WO2006021516A2 - Rechteckspule aus bandförmigen supraleitern mit hoch-tc-supraleitermaterial und verwendung derselben - Google Patents

Rechteckspule aus bandförmigen supraleitern mit hoch-tc-supraleitermaterial und verwendung derselben Download PDF

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    • Y10S505/879—Magnet or electromagnet

Definitions

  • the invention relates to a rectangular coil with several adjacent turns of a strip-shaped superconductor, which contains at least one embedded in a normal conductive matrix material core of high-T c superconducting material.
  • a corresponding coil can be found in WO 01/20756 A1.
  • HTS conductors strip-shaped high-T c superconductors
  • WO-A1-font rotating electrical machines
  • all types of coils are understood which at least approximately occupy a rectangular base area, whereby they may also have rounded corners. Rectangular coils with rounded corners, which Together form semicircular, possibly by straight track parts ver ⁇ bounded sheet parts together, are also referred to as “race track coils” (or “race track coils”)
  • a lacquer insulation for example a UV lacquer coating (cf., EP 1 075 030 A2), b. a Kapton wrap wrapper (see DE 38 23 938 A1) or c. a PEEK extrusion coating (see WO 01/61712 A1).
  • a lacquer insulation for example a UV lacquer coating (cf., EP 1 075 030 A2)
  • b. a Kapton wrap wrapper see DE 38 23 938 A1
  • a PEEK extrusion coating see WO 01/61712 A1
  • Corresponding methods are relatively expensive, increase the production costs of the conductors and involve a risk of conductor damage.
  • Object of the present invention is therefore to provide a rectangular coil with the features mentioned in the avail ⁇ supply, in which the aforementioned difficulties are not met.
  • the rectangular coil with the features mentioned at the outset should have a construction from the strip-shaped superconductor produced without additional insulation means.
  • Corresponding coils can be used preferably for electrical machines.
  • the invention is based on the finding that it does not require any special isolation means for the construction of rectangular coils using band-shaped HTS conductors. That is, on an additional insulation after the production of the ladder should be waived.
  • the rectangular coil should therefore be wound from an uninsulated conductor.
  • the big advantage over the use of insulated conductor material therefore lies firstly in the reduction of the risk of damage through the insulation process and secondly in a cost reduction for the conductor. Since coils made with such conductors do not have to be isolated from ground, the previously required insulation tests for coil production can also be omitted. This also leads to a corresponding cost reduction.
  • Advantageous embodiments of the rectangular coil according to the invention are based on the claims dependent on claim 1. In this case, the embodiment according to FIG. 1 can be combined with the features of one of the subclaims or preferably also of several subclaims. Accordingly, the coil may be formed as follows:
  • the superconductor produced has on at least one side a production-related coating of an oxidic material.
  • This material may in particular be Al 2 O 3 .
  • the superconductor produced in the Auf ⁇ construction on its outer sides production-related impurities have Verunrei ⁇ , in particular by the produced superconductor has not been subjected to a cleaning process.
  • the coil can be designed for a maximum power loss of 10 W, with a shunt resistance of at least 100 m ⁇ .
  • a contact resistance between adjacent turns of at least 10 ⁇ , preferably 20 ⁇ , may be present.
  • the use of the coil according to the invention in an electrical machine is advantageous. Because of the lack of insulation, it has a correspondingly high winding density.
  • Rennbahntyp and their figure 2 shows a section of the winding of this coil.
