JPS605768A - 回転界磁形超電導電気機械の固定子 - Google Patents
回転界磁形超電導電気機械の固定子Info
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- JPS605768A JPS605768A JP58110472A JP11047283A JPS605768A JP S605768 A JPS605768 A JP S605768A JP 58110472 A JP58110472 A JP 58110472A JP 11047283 A JP11047283 A JP 11047283A JP S605768 A JPS605768 A JP S605768A
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- Japan
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- stator
- coil
- electric machine
- stator coil
- field type
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- 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
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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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は回転子側に超電導コイルをまた固定子側に常電
導コイルを備えた回転界磁形超電導電気機械固定子に関
する。この種超電導電気機椋の常電導固定子はその超１
４Ｌ導回転子に対応してできるだけ小形に構成されると
ともにその冷却手段が簡単でしかも冷却効率の高いこと
が要求される。
導コイルを備えた回転界磁形超電導電気機械固定子に関
する。この種超電導電気機椋の常電導固定子はその超１
４Ｌ導回転子に対応してできるだけ小形に構成されると
ともにその冷却手段が簡単でしかも冷却効率の高いこと
が要求される。
〔従来技術とその問題点〕
従来開発製作されたこの種回転界磁形超電導電気機械の
常電導固定子においては、超電導回転子の界磁コイルの
発生する磁界が強力であることから固定子には在来の鉄
心を使用せず、固定子コイルをＦＲＰ製の絶縁円筒上に
配置しそれらの外周をガラステープでバインドしたもの
に樹脂を含浸して固定する所謂空隙巻線構造が行なわれ
ておりその冷却方法としてはポンプにょシ固定子コイル
の導体に沿って強制的に冷却油を送って冷却する油浸冷
却式が採用されている。しかしながら前記の如く固定子
コイルを直接ＦＲＰ製の絶縁円筒上に固定する空隙巻線
構造は製作に多大の労力と時間とを要し、また該固定子
コイルを冷却する油浸冷却方式では油漏れを防止するた
めに固定子を厳重な密閉構造圧する必要がある上に、固
定子内に冷却油を送り込むためのポンプ、固定子コイル
を冷却して昇温した冷却油を古び降温させるための熱交
換器並びにそれらを連結するための配管などが必要であ
るから、固定子の製作費と附属設備に要する費用がかさ
み著しくコストが上昇するという欠点がある。
常電導固定子においては、超電導回転子の界磁コイルの
発生する磁界が強力であることから固定子には在来の鉄
心を使用せず、固定子コイルをＦＲＰ製の絶縁円筒上に
配置しそれらの外周をガラステープでバインドしたもの
に樹脂を含浸して固定する所謂空隙巻線構造が行なわれ
ておりその冷却方法としてはポンプにょシ固定子コイル
の導体に沿って強制的に冷却油を送って冷却する油浸冷
却式が採用されている。しかしながら前記の如く固定子
コイルを直接ＦＲＰ製の絶縁円筒上に固定する空隙巻線
構造は製作に多大の労力と時間とを要し、また該固定子
コイルを冷却する油浸冷却方式では油漏れを防止するた
めに固定子を厳重な密閉構造圧する必要がある上に、固
定子内に冷却油を送り込むためのポンプ、固定子コイル
を冷却して昇温した冷却油を古び降温させるための熱交
換器並びにそれらを連結するための配管などが必要であ
るから、固定子の製作費と附属設備に要する費用がかさ
み著しくコストが上昇するという欠点がある。
本発明は従来開発製作された回転界磁形超電導電気機４
１λの常電導固定子の構成蓮びに冷却方法における前記
の如き欠点に鑑み、極めて簡単な手段により固定子コイ
ルを固定子内に保持するとともに、その冷却媒質として
油の如く取扱いに面倒な液体を使用せず、気体特に空気
