RU45875U1 - Сверхпроводящая электрическая машина - Google Patents
Сверхпроводящая электрическая машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU45875U1 RU45875U1 RU2005100861/22U RU2005100861U RU45875U1 RU 45875 U1 RU45875 U1 RU 45875U1 RU 2005100861/22 U RU2005100861/22 U RU 2005100861/22U RU 2005100861 U RU2005100861 U RU 2005100861U RU 45875 U1 RU45875 U1 RU 45875U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- superconducting
- electric machine
- armature winding
- saddle
- winding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Abstract
Задача, решаемая полезной моделью - повышения к.п.д. и создания сверхпроводящей электрической машины предназначенной для работы на высокое напряжение (свыше 100 кВ). Сверхпроводящая электрическая машина машина имеет ротор со сверхпроводящей обмоткой возбуждения и снабженный теплоизолирующей оболочкой, а также статор, содержащий сердечник и обмотку якоря. От прототипа машину отличает то, что обмотка якоря составлена из концентрических катушек седлообразной формы, расположенных концентрическими слоями, разделенными электроизоляционными цилиндрами, при этом катушки седлообразной формы в каждом слое распределены равномерно по окружности вдоль цилиндрической поверхности.
Description
Полезная модель относится энергомашиностроению, а именно к двигателям и генераторам. Полезная модель может найти применение при проектировании высоковольтных турбогенераторов (напряжением свыше 100 кВ) для тепловых и атомных электростанций, а также высоковольтных электродвигателей большой мощности.
В качестве аналога принят сверхпроводниковый турбогенератор [Глебов И.А., Данилевич А.Б., Шахтарин В.Н. Турбогенераторы с использованием сверхпроводимости. - Л.: Наука, лен. отд., с.11]. Генератор относится к традиционным сверхпроводниковым синхронным электрическим машинам.
В качестве прототипа принято Сверхпроводящее вращающееся устройство [Патент РФ 2100892, опубл. 27.12.1997 г.], имеющее ротор со сверхпроводящей охлаждаемой хладагентом обмоткой, снабженный теплоизолирующей оболочкой, имеющее статор, содержащий сердечник и обмотку якоря традиционной конструкции. Данное устройство имеет недостатки, присущие традиционным сверхпроводниковым электрическим машинам, обусловленные применением обмотки якоря традиционной конструкции, которая применяется в электрических машинах сравнительно невысоких уровней напряжений, что обуславливает большие токи в обмотке якоря, особенно при больших мощностях. Исходя из этого, этими недостатками являются:
- повышенные тепловые потери, что приводит к снижению к.п.д.;
- повышенное тепловыделение, что требует усиленной теплоизоляции ротора. В основу полезной модели поставлена задача повышения к.п.д. и создания сверхпроводящей электрической машины предназначенной для работы на высокое напряжение (свыше 100 кВ).
Поставленная задача решается изменением конструкции. Сверхпроводящая электрическая машина машина имеет ротор со сверхпроводящей обмоткой возбуждения и снабженный теплоизолирующей оболочкой, а также статор, содержащий сердечник и обмотку якоря. От прототипа машину отличает то, что
обмотка якоря составлена из концентрических катушек седлообразной формы, расположенных концентрическими слоями, разделенными электроизоляционными цилиндрами, при этом катушки седлообразной формы в каждом слое распределены равномерно по окружности вдоль цилиндрической поверхности.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых представлено: Фиг.1 продольный разрез электрической машины, Фиг.2 - концентрические катушки одного слоя.
Более подробно сущность полезной модели раскрывается в примере реализации.
Ротор 1 генератора представляет собой экранированный в тепловом и электромагнитном отношении вращающийся криостат с заключенной в нем сверхпроводящей обмоткой возбуждения 2. Обмотка возбуждения закреплена в каркасе и охвачена бандажным цилиндром и теплоизолирующей оболочкой 3. Несущая оболочка ротора содержит демпферную обмотку в качестве электромагнитного экрана. Теплоизоляцией низкотемпературной зоны являются слои вакуумной изоляции. Ротор находится в пространстве, образованном внутренней стенкой опорного немагнитного цилиндра и торцевыми щитами. На поверхности опорного немагнитного цилиндра располагается обмотка якоря 4, состоящая из нескольких слоев. Каждый слой содержит изолированные концентрические катушки 5 седлообразной формы, распределенные равномерно по окружности вдоль цилиндрической поверхности. В нашем примере в одном слое три катушки. Слои обмотки якоря разделены электроизоляционными цилиндрами. Также электроизоляционный цилиндр разделяет катушки внешнего слоя и сердечник якоря 6. Сердечник якоря посредством ребер крепится к корпусу электрической машины. На корпусе электрической машины располагается коробка с высоковольтными вводами 7, соединяющими сверхпроводящую синхронную электрическую машину с сетью переменного тока.
Работу заявляемой Сверхпроводящей электрической машины можно рассмотреть на примере для генераторного режима.
