JPS61189611A - 超電導トランス - Google Patents
超電導トランスInfo
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- JPS61189611A JPS61189611A JP60031923A JP3192385A JPS61189611A JP S61189611 A JPS61189611 A JP S61189611A JP 60031923 A JP60031923 A JP 60031923A JP 3192385 A JP3192385 A JP 3192385A JP S61189611 A JPS61189611 A JP S61189611A
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- coil
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F36/00—Transformers with superconductive windings or with windings operating at cryogenic temperature
-
- 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)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、高効率、高安定度の超電導トランスに関す
る。
る。
超電導トランスは、一次コイル、二次コイルのうち、少
なくとも一方のコイルの導体として超電導線を用いるの
で、ジュール損が低減されるか又は零になる。また、超
電導線の場合、電流密度をホローコンダクタの１０倍以
上に高めることが可能なため、トランスを小型にして磁
束密度を上けることができ、同一値の鎖交磁束を得るの
に鉄心を必要としない。従って、鉄損も零になる。
なくとも一方のコイルの導体として超電導線を用いるの
で、ジュール損が低減されるか又は零になる。また、超
電導線の場合、電流密度をホローコンダクタの１０倍以
上に高めることが可能なため、トランスを小型にして磁
束密度を上けることができ、同一値の鎖交磁束を得るの
に鉄心を必要としない。従って、鉄損も零になる。
このように、超電導トランスは、小型化、高効率化を計
れることから、従来、種々のタイプのものが提案されて
いる。
れることから、従来、種々のタイプのものが提案されて
いる。
しかしながら、従来の超電導トランスは、いずれも交流
磁場をコイルに鎖交させていたため、以下に記す欠点を
有している。
磁場をコイルに鎖交させていたため、以下に記す欠点を
有している。
その欠点の第１は、超電導線に交流磁場が印加されると
、ヒステリシス損、変圧コイル間の結合損、渦電流損の
各交流損失を生じ、そのために、高効率化に上限が生じ
ることである。
、ヒステリシス損、変圧コイル間の結合損、渦電流損の
各交流損失を生じ、そのために、高効率化に上限が生じ
ることである。
また、欠点の第２は、上記の各損失を冷却するためにコ
イル内に液体ヘリウム等の寒剤による冷却回路を設ける
必要があるが、この回路は、コイルの冷却が不充分であ
るとクエンチ（常伝導への転移）につながるので冷却能
力の大きなものが要求され、従って、トランスの小型化
にも限界が生しることである。
イル内に液体ヘリウム等の寒剤による冷却回路を設ける
必要があるが、この回路は、コイルの冷却が不充分であ
るとクエンチ（常伝導への転移）につながるので冷却能
力の大きなものが要求され、従って、トランスの小型化
にも限界が生しることである。
さらに、欠点の第３は、液相の寒剤は交流損失により蒸
発するため蒸発ガスの液化にエネルギー消費の大きい機
器を必要とし、冷却システムを含むトランスシステム全
体の効率が悪くなることである。
発するため蒸発ガスの液化にエネルギー消費の大きい機
器を必要とし、冷却システムを含むトランスシステム全
体の効率が悪くなることである。
この発明は、上述の問題点を解決するためになされたも
ので、一次フイル及び二次コイルの少なくとも一方に、
直流磁場発生源から直流磁場を印加することを特徴とし
た超電導トランスである。
ので、一次フイル及び二次コイルの少なくとも一方に、
直流磁場発生源から直流磁場を印加することを特徴とし
た超電導トランスである。
このトランスは、超電導線のコイルに鎖交する磁場が直
流成分の磁場であるので、超電導線に発生する交流損失
が激減する。その理由を超電導一次コイルの生成する交
流磁場の周期を表わした第３図を参照して以下に記す。
流成分の磁場であるので、超電導線に発生する交流損失
が激減する。その理由を超電導一次コイルの生成する交
流磁場の周期を表わした第３図を参照して以下に記す。
上記各交流損失のうち、結合損、渦電流損は導体の構造
、材料の工夫により無視し得る程に小さくできる。一方
、ヒステリシス損Ｑは、超電導フィラメントの臨界電流
密度をＪＣ１磁束密度をＢ、超電導フィラメント径をｄ
、ｄＢ／ｄｔをＢとすると、 Ｑ ’ Ｊｃ（Ｂ）ｄＢ である。このうち、フィラメント径ｄは、材料、製作技
術に左右され、現状ではあまり小さくできない。例えば
現存の技術、材料で製作できるものは最小径でＯ１１μ
ｍ程度である。このため、現在の交流用超電導導体の交
流損失の殆んどは、フィラメント径に影響を受けるヒス
テリシス損である。
、材料の工夫により無視し得る程に小さくできる。一方
、ヒステリシス損Ｑは、超電導フィラメントの臨界電流
密度をＪＣ１磁束密度をＢ、超電導フィラメント径をｄ
、ｄＢ／ｄｔをＢとすると、 Ｑ ’ Ｊｃ（Ｂ）ｄＢ である。このうち、フィラメント径ｄは、材料、製作技
術に左右され、現状ではあまり小さくできない。例えば
現存の技術、材料で製作できるものは最小径でＯ１１μ
ｍ程度である。このため、現在の交流用超電導導体の交
流損失の殆んどは、フィラメント径に影響を受けるヒス
テリシス損である。
このヒステリシス損のうち１／２周期の損失Ｈは、Ｈｃ
ｘ ｆ Ｊｃ （Ｂ） Ｂｄｔ ＝ ｆ Ｊｃ（Ｂ）