  • the coil indicated only in FIG. 1, generally designated 2 is particularly suitable for constructing the exciter winding of an electrical machine (see WO-A1-font mentioned at the outset.) It should be of the so-called rectangular type In this connection, each flat coil or (partial) winding, which occupies an at least approximately rectangular area, generally has a rounded corner, and according to the illustrated embodiment, the coil 2 is of the so-called racetrack type Side parts 2 a and 2 b, which merge into each other via, for example, semicircular, end-face arcuate parts 2 c and 2 d
  • the coil should have at least one band-shaped conductor made of one of the known high-T c superconducting oxide materials (HTS materials) such as YBa 2 Cu 3 O 7 -X, Bi 2 Sr 2 CaCu be 2 0 8 + x or (Bi, Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 0 + x
  • HTS conductors may be by conductors of e In normal-conducting shell or matrix such as Ag or Ag alloy enclosed HTS mono- or multifilaments act.
  • the HTS conductors are in particular at a temperature level of at most 77 K (sieving temperature of LN 2 ), but especially below.
  • the band-shaped HTS conductors should be bent to the turns of the coil in their "light direction", ie over their broad side, in this way avoiding impermissible stretching during bending and a concomitant loss of current carrying capacity
  • Corresponding HTS conductors with one or more superconducting conductor cores are generally known, with conductors having a silver alloy sheath such as AgMg or AgPd being less susceptible to the winding technique Spool 2 be fixed by means of a known potting technique using a curable plastic in several layers of turns.
  • a corresponding strip-shaped HTS conductor is not to be subjected to any particular insulation process after its production process, before the rectangular coil is created with it.
  • FIG. 2 shows, in a cross section, a partial region of the structure, generally designated 3, of a rectangular coil produced with at least one such HTS conductor.
  • the coil has a plurality of turns 5j in a plurality of superimposed layers 4i from the band-shaped HTS conductors 6j.
  • uncoated HTS ribbon conductors can be used to wind the racetrack coil. It is then assumed that comparatively high shunt resistances are formed between adjacent strip conductors 6j, such as at interfaces 7, for example.
  • HTS strip conductors due to their manufacture, must be provided on one side with a release material, such as, for example, an Al 2 O 3 coating, so as to make an adjacent bake of adjacent turns of the conductor in an oven during the required annealing process.
  • a release material such as, for example, an Al 2 O 3 coating
  • the conductors are first to be freed from this insulating layer. If, in addition, an impregnation with a hardenable plastic, for example a resin, which is used in a wet-winding technique for producing the coil and / or its fixation within a machine, then results in a coating of the conductors, which is sufficient good insulation of the turns with each other and with respect to mass ge guaranteed.
  • the rotor current is 100 A.
  • a fault current of 1%, ie 1 A can generally be achieved by an increase in current from an excitation machine can be easily compensated, and that due to the fault current caused fields are irre ⁇ levant for motor applications.
  • the coils are in the superconducting state.
  • a power loss of up to 10 W is permitted in accordance with the application mentioned above. This results in a voltage drop of 100 mV over the entire length of the rotor winding.
  • a complete rotor winding consists for example of approximately 25 partial coils. Over each sub-coil is then a voltage of about 4 mV, so that the (short-circuit or auxiliary) resistance may not fall below the value of about 4 m ⁇ per sub-coil. Assuming that each of these coils consists of about 100 turns, then the allowable resistance between two adjacent turns reduces to about 40 ⁇ . In any case, a contact resistance between adjacent windings 5j of at least 10 ⁇ , preferably 20 ⁇ , should be present in the coil. If these resistances are not undershot, then flows through the resulting shunt, a current of about 1 ADh, this shunt current is of the order of magnitude.
  • Construction of the coil can be readily assumed, with the exception of special cleaning measures, that, in addition, sufficiently high shunt resistances are present between adjacent turns 5j.

