EP2476201A2 - Erregereinrichtung für eine elektrische maschine mit supraleitender last - Google Patents

Erregereinrichtung für eine elektrische maschine mit supraleitender last

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Publication number
EP2476201A2
EP2476201A2 EP10752747A EP10752747A EP2476201A2 EP 2476201 A2 EP2476201 A2 EP 2476201A2 EP 10752747 A EP10752747 A EP 10752747A EP 10752747 A EP10752747 A EP 10752747A EP 2476201 A2 EP2476201 A2 EP 2476201A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
load
superconducting
superconducting load
excitation device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10752747A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Cordes
Sebastian Nielebock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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 Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP2476201A2 publication Critical patent/EP2476201A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P9/302—Brushless excitation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/337—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration
    • H02M3/3376—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration with automatic control of output voltage or current

Definitions

  • the invention relates to an excitation device for an electrical machine with a stationary and a rotating part and with a superconducting winding in the rotating part.
  • Superconducting windings are used in electrical machines, especially those with a rotating part, since they produce only very small electrical losses. Since at ⁇ is expediently at least the part of the rotor by the superconducting winding is kept at a very low temperature to allow the superconductivity. The transmission of electrical energy from the stator side, ie from the stationary part, to the superconducting load takes place, for example, contactlessly by means of a transformer.
  • the exciter device according to the invention is designed to supply a superconducting load in an electrical machine.
  • the excitation device has a first and a second part, wherein the second part of the superconducting
  • the exciter device furthermore has a transformer with a primary winding in the first part and a secondary winding in the second part of the exciter device.
  • the transformer serves to transmit electrical energy from the first part into the second part of the exciter device. This expediently provides the magnetizing current for the supra ⁇ conductive load without contact.
  • a sensor is provided for determining a signal representing the magnetizing current to the load. For example, a voltage across a measuring
  • Resistor can be used, wherein the measuring resistor is arranged in Se ⁇ rie to superconducting load.
  • the measurement can take place in the rotating part of the electrical machine. But it can also take place in the dormant part.
  • the excitation device has a current regulating device which sets the magnetizing current to a definable desired value on the basis of the signal representing the magnetizing current.
  • the current control device is provided in the first part of the exciter device, thus expediently in an electric machine on the stator side.
  • a controllable DC voltage source is provided in the first part.
  • an inverter provided in the first part. This is connected on the output side to the primary winding of the transformer. On the input side, the inverter is connected to the controllable DC voltage source.
  • a directly controllable DC voltage source here can be provided at ⁇ play, also a controllable buck converter with an upstream DC power source, which must then be no tax cash.
  • the level of the DC voltage, which is applied to the input side of the inverter thereby advantageously the voltage on the rotating side of the exciter device is set. Since the sensor supplies a signal representing the magnetizing current, a regulation of the Magneti ⁇ s istsstroms out from the first part is made possible. If the first part of the exciter device is expediently accommodated in the stator of the electrical machine, then the adjustment of the current by the superconducting load takes place from the stator side.
  • a bridge rectifier is provided in the second part of the excitation device.
  • the bridge rectifier converts the AC voltage from the secondary winding of the transformer into a DC voltage to supply the superconducting load.
  • An advantage of the bridge rectifier is that it works passively and thus no egg ⁇ gene control needed. It is thus also simpler in design than a controllable rectifier.
  • the transmission of electric ⁇ shear energy via the transformer works unidirectionally, namely always from the first to the second part.
  • a freewheeling path is provided parallel to the superconducting load having a diode in series with a resistor. A targeted demagnetization of the superconducting load can be carried out via this freewheeling path.
  • An untargeted demagnetization for example, if the control for the exciter device fails, is made possible via the freewheeling path.
  • a linearization of the magnetization can advantageously be achieved if, instead of a single diode, a series connection of at least two diodes is used.
  • an electronic switch is provided in series with the superconducting load, for example a MOSFET.
  • control signals for the electronic switch via a second transformer from the first to the second part are transmitted.
  • an electrical supply of the electronic switch can be done via this second transformer.
  • the signal can also be transmitted to the first part via the second transmitter.
  • the second transmitter takes over bidirectional data transmission or signal transmission and a power supply.
  • the bridge rectifier is designed to perform a demagnetization of the superconducting load.
  • a series connection of at least two diodes can be used, for example, at the location of the individual diodes of the bridge rectifier.
  • the design of the bridge rectifier is expedient such that a sufficient reverse voltage is built up to demagnetize the superconducting load.
  • a magnetization current to the superconducting load is determined. Based on the magnetizing current and a setpoint value for the magnetizing current, the voltage in the intermediate circuit is set on a secondary side of the exciter device in the rotating part of the electrical machine by adjusting the DC voltage on a primary side of the exciter device in the stationary part of the electrical machine.
  • an excitation device is advantageously used in which electrical energy is transmitted from the stationary part in the rotating part by a DC voltage is transformed in the stationary part in an AC voltage, this is passed through a transformer to the rotating part, and again via a bridge rectifier in a DC voltage is transformed.
  • an excitation device is used with a first and a second part, wherein the superconducting load in the second part is positioned.
  • the DC voltage converted to an AC voltage a magnetizing Ström determined to superconducting load and based on the magnetizing current and a target value for the magnetizing the voltage in the second part set by the height of the DC voltage generated in the first part is adjusted.
  • the setting of the magnetization is approximately the current through the superconducting load not - game, in ⁇ - a switching of various current paths in the second part or a control of an active rectifier in the second part instead, but by an adjustment of the DC voltage in the first part.
  • DC source used in conjunction with a DC / DC converter such as a buck converter.
  • a bridge rectifier the height of the DC voltage generated in the ers ⁇ th is preferred in the second part of the excitation device is used, and the degradation of the Magne ⁇ thnesstroms to the superconducting load reduced.
  • the bridge rectifier is used to reduce the magnetizing current.
  • the DC voltage must then be lowered below a threshold to permit current drain through the diodes of the bridge rectifier.
