DE2407704C3

DE2407704C3 - Multi-phase synchronous machine with a superconducting field winding

Info

Publication number: DE2407704C3
Application number: DE19742407704
Authority: DE
Inventors: Mailfert Morsang-sur-Orge; Michel Renard Prof. Grenoble; Alain (Frankreich)
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1973-02-21
Filing date: 1974-02-18
Publication date: 1977-02-24

Description

6. Mehrphasensynchronmaschine nach einem der 40 chronmaschine ist ein bespielsweise zweipoliger Wech-6. The multi-phase synchronous machine after one of the 40 chronometer machines is, for example, a two-pole alternating

Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen supraleitenden Schalter, welcher im Beharrungszustand die Feldwicklung kurzschließt.Claims 1 to 5, characterized by a superconducting switch, which in the steady state the field winding shorts.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrphasensynchronmaschine mit einer supraleitenden Feldwicklung, die konzentrisch innerhalb einer Hohlwelle angeordnet ist welche im Innern einen Kryostaten und am Umfang eine Dämpfereiiirichtung aufweist.The invention relates to a multiphase synchronous machine with a superconducting field winding, which is arranged concentrically inside a hollow shaft which has a cryostat and inside has a damping device on the circumference.

Es ist bereits eine dynamoelektrische Maschine mit einer Statorwicklung und einer Rotorwicklung bekannt (DT-OS 21 17 192, FR-PS 20 89 515), bei der eine der gerade erwähnten Wicklungen eine supraleitende Gleichstromwicklung ist und bei der die andere Wicklung so ausgebildet ist, daß sie Wechselströme führt, die während des Betriebs der Maschine eine Magnetflußverteilung bewirken, welche sich in bezug auf die supraleitende Wicklung ändert. Bei dieser bekannten Maschine ist ferner eine Abschirmung für einen elektromagnetischen Fluß zwischen den beiden Wicklungen vorgesehen und in bezug auf die supraleitende Wicklung derart drehbar befestigt und so ausgebildet, daß sie die supraleitende Wicklung gegenüber der sich ändernden Flußverteilung abschirmt und dadurch Wechselstromverluste in der supraleitenden Wicklung verselstromgenerator. Sie kann ebenso ein Synchronmotor sein. Es kann gegebenenfalls aber auch eine Vollwelle anstatt einer Hohlwelle verwendet werden, und die durch die Wicklungen und die Dämpiereinrichtung gebildete Anordnung kann um die Welle herum angeordnet sein.A dynamo-electric machine with a stator winding and a rotor winding is already known (DT-OS 21 17 192, FR-PS 20 89 515), in which one of the just mentioned windings is a superconducting direct current winding and in which the other winding is designed so that it carries alternating currents, which during operation of the machine a magnetic flux distribution cause which changes with respect to the superconducting winding. In this known machine is also a shield for electromagnetic flux between the two windings provided and so rotatably mounted with respect to the superconducting winding and designed so that it shields the superconducting winding from the changing flux distribution and thereby alternating current losses Verselstromgenerator in the superconducting winding. It can also be a synchronous motor. If necessary, however, it can also be a full wave can be used instead of a hollow shaft, and that formed by the windings and the damping device Arrangement can be arranged around the shaft.

Der Wechselstromgenerator besitzt ein festes Gestell 10 (Fig.2), welches eine Ankerwicklung 11 trägt und in welchem die rotierende Anordnung untergebracht ist. Die Ankerwicklung U besteht aus einem elektrisch gut leitendem Werkstoff, wie z. B. Kupfer oder Aluminium; sie arbeitet bei den üblichen Temperaturen von Ankerwicklungen bekannter Wechselstromgeneratoren. Das Gestell 10 trägt an seinen Enden Lager 12 und 13 für die Aufnahme bzw. Zentrierung einer umlaufenden Hohlwelle 14. Diese Lager 12, 13 sind so weit von der Ankerwicklung 11 und den Wicklungen der rotierenden Anordnung entfernt, daß der durch diese Lager hindurchtretende Magnetfluß klein bleibt.The alternator has a fixed frame 10 (FIG. 2) which carries an armature winding 11 and in which the rotating assembly is housed. The armature winding U consists of one electrically conductive material, such as. B. copper or aluminum; it works at the usual temperatures of armature windings of known alternators. The frame 10 carries at its ends Bearings 12 and 13 for receiving or centering a rotating hollow shaft 14. These bearings 12, 13 are so far removed from the armature winding 11 and the windings of the rotating assembly that the magnetic flux passing through these bearings remains small.

