JPS62104473A - 超伝導固定子及び回転子巻線をもつ同期機 - Google Patents

超伝導固定子及び回転子巻線をもつ同期機

Info

Publication number
JPS62104473A
JPS62104473A JP61256724A JP25672486A JPS62104473A JP S62104473 A JPS62104473 A JP S62104473A JP 61256724 A JP61256724 A JP 61256724A JP 25672486 A JP25672486 A JP 25672486A JP S62104473 A JPS62104473 A JP S62104473A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
helium
cooled
rotor
stator
bath
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
Application number
JP61256724A
Other languages
English (en)
Inventor
イブ・ローモン
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.)
Alstom SA
Original Assignee
Alsthom Atlantique SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alsthom Atlantique SA filed Critical Alsthom Atlantique SA
Publication of JPS62104473A publication Critical patent/JPS62104473A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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)
  • Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric 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】 本発明は回転子が軸受に支持されるシャフト−Ｆに取付
けられている同期機に係わる。
前記同期機は極めて低い温度のヘリウムによって冷却さ
れる超伝導固定子及び回転子巻線をもっており、これら
両方の巻線とその間の間隙は真空囲い内に配置されてい
る。
発明の背景 アルストム（ＡＬＳＴＨＯＭ）及びエレクトリシテ―ト
フラｙス（ＦＪｌｅｃｔｒｉｃｉｔ５　ｄｅ　Ｆｒａｎ
ｃｅ　）の名の下に公告されたフランス特許第２３１９
２３３号は、臨界圧より高い圧力、４°Ｋに近い温度で
ヘリウム流によって低温交流光ＩＭ機の超伝導体を冷却
することを開示している。前Ｈ己ヘリウムはヘリウム冷
凍機から回路を回って流れ、回転子との接続によって部
分的に加熱された後、冷凍機の入口側に戻される。
前記特許は、同じく超伝導性である固定子を開示してい
ないが、この種の状態の下では固定子を冷却するための
第２の並列回路を備え付けることが普通であろう。
との種の冷却装置は比較的複雑で高価であり。
固定子巻線を通してヘリウム流を運ぶだめのチャネル装
置を必要とする。このチャネルは回転子用に使用される
ものより大きな寸法である。
本発明の目的は、超伝導性の固定子及び回転子巻線をも
ち、より簡単で安価な冷却装置を含む同期機を提供する
仁とである。
発明の要約 本発明は、軸受に担持されるシャフトに固定した回転子
をもち、更に超伝導性であり、かつ極めて低い温度のヘ
リウムによって冷却される固定子及び回転子巻線をもつ
同期機を提供する。夫々の巻線とその間の間隙は真空の
囲い内に配置され、本同期機は固定子巻線がヘリウム液
浴によって冷却されること、回転子巻線がその臨界圧金
上廻わるヘリウム流によって冷却されること、更に臨界
圧を超える前記ヘリウム流及び前記ヘリウム液浴が、ヘ
リウム冷却のための回路の部分を構成し、ヘリウムは初
めは高圧下にあり、その臨界圧を僅かに上廻わる圧力に
膨張し、ヘリウム液浴内に配置された熱交換器内で冷却
され、回転子巻線と接触して加熱され、次に更に膨張し
て液化され、そして最後にヘリウム液浴に戻される。
好ましくは、固定子及び回転子巻線は夫々の密閉された
真空の囲い内に配置され、間隙は真空源に接続され、耐
真空オイルシールによって軸受から分離されている。真
空は１９８５年１０月１７日付出願のフランス特許出願
ｆＸ８５１５４１６号に記載されている通り、共通であ
ってよい。
具体例 交流発電機は超伝導材料の三相固定子巻線１と、同じく
超伝導性である回転子巻線２を含む。
三相導線３は負荷に接続するため固定子を出る。
回転子はシャフト４に取付けられ、その外周は円筒隔壁
