JPH02211051A - 超電導回転電機の回転子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、超電導回転電機の回転子、特にそのダンパ
に関するものである。

［従来の技術］ 第１０図に示すものは、例えば、特開昭５７−１０１５
５９号公報に示されている従来の回転子を示す斜視図で
あり、第１１図は第１Ｏ図の溝に沿った断面図（溝延長
線上の断面）を、また、第１２図は第１１図のＸＩ−Ｘ
Ｉ線による断面図を示す。

図において、符号（１）は界磁巻線外周を囲んで配置さ
れかつ軸方向に延びている導電バー（２）は導電バー（
１）の端部を短絡する短絡環、（３）は導電バー（１）
を収納する軸方向に延びている溝を円周上に配置してい
る金属製の支持円筒、（４）は短絡環（２）を回転子の
回転による遠心力に抗して保持する保持環であり、これ
らによってかご形ダンパ付常温ダンパ（１０）が構成さ
れている。ここで、導電バー（１）を遠心力に抗して、
支持円筒（３）の溝内に保持する方式としては、ウェッ
ジ（５）を用いる方式が一般的であり、このウェッジの
材料としては、導電バー（１）や短絡環（２）と同程度
の低い電気抵抗率を有する金属材料が使用される。

また、短絡環（２）には、上記支持円筒（３）に形成の
溝内へ突出する突出部（６）が設けられており、導電バ
ー（１）と段階状に重ねて取り付けられると共に、この
重ねられた部分をウニ、ジ（５）により押さえている。

従って、短絡環（２）と導電バー（１）との接続は上記
階段状部分の接触部（７）において行なわれ、また、ウ
ェッジ（５）との接続は、突出部分（６）の接触部（７
）に対して反対側延びる接触部（８）において行なわれ
る。

なお、支持円筒（３）の内周側には超電界磁巻線とその
支持円筒が設けられているが、第１Ｏ図〜第１２図では
省略している。

また、第１３図は上記接触（７）（８）の構成を示す斜
視図である。

次に上記従来装置の動作について説明する。

系統事故あるいは不平衡負荷の接続等により、発電機の
電機子コイルの電流が不平衡になると、コイル電流に逆
相成分が含まれるため、電機子コイルから回転子と逆方
向に回転する磁界が発生し、常温ダンパの表面に渦電流
が誘起されることになる。

この誘起された渦電流は、主に、かご型ダンパ内を流れ
る。

すなわち、常温ダンパ（１０）の中央部では、導電バー
（１）とウェッジ（５）に電流が流れ、端部ではこの電
流が短絡環（２）へと流れ込む。

ウェッジ（５）と導電バー（１）とを流れる電流値はほ
ぼ同一レベルであり、系統事故条件によっては数１００
０Ａにもなることがある。

４１１バー（１）、ウェッジ（５）から短絡環（２）へ
流れる電流の流れ込みは、両者の接触部（７）（８）を
介して導電バー（１）から短絡環（２）への流れ込みは
、この両者の接触部゛（７）を介して行なわれるが、一
方、ウェッジ（５）を流れる電流１ｉ、侵透深さの関係
から、ウェッジ（５）中をウェッジ（５）の端部まで流
れようとする特性をもつため、ウェッジ（５）から短絡
環（２）への電流の流れ込みは、ウェッジ（５）の端部
数ｃＩ１１の領域において、ウェッジ（５）と短絡環（
２）との接触部（８）を介して行なわれる。

このように、ウェッジ（５）、導電バー（１）に流れる
電流は、金属間の接触部（７）（８）を介して短絡環（
２）へ流れ込むため、接触部（７）（８）の電気接触抵
抗により、この接触部（７）（８）で大きな損失を発生
することになる。