  • FIG. 1 shows a block diagram for a first embodiment variant of the excitation device
  • Figure 2 is a schematic circuit diagram for a secondUEsva ⁇ riante the exciter device, are illustrated in the components of the control and power measurement,
  • Figure 3 is carried out a basic circuit diagram for a third circuit diagram for a third circuit diagram ⁇ riante of the excitation device in which a Abmagne- mation via a bridge rectifier
  • Figure 4 is a schematic circuit diagram for a fourth adoptedsva ⁇ riante of the excitation device in which the Abmagneti- tion is linearized.
  • 1 shows a basic circuit diagram for a first exporting ⁇ approximately variant of an exciter device 1 for an electrical machine with a superconducting load 5.
  • the electrical components are shown in more detail in Figure 1 as in the other figures, chen to verdeutli- the electrical function.
  • the exciter device 1 is divided into a primary side 3, which is located on the stationary part of not shown ⁇ electric machine, and a secondary side 4, which is located in the rotating part of the electric machine.
  • the primary side 3 and the secondary side 4 are inductively connected via a transformer 2.
  • the transformer 2 has a primary winding on the primary side 3 and ei ⁇ ne secondary winding on the secondary side 4.
  • the exciter device 1 On the primary side 3, the exciter device 1 has a DC voltage source 6.
  • the DC voltage source 6 is a regulated power supply. Parallel to the DC voltage source 6, a capacitor 7 is provided.
  • the DC voltage source 6 is further connected to an inverter 8.
  • the inverter 8 consists of four IGBTs 9, which are combined in a known manner to the inverter 8.
  • the inverter 8 is in turn connected to the primary winding of the transformer 2.
  • the secondary winding of the transformer 2 is connected to a bridge rectifier 10 on the secondary side 4 of the exciter device 1.
  • the bridge rectifier 10 consists in a known manner of four diodes in a bridge arrangement.
  • the output terminals of the bridge rectifier 10 are connected to egg ⁇ nem DC link capacitor 11. This is in turn connected in parallel with a diode 12, which in the same
  • ⁇ tet Way as the diodes of the bridge rectifier 10 is rich ⁇ tet. Parallel to this is still a series circuit of the superconducting load 5, an electronic switch 13 and a measuring resistor 17. Parallel to the superconducting load 5, a freewheeling path 14 is provided which consists of a Se ⁇ rienscnies of a resistor 15 and a diode 16 be ⁇ .
  • the DC voltage source 6, a DC voltage ⁇ available, the amount of which can be controlled.
  • the inverter 8 converts this DC voltage into an AC voltage.
  • the AC voltage is supplied to the transformer 2 on the primary side 3.
  • This is converted by the bridge rectifier 10 back into a DC voltage.
  • the level of the secondary-side DC voltage, which is applied to the DC link capacitor 11, depends on the magnitude of the DC voltage provided by the DC voltage source 6.
  • the DC voltage on the DC link capacitor 11 determines the size or change of the magnetizing current.
  • the magnetization ⁇ current for the superconducting load 5 can be adjusted stator side. For this, only the DC voltage source 6 must be ge ⁇ controls.
  • the free-wheeling path 14 ensures a demagnetization.
  • the prerequisite is that the electronic scarf ⁇ ter 13 is opened or remains in case of failure of the controller. In this case results in the case of a failure of the control the same situation as in the targeted demagnetization of the superconducting load.
  • the current through the superconducting load 5 then flows through the freewheeling path 14. In this case, it is degraded by the resistor 15. It is thus advantageous even in a total failure of the control of the exciter device 1 ensured that the magnetizing current can be reduced. Destruction of the electrical machine is inherently prevented without intervention from the outside (fail-safe).
  • Another operating state results when the electronic switch 13, for example, alloyed. In this case, the electronic switch 13 can not be brought into the non-conductive state. This operating state falls on only when the electronic switch 13 from actually ⁇ is to be switched, that is, when a demagnetization is provided, or the control of the exciter device 1 falls off. Because of that foreseen in the recovery path 14 resistor 15, the magnetizing current of the superconducting load 5 does not flow in this case by the recovery path 14. Instead, the current is at least built at the beginning largely been on the paral ⁇ lel provided to the DC link capacitor 11 diode 12th Also, the diode 12 thus implements an inherent fuse. In addition, the diode 12 serves to reduce electrical losses in the secondary part 4 of the excitation device 1. For this purpose, the diode 12 takes over the magnetizing current in the case of an idling of the transformer. 2
  • FIG. 1 shows a basic circuit diagram of a second embodiment for the Erre ⁇ ger noisy 20.
  • the second embodiment for the He ⁇ active device 20 is slightly modified from the first embodiment of the excitation device. 1 In contrast to FIG. 1, FIG. 2 no longer shows the individual electronic components, but additionally emphasizes the measuring and control connections.
  • the second embodiment variant for the excitation device 20 has a primary side 3 and a secondary side 4. On the primary side 3, a control computer 23 is vorgese ⁇ hen. This is connected to a control electronics 24 in the electrical machine, for example via Ethernet.
  • the control electronics 24 is connected to the IGBT inverter 8 via an optical waveguide.
  • the construction of the primary side 3 from the first embodiment for the exciter device 1 is analogous to the second embodiment for the excitation device 20.
  • a transmission ratio of 5: 1 is provided.
  • the second embodiment variant for the exciter device 20 has a second transformer 19. This is connected to the primary side 3 with a MOSFET inverter 21.
  • the MOSFET inverter 21 is connected on the input side to a AC voltage power supply.
  • the MOSFET inverter 21 is further connected via optical waveguides to the control electronics 24.
  • the second transformer 19 has a transmission ratio of 12: 1.
  • the control electronics 24 is finally connected to a Bluetooth transmission / reception module 25.
  • the excitation device 20 in conjunction with the transformer 2 to a passive bridge rectifier 10. Parallel to this there is an intermediate circuit capacitor 11, in this case with a capacity of 500 yF.
