JPS6118345A - 超電導回転電機の回転子 - Google Patents

超電導回転電機の回転子

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JPS6118345A
JPS6118345A JP59140797A JP14079784A JPS6118345A JP S6118345 A JPS6118345 A JP S6118345A JP 59140797 A JP59140797 A JP 59140797A JP 14079784 A JP14079784 A JP 14079784A JP S6118345 A JPS6118345 A JP S6118345A
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JP
Japan
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coil
slot
field coil
superconducting field
superconducting
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Pending
Application number
JP59140797A
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English (en)
Inventor
Akinori Ueda
明紀 上田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS6118345A publication Critical patent/JPS6118345A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K55/00Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
    • H02K55/02Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
    • H02K55/04Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type with rotating field windings
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は超電導回転電機の回転子、特に超電導界磁コ
イルをコイル取付軸に保持する構造に関するものである
〔従来の技術〕
従来この種の一般的な回転子として第1図に示すものが
あった。第1図において、(1)はトルクチューブ、(
2)はトルクチューブ(1)の中央部を形成するコイル
取付軸、L3)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)はトルクチューブ(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)のそれぞれ外周部及び側面部に取り付けられたヘリ
ウム外筒及びヘリウム端板、(8)及び(9)はそれぞ
れ駆動側、反駆動側端部軸、aαはこれらの端部軸(8
)。
(9)を軸支する軸受、+Iυは界磁電流供給用のスリ
ップリング、117Jはトルクチューブ(1)に形成或
いは配置されている熱交換器、’t31は側部輻射シー
ルド、圓は真空部である。
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、9仄抵抗を零の
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
せ豐)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−\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u41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ューブ(1)を薄肉円
筒とし、且つ熱交換器(I21を設け、このトルクチュ
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、側面からの軸封により
侵入する熱を低減するため、側部軸封シールド+131
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シールドし、超電導界磁コイル+3
1を保護すると共に、電力系統のし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)
は真空外筒としての機能、低温ダンパ15)ばヘリウム
容器部への軸側シールドとしての機能を兼ねる方式が一
般的である。尚、第1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、排出装置は省略している。
超電導界磁コイル(3)は第2図に示すように直線部c
11)、アーク部(321,コーナ部(33)を有する
構造となっている。この超電導界磁コイル(3)が運転
中に動くと摩擦熱によって超電導破壊を起こすので、堅
固に保持する必要がある。
又、第1図から判るように、超電導界磁コイル(3)は
