JPH04351459A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、超電導回転電機の回
転子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の超電導回転電機の回転子
として、例えば特開５７−１６２９４１　号公報に開示
された図３に示すものがあった。図において、（１）　
はトルクチュ−ブ、（２）　はトルクチュ−ブ（１）　
の中央部を形成するコイル取付軸、（３）　はコイル取
付軸（２）　に固定されている超電導界磁コイル、（４
）　はトルクチュ−ブ（１）　とコイル取付軸（２）　
を囲繞する常温ダンパ、（５）　は常温ダンパ（４）　
とコイル取付軸（２）　の間に配設されている低温ダン
パ、（６）　および（７）　はコイル取付軸（２）　の
外周部および側面部にそれぞれ取付けられたヘリウム外
筒およびヘリウム端板、（８）　および（９）　はそれ
ぞれ駆動側、反駆動側端部軸、（１０）はこれらの端部
軸（８），（９）　を軸支する軸受、（１１）は界磁電
流供給用のスリップリング、（１２）はトルクチュ−ブ
（１）に設けられている熱交換器、（１３）は側部輻射
シ−ルド、（１４）は真空部、（１５）は液体ヘリウム
の液溜め部である。

【０００３】上記構成からなる超電導回転電機の回転子
においては、コイル取付軸（２）　に配設されている超
電導界磁コイル（３）　を極低温に冷却することにより
、電気抵抗を零の状態とし、励磁損失をなくすことによ
り、超電導界磁コイル（３）　に強力な磁界を発生させ
、固定子（図示せず）に交流電力を発生させる。この超
電導磁界コイル（３）　を極低温に冷却、保持するため
に液体ヘリウムを反駆動側端部軸（９）　の中央部から
導入管（図示せず）を通じ、ヘリウム外筒（６）　、ヘ
リウム端板（７）　により形成される液体ヘリウム容器
部に供給する。一方、回転子内部を真空部（１４）によ
り高真空に保つとともに、極低温の超電導界磁コイル（
３）　およびコイル取付軸（２）　に回転トルクを伝え
るトルクチュ−ブ（１）　を薄肉円筒とし、かつ、熱交
換器（１２）を設けてトルクチュ−ブ（１）　を通じ極
低温部に侵入する熱を極力減らす構造になっている。さ
らに、側面からの輻射により侵入する熱を低減するため
、側部輻射シ−ルド（１３）が設けられている。

【０００４】一方、常温ダンパ（４）および低温ダンパ
（５）　は、固定子からの高調波磁界をシ−ルドし、超
電導界磁コイル（３）　を保護するとともに、電力系統
のじょう乱による回転子振動を減衰させる機能を有し、
さらに、常温ダンパ（４）　は真空外筒としての機能、
低温ダンパはヘリウム容器部への輻射シ−ルドとしての
機能を兼ねている。なお、図３においては、回転子内部
のヘリウム導入、排出系を構成する配管類および回転子
に接続されているヘリウム導入、排出装置は省略した。

【０００５】以上のように構成された回転子の超電導界
磁コイル（３）　に、Ｎｂ３Ｓｎ　のような化合物系超
電導材料を使用するものとする。化合物系超電導材料は
、例えばＮｂＴｉの如き合金系超電導材料よりも、臨界
温度、臨界電流が高いという利点を有する。

【０００６】しかし、その反面、化合物系超電導材料は
脆いために、取扱い難いという欠点を有しており、実用
化が困難であった。そこで、化合物系超電導材料を、超
電導界磁コイルに適用する際には、化合物を生成する前
階段の可とう性を有する線材を、絶縁を施した上、剛体
の巻枠に巻きつけ、その後に高温炉中で化合物生成処理
を行う方法が開発されている。この方法によれば、化合
物生成後は、超電導界磁コイルは剛体の巻枠と一体とな
っているので、超電導界磁コイルの変形が制限され、化
合物系超電導材料の脆さに起因する欠点が解決される。