を使用することのできる製作費が廉価で附属設備の費用
を殆んど必要としない常電導固定子を提供することを目
的とする。
１λの常電導固定子の構成蓮びに冷却方法における前記
の如き欠点に鑑み、極めて簡単な手段により固定子コイ
ルを固定子内に保持するとともに、その冷却媒質として
油の如く取扱いに面倒な液体を使用せず、気体特に空気
を使用することのできる製作費が廉価で附属設備の費用
を殆んど必要としない常電導固定子を提供することを目
的とする。
的記の目的を達成するために本発明では首記の固定子に
おいて、一方の側面に半径方向に通る所定数のダクトと
、該ダクトの内径側にスロット穴とをそなえ適宜の厚さ
を有するリング状もしくはＪｌｉ状の非金属絶縁物から
なる固定子コイル保持体を前記電気機緘のフレームの内
周に沿って軸方向に積箕固定して固定子本体を構成し、
前記固定子コイル保持体のスロット穴を通じて前記固定
子本体を軸方向に貫通して形成されるスロットに固定子
コイルを配置するとともに、適宜の手段により前記フレ
ーム内に導入された冷却用気体を介して前記固定子コイ
ルを冷却する如くにするものである。
おいて、一方の側面に半径方向に通る所定数のダクトと
、該ダクトの内径側にスロット穴とをそなえ適宜の厚さ
を有するリング状もしくはＪｌｉ状の非金属絶縁物から
なる固定子コイル保持体を前記電気機緘のフレームの内
周に沿って軸方向に積箕固定して固定子本体を構成し、
前記固定子コイル保持体のスロット穴を通じて前記固定
子本体を軸方向に貫通して形成されるスロットに固定子
コイルを配置するとともに、適宜の手段により前記フレ
ーム内に導入された冷却用気体を介して前記固定子コイ
ルを冷却する如くにするものである。
Ｍ１図に示す回転界磁形超電導電気機株においては、そ
の一方の側面に第２図に示す如き半径方向に通るダクト
１１を備え、該ダクト１１の内部の内周側に固定子コイ
ル１を収納するためのスロット穴１０が形成されかつ軸
方向に適宜のｊｌさを有するリング状もしくは扇面状の
非金属絶縁物からなる固定子コイル保持体２をフレーム
３の内周に沿って軸方向に積層し、第３ｂ図に示す如く
固定子コイル保持体２の外周附近に形成された結合用穴
１４′ｆｒ：用いて通常の結合手段により結合固定して
固定子本体２１が構成される。その際固定子コイル保持
体２のダクト１１が相互に対向して位置する如くに前記
保持体２を偶数個積層結合すると、形成される固定子本
体２１の半径方向のエアダクト１１１の断面寸法が大に
なるから、エアダク） １１１を質流する冷却空気に対
する流通抵抗が減少する利点がある。
の一方の側面に第２図に示す如き半径方向に通るダクト
１１を備え、該ダクト１１の内部の内周側に固定子コイ
ル１を収納するためのスロット穴１０が形成されかつ軸
方向に適宜のｊｌさを有するリング状もしくは扇面状の
非金属絶縁物からなる固定子コイル保持体２をフレーム
３の内周に沿って軸方向に積層し、第３ｂ図に示す如く
固定子コイル保持体２の外周附近に形成された結合用穴
１４′ｆｒ：用いて通常の結合手段により結合固定して
固定子本体２１が構成される。その際固定子コイル保持
体２のダクト１１が相互に対向して位置する如くに前記
保持体２を偶数個積層結合すると、形成される固定子本
体２１の半径方向のエアダクト１１１の断面寸法が大に
なるから、エアダク） １１１を質流する冷却空気に対
する流通抵抗が減少する利点がある。
固定子コイル保持体２′ｆｔ積層固定して構成された固
定子本体２１のエアギャップ１５に接する内周側に固定
子コイル保持体２のスロット穴１０によって形成される
固定子本体２１のスロット１０１には、第４図に示す如
く常電導固定子コイル１が配置されくさび７によってス
ロッ） １０１内に固定される。
定子本体２１のエアギャップ１５に接する内周側に固定
子コイル保持体２のスロット穴１０によって形成される
固定子本体２１のスロット１０１には、第４図に示す如
く常電導固定子コイル１が配置されくさび７によってス
ロッ） １０１内に固定される。
更に固定子コイル１の両コイルエンド１６ａ及び１６ｂ
を覆う如くにしてフレーム３の両側に端ぶた４ａ及び４
ｂが設けられる。超電導回転子６の軸１７と端ぶだ４ａ
及び４ｂとの間に配貨される軸流ファン５ａ及び５ｂに
よシ両側から７レーム３の内部に導入された冷却用空気
の一部は、固定子コイル１の両側のコイルエンド１６ａ
及び１６ｂを冷却した後フレーム３に形成された排気口
１３ａ及び１３ｂを通って外気中に排出される。一方軸
流フアン５ａ及び５ｂによってフレーム３の内部に導入
された冷却空気の残部は第１図及び第４図における矢印
が示す如く、固定子本体２１と回転子６との間のエアギ
ャップ１５を介して固定子本体２１のエアダクト１１１