  • the remaining structure corresponds to the secondary ⁇ page 4 of the first variant embodiment for the Erregerein ⁇ device 1. Except for this, the diode 12 in the second embodiment of the excitation device 20 is not provided.
  • the resistor 15 of the freewheeling path 14 is chosen in this case with 0.98 ohms.
  • the measuring resistor 17 has a resistance of 100 y ohms.
  • the second embodiment for the excitation device 20 has on the secondary side 4 on more components.
  • a passive rectifier 30 is provided in conjunction with a buck converter 31 on the secondary side of the second transformer 19. This is in turn connected to a data acquisition 29.
  • a Schmitt-Trig ⁇ gerêtung 27 in connection with the secondary side of the second transformer 19 is a Schmitt-Trig ⁇ ger penetrateung 27 and a Bluetooth transmission / reception device 28 seen ⁇ .
  • the measured data acquisition 29 is connected to the Bluetooth transceiver 28, the measuring resistor 17, the superconducting load 5 and the intermediate circuit capacitor 11.
  • FIG. 3 shows a third embodiment variant for the exciter device.
  • the third embodiment for the Er ⁇ reg device is unchanged on the primary side 3 with respect to the first embodiment of the exciter device 1. Changes compared to the first embodiment for the exciter device 1 arise on the secondary side 4.
  • On the secondary side 4 is in this case the superconducting load 5 and the measuring resistor 17 connected in series therewith.
  • the DC link capacitor 11 is in turn connected in parallel with this.
  • the bridge rectifier 10 is constructed in this case from a series of individual diodes 40. Each of the four diodes of the bridge constructed in normal scarf ⁇ tung bridge rectifier 10 is replaced by ei ⁇ ne series circuit of a plurality of the diodes 40th
  • a demagnetization of the superconducting load 5 will follow in this case via the diodes 40 of the bridge rectifier 10 he ⁇ .
  • diodes 40 By the series connection of a sufficient number It is achieved by diodes 40 that they build up a sufficient Ge ⁇ gene voltage for de-energizing the superconducting load 5 and thereby reduce the magnetizing current.
  • the structure of the secondary side 4 of the exciter device is considerably simplified by even one time, since both the freewheeling path 14 with its resistor 15 and the diode 16 and the electronic ⁇ specific switch 13 omitted. A control for the electronic switch 13 can thus be omitted.
  • the disadvantage here is the permanently incurred power loss.
  • the use of the third embodiment is therefore expedient especially at low de-energizing voltages.
  • the measuring resistor 17 is likewise omitted.
  • the measure ⁇ tion of the magnetizing current is carried out indirectly in this case, by making it on the primary side 3. It can be seen that an extremely simple and thus fail-safe design variant is thus advantageously provided. In this configuration variant in vorteilhaf ⁇ ter, no control of a switch on the secondary side ⁇ necessary. Furthermore, the current measurement on the secondary side is not required. Rather, all measuring and control operations are carried out on the primary side.
  • FIG. 1 A fourth embodiment variant for the exciter device is shown in FIG.
  • the primary side 3 is unchanged while ge ⁇ genüber the third embodiment.
  • the Se ⁇ secondary side 4 is largely structured as the secondary side 4 in the first embodiment for the excitation device 1. So there are a bridge rectifier 10, a Zwenk circuit capacitor 11, a measuring resistor 17, an electronic switch 13 and the parallel circuit of the superconducting Last 5 and the freewheeling path 14 with the resistor 15 available. If a demagnetization of the superconducting load 5 takes place via the freewheeling path 14, the current flowing through the freewheeling path 14 takes an exponential course. In the exciter device according to the fourth Embodiment, the demagnetization is linearized. For this purpose, the individual diode 16 is replaced in the freewheeling path 14 by a series circuit of diodes 16. Here, the resistance of the resistor 15 must be adjusted.

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Abstract

Es wird eine Erregereinrichtung für eine elektrische Maschine mit supraleitender Last angegeben, bei der eine Stromregeleinrichtung im ruhenden Teil der elektrischen Maschine vorgesehen ist. Weiterhin ist ein Übertrager mit einer Primärwicklung im ruhenden Teil der elektrischen Maschine und einer Sekundärwicklung im rotierenden Teil der elektrischen Maschine vorgesehen. Die Stromregeleinrichtung umfasst eine steuerbare Gleichspannungsquelle. Die Gleichspannung der steuerbaren Gleichspannungsquelle wird über einen Wechselrichter, den Übertrager und einen Brückengleichrichter auf die Sekundärseite weitergegeben, wo sie die Höhe des Magnetisierungsstroms bestimmt. Anhand des Gleichspannungsniveaus, das durch die steuerbare Gleichspannungsquelle vorgegeben wird, wird der Magnetisierungsstrom von der Primärseite aus geregelt.

Description

Beschreibung
Erregereinrichtung für eine elektrische Maschine mit supra¬ leitender Last
Die Erfindung betrifft eine Erregereinrichtung für eine elektrische Maschine mit einem ruhenden und einem rotierenden Teil sowie mit einer supraleitenden Wicklung im rotierenden Teil .
Supraleitende Wicklungen werden in elektrischen Maschinen, insbesondere solchen mit einem rotierenden Teil, verwendet, da sie nur sehr geringe elektrische Verluste produzieren. Da¬ bei wird zweckmäßig wenigstens der Teil des Rotors, indem sich die supraleitende Wicklung befindet, auf einer sehr niedrigen Temperatur gehalten, um die Supraleitung zu ermöglichen. Die Übertragung elektrischer Energie von der Statorseite, d.h. vom ruhenden Teil, zur supraleitenden Last geschieht dabei beispielsweise berührungslos mittels eines Übertragers.
