DE2736091C3 - Umlaufende elektrische Maschine mit supraleitendem Rotor - Google Patents

Umlaufende elektrische Maschine mit supraleitendem Rotor

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine umlaufende elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine derartige Maschine zeigt die DE-OS 21 17 192. Dabei ist der vom Rotorkörper getrennte Abschirmkörper mit einer mechanischen Verstärkung versehen, um auf diese Weise den durch sich ändernde magnetische Felder entstehenden Kräften widerstehen zu können. Diese Verstärkung ist aufgeschrumpft und erzeugt so eine als Druckspannung wirkende Vorspannung. Durch die Aufteilung des Rotors in zwei Teile kann der innere Teil verhältnismäßig dünn ausgebildet sein, um den Wärmezustrom in die supraleitende Wicklung möglichst gering zu halten.
Weiter ist aus der BE-PS 6 73 209 eine Maschine bekannt, bei welcher der Abschirmkörper innen und außen mit Verstärkungskörpern bewehrt ist. Dadurch wird aber die Gesamtspannung an der Oberfläche des inneren Abschirmkörper sehr groß, was zu einer vorzeitigen Zerstörung der Maschine führen kann.
Die DE-OS 25 16 336 betrifft einen bekannten Elektromaschinenrotor mit Tiefsttemperatur-Erregerwicklung. Die auf dem Rotor sitzende Erregerwicklung arbeitet dabei z. B. bei der Temperatur von flüssigem Helium. Zwischen dem Tragezylinder und dem geschlossenen Zylinderkörper, der die Erregerwicklung trägt, ist ein abgedichteter Raum vorgesehen, der unter
ίο Vakuum setzbar ist Bei dem zylindrischen Körper handelt es sich um ein Metallgehäuse, das mit Isolierstoffen gefüllt ist, in die zur Aufnahme der Erregerwicklung Nuten eingebettet sind.
Die Erfindung macht von einem solchen supraleitenden Rotor Gebrauch, um den Widerstand der Wicklung wesentlich hei absetzen zu können. Zum Schutz dieser supraleitenden Wicklung vor dem Einfluß des Magnetflusses des Stators, und um die extrem tiefe Temperatur /gegen abgestrahlte Wärme aufrechtzuerhalten, dient
ipbjder zylindrische Abschirmkörper. Die supraleitenden
- ^Wicklungen müssen gegen den Wechselmagnetfluß geschützt werden, da die Supraleitfähigkeit durch Eindringen eines Wechselrnagnetflusses niedriger Frequenz vom Stator her leicht verloren geht.
ι Aus diesem Gnind muß der abschirmende Körper aus einem Werkstoff mit ausreichend niedrigem elektrischen Widerstand bestehen, z. B. aus reinem Kupfer,
• Silber oüer Aluminium.
Diese Leiterwerkstoffe haben aber im allgemeinen ,eine geringe mechanische Festigkeit, weshalb die ' -Gefahr besteht, daß der abschirmende Körper durch die , Zentrifugalkraft elastisch oder ständig verformt wird,
■ wenn der Rotor mit hoher Drehzahl, beispielsweise 3600 min-', läuft. Um eine derartige Verformung zu vermeiden, wurde bereits versucht, einen zylindrischen Verstärkungsköiper eines Werkstoffs großen Elastizitätsmoduls an der äußeren Umfangsfläche des Ab- ;schirmkörpers zu befestigen, um so letzteren widerstandsfähig gegen die Zentrifugalkraft zu machen (US-PS 3 679 920).
Zusätzlich zur Zentrifugalkraft ist der abschirmende Körper äußerst hohen elektromagnetischen Kräften bei Ausfall oder einer Störung der elektrischen Maschine selbst oder des äußeren Leistungs- bzw. Stromüberlragungssystemsausgesetzt,diederZentrifugalkraft überlagert werden. Diese elektromagnetischen Kräfte werden entsprechend einer Sinuskurve verteilt, wobei sich die Kurve innerhalb und außerhalb des Abschirmkörpers bewegt, derart, daß der Abschirmkörper einer Verbiegungskraf t unterliegt, die dessen Verformung in einer der sinusförmigen elektromagnetischen Kraft entgegengesetzten Richtung hervorruft.
