JPH0260455A - 直流機の超電導シールド固定子 - Google Patents

直流機の超電導シールド固定子

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JPH0260455A
JPH0260455A JP63208401A JP20840188A JPH0260455A JP H0260455 A JPH0260455 A JP H0260455A JP 63208401 A JP63208401 A JP 63208401A JP 20840188 A JP20840188 A JP 20840188A JP H0260455 A JPH0260455 A JP H0260455A
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JP
Japan
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superconducting
commutator
winding
pole
stator
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Pending
Application number
JP63208401A
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English (en)
Inventor
Hiroe Yamamoto
山本 広衛
Naoki Maki
牧 直樹
Hiroshi Tomeoku
留奥 寛
Kiyoshi Yamaguchi
潔 山口
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Superconductive Dynamoelectric Machines (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は直流機の固定子に係り、特に、主磁極。
補極の界磁巻線や補極巻線の磁気シールドに関する。
〔従来の技術〕
従来、回転電機固定イの磁気シールドは、例えば、米国
特許第3772543号に記載のように、固定子を形成
している固定子鉄心の裏部や端部の磁気シールドに関す
るものはあるが、直流機の主磁極や補極のような固定子
の突極磁極周部の漏洩磁束は考慮されていなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来、固定子の磁気シールドは、電源容量の増加に伴う
電機子巻線の電流増加と共に、漏れ磁束が増太し、電流
変化がある場合固定子鉄心周部に渦電流が発生して鉄損
を増加させていた。この防止対策として、固定子鉄心の
裏部、端部等に非磁性板を配設して磁気シールを図って
いたが、交通機器電源として汎用性の高い直流機では考
慮がされておらず、容量増加に伴って磁極間の漏洩磁束
が増太し、電力損失の増加と、容量の割に大形化になる
問題があった。
本発明の目的は、磁極間の漏洩磁束を遮蔽して磁束の有
効利用を図り、小型軽量化の図れる直流機の超電導シー
ルド固定子を提供することにある。
〔課題を解決するだめの手段〕
上記「1的は、固定子を構成している固定子鉄心内周部
の界磁巻線と補極巻線をもつ磁極と補極の間に、固定子
鉄心の内周面から界磁巻線、及び、補極巻線の内周端面
の近傍まで突きでた超電導遮蔽突起を、または、主磁極
の界磁巻線ど補極の補極巻線周部を、非磁性金属材、或
いは、絶縁材の型枠に超電導物質を埋設した超電導遮蔽
枠て包囲配設し、かつ、超電導遮蔽突起、超電導遮蔽枠
に、液体窒素などの冷媒貯槽を設け、液体窒素で冷却す
ることにより達成される。
〔作用〕
このように固定子鉄心内周部の主磁極と補極の間に配設
した超電導遮蔽突起、或いは、主磁極。
補極を包囲する超電導遮蔽枠は、超電導物質を固定して
いる遮蔽突起内や遮蔽枠の内部に冷媒貯槽管を設け、超
電汚物質を液体窒素で直接、あるいは、間接的に冷却す
ることにより、遮蔽突起を被覆している超電導物質や遮
蔽枠に埋設した超電導物質は電気抵抗零の超電導状態に
なり、超電導物質特有の外部磁界を反射させる完全反磁
性を維持する。この完全反磁性により、界磁巻線や補極
巻線の漏洩磁束は完全に遮蔽される。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図に沿って詳細に説明する。
第1図、第2図において、固定子1は、固定子鉄心2と
、界磁巻線3を備えた主磁極4゜補極巻線5を備えた補
極6で構成されている。そして、界磁巻線3と補極巻線
5を設けた主磁極4と補極6の間の固定子鉄心2の内周
部に、固定子鉄心2と一体に遮蔽突起7を設け、遮蔽突
起7の周部に固定凹部を設け、固定凹部と一体に超電導
物質で被覆して超電導遮蔽板8を形成している。
超電導遮蔽板8の内部に冷媒貯槽管9を設け、その両端