Dabei stellt sich eine Reihe von Problemen. So muss der Mag¬ netisierungsstrom zur supraleitenden Last geregelt werden. Weiterhin muss die gezielte Auf- und Abmagnetisierung der supraleitenden Last ermöglicht werden. Schließlich stellt sich das Problem, bei Ausfällen der Steuerelektronik oder anderer Bauteile dennoch eine schadensfreie Abmagnetisierung der supraleitenden Last zu ermöglichen. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Erregereinrichtung anzugeben, die speziell auf Seite des Rotors einen vereinfachten Aufbau aufweist. Dabei sollen insbesondere auch die oben genannten Probleme behandelt werden. Diese Aufgabe wird durch eine Erregereinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Die erfindungsgemäße Erregereinrichtung ist ausgestaltet zur Versorgung einer supraleitenden Last in einer elektrischen Maschine. Die Erregereinrichtung weist einen ersten und einen zweiten Teil auf, wobei der zweite Teil die supraleitende
Last enthält und relativ zum ersten Teil rotierbar angeordnet ist. Zweckmäßig ist der erste Teil auf dem Stator der elek¬ trischen Maschine anzuordnen und der zweite Teil im Rotor. Die Erregereinrichtung weist weiterhin einen Übertrager mit einer Primärwicklung im ersten Teil und einer Sekundärwicklung im zweiten Teil der Erregereinrichtung auf. Der Übertrager dient dabei der Transmission von elektrischer Energie vom ersten Teil in den zweiten Teil der Erregereinrichtung. Damit wird zweckmäßig der Magnetisierungsstrom für die supra¬ leitende Last berührungslos zur Verfügung gestellt.
Ferner ist ein Sensor zur Bestimmung eines den Magnetisierungsstrom zur Last repräsentierenden Signals vorgesehen. Beispielsweise kann hierzu eine Spannung über einen Mess-
Widerstand verwendet werden, wobei der Mess-Widerstand in Se¬ rie zur supraleitenden Last angeordnet ist. Die Messung kann im rotierenden Teil der elektrischen Maschine stattfinden. Sie kann aber auch im ruhenden Teil stattfinden.
Schließlich weist die Erregereinrichtung eine Stromregeleinrichtung auf, die auf Basis des den Magnetisierungsstrom repräsentierenden Signals den Magnetisierungsstrom auf einen festlegbaren Sollwert einstellt. Die Stromregeleinrichtung ist dabei im ersten Teil der Erregereinrichtung vorgesehen, zweckmäßig also in einer elektrischen Maschine statorseitig . Durch Anordnung der Stromregeleinrichtung im ersten Teil der Erregereinrichtung wird vorteilhaft die Komplexität der Erre¬ gereinrichtung im zweiten Teil vermindert. Dadurch wird unter anderem die Ausfallsicherheit der Erregereinrichtung zumindest im zweiten Teil verbessert. Ist der zweite Teil zweckmä¬ ßig im Rotor untergebracht, dient diese Ausfallsicherheit er- heblich der Vereinfachung und Vermeidung von Wartungsarbeiten .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn im ersten Teil eine steu- erbare Gleichspannungsquelle vorgesehen ist. Da die Übertra¬ gung der elektrischen Energie auf die Seite der supraleitenden Last über den Übertrager eine Wechselspannung erfordert, ist im ersten Teil zweckmäßig ein Wechselrichter vorgesehen. Dieser ist ausgangsseitig mit der Primärwicklung des Übertra- gers verbunden. Eingangsseitig ist der Wechselrichter mit der steuerbaren Gleichspannungsquelle verbunden. Neben einer unmittelbar steuerbaren Gleichspannungsquelle kann dabei bei¬ spielsweise auch ein steuerbarer Tiefsetzsteller mit einer vorgeschalteten Gleichspannungsquelle, die dann nicht steuer- bar sein muss, vorgesehen sein.
Über das Niveau der Gleichspannung, die eingangsseitig an den Wechselrichter angelegt wird, wird dadurch vorteilhaft die Spannung auf der rotierenden Seite der Erregereinrichtung eingestellt. Da der Sensor ein den Magnetisierungsstrom repräsentierendes Signal liefert, ist eine Regelung des Magneti¬ sierungsstroms aus dem ersten Teil heraus ermöglicht. Wird der erste Teil der Erregereinrichtung zweckmäßig im Stator der elektrischen Maschine untergebracht, erfolgt also die Einstellung des Stromes durch die supraleitende Last von der Statorseite aus.
Bevorzugt ist im zweiten Teil der Erregereinrichtung ein Brückengleichrichter vorgesehen. Der Brückengleichrichter sorgt für eine Umwandlung der Wechselspannung von der Sekundärwicklung des Übertragers in eine Gleichspannung zur Versorgung der supraleitenden Last. Vorteilhaft an dem Brückengleichrichter ist, dass er passiv funktioniert und somit keine ei¬ gene Steuerung benötigt. Er ist somit auch einfacher aufge- baut als ein steuerbarer Gleichrichter. Bei Verwendung eines Brückengleichrichters funktioniert die Übertragung elektri¬ scher Energie über den Übertrager unidirektional , nämlich stets vom ersten zum zweiten Teil. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist parallel zur supraleitenden Last ein Freilaufpfad vorgesehen, der eine Diode in Serie mit einem Widerstand aufweist. Eine ge- zielte Abmagnetisierung der supraleitenden Last kann über diesen Freilaufpfad vorgenommen werden. Auch eine ungezielte Abmagnetisierung, wenn beispielsweise die Steuerung für die Erregereinrichtung ausfällt, wird über den Freilaufpfad ermöglicht. Dabei kann vorteilhaft eine Linearisierung der Ab- magnetisierung erreicht werden, wenn anstelle einer einzelnen Diode eine Serienschaltung von wenigstens zwei Dioden verwendet wird.
Für eine gezielte Steuerung der Magnetisierung und Abmagneti- sierung ist es vorteilhaft, wenn in Serie zur supraleitenden Last ein elektronischer Schalter vorgesehen ist, beispielsweise ein MOSFET. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden Steuersignale für den elektronischen Schalter über einen zweiten Übertrager vom ersten zum zweiten Teil übertragen. Auch eine elektrische Versorgung des elektronischen Schalters kann über diesen zweiten Übertrager erfolgen .
