JPS58224554A - 超電導回転電機 - Google Patents
超電導回転電機Info
- Publication number
- JPS58224554A JPS58224554A JP57106870A JP10687082A JPS58224554A JP S58224554 A JPS58224554 A JP S58224554A JP 57106870 A JP57106870 A JP 57106870A JP 10687082 A JP10687082 A JP 10687082A JP S58224554 A JPS58224554 A JP S58224554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- length
- coil
- winding
- stator core
- air gap
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K55/00—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
- H02K55/02—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
- H02K55/04—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type with rotating field windings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超電導回転を機に係り、特に１８００スキユ一
空隙ｉｉｔ機子巻線を有する超電導回転電機に関するも
のである。
空隙ｉｉｔ機子巻線を有する超電導回転電機に関するも
のである。
回転電機の単機容蓋増大あるいは性能向上の一手段とし
て、従来固定子鉄心スロットに配置されていた電機子巻
線を、スロットのないスロットレス固定子鉄心と回転子
との間の空隙に配置する所副空隙電機子巻線とすること
が超電導発電機などに採用されるようになってきた。
て、従来固定子鉄心スロットに配置されていた電機子巻
線を、スロットのないスロットレス固定子鉄心と回転子
との間の空隙に配置する所副空隙電機子巻線とすること
が超電導発電機などに採用されるようになってきた。
このような空隙電機子巻線にはスロットレス構造の特長
を活かした種々の巻線方法が提案されているが、中でも
その巻始めの端から巻終り端まで電気角で１８０°の範
囲に巻回する所謂１８００スキユ一空隙電機子巻線は、
現行タービン発１１！機の電機子巻線と）して一般に採
用されているダイヤモンド形の巻線のように巻線端部で
のインボリュート状の立上シがなく、巻線として一体に
製作した後に固定子鉄心に軸方向から挿入組込みができ
るなどの構造上の特徴がある。
を活かした種々の巻線方法が提案されているが、中でも
その巻始めの端から巻終り端まで電気角で１８０°の範
囲に巻回する所謂１８００スキユ一空隙電機子巻線は、
現行タービン発１１！機の電機子巻線と）して一般に採
用されているダイヤモンド形の巻線のように巻線端部で
のインボリュート状の立上シがなく、巻線として一体に
製作した後に固定子鉄心に軸方向から挿入組込みができ
るなどの構造上の特徴がある。
この１８０°スキユ一空隙電機子巻崖を使用した超電導
発電機の従来ｆｐ１が第１図および第２図に示されてい
る。超電導発電機は、超電導界磁巻線を内蔵した超電導
回転子１と、この超電導回転子１と空隙を介して配置さ
れた固定子鉄心２と、超電導回転子１と固定子鉄心２と
の間の空隙中に配置された１８０°スキユ一空隙電機子
巻線３とから構成されておシ、１８０’ スキュー空隙
電機子巻線３は電機の軸芯に対して常に傾斜角をもった
コイル４によ＃）？４成されておシ、コイル４は固定子
鉄心２の軸方向長さ１．にわたりその巻始めから巻終υ
が電気角で１８０’ になっている。そしてこのような
コイル４が２１［ｉＳ］重ねて使用される所浦二層巻で
は、上層に配置される上層コイル４ａとその下層に配置
される下層コイル４ｂとは機外に出た下層コイル４ａ、
４ｂの接続端部でろう付けなどの所定の方法によって電
気的接続が行なわれている。なお、第１図において５，
６は１８０゜スキュー空隙電機子巻線３を内、外径から
夫々支持する絶縁円筒支持体である。
発電機の従来ｆｐ１が第１図および第２図に示されてい
る。超電導発電機は、超電導界磁巻線を内蔵した超電導
回転子１と、この超電導回転子１と空隙を介して配置さ
れた固定子鉄心２と、超電導回転子１と固定子鉄心２と
の間の空隙中に配置された１８０°スキユ一空隙電機子
巻線３とから構成されておシ、１８０’ スキュー空隙
電機子巻線３は電機の軸芯に対して常に傾斜角をもった