Abstract

Die Rechteckspule hat mehrere aneinander liegende Windungen (5j) aus einem bandförmigen Supraleiter (6j), der wenigstens einen in ein normal leitendes Matrixmaterial eingebetteten Kern aus Hoch-Tc-Supraleitermaterial enthält. Die Spule soll einen Aufbau aus dem hergestellten bandförmigen Supraleiter (6j) ohne zusätzliche Isolationsmittel haben.

Description

Beschreibung
Rechteckspule aus bandförmigen Supraleitern mit Hoch-Tc- Supraleitermaterial und Verwendung derselben
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rechteckspule mit mehre¬ ren aneinander liegenden Windungen aus einem bandförmigen Supraleiter, der wenigstens einen in ein normal leitendes Matrixmaterial eingebetteten Kern aus Hoch-Tc-Supraleiter- material enthält. Eine entsprechende Spule ist der WO 01/20756 Al zu entnehmen.
Um bandförmige Hoch-Tc-Supraleiter (nachfolgend als „HTS- Leiter" bezeichnet) insbesondere in rotierenden elektrischen Maschinen wie gemäß der vorstehend genannten WO-Al-Schrift einsetzen zu können, ist es erforderlich, diesen Leiter zu Spulen zu verarbeiten. Bevorzugt werden hierfür planare Spu¬ lentypen, insbesondere vom so genannten Rechteck-Typ, vorge¬ sehen. Hierunter werden alle Spulentypen verstanden, die zu- mindest annähernd eine rechteckige Grundfläche einnehmen, wo¬ bei sie auch abgerundete Ecken haben können. Rechteckspulen mit abgerundeten Ecken , die stirnseitig zusammen jeweils halbkreisförmige , gegebenenfalls durch gerade Bahnteile ver¬ bundenen Bogenteile bilden, werden auch als „Rennbahnspulen" (bzw. „Race track-Spulen") bezeichnet. Dabei geht man zum
Aufbau entsprechender Spulen von in konventioneller Cu-Tech- nik ausgeführten Spulen aus, die in sich und gegen die Umge¬ bung elektrisch isoliert sind. Insbesondere wegen den Anfor¬ derungen der Beschleunigertechnik und der MR-Technik, wo hohe Anforderungen an die Feldqualität gestellt werden, die für den Strom nur Fehler im Sub-ppm-Bereich zulassen, werden bis¬ her serienmäßig supraleitende Rennbahnspulen eingesetzt, die so hergestellt sind, dass ihre Leiter innerhalb der einzelnen Windungen und gegenüber Masse elektrisch isoliert sind.
Bekannte Rechteckspulen unter Verwendung von bandförmigen HTS-Leitern werden bisher mit isoliertem Leitermaterial er- stellt. Derzeit existieren für die Isolation dreigängige Me¬ thoden, nämlich a. eine Lackisolation, beispielsweise eine UV-Lack- beschichtung (vgl. EP 1 075 030 A2), b. eine Kapton-Wrap-Umhüllung (vgl. DE 38 23 938 Al) oder c. eine PEEK-Extrusionsbeschichtung (vgl. WO 01/61712 Al) . Entsprechende Verfahren sind jedoch verhältnismäßig aufwän¬ dig, erhöhen die Herstellungskosten der Leiter und bergen Ge- fahr von Leiterbeschädigungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Rechteckspule mit den eingangs genannten Merkmalen zur Verfü¬ gung zu stellen, bei der die vorgenannten Schwierigkeiten nicht gegeben sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 an¬ gegebenen Maßnahmen gelöst. Dementsprechend soll die Recht¬ eckspule mit den eingangs genannten Merkmalen einen Aufbau aus dem hergestellten bandförmigen Supraleiter ohne zusätzli¬ che Isolationsmittel aufweisen. Entsprechende Spulen lassen sich bevorzugt für elektrische Maschinen verwenden.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass es zum Aufbau von Rechteckspulen unter Verwendung von bandförmigen HTS-Leitern keiner besonderen Isolationsmittel bedarf. D.h., auf eine Zusatzisolation nach der Herstellung der Leiter soll verzichtet werden. Die Rechteckspule soll demnach aus einem unisolierten Leiter gewickelt werden. Der große Vorteil ge- genüber einer Verwendung von isoliertem Leitermaterial liegt also zum einen in der Reduzierung des Beschädigungsrisikos durch den Isolationsprozess und zum anderen in einer Kosten¬ reduzierung für den Leiter. Da mit solchen Leitern gefertigte Spulen nicht gegenüber Masse isoliert sein müssen, können auch die bisher hierfür notwendigen Isolationsprüfungen bei der Spulenfertigung entfallen. Dies führt ebenfalls zu einer entsprechenden Kostenreduzierung. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Rechteck¬ spule gehen aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen her¬ vor. Dabei kann die Ausführungsform nach Figur 1 mit den Merkmalen eines der Unteransprüche oder vorzugsweise auch de¬ nen aus mehreren Unteransprüchen kombiniert sein. Demgemäß kann die Spule noch folgendermaßen ausgebildet sein:
- Der hergestellte Supraleiter weist auf wenigstens einer Seite eine herstellungsbedingte Beschichtung aus einem oxidischen Material auf. Bei diesem Material kann es sich insbesondere um AI2O3 handeln.
- Alternativ kann der hergestellte Supraleiter in dem Auf¬ bau an seinen Außenseiten herstellungsbedingte Verunrei¬ nigungen aufweisen, indem insbesondere der hergestellte Supraleiter einem Reinigungsprozess nicht unterzogen worden ist.
- Die Spule kann für eine maximale Verlustleistung von 10 W ausgelegt sein, wobei ein Nebenschlusswiderstand von mindestens 100 mΩ vorhanden ist. - Bevorzugt kann ein Übergangswiderstand zwischen benach¬ barten Windungen von mindestens 10 μΩ, vorzugsweise 20 μΩ, gegeben sein.
Vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Spule in einer elektrischen Maschine. Wegen der fehlenden Isolation weist sie dabei eine entsprechend hohe Wicklungsdichte auf.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung noch weiter erläutert. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung deren Figuren 1 eine Schrägansicht einer Rechteckspule vom
Rennbahntyp und deren Figur 2 einen Ausschnitt aus der Wicklung dieser Spule. Die in Figur 1 nur angedeutete, allgemein mit 2 bezeichnete Spule ist insbesondere zum Aufbau der Erregerwicklung einer elektrischen Maschine geeignet (vgl. die eingangs genannte WO-Al-Schrift. Sie soll vom so genannten Rechteck-Typ sein. Unter einer entsprechenden Rechteckspule sei in diesem Zusam¬ menhang jede flache Spule oder (Teil-)Wicklung verstanden, die eine zumindest annähernd rechteckige Fläche einnimmt. Im Allgemeinen hat die Spule abgerundete Ecken. Die Spule 2 ist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel vom so genannten Rennbahn-Typ. Sie besitzt deshalb gerade Seitenteile 2a und 2b, die über beispielsweise halbkreisförmige, stirnseitige Bogenteile 2c und 2d ineinander übergehen. Die Spule soll mit mindestens einem bandförmigen Leiter aus einem der bekannten oxidischen Hoch-Tc-Supraleitermaterialien (HTS-Materialien) wie z.B. YBa2Cu3O7-X, Bi2Sr2CaCu208+x oder (Bi, Pb) 2Sr2Ca2Cu3Oi0+x aufgebaut sein. Hierbei kann es sich um Leiter mit von einer normalleitenden Hülle oder Matrix wie z.B. aus Ag oder einer Ag-Legierung eingeschlossenen HTS-Mono- oder Multifilamenten handeln. Entsprechende, an sich bekannte Leiter haben ein ho- hes Aspektverhältnis (= Leiterbreite/Leiterdicke) von mindes¬ tens 3, vorzugsweise mindestens 10. Die HTS-Leiter sind ins¬ besondere auf einem Temperaturniveau von höchstens 77 K (Sie¬ detemperatur von LN2), insbesondere aber darunter zu halten.
Außerdem sollen die bandförmigen HTS-Leiter zu den Windungen der Spule in ihrer „leichten Richtung", d.h. über ihre Breit¬ seite gebogen sein. Auf diese Weise ist eine unzulässige Deh¬ nung beim Biegen und eine damit verbundene Einbuße an Strom¬ tragvermögen zu vermeiden. Entsprechende HTS-Leiter mit einem oder mehreren supraleitenden Leiterkernen (Mono- oder Multi- filamentleiter) sind allgemein bekannt. Dabei sind Leiter mit einer Hülle aus einer Silberlegierung wie AgMg oder AgPd hin¬ sichtlich der Wickeltechnik unempfindlicher. Die Leiter kön¬ nen in der Spule 2 mittels einer an sich bekannten Verguss- technik unter Verwendung eines aushärtbaren Kunststoffes in mehreren Lagen von Windungen fixiert sein. Erfindungsgemäß soll ein entsprechender bandförmiger HTS- Leiter nach seinem Herstellungsprozess keinem besonderen Iso¬ lationsverfahren unterzogen werden, bevor mit ihm die Recht¬ eckspule erstellt wird.