Der Rotor weist eine supraleitende Feldwicklung 15 auf. Diese Feldwicklung ist bei der beschriebenen Ausführungsform eine zweipolige Wicklung und wird von einem Gleichstrom durchflossen, der im Beharrungszustand der Maschine konstant ist. Die Feldwicklung 15 ist gemäß der üblichen Technologie der supraleitenden Magnete ausgeführt so daß ihre Ausbildung hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden braucht. Das su-The rotor has a superconducting field winding 15. This field winding is in the described embodiment a two-pole winding and a direct current flows through it, which in the steady state of the machine is constant. The field winding 15 is superconducting according to the usual technology Magnets designed so that their training need not be described in detail here. The su-

pralehende Material kann insbesondere ein zusammengesetztes Adern- bjiw. Teillehemraterial sein, bei welkem Teffleher aus einer Legierung von Niob und Titan in einer Kiipfermaträ eingebettet sind und dann einen Kreisquerschnitt oder Rechteckquerschnitt erhalten. Pie isolierten Teilleiter sind am Umfang einer zylindrischen Trommel 29 in Nuten untergebracht Diese Trommel 29 kann aus magnetischem oder unmagnetischem Stahl — da die Induktionen sehr hoch rnd —. aus einem Isolierstoff oder auch aus einem Metall mit guter mechanischer Festigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit bestehen. Bei Verwendung eines Kunststoffs ist dieser zweckmäßig faserverstärkt oder mit Teilleitern bewehrt Von den verwendbaren Metallen seien insbesondere die Leichtmetallegierungen auf Aluminiumbasis erwähnt Die Feldwicklung IS und die sie tragende Trommel 29 sind mit Kühlkanälen für den Umlauf eines Vryogenen Strömungsmittels versehen. Da die Feldwicklung 15 im Betrieb den von ihrem Eigenfeld herrührenden magnetischen Beanspruchungen und den -von der Fliehkraft herrührenden mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist, muß sie an der Trommel 29 durch eines der üblichen Mittel festgelegt werden.Pralehende material can in particular be a composite Veins bjiw. Partial teaching material, with wilted Teffleher made of an alloy of niobium and titanium are embedded in a Kiipfermaträ and then a Obtain circular cross-section or rectangular cross-section. Pie insulated sub-conductors are on the circumference of a cylindrical Drum 29 housed in grooves This drum 29 can be made of magnetic or non-magnetic Steel - because the inductions are very high. from an insulating material or from a metal with consist of good mechanical strength and good thermal conductivity. When using a plastic is these are expediently fiber-reinforced or reinforced with partial conductors. Of the metals that can be used, in particular the light metal alloys based on aluminum mentioned The field winding IS and the one carrying it Drum 29 are provided with cooling channels for the circulation of a vryogenic fluid. As the field winding 15 the magnetic stresses arising from their own field during operation and the - mechanical stresses caused by centrifugal force is exposed, it must be secured to drum 29 by any conventional means.

Die Feldwicklung 15 muß zumindest während der Anlaßperiode mit einem Gleichstrom gespeist werden. Diese Speisung kann entweder durch eine mit statischen Gleichrichtern kombinierte angebaute Erregermaschine erfolgen oder von außen. Die zweite Lösung ist beispielsweise in F i g. 1 dargestellt, wobei Gleitkontakte 16 und 17 mit festen Schjeifbürsten und Schleifringen gezeigt sind, die von einem Mantel 18 getragen sind, der mit der die Feldwicklung 15 tragenden Trommel 29 verbunden ist Die die Schleifkontakte mit der Feldwicklung 15 verbindenden Leitungen liegen im Innern des Mantels 18; sie müssen natürlich so ausgebildet sein, daß eine Wärmezufuhr zu der Zone niedriger Temperatur möglichst vermieden istThe field winding 15 must at least during the Starting period are fed with a direct current. This supply can either be a static one Rectifiers combined mounted exciter or from the outside. The second solution is for example in FIG. 1 shown, with sliding contacts 16 and 17 with fixed Schjeifbürste and slip rings are shown, which are carried by a jacket 18 with the field winding 15 supporting drum 29 is connected. The lines connecting the sliding contacts to the field winding 15 are located inside of the jacket 18; they must of course be designed so that a heat input to the zone is lower Temperature is avoided as much as possible