コイル４によ＃）？４成されておシ、コイル４は固定子
鉄心２の軸方向長さ１．にわたりその巻始めから巻終υ
が電気角で１８０’ になっている。そしてこのような
コイル４が２１［ｉＳ］重ねて使用される所浦二層巻で
は、上層に配置される上層コイル４ａとその下層に配置
される下層コイル４ｂとは機外に出た下層コイル４ａ、
４ｂの接続端部でろう付けなどの所定の方法によって電
気的接続が行なわれている。なお、第１図において５，
６は１８０゜スキュー空隙電機子巻線３を内、外径から
夫々支持する絶縁円筒支持体である。
ところでこのような１８０° スキュー空隙電機子巻線
３は、発電に有効な超電導回転子１からの磁束を容土、
下層コイル４ａ、４．、ｂが斜ちに切るため、磁束の利
用率すなわち巻線係数が約０．６３に下がる欠点がある
。この巻線係数の低下を補うためには上、下層コイル４
ａ、４ｂのコイル数を夫々増し、所定の出力電圧を得る
必要があるが、コイル数を増すとコイルとコイルとの藺
の間隙Ｗ４が少なくなシ、特に巻線端部では接続作業に
必要な作業空間が十分に確保できなくなるばかｐでなく
、コイルとコイルとの間の絶縁距離が短くなる欠点があ
った。
３は、発電に有効な超電導回転子１からの磁束を容土、
下層コイル４ａ、４．、ｂが斜ちに切るため、磁束の利
用率すなわち巻線係数が約０．６３に下がる欠点がある
。この巻線係数の低下を補うためには上、下層コイル４
ａ、４ｂのコイル数を夫々増し、所定の出力電圧を得る
必要があるが、コイル数を増すとコイルとコイルとの藺
の間隙Ｗ４が少なくなシ、特に巻線端部では接続作業に
必要な作業空間が十分に確保できなくなるばかｐでなく
、コイルとコイルとの間の絶縁距離が短くなる欠点があ
った。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その目的
とするところは、巻線係数の大きな１８０°スキユ一空
隙電機子巻ｍｆ、有する超電導回転電機を提供するにあ
る。
とするところは、巻線係数の大きな１８０°スキユ一空
隙電機子巻ｍｆ、有する超電導回転電機を提供するにあ
る。
すなわち本発明は、１８０’ スキュー空隙４機子巻
線が、その軸方向に傾斜して巻回される部分の長さｔ、
が固定子鉄心の軸方向長さ１．よシも大きく形成さ１だ
ものであることを特徴とするものである。
線が、その軸方向に傾斜して巻回される部分の長さｔ、
が固定子鉄心の軸方向長さ１．よシも大きく形成さ１だ
ものであることを特徴とするものである。
以下、図示した実施列に基づいて本発明を説明する。第
３図および請４図には本発明の一実施同が示されている
。なお従来と同じ部品には同じ符号を付したので説明は
省略する。本実施例では１８０°スキユ一空隙電機子巻
線３ａを、その軸方向に傾斜して巻回される部分の長さ
ｔ、を固定子鉄心２の軸方向長さｔＩよシも大きく形成
した。
３図および請４図には本発明の一実施同が示されている
。なお従来と同じ部品には同じ符号を付したので説明は
省略する。本実施例では１８０°スキユ一空隙電機子巻
線３ａを、その軸方向に傾斜して巻回される部分の長さ
ｔ、を固定子鉄心２の軸方向長さｔＩよシも大きく形成
した。
このようにすることによシ磁束を切る有効所面槓が大き
くなって、巻線係数の大きな１８００ スキュー空隙電
機子巻線３ａを得ることができる。
くなって、巻線係数の大きな１８００ スキュー空隙電
機子巻線３ａを得ることができる。
すなわち１８０°スキユ一空隙電機子巻線３ａの上、下
層コイル４ｃ、４ｄの軸方向に傾斜している部分の長さ
ｔ、を、固定子鉄心２の長さｔｌよシも大きくした。こ
のように軸方向に傾斜している部分の長さｔ、を大きく
すると、巻線係数を大きくすることができる。このこと
はまた縦軸に巻線係数および巻線銅損をとり、横軸に上
、下層コイル４ＣＩ４ｄの軸方向に傾斜している部分の
長さｔ、と固定子鉄心２の長さ１．との比をとって巻線
係数および巻線銅損とｔａｌｔ、との関係を示した４５
図にも示されているように、ｔ、／１１が大きくなるす
なわち軸方向に傾斜している部分の長さｔ、を大きくす
るにつれて図中に実線で示されているように巻線係数ｆ
、は大きくなっている。これは本実施例の上、下層コイ
ル４ｃ。
層コイル４ｃ、４ｄの軸方向に傾斜している部分の長さ
ｔ、を、固定子鉄心２の長さｔｌよシも大きくした。こ
のように軸方向に傾斜している部分の長さｔ、を大きく
すると、巻線係数を大きくすることができる。このこと
はまた縦軸に巻線係数および巻線銅損をとり、横軸に上
、下層コイル４ＣＩ４ｄの軸方向に傾斜している部分の
長さｔ、と固定子鉄心２の長さ１．との比をとって巻線
係数および巻線銅損とｔａｌｔ、との関係を示した４５
図にも示されているように、ｔ、／１１が大きくなるす
なわち軸方向に傾斜している部分の長さｔ、を大きくす
