JPS6118354A - 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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JPS6118354A
JPS6118354A JP59140806A JP14080684A JPS6118354A JP S6118354 A JPS6118354 A JP S6118354A JP 59140806 A JP59140806 A JP 59140806A JP 14080684 A JP14080684 A JP 14080684A JP S6118354 A JPS6118354 A JP S6118354A
Authority
JP
Japan
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coil
mounting shaft
rotor
superconducting
field coil
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Pending
Application number
JP59140806A
Other languages
English (en)
Inventor
Akinori Ueda
明紀 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS6118354A publication Critical patent/JPS6118354A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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)
  • 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
めった。第1図において、(1)はトルクチューブ、(
2jはトルクチューブ+11の中央部を。
形成するコイル取付軸、(3)はコイル取付軸+21に
固定されている超′Ii!導界磁コイル、(4)はトル
クチューブil+とコイル取付@(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
+21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@(2]のそれぞれ外周部及び側面部
に駅シ付けられたヘリクム外筒及びヘリクム端板。
(8)及び(9)はそれぞれ駆動側・反駆動側端部軸。
uo)ハコiう+7)4)5mts+ 、 (91に軸
支Tル軸受、 (Illは界磁電流供給用−のスリップ
リング、(2)はトルクチューブil+に形成或いは配
置されている熱文換器、贈は側部a射シールド、a蜀は
真空部である。
上記構成からなる超電4回転電機の回転子に2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
tallを極低温に冷却することによυI電気抵抗を零
の状態とし、yib磁損失をなくすことにより、この超
電等界磁コイルt3Jに強力な磁界を発生させ、固定子
(図示せず)に交流成力を発生させる。この超電4界磁
コイル(3)を極低温に冷却、保持するために液体ヘリ
クムを反駆動側端部M +91の中央部から導入管(図
示せず)を通じ、ヘリクム外筒(6)jヘリクム端板(
7)により形成される液体ヘリクム容器部に供給する一
方8回転子内部を真上部t14)によp高真空に保つと
共に、極低温の超眠導界磁コイル(3)及びコイル取付
軸(2)に回転トルクを伝えるドルクチ3−プ[IJ’
を薄肉円筒とし、且つ熱交換器@を設け、このトルクチ
ューブ(1]ヲ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、側面からの輻射により侵入する熱を低減するた
め、側部輻射シールド峙が設けられている。
一方、常温ダンパ(4)及び低温ダンパ(5)は、一定
子からの高調波磁界tシールドし、超電等界磁コイル(
3)を保護すると共に、電力系統のしよう乱による回転
子振切t′g衰させる機能金何する一方、常温ダンパ(
4)は真空外筒としての機能。
低温ダンパ(5)はヘリクム容器部への輻射シールドと
しての機能k[ねる方式が一般的である。 □同、第1
図においては2回転子内部のヘリクム導入、排出系全構
成する配管舘及び回転子に蛍絖されているヘリクム専大
、排出装置は省略している。
超′it4界憬コイル+31は第2図に示すように直線
部(ロ)、アークS(至)、コーナ都に)七有する構造
となっている。この超電導界磁コイルfal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、超電等界磁コイル(3)は
、ヘリクム外筒(6)、低温ダンパ(6)、常温ダンパ
(4)によって三重iC覆われているので1点検・修理
が非常に困難である。特に9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it]の保
持方法に、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1117357−166839
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6ルは
コイル取付@(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’saqで保持され、
超電等界磁コイル(3)のアークS@とコーナ部付はコ
イル取付@(2)に形成された段落ち都に収納され保持
環0句と絶縁りめ物(Iηで保持きれている。なお、保
持環O呻の内周側には絶縁カバー暖が配設されている。
第4図は第1図のIV−IV線における断面図。
即ち、超電等界磁コイルtelの直籾都惧の円周方向の