Ist der Sensor zur Bestimmung des Signals, das den Magneti- sierungsstrom zur Last repräsentiert, im zweiten Teil der Erregereinrichtung vorgesehen, so kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auch das Signal über den zweiten Übertrager zum ersten Teil übermittelt werden. In diesem Fall übernimmt also der zweite Übertrager eine bidirektionale Da- tenübertragung beziehungsweise Signalübertragung und eine Energieversorgung .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Brückengleichrichter ausgestaltet ist, eine Abmagnetisierung der supraleitenden Last durchzuführen. Dazu kann beispielsweise an der Stelle der einzelnen Dioden des Brückengleichrichters jeweils eine Serienschaltung von wenigstens zwei Dioden verwendet werden. Die Gestaltung des Brückengleichrichters ist dabei zweckmäßig so, dass eine ausreichende Gegenspannung zum Abmagnetisieren der supraleitenden Last aufgebaut wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer Erre- gereinrichtung für eine elektrische Maschine mit einer supra¬ leitenden Last im rotierenden Teil der elektrischen Maschine wird ein Magnetisierungsstrom zur supraleitenden Last ermittelt. Basierend auf dem Magnetisierungsstrom und einem Sollwert für den Magnetisierungsstrom wird die Spannung im Zwi- schenkreis auf einer Sekundärseite der Erregereinrichtung im rotierenden Teil der elektrischen Maschine eingestellt, indem die Gleichspannung auf einer Primärseite der Erregereinrichtung im ruhenden Teil der elektrischen Maschine angepasst wird .
Dabei wird vorteilhaft eine Erregereinrichtung verwendet, bei der elektrische Energie vom ruhenden Teil in den rotierenden Teil übertragen wird, indem eine Gleichspannung im ruhenden Teil in eine Wechselspannung transformiert wird, diese über einen Übertrager auf den rotierenden Teil weitergegeben wird, und wieder über einen Brückengleichrichter in eine Gleichspannung transformiert wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer Erre- gereinrichtung für eine elektrische Maschine mit einer supra¬ leitenden Last wird eine Erregereinrichtung mit einem ersten und einem zweiten Teil verwendet, wobei die supraleitende Last im zweiten Teil angeordnet wird. Mittels eines Übertra¬ gers wird elektrische Energie vom ersten in den zweiten Teil übertragen.
Dabei wird zur Speisung des Übertragers im ersten Teil eine Gleichspannung mit festlegbarer Höhe erzeugt, die Gleichspannung zu einer Wechselspannung gewandelt, ein Magnetisierungs- ström zur supraleitenden Last ermittelt und basierend auf dem Magnetisierungsstrom und einem Sollwert für den Magnetisierungsstrom die Spannung im zweiten Teil eingestellt, indem die Höhe der im ersten Teil erzeugten Gleichspannung ange- passt wird.
Mit anderen Worten findet die Einstellung des Magnetisie- rungsstroms durch die supraleitende Last nicht mit - bei¬ spielsweise - einer Umschaltung verschiedener Stromwege im zweiten Teil oder einer Steuerung eines aktiven Gleichrichters im zweiten Teil statt, sondern durch eine Einstellung der Gleichspannung im ersten Teil. Dafür wird bevorzugt ein steuerbares Gleichspannungsnetzteil oder eine beliebige
Gleichspannungsquelle in Verbindung mit einem DC/DC-Wandler wie einem Tiefsetzsteller verwendet.
Bevorzugt wird dabei im zweiten Teil der Erregereinrichtung ein Brückengleichrichter verwendet, und zum Abbau des Magne¬ tisierungsstroms zur supraleitenden Last die Höhe der im ers¬ ten Teil erzeugten Gleichspannung gesenkt. Mit anderen Worten wird in einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens der Brückengleichrichter zum Abbau des Magnetisierungsstroms ver- wendet. Als einzige Maßnahme, um einen Abbau zu bewirken, muss dann die Gleichspannung unter einen Schwellwert gesenkt werden, um den Stromabbau über die Dioden des Brückengleichrichters zu erlauben. Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbei¬ spiele für die Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei sind die Merkmale schematisiert darge¬ stellt und sich entsprechende Merkmale sind mit gleichen Be¬ zugszeichen markiert. Die Figuren zeigen dabei im Einzelnen
Figur 1 ein Prinzipschaltbild für eine erste Ausführungsvariante der Erregereinrichtung,
Figur 2 ein Prinzipschaltbild für eine zweite Ausführungsva¬ riante der Erregereinrichtung, bei der Komponenten der Steuerung und Strommessung verdeutlicht werden,
Figur 3 ein Prinzipschaltbild für eine dritte Ausführungsva¬ riante der Erregereinrichtung, bei der eine Abmagne- tisierung über einen Brückengleichrichter erfolgt, Figur 4 ein Prinzipschaltbild für eine vierte Ausführungsva¬ riante der Erregereinrichtung, bei der die Abmagneti- sierung linearisiert wird. Figur 1 zeigt ein Prinzipschaltbild für eine erste Ausfüh¬ rungsvariante einer Erregereinrichtung 1 für eine elektrische Maschine mit einer supraleitenden Last 5. Dabei sind in Figur 1 die elektrischen Komponenten genauer dargestellt als in den weiteren Figuren, um die elektrische Funktion zu verdeutli- chen. Die Erregereinrichtung 1 ist dabei aufgeteilt in eine Primärseite 3, die sich auf dem ruhenden Teil der nicht dar¬ gestellten elektrischen Maschine befindet, und eine Sekundärseite 4, die sich im rotierenden Teil der elektrischen Maschine befindet. Die Primärseite 3 und die Sekundärseite 4 sind über einen Übertrager 2 induktiv verbunden. Der Übertrager 2 weist eine Primärwicklung auf der Primärseite 3 und ei¬ ne Sekundärwicklung auf der Sekundärseite 4 auf.
