JPS6244062A - 超電導回転子 - Google Patents

超電導回転子

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JPS6244062A
JPS6244062A JP60184698A JP18469885A JPS6244062A JP S6244062 A JPS6244062 A JP S6244062A JP 60184698 A JP60184698 A JP 60184698A JP 18469885 A JP18469885 A JP 18469885A JP S6244062 A JPS6244062 A JP S6244062A
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JP
Japan
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winding
insulating spacer
torque tube
superconducting
electromagnetic force
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JP60184698A
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Seiji Numata
沼田 征司
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Hitachi Ltd
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    • 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

  • 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は超電導回転子に関するものである。
〔発明の背景〕
第5図には超電導発電機に組み込まれた超電導回転子の
従来例が示されている。同図に示されているように超電
導回転子は主として円筒状トルクチューブ1、鞍形超電
導界磁者m2A、2B、ヘリウム容器3.ダンパ4およ
び回転軸5A、5B等から構成され、これら回転軸5A
、5Bは軸受6A、6Bにより夫々支承されている。そ
して反駆動側軸端には液体ヘリウム導入ロア、ガスヘリ
ウム排出口8が設けられており、液体ヘリウム導入ロア
より供給される液体ヘリウム9により鞍形超電導界磁巻
線2A、2Bは冷却されて、約4.2 Kの極低温状態
に維持される。この鞍形超電導界磁巻線2A、2Bの励
磁は電流リード10A。
10B、スリップリングIIA、IIBを介して直流電
源12から電流が供給されて行なわれる。
なお同図において13は固定子巻線、14は固定子鉄心
、15はフレームである。
このように構成された超電導回転子で、鞍形超電導界磁
巻線2A、2Bは第6図および第7図にも示されている
ように、円筒状トルクチューブ1の外周側に設けられた
鞍形の溝に挿入され、その挿入された鞍形超電導界磁巻
線2A、2Bの外周上にはバインド線16が巻付けられ
、このバインド線16の外周上には同心円のFRP層1
7が設けられる。そしてこのFRP層17の外周上に補
強円筒(図示せず)が焼嵌めされる。鞍形超電導界磁巻
線2A、2Bの冷却は、トルクチューブ1の内周側に貯
えられている液体ヘリウム9が遠心力で鞍形超電導界磁
巻線2A、2Bの方へ押しやられ、鞍形超電導界磁巻線
2A、2Bの内周側に設けられたクーリングチャンネル
18を流れて行なわれる。
すなわちトルクチューブ1の中央部にはトルクチューブ
内側と外側とを径方向に貫通する液体ヘリウム流入口1
9が設けてあり、端部には同様な液体ヘリウム流出口2
oが設けられている。トルクチューブ1の内周側に貯え
られている液体ヘリウム9は遠心力で液体ヘリウム流入
口19を通って両端部に向ってクーリングチャンネル1
8を流れ、超電導界磁巻線2A、2Bを極低温に冷却し
て温度上昇した液体ヘリウム9は、液体ヘリウム流出口
20を通ってトルクチューブ1の内周側に戻る。
ところでこのクーリングチャンネル18は絶縁スペーサ
21を円筒状トルクチューブ1の外周側に設けた鞍形溝
22内に取り付けて形成され、従来は鞍形超電導界磁巻
fi2A、2Bの冷却に重点をおいて形成されていたた
め、特公昭54−35646号公報にも示されているよ
うに絶縁スペーサ21の寸法および配置は同一寸法で等
間隔に取り付けられていた。鞍形超電導界磁巻線2A、
2Bはこの絶縁スペーサ21上に乗置され、バインド線
16に張力をかけてトルクチューブ1に締付けられる。
このようにしてトルクチューブ1に支持された鞍形超電
導界磁巻線2A、2Bには圧縮応力が加わるが、その応
力は支点となる絶縁スペーサ21近傍に集中する0発電
機運転中は超電導界磁巻線2A、2Bの発生する電磁力
が更に加わるので、電磁力が軸心方向に作用する部分の
絶縁スペーサ21近傍では圧縮応力の集中が増大し、電
磁力が細心方向と反対方向に作用する部分にある絶縁ス
ペーサ21近傍では圧縮応力の集中は減少する。大容量
機になると超電導回転子112A、2Bの発生する電磁
力は強大であるので、軸心方向に電磁力が作用する部分