Wenn deshalb ein reiner Leiterwerkstoff für den Abschirmkörper verwendet wird, kann der zylindrische Abschirmkörper infolge der außerordentlich starken Verformung wegen des zu geringen Elastizitätsmoduls des Werkstoffes verzogen oder geknickt werden.
Diese Knick- oder Krümmungsneigung wird verringert durch Anordnen eines Verstärkungskörpers an der Innenseite des Abschirmkörpers in enger Befestigung an diesem. Der Widerstand gegen die Zentrifugalkraft wird auch hier erhöht, wenn die Befestigungsflächen der zylindrischen Verstärkungskörper und des Abschirmungskörpers aneinander anhaften.
Bezüglich der Verbiegungskraft wird die Dehnung oder Streckung proportional zum Abstand von der neutralen Faser oder Linie der Verbiegung größer, derart, daß die maximale Dehnung oder Spannung an
der Umfangsfläche des Abschirmkörpers auftritt. Diese maximale Dehnung wird erheblich, wenn der Abschirmkörper und der zylindrische Verstärkungskörper anderen Werkstoffs übereinander angeordnet oder schichtweise angeordnet sind, da die neutrale Fläche der Biegung im Verstärkungskörper vorhanden ist, wodurch Bruchgefiihr für den Abschirmkörper besteht.
Die gleiche Gefahr besteht beim Anordnen eines zylindrischen Verstärkungskörpers an der Außenumfangsfläche des Abschirmkörpers bei enger Befestigung mittels Anklpbens der Paßflächen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine umlaufende elektrische Maschine mit supraleitendem Rotor vorzusehen, bei der die Spannung im Abschirmkörper erheblich verringert ist. Dabei soll eine drehende elektrische Maschine mit einem supraleitendem Rotor geschaffen werden, bei der der Abschirmkörper gleichzeitig gegenüber der Zentrifugalkraft und den elektromagnetischen Kräften geschützt ist.
j Zur Lösung dieser Aufgabe sind gemäß de, Erfindung , ' die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angeführten Merkmale vorgesehen.
Zweckmäßigere weitere Ausbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 im Schnitt einen supraleitenden Rotor;
Fig.2 bis 4 erläuternde Darstellungen für die Spannungsverteilung eines inneren Abschirmkörpers, , der mit Verstärkungskörpern versehen ist, beim Einsatz ·'- in einer elektrischen Maschine.
F i g. 5 im Schnitt den wesentlichen Teil eines anderen inneren Abschirmkörpers, der mit Verstärkungskörpern versehen ist.
In F i g. 1 ist ein supraleitender Rotor eines Wechsel-
'stromgeneratot s dargestellt, wobei der Rotor allgemein aus einer Rotorwelle, einer Feldwicklung 5 und einem
''Kuhimittelströmungsweg besteht zum Halten der ' Feldwicklung 5 auf extrem tiefer Temperatur kleiner 20K.
Die Rotorwelle ist geteilt ausgeführt und besteht aus zwei Teilen, deren einer die Antriebswelle 1 zum Übertragen eines Drehmoments von einer Antriebseinheit, wie z.B. einer Gasturbine, einer Dampfturbine "oder einer hydraulischen Turbine, bildet, während der andere Teil eine Hohlwelle 2 zum Hindurchführen des Kuhlmittelkreislaufes und einer Leitung bzw. Stromlei tung bildet, wie das weiter unten näher erläutert wird.
Diese Wellen 1, 2 besitzen jeweils Flansche IF bzw. 2F an einander gegenüberliegenden Enden und liegen einander mit einem vorgegebenen Abstand oder Spalt gegenüber.
