JPS5950767A - 超電導界磁巻線 - Google Patents
超電導界磁巻線Info
- Publication number
- JPS5950767A JPS5950767A JP57159551A JP15955182A JPS5950767A JP S5950767 A JPS5950767 A JP S5950767A JP 57159551 A JP57159551 A JP 57159551A JP 15955182 A JP15955182 A JP 15955182A JP S5950767 A JPS5950767 A JP S5950767A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- winding
- inner edge
- magnetic flux
- flux density
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K55/00—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
- H02K55/02—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
- H02K55/04—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type with rotating field windings
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
- Windings For Motors And Generators (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鎖交する最大界磁磁束密度の減少を図る超電導
交流発電機の界磁巻線に関する。
交流発電機の界磁巻線に関する。
超電導コイルを界磁巻線に使用する超電導交流発電機は
磁束密度が高くとれ、界磁銅損もほぼ零になるので小型
軽量化と効率向上がはかれる等メリットが多い。
磁束密度が高くとれ、界磁銅損もほぼ零になるので小型
軽量化と効率向上がはかれる等メリットが多い。
第１図はこの超電導発電機の縦断面図であり、回転子は
高磁界を発生させる超電導界磁巻線１、これを支持する
極低温円筒トルクチューブ２、回転子にヘリウムを供給
排出する給排装置３、電機子反作用交流磁束から超電導
界磁巻線１を電磁的に遮へいするダンパーシールド４及
び熱輻射シールド５から構成さ牡る。また、固定子は高
空隙磁束密度を許容する空隙電機子巻線６、及び外部磁
気シールドとなる固定子鉄心７から構成さｎる。
高磁界を発生させる超電導界磁巻線１、これを支持する
極低温円筒トルクチューブ２、回転子にヘリウムを供給
排出する給排装置３、電機子反作用交流磁束から超電導
界磁巻線１を電磁的に遮へいするダンパーシールド４及
び熱輻射シールド５から構成さ牡る。また、固定子は高
空隙磁束密度を許容する空隙電機子巻線６、及び外部磁
気シールドとなる固定子鉄心７から構成さｎる。
更に、超電導界磁巻線１を冷却するヘリウム液化装置８
、超電導界磁巻線を励磁する直流電源９が設けられる。
、超電導界磁巻線を励磁する直流電源９が設けられる。
超電導発電機は界磁々束密度が高いために、従来機のよ
うに界磁巻線が磁性ティース間のスロットに挿入されな
いので、超電導界磁巻線１に高磁束密度が直接鎖交する
ことになる。
うに界磁巻線が磁性ティース間のスロットに挿入されな
いので、超電導界磁巻線１に高磁束密度が直接鎖交する
ことになる。
したがって、界磁電流密度（コイル断面が決まれは界磁
電流も定まる）と界磁々束密度から定まる超電導線材特
性から超電導コイル仕様が決められる。
電流も定まる）と界磁々束密度から定まる超電導線材特
性から超電導コイル仕様が決められる。
第２図は従来の超電導界磁巻線の斜視図を示すものであ
り、くら形集中巻線が径方向に多層に巻かれるが、コイ
ルの動きをなくす点から一般にエポキシ樹脂等で１体含
浸される。このとき、巻線端内縁部１０の軸方向位置は
外径側コイルと内径側コイルを問わずほぼ同じにしてい
た。
り、くら形集中巻線が径方向に多層に巻かれるが、コイ
ルの動きをなくす点から一般にエポキシ樹脂等で１体含
浸される。このとき、巻線端内縁部１０の軸方向位置は
外径側コイルと内径側コイルを問わずほぼ同じにしてい
た。
第３図は第２図に示す界磁巻線の円筒上側断面図、立面
図及び界磁巻線の磁極面中心における軸方向磁束分布を
示す。コイル巻線端内縁部１０におけるピーク状最大磁
束密度Ｂｅが巻線中央部の磁束密度Ｂ。よりかなり高く