にある絶縁スペーサ21近傍では超電導界磁巻線2A、
2Bに含浸したエポキシ樹脂が圧縮応力に耐えられず、
クラックを発生することがある。クラック発生時は含浸
しであるエポキシ樹脂の歪エネルギーが開放されるので
熱の発生を伴い、この発生熱が巻線導体に伝導して超電
導界磁巻線2A、2Bはクエンチを起こしてしまう。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり。
超電導界磁巻線に加わる圧縮応力の集中が小さくなるこ
とを可能とした超電導回転子を提供することを目的とす
るものである。
〔発明の概要〕
すなわち本発明は円筒状トルクチューブと、この円筒状
トルクチューブの外周上に取り付けられ。
かつその上にエポキシ樹脂が含浸された鞍形超電導界磁
巻線を乗置する絶縁スペーサとを備え、前記巻線はバイ
ンド線で前記トルクチューブの外周上に支持され、この
トルクチューブの外周面と前記巻線の内周面との間には
巻線を冷却する冷媒の流通するクーリングチャンネルが
設けられている超電導回転子において、前記絶縁スペー
サが、前記巻線の発生する電磁力が巻線を押圧する方向
に作用する部分には巻線を拡張する方向に作用する部分
よりもその表面積および取付個数が大きくされたもので
あることを特徴とするものであり、これによって超電導
界磁巻線はその電磁力が巻線を押圧する方向に作用する
部分は、巻線を拡張する方向に作用する部分よりも表面
積および取付個数を大きくした絶縁スペーサで支持され
るようになる。
〔発明の実施例〕
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
1図から第4図には本発明の一実施例力〜示されている
。なお従来と同じ部品には同じ符号を付したので説明を
省略する。本実施例では絶縁スペーサ21a、21b、
21cを、巻線の発生する電磁力が巻線を押圧する方向
に作用する部分には巻線を拡張する方向に作用する部分
よりもその表面積および取付個数を大きくした。このよ
うにすることにより巻線の発生する電磁力が巻線を押圧
する方向に作用する部分の絶縁スペーサ21a。
21cは、巻線を拡張する方向に作用する部分の絶縁ス
ペーサ21bよりも表面積および取付個数が大きくなっ
て、超電導界磁巻線はその電磁力が巻線を押圧する方向
に作用する部分は1巻線を拡張する方向に作用する部分
よりも表面積および取付個数を大きくした絶縁スペーサ
21a、21cで支持されるようになり、超電導界磁巻
線に加わる圧縮応力が小さくなることを可能とした超電
導回転子を得ることができる。
すなわち超電導界磁巻線のエンド部では発生する電磁力
が軸心方向に作用するので、巻線に加わる圧縮応力が増
大する。これに対応するため巻線エンド部に取り付ける
絶縁スペーサ21aの表面積を大きくすると共に、取付
個数を増やして絶縁スペーサ21a近傍の界磁巻線に加
わる圧縮応力の集中を緩和した0巻線直線部の磁極面2
3付近では巻線の発生する電磁力は巻線を広げようとす
る方向に作用するので、絶縁スペーサ21b近傍では巻
線に加わる圧縮応力の集中は小さい、従って絶縁スペー
サムbはその表面積を増大させる必要がない、磁極間2
4付近では巻線の発生する電磁力は巻線をトルクチュー
ブ1に押し付ける方向に作用するので、絶縁スペーサ2
1C近傍では巻線に加わる圧縮応力の集中が増大する。
このため絶縁スペーサ21cは表面積を大きくして、絶
縁スペーサ21c近傍の巻線に加わる圧縮応力の集中を
緩和した。絶縁スペーサ21a、21b。
21cの表面積が大きいと巻線の液体ヘリウムに接する
面積が減少して巻線の冷却が悪くなるので。
絶縁スペーサ21a、21b、21cは第4図にも示さ
れているように、繊維強化プラスチック(FRP)25
の上側に熱伝導性のよい例えば銅板26を貼付け、その
上側にエポキシ樹脂より軟かい金属271例えばインジ
ュウム半田を肉盛りする。このようにすることにより絶
縁スペーサ21 a + 21 b * 21 cの熱
伝導性がよくなって巻線の冷却性がよくなると共に1巻
線内周面と絶縁スペーサ21 a + 2 l b +
 21 c外周面との接触がよくなり、絶縁スペーサ2
1a、21b。
21c近傍では巻線に加わる圧縮応力の集中が緩和でき
るようになる。このように本実施例によれば超電導界磁
巻線に加わる圧縮応力が大きい部分は表面積および取付
個数の大きい絶縁スペーサ21a、21cで支持される
ようになって、超電導界磁巻線に加わる集中応力が緩和
できるようになり、超電導界磁巻線に加わる圧縮応力の
集中を小さくすることができる。
このように圧縮応力の集中が小さくなったので、巻線に
含浸したエポキシ樹脂にクラックが発生し難く、超電導
性能の安定した超電導回転子を得ることができる。
第8図および第9図には本発明の他の実施例が示されて
いる0本実施例では絶縁スペーサ21dを一体物で形成
した。このようにすることにより超電導界磁者@2A、
2Bの内周面との接触面積を前述の場合よりも大幅に大
きくすることができるようになって、前述の場合よりも
超電導界磁巻線2A、2Bに加わる圧縮応力の集中を小
さくすることができる。
すなわち絶縁スペーサ21dを一体物で形成したが、こ
れは熱伝導性および絶縁性が良好な新素材が開発された
場合に有効である。この絶縁スペーサ21dの内周側お