Figur 2 zeigt in einem Querschnitt einen Teilbereich des all¬ gemein mit 3 bezeichneten Aufbaus einer mit mindestens einem solchen HTS-Leiter hergestellten Rechteckspule. Die Spule weist in mehreren übereinander liegenden Lagen 4i mehrere Windungen 5j aus dem oder den bandförmigen HTS-Leitern 6j auf. Bevorzugt können zum Wickeln der Rennbahnspule ungerei¬ nigte HTS-Bandleiter verwendet werden. Es ist dann davon aus¬ zugehen, dass zwischen benachbarten Bandleitern 6j wie z.B. an Grenzflächen 7 verhältnismäßig hohe Nebenwiderstände aus- gebildet sind. Dies kann insbesondere auch darauf zurückzu¬ führen sein, dass entsprechende HTS-Bandleiter herstellungs¬ bedingt auf einer Seite mit einem Trennmaterial wie z.B. ei¬ ner Al2O3-Beschichtung versehen sein müssen, um so ein Anei- nanderbacken von benachbarten Windungen des Leiters in einem Ofen während des erforderlichen Glühvorgangs zu vermeiden. Zu einer Kontaktierung an den Wicklungsenden sind dann die Lei¬ ter erst von dieser isolierenden Schicht zu befreien. Sieht man außerdem eine Imprägnierung mit einem aushärtbaren Kunst¬ stoff, beispielsweise einem Harz vor, das bei einer Nasswi- ckeltechnik zur Erstellung der Spule und/oder deren Fixierung innerhalb einer Maschine verwendet wird, so ergibt sich dann eine Beschichtung der Leiter, die eine hinreichend gute Iso¬ lierung der Windungen untereinander und gegenüber Masse ge¬ währleistet.
Für eine Beurteilung des mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen verbundenen Effektes seien nachfolgend einige Abschätzungen vorgenommen: Bei einer typischen Anwendung z.B. für die Läu¬ ferwicklung einer Synchronmaschine beträgt der Läuferstrom 100 A. Ein Fehlerstrom von 1 %, also von 1 A, kann hierbei im Allgemeinen durch eine Stromerhöhung aus einer Erregermaschi¬ ne leicht ausgeglichen werden, und die durch den Fehlerstrom hervorgerufenen Felder sind für motorische Anwendungen irre¬ levant. Im Betrieb befinden sich die Spulen im supraleitenden Zustand. Aus ökonomischen Gründen wird bei realistischen Aus¬ führungsformen für die Spulen gemäß dem vorstehend angespro- chenen Anwendungsfall eine Verlustleistung von maximal 10 W zugelassen. Daraus ergibt sich dann ein Spannungsabfall von 100 mV über die gesamte Länge der Läuferwicklung. Der sich eventuell durch die Verwendung von unisoliertem Leiter erge¬ bende (Kurzschluss oder Neben-)Widerstand sollte deshalb den Wert von 100 mΩ nicht unterschreiten. Eine komplette Läufer¬ wicklung besteht z.B. aus etwa 25 Teilspulen. Über jeder Teilspule steht dann eine Spannung von etwa 4 mV, so dass der (Kurzschluss- oder Neben-)Widerstand den Wert von etwa 4 mΩ je Teilspule nicht unterschreiten darf. Geht man davon aus, dass jede dieser Spulen aus etwa 100 Windungen besteht, dann reduziert sich der zulässige Widerstand zwischen zwei benach¬ barten Windungen auf etwa 40 μΩ. Auf alle Fälle sollte in der Spule ein Übergangswiderstand zwischen benachbarten Win¬ dungen 5j von mindestens 10 μΩ, vorzugsweise 20 μΩ gegeben sein. Wenn diese Widerstände nicht unterschritten werden, dann fließt durch den sich daraus ergebenden Nebenschluss ein Strom von etwa 1 A. D.h., dieser Nebenschlussstrom liegt in der zulässigen Größenordnung.
Um die vorstehend skizzierten Nebenschlusswiderstände in ei¬ nem Aufbau 3 nach Figur 2 einschätzen zu können, sei zum Ver¬ gleich auf eine bekannte 2 mm-Steckverbindung für 6 A verwie¬ sen, die Durchgangswiderstände bis etwa 6 mΩ aufweist. Wenn man Schaltkontakte z.B. für Relais betrachtet, so treten dort Kontaktwiderstände von einigen 100 mΩ auf. Bei diesen be¬ kannten Einrichtungen wurden zudem noch spezielle Maßnahmen ergriffen, um die Kontaktwiderstände möglichst gering zu hal¬ ten. Trotzdem liegen sie in der Größenordnung, die nach der vorstehenden Abschätzung lediglich einen Fehler von etwa 1 % im Strom verursachen würde. D.h., bei dem erfindungsgemäßen
Aufbau der Spule kann unter Weglassung besonderer Reinigungs¬ maßnahmen ohne weiteres davon ausgegangen werden, dass hin- reichend hohe Nebenschlusswiderstände zwischen benachbarten Windungen 5j vorhanden sind.