I Inabhängig von der zur Speisung der Feldwicklung 15 bein Hochfahren der beschriebenen Wechselstrommaschine gewählten Lösung weist die Feldwicklung 15 zweckmäßigerweise einen supraleitenden Schalter auf, der beim Hochfahren geöffnet ist und der im Beharrungszustand die Feldwicklung 15 kurzschließt. Gleichzeitig muß die Speisung von außen unterbrochen werden. I Depending on the one used to feed the field winding 15 when starting up the described alternating current machine, the field winding 15 expediently on a superconducting switch which is open when starting up and which is in the steady state the field winding 15 short-circuits. At the same time, the external supply must be interrupted.

Die Feldwicklung 15 ist in einem kryostaten mit einer Innenwand 19 und einer Außenwand 20 eingeschlossen und ist an der Innenwand 19 des Kryostaten mit Hilfe von Zentrierstücken befestigt, welche bei der dargestellten Ausführungsform den Mantel 18 und Verbindungs· tücke 21 umfassen. Die. Außenwand 20 des Kryostaten selbst ist in der Welle zentriert und an dieser durch Teile befestigt, welche einen möglichst großen Wärmewiderstand haben müssen und mit 22 angedeutet sind. Andererseits brauchen diese Teile nur eine sehr begrenzte mechanische Festigkeit zu besitzen.The field winding 15 is enclosed in a cryostat with an inner wall 19 and an outer wall 20 and is attached to the inner wall 19 of the cryostat with the aid of centering pieces, which at the The embodiment shown encompass the jacket 18 and connecting pieces 21. The. Outer wall 20 des The cryostat itself is centered in the shaft and attached to it by parts that are as large as possible Must have thermal resistance and are indicated with 22. On the other hand, these parts only need one have very limited mechanical strength.

Zwischen dem Kryostaten und der Hohlwelle 14 ist eine übliche Wärmeisolierung vorgesehen. Die Teile 22 können durch Flansche oder Bauteile in Form eines symmetrischen Umdrehungskörpers aus rostfreiem 6n Stahl mit geringer Wärmeleitfähigkeit gebildet sein. Diese Verbindungen können einen sehr geringen Querschnitt haben, da, wie weiter unten noch ausgeführt wird, die Feldwicklung gegenüber der Welle nur einem dem allgemeinen geringen Drehmoment ausgesetzt ist, welches im Gleichgewichtszustand des Betriebs sogar Null sein kann.Conventional thermal insulation is provided between the cryostat and the hollow shaft 14. The parts 22 can by means of flanges or components in the form of a symmetrical body of revolution made of stainless 6n Steel with low thermal conductivity can be formed. These connections can have a very small cross section have, as will be explained further below, the field winding opposite the shaft only one is exposed to the general low torque, which in the steady state of operation even Can be zero.

Zur Speisung des Kryostaten mit dem Strömungsmittel ist ein mittlerer Stutzen 23 vorgesehen, welcher in die die Feldwicklung 15 tragende Trommel 29 mündet Durch diesen Stutzen 23 wird das kryogene Strömungsmittel eingespritzt, welches flüssiges Helium oder noch besser hyperkritisches Helium sein kann. Das verdampfte Helium kehrt in den Raum zwischen dem Stutzen 23 und dem Mantel 18 zurück (welcher zweckmäßigerweise mit einer Isolierung versehen ist). Das Helium wird durch eine Leitung 24 abgeleitet welche in eine feste Sammelleitung 25 mündet die mit der Endfläche des Mantels 18 durch eine Drehdichtung 26 zusammenwirktA central connector 23 is provided for feeding the cryostat with the fluid into which the field winding 15 carrying drum 29 opens The cryogenic fluid, which is liquid helium, is injected through this nozzle 23 or better yet, hypercritical helium. The vaporized helium returns to the space between the connector 23 and the jacket 18 back (which is expediently provided with insulation). The helium is discharged through a line 24 which opens into a fixed collecting line 25 with the The end face of the jacket 18 cooperates by means of a rotary seal 26