断面図?示し、第4図において、(2)はコイル取材軸
、(3)は超電導界磁コイル、9のは横、す8′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で
あジ、直線部スロットと段付部スロットによジ構j戎び
几ている。09)はスロット内絶縁、−は実絶縁である
。この構成において、起磁等界磁コイル(3)は、A−
A線を取り巻くように券回し7ており、従って、A−A
線金極中心として強力な磁界上発生する。凍Q荀は超電
導界磁コイル(3)をスロット州内に堅固に保持するよ
うに打ち込まれている。促って、コイル保持の偶顆性は
高い。
叉、第5図1’l:Mi4辱界献コイル(3〕のアーク
部に)の軸方向の断面図全示し、第5図において。
111μトルクチユーブ、(21ぼコイル取付軸、 t
31は超電導界磁コイル、(6)及び(7)はヘリクム
外筒及びヘリクム端板、 (l*は保持環、Hは絶縁つ
め物。
圓は絶縁敷板、固は絶縁カバーである。第3図。
′粥5図において、超電導界磁コイル+31のアーク部
に)とコーナ都舜はコイル取付軸(2]に形成された段
落ち都に収納され、その隙間に絶縁つめ物(l?)が堅
固に打ち込まれており、更に、その上から保持環ue+
が焼ばめられている。
しかしながら、超電導界磁コイル1,3)のアークSに
)とコーナ部付、即ち、コイル取付軸(2)に形1戎さ
れた段落も部における大きな体積を占める絶縁つめ物(
17)の熱収縮量はコ・イル取付軸(2)や超電導界磁
コイル(3)の熱収縮量に比べ約2程度度大きく、常温
での装作段階で絶縁つめ物(1ηを堅固に打ち込んでも
極低温に冷却すると、絶縁つめ物(lηと超胤萼#傭コ
イル(3)との間に隙間が生じる。絶縁つめ物(Iηは
コイル取付@(2)に固定されていないため移動する可
能1生かめり、絶縁つめ物同により隙間が業績した場合
、この隙間は大きなものとなり、従って、運転中に振動
などの原因で超電導界磁コイル+31が#き、摩擦熱に
よって超電導破壊を起こす恐れがある。又、超電導界磁
コイルjul+の遠心力に対する保持に保持環四が必要
であり、構造が複雑となシ点検・修理に多大の労力を要
していた。
〔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た段付部ス
ロット部で支持部材を超電導界磁コイルのアーク部及び
コ〒す部に隣接して配置し、支持部材を締付部材にょシ
コイル取付軸に固定し、超電導界磁コイルのアーク部及
びコーナ部全跨いで支持部材上に押え板を配置してコイ
ル取付軸に固定することにょシ、保持環を使用すること
なく簡単な構造でコイル取付軸に形成された段付部スロ
ット部の超電導界磁コイルを確実に堅固に保持すること
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
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例全第6図〜第12図に基づい
て説明する。第6図はコイル取付軸+4sを示す斜視図
、第7図は第6図■−■線における断面図、第8図は押
え板を示す斜視図。
第9図は支持部材を示す斜視図でh多、第6図〜第9図
において、(2)はコイル取付軸、(3)は超電導界磁
コイル、0ηは直線部、に)はアーク部。
■はコーナ部、α5)は楔、 0橢はコイル取付軸(2
)に形成されたスロットでらジ、直線部スロットと  
゛段付部スロットにより構成されている。恨9)はスロ
ット内絶縁、 t2!0)は実絶縁、@は段付部スロッ
ト部Hで超電導界磁コイル+31のアーク部に)及びコ
ーナ部付に隣接して配置されボルト(財)によυコイル
取付軸(2)に固定された例えば複数に分割された支持
部材、mは超電導界磁コイル(3)のアーク部に)及び
コーナ部峙全跨いで支持部材(ハ)上に配置されたボル
ト(至)により支持部材(ハ)に固定され、超電導界磁
コイル(31のアーク部に)及びコーナ部□□□全堅固
に保持する押え板であり、ボルトMを通すボルト穴(l
llSa)が形成されている。
伺、支持部材(至)にはポル)121−通すボルト穴(
gsa)とボルトtnのネジ穴(gab)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+alのア
ークSに)及びコーナ5G(3は支持部材μs及び押え
板鋼によってスロットH中に堅固に保持され、超電導界
磁コイル(31の直#郡仰帽わりによってスロツIll
樽中に堅固に保持される。又。
超電導界磁コイル(3j′は、直線部6υとアーク部に
)全初めにスロットtia中に収納し、その後コーナS
(至)全スロット−中に収納することにより、ス20ッ
ト(l萄中に組込まれる。段付部スロット都α萄で支持
部材□□□を超電導界磁コイル(3)のアーク部0り及
びコーナs岐に隣接して配置し、支持部材囚をボルト(
財)によりコイル取付軸(2)に固定し。
超電導界磁コイル(3)のアーク部Q及びコーナ部Qを
跨いで支持部材鋼上に押え板(ハ)全配置し。
ボルト[によシ支持部材彌に固定し、超電導界磁コイル
(3)のアーク部に)及びコーナ部に)全堅固に保持し
ている。このように超電導界磁コイル+31のアーク部
に)、コーナ部に)を段付部スロットに収納し支持部材
翰、押え板間をコイル取付軸(2)の段付部スロット都
轄に固定しているので、支持部材端、押え板間が移動す
ることがなく、支持部材−,押え板間の移動による隙間
の集積が皆無となる。即ち、超′亀導界磁コイル(31
周囲に隙間を生じることがなくなり、運転中に超電導界
磁−コイル(3)が切くのkl)11止でさ、摩擦熱に
よって超電導破壊金主じることがない。
又1段付部スロット0萄の超電導界磁コイル(3)は遠
心力に対し支持部材(ハ)、押え板間で保持する構造と
しているので、保持環Oatが不要とな9゜構造が簡単
で点検・修理が各局となると共に経済的効果も高い。
ところで、支持部材(至)の材質をコイル取付軸(2)
の材質と同一の材質とすることにより、極低温に冷却す