Claims

Patentansprüche
1. Rechteckspule mit mehreren aneinander liegenden Windungen aus einem bandförmigen Supraleiter, der wenigstens einen in ein normalleitendes Matrixmaterial eingebetteten Kern aus
Hoch-Tc-Supraleitermaterial enthält, gekennzeichnet durch ei¬ nen Aufbau aus dem hergestellten bandförmigen Supraleiter (6j) ohne zusätzliche Isolationsmittel.
2. Rechteckspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hergestellte Supraleiter (6j) auf wenigstens einer Seite eine herstellungsbedingte Beschichtung aus einem oxidi¬ schen Material aufweist.
3. Rechteckspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das oxidische Material Al2O3 ist.
4. Rechteckspule nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass der hergestellte Supraleiter (6j) in dem Aufbau (3) an seinen Außenflächen herstellungsbedingt verunreinigt ist.
5. Rechteckspule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der hergestellte Supraleiter (6j) nach dem Herstellungs- prozess einem Reinigungsprozess nicht unterzogen ist.
6. Rechteckspule nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge¬ kennzeichnet durch eine maximale Verlustleistung von 10 W und einem Nebenwiderstand von mindestens 100 inΩ.
7. Rechteckspule nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge¬ kennzeichnet durch einen Übergangswiderstand zwischen benach¬ barten Windungen (5j) von mindestens 10 μΩ, vorzugsweise
20 μΩ.
8. Verwendung der Rechteckspule nach einem der vorangehenden Ansprüche in einer elektrischen Maschine.
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CN2005800284021A CN101006530B (zh) 2004-08-23 2005-08-11 由包含高温超导材料的带状超导体制成的矩形线圈及其应用
JP2007528822A JP2008511145A (ja) 2004-08-23 2005-08-11 高ｔｃ超電導体材料を有する帯状超電導体からなる長方形コイルおよびその使用

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012218986A1 (de) * 2012-09-25 2014-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Rechteckspule mit Roebelleiter und Verfahren zu deren Herstellung

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8253416B2 (en) * 2009-03-10 2012-08-28 Time Medical Holdings Company Limited Superconductor magnetic resonance imaging system and method (super-MRI)
CN101577165B (zh) * 2009-03-20 2011-01-12 中国科学院电工研究所 内插YBCO-Bitter型高温超导线圈的超导磁体系统
DE102010040272B4 (de) * 2010-09-06 2018-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Hochtemperatur-Supraleiter (HTS)-Spule
DE102011079727A1 (de) 2011-07-25 2013-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine
US10515749B2 (en) 2017-10-20 2019-12-24 The Florida State University Research Foundation, Inc. Frequency loss induced quench protection system for high temperature superconductors and associated method of use
CN113690010A (zh) * 2021-08-25 2021-11-23 北京智诺嘉能源科技有限公司 一种新型混合结构的高温超导储能磁体

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4243439A1 (de) * 1992-12-22 1994-06-23 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung eines draht- und bandförmigen Hochtemperatursupraleiters
EP0736914A1 (de) * 1995-04-07 1996-10-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Draht aus supraleitendem Oxid und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0772208A2 (de) * 1995-10-30 1997-05-07 Hitachi, Ltd. Spule aus supraleitendem Oxid und ein Verfahren zu deren Herstellung
DE19943783A1 (de) * 1999-09-13 2001-03-29 Siemens Ag Supraleitungseinrichtung mit einer mehrpoligen Wicklungsanordnung
US6397454B1 (en) * 1996-09-26 2002-06-04 American Superconductor Corp. Decoupling of superconducting elements in high temperature superconducting composites
EP1261117A2 (de) * 2001-05-15 2002-11-27 General Electric Company Ein Rotor mit einer Stützeinrichtung einer supraleitender Wicklung und Verfahren zum Stützen einer supraleitenten Rotorwicklung
US20020176943A1 (en) * 1994-04-29 2002-11-28 Pereira John B. Process for heat treating superconductor wire
US6603379B1 (en) * 1994-01-28 2003-08-05 American Superconductor Corporation Superconducing wind-and-react-coils and methods of manufacture