Ein einstückiges Rotorbauteil 3 zum Ausbilden eines .Rotors ist zur Überbrückung der Flansche IF und 2F vorgesehen. Innerhalb des Rotorbauteils 3 ist konzentrisch dazu ein Drehrohr 4 angeordnet, das ebenfalls die Flansche IF und 2F überbrückt. Das Rotorbauteil 3 kann weggelassen werden, wenn das Drehrohr 4 eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit hat, um selbst den Rotor zu bilden. Auf diese Weise kann das Drehrohr 4 auch als Rotorbauteil 3 wirken.
Außerhalb des Drehrohrs 4 ist die Feldwicklung 5 zur Drehmomentübertragung von der Antriebswelle 1 vorgesehen. Die Umfangsfläche der Feldwicklung 5 wird durch eine unmagnetische Halterungshülse 5H gehalten. Eine Leitung 5L, die durch die Hohlwelle 2 führt, ist mit der Feldwicklung 5 zur Stromzufuhr von einer äußeren elektrischen Stromquelle verbunden.
Das Drehrohr 4 bildet innerhalb der Axiallänge der Feldwicklung 5 ein Becken 7 für das Kühlmittel mittels der Trennwände 6/4 und 6Ä Ein Kühlmittelzuführrohr 8, das sich durch die Hohlwelle 2 erstreckt, besitzt ein sich im Axialteil des Beckens 7 öffnendes Ende. In den Zentralabschnitten der Trennwände 6/4, 6B, die das Becken 7 bilden, öffnen sich Einlaßöffnungen 10/4, 105 von Kühlmittelleitungen 9/4,95, die am inneren Umfang des Drehrohrs 4 an dessen beiden Endabschnitten 4a, 4b angeordnet sind.
Die Kühlmittelleitung 9A erstreckt sich weiter kontinuierlich längs der inneren Umfangsfläche des Rotorbauteils 3 und ist mit einer Kühlmittelabführleitung 11 verbunden zusammen mit der anderen Kühlmittelleitung 95. Die Kühlmittelabführleitung 11 ragt durch die Hohlwelle 2 nach außerhalb des Rotors.
Die Rotorwelle (Antriebswelle 1, Hohlwelle 2), die ,Feldwicklung 5 und der Kühlmittelkreislauf sind im
.(20 {'allgemeinen wie ausgeführt aufgebaut. Zusätzlich zu ••'dieser allgemeinen Anordnung ist, um die Feldwicklung 5 vom Einfluß des Magnetfeldes von der Statorseite zu schützen und um die äußerst tiefe Temperatur um die Feldwicklung 5 gegenüber Wärmestrahlung vom Stator zu bewahren, ein zylindrischer Abschirmkörper um die Feldwicklung 5 vorgesehen. Der Abschirmkörper weist einen äußeren Abschirmkörper 12, der als elektrisches Dämpfungsglied und als elektromagnetische Hochfrequenzabschirmung wirkt und einen innerer. Abschirmkörper 14 auf, der als Strahlungshitze-Schild und als elektromagnetische Niederfrequenzabschirmung wirkt. Der äußere Abschirmkörper 12 ist außerhalb des Rotorbauteils 3 in enger Anpassung daran angeordnet und ist von einem äußeren Verstärkungskörper 13, der
darum herum angepaßt ist, umgeben zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit. Der innere Abschirmkörper 14 ist innerhalb eines Ringraums zwischen der Feldwicklung 5 und dem Rotorbauteil 3 konzentrisch dazu angeordnet.
Ein äußerer und ein innerer zylindrischer Verstärkungskörper 155 bzw. 15A ist eng angepaßt an die äußere und die innere Umfangsfläche des inneren Abschirmkörpers 14 vorgesehen.
Der innere und der äußere Verstärkungskörper 15/4, 155 sowie der innere Abschirmkörper 14 sind durch die Endabschnitte Ab des Drehrohrs 4 mittels der Endplatten 16Λ 165gehalten.
Wenn auch in der Zeichnung noch nicht dargestellt, sind die Antriebswelle 1 und die Hohlwelle 2 drehbar mittels Lager gehalten, und ein Stator aus einem Statorkern und einer Statorwicklung ist in im Statorkern vorgesehenen Nuten so \orgesehen, daß er den äußeren Verstärkungskörper mit einem geeigneten Luftspalt dazwischen umgibt.