ｄＢで示される。また、 Ｊｃ（Ｂ） ＣＸ −（但しＢｏ：定数）Ｂ＋Ｂ。
ｘ ｆ Ｊｃ （Ｂ） Ｂｄｔ ＝ ｆ Ｊｃ（Ｂ）
ｄＢで示される。また、 Ｊｃ（Ｂ） ＣＸ −（但しＢｏ：定数）Ｂ＋Ｂ。
であり、これを先の式に代入すると
となる。
ここで、ｌ／２周期の交流磁場の部分にΔＢ（但しΔＢ
（Ｂａｃ）の直流磁場を印加すると、となり、ＨはΔＢ
＝Ｑの場合に比較し小さくなる。
（Ｂａｃ）の直流磁場を印加すると、となり、ＨはΔＢ
＝Ｑの場合に比較し小さくなる。
ΔＢ＞ Ｂａｃ の場合にはＨの値が更に小さくなる。
従って、この発明によれば、非常に高効率で安定度のよ
り向上した超電導トランスを実現できることになる。
り向上した超電導トランスを実現できることになる。
添付図にこの発明の実施例を示す。
第１図は、交流電源１に接続する一次コイル２と、二次
コイル３を同心的に組合せた第１実施例のトランスで、
一次、二次双方のコイル２，３又はそのいずれか一方の
コイルの導体に超電導線が用いられている。
コイル３を同心的に組合せた第１実施例のトランスで、
一次、二次双方のコイル２，３又はそのいずれか一方の
コイルの導体に超電導線が用いられている。
また、コイル２．３の両側には直流磁場発生源４が配置
され、そこから生じた図中の矢線で示す磁場がコイル２
．３に鎖交するようになっている。
され、そこから生じた図中の矢線で示す磁場がコイル２
．３に鎖交するようになっている。
５はコイルを浸漬して冷却する液体ヘリウム等の寒剤、
６はその寒剤を収納するタライオスタットである。
６はその寒剤を収納するタライオスタットである。
上記直流磁場発生源４は、図の場合直流マグネットであ
るが、これに代え永久磁石を使ってもよい。
るが、これに代え永久磁石を使ってもよい。
また、第２図に示すように、一次コイル２に直流定電流
源７を接続して変圧コイルを直流磁場発生源として兼用
してもよい。この場合の直流定電流源７は、二次コイル
３又は一次、二次コイルの双方に接続してもよい。
源７を接続して変圧コイルを直流磁場発生源として兼用
してもよい。この場合の直流定電流源７は、二次コイル
３又は一次、二次コイルの双方に接続してもよい。
以上述べたように、この発明の超電導トランスは、従来
の交流磁場に代え、直流磁場を変圧コイルに印加するの
で、交流損失が非常に小さくなり、変換効率、安定度が
飛躍的に向上する。
の交流磁場に代え、直流磁場を変圧コイルに印加するの
で、交流損失が非常に小さくなり、変換効率、安定度が
飛躍的に向上する。
また、交流損失の大巾低減により、冷却システムの冷却
能力を落すことが可能になるので、トランスのより一層
の小型化、冷却システムを含めたトランスシステムの高
効率化が図れ、経済性も向上する。
能力を落すことが可能になるので、トランスのより一層
の小型化、冷却システムを含めたトランスシステムの高
効率化が図れ、経済性も向上する。
第１図及び第２図は、いずれもこの発明の超電導トラン
スの実施例を示す線図、第３図は超電導コイルの生成す
る交流磁場の説明図である。 １・・・交流電源、２・・・一次コイル、３・・・二次
コイル、４・・・直流磁場発生源、５・・寒剤、６・・
・タライオスタット、７・・・直流定電流源 特許出願人 住友電気工業株式会社同 代理人
鎌 １）文 二 第１図
スの実施例を示す線図、第３図は超電導コイルの生成す
る交流磁場の説明図である。 １・・・交流電源、２・・・一次コイル、３・・・二次
コイル、４・・・直流磁場発生源、５・・寒剤、６・・
・タライオスタット、７・・・直流定電流源 特許出願人 住友電気工業株式会社同 代理人
鎌 １）文 二 第１図
Claims (3)
- （１）一次コイル及び二次コイルの少なくとも一方に、
直流磁場発生源より直流磁場を印加することを特徴とす
る超電導トランス。 - （２）上記直流磁場発生源が、一次及び二次コイルとは
別に設けた直流マグネット又は永久磁石であることを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の超電導トラン
ス。 - （３）上記直流磁場発生源が、一次コイル、二次コイル
の少なくとも一方に直流定電流源を接続して形成される
変圧コイルを利用した磁場発生源であることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の超電導トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031923A JPS61189611A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 超電導トランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031923A JPS61189611A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 超電導トランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61189611A true JPS61189611A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12344489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60031923A Pending JPS61189611A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 超電導トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61189611A (ja) |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60031923A patent/JPS61189611A/ja active Pending
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