なる。実測結果の１例ではＢｅはＢｎの１．７倍になる
。
図及び界磁巻線の磁極面中心における軸方向磁束分布を
示す。コイル巻線端内縁部１０におけるピーク状最大磁
束密度Ｂｅが巻線中央部の磁束密度Ｂ。よりかなり高く
なる。実測結果の１例ではＢｅはＢｎの１．７倍になる
。
第４図に超電導線材の励磁特性を示す。横軸に線材に鎖
交する磁束密度、縦軸に励磁電流をとる。
交する磁束密度、縦軸に励磁電流をとる。
Ｓは線材の短尺特性（短尺サンプルの特性）直線り、が
第３図に示す従来界磁巻線の負荷線を示す。
第３図に示す従来界磁巻線の負荷線を示す。
磁束密度がＢＳになる点Ｃ０までコイル励磁が可能であ
るが、事故時の擾乱を考慮してマージンをとり巻線端内
縁部の磁束密度Ｂｅに対応する点Ｐ１を動作点に選定す
る。一般に、ＯＰ、＝０７００゜になるように、点Ｐ、
が定め牧れる。巻線端内縁部の磁束密度が巻線中央部の
磁束密度に等しいときの負荷線がり、であり、このとき
動作点Ｐ。
るが、事故時の擾乱を考慮してマージンをとり巻線端内
縁部の磁束密度Ｂｅに対応する点Ｐ１を動作点に選定す
る。一般に、ＯＰ、＝０７００゜になるように、点Ｐ、
が定め牧れる。巻線端内縁部の磁束密度が巻線中央部の
磁束密度に等しいときの負荷線がり、であり、このとき
動作点Ｐ。
（ＯＰ２＝０．７面、）に対応する電流Ｌ （磁束密
度Ｂｔ）まで励磁することができる。
度Ｂｔ）まで励磁することができる。
したがって、巻線端内縁部の磁束密度Ｂｅが巻線中央部
磁束密度Ｂ。より著しく高くなるために、第４図に示す
ように動作点がＰ、→Ｐ、に移動し、有効磁束密度が（
ＢＯ／Ｂ２ ）倍に低下する。このため、同一有効磁束
を発生させるのに界磁巻線のターン数が増加し、その重
量増大をもたらす欠点があった。
磁束密度Ｂ。より著しく高くなるために、第４図に示す
ように動作点がＰ、→Ｐ、に移動し、有効磁束密度が（
ＢＯ／Ｂ２ ）倍に低下する。このため、同一有効磁束
を発生させるのに界磁巻線のターン数が増加し、その重
量増大をもたらす欠点があった。
他方、巻線端の磁束集中を避ける方法として、第５図に
示すように巻線を数個に分割し、分割した巻線の端部間
にギャップｇを設けるように巻線する方法がある（特開
昭５１−８３４９４＋。しかし、この方法では界磁巻線
を分割して巻線した後、エポキシ樹脂含浸をすることに
なるので作業量が増大し、かつ、支持が非常に複雑にな
る欠点があった。
示すように巻線を数個に分割し、分割した巻線の端部間
にギャップｇを設けるように巻線する方法がある（特開
昭５１−８３４９４＋。しかし、この方法では界磁巻線
を分割して巻線した後、エポキシ樹脂含浸をすることに
なるので作業量が増大し、かつ、支持が非常に複雑にな
る欠点があった。
本発明の目的は作業量の増大や支持法の複雑さを招くこ
となく、比較的簡単に、巻線端内縁部に鎖交するピーク
状最大磁束密度の減少をはかった超電導界磁巻線を提供
するにある。
となく、比較的簡単に、巻線端内縁部に鎖交するピーク
状最大磁束密度の減少をはかった超電導界磁巻線を提供
するにある。
発明者らは超電導界磁巻線の巻線端内縁部に発生するピ
ーク状最大磁束密度を比較的簡単に軸方向に平滑分散さ
せることを検討し、巻線端内縁部の軸方向位置を内径側
コイルから外径側コイルになるにつれて、１方向にずら
し、階段状巻線端内縁部構造を形成して、平滑分散化を
図った。
ーク状最大磁束密度を比較的簡単に軸方向に平滑分散さ
せることを検討し、巻線端内縁部の軸方向位置を内径側
コイルから外径側コイルになるにつれて、１方向にずら
し、階段状巻線端内縁部構造を形成して、平滑分散化を
図った。
以下、本発明の一実施例を第６図により説明する。（ａ
）、 （ｈ）図は界磁巻線の円筒上側断面図と立面図で
あり、界磁巻線が径方向に３分割され内径側コイル１１
の巻線端内縁部位置１２．１２’に対して中間コイル１
３の巻線端内縁部位置１４．１４’が軸方向にずし、外
径側コイル１５０巻線端内縁部位置１６．１６’が軸方
向にさらにずれる。その結果、１２．−１２’ ） １
４−１４’ ） １６−１６’ となり、階段状の巻
線端内縁部が形成される。この場合には、超電導界磁巻
線のエポキシ樹脂含浸作業が１回で済み、界磁巻線の支
持も従来とほぼ同様に行なうことができるので、作業量
の増大を招〈従来の欠点を改善することができる。
）、 （ｈ）図は界磁巻線の円筒上側断面図と立面図で
あり、界磁巻線が径方向に３分割され内径側コイル１１
の巻線端内縁部位置１２．１２’に対して中間コイル１
３の巻線端内縁部位置１４．１４’が軸方向にずし、外
径側コイル１５０巻線端内縁部位置１６．１６’が軸方
向にさらにずれる。その結果、１２．−１２’ ） １
４−１４’ ） １６−１６’ となり、階段状の巻