Im folgenden wird erläutert, wie die Feldwicklung 5 in den supraleitenden Zustand geführt wird.
Zunächst wird Flüssighelium über das Kühlmittelzuführrohr 8 in das Becken 7 zugeführt. Wenn der Rotor gedreht wird, wirkt die sich ergebende Zentrifugalkraft zum Verteilen oder Spritzen des Flüssigheliums LH über die gesamte innere Umfangsfläche des Drehrohrs 4, wie das durch eine Zweipunkt-Strich-Linie dargestellt ist.
Folglich wird die Feldwicklung 5 von der Innenseite des Drehrohrs 4 gekühlt, und das während des Kühlens siedende und verdampfte Helium wird an der Mitte des Beckens 7 abgeführt. Üblicherweise ist das Drehrohr 4 mit einer Anzahl kleiner Bohrungen versehen, die die
Feldwicklung 5 erreichen, damit das Flüssighelium im Becken 7 ein- und austreten kann, unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft, um die Feldwicklung 5 auf eine äußerst tiefe Temperatur abzukühlen. Das an der Mitte des Beckens 7 strömende gasförmige Helium wird, wie das durch einen Strichpunkt-Linien-Pfeil dargestellt ist, durch die Einlaßöffnungen iOA, iOB'm die Kühlmitteileitungen 9/4, 95 -zum Kühlen des Rotorbauteils 3 eingeführt und wird dann durch die Kühlmittelabführleitung 11 abgeführt, lim dann in geeigneter Weise gesammelt zu werden.
" Die Feldwicklung 5 wird auf der tiefen Temperatur 'durch Führen und Umwälzen des Flüssigheliums in der beschriebenen Weise gehalten. Dabei wird die Zufuhr von Wärme durch die Antriebswelle 1, der Hohlwelle 2 und dem Drehrohr 4, zur Feldwicklung 5 unterbrochen.
Das Innere des Rotorbauteils 3 wird unter Vakuum gehalten und die vom Stator abgestrahlte Wärme wird isoliert oder gedämpft durch den inneren Abschirmkörper 14.
Das Kühlmittelzuführrohr 8, die Kühlmittelabführleitung 11 und die Leitung SL werden durch die Hohlwelle 2 geführt zur Verbindung mit jeweils zugeordneten stationären Teilen. Insbesondere sind, auch wenn das nicht dargestellt ist, das Kühmittelzuführrohr 8 und die Kühlmittelabführleitung 11 mit stationären Teilen über Kühlmittelzuführungen und Kühlmittelabführungen verbunden, während die Leitung 5L mit dem stationären Teil mittels eines Schleifrings verbunden ist.
Die Feldwicklung 5 wird in supraleitendem Zustand gehalten durch Zuführung und Umwälzung von Flüssighelium in der beschriebenen Weise und wird dann geeignet erregt zum Starten des Generators.
Während des Laufens des Generators werden die den Rotor bildenden Bauteile, z. B. der innere Abschirmkörper 14, einer Zwangsverformung unterworfen durch die Zentrifugalkraft und die elektromagnetischen Kräfte. Da jedoch der innere Abschirmkörper 14 geeignet verstärkt ist durch den zylindrischen inneren und den zylindrischen äußeren Verstärkungskörper t5A, 155, die an dessen innerer bzw. äußerer Umfangsfläche eng angepaßt anliegen, ist der Abstand von der neutralen Biegefaser oder -fläche zur Fläche des inneren Abschirmkörpers 14 ausreichend gering gegenüber der Gesamtdicke derart, daß die Biegekraft die auf den inneren Abschirmkörper 14 infolge der magnetischen Kraft einwirkt, ausreichend klein wird.