部に注入弁]−0と安全弁11を備えた冷媒貯槽12a
、12bが配設されている。このように構成された固定
子1の主磁極4.補極6から一定間隙を得て回転子13
が配設されている。
このように構成された超電導遮蔽板8と冷媒貯槽12a
、12bを備えた固定子]は、冷媒貯槽1.2a、12
bから冷媒貯槽管9に冷媒、(例えば、液体窒素)を注
入することにより、固定子鉄心2と、超電導遮蔽板8は
冷却され、固定子鉄心2の冷却と共に超電導遮蔽板8の
超電導物質は電気抵抗零の超電導状態になり、超電導物
質特有の外部磁界を反射させる完全反磁性を維持するよ
うになる。この超電導物質特有の反磁性により、界磁巻
線3、および、補極巻線5から固定子鉄心2や隣接巻線
に入射する漏洩磁束は完全に遮蔽され、磁束の有効利用
が図られ、起磁力を小さくして小型軽量化するのに効果
的な優れた直流機の超電導シールド固定子を提供できる
以りの実施例では、界磁巻線3を備えた主磁極4と補極
巻線5を備えた補極6の間の固定子鉄心2の固定用四部
14に超電導物質で被覆した超電導遮蔽板8を設けて問
題の解決を図っていた。しかし1、!−述のように、固
定子鉄心2部に固定用凹部14をもった遮蔽突起7に超
電導物質を固定する方法は、作業能率を低下し、回転振
動により亀裂が生じ破損することが心配される。このよ
うな問題を解消し、実施例と同様の効果の得られる方法
として、第3図、第4図に示すような、界磁巻線3.補
極巻線5を非磁性金属材、或いは、絶縁材で冷媒貯槽管
9を埋設する型枠を形成し、冷媒貯槽管9と型枠を超電
導物質で埋設した超電導遮蔽枠で包囲する方法がある。
第31m1.第4図に本発明に他の実施例を示す。
第3図、第4図の実施例は、固定子鉄心2に支持される
主磁極4の界磁巻線3と補極6の補極巻線5の周部を、
非磁性金属材のU字状の金属型枠15に冷媒貯槽16を
支持板17で固定し、冷媒貯槽16を内設した金属型枠
]−5に超電導物質18を埋設した超電導遮蔽枠19で
包囲したものである。
このように構成すると、主磁極4の界磁巻線3や補極6
の補極巻線5の漏洩磁束は、実施例と同様に、金属型枠
15内の超電導物質1−8を、冷媒貯槽16に液体窒素
を注入して冷却することにより、超電導物質特有の反磁
性を維持し、超電導遮蔽枠19は完全な磁気シールド板
となるため、界磁巻線3.補極巻線5の漏洩磁束は完全
に遮蔽され、界磁巻線3.補極巻線5の漏洩磁束は有効
磁束として利用できるので、起磁力を小さくして小型軽
量化が図れ、超電導遮蔽枠]9の組立作業を固定子鉄心
2と個別に分割して作業できることから、作業能率改善
を図ることができる。また、超電導物質18を金属型枠
15で固定しているので亀裂進入の心配はなく、信頼性
の高い直流機の超電導シールド固定子を提供することが
できる。
以上の実施例では、固定子鉄心2の内周部の主磁極4と
補極6の周辺の漏洩磁束の超電導シール1−について述
へてきたが、以上のような磁気シールドの方法は、磁極
周辺のシールドばかりでなく、制御回路系の小型モータ
フレームの外部誘導防止どして応用することもできる。
このような回転電機の具体的な固定子のシールド構造の
実施例を第5図に示す。第5図では、小型回転電機の固
定子裏部のシール1へ構造は、主磁極4.補極6を固定
している固定子鉄心2の裏部に、固定子鉄心2と一体的
に複数個の固定突起20を設け、固定突起20をもった
固定子鉄心2に、固定凹部21を設けた非磁性金属型枠
22に冷媒貯槽23を内設して超電導物質24を埋設し
た、超電導フレーム25を装着させ、そして、超電導フ
レーム25には注入弁1oと安全弁11を配設した超電
導フレーム回転機26としたものである。
このように構成すると、固定子鉄心2から外部に放射す
る漏洩磁束防止は勿論、外周部の回路や配線ケーブルか
らの磁界入射は、超電導フレーム25で完全に遮断され
る。これにより外部浸入磁束の渦電流による固定子の加
熱防止や回転むらのない、信頼性ある回転電機を構成で
きる。
また、本発明は回転電機の他、超電導制御回路や超電導
電源回路等の切換スイッチのスイッチフレームとして応
用できる。第6図に切換スイッチの超電導フレーム構造
を示す。切換スイッチ27は、超電導電子回路SCCの
回路端子を超電導端子28に、また、超電導電源回路S
CPの回路端子を超電導端子29とし、超電導端子28
.29を絶縁固定基板30に固定し、その超電導端子2
8.29の切換接点を超電導接点3↓としている。この
ように超電導端子28.29が固定される絶縁固定基板
30は、注入弁32と安全弁33を備えた冷媒貯槽34
を非磁性金属型枠35内に、超電導物質36で埋設した
超電導フレーム37に収納固定した構造となっている。
このように超電導電子回路SCCや超電導電源回路SC
Pの切換スイッチの固定フレームを超電導フレーム37
にすると、外部周辺から進入する誘導信号や外部に放射
しようとする放射磁界は超電導フレーム37で完全に遮