よび外周側には液体ヘリウムの通るクーリングチャンネ
ル18を軸方向および周方向にクロスして設け、クロス
部には径方向に貫通した貫通孔28を設けて液体ヘリウ
ムの流通とガス抜きとを行なうようにした。そしてこの
新素材を使用した絶縁スペーサ21dの外周面には前述
の場合と同様にエポキシ樹脂より軟かい金属27、例え
ばインジュウム半田を肉盛りした。
このようにすることにより巻線内周面との接触および冷
却がよくなって、上述の効果を奏することができる。
〔発明の効果〕
上述のように本発明は超電導界磁巻線に加わる圧縮応力
の集中が小さくなって、超電導界磁巻線に加わる圧縮応
力の集中が小さくなることを可能とした超電導回転子を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の超電導回転子の一実施例の円筒状トル
クチューブの斜視図、第2図は第1図のP−P線に沿う
断面図、第3図は第1図のR−R線に沿う断面図、第4
図は同じく一実施例の絶縁スペーサの断面図、第5図は
従来の超電導回転子による超電導発電機の縦断側面図、
第6図は第5図のM枠部の斜視図、第7図は第6図のS
−8線に沿う断面図、第8図は本発明の超電導回転子の
他の実施例の断面図、第9図は同じく他の実施例の絶縁
スペーサの斜視図である。 1・・・円筒状トルクチューブ、2A、2B・・・鞍形
超電導界磁巻線、9・・・液体ヘリウム(冷媒)、16
・・・バインド線、18・・・クーリングチャンネル、
21 a 、 2 l b 、 21 c 、 21 
d −絶縁スペーサ、25・・・繊維強化プラスチック
(絶縁物)、26・・・銅板(金属)、27・・・エポ
キシ樹脂より軟かい金属。 (ほか1名) 帛1図 筋8図 亭q図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、円筒状トルクチューブと、この円筒状トルクチュー
    ブの外周上に取り付けられ、かつその上にエポキシ樹脂
    が含浸された鞍形超電導界磁巻線を乗置する絶縁スペー
    サとを備え、前記巻線はバインド線で前記トルクチュー
    ブの外周上に支持され、このトルクチューブの外周面と
    前記巻線の内周面との間には巻線を冷却する冷媒の流通
    するクーリングチャンネルが設けられている超電導回転
    子において、前記絶縁スペーサが、前記巻線の発生する
    電磁力が巻線を押圧する方向に作用する部分には巻線を
    拡張する方向に作用する部分よりもその表面積および取
    付個数が大きくされたものであることを特徴とする超電
    導回転子。 2、前記絶縁スペーサが、絶縁物と、この絶縁物に貼合
    わされた金属と、この金属の表面に肉盛りされた前記エ
    ポキシ樹脂より軟かい金属とで形成されたものである特
    許請求の範囲第1項記載の超電導回転子。
JP60184698A 1985-08-22 1985-08-22 超電導回転子 Granted JPS6244062A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60184698A JPS6244062A (ja) 1985-08-22 1985-08-22 超電導回転子

Applications Claiming Priority (1)

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JP60184698A JPS6244062A (ja) 1985-08-22 1985-08-22 超電導回転子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6244062A true JPS6244062A (ja) 1987-02-26
JPH0564542B2 JPH0564542B2 (ja) 1993-09-14

Family

ID=16157813

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60184698A Granted JPS6244062A (ja) 1985-08-22 1985-08-22 超電導回転子

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JP (1) JPS6244062A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH074337B2 (ja) * 1988-06-29 1995-01-25 ラーブ,ハンス プラッシュ状清掃布の製造方法及びこの方法によって製造された清掃布または清掃手袋

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH074337B2 (ja) * 1988-06-29 1995-01-25 ラーブ,ハンス プラッシュ状清掃布の製造方法及びこの方法によって製造された清掃布または清掃手袋

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JPH0564542B2 (ja) 1993-09-14

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