Die Welle 14 trägt eine einen passiven Schirm darstellende Dämpfereinrichtung 27 und eine HiUwicklung 28 die in radial verlaufenden Nuten 30 untergebracht sind. Bei der dargestellten Ausführungsform liegen die Dämpfereinrichtung 27 und die Hilfswicklung 28 an der Außenseite der Hohlwelle 14 und zwar derart, daß die Hilfswicklung 28 die Dämpferwicklung umgibt Für die Welle 14 wird ein Material mit hoher mechanischer Festigkeit gewählt und zwar im allgemeinen magnetischer oder unmagnetischer Stahl.The shaft 14 carries a damper device 27, which represents a passive screen, and a winding 28 which are accommodated in radially extending grooves 30. In the illustrated embodiment, the Damper device 27 and the auxiliary winding 28 on the outside of the hollow shaft 14 in such a way that the Auxiliary winding 28 surrounds the damper winding. A material with high mechanical strength is used for the shaft 14 chosen, generally magnetic or non-magnetic steel.

Die Dämpfereinrichtung 27, die in üblicher Weise ausgebildet ist dient der Abschirmung von Wechselfeldern, um die Supraleitfähigkeit während des Betriebes sicherzustellen. Sie wird im allgemeinen durch eine Kurzschlußwicklung mit einer den Käfigankern von Asynchronmotoren entsprechenden Schaltung gebildet.The damper device 27, which is designed in the usual way, is used to shield alternating fields, to ensure superconductivity during operation. It is generally carried out by a Short-circuit winding formed with a circuit corresponding to the squirrel cage armature of asynchronous motors.

Die von der Welle 14 getragene Hilfswicklung 28 ist um 90° elektrisch zu der Feldwicklung 15 verschoben, so daß man mit dem kleinsten Strom in der Hilfswicklung 28 und somit mit der geringsten Wärmeentwicklung in dieser Hilfswicklung 28 das Moment welches die Feldwicklung 15 gegenüber der Welle 14 zu drehen versucht, zu Null macht oder wenigstens auf einen sehr kleinen Wert bringen kann.The auxiliary winding 28 carried by the shaft 14 is electrically shifted by 90 ° to the field winding 15, so that with the smallest current in the auxiliary winding 28 and thus with the least amount of heat in this auxiliary winding 28 the moment which the field winding 15 rotates with respect to the shaft 14 tries to make zero or at least can bring it to a very small value.

Da der von der Feldwicklung erzeugte Magnetfluß eine stark abnehmende Funktion des radialen Abstands von der Oberfläche der Feldwicklung 15 ist, müssen die Hilfswicklung 28 und die Hohlwelle 14 die gerinstmögliche Dicke haben. Da die Hilfswicklung 28 auf einer mit der Verwendung von üblichen elektrischen Isolierstoffen verträglicher Temperatur gehalten werden muß, muß sie mit einem nicht dargestellten Kühlkreis versehen werden. Im allgemeinen wird eine Wasserkühlung benutzt. Es kann jedoch auch eine Kühlung durch ein kryogenes Strömungsmittel mit einer zwischen der Supraleitfähigkeitstemperatur und der Raumtemperatur liegenden Zwischentemperatur verwendet werden. Ferner kann ein Umlauf von flüssigem Stickstoff erfolgen. Bezüglich der Speisung der Hilfswicklung 38 sei noch bemerkt daß der hierfür dienende Gleichstrom — der über zwei von der Welle 14 getragene Schleifringe 41 geleitet wird — eine zur Stärke der Wirkkomponente des von dem Anker 11 des Wechselstromgenerators gelieferten Wechselstroms proportionale Stärke besitzt. Um diese Proportionalität zu erzielen, kann eine einfache wattmetrische Vorrichtung verwendet werden, die den Wert der Wirkkomponente an einen zwischen dem Wechselstromgenerator und den Gleichrichtern angeordneten Spannungsteiler (z. B. an einen Spartransformator) liefert. In allen Fällen beträgt die für die Hilfswicklung 28 aufzuwendende Leistung größenordnungsmäßig ein Tausendstel der Ausgangleistung des Wechselstromgeneralors.Since the magnetic flux generated by the field winding is a greatly decreasing function of the radial distance from the surface of the field winding 15, the auxiliary winding 28 and the hollow shaft 14 must be the smallest possible Have thickness. Since the auxiliary winding 28 on one with the use of conventional electrical insulating materials must be kept compatible temperature, it must be with a cooling circuit, not shown be provided. Water cooling is generally used. However, cooling can also be used by a cryogenic fluid at between the superconductivity temperature and the Intermediate temperature lying room temperature can be used. Furthermore, a circulation of liquid Nitrogen. Regarding the supply of the auxiliary winding 38, it should be noted that the one used for this Direct current - which is passed through two slip rings 41 carried by shaft 14 - one to strength the active component of the alternating current supplied by the armature 11 of the alternator possesses proportional strength. A simple wattmetric device can be used to achieve this proportionality used, which is the value of the active component to one between the alternator and the rectifiers arranged voltage dividers (z. B. to an autotransformer) supplies. In all cases the power to be used for the auxiliary winding 28 is on the order of a thousandth of that AC generalor output power.

