RU2168781C1 - Superconducting round-section wire for ac currents - Google Patents
Superconducting round-section wire for ac currents Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168781C1 RU2168781C1 RU2000104484/09A RU2000104484A RU2168781C1 RU 2168781 C1 RU2168781 C1 RU 2168781C1 RU 2000104484/09 A RU2000104484/09 A RU 2000104484/09A RU 2000104484 A RU2000104484 A RU 2000104484A RU 2168781 C1 RU2168781 C1 RU 2168781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire
- current
- superconducting
- carrying
- diameter
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции многожильных сверхпроводящих проводов круглого сечения для переменных токов промышленной частоты. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the design of multicore superconducting wires of circular cross section for variable currents of industrial frequency.
Известна конструкция сверхпроводящего одножильного круглого провода, где сверхпроводящая жила заключена в оболочку из стабилизирующего металла (меди, латуни и т. п. ), а сам провод изолирован снаружи изоляционным покрытием, например эмаль-лаком (Г.Г.Свалов, Д.И. Белый "Сверхпроводящие и криорезистивные обмоточные провода". Энергия, М. 1976, стр. 94, рис. 4-1а). The construction of a superconducting single-core round wire is known, where the superconducting core is enclosed in a sheath of a stabilizing metal (copper, brass, etc.), and the wire itself is insulated externally with an insulating coating, for example, enamel varnish (G.G.Svalov, D.I. White "Superconducting and cryoresistive winding wires." Energy, M. 1976, p. 94, Fig. 4-1a).
При транспортировании переменного тока в проводе такой конструкции, а именно в сверхпроводнике и в окружающем его стабилизирующем металле, возникают переменные магнитные поля и вызванные ими потери, которые снижают токонесущую способность провода. When transporting alternating current in a wire of this design, namely in a superconductor and in the stabilizing metal surrounding it, alternating magnetic fields and losses caused by them arise, which reduce the current carrying capacity of the wire.
Указанные недостатки частично устранены в известной конструкции сверхпроводящего провода круглого сечения для переменного тока. В этой конструкции в качестве элементарных токонесущих элементов применены стабилизированные проволоки определенного диаметра, навитые спирально в один слой и неподвижно закрепленные на цилиндрической трубке из стабилизированного материала. Промежуточное пространство между токонесущими элементами заполнено матрицей из стабилизирующего материала. Снаружи провод снабжен изоляционной оболочкой (патент США N 4327244, H 01 B 12/00, 27.04.82). These disadvantages are partially eliminated in the known design of a round-section superconducting wire for alternating current. In this design, stabilized wires of a certain diameter are applied as elementary current-carrying elements, wound spirally in one layer and fixedly mounted on a cylindrical tube of stabilized material. The intermediate space between the current-carrying elements is filled with a matrix of stabilizing material. Outside, the wire is provided with an insulating sheath (US Pat. No. 4,327,244, H 01 B 12/00, 04/27/82).
Недостатком провода такой конструкции является низкая токонесущая способность из-за наличия в нем потерь главным образом гистерезисных - в сверхпроводнике и вихревых - в материале матрицы за счет замкнутых через матрицу контурных и вихревых токов, вызванных возникшими в этих материалах переменными полями транспортного тока. A drawback of a wire of this design is its low current carrying capacity due to the presence of mainly hysteresis losses in it - in the superconductor and eddy - in the matrix material due to the loop and eddy currents closed through the matrix, caused by the alternating transport field fields arising in these materials.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. уменьшение потерь в проводе и увеличение его токонесущей способности при прохождении через него переменных токов промышленной частоты. The objective of the present invention is to remedy these disadvantages, i.e. reduction of losses in the wire and increase of its current carrying capacity when alternating currents of industrial frequency pass through it.
Указанный технический результат достигается тем, что в сверхпроводящем проводе круглого сечения для переменных токов, содержащем матрицу из стабилизирующего материала, сверхпроводящие токонесущие элементы, расположенные в матрице, и наружную изоляционную оболочку, сверхпроводящие токонесущие элементы расположены по всему сечению провода с расстоянием между продольными осями соседних токонесущих элементов, равным
где D - диаметр провода, а d - диаметр токонесущего элемента.The specified technical result is achieved by the fact that in a round-section superconducting wire for alternating currents containing a matrix of stabilizing material, superconducting current-carrying elements located in the matrix and an outer insulating sheath, superconducting current-carrying elements are located over the entire cross section of the wire with a distance between the longitudinal axes of adjacent current-carrying elements equal
where D is the diameter of the wire, and d is the diameter of the current-carrying element.
На чертеже схематически изображен предложенный сверхпроводящий провод в поперечном сечении. The drawing schematically shows the proposed superconducting wire in cross section.
Сверхпроводящий провод содержит сверхпроводящие токонесущие элементы 1 круглого сечения, матрицу из стабилизирующего материала (металла) 2 и наружную изоляционную оболочку 3. Токонесущие элементы 1 установлены в матрице по всему сечению провода. Причем расстояние между продольными осями соседних токонесущих элементов равно
где D - диаметр провода, d - диаметр токонесущего элемента.The superconducting wire contains superconducting current-carrying elements 1 of circular cross section, a matrix of stabilizing material (metal) 2 and an outer insulating sheath 3. Current-carrying elements 1 are installed in the matrix over the entire cross section of the wire. Moreover, the distance between the longitudinal axes of adjacent current-carrying elements is
where D is the diameter of the wire, d is the diameter of the current-carrying element.