Wie sich aus Fig.2 ergibt, liegt die Mitte der Krümmung d. h. die neutrale Mitte 14Cin der Mittellinie oder Symmetrielipie des inneren Abschirmkörpers 14, wenn der innere und der äußere Verstärkungskörper 15/4, 155 aus gleichem Werkstoff bestehen und die gleiche Dicke besitzen. Deshalb ist die Biegespannung 17 infolge der elektromagnetischen Kräfte proportional zum Abstand von der Mitte 14C und Spannungen entgegengesetzter Richtungen werden beiderseits der Mitte 14C erzeugt Dann werden Maximalwerte der Biegespannung 17 an den Außenflächen des inneren und des äußeren Verstärkungskörpers 15/4 155 beobachtet, die in einem Abstand L von der Mitte 14Centfernt sind. Andererseits wird, da der Abstand L von der Mitte HC zu den Flächen des inneren Abschirmkörpers 14, d. h.zu den Zwischenflächen zwischen dem Abschirmkörper 14 und den jeweiligen Verstärkungskörpem 15/4, 155 ausreichend klein im Vergleich mit dem zuvor erwähnten Abstand L ist, die Biegekraft, die an der Fläche des inneren Abschirmkörpers 14 auftritt, klein derart, daß der innere Abschirmkörper 14 vor einem Zerbrechen geschützt wird. Selbstverständlich kann die j Biegespannung 17 auch dadurch verringert werden, daß J die Dicke des inneren Abschirmkörpers 14 so klein wief möglich gemacht wird.
Wie ausgeführt, wird der innere Abschirmkörper .14.1 gegen die Zentrifugalkraft mittels des äußeren Verstärkt kungskörpers 155 geschützt und gegen die durch diel elektromagnetischen Kräfte bewirkte Krümmungs-Ver-| formung durch den inneren Verstärkungskörper 15AJ
Gleichzeitig bewirken der innere Verstärkungskörper|
15/4 und der äußere Verstärkungskörper 155 zusammen Sj
eine Verkleinerung der aufgrund der elektromagnet!-1 sehen Kräfte erzeugten Biegespannung 17.
Fig.2 zeigt einen Aufbau, der lediglich die Biege-] spannung 17 berücksichtigt. Jedoch wird zusätzlich zu ' dem elektromagnetischen Kräften während des Laufs des Generators die Zentrifugalkraft stets ausgeübt.
Fig.3 zeigt die Spannungsbedingung am inneren Abschirmkörper 14.
Die Zentrifugalkraft bewirkt eine gleichförmige j Verteilung der Umfangsspannung 18 über den gesamten \ Umfang. Wenn die Biegespannung 17 infolge der j elektromagnetischen Kräfte zu diesem gleichförmig t gespannten Abschirmkörper hinzugefügt wird, überla-§
gern sich die Spannungen 17 und 18 im Abschirmkörper | 1.4 an solchen Stellen, an denen sie sich positiv addieren. | Insbesondere an diesen Abschnitten wird eine Gesamt- p spannung 19, die die Summe der Biegespannung 17 und | .der Umfangsspannung 18 ist, ausgeübt bzw. angelegt.'%, Diese Gesamtspannung 19 erreicht ihr Maximum an der \, Außenfläche des äußeren Verstärkungskörpers 155 und | ihr Minimum an der Innenfläche des inneren Verstär- \ kungskörpers 15Λ bei dem in F i g. 3 dargestellten | Ausführungsbeispiel. |"
Deshalb wird die Gesamtspannung 19Can der Fläche 1 des inneren Abschirmkörpers 14 in Berührung mit dem f äußeren Verstärkungskörpei' 155 außerordentlich groß | im Vergleich mit der Biegespannung 17, was erfindungs-1 gemäß vermieden werden soll. i|
In der in Fig.3 dargestellten Spannungsverteilung'^ Wird die Biegespannung 17 in die gleiche Richtung wie | die Umfangsspannung 18 in Abschnitten oberhalb der ί Mitte 14Cder Biegung ausgeübt und in entgegengesetz- | ter Richtung zur Umfangsspannung 18 in Abschnitten |
