JP2603002B2 - 超電導回転電機の回転子 - Google Patents
超電導回転電機の回転子Info
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- JP2603002B2 JP2603002B2 JP3057581A JP5758191A JP2603002B2 JP 2603002 B2 JP2603002 B2 JP 2603002B2 JP 3057581 A JP3057581 A JP 3057581A JP 5758191 A JP5758191 A JP 5758191A JP 2603002 B2 JP2603002 B2 JP 2603002B2
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- Japan
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- superconducting
- electric machine
- conductive terminals
- conductive
- rotor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超電導回転電機の回
転子に関し、特に回転子における超電導界磁コイルに電
流を供給する電流リードの構造に関するものである。
転子に関し、特に回転子における超電導界磁コイルに電
流を供給する電流リードの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は例えば特開昭６１ー１８８４６号
公報に示された従来の超電導回転電機の回転子の構造を
示す断面図である。図において、１は両端を駆動側端部
軸２のフランジ部２ａおよび反駆動側端部軸３のフラン
ジ部３ａに固定された中空のトルクチューブ、４はトル
クチューブ１の中央部に形成された中空のコイル取付
軸、５はコイル取付軸４に巻回固定された超電導界磁コ
イルである。このコイル取付軸４の外周部にはヘリウム
外筒６が配設され、コイル取付軸４の両側面部のそれぞ
れにはヘリウム端板７が配設され、冷媒の液溜め部であ
る液体ヘリウムの液溜め部８を形成している。９は両端
を駆動側端部軸２のフランジ部２ａおよび反駆動側端部
軸３のフランジ部３ａに固着して、トルクチューブ１と
コイル取付軸４とを包囲して配設された常温ダンパ、１
０はコイル取付軸４と常温ダンパ９との間に配設された
低温ダンパ、１１は駆動側端部軸２および反駆動側端部
軸３を軸支する軸受、１２はトルクチューブ１に形成あ
るいは配置された熱交換器、１３はコイル取付軸４の両
側面部の外側のトルクチューブ１内に設けられた側部輻
射シールド、１４は真空部である。
公報に示された従来の超電導回転電機の回転子の構造を
示す断面図である。図において、１は両端を駆動側端部
軸２のフランジ部２ａおよび反駆動側端部軸３のフラン
ジ部３ａに固定された中空のトルクチューブ、４はトル
クチューブ１の中央部に形成された中空のコイル取付
軸、５はコイル取付軸４に巻回固定された超電導界磁コ
イルである。このコイル取付軸４の外周部にはヘリウム
外筒６が配設され、コイル取付軸４の両側面部のそれぞ
れにはヘリウム端板７が配設され、冷媒の液溜め部であ
る液体ヘリウムの液溜め部８を形成している。９は両端
を駆動側端部軸２のフランジ部２ａおよび反駆動側端部
軸３のフランジ部３ａに固着して、トルクチューブ１と
コイル取付軸４とを包囲して配設された常温ダンパ、１
０はコイル取付軸４と常温ダンパ９との間に配設された
低温ダンパ、１１は駆動側端部軸２および反駆動側端部
軸３を軸支する軸受、１２はトルクチューブ１に形成あ
るいは配置された熱交換器、１３はコイル取付軸４の両
側面部の外側のトルクチューブ１内に設けられた側部輻
射シールド、１４は真空部である。
【０００３】１５は反駆動側端部軸３に設けられた界磁
電流供給用のスリップリングであり、このスリップリン
グ１５は電流リード（図示せず）を介して超電導界磁コ
イル５に界磁電流を供給する。１６は液体ヘリウムの液
溜め部８に液体ヘリウムを供給する液体ヘリウム供給
管、１７は液体ヘリウムの液溜め部８と熱交換器１２と
を連通するヘリウム配管、１８は熱交換器１２からのガ
スヘリウムを排出するガスヘリウム排出管である。
電流供給用のスリップリングであり、このスリップリン
グ１５は電流リード（図示せず）を介して超電導界磁コ
イル５に界磁電流を供給する。１６は液体ヘリウムの液
溜め部８に液体ヘリウムを供給する液体ヘリウム供給
管、１７は液体ヘリウムの液溜め部８と熱交換器１２と
