JPS6181168A - 超電導回転電機 - Google Patents

超電導回転電機

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Publication number
JPS6181168A
JPS6181168A JP59201546A JP20154684A JPS6181168A JP S6181168 A JPS6181168 A JP S6181168A JP 59201546 A JP59201546 A JP 59201546A JP 20154684 A JP20154684 A JP 20154684A JP S6181168 A JPS6181168 A JP S6181168A
Authority
JP
Japan
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coil
superconducting
coolant
armature
liquid helium
Prior art date
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Pending
Application number
JP59201546A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Watanabe
裕 渡辺
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6181168A publication Critical patent/JPS6181168A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • 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)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (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〕 本発明は超電導回転電機に係り、特ζ二中心軸側4二超
電導電磁石を固定しその外周側に回転する電機子巻線を
備えた回転電機子形の超電導回転電機に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
横軸におかれた回転電機子形の超電導回転電機の中心軸
上に固定される超電導界磁コイルは液体ヘリウム等の極
低温冷媒により約10K(、に:ケルビン=絶対温度)
以下に冷媒されることが超電導状態を維持するために必
要である。このため超電導界磁コイルは液体ヘリウム中
に浸されるように形成され、侵入熱により蒸発したガス
ヘリウムはその密度差により、クライオスタット(極低
温断熱容器)の上部に集結し、これをクライオスタット
から排出するために、排気ポンプ、排気パイプ更(;上
部発生ガス溜め等の設置が必要であった。
かかる事態は4極機以上の多極機では、上部発生ガス溜
めのための特別な空を設置せざるを得す界磁コイルと電
機子コイル間の距離を大きくとらざるを得ないという欠
点を持っていた。
また従来の液体ヘリウム中に超電導界磁コイルを浸す冷
却方式では起電導線周囲の冷却は自然対流であり、また
蒸発6;よる気泡が超電導線間に停滞するなどした場合
、局所的温度上昇の原因となり超電導状態の破壊(クエ
ンチ)の発生ともなる。
〔発明の目的〕
本発明は、界磁コイルと電機子コイル間の距離を小さく
することができ、また超電導線の局所的な温度上昇のな
い回転電機子形の超電導回転電機を提供することを目的
とする。
〔発明の概要〕
本発明においては、超電導線を束ねて非磁性材料の筒体
内に設置し、この筒体C二て界磁コイルを形成し、この
筒体内に強制的に液体ヘリウムあるいはヘリウム気液混
相体を通過せしめ冷却をおこなうことにより、高熱伝導
率を確保し、上記の目的を達成しようとするものである
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について第1図を参照して説明す
る。
基礎(1)に固定装置(2)で固定された中心軸(3)
側に固定したクライオスタット(5)の内部に界磁コイ
ル(6)を有し、この界磁コイル(6)のリード線(6
a)は中心軸(3)内から外部に導かれる。片方の中心
軸(3)側から強制的に液体ヘリウム等の冷媒を供給す
る供給管(7a)を通し、第2図のように超電導線(6
b)を内部に設置した非磁性金属の筒体(8) (”−
よる界磁コイル(6)へ液体ヘリウム等の冷媒が圧送さ
れ、冷却をおこなう。筒体(8)内部即ち、超電導線(
6b)周囲を通過した冷媒は界磁巻線(6)の他端に設
置された排出管(7b)を通り、中心軸(3)から外部
に排出される。クライオスタンド(5)内には回転電機
の極数に相当する界磁コイル(6)が設置されており、
それらの界磁コイル(6)に均等1;冷媒が供給される
よう第3図のように供給管(7a)と排出管(7b)は
それぞれマニホルド(7c)を介して各界磁コイル(6
)に接続されている。これとは別ζ:、各界磁コイル(
6)内の超電導線(6b)は電流リード(6a)と接続
される。各界磁コイル同士直列C二接続しても、電流リ
ードに対し並列に接続されてもよい。クライオスタンド
(5)の外周側には内側ギャップ(9)を介して回転電
機子(1Gを設ける。この回転電機子QlはX様子コイ
ル圓を納めた非磁性材(例えばガラスファイバ系の強化
プラスチックやステンレス鋼)の両端を細くした円筒状
に形成され、中心軸(3)に対して内側軸受α2を介し
て回転自在に支持され、更ζ二冷媒供給管(7a)や冷
媒排出管(7b)を備えない中心軸(3)(第1図の右
側)側の回転電機子α1外周細径部を外側軸受(13で
回転自在(:支承する。回転電機子細径部にはコレクタ
リングIを設けて、これを電機子コイル(Ll)に接続
し、図示しないブラシを介して外部と電力の授受を行な
わせる。回転電機子Qlの外周側には外側ギヤツブ霞を
