JPS61132070A - 超電導回転電機 - Google Patents
超電導回転電機Info
- Publication number
- JPS61132070A JPS61132070A JP59253350A JP25335084A JPS61132070A JP S61132070 A JPS61132070 A JP S61132070A JP 59253350 A JP59253350 A JP 59253350A JP 25335084 A JP25335084 A JP 25335084A JP S61132070 A JPS61132070 A JP S61132070A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- stator winding
- gas
- stator
- insulating
- 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
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
-
- 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)
- Motor Or Generator Cooling System (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】
〔発□明の技術分野〕
本発明は回転子を超電導形とした回転電機の固定子側の
絶縁処理工程を簡略化しながら、絶縁の品質管理を容易
にし、かつ冷却を良好にして出力増大を計り得る回転電
機に関する。
絶縁処理工程を簡略化しながら、絶縁の品質管理を容易
にし、かつ冷却を良好にして出力増大を計り得る回転電
機に関する。
従来、超電導回転子の外周側に間隙を介して、固定子巻
線を配設する超電導回転電機においては、固定子巻線に
マイカ絶縁を用いていた。このマイカ絶縁は、絶縁層を
マイカ片とエポキシ樹脂で構成するので、絶縁耐力に悪
影響を及ぼす空隙が。
線を配設する超電導回転電機においては、固定子巻線に
マイカ絶縁を用いていた。このマイカ絶縁は、絶縁層を
マイカ片とエポキシ樹脂で構成するので、絶縁耐力に悪
影響を及ぼす空隙が。
絶縁層に出来ないように、真空加圧処理し、絶縁層を一
定の厚さにするためにモールドし、エポキシ樹脂を硬化
して絶縁層を固着するために加熱するなど、複雑な工程
が必要になる問題点があった。
定の厚さにするためにモールドし、エポキシ樹脂を硬化
して絶縁層を固着するために加熱するなど、複雑な工程
が必要になる問題点があった。
また、従来、回転電機の中に高圧の水素ガスを充填する
構成があった。この公知の構成は、水素ガスを循環して
回転子巻線を冷却するためのもので、ガスの圧力、粘性
が大きくなると、回転子高速回転に伴う風損が大きくな
る問題点があった。
構成があった。この公知の構成は、水素ガスを循環して
回転子巻線を冷却するためのもので、ガスの圧力、粘性
が大きくなると、回転子高速回転に伴う風損が大きくな
る問題点があった。
本発明は、ｌ！１定子側の絶縁処理工程を簡略化しなが
ら、絶縁の品質管理を容易にした超電導回転電機を提供
することを目的とする。
ら、絶縁の品質管理を容易にした超電導回転電機を提供
することを目的とする。
本発明においては、筒状の電磁シールドと、その内側に
配置した固定子巻線をガス容器の中に固定し、このガス
容器は固定子巻線の内周側を非金属の円筒とし、この円
筒の内周側には低抵抗層を設けて、固定子を形成し、こ
の低抵抗層の内周側に間隙を介して超電導回転子を配設
した超電導回転電機において、固定子巻線は冷却パイプ
の周囲に絶縁素線を撚り合せて圧縮成形した外周に薄葉
絶縁材を巻回した導体を、所望列数および所望段数巻回
して形成し、ガス容器の中に絶縁ガスを充填し、冷却パ
イプには外部の冷媒源から冷媒を循環させることにより
、絶縁ガスにて簡単確実に絶縁性能を向上させて、製造
工数を減らし、冷却パイプにて固定子巻線の導体を冷却
するので回転電機の機能を損うことを無くするものであ
る。そして、回転子と固定子との間を非金属性の材料で
形成し、低抵抗層を介在させたことにより、渦電流損を
生じさせないから、効率の向上した超電導回転電機が得
られるものである。
配置した固定子巻線をガス容器の中に固定し、このガス
容器は固定子巻線の内周側を非金属の円筒とし、この円
筒の内周側には低抵抗層を設けて、固定子を形成し、こ
の低抵抗層の内周側に間隙を介して超電導回転子を配設