、ヘリウム外筒(6)、低温ダンパ+51、常温ダンパ
(4)によって三重に覆われているので、点検・修理が
非常に国難である。特に、回転電機においては、高い信
頼性が要求されるので、超電導界磁コイル(3)の保持
方法は、超電導回転電機の成否の鍵であるといっても過
言ではない。
従来この種の超電導界磁コイル(3)の保持方法として
は、特開昭57−166889号公報に記載されるもの
がある。この保持方法は第8図に示すように。
超電導界磁コイル(3)の直線部(311はコイル取付
軸(2)に形成されたスロットの直線部に収納されその
スロットに挿入された楔051で保持され、超電導界磁
コイル(3)のアーク部間とコーナ部間はコイル取付軸
(2)に形成された段落ち部に収納され保持環(161
と絶縁つめ物Uηで保持されている。なお、保持環06
)の内周側には絶縁カバーのが配設されている。
第4図は第1図のIV−IV線における断面図、即ち、
超電導界磁コイル(3)の直線部(31)の円周方向の
断面図を示し、第4図において、(2)はコイル取付軸
、(3)は超電導界磁コイル、05)は楔、■はコイル
取付軸(2)の表面に軸方向に形成されたスロット、■
はスロット内絶縁、Cαは楔絶縁である。この構成にお
いて、超電導界磁コイル+31は、A−A線を取り巻く
ように巻回しており、従って、A−A線を極中心として
強力な磁界を発生する。楔αωは超電導界磁コイル13
+をスロットL181内に堅固に保持するように打ち込
まれている。従って、コイル保持の信頼性は高い。
又、第5図は超電導界磁コイル(3)のアーク部□□□
の軸方向の断面図を示し、第5図において、(1)はト
ルクチューブ、(2)はコイル取付軸、(3)は超電導
界磁コイル、(6)及び(7)はヘリウム外筒及びヘリ
ウム端板、(+6)は保持環、(171は絶縁つめ物、
+21)は絶縁敷板、のは絶縁カバーである。第一8図
、第5図において、超電導界磁コイル(3)のアーク部
32)とコーナ部B3)はコイル取付軸(2)に形成さ
れた段落ち部に収納され、その隙間に絶縁つめ物Uηが
堅固に打ち込まれており、更に、その上から保持環16
)が焼ばめられている。
しかしながら、超電導界磁コイル(3)のアーク部(3
2)とコーナ部間、即ち、コイル取付@ +21に形成
された段落ち部における大きな体積を占める絶縁つめ物
u7)の熱収縮量はコイル取付軸t21や超電導界磁コ
イル(3)の熱収縮量に比べ約2゛倍程度大きく、常温
での製作段階で絶縁つめ物t171を堅固に打ち込んで
も極低温に冷却すると、絶縁つめ物u71と超電導界磁
コイル(3)との間に隙間が生じる。絶縁つめ物0ηは
大きな体積を有するのでこの隙間も大きなものとなり、
従って、運転中に振動などの原因で超電導界磁コイル(
3)が動き、摩擦熱によって超電導破壊を起こす恐れが
ある。
この改善案としては、第6図に示すように、超電導界磁
コイル(3)の直線部C31)、アーク部0211コー
ナ部印)の全体をスロットu8)中に収納し楔05)で
保持する方法があるが、コイル取付軸(2)の外周側に
形成されたスロット11B+の中へ、予め巻線成形され
た超電導界磁コイル(3)を組込むことができず、超電
導界磁コイル13)をコイル取付軸(2)のスロット(
18)の中へ直接巻線して成形する必要がある。しかし
、スロワl−(181中での巻線は作業性が悪く、巻線
に多大の時間と費用が必要となる欠点がある。
〔発明の概要〕
この発明は上記のような従来のものの欠点に鑑がみてな
されたものであり、コイル取付軸に形成されるスロット
を直線部、アーク部、コーナ部で構成し、スロットのコ
ーナ部に隣接するコイル取付軸のティース頂部に切り欠
き部を形成し、超電導界磁コイルのコーナ部上部に配置
した押え板を切り欠き部に締付部材により固定すること
により、超電導界磁コイルを堅固Eご保持することがで
き、しかも予め巻線成形された超電導界磁コイルを組込
むことができる超電導回転電機の回転子を提供するもの
である。
〔発明の一実施例〕
以下、この発明の一実施例を第7図〜第12図に基づい
て説明する。第7図はコイル取付軸端部を示す斜視図、
第8図は第7図■−■線における断面図、即ち、コーナ
部の断面図、第9図は押え板を示す斜視図、第10図は
第9図X−X線における断面図、第11図は第7図xr
−xr線における断面図、第12図は超電導界磁コイル
の組込み状態を示す斜視図であり、第7図〜第12図に
おいて、(2)はコイル取付軸、13)は超電導界磁コ
イル、C311は直線部、国はアーク部、鋭)はコーナ
部、口9は楔、囮はコイル取付軸(2)に形成されたス
ロットであり、直線部(18a)、アーク部(13b)
、+−す部(18C)により構成されている。(191
はスロット内絶縁、(2ωは楔絶縁、のはコイル取付軸
(2)のティース頂部、(財)はスロット(l(至)の
コーナ部(18C)に隣接するコイル取付軸(2)のテ
ィース頂部(財)に形成された切り欠り部、(ハ)は超
電導界磁コイル(3)のコーナ部頭)上部に配置され切
り欠き部(財)にボルト(財)により固定され、超電導
界磁コイル(3)のコーナ部印)を堅固に保持する押え
板であり、ボルト(至)を通すボルト穴(25a)が形
成されている。
以上のような構成により、超電導界磁コイル+31のコ
ーナ都市は押え板(ハ)によってスロット正中に堅固に
保持され、超電導界磁コイル+31のアーク部間と直線
部(3])は楔a9によってスロット(I8)中に堅固
