JPH0528946Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、超電導回転電機の回転子に関し、
もう少し詳しくいうと、同心的に巻回された鞍型
の複数個の部分コイルからなる超電導界磁コイル
を有する超電導回転電機の回転子に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来、この種の回転子として第４図に示すもの
があり、図において、トルクチユーブ１の中央部
を形成するコイル取付軸２に超電導界磁コイル３
が固定されている。トルクチユーブ１とコイル取
付軸２を囲繞して常温ダンパ４が、常温ダンパ４
とコイル取付軸２の間に低温ダンパ５がそれぞれ
設けられている。コイル取付軸２の外周部および
側面部にはそれぞれヘリウム外筒６およびヘリウ
ム端板７が取付けられている。８および９はそれ
ぞれ駆動側、反駆動側端部軸で軸受１０により支
承されている。１１は界磁電流供給用のスリツプ
リングである。トルクチユーブ１には熱交換器１
２が配置されている。１３は側部輻射シールド、
１４は真空部である。

以上の構成により、コイル取付軸２に配設され
ている超電導界磁コイル３を極低温に冷却して電
気抵抗を零の状態とし、励磁損失をなくすること
により、超電導界磁コイル３に強力な磁界を発生
させて固定子（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。回転子内部は真空部１
４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およびコイル取付軸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、かつ、
熱交換器１２により、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ようになつてい
る。さらに、側部輻射シールド１３は側面からの
輻射により侵入する熱を低減する。

一方、常温ダンパ４および低温ダンパ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を保護するとともに、電力系統のじよう
乱による回転子振動を減衰させるように機能する
ほか、常温ダンパ４は真空外筒としての機能、低
温ダンパ５はヘリウム容器部への輻射シールドと
しての機能を兼ねている。

ここで、超電導界磁コイル３は、同心状に巻回
された複数個の鞍型の部分コイルを直列接続した
ものである。第５図、第６図は、たとえば特開昭
54−113808号公報に示された従来の超電導界磁コ
イル３のコイル接続構造で、図において、３ａ，
３ｂ，３ｃは部分コイルで、端部接続部１６ａに
おいて互いに接続されている。部分コイルはスロ
ツト１７に配設され、その接続部はコイルコーナ
部に設けた接続溝１８ａ内に置かれている。１９
は超電導線である。なお、図を見やすくするため
に、スロツト内絶縁材やウエツジは図示されてい
ない。

第６図では、部分コイル３ａの最外周ターンと
部分コイル３ｂの最内周ターンとが接続溝１８ａ
内で接続されている状態と、超電導線１９がスロ
ツト１７内で最上段から巻回されて部分コイルを
形成し、隣接する部分コイルとの接続部へ最上段
引き出されている巻回方式を示している。

また、第７図では、第６図とは部分コイルがス
ロツトの上部で接続されている点では同一である
が、巻回方式が異なるものを示している。

［考案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
構成されていたため、部分コイル相互の接続は部
分コイルの最上段から超電導線を引き出して行う
必要があり、スロツト内の部分コイルのスロツト
深さ方向の超電導線の段の数（以下段数という）
およびスロツト幅方向の超電導線の列の数（以下
列数という）には制限があつた。すなわち、第６
図に示す部分コイル３ｂのような巻回方式の場合
は、列数は偶数に制限され、第７図に示す部分コ
イル３ｂの巻回方式の場合は、段数は奇数に制限
される。このため、超電導線１９の断面寸法やス
ロツト１７の寸法選択に制約が生じ、回転子全体
の設計の自由度が小さくなるという問題点があつ
た。

この考案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、設計自由度の大きい超電導回
転電機の回転子を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この考案に係る超電導回転電機の回転子は、コ
イル取付軸端部のスロツト間にスロツト底部に達
する軸方向の接続溝または接続穴を設け、隣接す
る部分コイル相互の接続部を接続溝底部または接
続穴内に配置したものである。

［作用］ この考案においては、コイルのアーク部間にス
ロツト底部に達する軸方向の接続溝または接続穴
を設けたことにより、超電導線の断面寸法やスロ
ツト寸法の設計自由度が大となり、したがつて回
転子全体の設計自由度が増大する。