また、短絡環（２）の突出部（６）の根元では、ウェッ
ジ（５）と導電バー（１）との合成電流が、導電バー（
１）の約１／２の厚さである突出部（６）を流れること
になるので、この部分の損失密度は溝内の他の部分の数
倍となる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の超電導回転電機の回転子の常温ダンパは、以上の
ように構成されており、ウェッジ（５）と短絡環（２）
との接触部であるウェッジ（５）から短絡環（２）への
電流流れ込み部（８）、及び、導電バー（１）と短絡環
（２）との接触部である導電バー（１）から短絡環（２
）への電流流れ込み部（７）が、はぼ溝内の軸方向同一
位置に設けられているため、上記の箇所の接触部（７）
（８）の発熱が、ウェッジ（５）の端部近傍に集中する
ことになり、逆相電流通電時に、過度の温度上昇を引き
起こす恐れがあり、発電機の逆相耐量が、この部分の温
度上昇によって制約されることも考えられ、従って、こ
のような温度上昇を回避すべき課題を従来装置はＷして
いた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、ユエツジ端近傍での過度の発熱を抑制し、逆
相耐量特性に優れた超電導回転電機の回転子を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る超電導回転電機の回転子の常温ダンパは
、短絡環への導電バー及びウェッジの電気的接触部を相
互間で軸方向にずらして構成しているものである。

［作　用］ この発明における常温ダンパは、短絡環への導電バー及
びウェッジの接触を相互間で軸方向にずらしているので
、接触抵抗による発熱が１箇所に集中することがなく、
また、併せて短絡環の突出部の根元で集中することもな
く、ウェッジ端部での過度の温度上昇も抑制できる。

［実施例］ 以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。

なお、図中、符号（３）〜（５）、　（８）は上記従来
装置において同一符号で示したものと同等のものである
。

第１実施例を示す第１図〜第３図において、符号（Ｕ）
は端部を保持環（４）の端部までえんんちょうして構成
した導電バー、（１２）はほぼ保持環（４）の幅に相当
する長さを有し、導電バー（１１）の延長部同士の間に
設けられている導電スペーサであって、その両側面すな
わち導電バー（１１）との接触部（１３）はろう付は等
低融合金により接着され、電気的に接続部を構成してい
る。

なお、短絡環は、導電スペーサ（１２）と導電バー（１
１）の延長部とによって代替して構成されている。

第１実施例は上記のように構成されるので導電バー（１
１）及びウェッジ（５）に誘起きされた電流は、溝内を
軸方向に流れる。この内、ウェッジ（５）ノミ流は、導
電バー（１１）の構成にかかわらず、ウェッジ（５）の
端部まで流れて、ウェッジ（５）と導電バー（１１）と
の接触部（８）において発熱が生ずることは従来と同一
である。

一方、導電バー（Ｕ）は導電バー（ｌｌ）の延長部と、
導電スペーサ（１２）とにより短絡環を構成しているた
め、従来構造における導電バー（１１）と短絡環との接
続はなく、従って、導電バー（１１）と短絡環との接触
部（７）を除去することができ、ウェッジ（５）の端部
における接触発熱の集中を除去できる。

また、導電バー（１１）は、断面積を同一にしたまま延
長したために、短絡環突出部の根元における電流集中に
よる発熱の増大も除去できる。

なお・、上記実施例では、導電バー（１１）は導電バー
（１１）と導電スペーサ（１２）との間をろう付は処理
したが、はんだ付は等低融合金による接着でもよいこと
はいうまでもない。

また、ろう付けあるいははんだ付は等低融合金による接
着によらず、導電バー（１１）は導電バー（ｎ）と導電
スペーサ（１２）との間を電気的に接触させる手段をと
ることにより、短絡環を構成してもよい。

第３図はその状態を示すものである。

次に第２実施例を示す第４図及び第５図では、第１実施
例の導電スペーサに代えて、導電バー（１１）間に挿入
されると共に、導電バー（１１）の上部にも覆い被さっ
て導電バー（１１）の上面と接触する被覆部（２１ａ）
を有する導電スペーサ（２１）を設けているものである
。

このような構成においては、導電バー（１１）を流れる
渦電流は、導電バー（ｔｉ）内を軸方向に流れた後、導
電バー（１１）の延長部に人って、電気的接触面（２２
）を介して、隣接する導電スペーサ（２１）へ流れ込み
、順次円周方向へ流れる。

従って、接触抵抗による発熱を、ウェッジ（５）の端部
から分散できると共に、従来構造における短絡環（２）
の突出部根元における電流集中を除去することができる
。

次に、第３実施例を第６図及び第７図により説明する。

符号（３１）は、従来の導電バー（１）に対して、数Ｃ
１以上長さを短くした導電バーであり、また、（３２）
は、従来の短絡環（２）に比べて、溝への突出部（３３
）の長さを、導電バー（３１）の短縮に応じて長（した
短絡環である。従って、導電バー（３１）と短絡環（３
２）との軸方向中央寄りに移動することになって、ウェ
ッジ（５）と短絡環（３２）との接触部（８）とは離れ
るようになっている。