Die Ankerwicklung 11 ist z. B. durch einen Zwangswasserumlauf gekühlt. Die Leiter können unterteilt und verschränkt sein, um die Wirbelstromverluste geringzu-The armature winding 11 is z. B. cooled by a forced water circulation. The ladder can be divided and entangled in order to reduce the eddy current losses

halten.keep.

Gemäß der in F i g. 2 gezeigten Schnittansicht ist die Ankerwicklung 11 in Nuten eines Halters untergebracht welcher entweder aus einem faserverstärkten Isolierstoff oder aus einem magnetischen oder unmagnetischen Stahl gebildet sein kann. Im zuletzt genannten Falle ist der Halter in der zur Achse der elektrischen Maschine senkrechten Ebene lamelliert ausgebildet um Verluste zu vermeiden.According to the in F i g. 2, the armature winding 11 is accommodated in grooves of a holder which is either made of a fiber-reinforced insulating material or a magnetic or non-magnetic Steel can be formed. In the latter case, the holder is in the direction of the axis of the electrical Machine formed in a vertical plane laminated to avoid losses.

Der in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaute Wechselstromgenerator zeichnet sich durch die Verwendung eines fest mit seiner Antriebswelle verbundenen Feldmagneten aus, wodurch jeder gegenseitige Schlupf vermieden wird. Ferner ist in den Wärmeweg zwischen der Welle und dem supraleitenden Feldmagneten ein Weg mit einem hohen thermischen Widerstand eingeschaltet wodurch die Leistung der vorzusehenden kryogenen Anlage beträchtlich herabgesetzt wird.The alternator constructed in the manner described above is characterized by Use of a field magnet that is firmly connected to its drive shaft, making each mutual Slippage is avoided. Furthermore, in the heat path between the shaft and the superconducting field magnet a path with a high thermal resistance switched on thereby reducing the performance of the to be provided cryogenic plant is considerably reduced.

Der in F i g. 3 dargestellte Wechselstromgenerator entspricht weitgehend dem ir F i g. 1 dargestellten Wechselstromgenerator. Demgemäß sind in F i g. 3 und 1 vorgesehene, einander entsprechende Bauteile auch mit denselben Bezugszeichen bezeichnet worden. In Abweichung von der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform ist bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform die die Feldwicklung 15 tragende Trommel 29 in zwei Lagern 32, 35 gelagert Von diesen Lagern ist das Lager 32 ortsfest und das Lager 35 ist in einer Ausnehmung der Weile 14 angeordnet Das Lager 32 kann im übrigen auch von der Welle 14 getragen sein. Zwischen dem Kryostaten und der die Feldwicklung 15 tragenden Trommel 29 sind Verbindungsstücke 121 vorgesehen.The in F i g. The alternator shown in FIG. 3 largely corresponds to FIG. 1 shown Alternator. Accordingly, in FIG. 3 and 1 provided, corresponding components also have been designated with the same reference numerals. In deviation from the in F i g. 1 illustrated embodiment is with the in F i g. 3, the drum carrying the field winding 15 29 stored in two bearings 32, 35 Of these bearings, the bearing 32 is stationary and the bearing 35 is in one The bearing 32 can also be carried by the shaft 14. There are connecting pieces 121 between the cryostat and the drum 29 carrying the field winding 15 intended.

Die in Fig.3 dargestellte Ausführungsform des Wechselstromgenerators weist neben den beiden Schleifringen 41 für die Speisung der Hilfswicklung 28 noch einen dritten Schleifring 37 auf, der mit einem Felddetektor 36 verbunden ist welcher in der Welle 14 untergebracht sein kann.The embodiment of the shown in Figure 3 In addition to the two slip rings 41, the alternator has for supplying the auxiliary winding 28 still a third slip ring 37, which with a Field detector 36 is connected which can be accommodated in the shaft 14.