Такое расположение токонесущих элементов сводит к минимуму поле во внутренней и внешней плоскостях сверхпроводящего провода и позволяет существенно снизить потери в сверхпроводнике и стабилизирующем материале, увеличить токонесущую способность провода вследствие равенства индукции каждого сверхпроводящего элемента (Bэ) и провода (Bпр). Количество токонесущих элементов по длине диаметра сечения провода равно
где D - диаметр провода; b - расстояние между продольными осями соседних токонесущих элементов.This arrangement of the current-carrying elements minimizes the field in the inner and outer planes of the superconducting wire and can significantly reduce losses in the superconductor and the stabilizing material, increase the current-carrying capacity of the wire due to the equality of the induction of each superconducting element ( Be ) and the wire ( Be ). The number of current-carrying elements along the length of the diameter of the wire is
where D is the diameter of the wire; b is the distance between the longitudinal axes of adjacent current-carrying elements.
Общее количество токонесущих элементов в проводе равно
Ток в сверхпроводящем проводе определяется из соотношения
Iпр = iэN,
где iэ - ток в токонесущем элементе.The current in a superconducting wire is determined from the relation
I ol = i e N,
where i e is the current in the current-carrying element.
Индукция сверхпроводящего токонесущего элемента равна
а индукция провода
где μ - магнитная проницаемость.The induction of the superconducting current-carrying element is
and wire induction
where μ is the magnetic permeability.
Приравнивая индукции Bэ и Bпр и выражая Iпр через iэ, получаем
Т.е. при равенстве индукций токонесущего элемента и провода получим расстояние между продольными осями соседних токонесущих элементов, при котором сверхпроводник находится в тех же магнитных условиях, что и при одном сверхпроводящем элементе. При этом токонесущая способность провода максимальна, а потери минимальны. Those. if the inductions of the current-carrying element and the wire are equal, we obtain the distance between the longitudinal axes of adjacent current-carrying elements, in which the superconductor is in the same magnetic conditions as with a single superconducting element. In this case, the current carrying capacity of the wire is maximum, and losses are minimal.
Предложенная конструкция сверхпроводящего провода предназначена для использования в электромагнитных системах, работающих в криогенных условиях (электрические машины, генераторы, двигатели, трансформаторы, реакторы и т. д. ), обеспечивая уменьшение потерь в проводе и увеличение его токонесущей способности, что позволяет снизить расходы дорогостоящего сверхпроводящего материала. The proposed design of the superconducting wire is intended for use in electromagnetic systems operating in cryogenic conditions (electric machines, generators, motors, transformers, reactors, etc.), providing a reduction in losses in the wire and an increase in its current-carrying capacity, which reduces the cost of an expensive superconducting material.
Claims (1)
где D - диаметр провода;
d - диаметр токонесущих элементов.A superconducting wire for alternating currents containing a matrix of stabilizing material, superconducting current-carrying elements located in the matrix, and an outer insulating sheath, characterized in that the superconducting current-carrying elements are located over the entire cross section of the wire, the distance between the longitudinal axes of adjacent current-carrying elements is b, while
where D is the diameter of the wire;
d is the diameter of the current-carrying elements.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000104484/09A RU2168781C1 (en) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | Superconducting round-section wire for ac currents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000104484/09A RU2168781C1 (en) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | Superconducting round-section wire for ac currents |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2168781C1 true RU2168781C1 (en) | 2001-06-10 |
Family
ID=20231025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000104484/09A RU2168781C1 (en) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | Superconducting round-section wire for ac currents |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2168781C1 (en) |
-
2000
- 2000-02-25 RU RU2000104484/09A patent/RU2168781C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СВАЛОВ Г.Г., БЕЛЫЙ Д.И. Сверхпроводящие и криорезистивные обмоточные провода. - М.: Энергия, 1976, с.94, рис.4-1а. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4079192A (en) | Conductor for reducing leakage at high frequencies | |
| GB2211670A (en) | Cooling electromagnetic devices | |
| CN105556619B (en) | Method and armoured power cable for transporting alternating current | |
| KR102640694B1 (en) | Open current transformer with flexible magnetic core | |
| RU2168781C1 (en) | Superconducting round-section wire for ac currents | |
| US7019608B2 (en) | Superconducting transformer | |
| US4093817A (en) | Superconductor | |
| JP2628425B2 (en) | Litz wire | |
| MXPA02009646A (en) | Superconductive armature winding for an electrical machine. | |
| RU2341838C2 (en) | Superconductive multi-core wire of circular section for alternate and direct currents | |
| WO2018192666A1 (en) | Method and armoured cable for transporting high voltage alternate current | |
| JP2760687B2 (en) | Litz wire and its manufacturing method | |
| JPS5830115A (en) | Power transformer | |
| RU2334293C1 (en) | Superconducting multi-cored strip conductor for alternating and direct current | |
| JP2520057B2 (en) | Transformer equipment | |
| JP2012256508A (en) | Superconductive wire rod and superconductive cable | |
| RU2390064C1 (en) | Superconducting multiple-core wire for dc and ac | |
| JPH06260335A (en) | High temperature superconducting magnet | |
| PL181561B1 (en) | High-frequency transformer | |
| SU1749916A1 (en) | Polyphase cable line | |
| RU2516291C1 (en) | Superconducting multi-cored strip conductor for alternating and direct current | |
| Xu et al. | Design and characteristics analysis of superconducting tubular linear induction motors | |
| RU2082242C1 (en) | Superconducting winding | |
| JPS5912003B2 (en) | coil | |
| JPH06151213A (en) | Twist thin type voltage converter and its use |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170226 |