Ｋ流入し固定子コイル１の固定子本体内部に位置する
部分を冷却して半径方向に質流しフレーム３に形成され
た排気口１２から外気中に排出される。前記の如くにし
て本発明の構成により軸流ファｙｓａ及び５ｂが導入す
る冷却空気によって固定子コイル１を十分に冷却するこ
とができる。
を覆う如くにしてフレーム３の両側に端ぶた４ａ及び４
ｂが設けられる。超電導回転子６の軸１７と端ぶだ４ａ
及び４ｂとの間に配貨される軸流ファン５ａ及び５ｂに
よシ両側から７レーム３の内部に導入された冷却用空気
の一部は、固定子コイル１の両側のコイルエンド１６ａ
及び１６ｂを冷却した後フレーム３に形成された排気口
１３ａ及び１３ｂを通って外気中に排出される。一方軸
流フアン５ａ及び５ｂによってフレーム３の内部に導入
された冷却空気の残部は第１図及び第４図における矢印
が示す如く、固定子本体２１と回転子６との間のエアギ
ャップ１５を介して固定子本体２１のエアダクト１１１
Ｋ流入し固定子コイル１の固定子本体内部に位置する
部分を冷却して半径方向に質流しフレーム３に形成され
た排気口１２から外気中に排出される。前記の如くにし
て本発明の構成により軸流ファｙｓａ及び５ｂが導入す
る冷却空気によって固定子コイル１を十分に冷却するこ
とができる。
しかし更に固定子本体２１を構成する固定子コイル保持
体２の円周方向に相互に隣接するダクト１１の間の内周
面に第５図に示す如く適にの形状、この場合はほぼ半円
形の軸方向のダクト９を固定子本体２１の全長にわたっ
て形成することはエアギャップ１５内に流入する冷却空
気に対する流通抵抗を低減する効果が犬である。
体２の円周方向に相互に隣接するダクト１１の間の内周
面に第５図に示す如く適にの形状、この場合はほぼ半円
形の軸方向のダクト９を固定子本体２１の全長にわたっ
て形成することはエアギャップ１５内に流入する冷却空
気に対する流通抵抗を低減する効果が犬である。
更に前記軸方向のダクト９の回転子の回転方向より見て
後端の部分にエアギヤツブ１５内にわずかに突出する空
気案内用突起８を固定子本体２１の全長にわたって軸方
向に形成するならば、エアギャップ１５内に流入した冷
却空気の固定子本体２１のエアダクト１１１内への誘導
が容易になり、固定子コイル１の冷却効率を向上させる
のに極めて有効である。
後端の部分にエアギヤツブ１５内にわずかに突出する空
気案内用突起８を固定子本体２１の全長にわたって軸方
向に形成するならば、エアギャップ１５内に流入した冷
却空気の固定子本体２１のエアダクト１１１内への誘導
が容易になり、固定子コイル１の冷却効率を向上させる
のに極めて有効である。
゛また固定子本体２１０半径方向のエアダクト１１１を
形成するために軸方向に隣接する２個のし１定子コイル
保持体２をそれぞれのダクト１１が相互に対向する如く
に必らずしも積層する必要はなく、場合によっては給６
図に示す如くそのダクト１１が全て同一方向に向く如く
に固定子コイル保持体２を軸方向に積層固定して固定子
本体２１を構成しても良い。この場合にはエアダクト１
１１が固定子本体２】の軸方向に狭い間隔で分布して形
成されるから固定子本体２１の内部で固定子コイル２が
軸方向に一層均一に冷却される利点がある。
形成するために軸方向に隣接する２個のし１定子コイル
保持体２をそれぞれのダクト１１が相互に対向する如く
に必らずしも積層する必要はなく、場合によっては給６
図に示す如くそのダクト１１が全て同一方向に向く如く
に固定子コイル保持体２を軸方向に積層固定して固定子
本体２１を構成しても良い。この場合にはエアダクト１
１１が固定子本体２】の軸方向に狭い間隔で分布して形
成されるから固定子本体２１の内部で固定子コイル２が
軸方向に一層均一に冷却される利点がある。
本発明は以上に説明した如く回転子側に超電導コイルを
また固定子側に常！４コイルを備えた回転界磁形超寛２
４電気機械の固定子において、一方の側面に半径方向に
通る所定数のダクトと、該ダクトの内径側にスロット穴
とをそなえ適宜の厚さを有するリング状もしくは扇面状
の非金属絶縁物子本体を構成し、前記固定子コイル保持
体のスロット穴を通じて前記固定子本体を軸方向に貫通
して形成されるスロットに固定子コイルをＲｅ Ｉｔす
るとともに、適宜の手段により前記フレーム内に導入さ
れた冷却用気体を介して前記固定子コイルを冷却する如
くにすることにより、極めて簡単な手段により固定子コ
イルを固定子内に保持するとともに油の如く取扱いに面
倒な液体を使用することなく気体特に空気によって前記
固定子コイルを冷却することができる上に、前記固定子
本体の円周方向に隣接する半径方向のエアダクトの間の
内周面に軸方向のダクト及び冷却用気体を案内する突起
を設けることにより冷却気体の流通を円渭にしてその冷
却効率を著しく向上させる効果がある。