るにつれて図中に実線で示されているように巻線係数ｆ
、は大きくなっている。これは本実施例の上、下層コイ
ル４ｃ。
４ｄと従来の上、下層コイル４ａ、４ｂとを展開して示
した第６図に示されているように、軸方向に傾斜して巻
回される部分の長さｔ、を固定子鉄心の軸方向長さ１．
より大きくすることにより、回転子からの磁束を切る有
効析面償が、図中にハツチングして示されている分だけ
従来の上、下層コイル４ａ、４ｂによって形成されるそ
れよりも増大するためである。このように巻線係数が増
大するので、所定の電圧発生に必要な上、下層コイル４
ｃ、４ｄのコイル数が少なくてすみ、従ってコイル間隔
寸法Ｗ、（第４図参照］が増大するので接続作業等の電
工作業の効率が向上する。またそれに伴ってコイル全長
が短くなるので、巻線銅損も低減できる。
した第６図に示されているように、軸方向に傾斜して巻
回される部分の長さｔ、を固定子鉄心の軸方向長さ１．
より大きくすることにより、回転子からの磁束を切る有
効析面償が、図中にハツチングして示されている分だけ
従来の上、下層コイル４ａ、４ｂによって形成されるそ
れよりも増大するためである。このように巻線係数が増
大するので、所定の電圧発生に必要な上、下層コイル４
ｃ、４ｄのコイル数が少なくてすみ、従ってコイル間隔
寸法Ｗ、（第４図参照］が増大するので接続作業等の電
工作業の効率が向上する。またそれに伴ってコイル全長
が短くなるので、巻線銅損も低減できる。
この巻線銅損は、軸方向に傾斜している部分の長さｔ、
と固定子鉄心の長さｔｉとの比ｔ、／ｌＩを１くり、／
石＜１．３としたので、増大させないですむようになる
。それは上述の第５図に点線で示されているように、巻
線銅線ＷはＡｓ／ｌｔが１よシ大きくなるにつれて減少
し、１．３を越えると逆に大きくなってゆくからであシ
、このような特性を示すのはコイルの実長を支配する軸
方向に傾斜している部分の長さｔｌの他に１８０° ス
キュー空隙電機子巻線の径および極数にもよるが、２億
機のように最も１８０° スキュー空隙［磯子巻線の径
の影響を受は易い時でも、回転子の外径が材料の機械強
度の制約から１〜１．５ｍ以下と小さくしなければなら
ないからである。
と固定子鉄心の長さｔｉとの比ｔ、／ｌＩを１くり、／
石＜１．３としたので、増大させないですむようになる
。それは上述の第５図に点線で示されているように、巻
線銅線ＷはＡｓ／ｌｔが１よシ大きくなるにつれて減少
し、１．３を越えると逆に大きくなってゆくからであシ
、このような特性を示すのはコイルの実長を支配する軸
方向に傾斜している部分の長さｔｌの他に１８０° ス
キュー空隙電機子巻線の径および極数にもよるが、２億
機のように最も１８０° スキュー空隙［磯子巻線の径
の影響を受は易い時でも、回転子の外径が材料の機械強
度の制約から１〜１．５ｍ以下と小さくしなければなら
ないからである。
また本実施例（第３図および第４図参照）によれば大地
電位の固定子鉄心２と出力電圧に対応して高電圧となる
１８０° スキュー空隙電機子巻線３ａの端部との距離
ｔ１、すなわち一般に高抵抗コロナシールド処理の施さ
れる巻線端部が従来構造のそれよりも長くなるので、絶
縁破壊が最も発生し易い巻線端部の絶縁特性を向上でき
る。更にまた上、下層コイル４Ｇ、４ｄの平均径を几と
した時の上、下層コイル４ｃ、４ｄの機械的傾斜角θｓ
＝ｊａｎ−’ （πＲ１／ｌ ｓ ）が、従来の上、
下層コイルに比べて軸方向に傾斜している部分の長さｔ
、が大きくなる分だけ小ざくなるので、最初直線状にコ
イルを作った銑でスキュー形状に整形する場合のコイル
のねじれ址が少なくなって、曲げ整形作業を容易にする
ことができ、コイル内部の絶縁物の損脇を軽減できる。
電位の固定子鉄心２と出力電圧に対応して高電圧となる
１８０° スキュー空隙電機子巻線３ａの端部との距離
ｔ１、すなわち一般に高抵抗コロナシールド処理の施さ
れる巻線端部が従来構造のそれよりも長くなるので、絶
縁破壊が最も発生し易い巻線端部の絶縁特性を向上でき
る。更にまた上、下層コイル４Ｇ、４ｄの平均径を几と
した時の上、下層コイル４ｃ、４ｄの機械的傾斜角θｓ
＝ｊａｎ−’ （πＲ１／ｌ ｓ ）が、従来の上、
下層コイルに比べて軸方向に傾斜している部分の長さｔ
、が大きくなる分だけ小ざくなるので、最初直線状にコ
イルを作った銑でスキュー形状に整形する場合のコイル
のねじれ址が少なくなって、曲げ整形作業を容易にする
ことができ、コイル内部の絶縁物の損脇を軽減できる。
上述のように本発明は、１８０°スキユ一空隙電機子巻
線の軸方向に傾斜して巻回される部分の長さを固定子鉄
心の軸方向の長さよりも大きくしたので、傾斜して巻回
される部分の長さが固定子鉄心の軸方向の長さよシ大き
くなって、磁束ケ切る有効断面積が大きくなシ、巻線係
数の大きな１８０ °スキュー空Ｉ！１１電機子巻線を