２１によって境界をつけられて固定子から間隙５によっ
て分離されている。
間隙５の他の側では、固定子は円筒隔壁２２によって間
隙から分離されている。固定子は磁束が機械から漏れる
のを防ぐため、成層磁気回路６によって囲まれている。
巻線冷却回路は次の通りである。従来型のヘリウム冷凍
機７は適切に低い温度でヘリウムを高圧に圧縮する。こ
のヘリウムはダクト８を介して排出され、膨張弁９を通
過し、ここで圧力は３絶対パールに落ｌされるが、これ
は臨界圧より僅かに高い。このヘリウムは、液体ヘリウ
ム液浴１２の中で大気圧よシ僅かに高い圧力下で沈めら
れている符号１０で概略的に示した熱交換管内で過冷却
される。この方法でおよそ４．２°Ｋに冷却されて、ヘ
リウムは、回転子に入るヘリウム流を回転子を出る加熱
ヘリウム流から分離するため、回転子のシャフト４内に
配置された回転パロネット継手をもつダクト１１に沿っ
て通過する（例えば、１９７５年７月２２日付出願のフ
ランス特許第２３１９２３３号及び、アルストム及びエ
レクトリシテ・ド・フランスを出願人とする付加書簡２
３７１８０６号に開示されている通り）。
回転入口継手と、入口継手と同心的な回転出口継手は符
号１３で示す四角形で表わされる。
回転継手１３から、ヘリウムはダクト１４に沿って流れ
、超伝導性回転子巻線を囲む囲い１５に流れ込む。流れ
は巻線の冷却ダクトを通過し、入口回転継手を囲む第２
回１継手へダクト１６を介して戻る前に巻線をおよそ５
°Ｋまで冷却するが、この第２継手は僅かに加熱された
戻りヘリウム流（４，５°Ｋ）を周囲温度から分離する
役割を果す。
戻り回転継手を通過した後、ヘリウムはダクト１７をそ
の臨界圧より大きな圧力で通過し、次にその圧力を大気
圧近くまで降下させる膨張弁１８に入り、従って液体ヘ
リウム浴１２へ戻る前にヘリウムを事実−Ｆ液化する。
液体ヘリウム浴の上部に生成する蒸気は回転子巻線の熱
交換によるもの及び、熱交換器１０を通過するその臨界
圧より大きな圧力の気体ヘリウムによるもので、ダクト
１９を介して移動し、ヘリウム冷凍機のコンプレッサに
戻される。
回転子及び固定子ユニットは、回転子シャフトを支持す
るための軸受２３を支える共通囲い２゜内に含まれる。
間隙５は真空源（図示せず）に接続され、耐真空オイル
シール２４によって周囲大気から分離されている。回転
子巻線は導線２５及び２６を介して電源に接続されてい
る。間隙に隣接する固定子の周囲には、温度遷移及びト
ルク伝達管２７が備え付けられている。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明同期交流発電機の、１部を切断図で示した
概略的立面図である。 １・・・固定子巻線、　　２・・・回転子巻線、４・・
・シャフト、　　　訃・・間　隙、７・・・ヘリウム冷
凍機、　　１０・・・熱交換器、１２・・・ヘリウム液
浴、１８・・・膨張　弁、２３・・・軸　受。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）軸受に担持されたシャフトに固定された回転子を
    もち、超伝導性であり、且つ非常に低い温度のヘリウム
    によつて冷却される固定子及び回転子巻線をもつ同期機
    であつて、夫々の巻線とその間の間隙が真空囲い内に配
    置されており、固定子巻線が液体ヘリウムの浴によつて
    冷却されること、回転子巻線がその臨界圧を上廻わるヘ
    リウム流によつて冷却されること、更にその臨界圧を上
    廻わる前記ヘリウム流と前記液体ヘリウム浴は、ヘリウ
    ムが初めは高圧下にあり、その臨界圧を僅かに上廻わる
    圧力に膨張し、液体ヘリウム浴内に配置された熱交換器
    内で冷却され、回転子巻線と接触することによつて加熱
    され、次に更に膨張して液化され、そして最後に液体ヘ
    リウム浴に戻されるヘリウムを冷却するための回路の部
    分をなす同期機。
  2. （２）固定子及び回転子巻線が夫々の密閉された真空囲
    い内に配置されており、また間隙が真空源に接続されか
    つ耐真空オイルシールによつて軸受から分離されている
    、特許請求の範囲第１項に記載の同期機。
JP61256724A 1985-10-30 1986-10-28 超伝導固定子及び回転子巻線をもつ同期機 Pending JPS62104473A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8516142A FR2589646B1 (fr) 1985-10-30 1985-10-30 Machine synchrone a enroulements stator et rotor supraconducteurs
FR8516142 1985-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62104473A true JPS62104473A (ja) 1987-05-14

