JPH0456548B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は超電導回転電機に関し、特に超電導
界磁コイルの保持方式に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特開57−166838号公報に示され
た従来の超電導回転電機の構造を示す断面図であ
る。第５図において、１はトクルチユーブ、２は
トルクチユーブ１の中央部を形成するコイル取付
軸、３はコイル取付軸２に固定されている超電導
界磁コイル、４はトルクチユーブ１とコイル取付
軸２を囲繞する常温ダンパ、５はこの常温ダンパ
４とコイル取付軸２の間に配設されている低温ダ
ンパ、６及び７はコイル取付軸２の夫々外周部及
び側面図に取り付けられたヘリウム外筒、ヘリウ
ム端板、８及び９は夫々駆動側、反駆動側端部
軸、１０はこれらの端部軸８，９を軸支する軸
受、１１は界磁電流供給用のスリツプリング、１
２はトルクチユーブ１に形成或いは配置されてい
る熱交換器、１３は側部輻射シールド、１４は真
空部、１５は液体ヘリウムの液溜め部である。

上記構成からなる超電導回転電機の回転子にお
いては、コイル取付軸２に配設されている超電導
界磁コイル３を極低温に冷却することにより、電
気抵抗を零の状態とし、励磁損失をなくすことに
より、この超電導界磁コイル３に強力な磁界を発
生させ、固定子（図示せず）に交流電力を発生さ
せる。この超電導界磁コイル３を極低温に冷却、
保持するために液体ヘリウムを反駆動側端部軸９
の中央部から導入管（図示せず）を通じ、ヘリウ
ム外筒６、ヘリウム端板７により形成される液体
ヘリウム容器部に供給する一方、回転子内部を真
空部１４により高真空に保つと共に、極低温の超
電導界磁コイル３及びコイル取付軸２に回転トル
クを伝えるトルクチユーブ１を薄肉円筒とし、且
つ熱交換器１２を設け、このトルクチユーブ１を
通じ極低温部に侵入する熱を極力減らす構造が最
も一般的である。さらに、側面からの幅射により
侵入する熱を低減するため、側部輻射シールド１
３が設けられている。

一方、常温ダンパ４及び低温ダンパ５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３を保護すると共に、電力系統のじよう乱に
よる回転子振動を減衰させる機能を有する一方、
常温ダンパ４は真空外筒として機能、低温ダンパ
はヘリウム容器部への輻射シールドとしての機能
を兼ねる方式が一般的である。なお第５図におい
ては、回転子内部のヘリウム導入、排出系を構成
する配管類及び回転子に接続されているヘリウム
導入、排出装置は省略した。

次に、コイル取付軸表面の溝に超電導界磁コイ
ルが巻回された構造について、更に詳細に説明す
る。第６図は第５図における線−に沿う断面
図で、２はコイル取付軸、１６はコイル取付軸２
の表面に軸方向に設けられたスロツト、３はスロ
ツト１６内に収められた超電導界磁コイル、１７
はスロツト内絶縁物、１８は超電導界磁コイル３
をスロツト１６内に保持するくさび、１９は上部
ツメモノである。第７図は溝内の構成の詳細を示
すものである。第７図において、２０は２枚のサ
イドツメモノで、例えばガラスエポキシ積層板等
である。サイドツメモノ２０を２枚挿入している
のは界磁コイル３の破損防止と作業性の問題から
で、、界磁コイル３側の絶縁板２０１枚があらか
じめ挿入されており、その後、スロツト内絶縁物
１７側のサイドツメモノ２０１枚が打ち込まれ
る。通常２枚のサイドツメモノ２０はくさび状に
形成され打ち込みにより超電導界磁コイル３に圧
縮力を与えるようにする。

次にこのように構成されたスロツト１６内の超
電導界磁コイル３の円周方向の変形に対する保持
について説明する。

第６図に於いて、超電導界磁コイル３は線Ａ−
Ａを取り巻くように巻回しており、従つて線Ａ−
Ａを極中心として強力な磁界を発生する。とろで
超電導界磁コイル３には回転による遠心力の外に
強力な電磁力が働らく。もし、界磁コイル３が堅
固に固定されてなく電磁力により移動すると、そ
の摩擦熱により界磁コイル３の温度が高くなり超
電導破壊を起こす危険性が高くなる。超電導破壊
を起こすと、回転電機の運転を停止することにな
り、界磁コイルの固定は極めて大きな問題であ
る。従来の保持方式では界磁コイル３とスロツク
内絶縁物１７の間に少なくとも２枚の絶縁板を強
固に挿入することにより、電磁力による移動を防
止している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の保持方式は以上のように構成されている
ので、巻回後の超電導界磁コイル３の各段間での
厚さの不ぞろいがあつた場合、一部の段の超電導
界磁コイル３は円周方向に堅固に保持されるが、
一部の超電導界磁コイル３は堅固に保持できず、
従つて電磁力で超電導界磁コイル３が移動し、超
電導破壊を生じる可能性を有する問題があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたものであり、超電導界磁コイルの円周
方向に対する保持を堅固にすることにより、電磁
力による超電導界磁コイルの移動を防ぎ、摩擦熱
による温度上昇にもとづく超電導破壊の発生を防
止することを目的とする。