線端内縁部が形成される。この場合には、超電導界磁巻
線のエポキシ樹脂含浸作業が１回で済み、界磁巻線の支
持も従来とほぼ同様に行なうことができるので、作業量
の増大を招〈従来の欠点を改善することができる。
第６図（Ｃ）は内径側、中間、外径側コイル１１゜１５
．１３それぞれの軸方向磁束分布特性であり、その総和
となる総合磁束密度分布は（ｄ１図となる。
．１３それぞれの軸方向磁束分布特性であり、その総和
となる総合磁束密度分布は（ｄ１図となる。
コイル中央部の平均磁束密度Ｂ。は同じであるがコイル
巻線端の最大磁束密度Ｂ’ｅが減少し、約０．８倍にな
る。
巻線端の最大磁束密度Ｂ’ｅが減少し、約０．８倍にな
る。
第７図は従来例及び本発明の一実施例における超電導線
材の励磁特性を示す。負荷線り、はコイル磁束密度が軸
方向に一様な理想的な場合、負荷線り、は従来例を示す
第３図の場合、負荷線Ｌ３は本発明の一実施例を示す第
６図の場合である。
材の励磁特性を示す。負荷線り、はコイル磁束密度が軸
方向に一様な理想的な場合、負荷線り、は従来例を示す
第３図の場合、負荷線Ｌ３は本発明の一実施例を示す第
６図の場合である。
本発明の場合、従来例と同じ界磁電流■。のときの動作
点はＰ′、であり、こ牡に対応するコイル巻線端最大磁
束密度はＢ１０、巻線中央部磁束密度はＢｎ となる。
点はＰ′、であり、こ牡に対応するコイル巻線端最大磁
束密度はＢ１０、巻線中央部磁束密度はＢｎ となる。
しかし、負荷線Ｌ３上において、η子、−０７σＣ５で
ある点Ｐ３を動作点に選定することができ、これに対応
する励磁電流は■３、コイル巻線端最大磁束密度はＢ３
、巻線中央部磁束密度はＢａとなる。ｌ−たがって、有
効磁束密度が（Ｂ、１／丁（。）倍に増加し、界磁巻線
の重量を減少させることができる。
ある点Ｐ３を動作点に選定することができ、これに対応
する励磁電流は■３、コイル巻線端最大磁束密度はＢ３
、巻線中央部磁束密度はＢａとなる。ｌ−たがって、有
効磁束密度が（Ｂ、１／丁（。）倍に増加し、界磁巻線
の重量を減少させることができる。
以上の説明は、内径側コイルの巻線端内縁部間長さが外
径側コイルの巻線端内縁部間長さより大きい場合につい
て行なったが、この逆の場合にも同様の効果が得ら扛る
。
径側コイルの巻線端内縁部間長さより大きい場合につい
て行なったが、この逆の場合にも同様の効果が得ら扛る
。
捷た、本発明の説明はくら形コイルの場合について行な
ったが、レーストラック形コイルの場合にも同様の効果
が得ら扛る。
ったが、レーストラック形コイルの場合にも同様の効果
が得ら扛る。
本発明によれば、作業量の増大や支持法の複雑さを招く
ことなく比較的簡単に、超電導界磁巻線の巻線端内縁部
に鎖交するピーク状最大磁束密度を緩和することができ
、超電導コイルの励磁性能が増加し、界磁巻線の重量低
減、さらには、超電導発電機のコスト低減がはかれる。
ことなく比較的簡単に、超電導界磁巻線の巻線端内縁部
に鎖交するピーク状最大磁束密度を緩和することができ
、超電導コイルの励磁性能が増加し、界磁巻線の重量低
減、さらには、超電導発電機のコスト低減がはかれる。
第１図は超電導発電機の縦断面図、第２図は従来の超電
導界磁巻線の斜視図、第３図は第２図に示す従来界磁巻
線の円筒上側断面図（ａ）立面図（ｂ）及び軸方向磁束
分布図（Ｃ）、第４図は超電導線材の励磁特性図、第５
図は超電導コイルの他の従来巻線側図、第６図は本発明
の一実施例の界磁巻線の円筒上側断面図（ａ）立面図（
ｂ）及び軸方向磁束分布図（Ｃ）（ｄ）、第７図は超電
導線材の励磁特性図である。 １、・・・超電導界磁巻線、１０・・・コイル巻線端内
縁部、１１・・・内径側コイル、１２．１２’・・・内
径側コイルの巻線端内縁部、１３・・・中間コイル、１
４ 、１４’・・・中間コイルの巻線端内縁部、１５・
・・外径側コイル、１６．１６’・・・外径側コイルの
巻線端内縁部。 −Ｊ、２ 目 第３ 目 （Ｌ） 第４目 茅５ 躬 箒６図 ＣＩ！２−ノ ３８６− 第７ 目 Ｌｆ３ｓ
導界磁巻線の斜視図、第３図は第２図に示す従来界磁巻
線の円筒上側断面図（ａ）立面図（ｂ）及び軸方向磁束
分布図（Ｃ）、第４図は超電導線材の励磁特性図、第５
図は超電導コイルの他の従来巻線側図、第６図は本発明
の一実施例の界磁巻線の円筒上側断面図（ａ）立面図（
ｂ）及び軸方向磁束分布図（Ｃ）（ｄ）、第７図は超電
導線材の励磁特性図である。 １、・・・超電導界磁巻線、１０・・・コイル巻線端内
縁部、１１・・・内径側コイル、１２．１２’・・・内
径側コイルの巻線端内縁部、１３・・・中間コイル、１
４ 、１４’・・・中間コイルの巻線端内縁部、１５・
・・外径側コイル、１６．１６’・・・外径側コイルの