した超電導回転電機において、固定子巻線は冷却パイプ
の周囲に絶縁素線を撚り合せて圧縮成形した外周に薄葉
絶縁材を巻回した導体を、所望列数および所望段数巻回
して形成し、ガス容器の中に絶縁ガスを充填し、冷却パ
イプには外部の冷媒源から冷媒を循環させることにより
、絶縁ガスにて簡単確実に絶縁性能を向上させて、製造
工数を減らし、冷却パイプにて固定子巻線の導体を冷却
するので回転電機の機能を損うことを無くするものであ
る。そして、回転子と固定子との間を非金属性の材料で
形成し、低抵抗層を介在させたことにより、渦電流損を
生じさせないから、効率の向上した超電導回転電機が得
られるものである。
以下、本発明の一実施例について、第１図ないし第３図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
（１）は固定子で、その固定子（１）の中心部には回転
子（２）が入り、固定子（１）の両端には回転子（２）
を支える軸受（３）がある、固定子（１）と軸受の接合
面、回転子（２）と軸受（３）の摺動部は気密シールす
る。固定子（１）はガス容器（４）の中に電磁シールド
（５）と固定子巻線（６）を固定したもので、ガス容器
（４）は両端の開放した外枠（４ａ）の中に円筒（４ｂ
、）を入れ、外枠（４ａ）と円筒（４ｂ）の間が容器に
なるように、外枠（４ａ）と円筒（４ｂ）の両端部を端
板（４ｃ）で塞いだ圧力容器である０円筒（４ｂ）はア
ラミツド繊維強化プラスチックで、円筒（４ｂ）の内周
面には、炭素繊維強化プラスチックの低抵抗層（４ｄ）
を設ける。
子（２）が入り、固定子（１）の両端には回転子（２）
を支える軸受（３）がある、固定子（１）と軸受の接合
面、回転子（２）と軸受（３）の摺動部は気密シールす
る。固定子（１）はガス容器（４）の中に電磁シールド
（５）と固定子巻線（６）を固定したもので、ガス容器
（４）は両端の開放した外枠（４ａ）の中に円筒（４ｂ
、）を入れ、外枠（４ａ）と円筒（４ｂ）の間が容器に
なるように、外枠（４ａ）と円筒（４ｂ）の両端部を端
板（４ｃ）で塞いだ圧力容器である０円筒（４ｂ）はア
ラミツド繊維強化プラスチックで、円筒（４ｂ）の内周
面には、炭素繊維強化プラスチックの低抵抗層（４ｄ）
を設ける。
また、この円筒（４ｂ）と低抵抗層（４ｄ）は炭素繊維
をヘリカル巻きにした上に、アラミツド繊維をヘリカル
巻きして、硬化した一体のプラスチックで、低抵抗層（
４ｄ）両端は大地電、位の金属製の端板（４ｃ）に接続
する０円筒（４ｂ） に？中心側には回転子（２）が入
り１回転子（２）と低抵抗ＪＩＦ （４ｄ）との間隙（
７）は両端を軸受（３）で気密シールされ、０．１気圧
程度の空気の入った状態に保持される。
をヘリカル巻きにした上に、アラミツド繊維をヘリカル
巻きして、硬化した一体のプラスチックで、低抵抗層（
４ｄ）両端は大地電、位の金属製の端板（４ｃ）に接続
する０円筒（４ｂ） に？中心側には回転子（２）が入
り１回転子（２）と低抵抗ＪＩＦ （４ｄ）との間隙（
７）は両端を軸受（３）で気密シールされ、０．１気圧
程度の空気の入った状態に保持される。
電磁シールド（５）は円筒形の積層鉄心で、外枠（４ａ
）の内側に支持枠（８）によって固定され、大地電位に
する。固定子巻線（６）は振動しないように１、アラミ
ツド繊維強化プラスチック製の支持体（９）で固定され
、さらに電磁シールド（５）の内側に固定する。また、
ガス容器（４）に絶縁ガス（１ｏ）として３〜６気圧の
六フッ化イオウを充填して、磁気シールドガス（５）と
支持体（９）の間隙、固定子巻線（６）と支持体（９）
の間隙、固定子巻線（６）および支持体（９）の内部の
空隙に浸入さ、せる。
）の内側に支持枠（８）によって固定され、大地電位に
する。固定子巻線（６）は振動しないように１、アラミ
ツド繊維強化プラスチック製の支持体（９）で固定され
、さらに電磁シールド（５）の内側に固定する。また、
ガス容器（４）に絶縁ガス（１ｏ）として３〜６気圧の
六フッ化イオウを充填して、磁気シールドガス（５）と
支持体（９）の間隙、固定子巻線（６）と支持体（９）
の間隙、固定子巻線（６）および支持体（９）の内部の
空隙に浸入さ、せる。
（１１）は固定子巻線（６）を冷却するためのフレオン
ガスを通す冷却パイプであって、ステンレス鋼興である
。（ｌｌａ）は固定子（１）の外部の図示しない冷媒源
と冷却パイプ（１１）とを結ぶ集合パイプである。この
集合パイプ（ｌｌａ）からは複数の絶縁パイプ（ｌｌｂ
）が分岐して固定子巻線（６）の端部に導かれ、冷却パ
イプ（１１）に連通させる。 （５ａ、）は電磁シール