る除、コイル取付軸(2]と支持部材−の間の熱収縮量
は零であり、超電導界磁コイルtallと支持部材鋼と
の隙間の発生を抑制でさ、超・電導界磁コイル(3)の
信頼性を向上できる。
又、ボルト例、彌に超電導界磁コイルtallと支持部
材4.押え板−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、ボルト剥、翰のδカは大
@なものとなる。この応力全低減するIcは、比重の比
較的小さなテタ/又はチタン台金で支持部材(支)、押
え板彌を製作することが好筐しく、このようなチタン製
の文持部材@、押え板間とすることにより、ボルト(至
)、鏝に作用する応力を低減することができる。
又、上記実施例では、押え板(至)がボルト例により支
持部材鋼に固定され、支持部材@を介し  づでコイル
取付軸(2)に固定された場合について述べたが、支持
部材−,押え板間のボルト穴全同−位置、同一大きさと
することによシ、支持部材端と押え板μsを同一締付部
材によりコイル取付軸(2)に−緒に固定するようにし
てもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明した通ジ、コイル状材軸に形成され
た段付部スロット部で支持部材を超電導界磁コイルのア
ーク部及びコーナ部に隣接して配置し、支持部材を締付
部材によりコイル取付軸に固定し、超電導界磁コイルの
アーク部及びコーナ都金跨いで支持部材上に押え板を配
置してコイル取付軸に固定するようにしたので。
保持環t−使用することなく簡単な構造でコイル取付軸
に形成された段付部スロット部の超電導界磁コイルを確
実に堅固に保持することがでさ。
超its破壊を生じることのない信頼性の高い超電導回
転電機の回転子會得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は−#的な超電#1回回転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@m図、第
4図は第1図IV−fV線における断面図、第5図は従
来の超′亀導界磁コイルのアーク部金示す斜視図、第6
図はこの発明の一実施例によるMi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7図は第6図■
−■線における断面図、第8図はこの発明に係わる押え
板を示す斜視図、第9図はこの発明に係わる支持部材を
示す斜視図であるO 図において、(2)はコイル取付軸、(3jは超電導界
磁コイル、6υは直線部、@はアーク部、(至)はコー
ナ部、Q[9は楔、 (119はスロット、(ハ)は支
持部材、(24)は締付部材、鋸は押え板である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)軸表面に直線部スロットと段付部スロットが形成
    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、上記直線部スロット
    に挿入され上記超電導界磁コイルを保持する楔と、上記
    段付部スロットで上記超電導界磁コイルのアーク部及び
    コーナ部に隣接して配置され締付部材により上記コイル
    取付軸の段付部スロット部に固定された支持部材と、上
    記超電導界磁コイルのアーク部及びコーナ部を跨いで上
    記支持部材上に配置されて上記コイル取付軸に固定され
    、上記超電導界磁コイルのアーク部及びコーナ部を保持
    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)支持部材はコイル取付軸と同一の材質で構成され
    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。
  3. (3)支持部材はチタン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。
  4. (4)支持部材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。
  5. (5)押え板はチタン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。
  6. (6)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
  7. (7)押え板は支持部材を介してコイル取付軸に固定さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第6項
    の何れかに記載の超電導回転電機の回転子。
  8. (8)押え板と支持部材は締付部材によりコイル取付軸
    に一緒に固定されることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項乃至第6項の何れかに記載の超電導回転電機の回転
    子。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04351459A (ja) * 1991-01-07 1992-12-07 Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai 超電導回転電機の回転子
CN109243753A (zh) * 2018-10-23 2019-01-18 上海联影医疗科技有限公司 超导磁体及其线圈的固定结构

Cited By (3)

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CN109243753B (zh) * 2018-10-23 2021-01-12 上海联影医疗科技股份有限公司 超导磁体及其线圈的固定结构

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