SE500238C2 - Lindningsstomme för en lindning med ledare i form av en supraledande tape - Google Patents

Description

40 45 b Ü Û 2 3 företrädesvis av ett antal supraledande filament inbakade i en metallisk matris. Detta innebär dock att lindningens mekaniska hållfastliet med en sådan ledare inte blir tillräcklig för att bära de magnetiska kraftema som kan uppkomma. Ledaren behöver därför ett mekaniskt stöd i form av en lindningsstomme. Eftersom teknikens ståndpunkt för närvarande ej omfattar transformatorer/reaktorer med supraledare finns ej heller någon teknikens ståndpunkt vad beträffar utformningen av lindningsstommar för sådana lindningar.

Då det gäller transformatorer kommer den magnetiska faltbilden för två koncentriska lindningar 1 och 2 omkring ett ben 3 i en transformator- käma att se ut som figur 1 visar. Det mellan lindningama gående i huvudsak axiella magnetiska läckflödet 4 böjer av i en mer eller mindre radiell riktning vid lindningamas ändar, för att gå in i käman. Detta gör att lindningamas ändar kommer att genomgås av ett magnetflöde med en radiell komposant som alstrar virvelströmmar i ledaren och förorsakar förluster.

Det är därför naturligt att som teknikens ståndpunkt utgå från den teknik som sedan lång tid används vid konventionella bandlindade transforrnatorlindningar för att åstadkomma den önskade orienteringen relativt magnetfältets riktning. Ett typiskt exempel på denna teknik framgår av US 4 323 870. I stället för att försöka påverka faltbilden låter man ledarrnaterialet följa fältet. Detta går till på så sätt att man formar bandet så att den magnetiska fältvektom i varje punkt är tangent till ledarytan. På detta sätt kan strömförträngningen elimineras. Bifogade figur 2 som är identisk med figur 1 i närrmda US-patent visar hur bandlindade lindningar kan utformas för att uppnå denna önskade effekt.

Rundningen inåt mot kämbenet åstadkommes genom att lindnings- stommen 5, som egentligen är obehövlig ur mekanisk synspunkt, rundas av vid ändama in mot kämbenet och rundningen utåt kan ske med hjälp av kilar eller mellanlägg av olika slag. Detta förfaringssätt innebär dock ett ökat utryrnmesbehov, ökad radie på lindningama med ökade förluster till följd sarnt ett relativt tidskrävande och svårt lindningsarbete.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN, FÖRDELAR En lindningsstomme enligt uppfinningen utgöres av en i huvudsak rak cirkulärcylindrisk rörformad stomme. På den sida där lindningen skall placeras förses stommen ut mot de båda ändama med ett längs med stommen skruvforrnat spår med en plan yta med en bredd lika med ledarens bredd. På detta sätt bildar varje varv av spåret runt stommen ut mot ändama en yta som praktiskt taget utgör mantelytan hos en rakt stympad kon. Vinkeln mellan en generatris hos mantelytan hos den rakt stympade konen och stommens axiella centrumlinje ökar för varje varv ut 40 45 500 mot stommens ändar så att mantelytan överallt sammanfaller med magnetfältets riktning. Stommens mittdel har en cirkulärcylindrisk mantelyta utan spår. Tack vare det skruvforrnade spåret längs med stommens ändar kan den supraledande tapen lindas kontinuerligt i ett eller flera lager längs hela stommen. 258 En fördel med den redovisade konstruktionen relativt den redovisade tekniken för bandlindade lindningar är att lindningen får en cirkulärcylindrisk form. Detta innebär en transformator med mera kompakt konstruktion eftersom något ökat utryrnmesbehov för anpassning till det magnetiska fältet enligt ñgur 2 ej behövs.

Förutom att man enligt uppfinningen kan minimera uppkomsten av virvelströmmar medför en sådan lindningsstomme ytterligare en fördel.

Den med dubbla nätfrekvensen periodiska kraft, proportionell mot produkten av strömstyrkan i ledaren och magnituden av det magnetfält ledaren befinner sig i, som den strömbärande ledaren utsättes för, får en riktning som är vinkelrät mot underlaget överallt. Detta innebär att det bindemedel, som används för att binda ledaren till stommen, utsätts för små påfrestningar.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER För en transforrnator/reaktor med lindningsledare med supraledande egenskaper är det lämpligt att mellan kämbenet och lindningsstommen ha en så kallad kryostatvägg. Figur 3 visar i ett detaljutförande ett snitt hos en lindningsstommes ände 6. Kryostatväggen har i figur 3 markerats med 7 och lindningens supraledande tape visas vid 8.

Av figur 3 framgår också hur vinkeln "v" mellan en generatris 9 till den tidigare omtalade rakt stympade konen och stommens axiella centrumlinje ökar ut mot stommens ändar. På detta sätt bildas en trappstegsliknande avtrappning ut mot stommens ändar.

I figur 4 visas i ett snitt lindningsstommen 6 i hela sin axiella längd. En motsvarande avslutning med trappstegsliknande avtrappning av spåren ut mot den andra av stommens ändar som för den i figur 3 visade utföringsforrnen framgår också. Magnetfaltet längs med lindningens mitt- del förlöper parallellt med kämbenet och därför har lindningsstommens mittdel en med kämbenet parallell yta. Denna redovisade delen av figur 4 motsvarar utformningen av lindningsstomme och lindning hos en reaktor samt den inre lindningsstommen med lindning hos en transforrnator.

För att åstadkomma samma effekt för en yttre supraledande lindning hos en transformator måsta även denna fixeras mot en motsvarande

Claims (1)

10 15 20 25 30 35 40 45 5=0 lindningstomme 10. Ur snittsynpunkt kommer denna yttre stomme att ha en, relativt ett plan mitt mellan de båda stommmama, spegelvänd form. Utrymmet 11 mellan de båda lindningama är avsett för aktuell isolation. I övrigt är spåret, så som redovisats ovan, skruvformat längs med stommens ändar så att den supraledande tapen kan lindas på stommen kontinuerligt med önskat antal lager. 258 PATENTKRAV

1. Lindningsstomme för en lindning med ledare i form av en supraledande tape , k ä n n t e c k n a d av att lindningsstommen består av en i huvudsak rak cirkulärcylindrisk rörforrnad stomme (6) och att på den sida av stommen där lindningen skall placeras och ut mot stommens ändar är anordnad ett längs med stommen skruvformat spår med en plan yta med en bredd lika med tapens bredd på så sätt att varje varv av spåret runt stommen praktiskt taget bildar mantelytan hos en rakt stympad kon och att vinkeln (v) mellan en generatris (9) hos mantelytan och stommens centrumaxel ökar för varje varv ut mot stommens ändar på ett sådant sätt att mantelytan för varje varv överallt sammanfaller med riktningen hos det magnetfält som lindningen alstrar.