に保持される。又、超電導界磁コイル(3]は、第12
図に示すように、直線部C31)とアーク部間を初めに
スロット正中に収納し、その後コーナ部(ト)をスロッ
ト旧中に収納することにより、スロットq相中に組込ま
れる。スロット(181のコーナ部(18c)に隣接す
るコイル取付軸(2)のティース頂部(至)に切り欠き
部勿を形成しているので、超電導界磁コイル(3)のコ
ーナ部(ト)はティース頂部(2)に影響されることな
くスロット(I8)中に容易に組込むことができる。従
って、工作が容易であり、しかも超電導界磁コイル(3
)を堅固に保持できる。更に、超電導界磁コイルi31
 (D 直R部(311、アーク部(支)、コーナ部鄭
)の全体をスロットtt8)中に収納し楔05)及び押
え仮置で保持する構造としているので、保持環[16]
が不要となり、構造が簡単で点検・修理が容易となると
共に経済的効果も高い。
ところで、ボルト伽)には超電導界磁コイル(3)と押
え根因)の遠心力が作用する。超電導回転電機の回転子
は高速で回転するので、ボルト勿)の応力は大きなもの
となる。この応力を低減する(こは、比重の比較的小さ
なチタン又はチタン合金で押え板(251を製作するこ
とが好ましく、このようなチタン製の押え板■とするこ
とにより、ボルトc!01こ作用する応力を低減するこ
とができる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明した通り、コイル取付軸Eこ形成さ
れるスロットを直線部、アーク部、コーナ部で構成し、
スロットのコーナ部に隣接するコイル取付軸のティース
頂部に切り欠き部を形成し、超電導界磁コイルのコーナ
部上部に配置した押え板を切り欠き部に締付部材により
固定するようにしたので、保持環を使用することなく簡
単な構造で超電導界磁コイルを堅固に保持することがで
き、しかも予め巻線成形された超電導界磁コイルを容易
に組込むことができる信頼性の高い超電導回転電機の回
転子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1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2図は第1図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8図は従来の超電導回
転電機の回転子のコイル取付軸端部を示す斜視図、第4
図は第1図IV−IV線における断面図、第5図は従来
の超電導界磁コイルのアーク部を示す断面図、第6図は
従来の他の超電導回転電機の回転子のコイル数句軸端部
を示す斜視図、第7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コイル取付軸端部を示す斜視図、
第8図は第7図■−■線における断面図、@9図はこの
発明に係わる押え板を示す斜視図、第10図は第9図x
−’X線における断面図、第11図は第7図xr−xr
線における断面図、第12図はこの発明に係わる超電導
界磁コイルの組込み状態を示す斜視図である。 図において、(2)はコイル取付軸、(3)は超電導界
磁コイル、3I)は直線部、□□□はアーク部、(33
)はコーナ部、卵は楔、(I8)はスロワI・、(18
a)は直線部、(18b)はアーク部、  Qsc)は
コーナ部、(23)はティース頂部、Cりは切り欠き部
、■は押え板、難は締付部材である。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)軸表面に直線部とアーク部を有するスロットが形
    成されたコイル取付軸と、このコイル取付軸のスロット
    中に収納される超電導界磁コイルと、上記スロットに挿
    入され上記超電導界磁コイルを保持する楔と、上記スロ
    ットの直線部とアーク部とのコーナ部に隣接する上記コ
    イル取付軸のテイース頂部に形成された切り欠き部と、
    上記超電導界磁コイルのコーナ部上部に配置され上記切
    り欠き部に締付部材により固定され上記スロットのコー
    ナ部の上記超電導界磁コイルを保持する押え板とを備え
    たことを特徴とする超電導回転電機の回転子。
  2. (2)押え板はチタン合金で構成されたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の超電導回転電機の回転子
JP59140797A 1984-07-05 1984-07-05 超電導回転電機の回転子 Pending JPS6118345A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57162940A (en) * 1981-03-31 1982-10-06 Mitsubishi Electric Corp Rotor for superconductive rotary electric machine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57162940A (en) * 1981-03-31 1982-10-06 Mitsubishi Electric Corp Rotor for superconductive rotary electric machine

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