【０００７】図４は、上記のように構成された超電導界
磁コイルの断面を示したもので、（３）　は超電導界磁
コイル、（１６）は巻枠、（１７）は巻枠内絶縁、（１
８）はコイル押えである。また、一般に巻枠（１６）は
、機能上、図５に示すようなレーストラック形状がとら
れる。

【０００８】図４で説明した構成により、化合物系超電
導材料を超電導界磁コイルに実用化する基本的課題は一
応解決した。このように巻枠（１６）内に収められコイ
ル押え（１８）で押圧して一体化された超電導界磁コイ
ル（３）　は、コイル取付軸（２）　の外周面に設けら
れる溝内に収納され、図６および図７に示すように、コ
イル長手方向に数分割された楔（１９）により、頑丈に
固定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の超
電導回転電機の回転子は、楔によるコイルの巻枠支持で
は、スロットの上部に楔挿入溝をスロット全周に亘って
設ける必要があった。この楔挿入溝および楔の形状はス
ロット端部のＲ部では、図６に示すように、スロットの
形状に合せて種々の形状のものを必要とし、その製作加
工および打込み作業に多大の労力を要していた。

【００１０】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、製作加工および組立作業の容易
な超電導回転電機の回転子を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る超電導回
転電機の回転子は、その内部に超電導界磁コイルを収納
した巻枠と、この巻枠を固定するためのコイル支持板お
よび支持ボルトと、巻枠を収納し、かつ、コイル支持板
、コイル支持ボルトを取付けるための平面座およびネジ
穴を設けたところのコイル取付軸を備えている。

【００１２】

【作　　用】この発明においては、巻枠に収納された超
電導界磁コイルを巻枠と一緒に、コイル支持およびコイ
ル支持ボルトによってコイル取付軸に固定する。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１および図２
に基づき説明する。なお、図３〜図７におけると同一符
号は同一部分である。図において、（２０）はコイル支
持板、（２１）はコイル支持板（２０）を締付けるため
のコイル支持ボルト、（２２）はコイル支持板（２０）
を受けるためにコイル取付軸（２）　の外表面に設けら
れた平面座、（２３）は同じくコイル取付軸（２）　に
設けられたネジ穴でコイル支持ボルト（２１）の締付け
用である。

【００１４】以上のように、巻枠（１６）に収納された
超電導界磁コイル（３）　は、巻枠（１６）と一緒に、
コイル支持板（２０）およびコイル支持ボルト（２１）
によってコイル取付軸（２）に固定される。

【００１５】以上の構成により、回転中の遠心力に対し
ては、コイル支持板（２０）の厚さおよび材質、コイル
支持ボルト（２１）の本数、サイズ、材質を任意に選定
することで充分な安全率を確保することが可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、この発明は、楔および楔
溝を設けることなく超電導界磁コイルを収納した巻枠の
固定が可能となり、製作加工、組立作業が容易となる。 また、超電導界磁コイルの取替・交換を目的として製作
する試験用回転子においては、取替作業の容易さによっ
て本発明の効果を最大限発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の要部平面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う平面による断面図。

【図３】従来の超電導回転電機の回転子の縦断面図。

【図４】図３のものの超電導界磁コイルの横断面図。

【図５】同じく超電導界磁コイルの平面図。

【図６】図５の一部拡大図。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う平面による断面
図。

【符号の説明】

２　　　　コイル取付軸 ３　　　　超電導界磁コイル １６　　　　巻枠 ２０　　　　コイル支持板 ２１　　　　コイル支持ボルト ２２　　　　平面座 ２３　　　　ボルト穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　超電導界磁コイルを収納した巻枠と、
   この巻枠を固定するためのコイル支持板および支持ボル
   トと、前記巻枠を収納し、かつ、前記コイル支持板、前
   記コイル支持ボルトを取付けるための平面座およびネジ
   穴が形成されているコイル取付軸とを備えてなる超電導
   回転電機の回転子。