蔽される。これにより切換スイッチ27から電子回路に
誘導信号が入り誤動作させることがないので、信頼性の
高い超電導回路用の切換スイッチを提供することができ
る。
なお、常温超電導物質を用いれば、第7図および第8図
に示すような、固定子鉄心の内周部の磁極固定部分だけ
超電導物質を抜き取った状態の超電導被覆固定子が考え
られる。主磁極4.補極6が装着されない固定子鉄心2
に、主磁極4と補極6の磁極固定部分41を抜いて、そ
の他の内周面全周を超電導物質48で被覆した超電導シ
ール体81を配設した固定子構造としたものである。
こうして、超電導シール体81は非常に薄く、軽量にで
きるので、固定突起や固定枠等が不要となり、また、冷
却設備が不要で前述の実施例と同様の効果が得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、主磁極の界磁巻線から隣接の補極巻線
間の漏洩磁束は完全に遮蔽され、漏洩磁束を有効磁束と
して利用でき、起磁力を小さくして小型軽量化を図るの
に効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の直流機の断面図、第2図は
第1図のn−n線に沿った縦断面図、第3図は本発明の
第二の実施例の直流機の断面図、第4図は第3図の要部
を示す部分破断斜視図、第5図は本発明の第三の実施例
を示す直流機の部分断面図、第6図は本発明の第四の実
施例の、切換スイッチ部分の破断斜視図、第7図は本発
明のさらに他の実施例を示した回転機の断面図、第8図
は第7図の固定子鉄心のみを示した斜視図である。 1・固定子、2 固定子鉄心、3・界磁巻線、4・主磁
極、5 補極巻線、6 補極、7 遮蔽突起、8・超電
導遮蔽板、9 冷媒貯槽管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、界磁巻線と前記界磁巻線を支持する主磁極と、補極
    巻線と、前記補極巻線を支持する補極と、前記主磁極と
    前記補極とを支持する固定子鉄心よりなる直流機の固定
    子において、 前記主磁極と前記補極との間に、前記固定子鉄心の内周
    面から前記界磁巻線、及び前記補極巻線の内周端部近傍
    まで突きでた、超電導遮蔽板を設けたことを特徴とする
    直流機の超電導シールド固定子。 2、界磁巻線を固定する主磁極と、補極巻線を固定する
    補極と、前記主磁極と前記補極とを支持する固定子鉄心
    よりなる直流機の固定子において、 前記界磁巻線と前記補極巻線の外周部を超電導板で被覆
    したことを特徴とする直流機の超電導シールド固定子。 3、特許請求の範囲第2項おいて、 前記主磁極の前記界磁巻線と前記補極の前記補極巻線を
    、金属材、或いは絶縁材の型枠に超電導物質を埋設した
    、超電導遮蔽枠で包囲したことを特徴とする直流機の超
    電導シールド固定子。 4、界磁巻線支持の主磁極と、補極巻線支持の補極と、
    前記主磁極と前記補極を固定する固定子鉄心より成る直
    流機の固定子において、 前記固定子鉄心を収納固定するフレームを、非磁性金属
    材、或いは、絶縁材で型枠を形成し、前記型枠に超電導
    物質を埋設した超電導フレームとしたことを特徴とする
    回転電機の固定フレーム。 5、複数個の超電導電子回路の端子と、超電導電源回路
    の端子と、端子切換の摺動接点と、前記超電導電子回路
    の端子と前記超電導電源回路の端子を固定する絶縁性固
    定基板を固定するスイッチフレームより成る切換スイッ
    チにおいて、前記スイッチフレームを、非磁性金属材、
    或いは、絶縁材で内筒と外筒の同筒型枠を形成し、前記
    内筒と前記外筒の間に超電導物質を埋設して超電導円筒
    フレームとしたことを特徴とする切換スイッチのスイッ
    チフレーム。
JP63208401A 1988-08-24 1988-08-24 直流機の超電導シールド固定子 Pending JPH0260455A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140100114A1 (en) * 2012-10-08 2014-04-10 General Electric Company Cooling assembly for electrical machines and methods of assembling the same
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CN106374644A (zh) * 2016-09-09 2017-02-01 中国石油大学(华东) 一种新型静态密封高温超导励磁磁通切换电机

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