を連通するヘリウム配管、１８は熱交換器１２からのガ
スヘリウムを排出するガスヘリウム排出管である。
【０００４】つぎに、従来の超電導回転電機の回転子の
動作について説明する。まづ、冷媒である液体ヘリウム
が、ヘリウム供給管１６を介して液体ヘリウムの液溜め
部８に供給される。超電導界磁コイル５は、液体ヘリウ
ムの液溜め部８内の液体ヘリウムにより極低温に冷却さ
れ、電気抵抗が零の状態となる。液体ヘリウムの液溜め
部８内の液体ヘリウムは、トルクチューブ１からの熱伝
導により侵入する熱および低温ダンパ１０からの輻射に
より侵入する熱等により蒸発し、気体となったヘリウム
はヘリウム配管１７を介して熱交換器１２に一旦導か
れ、駆動側端部軸２および反駆動側端部軸３からトルク
チューブ１に侵入する熱の大部分を吸収し、その後、ガ
スヘリウム排出管１８を通って機外に排出される。つぎ
に、スリップリング１５から電流リードを介して超電導
界磁コイル５に界磁電流を供給し、超電導界磁コイル５
を励磁する。超電導界磁コイル５は、電気抵抗が零の状
態となっているので、励磁損失がなく、強力な磁界を発
生し、固定子（図示せず）に交流電力を発生させる。
動作について説明する。まづ、冷媒である液体ヘリウム
が、ヘリウム供給管１６を介して液体ヘリウムの液溜め
部８に供給される。超電導界磁コイル５は、液体ヘリウ
ムの液溜め部８内の液体ヘリウムにより極低温に冷却さ
れ、電気抵抗が零の状態となる。液体ヘリウムの液溜め
部８内の液体ヘリウムは、トルクチューブ１からの熱伝
導により侵入する熱および低温ダンパ１０からの輻射に
より侵入する熱等により蒸発し、気体となったヘリウム
はヘリウム配管１７を介して熱交換器１２に一旦導か
れ、駆動側端部軸２および反駆動側端部軸３からトルク
チューブ１に侵入する熱の大部分を吸収し、その後、ガ
スヘリウム排出管１８を通って機外に排出される。つぎ
に、スリップリング１５から電流リードを介して超電導
界磁コイル５に界磁電流を供給し、超電導界磁コイル５
を励磁する。超電導界磁コイル５は、電気抵抗が零の状
態となっているので、励磁損失がなく、強力な磁界を発
生し、固定子（図示せず）に交流電力を発生させる。
【０００５】このように、この超電導界磁コイル５を極
低温に冷却、保持するために、液体ヘリウムの液溜め部
８に液体ヘリウムを供給する一方、回転子内部を真空部
１４により高真空に保つとともに、極低温の超電導界磁
コイル５とコイル取付軸４とに回転トルクを伝えるトル
クチューブ１を薄肉円筒とし、かつ熱交換器１２を設
け、液体ヘリウムの液溜め部８からヘリウム配管１７、
熱交換器１２およびガスヘリウム排出管１８を経て低温
の気体ヘリウムを流すことにより、トルクチューブ１を
通じて極低温部に侵入する熱を極力減らしている。さら
に、側部輻射シールド１３が、側面からの輻射により侵
入する熱を低減している。また、常温ダンパ９および低
温ダンパ１０は、固定子からの高調波磁界をシールド
し、超電導界磁コイル５を保護するとともに、電力系統
の擾乱による回転子振動を減衰させる機能を有し、さら
に常温ダンパ９は真空外筒としての機能、低温ダンパ１
０はヘリウム貯液部８への輻射シールドとしての機能を
も兼ね備えている。
低温に冷却、保持するために、液体ヘリウムの液溜め部
８に液体ヘリウムを供給する一方、回転子内部を真空部
１４により高真空に保つとともに、極低温の超電導界磁
コイル５とコイル取付軸４とに回転トルクを伝えるトル
クチューブ１を薄肉円筒とし、かつ熱交換器１２を設
け、液体ヘリウムの液溜め部８からヘリウム配管１７、
熱交換器１２およびガスヘリウム排出管１８を経て低温
の気体ヘリウムを流すことにより、トルクチューブ１を
通じて極低温部に侵入する熱を極力減らしている。さら
に、側部輻射シールド１３が、側面からの輻射により侵
入する熱を低減している。また、常温ダンパ９および低
温ダンパ１０は、固定子からの高調波磁界をシールド
し、超電導界磁コイル５を保護するとともに、電力系統
の擾乱による回転子振動を減衰させる機能を有し、さら
に常温ダンパ９は真空外筒としての機能、低温ダンパ１
０はヘリウム貯液部８への輻射シールドとしての機能を
も兼ね備えている。
【０００６】ここで、図２に示す従来の超電導回転電機
の回転子における電流リードについて、図３に基づいて
説明する。図３は例えば特公昭５４ー２８５６４号公報
に示された従来の電流リードの一例を示す要部拡大断面
図であり、図において２０は反駆動側端部軸３内に支持
固定された中空軸、２１は常温部導電性端子、２２は常
温導電性端子２１に対向して配置された極低温部導電性
端子、２３は常温部導電性端子２１と極低温部導電性端