ド（５）の端面に取付けた支持体であって、集合パイプ
（ｌｌａ）を固定するものである。
ガスを通す冷却パイプであって、ステンレス鋼興である
。（ｌｌａ）は固定子（１）の外部の図示しない冷媒源
と冷却パイプ（１１）とを結ぶ集合パイプである。この
集合パイプ（ｌｌａ）からは複数の絶縁パイプ（ｌｌｂ
）が分岐して固定子巻線（６）の端部に導かれ、冷却パ
イプ（１１）に連通させる。 （５ａ、）は電磁シール
ド（５）の端面に取付けた支持体であって、集合パイプ
（ｌｌａ）を固定するものである。
固定子巻線（６＞は直径ｌｌｌ１１のエナメル銅線（１
３）を撚り合せて冷却パイプ（１１）の周囲に圧シ成形
し、さらに後述するように絶縁層（１４）で被覆した導
体゛ 。
３）を撚り合せて冷却パイプ（１１）の周囲に圧シ成形
し、さらに後述するように絶縁層（１４）で被覆した導
体゛ 。
（１２）を所望列数セよび所望段数に巻回したものであ
る。この絶縁＊ （、、、ｌ ４ ）はエナメル銅線（
１３）の集合体の周囲に、薄葉絶縁材であるテープ状の
絶縁紙（１４ａ）を巻き、その上にこれも薄葉絶縁材で
あるテープ状の絶縁フィルム（１４ｂ）を巻き、さらに
その上に前記テープ状の絶縁紙（１４ａ）を巻いた層状
のちのである。こψ雉縁層（１４）の層間にも前述した
絶縁ガス（１０）を充満させる。
る。この絶縁＊ （、、、ｌ ４ ）はエナメル銅線（
１３）の集合体の周囲に、薄葉絶縁材であるテープ状の
絶縁紙（１４ａ）を巻き、その上にこれも薄葉絶縁材で
あるテープ状の絶縁フィルム（１４ｂ）を巻き、さらに
その上に前記テープ状の絶縁紙（１４ａ）を巻いた層状
のちのである。こψ雉縁層（１４）の層間にも前述した
絶縁ガス（１０）を充満させる。
次に作用について説明する。
大地電位の電磁シールド（５）と低抵抗Ｍ （４ｄ）の
間に挟まれた高電位の固定子巻線（６）は絶縁ガス（１
０）で充満されて、ガス絶縁される。回転子（２）は高
圧の絶縁ガス（１０）が充満したガス容器（４）の外に
高圧の絶縁ガス（１０）：が充満したガス容器（４）の
外に出し、その雰囲気の間隙（７）を低圧状態の気密室
に構成したので、風損を低減できる。また高電位の固定
子巻線（６）と大地電位の表面を持つ回転子（２）との
間に、大地電位の低抵抗層（４ｄ）を構成したので、回
転子（２）と低抵抗層（４ｄ）との間隙（７）には電圧
が発生しないで安全であり、また、風損を低減するため
に、間隙（７）に絶縁耐力の劣る低圧空気を満すことが
できる。軸受（３）の摺動部はガス容器（４）の中に通
じないように構成したので、ガス容器（４）の中の高圧
の絶縁ガス（１０）が軸受（３）の摺動部から漏れるこ
とがなく、軸受（３）の摺動部は間隙（７）を低圧状態
に保つための簡単な低圧用気密シール構造で済むから絶
縁処理工程を簡略化しながら、絶縁の品質管理を容易に
する。
間に挟まれた高電位の固定子巻線（６）は絶縁ガス（１
０）で充満されて、ガス絶縁される。回転子（２）は高
圧の絶縁ガス（１０）が充満したガス容器（４）の外に
高圧の絶縁ガス（１０）：が充満したガス容器（４）の
外に出し、その雰囲気の間隙（７）を低圧状態の気密室
に構成したので、風損を低減できる。また高電位の固定
子巻線（６）と大地電位の表面を持つ回転子（２）との
間に、大地電位の低抵抗層（４ｄ）を構成したので、回
転子（２）と低抵抗層（４ｄ）との間隙（７）には電圧
が発生しないで安全であり、また、風損を低減するため
に、間隙（７）に絶縁耐力の劣る低圧空気を満すことが
できる。軸受（３）の摺動部はガス容器（４）の中に通
じないように構成したので、ガス容器（４）の中の高圧
の絶縁ガス（１０）が軸受（３）の摺動部から漏れるこ
とがなく、軸受（３）の摺動部は間隙（７）を低圧状態
に保つための簡単な低圧用気密シール構造で済むから絶
縁処理工程を簡略化しながら、絶縁の品質管理を容易に
する。
さらに、冷却パイプ（１１）で固定子（１）の外部から
、固定子巻線（６）の内部に冷媒であるフレオンガスを
給排して、固定子巻線（６）を内部から強力に冷却出来
るので、絶縁ガス（１０）である六フッ化イオウを冷却
循環する必要が無く、冷却構造が簡単になる。さらにま
た、非金属の内筒（４ｂ）、低抵抗層（４ｄ）および支
持体（９）には強化プラスチックを用いたので、機械的
強度を向上することができる。
、固定子巻線（６）の内部に冷媒であるフレオンガスを
給排して、固定子巻線（６）を内部から強力に冷却出来
るので、絶縁ガス（１０）である六フッ化イオウを冷却
循環する必要が無く、冷却構造が簡単になる。さらにま
た、非金属の内筒（４ｂ）、低抵抗層（４ｄ）および支