〔問題点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、超
電導界磁コイルとスロツト内絶縁物の間のサイド
クサビを超電導界磁コイルの各段毎に分割し、か
つ上記サイドクサビを超電導界磁コイルの長手方
向に分割して設置したものであり、サイドクサビ
の長手方向の間に充填物を挿着したものである。

〔作用〕

この発明における超電導回転電機の回転子で
は、超電導界磁コイルの各段毎の巻回時にサイド
クサビ２１を強固に打込み、かつサイドクサビ２
１の長手方向の間隙に充填物を挿着することによ
り超電導界磁コイルの円周方向の保持がなされ
る。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図において、２，３，１７〜１９は上述
した従来装置の構成と同様である。２０は超電導
界磁コイル３の段毎に設置されるサイドクサビで
あり、長手方向に分割されている。２２はサイド
クサビ２１の間に挿着された充填物であり、例え
ばレジンを含浸したフエルト等により構成され、
組立時には柔軟性を有し時間の経過とともに固化
し、超電導界磁コイル３の円周方向の保持部材と
して機能を発生する。超電導界磁コイル３は専用
の巻線機（図示せず）で第２図の如く巻回され
る。３１は超電導界磁コイル３の段である。

次に超電導界磁コイル３の組立てについて、第
３図により説明する。専用の巻線機で巻回された
超電導界磁コイル３は、片側の辺をコイル取付軸
２の表面に加工されたスロツト１６ａ内に納め、
各段毎に他の辺を相対するスロツト１６ｂ内へ配
設する。超電導界磁コイル３の各段毎のスロツト
内設置後、夫々サイドクサビ２１を打込み、サイ
ドクサビ２１の長手方向の間に充填物２２を挿着
して埋める。

サイドクサビ２１による超電導界磁コイル３の
短絡をさせるため、サイドクサビ２１の材質には
絶縁材を用いることが望ましい。

第４図はサイドクサビ２１と充填物２２を超電
導界磁コイル３の長手方向に沿つて配置した状況
を示すものである。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればサイドクサビ
を超電導界磁コイルの各段毎に分割し、かつ上記
サイドクサビを超電導界磁コイルの長手方向に分
割して設置し、サイドクサビの長手方向の間〓に
充填物を挿着することにより、超電導界磁コイル
を円周方向に保持するように構成したので、超電
導界磁コイルの各段間の厚さの不ぞろいの影響を
うけることなく、超電導界磁コイルの円周方向に
対する堅固な保持が可能となり、電磁力による超
電導界磁コイルの移動を防止でき、摩擦熱による
度上昇にもとずく超電導破壊を防止できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による超電導回転
電機の回転子のスロツト内断面図、第２図は巻回
後の超電導界磁コイルを示す斜視図、第３図はこ
の発明に係る超電導界磁コイルのスロツト内への
配設状況を示す図、第４図はこの発明に係るサイ
ドクサビと充填物の構成を示す斜視図、第５図は
一般的な超電導回転電機の回転子の全体概念を示
す断面図、第６図は第５図−線における超電
導界磁コイルの巻線後の状態を示す斜視図、第７
図は従来の超電導回転電機の回転子のスロツト内
断面図である。 図において、２はコイル取付軸、３は超電導界
磁コイル、３１は超電導界磁コイルの段、１６は
スロツト、２１はサイドクサビ、２２は充填物で
ある。尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸表面にスロツトが形成されたコイル取付軸
   と、このコイル取付軸のスロツト中に収納される
   超電導界磁コイルと、上記超電導界磁コイルの円
   周方向の変形を防止するサイドクサビを有する回
   転子において、上記サイドクサビを超電導界磁コ
   イルの各段毎に分割し、かつ上記サイドクサビを
   超電導界磁コイルの長手方向に分割し、長手方向
   のサイドクサビの間に充填物を挿着したことを特
   徴とする超電導回転電機の回転子。 ２ サイドクサビは絶縁板で構成されたことを特
   徴とする特許請求範囲第１項記載の超電導回転電
   機の回転子。 ３ 充填物はレジンを含浸したフエルトよりなる
   ことを特徴とする特許請求範囲第１項又は第２項
   記載の超電導回転電機の回転子。