子２２とを電気的に接続する複数の導電性パイプ、２４
は両端内面の固着部２５、２６で常温部導電性端子２１
および極低温部導電性端子２２を固着支持する絶縁内筒
である。この絶縁内筒２４は、中空軸２０の内壁面に形
成された凹部２０ａにより位置決めされて中空軸２０内
に収納され、常温部導電性端子２１および極低温部導電
性端子２２と中空軸２０との短絡を防止している。常温
部導電性端子２１には、ねじが形成されており、導電性
ボルト２７、導電性ブッシュ２８を介して第１のリード
線２９に電気的に接続されている。この第１のリード線
は２９は他端をスリップリング１５ａに電気的に接続さ
れている。３０は導電性ブッシュ２８と中空軸２０との
短絡を防止する絶縁ブッシュ、３１は一端を極低温部導
電性端子２２に接続され、他端を超電導界磁コイル５に
接続された超電導線からなる第２のリード線である。
の回転子における電流リードについて、図３に基づいて
説明する。図３は例えば特公昭５４ー２８５６４号公報
に示された従来の電流リードの一例を示す要部拡大断面
図であり、図において２０は反駆動側端部軸３内に支持
固定された中空軸、２１は常温部導電性端子、２２は常
温導電性端子２１に対向して配置された極低温部導電性
端子、２３は常温部導電性端子２１と極低温部導電性端
子２２とを電気的に接続する複数の導電性パイプ、２４
は両端内面の固着部２５、２６で常温部導電性端子２１
および極低温部導電性端子２２を固着支持する絶縁内筒
である。この絶縁内筒２４は、中空軸２０の内壁面に形
成された凹部２０ａにより位置決めされて中空軸２０内
に収納され、常温部導電性端子２１および極低温部導電
性端子２２と中空軸２０との短絡を防止している。常温
部導電性端子２１には、ねじが形成されており、導電性
ボルト２７、導電性ブッシュ２８を介して第１のリード
線２９に電気的に接続されている。この第１のリード線
は２９は他端をスリップリング１５ａに電気的に接続さ
れている。３０は導電性ブッシュ２８と中空軸２０との
短絡を防止する絶縁ブッシュ、３１は一端を極低温部導
電性端子２２に接続され、他端を超電導界磁コイル５に
接続された超電導線からなる第２のリード線である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の超電導回転電機
の回転子は以上のように構成されているので、回転子の
運転時において、中空軸２０、導電性パイプ２３および
絶縁内筒２４等の熱膨張係数の違いからそれらに熱伸び
差が生じて、軸方向の熱応力を発生させ、絶縁内筒２４
を破断したり、また、絶縁内筒２４が軸方向にずれて、
常温部導電性端子２１あるいは極低温部導電性端子２２
と中空軸２０とが電気的に短絡するなどの課題があっ
た。この発明は、上記のような課題を解決するためにな
されたもので、回転子の運転時において発生する導電性
パイプおよび絶縁内筒等の熱伸び差による軸方向の熱応
力を吸収でき、絶縁内筒の破断を防止できる電流リード
を備えた超電導回転電機の回転子を得ることを目的とす
る。
の回転子は以上のように構成されているので、回転子の
運転時において、中空軸２０、導電性パイプ２３および
絶縁内筒２４等の熱膨張係数の違いからそれらに熱伸び
差が生じて、軸方向の熱応力を発生させ、絶縁内筒２４
を破断したり、また、絶縁内筒２４が軸方向にずれて、
常温部導電性端子２１あるいは極低温部導電性端子２２
と中空軸２０とが電気的に短絡するなどの課題があっ
た。この発明は、上記のような課題を解決するためにな
されたもので、回転子の運転時において発生する導電性
パイプおよび絶縁内筒等の熱伸び差による軸方向の熱応
力を吸収でき、絶縁内筒の破断を防止できる電流リード
を備えた超電導回転電機の回転子を得ることを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る超電導回
転電機の回転子は、電流リードを構成する絶縁内筒を軸
方向に分割し、かつ、分割された絶縁内筒のそれぞれ
に、導電性端子のそれぞれを固着するものである。
転電機の回転子は、電流リードを構成する絶縁内筒を軸
方向に分割し、かつ、分割された絶縁内筒のそれぞれ
に、導電性端子のそれぞれを固着するものである。
【０００９】
【作用】この発明においては、絶縁内筒が軸方向に分割
され、分割された絶縁内筒のそれぞれが対向する導電性
端子のそれぞれに固着されているので、回転子の運転時
において発生する導電性パイプおよび絶縁内筒等の熱伸
び差を吸収する。
され、分割された絶縁内筒のそれぞれが対向する導電性
端子のそれぞれに固着されているので、回転子の運転時