Ротор 1 сверхпроводниковой синхронной электрической машины захолаживается, например, жидким хладагентом при температуре, необходимой
для работы сверхпроводника, (например, жидким азотом при температуре кипения). Возможно контактное охлаждение посредством охлаждающих устройства (криоохладителей). Ротор приводится во вращение. Сверхпроводящая обмотка возбуждения 2 запитывается от возбудителя постоянным током. При этом на уровне обмотки якоря 4 образуется вращающееся магнитное поле, а в самой обмотке якоря индуктируется электродвижущая сила, которая при подключении номинальной нагрузки дает необходимое высокое напряжение (свыше 100 кВ) на высоковольтных вводах ?. Высоковольтные вводы 9 подключаются к высоковольтной линии электропередач.
При работе сверхпроводящей электрической машины на нагрузку в обмотке якоря протекает электрический ток, и, вследствие этого, возникают тепловые потери выделяющиеся в обмотке якоря. Беспазовая обмотка, состоящая из катушек седлообразной формы позволяет разместить электрическую изоляцию на высокое напряжение (более 100 кВ), которая состоит из усиленной изоляции самих катушек и электроизоляционных цилиндров, в отличие от обмотки традиционного исполнения, где размещение изоляции ограничивается пазами обмотки. Поэтому применение беспазовой обмотки, состоящей из катушек седлообразной формы, позволяет создать сверхпроводящую электрическую машину, предназначенную для работы на высокое напряжение (свыше 100 кВ), в которой снижен электрический ток в обмотке якоря, а следовательно снижены потери и тепловыделение. При этом достигается повышение к.п.д машины и упрощаются меры по теплоизоляции низкотемпературной зоны ротора.
Claims (1)
- Сверхпроводящая электрическая машина, имеющая ротор со сверхпроводящей обмоткой возбуждения и снабженный теплоизолирующей оболочкой, а также статор, содержащий сердечник и обмотку якоря, отличающаяся тем, что обмотка якоря составлена из концентрических катушек седлообразной формы, расположенных концентрическими слоями, разделенными электроизоляционными цилиндрами, при этом катушки седлообразной формы в каждом слое распределены равномерно по окружности вдоль цилиндрической поверхности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005100861/22U RU45875U1 (ru) | 2005-01-14 | 2005-01-14 | Сверхпроводящая электрическая машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005100861/22U RU45875U1 (ru) | 2005-01-14 | 2005-01-14 | Сверхпроводящая электрическая машина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU45875U1 true RU45875U1 (ru) | 2005-05-27 |
Family
ID=35825183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005100861/22U RU45875U1 (ru) | 2005-01-14 | 2005-01-14 | Сверхпроводящая электрическая машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU45875U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631673C1 (ru) * | 2016-04-26 | 2017-09-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Высокотемпературный сверхпроводящий электромагнитный индукционный двигатель с радиальным зазором |
-
2005
- 2005-01-14 RU RU2005100861/22U patent/RU45875U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631673C1 (ru) * | 2016-04-26 | 2017-09-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Высокотемпературный сверхпроводящий электромагнитный индукционный двигатель с радиальным зазором |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6461385B2 (ja) | 超電導モータ及び発電機 | |
US8319390B2 (en) | Generator with ferromagnetic teeth | |
Bolund et al. | Flywheel energy and power storage systems | |
JP5448296B2 (ja) | チューブ状電気機械 | |
US11502590B2 (en) | Radial-gap type superconducting synchronous machine, magnetizing apparatus, and magnetizing method | |
Wang et al. | Comparison study of superconducting generators with multiphase armature windings for large-scale direct-drive wind turbines | |
Cheng et al. | Electromagnetic design of a large-scale double-stator direct driving HTS wind generator | |
KR100888030B1 (ko) | 초전도 동기 전동기 | |
Liang et al. | Electromagnetic simulations of a fully superconducting 10-MW-class wind turbine generator | |
CN106374644B (zh) | 一种静态密封高温超导励磁磁通切换电机 | |
Lin et al. | Electromagnetic design of 13.2 MW fully superconducting machine | |
Wang et al. | Design and experiment of an HTS flux-switching machine with stationary seal | |
Sivasubramaniam et al. | High-temperature superconducting homopolar inductor alternator for marine applications | |
RU45875U1 (ru) | Сверхпроводящая электрическая машина | |
RU169041U1 (ru) | Сверхпроводниковая синхронная электрическая машина | |
Lin et al. | A novel fully superconducting geared machine | |
Yamaguchi et al. | Development of a 70 MW class superconducting generator | |
Appleton et al. | M-2 A REVIEW OF THE CRITICAL ASPECTS OF SUPERCONDUCTING AC GENERATORS | |
US20190296629A1 (en) | High temperature superconducting synchronous machine with rotating armature | |
Kwon et al. | Status of HTS motor development in Korea | |
Lin et al. | Topologies for fully superconducting machines | |
WO2024049403A1 (en) | Cooling system for a superconducting generator | |
CN115528884A (zh) | 基于永磁电磁接续拉/推结构的磁电复合动力/发电装置 | |
Sugimoto et al. | Development of an HTS motor with Ho-123 superconducting field coils at liquid nitrogen temperature | |
Sohn et al. | Fabrication and Characteristics of Field Coils for HTS Motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070115 |