有する超電導回転電機を得ることができる。
線の軸方向に傾斜して巻回される部分の長さを固定子鉄
心の軸方向の長さよりも大きくしたので、傾斜して巻回
される部分の長さが固定子鉄心の軸方向の長さよシ大き
くなって、磁束ケ切る有効断面積が大きくなシ、巻線係
数の大きな１８０ °スキュー空Ｉ！１１電機子巻線を
有する超電導回転電機を得ることができる。
第１図は従来の超電導回転電機の縦断側面図、第２図は
従来の超電導回転電機の１８０° スキュー空隙電機子
巻線の斜視図、第３図は本発明の超電導回転電機の一実
施例の縦断側面図、第４図は本発明の超電導回転電機の
一実施例の１８０９スキユ一空隙電機子巻線の展開図、
第５図は巻線係数および巻線銅損と１８００ スキュー
空隙電機子巻線の軸方向に傾斜して巻回される部分の長
さに対する固定子鉄心の長さとの関係を示す特性図、第
６図は本発明の超電導回転電機の一実施例の巻線係数の
増大を説明する説明図である。 １・・超電導回転子、２・・・固定子鉄心、３ａ・・・
１８０°スキユ一空隙電機子巻線、４ｃ・・・上層コめ
１区 そ ｌ罫Ｚ囚 −！ｉ← ＄５ 目 ！−Ｗ ／ ／１．５ と固灯東（・和才ｒ−ｉ−１，に雪量９茅Ａ 図
従来の超電導回転電機の１８０° スキュー空隙電機子
巻線の斜視図、第３図は本発明の超電導回転電機の一実
施例の縦断側面図、第４図は本発明の超電導回転電機の
一実施例の１８０９スキユ一空隙電機子巻線の展開図、
第５図は巻線係数および巻線銅損と１８００ スキュー
空隙電機子巻線の軸方向に傾斜して巻回される部分の長
さに対する固定子鉄心の長さとの関係を示す特性図、第
６図は本発明の超電導回転電機の一実施例の巻線係数の
増大を説明する説明図である。 １・・超電導回転子、２・・・固定子鉄心、３ａ・・・
１８０°スキユ一空隙電機子巻線、４ｃ・・・上層コめ
１区 そ ｌ罫Ｚ囚 −！ｉ← ＄５ 目 ！−Ｗ ／ ／１．５ と固灯東（・和才ｒ−ｉ−１，に雪量９茅Ａ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、超電導回転子と、この超電導回転子と所定の空隙を
介して配置された固定子鉄心と、前記空隙中に配置され
た１８０° スキュー空隙心機子巻線とを有する超電導
回転電機において、前記１８０゜スキュー空隙電機子巻
線が、その軸方向に傾斜して巻回される部分の長さｔ、
が前記固定子鉄心の軸方向長さ１．よりも大きく形成さ
れたものであることを特徴とする超電導回転電機。 ２、前記ｔ、と前記１．との比が、１くｔ、／ｌＩく１
．３である特許請求の範囲第１項記載の超電導回転を機
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106870A JPS58224554A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 超電導回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106870A JPS58224554A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 超電導回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58224554A true JPS58224554A (ja) | 1983-12-26 |
Family
ID=14444568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57106870A Pending JPS58224554A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 超電導回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58224554A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2908563A1 (fr) * | 2006-11-10 | 2008-05-16 | Converteam Motors Sa Sa | Machine tournante |
-
1982
- 1982-06-23 JP JP57106870A patent/JPS58224554A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2908563A1 (fr) * | 2006-11-10 | 2008-05-16 | Converteam Motors Sa Sa | Machine tournante |
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