において発生する導電性パイプおよび絶縁内筒等の熱伸
び差を吸収する。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明による超電導回転電機の回転子の一
実施例を示す要部拡大断面図であり、図において図２お
よび図３に示した従来の超電導回転電機の回転子と同一
または相当部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。図において、３２は常温部導電性端子２１と極低温
部導電性端子２２との中間部の分割部３３において分割
された絶縁内筒であり、分割された絶縁内筒３２はそれ
ぞれ固着部２５、２６で常温部導電性端子２１および極
低温部導電性端子２２に固着されている。
る。図１はこの発明による超電導回転電機の回転子の一
実施例を示す要部拡大断面図であり、図において図２お
よび図３に示した従来の超電導回転電機の回転子と同一
または相当部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。図において、３２は常温部導電性端子２１と極低温
部導電性端子２２との中間部の分割部３３において分割
された絶縁内筒であり、分割された絶縁内筒３２はそれ
ぞれ固着部２５、２６で常温部導電性端子２１および極
低温部導電性端子２２に固着されている。
【００１１】ここで、図３に図示されていないが、スリ
ップリング１５ｂと超電導界磁コイル５の他方の端部と
を電気的に接続するために常温部導電性端子２１、極低
温部導電性端子２２および導電性パイプ２３と同様の構
成の導電性端子および導電性パイプが絶縁内筒３２内の
対向する内面に同様に配設されている。上記実施例で
は、回転子の運転中に液体ヘリウムにより電流リードが
冷却されると、導電性パイプ２３および絶縁内筒３２に
熱伸び差が発生する。このとき、絶縁内筒３２は一端を
固着部２５で常温部導電性端子２１に固定され、他端を
固着部２６で極低温部導電性端子２２に固定されている
ので、分割部３３により熱伸び差を吸収できる。
ップリング１５ｂと超電導界磁コイル５の他方の端部と
を電気的に接続するために常温部導電性端子２１、極低
温部導電性端子２２および導電性パイプ２３と同様の構
成の導電性端子および導電性パイプが絶縁内筒３２内の
対向する内面に同様に配設されている。上記実施例で
は、回転子の運転中に液体ヘリウムにより電流リードが
冷却されると、導電性パイプ２３および絶縁内筒３２に
熱伸び差が発生する。このとき、絶縁内筒３２は一端を
固着部２５で常温部導電性端子２１に固定され、他端を
固着部２６で極低温部導電性端子２２に固定されている
ので、分割部３３により熱伸び差を吸収できる。
【００１２】なお、上記実施例では、分割部３３を絶縁
内筒３２の中間部に設けて説明しているが、分割部３３
は常温部導電性端子２１と極低温部導電性端子２２との
間であれば任意の位置に設けてもよい。また、上記実施
例では、中空軸２０を反駆動側端部軸３内に支持固定し
て説明しているが、中空軸２０を用いずに反駆動側端部
軸３内に直接電流リードを配設し、常温部導電性端子２
１とスリップリング１５とを直接電気的に接続しても同
様の効果が得られる。なおまた、上記実施例では、冷媒
として液体ヘリウムを用いて説明したが、この発明はこ
れに限定されるものではない。
内筒３２の中間部に設けて説明しているが、分割部３３
は常温部導電性端子２１と極低温部導電性端子２２との
間であれば任意の位置に設けてもよい。また、上記実施
例では、中空軸２０を反駆動側端部軸３内に支持固定し
て説明しているが、中空軸２０を用いずに反駆動側端部
軸３内に直接電流リードを配設し、常温部導電性端子２
１とスリップリング１５とを直接電気的に接続しても同
様の効果が得られる。なおまた、上記実施例では、冷媒
として液体ヘリウムを用いて説明したが、この発明はこ
れに限定されるものではない。
【００１３】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、絶縁内
筒を軸方向に分割し、分割された絶縁内筒のそれぞれを
対向して配置された導電性端子のそれぞれに固着されて
いるので、回転子の運転時に導電性パイプおよび絶縁内
筒等で発生する熱伸び差を分割された絶縁内筒で吸収で
き、絶縁内筒の破断を防止できる電流リードを備えた超
電導回転電機の回転子が得られる効果がある。
筒を軸方向に分割し、分割された絶縁内筒のそれぞれを
対向して配置された導電性端子のそれぞれに固着されて
いるので、回転子の運転時に導電性パイプおよび絶縁内
筒等で発生する熱伸び差を分割された絶縁内筒で吸収で