［実施例］ 第１図、第２図はこの考案の一実施例を示し、
２はコイル取付軸、３ａ，３ｂ，３ｃは部分コイ
ルである。各部分コイルはＡ，Ｂ，Ｃに分けて考
えることができ、Ａは直線部、Ｂはコーナ部、Ｃ
はアーク部とすることができる。１６はアーク部
間に設けられた接続部である。コイル取付軸２に
設けられたスロツト１７相互間のコイル取付軸２
表面には軸方向に設けられた接続溝１８が形成さ
れている。第２図では、部分コイル３ａの最外周
ターンと部分コイル３ｂの最内周ターンとの接続
部１６がスロツト底部に達する位置まで設けられ
た接続溝１８内に置かれており、スロツト底部に
おいて隣接する部分コイルが接続されている構造
を示している。

第２図に示す部分コイル３ａでは、最内周ター
ンはスロツト最上段で接続されており、最外周タ
ーンはスロツト底部で隣接コイルに接続されてい
る例を示す。部分コイル３ｂではその逆の接続例
を示す。また、第３図では部分コイル３ａ，３ｂ
ともに最内周ターンおよび最外周ターンともにス
ロツト底部で接続されている例を示す。

第２図からわかるように、部分コイル３ａは従
来の接続構造では構成することのできなかつた奇
数列、偶数段の超電導線の構成が得られる。ま
た、第２図の部分コイル３ｂは従来の技術で可能
であつた偶数列もしくは奇数段の超電導線構成の
例であるが、最内周ターンの接続をスロツト底部
において行うため、第７図の部分コイル３ｂと比
較して巻回方式を単純化することができる。さら
に、超電導線の列数、段数の組み合わせにより、
部分コイルの最内周ターン、最外周ターンともス
ロツト底部で隣接する部分コイルと接続しても良
い。

なお、上記実施例では接続溝１８内に接続部１
６を設けたが、接続溝１８は溝でなく、第３図に
示すように隣接するスロツト間を貫通する接続穴
１８ｂであつても良く、同様の効果が得られる。

また、第１図にはコイルのアーク部、すなわ
ち、Ｃ部分に接続溝１８、接続部１６を設置した
が、接続する場所はＣ部に限定されるものではな
く、Ａ部、Ｂ部でも同様の効果が得られることは
いうまでもない。さらに、例えば部分コイル３ｂ
の最内周ターンはＣ部で接続され、最外周ターン
はＡ部で接続されるよう接続溝１８および接続部
１６を設置することとしても同様である。

［考案の効果］ 以上のように、この考案によれば、部分コイル
間の接続部をスロツト底部に達する接続溝または
接続穴中に設置し、スロツト上部ばかりでなくス
ロツト底部においても隣接する部分コイルを接続
するようにしたので、コイルを形成する超電導線
の断面寸法や、列数、段数に対する接続部構造に
よる制約がなく、スロツト寸法の設計自由度が増
大し、回転子全体の設計自由度が大きく、経済性
が向上する等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の要部平面図、第
２図は第１図の−線に沿う平面での断面図、
第３図は他の実施例の要部断面図、第４図は従来
の超電導回転電機の回転子の縦断面図、第５図は
第４図のものの要部平面図、第６図は第５図の
−線に沿う平面での断面図、第７図は第６図の
ものの変形断面図である。 ２……コイル取付軸、３……超電導界磁コイ
ル、３ａ，３ｂ，３ｃ……部分コイル、１６……
接続部、１７……スロツト、１８……接続溝、１
８ｂ……接続穴。なお、各図中、同一符号は同一
または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 円筒状のコイル取付軸と、 回転軸と平行な直線部と、円周方向に延びるア
   ーク部および前記直線部と前記アーク部とを結ぶ
   コーナ部とからなる鞍型の部分コイルを複数個同
   心的に巻回して直列接続した超電導界磁コイル
   と、 前記コイル取付軸に形成され前記部分コイルを
   収納するスロツトと、 隣接する前記スロツト間の底部に設けられ前記
   部分コイル相互の接続を可能にする接続溝または
   接続穴と、 を備え、隣接する前記スロツト間の前記部分コイ
   ル相互の接続が前記スロツトの上部とともに前記
   スロツトの底部でもできるようになつている、 超電導回転電機の回転子。