また固定子側に常！４コイルを備えた回転界磁形超寛２
４電気機械の固定子において、一方の側面に半径方向に
通る所定数のダクトと、該ダクトの内径側にスロット穴
とをそなえ適宜の厚さを有するリング状もしくは扇面状
の非金属絶縁物子本体を構成し、前記固定子コイル保持
体のスロット穴を通じて前記固定子本体を軸方向に貫通
して形成されるスロットに固定子コイルをＲｅ Ｉｔす
るとともに、適宜の手段により前記フレーム内に導入さ
れた冷却用気体を介して前記固定子コイルを冷却する如
くにすることにより、極めて簡単な手段により固定子コ
イルを固定子内に保持するとともに油の如く取扱いに面
倒な液体を使用することなく気体特に空気によって前記
固定子コイルを冷却することができる上に、前記固定子
本体の円周方向に隣接する半径方向のエアダクトの間の
内周面に軸方向のダクト及び冷却用気体を案内する突起
を設けることにより冷却気体の流通を円渭にしてその冷
却効率を著しく向上させる効果がある。
縞１図は本発明の回転界磁形超電寺電気機械の半切縦断
面概略図、第２図は本発明の前記電気機械の固定子本体
を構成する固定子コイル保持体の部分斜視図、第３ａ図
及び第３ｂ図は本発明の前ｔｉ己′ｈ気機械の固定子本
体の上面及び側面を示す部分組立図、第４図及びＭ５図
は本発明の前記電気機械の固定子本体の異なった実施例
の部分槓断簡図、第６図は本発明の前記電気様械の固定
子コイル保持体の積層方法の別の実施例の部分図をそれ
ぞれに表わす。 １・・・常電導固定子コイル、２・・・固定子コイル保
持体、３・・・フレーム、５ａ＋ ５ｂ・・・軸流ファ
ン、６・・・超電導回転子、８・・・冷却気体案内用突
起、９・・・軸方向ダクト、１０・・・スロット穴、１
１・・・半径方向ダクト、１５・・・エアギャップ、２
１・・・固定子本体、１０１・・・固定子本体スロット
、１１１・・固定子本体エアダク第４図 第５図 づ゛ １°１４．１ □ １１ ．６
面概略図、第２図は本発明の前記電気機械の固定子本体
を構成する固定子コイル保持体の部分斜視図、第３ａ図
及び第３ｂ図は本発明の前ｔｉ己′ｈ気機械の固定子本
体の上面及び側面を示す部分組立図、第４図及びＭ５図
は本発明の前記電気機械の固定子本体の異なった実施例
の部分槓断簡図、第６図は本発明の前記電気様械の固定
子コイル保持体の積層方法の別の実施例の部分図をそれ
ぞれに表わす。 １・・・常電導固定子コイル、２・・・固定子コイル保
持体、３・・・フレーム、５ａ＋ ５ｂ・・・軸流ファ
ン、６・・・超電導回転子、８・・・冷却気体案内用突
起、９・・・軸方向ダクト、１０・・・スロット穴、１
１・・・半径方向ダクト、１５・・・エアギャップ、２
１・・・固定子本体、１０１・・・固定子本体スロット
、１１１・・固定子本体エアダク第４図 第５図 づ゛ １°１４．１ □ １１ ．６
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）回転子側に超電導コイルをｔた固定子側に常電導コ
イルを備えた回転界磁形超電導電気機械の固定子におい
て、一方の側面に半径方向に通る所定数のダクトと、該
ダクトの内径側にスロット穴とをそなえ適宜の厚さを有
するリング状もしくは扇面状の非金属絶縁物からなる固
定子コイル保持体を前記電気機拡のフレームの内周に沿
って軸方向に積算固定して固定子本体を構成し、前記固
定子コイル保持体のスロット穴を通じて前記固定子本体
を軸方向に貫通して形成されるスロットに固定子コイル
を配置するとともに、適宜の手段により前記フレーム内
に導入された冷却用気体を介して前記固定子コイルを冷
却する如くにしてなることを特徴とする回転界磁形超電
導電気機械の固定子。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の固定子において、前
記固定子本体を構成する前記固定子コイル保持体の円周
方向に相互に隣接する前記半径方向のダクトの間の内周
面のそれぞれ拠適宜の形状の軸方向のダクトが形成され
てなることを特徴とする回転界磁形超電導電気機禄の固
定子。 ３）特許請求の範囲第１項並びに第２項に記載の固定子
において、前記固定子本体を構成する前記固定子コイル
保持体の内周面に形成された前記軸方向のダクトの前記
回転子の回転方向より見て後端の部分に、エアギャップ
内に突出する冷却用気体を案内する突起が形成されてな
ることを特徴とする回転界磁形超電導電気機械の固定子
。 ４）特許請求の範囲第１項ないし第３８４の倒れかに記
載の固定子において、前記固定子コイル保持体をその前
記半径方向のダクトが相互に対向して位置する如くに積
層固定して前記固定子本体が構成されてなることを特徴
とする回転界磁形超電等電気機械の固定子。 ５）特許請求の範囲第１項ないし舘３項の何れかに記載