き、絶縁内筒の破断を防止できる電流リードを備えた超
電導回転電機の回転子が得られる効果がある。
【図１】この発明のよる超電導回転電機の回転子の一実
施例を示す要部拡大断面図である。
施例を示す要部拡大断面図である。
【図２】従来の超電導回転電機の回転子の一例を示す断
面図である。
面図である。
【図３】従来の超電導回転電機の回転子における電流リ
ードの構造を示す要部拡大断面図である。
ードの構造を示す要部拡大断面図である。
５ 超電導界磁コイル ２１ 常温部導電性端子 ２２ 極低温部導電性端子 ２３ 導電性パイプ ３１ 第２のリード線 ３２ 絶縁内筒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−208858（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−351460（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−223464（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−167674（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−28785（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−25472（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 対向して配設された一対の導電性端子
と、前記導電性端子間に挿入され、前記導電性端子間を
電気的に接続する複数の導電性パイプと、端面のそれぞ
れの方向に一対の前記導電性端子がくるように前記導電
性端子を収納する絶縁内筒と、一端を超電導界磁コイル
に接続され、他端を一方の前記導電性端子に接続された
リード線とを有する電流リードを備え、外部より前記電
流リードを介して界磁電流を前記超電導界磁コイルに供
給し、前記超電導界磁コイルを励磁して駆動する超電導
回転電機の回転子において、前記絶縁内筒は、軸方向に
分割され、かつ、分割された前記絶縁内筒のそれぞれ
は、前記導電性端子のそれぞれに固着されたことを特徴
とする超電導回転電機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057581A JP2603002B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 超電導回転電機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057581A JP2603002B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 超電導回転電機の回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04351462A JPH04351462A (ja) | 1992-12-07 |
| JP2603002B2 true JP2603002B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=13059821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3057581A Expired - Lifetime JP2603002B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 超電導回転電機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2603002B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101104890B1 (ko) * | 2009-11-27 | 2012-01-12 | 한전케이피에스 주식회사 | 발전기 회전자 단부권선의 분할형 절연링 및 그 결합방법 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP3057581A patent/JP2603002B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04351462A (ja) | 1992-12-07 |
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