hohlwelle 320 als Permanentmagnete ausgebildet. Beide Magnetzylinder
sind auch hier so angeordnet und gepolt, dass im verbleibenden Luftspalt
zwischen den beiden Magnetzylindern 410, 420 radial
abstoßenden
Kräfte
wirken, die zu einer Zentrierung der Kühlmittelzuführung 310 führen. Durch
die Ausbildung der Magnetzylinder, bestehend aus einer Anzahl von
axial nebeneinander angeordneter konzentrischer Permanentmagnetringe,
die mit alternierenden Vorzeichen der Magnetisierungsrichtung nebeneinander
angeordnet sind, können
an den Oberflächen
der Magnetzylinder besonders große radiale Magnetfeldgradienten
und damit letztendlich hohe resultierende sich radial abstoßende Kräfte erzeugt
werden.
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Die
in 4 gezeigte Anordnung der Permanentmagnetringe 411, 412, 421,
und 422 bewirkt eine axiale Magnetisierung, das bedeutet,
dass gleichgerichtete Magnetisierungsrichtungen, wie zum Beispiel 411 und 421 sich
radial gegenüberstehen.
Zwischen den einzelnen Permanentmagnetringen sind ferromagnetische
Scheiben 451 und 452 zur Flussführung eingeführt. Zwischen
diesen Scheiben 451, 452 und den Permanentmagnetringen 411, 412 und 421, 422 können zusätzlich,
in 4 nicht dargestellte, dünne Bleche aus gutleitendem
Metall wie beispielsweise Kupfer- oder Aluminiumbleche, eingefügt sein.
Diese dienen zur zusätzlichen
Schwingungsdämpfung
durch Wirbelströme.
Bei der hier gezeigten Anordnung sollte für eine optimale Wirkung des magnetischen
Lagers 400 der Luftspalt eine Höhe aufweisen, die circa dem
0,1–0,3-fachen
der Breite L der einzelnen Permanentmagnetringe 411, 412, 421, 422 in
axialer Richtung entspricht. Die radiale Dicke der Magnetzylinder
sollte circa dem Wert (L/2 bis 4xL) entsprechen. In einer typischen
Anwendung für eine
supraleitende Maschine, wie beispielsweise einen supraleitenden
Motor oder Generator, wird der Durchmesser der Kühlmittelzuführung 310 einen Wert
von 1–3
cm aufweisen. Dementsprechend werden die Permanentmagnetringe 411, 412, 421, 422 eine
Breite von etwa 0,4 – 1
cm und eine radiale Dicke von 0,2 – 2,5 cm aufweisen. Die ferromagnetischen
Scheiben sollten eine Dicke von 1–4 mm und der Luftspalt zwischen
dem feststehenden ersten Magnetzylinder 410 und dem rotierendem
zweitem Magnetzylinder 420 sollte eine Höhe von 0,7 – 2,5 mm
aufweisen.
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Die
in 5 gezeigte Anordnung der Permanentmagnetringe 413, 414, 423, 424 bewirkt
eine radiale Magnetisierung, das heißt gegensätzliche Magnetisierungsrichtungen,
wie zum Beispiel 413 und 423, stehen sich radial
gegenüber.
Auf der dem Luftspalt abgewandten Seiten können die Permanentmagnetringe
in ferromagnetischen Rohrstücken 461 und 462,
die als Halterung und magnetischer Rückschluss wirken, gelagert
sein. Der Luftspalt weist auch hier typischerweise eine Höhe des 0,1
bis 0,3-fachen der Breite L der Permanentmagnetringe L auf. Die
radiale Dicke der Permanentmagnetringe 413, 414, 423 und 424 wird
hier einen Wert von 0,3xL bis L aufweisen. Die einzelnen Permanentmagnetringe
sind vorzugsweise aus Nd-B-Fe oder Sm-Co. In einer typischen Anwendung
für einen
supraleitenden Motor oder Generator wird der Durchmesser der Kühlmittelzuführung 320,
die auch als Kryoheatpipe bezeichnet wird, einen Wert von 1–3 cm aufweisen. Die
Permanentmagnetringe werden typischerweise eine Breite von etwa
0,4 bis 1 cm und eine radiale Dicke von 0,4 bis 1 cm aufweisen.
Die hier vorgesehenen ferromagnetischen Rohrstücke 461 und 462 sind circa
2–4 mm
dick, der Luftspalt zwischen festem und rotierendem Magnetstapel
weist eine Höhe
von 0,7 – 2,5
mm auf.