Auf der Primärseite 3 weist die Erregereinrichtung 1 eine Gleichspannungsquelle 6 auf. Bei der Gleichspannungsquelle 6 handelt es sich um ein geregeltes Netzteil. Parallel zur Gleichspannungsquelle 6 ist ein Kondensator 7 vorgesehen. Die Gleichspannungsquelle 6 ist weiter mit einem Wechselrichter 8 verbunden. Der Wechselrichter 8 besteht aus vier IGBTs 9, die in bekannter Weise zum Wechselrichter 8 zusammengeschlossen sind. Der Wechselrichter 8 ist seinerseits wiederum mit der Primärwicklung des Übertragers 2 verbunden.
Die Sekundärwicklung des Übertragers 2 ist verbunden mit ei- nem Brückengleichrichter 10 auf der Sekundärseite 4 der Erregereinrichtung 1. Der Brückengleichrichter 10 besteht in bekannter Weise aus vier Dioden in einer Brückenanordnung. Die Ausgangsanschlüsse des Brückengleichrichters 10 sind mit ei¬ nem Zwischenkreiskondensator 11 verbunden. Dieser ist wieder- um parallel geschaltet mit einer Diode 12, die in gleicher
Weise wie die Dioden des Brückengleichrichters 10 ausgerich¬ tet ist. Parallel hierzu liegt weiterhin eine Serienschaltung aus der supraleitenden Last 5, einem elektronischen Schalter 13 und einem Mess-Widerstand 17. Parallel zur supraleitenden Last 5 ist ein Freilaufpfad 14 vorgesehen, der aus einer Se¬ rienschaltung aus einem Widerstand 15 und einer Diode 16 be¬ steht .
Im Betrieb stellt die Gleichspannungsquelle 6 eine Gleich¬ spannung zur Verfügung, deren Höhe gesteuert werden kann. Der Wechselrichter 8 wandelt diese Gleichspannung in eine Wechselspannung um. Die Wechselspannung wird dem Übertrager 2 auf der Primärseite 3 zugeführt. Auf der Sekundärseite 4 ergibt sich dadurch ebenfalls eine Wechselspannung. Diese wird durch den Brückengleichrichter 10 wieder in eine Gleichspannung gewandelt. Die Höhe der sekundärseitigen Gleichspannung, die am den Zwischenkreiskondensator 11 anliegt, hängt von der Höhe der Gleichspannung ab, die von der Gleichspannungsquelle 6 zur Verfügung gestellt wird. Die Gleichspannung am Zwischenkreiskondensator 11 bestimmt wiederum die Größe bzw. Änderung des Magnetisierungsstroms. Somit kann der Magnetisierungs¬ strom für die supraleitende Last 5 statorseitig eingestellt werden. Dafür muss lediglich die Gleichspannungsquelle 6 ge¬ steuert werden. Es ist nicht nötig, eine Steuerung einer Kom¬ ponente auf der Sekundärseite 4 der Erregereinrichtung 1 vorzunehmen . Im normalen gesteuerten Betrieb, d.h. wenn der Magnetisierungsstrom geregelt wird, wird der elektronische Schalter 13 eingeschaltet, d.h. in den leitenden Zustand gebracht. In diesem Fall ist der Stromkreis von der supraleitenden Last 5 über den Brückengleichrichter 10 zurück zur supraleitenden Last 5 geschlossen. Soll die supraleitende Last 5 gezielt ab- magnetisiert werden, so wird der genannte Stromkreis geöff¬ net. Dazu wird der elektronische Schalter 13 geöffnet, d.h. in den nichtleitenden Zustand gebracht. Der Stromfluss aus der supraleitenden Last 5 nimmt dann den Weg über den Frei- laufpfad 14. Der dort vorgesehene Widerstand 15 sorgt für ei¬ nen Abbau des Stromes durch eine Umwandlung in Wärme. Die Di¬ ode 16 im Freilaufpfad 14 ist so geschaltet, dass ein Strom- fluss durch den Widerstand 15 verhindert wird, wenn eine Wechselspannung über den Übertrager 2 übermittelt wird.
Auch im Falle eines Ausfalls der Steuerung der Erregerein- richtung 1 sorgt der Freilaufpfad 14 für eine Abmagnetisie- rung. Voraussetzung ist dabei, dass der elektronische Schal¬ ter 13 bei Ausfall der Steuerung geöffnet wird oder bleibt. In diesem Fall ergibt sich bei einem Ausfall der Steuerung die gleiche Situation wie bei der gezielten Abmagnetisierung der supraleitenden Last. Der Strom durch die supraleitende Last 5 fließt dann über den Freilaufpfad 14. Dabei wird er durch den Widerstand 15 abgebaut. Es ist also vorteilhaft auch bei einem Totalausfall der Steuerung der Erregereinrichtung 1 dafür gesorgt, dass der Magnetisierungsstrom abgebaut werden kann. Eine Zerstörung der elektrischen Maschine wird ohne Eingriff von außen inhärent verhindert (fail-safe) .
Ein anderer Betriebszustand ergibt sich, wenn der elektronische Schalter 13 beispielsweise legiert. In diesem Fall kann der elektronische Schalter 13 nicht mehr in den nichtleitenden Zustand gebracht werden. Dieser Betriebszustand fällt erst auf, wenn der elektronische Schalter 13 tatsächlich ab¬ geschaltet werden soll, d.h. wenn eine Abmagnetisierung vorgesehen ist oder die Steuerung der Erregereinrichtung 1 aus- fällt. Wegen dem im Freilaufpfad 14 vorgesehenen Widerstand 15 fließt der Magnetisierungsstrom der supraleitenden Last 5 in diesem Fall nicht durch den Freilaufpfad 14. Stattdessen wird der Strom zumindest zu Beginn weitgehend über die paral¬ lel zum Zwischenkreiskondensator 11 vorgesehene Diode 12 ab- gebaut. Auch die Diode 12 implementiert somit eine inhärente Sicherung. Zusätzlich dient die Diode 12 dazu, elektrische Verluste im Sekundärteil 4 der Erregereinrichtung 1 zu vermindern. Dazu übernimmt die Diode 12 den Magnetisierungsstrom im Falle eines Leerlaufs des Übertragers 2.