Während die Feldwicklung 15 des Wechselstromgenerators gemäß F i g. 1 an der Welle 14 befestigt ist ist die Feldwicklung 15 des Wechselstromgenerators gemäß F i g. 3 wenigstens über einen gewissen Winkel frei drehbar gegenüber der Welle 14 angebracht Aus diesem Grunde ist die die Feldwicklung 15 tragende Trommel 29 in den beiden Lagern 32 und 35 gelagertWhile the field winding 15 of the alternator according to FIG. 1 is attached to the shaft 14 is the field winding 15 of the alternator according to FIG. 3 at least over a certain angle Mounted freely rotatable relative to the shaft 14. For this reason, the field winding 15 is supported Drum 29 mounted in the two bearings 32 and 35

In dem Diagramm gemäß Fig.4 ist die Lage der durch die einzelnen Ströme erzeugten Felder veran schaulicht. Das durch den in der Ankerwicklung 11 flie ßenden Strom erzeugte Feld ist mit Hn bezeichnet unc das in der Feldwicklung 15 erzeugte Feld ist mit Hu s bezeichnet. Die Phasenverschiebung ψ zwischen dem Feld H\ ι und dem Feld H\s hängt von den Kenngrößen des gespeisten elektrischen Netzes ab; diese Kenngrößen können sich zeitlich ändern.
Das durch die Hilfswicklung 28 erzeugte Feld ist milIn the diagram according to FIG. 4, the position of the fields generated by the individual currents is illustrated. The field generated by the current flowing in the armature winding 11 is denoted by Hn and the field generated in the field winding 15 is denoted by Hu s. The phase shift ψ between the field H \ ι and the field H \ s depends on the parameters of the powered electrical network; these parameters can change over time.
The field created by the auxiliary winding 28 is mil

ίο //28 bezeichnet; es muß stets der Wirkkomponente Hi des Feldes Wn — d. h. seiner zu dem Feld His senkrechten Komponente — das Gleichgewicht halten. Während dies bei dem in F i g. 1 dargestellten Wechselstromgenerator, bei dem die Hilfswicklung 28 zur FeIdwicklung 15 um 90° elektrisch verschoben angeordnet ist dadurch erzielt wird, daß durch die Hilfswicklung 28 ein Strom geleitet wird, der ein Feld Hm = - Ha erzeugt wird, wird bei dem in F i g. 3 dargestellten Wechselstromgenerator der erwähnte Gleichgewichtszustand dadurch erzielt daß durch die Hilfswicklung 28 ein Strom zur Erzeugung eines Feldes Hn geleitet wird, welches gegenüber dem Feld Hn der Feldwicklung 15 um einen Winkel θ verschoben ist der zwi sehen einem unteren Grenzwert — für welchen der elektrische Verbrauch nicht zu groß wird (z. B. 30°) — und einem oberen Wert — für welchen bei einem Stoß kein Außertrittfallen auftritt (z. B. 60°) — liegt. Jede Änderung des die Hilfswicklung 28 durchfließenden Stromes hat unter sonst gleichen Umständen eine Ver-Schiebung des Endes des Feldvektors Hx längs der Geraden δ parallel zur Richtung des Feldes His zur Folge. Um das gewünschte Ergebnis zu erreichen, genügt es, die Hilfswicklung 28 über die Schleifkontakte 41 zu speisen, so daß das Feld Hn nicht aus dem schraffierten Bereich zu dem Feld Hn, austritt wenn H» am größten ist Zur Steigerung des Wirkungsgrades wird bei dem in Fig.3 dargestellten Wechselstromgenerator jedoch z. B. mittels des Felddetektors 36 die Verschiebung zwischen dem Feld His und dem Feld /Λβ ermittelt und das dadurch erzeugte Signal einer (nicht dargestellten) Regelschaltung über den bereits erwähnten Schleifkontakt 37 zugeführt Die betreffende Regelschaltung erhöht dann schrittweise den Strom, wenn das Feld ffts aus den bestimmten (schraffierten) Winkelbereich inίο // 28 denotes; the active component Hi of the field Wn - that is, its component perpendicular to the field His - must always keep the equilibrium. While this in the case of FIG. AC generator illustrated in Figure 1 in which the auxiliary winding 28 is arranged electrically shifted to FeIdwicklung 15 to 90 ° is achieved in that a current is passed through the auxiliary winding 28 of a field Hm = - Ha is generated, wherein in F i g . 3 alternating current generator shown the aforementioned state of equilibrium achieved in that a current to generate a field Hn is passed through the auxiliary winding 28, which is shifted by an angle θ from the field Hn of the field winding 15 between a lower limit value - for which the electrical consumption is not becomes too large (e.g. 30 °) - and an upper value - for which no falling out of step occurs in the event of a shock (e.g. 60 °) - lies. Any change in the current flowing through the auxiliary winding 28 results, under otherwise identical circumstances, in a displacement of the end of the field vector Hx along the straight line δ parallel to the direction of the field His . In order to achieve the desired result, it is sufficient to feed the auxiliary winding 28 via the sliding contacts 41 so that the field Hn does not exit from the hatched area to the field Hn when H »is greatest Fig.3 shown alternator, however, for. B. by means of the field detector 36 the shift between the field His and the field / Λβ is determined and the signal generated thereby is fed to a control circuit (not shown) via the aforementioned sliding contact 37. The control circuit in question then increases the current gradually when the field ffts off the certain (hatched) angular range in