持体（９）には強化プラスチックを用いたので、機械的
強度を向上することができる。
また、絶縁層（１４）は撚れやたたきに対して強い絶縁
紙（１４ａ）の間に絶縁耐力の優れた絶縁フィルム（１
４ｂ）を挟んだ構成にしたので、絶縁素線であるエナメ
ル銅線（１３）の撚線を多重に巻回して、固定子巻線（
６）を成形する際に、機械的な損傷を受けず、十分な絶
縁耐力を発揮することができる。
紙（１４ａ）の間に絶縁耐力の優れた絶縁フィルム（１
４ｂ）を挟んだ構成にしたので、絶縁素線であるエナメ
ル銅線（１３）の撚線を多重に巻回して、固定子巻線（
６）を成形する際に、機械的な損傷を受けず、十分な絶
縁耐力を発揮することができる。
尚、冷却パイプ（１１）にはフレオンガスの代りに水を
通して、固定子巻線（６）を冷却してもよいし。
通して、固定子巻線（６）を冷却してもよいし。
絶縁層（１４）には樹脂等で固定しないマイカを用いて
もよい。
もよい。
以上説明したように、本発明は固定子巻線の導体に薄葉
絶縁材を巻回し、絶縁ガスを充填するだけの簡単な絶縁
構成としたので絶縁の品質管理が容易である。また回転
子をガス容器の外に出して、風損を低減し、ガス容器の
回転子対向面を非金属にして渦電流損を発生させず、固
定子巻線の内部に冷媒を通すためのパイプを設けて、冷
却を良好にしたので、出力効率を向上し、品質管理を容
易にした超電導回転電機を提供できる。
絶縁材を巻回し、絶縁ガスを充填するだけの簡単な絶縁
構成としたので絶縁の品質管理が容易である。また回転
子をガス容器の外に出して、風損を低減し、ガス容器の
回転子対向面を非金属にして渦電流損を発生させず、固
定子巻線の内部に冷媒を通すためのパイプを設けて、冷
却を良好にしたので、出力効率を向上し、品質管理を容
易にした超電導回転電機を提供できる。
第１図は本発明の超電導回転電機の一実施例を示す上半
部縦断立面図、第２図は第１図の横断面図、第３図は第
１図の固定子巻線を示す要部横断面図である。
部縦断立面図、第２図は第１図の横断面図、第３図は第
１図の固定子巻線を示す要部横断面図である。
Claims (2)
- （１）筒状の電磁シールドと、その内側に配置した固定
子巻線をガス容器の中に固定し、このガス容器は固定子
巻線の内周側を非金属の円筒とし、この円筒の内周側に
は低抵抗層を設けて、固定子を形成し、この低抵抗層の
内周側に間隙を介して超電導回転子を配設した超電導回
転電機において、固定子巻線は冷却パイプの周囲に絶縁
素線を撚り合せて圧縮成形した外周に薄葉絶縁材を巻回
した導体を、所望列数および所望段数巻回して形成し、
ガス容器の中に絶縁ガスを充填し、冷却パイプには外部
の冷媒源から冷媒を循環させることを特徴とする超電導
回転電機。 - （２）冷媒はフレオンガスとしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の超電導回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59253350A JPS61132070A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 超電導回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59253350A JPS61132070A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 超電導回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61132070A true JPS61132070A (ja) | 1986-06-19 |
Family
ID=17250103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59253350A Pending JPS61132070A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 超電導回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61132070A (ja) |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP59253350A patent/JPS61132070A/ja active Pending
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