Family

ID=9324367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61256724A Pending JPS62104473A (ja) 1985-10-30 1986-10-28 超伝導固定子及び回転子巻線をもつ同期機

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4816708A (ja)
EP (1) EP0223107B1 (ja)
JP (1) JPS62104473A (ja)
AT (1) ATE53150T1 (ja)
DE (1) DE3671585D1 (ja)
ES (1) ES2014968B3 (ja)
FR (1) FR2589646B1 (ja)
GR (1) GR3000728T3 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5777420A (en) * 1996-07-16 1998-07-07 American Superconductor Corporation Superconducting synchronous motor construction
DE19804208A1 (de) * 1998-02-03 1999-08-05 Frank Belitz Elektrischer Turbogenerator
US6376943B1 (en) * 1998-08-26 2002-04-23 American Superconductor Corporation Superconductor rotor cooling system
US6597082B1 (en) * 2000-08-04 2003-07-22 American Superconductor Corporation HTS superconducting rotating machine
US6532748B1 (en) 2000-11-20 2003-03-18 American Superconductor Corporation Cryogenic refrigerator
US6553773B2 (en) * 2001-05-15 2003-04-29 General Electric Company Cryogenic cooling system for rotor having a high temperature super-conducting field winding
US6438969B1 (en) * 2001-07-12 2002-08-27 General Electric Company Cryogenic cooling refrigeration system for rotor having a high temperature super-conducting field winding and method
US6700274B2 (en) 2001-07-19 2004-03-02 American Superconductor Corporation Torque transmission assembly for use in superconducting rotating machines
US6725683B1 (en) 2003-03-12 2004-04-27 General Electric Company Cryogenic cooling system for rotor having a high temperature super-conducting field winding
US7466046B2 (en) * 2006-07-05 2008-12-16 General Electric Company Methods and apparatus for operating an electric machine
US20080136114A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-12 Murtuza Lokhandwalla Vacuum seal for high speed generator
US7821164B2 (en) * 2007-02-15 2010-10-26 General Electric Company Method and apparatus for a superconducting generator driven by wind turbine
US7847454B2 (en) * 2007-03-08 2010-12-07 General Electric Company Encapsulated stator assembly and process for making
US20080218008A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-11 General Electric Company Rotor and Stator Assemblies that Utilize Magnetic Bearings for Use in Corrosive Environments
US8847450B2 (en) * 2007-03-08 2014-09-30 General Electric Company Encapsulated magnet assembly and process for making
US20080219834A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-11 General Electric Company Rotor Shaft Assembly for Magnetic Bearings for Use in Corrosive Environments
US20090113999A1 (en) * 2007-03-08 2009-05-07 General Electric Company Method for Testing a Rotor and Stator Assembly
US8875380B2 (en) * 2007-03-08 2014-11-04 General Electric Company Process of forming an encapsulated magnet assembly
GB0723149D0 (en) 2007-11-27 2008-01-02 Rolls Royce Plc A superconducting electrical machine
US20090229291A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-17 American Superconductor Corporation Cooling System in a Rotating Reference Frame
US8338979B2 (en) * 2011-06-30 2012-12-25 General Electric Company Method and apparatus for a superconducting direct current generator driven by a wind turbine
US9559569B2 (en) 2012-02-13 2017-01-31 Ge Aviation Systems Llc Arrangement for cooling an electric machine with a layer of thermally conducting and electrically insulating material
US20140020426A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 General Electric Company System and method for using a chilled fluid to cool an electromechanical machine
US9985501B2 (en) * 2013-08-16 2018-05-29 Hamilton Sundstrand Corporation Generators with open loop active cooling
DE102014208437A1 (de) * 2014-05-06 2015-11-12 Siemens Aktiengesellschaft Kühleinrichtung für wenigstens zwei zu kühlende Komponenten, Schienenfahrzeug und Verfahren zur Kühlung
US10079534B2 (en) * 2015-03-18 2018-09-18 Kato Engineering Inc. Superconducting electrical machine with rotor and stator having separate cryostats
EP3518399B1 (en) * 2018-01-30 2020-09-30 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S A cooling system for a superconducting generator

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50122622A (ja) * 1974-03-18 1975-09-26
JPS605769A (ja) * 1983-06-20 1985-01-12 Toshiba Corp 超電導発電機