の固定子において、前記固定子コイル保持体をその前記
半径方向のダクトが全て同一方向を向いて位置する如く
に積層固定して前記固定子本体が構成されてなることを
特徴とする回転界磁形超電導電気機械の固定子。 ６）特許請求の範囲第１項ないし第５項の何れかに記載
の固定子において、前記フレーム内に導入されて前記固
定子コイルを冷却する気体が空気であることを特徴とす
る回転界磁形超電導電気機械の固定子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110472A JPS605768A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 回転界磁形超電導電気機械の固定子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110472A JPS605768A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 回転界磁形超電導電気機械の固定子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS605768A true JPS605768A (ja) | 1985-01-12 |
Family
ID=14536568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58110472A Pending JPS605768A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 回転界磁形超電導電気機械の固定子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS605768A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0446707U (ja) * | 1990-08-22 | 1992-04-21 | ||
| EP1408601A2 (en) * | 2002-10-08 | 2004-04-14 | General Electric Company | Forced air stator ventilation system for superconducting synchronous machine |
| EP1309074A3 (en) * | 2001-11-01 | 2006-08-23 | General Electric Company | Tapered rotor-stator air gap for superconducting synchronous machine |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP58110472A patent/JPS605768A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0446707U (ja) * | 1990-08-22 | 1992-04-21 | ||
| EP1309074A3 (en) * | 2001-11-01 | 2006-08-23 | General Electric Company | Tapered rotor-stator air gap for superconducting synchronous machine |
| KR100926853B1 (ko) * | 2001-11-01 | 2009-11-13 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 초전도 전자기 기계와 그 냉각 방법, 및 로터와 스테이터 사이의 환형 공극 형성 방법 |
| EP1408601A2 (en) * | 2002-10-08 | 2004-04-14 | General Electric Company | Forced air stator ventilation system for superconducting synchronous machine |
| EP1408601A3 (en) * | 2002-10-08 | 2007-02-14 | General Electric Company | Forced air stator ventilation system for superconducting synchronous machine |
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