unterhalb der Mitte 14Cder Biegung derart, daß die | Gesamtspannung 19 an der Seite näher dem äußeren * Verstärkungskörper 155 größer ist als an der Seite, die näher zum inneren Verstärkungskörper 15/4 ist. Wenn jedoch vorausgesetzt wird, daß die Biegespannung 17 in
so der Gegenrichtung zur Umfangsspannung 18 in Abschnitten oberhalb der Mitte 14Cwirkt und daß sie in Richtung der Umfangsspannung 18 wirkt, in Abschnit- ί ten unterhalb der Mitte 14C der Biegung ist die |, Gesamtspannung 19 an der dem inneren Verstärkungs- ί
körper 15/4 näheren Seite größer als an der dem fe
äußeren Verstärkungskörper 155 näheren Seite. j|
Um die als Zugspannung wirkende Umfangsspan- jf
nung 18 zur Verringerung der Gesamtspannung 19 klein 4
zu halten, wird der innere Abschirmkörper 14 mittels |'
eines Schrumpfsitzes einstückig mit dem inneren und dem äußeren Verstärkungskörper 15/4,155gema.cht
insbesondere wird zunächst der innere Abschirmkörper 14 auf dem inneren Verstärkungskörper 15Λ aufgebracht Dann wird der äußere Verstärkungskörper
155 mit einem Innendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des inneren Abschirmkörpers 14 ist, bei hoher Temperatur angepaßt Wenn der äußere Verstärkungskörper 155 auf Umgebungstemperatur
abgekühlt ist, wird ein Schrumpfsitz erreicht, um eine Druckspannung 20 in Umfangsrichtung im inneren Abschirmkörper 14 zu erzeugen, wie das in Fig.4 -'dargestellt ist
F Wenn der Rotor unter dieser Spannungsbedingung ,gedreht wird, verringert sich die Zugspannung in llimfangsrichtung (Umfangsspannüng 18), erheblich durch die Druckspannung 20 in Umfangsrichtung infolge des Schjrunipfsitzes; Auf diese Weise wird die -ipifferenzspannung 21 zwischen der Zugspannung 18 und der Druckspannung 20, die zwangsweise kleiner ist als die Zugspannung 18, auf den inneren Abschirmkörper 14 ausgeübt. Die Gesamtspannung, die die Summe "der verringerten Umfangsspannung und der Biegespannung 17 gemäß Fig.2 ist, ist folglich geringer als die Gesamtspannung 19 gemäß F i g. 3.
Der Schrumpfsitz selbst ist keine ausschließliche Maßnahme, sondern es ist auch jedes andere Verfahren fmöglich, mit dem der innere und der äußere lVerstärkungskörper i5A, 155 in enger Anpassung mit ...der inneren und der äußeren Umfangsfläche des inneren ■Abschirmkörpers 14 bringbar sind, um so eine !Druckspannung 20 in Umfangsrichtung in dem inneren Abschirmkörper 14 hervorzurufen.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht der innere und der äußere Verstärkungskörper 15/4 und 155 aus dem gleichen Werkstoff und besitzt die gleiche Dicke, um die Mitte 14C der Biegung in der Symmetrielinie in Dickenrichtung des inneren Abschirmkörpers 14 vorzusehen, und um so die Biegespannung 17 herabzusetzen. Werkstoff und Dicken des inneren und des äußeren Verstärkungskörpers 15/4,155 sind dann optimal ausgewählt, wenn sich die Mitte 14C der Biegung in der Symmetrielinie in Dickenrichtung des inneren Abschirmkörpers 14 befindet.
Gleichzeitig kann eine erhöhte Festigkeit gegenüber Krümmung oder Biegung erreicht werden durch Verbinden der Verbindungsflächen des inneren Abschirmkt rpers 14 und der jeweiligen Verstärkungskörper 15/4 bzw. 155 mittels Lochschweißung oder Lötung.
Bei dem erwähnten Schrumpfsitz wird die Anpassung erleichtert durch axiales Unterteilen des äußeren Verstärkungskörpers 155, wenn dessen Länge groß ist. Es ist jedoch nicht zweckmäßig, den inneren Verstärkungskörper 15/4 zu unterteilen, da er dem Drehmoment widerstehen muß, das auf den inneren Abschirmkörper 14 während des Hochlaufs des Rotors ausgeübt wird.