Zur Steuerung des geregelten Netzteils 6 wird am Mess- Widerstand 17 der Magnetisierungsstrom gemessen. Die hierzu nötigen Komponenten sowie weitere Daten- und Steuerverbindun- gen sind in Figur 1 nicht gezeigt. Figur 2 zeigt ein Prinzipschaltbild für eine zweite Ausführungsvariante für die Erre¬ gereinrichtung 20. Die zweite Ausführungsvariante für die Er¬ regereinrichtung 20 ist gegenüber der ersten Ausführungsvari- ante für die Erregereinrichtung 1 leicht abgewandelt. Figur 2 zeigt im Gegensatz zu Figur 1 nicht mehr die einzelnen elektronischen Bauteile, sondern betont zusätzlich die Mess- und Steuerverbindungen . Auch die zweite Ausführungsvariante für die Erregereinrich¬ tung 20 weist eine Primärseite 3 und eine Sekundärseite 4 auf. Auf der Primärseite 3 ist ein Steuercomputer 23 vorgese¬ hen. Dieser ist mit einer Steuerelektronik 24 in der elektrischen Maschine beispielsweise über Ethernet verbunden. Die Steuerelektronik 24 ist über einen Lichtwellenleiter mit dem IGBT-Wechselrichter 8 verbunden. Der Aufbau der Primärseite 3 aus der ersten Ausführungsvariante für die Erregereinrichtung 1 ist analog auch bei der zweiten Ausführungsvariante für die Erregereinrichtung 20 vorhanden. Bei dem Übertrager 2 ist ein Übersetzungsverhältnis von 5:1 vorgesehen. Zusätzlich weist die zweite Ausführungsvariante für die Erregereinrichtung 20 einen zweiten Übertrager 19 auf. Dieser ist auf der Primärseite 3 mit einem MOSFET-Wechselrichter 21 verbunden. Der MOSFET-Wechselrichter 21 ist eingangsseitig mit einem Wech- selspannungs-Netzteil verbunden. Der MOSFET-Wechselrichter 21 ist weiterhin über Lichtwellenleiter mit der Steuerelektronik 24 verbunden. Der zweite Übertrager 19 weist ein Übersetzungsverhältnis von 12:1 auf. Die Steuerelektronik 24 ist schließlich noch mit einem Bluetooth-sende/Empfangsmodul 25 verbunden.
Auf der Sekundärseite 4 weist die Erregereinrichtung 20 in Verbindung mit dem Übertrager 2 einen passiven Brückengleichrichter 10 auf. Parallel zu diesem befindet sich ein Zwi- schenkreiskondensator 11, in diesem Fall mit einer Kapazität von 500 yF. Der weitere Aufbau entspricht dem der Sekundär¬ seite 4 der ersten Ausführungsvariante für die Erregerein¬ richtung 1. Ausgenommen ist davon die Diode 12, die bei der zweiten Ausführungsvariante für die Erregereinrichtung 20 nicht vorgesehen ist. Der Widerstand 15 des Freilaufpfads 14 ist in diesem Fall mit 0,98 Ohm gewählt. Der Mess-Widerstand 17 hat einen Widerstand von 100 yOhm.
Die zweite Ausführungsvariante für die Erregereinrichtung 20 weist auf der Sekundärseite 4 noch weitere Komponenten auf. So ist auf der Sekundärseite des zweiten Übertragers 19 ein passiver Gleichrichter 30 in Verbindung mit einem Buck-Kon- verter 31 vorgesehen. Dieser ist wiederum verbunden mit einer Messdatenerfassung 29. Weiterhin sind in Verbindung mit der Sekundärseite des zweiten Übertragers 19 eine Schmitt-Trig¬ gersteuerung 27 und ein Bluetooth-Sende/Empfangsgerät 28 vor¬ gesehen. Die Messdatenerfassung 29 steht in Verbindung mit dem Bluetooth-Sende/Empfangsgerät 28, dem Mess-Widerstand 17, der supraleitenden Last 5 und dem Zwischenkreiskondensator 11.
Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsvariante für die Erre- gereinrichtung . In Figur 3 sind Daten- oder Signalübertragungswege zwischen der Primärseite 3 und der Sekundärseite 4 nicht dargestellt. Die dritte Ausführungsvariante für die Er¬ regereinrichtung ist dabei auf der Primärseite 3 unverändert gegenüber der ersten Ausführungsvariante für die Erregerein- richtung 1. Änderungen gegenüber der ersten Ausführungsvariante für die Erregereinrichtung 1 ergeben sich auf der Sekundärseite 4. Auf der Sekundärseite 4 ist in diesem Fall die supraleitenden Last 5 sowie der dazu in Serie geschaltete Mess-Widerstand 17 vorhanden. Dazu parallel liegt wiederum der Zwischenkreiskondensator 11. Der Brückengleichrichter 10 ist jedoch in diesem Fall aus einer Reihe von Einzeldioden 40 aufgebaut. Jede der vier Dioden des in normaler Brückenschal¬ tung aufgebauten Brückengleichrichters 10 ist dabei durch ei¬ ne Serienschaltung von einer Mehrzahl der Dioden 40 ersetzt.
Eine Abmagnetisierung der supraleitenden Last 5 wird in diesem Fall über die Dioden 40 des Brückengleichrichters 10 er¬ folgen. Durch die Serienschaltung einer ausreichenden Zahl von Dioden 40 wird erreicht, dass diese eine ausreichende Ge¬ genspannung zum Entregen der supraleitenden Last 5 aufbauen und dadurch den Magnetisierungsstrom abbauen. Der Aufbau der Sekundärseite 4 der Erregereinrichtung ist dadurch noch ein- mal deutlich vereinfacht, da sowohl der Freilaufpfad 14 mit seinen Widerstand 15 und die Diode 16 als auch der elektroni¬ sche Schalter 13 wegfallen. Auch eine Steuerung für den elektronischen Schalter 13 kann somit entfallen. Nachteilig ist hierbei die permanent anfallende Verlustleistung. Der Einsatz der dritten Ausführungsvariante ist deshalb vor allem bei geringen Entregungsspannungen zweckmäßig.