介して、超電導コイル(6)の発生する磁束の外部への
漏れを防ぐ為の磁性体ブロック状の磁気シールド(Le
を設置し、その内周面(:は、回転電機子C1Oの電気
的揺動を減衰させる為の良電導性材のダンパーシールド
鰭な固着する。
このダンパーシールド鰭はクライオスタット(5)の外
周側に設けても良い。
次に作用について説明する。
界磁コイル(6)を励磁して出来た磁束は回転電機子α
1内の電機子コイル(Lυと鎖交し、磁気シールド住e
の内側を経由して戻る。ダンパシールド鰭は界磁巻線(
6)と同様に静止している為、電機子コイルt1υから
発生する変動磁界成分に対してのみ有効である。界磁コ
イル(6)は固定クライオスタンド(5)の内部に設置
されるから、冷媒である液体ヘリウムの供給及び排出は
、従来からの固定超電導電磁石の技術と何ら変ることの
ない手段の応用が可能である。また、強制的に番界磁コ
イルに冷媒である液体ヘリウムが導かれ、コイルを形成
する筒体(8)内を所定の流速で流下する為、何らかの
原因で超電導線(6b)や筒体(8)に発生′した電気
的発熱や侵入熱もすみやかに冷却される。
あらかじめ冷媒である液体ヘリウムを過冷却の状態にし
ておけば、超電導線(6b)をそのすべての部分におい
て飽和沸騰点(例えば1気圧で4.2 K )以下に保
つことは容易である。
また、コイル内で冷却によりガスヘリウムが発生しても
、気液二相流となり強制的に流れ去るため、発生したガ
スヘリウムによる流れの停滞はおこり得ず、均一の冷却
が達成される。このことはクエンチ発生を確実に阻止す
る上で有効であり、超電導線にも大電流を供給すること
が可能となる。
このことから、同−磁場強匣の界磁巻線を形成する際、
大電流によりターン数を減少させること  □が可能で
あるから、応答性の高い(リアクタンス抵抗の小さい)
超電導回転電機を提供することが可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば静止した超電導コ
イルの冷媒である液体へνクムを強制的に循環させるよ
うにしたため、冷媒ガスが停滞せず、極めて高い熱伝達
率が達成され、励磁電流をより超電導線の限界値に近づ
けることが容易となる。
また冷媒ガスだめを必要としないので、界磁コイルと電
機子コイルの間の距離を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の超電導回転電機の縦断面図
、第2図は第1図における界磁コイルの導体の断面図、
第3図は第1図の界磁コイル(−おける冷媒給排系統間
である。 1・・・基礎、     2・・・固定装置。 3・・・中心軸、    5・・・クライオスタンド。 6・・・界磁コイル、    6b・・・超電導線。 7a・・・冷媒供給管、   7b・・・冷媒排出管。 8・・・筒体、10・・・回転電機子。 11・・・電機子コイル、12・・・内側軸受。 13・・・外側軸受、16・・・磁気シールド。 17・・・ダンパーシールド。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  中心軸側に固定した超電導コイルと、この超電導コイ
    ルの外周側に回転する電機子コイルとを備えた超電導回
    転電機において、超電導コイルは超電導線を収容する非
    磁性金属の筒体を巻回して形成し、この筒体内部に冷媒
    を流すことにより冷却するようにしたことを特徴とする
    超電導回転電機。
JP59201546A 1984-09-28 1984-09-28 超電導回転電機 Pending JPS6181168A (ja)

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JP59201546A JPS6181168A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 超電導回転電機

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JPS6181168A true JPS6181168A (ja) 1986-04-24

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ID=16442841

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JP59201546A Pending JPS6181168A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 超電導回転電機

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1959548A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-20 General Electric Company Method and apparatus for a superconducting generator driven by wind turbine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1959548A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-20 General Electric Company Method and apparatus for a superconducting generator driven by wind turbine
US7821164B2 (en) 2007-02-15 2010-10-26 General Electric Company Method and apparatus for a superconducting generator driven by wind turbine

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