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3242418A (en) * 1962-08-31 1966-03-22 Dynatech Corp Low temperature electromechanical transducer
US3781578A (en) * 1972-08-09 1973-12-25 Massachusetts Inst Technology Stator structure for electrical machine
US3816780A (en) * 1972-08-18 1974-06-11 Massachusetts Inst Technology Rotor structure for supercooled field winding
FR2275053A1 (fr) * 1974-06-17 1976-01-09 Fiz Energet Inst Compensateur synchrone avec refroidissement cryogenique
FR2308234A1 (fr) * 1975-04-16 1976-11-12 Cem Comp Electro Mec Machine electrique tournante a trois enroulements dont deux supraconducteurs
FR2319233A1 (fr) * 1975-07-22 1977-02-18 Alsthom Cgee Machine tournante utilisant un fluide de refroidissement amene par joint tournant
FR2371806A2 (fr) * 1976-07-14 1978-06-16 Alsthom Atlantique Machine tournante utilisant un fluide de refroidissement amene par joint tournant
US4176291A (en) * 1977-05-27 1979-11-27 Electric Power Research Institute, Inc. Stored field superconducting electrical machine and method
US4236091A (en) * 1978-09-20 1980-11-25 Filippov Iosif F Electrical machine with cryogenic cooling
DE2841163C2 (de) * 1978-09-21 1985-09-12 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrische Maschine mit einem Läufer mit supraleitender Erregerwicklung
US4289985A (en) * 1978-12-22 1981-09-15 Popov Jury S Electrical machine with cryogenic cooling
DE2947592C2 (de) * 1979-11-26 1983-06-30 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Nachfülleinrichtung für die Kühlanordnung einer supraleitenden Erregerwicklung im Läufer einer elektrischen Maschine
US4426592A (en) * 1982-01-18 1984-01-17 Berzin Evgeny K Electrical machine with superconducting inductor and gas cooling of normal-conductivity windings
DE3207061C2 (de) * 1982-02-26 1986-09-18 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Abdichtungsvorrichtung mit einer magnetisierbaren Dichtungsflüssigkeit
JPS5925546A (ja) * 1982-07-30 1984-02-09 Torao Suzaki 固定子巻線抵抗をほゞ０に維持可能な発電機および無停電化電源方式の発電機
DE3344046A1 (de) * 1983-12-06 1985-06-20 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Kuehlsystem fuer indirekt gekuehlte supraleitende magnete
FR2589017B1 (fr) * 1985-10-17 1990-07-27 Alsthom Machine synchrone a enroulements supraconducteurs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50122622A (ja) * 1974-03-18 1975-09-26
JPS605769A (ja) * 1983-06-20 1985-01-12 Toshiba Corp 超電導発電機

Also Published As

Publication number Publication date
GR3000728T3 (en) 1991-10-10
DE3671585D1 (de) 1990-06-28
ATE53150T1 (de) 1990-06-15
FR2589646A1 (fr) 1987-05-07
EP0223107A1 (fr) 1987-05-27
FR2589646B1 (fr) 1987-12-11
EP0223107B1 (fr) 1990-05-23
US4816708A (en) 1989-03-28
ES2014968B3 (es) 1990-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS62104473A (ja) 超伝導固定子及び回転子巻線をもつ同期機
US4862023A (en) Synchronous machine with superconducting windings
RU2302589C2 (ru) Криогенная холодильная рефрижераторная установка для ротора, имеющего высокотемпературную сверхпроводящую обмотку возбуждения, (варианты) и способ ее работы
US7207178B2 (en) Superconducting device with a cooling-unit cold head thermally coupled to a rotating superconductive winding
CA1089908A (en) Cryogen transfer coupling with adjustable throttle valve for rotating machinery
CA2384601C (en) Synchronous machine having cryogenic gas transfer coupling to rotor with super-conducting coils
US6442949B1 (en) Cryongenic cooling refrigeration system and method having open-loop short term cooling for a superconducting machine
CA2717577C (en) Cooling system in a rotating reference frame
JP2003032963A (ja) 高温超伝導界磁巻線を有するロータのための極低温冷却システム
US7240496B2 (en) Superconductive device comprising a refrigeration unit, equipped with a refrigeration head that is thermally coupled to a rotating superconductive winding
US7317268B2 (en) System and method for cooling a super-conducting device
US7272938B2 (en) Superconducting device with a cold head of a refrigeration unit with a thermosyphon effect thermally coupled to a rotating superconducting winding
US4208598A (en) Electrical machine with cryogenic cooling
Bejan et al. Superconducting alternator test results
Thullen et al. A. Bejan, TA Keim, JL Kirtley, Jr., JL Smith, Jr.
GB2030787A (en) Electrical machine with cryogenic cooling
TEST A. Bejan, TA Keim, JL Kirtley, Jr., JL Smith, Jr., P. Thullen, and GL Wilson Massachusetts Institute of Technology Cambridge, Massachusetts
JPH0579718A (ja) ヘリウム液化冷凍装置
Baldus et al. On-board cryogenic system for magnetic levitation of trains: cryogenic system of EET
JPS6143949B2 (ja)
JPS6147066B2 (ja)
JPS63294253A (ja) 超電導回転電機回転子の窒素給排装置
McCabria Program for the development of a superconducting generator, phase 2 and 3
Wada et al. Helium expansion turbine bearings: Application of hydrostatic gas bearings below 100K