Es ist in einer weiteren, nicht in den Figuren gezeigten Variante sogar möglich, den Aufbau weiter zu vereinfachen. Dazu wird der Mess-Widerstand 17 ebenfalls weggelassen. Die Mes¬ sung des Magnetisierungsstroms wird in diesem Fall indirekt durchgeführt, indem sie auf der Primärseite 3 vorgenommen wird. Man kann erkennen, dass somit in vorteilhafter Weise eine extrem einfache und dadurch ausfallsichere Aufbauvarian- te gegeben ist. Bei dieser Aufbauvariante ist in vorteilhaf¬ ter Weise keine Steuerung eines Schalters auf der Sekundär¬ seite nötig. Weiterhin ist auch die Strommessung auf der Sekundärseite nicht erforderlich. Vielmehr werden alle Mess- und Steuervorgänge primärseitig vorgenommen.
Eine vierte Ausführungsvariante für die Erregereinrichtung ist in Figur 4 dargestellt. Die Primärseite 3 ist dabei ge¬ genüber der dritten Ausführungsvariante unverändert. Die Se¬ kundärseite 4 ist weitgehend aufgebaut wie die Sekundärseite 4 bei der ersten Ausführungsvariante für die Erregereinrichtung 1. Es sind also ein Brückengleichrichter 10, ein Zwi- schenkreiskondensator 11, ein Mess-Widerstand 17, ein elektronischer Schalter 13 sowie die Parallelschaltung aus der supraleitenden Last 5 und dem Freilaufpfad 14 mit dem Wider- stand 15 vorhanden. Findet eine Abmagnetisierung der supraleitenden Last 5 über den Freilaufpfad 14 statt, nimmt der durch den Freilaufpfad 14 fließende Strom einen exponentiel- len Verlauf. Bei der Erregereinrichtung gemäß der vierten Ausführungsvariante wird die Abmagnetisierung linearisiert . Dazu wird die einzelne Diode 16 im Freilaufpfad 14 durch eine Serienschaltung von Dioden 16 ersetzt. Hierbei muss der Widerstandswert des Widerstands 15 angepasst werden.

Claims

Patentansprüche
1. Erregereinrichtung zur Versorgung einer supraleitenden Last in einer elektrischen Maschine, wobei die Erregerein- richtung einen ersten und einen zweiten Teil aufweist und der zweite Teil die supraleitende Last enthält und relativ zum ersten Teil rotierbar angeordnet ist, aufweisend:
- einen Übertrager mit einer Primärwicklung im ersten Teil und einer Sekundärwicklung im zweiten Teil der Erregerein- richtung,
- einen Sensor zur Bestimmung eines den Magnetisierungsstrom zur Last repräsentierenden Signals,
- eine Stromregeleinrichtung im ersten Teil, die auf Basis des Signals den Magnetisierungsstrom auf einen festlegbaren Sollwert einstellt.
2. Erregereinrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Stromregeleinrichtung eine steuerbare Gleichspannungsquelle im ers¬ ten Teil der Erregereinrichtung umfasst.
3. Erregereinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der im zweiten Teil ein Brückengleichrichter vorgesehen ist.
4. Erregereinrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprü- che, bei der parallel zur supraleitenden Last ein Abmagneti- sierungswiderstand in Serie mit einer Diode vorgesehen ist.
5. Erregereinrichtung gemäß Anspruch 4, bei der der Abmagne- tisierungswiderstand in Serie mit einer Serienschaltung von wenigstens zwei Dioden angeordnet ist.
6. Erregereinrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der in Serie zur supraleitenden Last ein elektronischer Schalter vorgesehen ist zur Umschaltung zwischen Auf- und Abmagnetisierung .
7. Erregereinrichtung gemäß Anspruch 3, bei der der Brückengleichrichter ausgestaltet ist, eine Abmagnetisierung der supraleitenden Last durchzuführen.
8. Erregereinrichtung gemäß Anspruch 6, bei der der Brückengleichrichter an der Stelle jeder der vier Dioden jeweils eine Serienschaltung von wenigstens zwei Dioden aufweist, aus¬ gestaltet, eine ausreichende Gegenspannung zum Abmagnetisie- ren der supraleitenden Last aufzubauen.
9. Erregereinrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der ein zweiter Übertrager vorgesehen ist, ausgestaltet zur elektrischen Versorgung des Sensors und/oder zur Übertragung eines Steuersignals an den elektronischen Schal- ter und/oder zur Übertragung des Signals.
10. Verfahren zum Betrieb einer Erregereinrichtung für eine elektrische Maschine mit einer supraleitenden Last, bei dem
- die Erregereinrichtung einen ersten und einen zweiten Teil aufweist,
- die supraleitende Last im zweiten Teil angeordnet wird,
- elektrische Energie mittels eines Übertragers vom ersten in den zweiten Teil übertragen wird,
wobei
- zur Speisung des Übertragers im ersten Teil eine Gleichspannung mit festlegbarer Höhe erzeugt wird,
- die Gleichspannung zu einer Wechselspannung gewandelt wird,
- ein Magnetisierungsstrom zur supraleitenden Last ermittelt wird und
- basierend auf dem Magnetisierungsstrom und einem Sollwert für den Magnetisierungsstrom die Spannung im zweiten Teil eingestellt wird, indem die Höhe der im ersten Teil erzeug¬ ten Gleichspannung angepasst wird.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem im zweiten Teil der Erregereinrichtung ein Brückengleichrichter verwendet wird, und zum Abbau des Magnetisierungsstroms zur supraleitenden 1 b
Last die Höhe der im ersten Teil erzeugten Gleichspannung gesenkt wird.
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