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63292517A (ja) * 1987-05-26 1988-11-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 複合セラミックス超電導体
EP0385485A3 (de) * 1989-03-03 1991-01-16 Hitachi, Ltd. Oxidischer Supraleiter, supraleitender Draht und Spule bei Verwendung desselben und Methode zu dessen Herstellung
JP3113256B2 (ja) * 1989-03-31 2000-11-27 住友電気工業株式会社 酸化物超電導線、その製造方法およびそれを用いた製品
JP3015389B2 (ja) * 1989-07-31 2000-03-06 株式会社東芝 超電導コイルの製造方法
US5206213A (en) * 1990-03-23 1993-04-27 International Business Machines Corp. Method of preparing oriented, polycrystalline superconducting ceramic oxides
JP2986871B2 (ja) * 1990-08-22 1999-12-06 株式会社日立製作所 酸化物超電導体および酸化物超電導線ならびに超電導コイル
US5173678A (en) * 1990-09-10 1992-12-22 Gte Laboratories Incorporated Formed-to-shape superconducting coil
JP2786330B2 (ja) * 1990-11-30 1998-08-13 株式会社日立製作所 超電導マグネットコイル、及び該マグネットコイルに用いる硬化性樹脂組成物
JPH04259203A (ja) * 1991-02-13 1992-09-14 Furukawa Electric Co Ltd:The セラミックス超電導体コイルの製造方法
WO1993006607A1 (de) * 1991-09-25 1993-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Spulenanordnung mit verdrillten enden, aus einem leiter mit supraleitfähigen fäden
JPH07201231A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Fujikura Ltd 高温超電導導体素線
US5525583A (en) * 1994-01-24 1996-06-11 American Superconductor Corporation Superconducting magnetic coil
US5659277A (en) * 1994-09-07 1997-08-19 American Superconductor Corporation Superconducting magnetic coil
JP3567003B2 (ja) * 1994-12-19 2004-09-15 株式会社日立製作所 タリウム系超電導線
JP3522874B2 (ja) * 1995-02-17 2004-04-26 株式会社日立製作所 酸化物超電導コイルとその製法およびそれに用いる絶縁物
JP3028039B2 (ja) * 1995-02-28 2000-04-04 株式会社日立製作所 中空板状導体積層型超電導磁石
EP0970483B1 (de) * 1997-03-25 2003-05-21 American Superconductor Corporation Supraleiterbeschichtung
JP4013280B2 (ja) * 1997-04-14 2007-11-28 住友電気工業株式会社 コイル状に巻かれた線材を備える構造物およびその製造方法ならびにスペーサ
DE19817875C2 (de) * 1997-04-26 1999-07-01 Karlsruhe Forschzent Verfahren zur Herstellung von optimierten, schmelztexturierten Volumenproben auf der Basis des Hochtemperatursupraleiters Y¶1¶Ba¶2¶Cu¶3¶O¶7¶
JP2001195932A (ja) * 2000-01-11 2001-07-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 金属複合超電導線材の熱処理用セラミックシート及びそれを用いた金属複合超電導線材の熱処理方法、並びに超電導マグネット及びその製造方法
US7351449B2 (en) * 2000-09-22 2008-04-01 N Gimat Co. Chemical vapor deposition methods for making powders and coatings, and coatings made using these methods
JP4122833B2 (ja) * 2002-05-07 2008-07-23 株式会社日立製作所 二ホウ化マグネシウムを用いたｎｍｒ装置用プローブ

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4243439A1 (de) * 1992-12-22 1994-06-23 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung eines draht- und bandförmigen Hochtemperatursupraleiters
US6603379B1 (en) * 1994-01-28 2003-08-05 American Superconductor Corporation Superconducing wind-and-react-coils and methods of manufacture
US20020176943A1 (en) * 1994-04-29 2002-11-28 Pereira John B. Process for heat treating superconductor wire
EP0736914A1 (de) * 1995-04-07 1996-10-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Draht aus supraleitendem Oxid und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0772208A2 (de) * 1995-10-30 1997-05-07 Hitachi, Ltd. Spule aus supraleitendem Oxid und ein Verfahren zu deren Herstellung
US6397454B1 (en) * 1996-09-26 2002-06-04 American Superconductor Corp. Decoupling of superconducting elements in high temperature superconducting composites
DE19943783A1 (de) * 1999-09-13 2001-03-29 Siemens Ag Supraleitungseinrichtung mit einer mehrpoligen Wicklungsanordnung
EP1261117A2 (de) * 2001-05-15 2002-11-27 General Electric Company Ein Rotor mit einer Stützeinrichtung einer supraleitender Wicklung und Verfahren zum Stützen einer supraleitenten Rotorwicklung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012218986A1 (de) * 2012-09-25 2014-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Rechteckspule mit Roebelleiter und Verfahren zu deren Herstellung

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