この実施例は、このように構成されているので、導？ｌ
ｔバー（３１）及びウェッジ（５）に誘起された電流は
、溝内を軸方向に流れる。

この内、ウェッジ（５）に流れる電流は、導電バー（３
１）と短絡環（５）との接触位置にかかわらず、つ、エ
ツジ（５）の端部まで流れ、ウェッジ（５）と短絡環（
３２）との接触部（８）において短絡環（３２）に流れ
込んで発熱が生じることは従来と同一である。

しか、し、一方、導電バー（３１）と短絡環（３２）と
の接触部（３４）は、溝内の軸方向中央側へ移動してい
る。ため、接触抵抗による発熱も、この接触部（３４）
において発生し、従って、軸方向に分散することになり
、ウェッジ（５）と短絡環（３２）との間の接触部（８
）において生ずる発熱と・は発熱場所が異なり、従って
、局部的な発熱の集中を防止できる。

なお、上記第３実施例では、導電バー（３１）と短絡環
（３２）との接触部（３４）を溝内の軸方向中央側へ移
動させたが、第４実施例を示す第８図及び第９図に示す
ように、接触部（４１）を端部側へ移動させてもよい。

すなわち、図において、符号（４２）は、接触部（４１
）を接触部（８）より端部側へ延長して設け、その長さ
Ｑを短絡環（４３）の幅と同一長さとした導電バーであ
り、また、短絡環（４３）は、その内径側に導電バー（
４２）の延長部が人って、接触部（４１）により導電バ
ー（４２）と電気的接続が行われる溝（４４）を備えて
いる。

この第４実施例は、上記のように構成されているので、
導電バー（４２）を流れる渦電流は、接触部（４１）を
介して短絡ＩＪｉＩ（４３）に流れ込み、その発熱部は
接触部（４１）となり、接触抵抗による発熱部分が軸方
向に移動して、ウェッジ（５）からの電流が、従来と同
様に、接触部（８）似おいて導電バー（４２）に流れ込
むのに対して、発熱位置を分散している。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、短絡環へのウェッジ
及び導電バーの接触部が、相互間で軸方向にずらされて
構成されているので、ウェッジ及び導電バーと短絡環と
の間で生ずる発熱が軸方向に分散されて、ウェッジ端部
での発熱集中を抑制いすることができ、従って、ウェッ
ジ端部近傍での温度分布を均一化でき、その結果、逆相
電流耐量に優れた常温ダンパを有する超電導回転電機の
回転そが得られる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例による常温ダンパ端部を
示す溝に沿った断面図、第２図は第１図の１−１線によ
る断面図、第３図は第１図のダンパ回路構成を示す斜視
図、第４図は第２実施例による常温ダンパの端部を示す
溝に沿った断面図、第５図は第４図のダンパ回路構成を
示す右側面図、第６図は第３実施例による常温ダンパ端
部を示す溝に沿った断面図、第７図は第６図の分解斜視
図、第８図は第４実施例による常温ダンパ端部を示す溝
に沿った断面図、第９図は第８図の分解斜視図、第１Ｏ
図は従来の回転子の常温ダンパの構成を示す斜視図、第
１１図は第１０図の溝に沿った断面図、第１２図は第１
１図の■−■線による断面図、第１３図は第１１図の分
解斜視図である。 （３）・・支持円筒、（５）・・ウェッジ、（８）（１
３）（２２）（３４）（４１）・・接触部、（１１）（
３１）（４２）・・導電バー、（１２）（２１）　、・
・導電スペーサ、（３２）（４３）・・短絡環、（３３
）・・突出部。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 第２閏

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コイル取付軸に装着された超電導界磁コイルと、この超
   電導界磁コイルを囲繞すると共に回転子最外周に軸方向
   に向けて設けられている複数個の溝を有する支持円筒と
   、上記溝内に挿入されている導電バーと、上記導電バー
   を上記溝内に固定するウェッジと、上記導電バーの両端
   を各両端部ごとに短絡するリング状の導電体からなる短
   絡環とより構成されているかご形ダンパ回路付常温ダン
   パを有する超電導回転電機の回転子において、上記短絡
   環へのウェッジ及び導電バーの接触部が、相互間で軸方
   向にずらされていることを特徴とする超電導回転電機の
   回転子。