巻線端内縁部。 −Ｊ、２ 目 第３ 目 （Ｌ） 第４目 茅５ 躬 箒６図 ＣＩ！２−ノ ３８６− 第７ 目 Ｌｆ３ｓ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、径方向に複数のコイルから形成される多層含浸超電
導界磁巻線において、巻線端内縁部の軸方向位置を内径
側コイルから外径側コイルになるにつｎて同じか、また
はずらすことにより階段状巻線端内縁部構造を形成する
ことを特徴とする超電導界磁巻線。 ２、特許請求の範囲第１項において、内径側コイルの巻
線端内縁部間軸方向長さを外径側コイルの場合に比べて
同じか、または大きくすることを特徴とする超電導界磁
巻線。 ３、特許請求の範囲第１項において、巻線中央部の周方
向位置を内径側コイルと外径側コイルに対して＃１ぼ同
一とすることを特徴とする超電導界磁巻線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57159551A JPS5950767A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 超電導界磁巻線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57159551A JPS5950767A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 超電導界磁巻線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5950767A true JPS5950767A (ja) | 1984-03-23 |
Family
ID=15696211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57159551A Pending JPS5950767A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 超電導界磁巻線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950767A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01146351A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JPH027784U (ja) * | 1988-06-22 | 1990-01-18 | ||
| US5630262A (en) * | 1993-11-09 | 1997-05-20 | Suzuki Warper Ltd. | Yarn laying-on-guide for electronically controlled sample warper |
| US7984871B2 (en) | 2005-05-10 | 2011-07-26 | Seiko Epson Corporation | Roll paper transportation device and printing apparatus |
-
1982
- 1982-09-16 JP JP57159551A patent/JPS5950767A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01146351A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JPH027784U (ja) * | 1988-06-22 | 1990-01-18 | ||
| US5630262A (en) * | 1993-11-09 | 1997-05-20 | Suzuki Warper Ltd. | Yarn laying-on-guide for electronically controlled sample warper |
| US7984871B2 (en) | 2005-05-10 | 2011-07-26 | Seiko Epson Corporation | Roll paper transportation device and printing apparatus |
| US9387708B2 (en) | 2005-05-10 | 2016-07-12 | Seiko Epson Corporation | Roll paper transportation device and printing apparatus |
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