Als Werkstoff' für den inneren Abschirmkörper 14 wird vorzugsweise sauerstofffreies Kupfer mit relativ großer Formänderungsfestigkeit und ausreichend geringem elektrischen Widerstand bei den tiefen Temperaturen verwendet.
Andererseits wird als Werkstoff für den inneren und den äußeren Verstärkungskörper 15Λ und 155 unma-/gnetischer, rostfreier Stahl hoher Formänderungsfestigkeit und geringen elektrischen Widerstands verwendet.
Faserverstärkte Kunststoffe werden wirksam zum Tragen des inneren Abschirmkörpers 14 verwendet wegen des geringen spezifischen Gewichts und großen Elastizitätsmoduls, was eine geringe Biegung infolge der Zentrifugalkraft sicherstellt.
Der äußere Verstärkungskörper 155 kann auch aus einem Draht oder einem Gewebe bestehen, das um den inneren Abschirmkörper 14 gewickelt ist.
Die Erfindung wurde anhand eines besonderen Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem ein verstärkter innerer Abschirmkörper 14 verwendet worden ist, wobei jedoch eine vergleichbare oder ähnliche Verstärkung auch bei dem äußeren Abschirmkörper 12 verwendet werden kann.
Zum Verstärken des äußeren Abschirmkörpers 12, wird, wenn das Rotorbauteil 3 v/ie in F i g. 1 verv/endet werden soll, das Rotorbauteil 3 so verwendet, daß es als innerer Verstärkungskörper wirkt, während ein äußerer Verstärkungskörper 13 eng angepaßt ist um den äußeren Abschirmkörper 12.
Schließlich ist die Erfindung nicht nur auf den beschriebenen Aufbau mit doppelter Abschirmung anwendbar, sondern auch auf einen solchen mit nur einfacher Abschirmung, bei dem der Abschirmkörper außerhalb der Feldwicklung 5 vorgesehen ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Umlaufende elektrische Maschine mit einem supraleitenden Rotor, mit einem dazu konzentrisch und im Abstand befindlichen zylindrischen Abschirmkörper gut leicenden Materials, der mit einer vorgespannten konzentrischen Verstärkung aus Ma-' terial höherer Festigkeit derart eng verbunden ist, daß in dem Abschirmkörper eine Druckspannung erzeugbar ist, die entgegengesetzt zu der Zugspannung gerichtet ist, die infolge der Zentrifugalkraft in dem Abschirmkörper entsteht, so daß in dem Abschirmkörper nur noch die aus der Differenz der Spannungen resultierende Restspannung herrscht, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstärkung aus einem inneren und äußeren Verstärkungskörper (15Λ t5B) besteht, und
daß der Abschirmkörper (14) im Biegezentrum (Mitte der Biegung 14Q dazwischenliegt.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstärkungskörper (15/4, \5B) bei gleichem Werkstoff eine gleiche radiale Stärke aufweisen.
3. Maschine nach Anspruch \, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstärkungskörper (15/4, \5B) bei ungleichen Werkstoffen entsprechend ungleiche radiale Stärken aufweisen.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmkörper (15/4, \5B) durch Lochschweißung oder Lötung verbunden ist.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Verstärkungskörper {\5B) in seiner Länge axial unterteilt ist.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für den inneren Abschirmkörper (14) sauerstofffreies Kupfer mit relativ großer Formänderungsfestigkeit und ausreichend geringem elektrischen Widerstand bei tiefen Temperaturen verwendet ist.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Verstarkungskörper (15/4, \5B) unmagnetischer Stahl von hoher Formänderungsfestigkeit und geringem elektrischen Widerstand verwendet ist.
DE2736091A 1976-08-11 1977-08-10 Umlaufende elektrische Maschine mit supraleitendem Rotor Expired DE2736091C3 (de)

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JP (1) JPS5320508A (de)
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GB (1) GB1580920A (de)

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