Richtung auf Hm austritt; sie verringert den Strom bei Austritt des Feldes Hn aus dem betreffenden schraffierten Winkelbereich in Richtung zu Hi 5 hin. Exit towards Hm; it reduces the current when the field Hn exits the relevant hatched angular area in the direction of Hi 5.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

I. Mehrpluisensynclironmaschiiie with a superconducting Field winding which is arranged concentrically within a hollow shaft which is inside “Inside a cryostat and a damper device on the periphery has, characterized in that on the WeUe (14) a direct current fed and to the field winding (15) by 90 ° electrical displaced Hflfswiekjung ^) arranged and the the auxiliary winding dujshffiffcnde Glepstrom vom Armature active current is dependent

Z multi-phase synchronous machine according to claim 1, characterized in that the auxiliary winding (28) by circulating water to a temperature close to the room temperature or through Circulation of a cryogenic liquid at an intermediate temperature between room temperature and the temperature of the field winding is cooled

3. Multi-phase synchronous machine according to claim 1 or 2, characterized in that the shaft (14) is provided with grooves in which the conductors of the auxiliary winding (28) and the damper device (27) are housed.

4. Multi-phase synchronous machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Field winding (15) and the shaft (14) by holder (21) low mechanical strength and high Thermal resistance are connected.

5. Multi-phase synchronous machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that at against the shaft freely rotatable field winding the current in the auxiliary winding depends on the The angle of rotation between the field winding with respect to the shaft is regulated in such a way that the angular displacement a certain value below 90 ° electrical, in particular about 60 ° electrical not exceeds

but prevents the interaction of the constant flow of the superconducting winding with the other winding is allowed by these measures is also intended in the known machine in question, the occurrence of eddy current losses in any Electrically conductive material can be prevented, which is in the protected area by the shield is present such as B. in the arrangement carrying the superconducting winding. It has now been shown that despite this shielding, relatively high heat losses still occur in the known machine be able.

"The invention is accordingly based on the object a way to show how in a polyphase synchronous machine of the type mentioned in particular low W? xnK: losses can be achieved.

The above-mentioned object is achieved with a Μβηφη ^ ωνηαίΓοηπκΜ, αιίηβ of those mentioned at the beginning Art according to the invention in that a DC-fed and field winding on the shaft Arranged auxiliary winding electrically shifted by 90 ° and the direct current flowing through the auxiliary winding depends on the armature active current. This has the advantage that with relatively little circuitry and design effort, the heat losses in the multi-phase synchronous machine very much can be kept low.

The invention is explained in more detail below with reference to drawings

F i g. 1 shows schematically in a longitudinal section a two-pole three-phase synchronous machine according to FIG Invention.

2 shows an enlarged sectional view longitudinally the in F i g. 1 and 3 registered lines 11-11.

3 shows schematically a modification of the in F i g. 1 illustrated three-phase synchronous machine.

F i g. 4 shows in a diagram the position of the fields in the three-phase synchronous machine according to FIG. 3.

The in F i g. 1 to 3 shown multi-phase syn-