Топологический генератор Советский патент 1991 года по МПК H02K55/06 

(46) 28.02.9 . Бюл. If 8

(21)4258568/07

(22)09,06.87

(72) В.В.Васильев, А.А.Маркор, О.Д.Канэюба и В.Г.Коэореэов

(53)621.313,04 (088.8)

(56)Глебов И.А., Шахтарин В.А., Антонов Ю.Ф. Проблема ввода тока в сверхпроводниковые устройства. Л.: Наука, Ленинградское отделение, 1985, с. 96, рис. 3.2.

(54)ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

(57)Изобретение относится к сверхпроводниковым электрическим машинам постоянного тока топологического ти2

па. Цель изобретения - повышение максимального значения генерируемого тока, иилинарическнй ферромагнитный магнитопровод статора 1 охватьюает компенсационная обмотка 7, которая размагничивает статор, намагничиваемый током нагрузки. В случае непре- рывного увеличения компенсирующего тока со скоростью, пропорциональной скорости увеличения тока нагрузки, накачка тока продолжается до значения, определяемого лить токонесущей способностью пр именяемой сверхпроводящей фольги. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке и проектировании электрических машин постоянного тока топологического типа, предназначенных для питания сверхпроводящих-магнитов.

Целью изобретения является - учше- ние использования генератора путем повышения максимального значения генерируемого тока.

На фиг. изображен предлагаемый топологический генератор, продольный разрез; на фиг.2 дан график экспериментальной кривой зависимости генерируемого тока от времени.

Топологический генератор содержит статор с цилиндрическим ферромагнитным магнитолроводом 1 и установленны- ни в подшипниках 2 крышками статора 3. Внутри статора расположен ферромагнитный ротор 4, а сверхпроводяшие катушки возбуждения 5 закреплены соосно

3

(Л

на крышках статора 3. В зазоре между статором и ротором закреплена неподвижно сверхпроводящая (СП) фольга 6. Цилиндрический ферромагнитный магнитопровод 1 снабжен охватывающей его компенсационной обмоткой 7, витки которой направлены вдоль образующих цилиндрических поверхностей магнитопро- вода 1.

Топологический генератор работает следующим образом.

Ротор 4 генератора приводится во вращение и одновременно подается ток в катушки возбуждения 5. Магнитный поток, создаваемый катушками возбуждения, нарушая сверхпроводимость фольги 6 в зоне полюсов ротора, замыкается по магнитопроводу 1, крышкам статора 3 и ротору 4. При этом сверхпроводимость Фольги 6, находящейся вне зоны полюсов ротора, сохраняется. Таким образом, в СП-контур, состоящий I

ел

со 1

о со

4

ч:) внешней СП нагрузки 1.н, замкнутой на СП дюльгу, можно накачивать магнитный поток и ток. По мере увеличения накачиваемого генератором тока в СП-пагруэку индукция магнитного поля в магнитопроводе 1 статора, находящегося в магнитном поле внешнего контура, увеличивается вплоть до значения, при котором происходит магнитное на- сыщение материала магнитопровода 1, накачка тока замедляется и затем прекращается (первая ступень экспериментальной кривой на фиг.2).

При подаче в компенсирующую обмот- ку 7 тока, создающего магнитный поток рапный и протиэоположный магнитному потоку в магнитопроводе 1 от тока нагрузки, происходит размагничивание статора и накачка тока в СП-нагрузку возобновляется (вторая ступень экспериментальной кривой на фиг.2). В случае непрерывного увеличения компенсирующего тока со скоростью, пропорциональной скорости увеличения тока на- грузки, накачка тока продолжается до значения, определяемого лишы токоне- сушей способностью применяемой СП фольги. Зависимость Iн f(t), представленная на фиг.2, получена экспериментально при исследовании генера- с компенсирующей катушкой.

Пример реализации устройства.

Статор генератора, его крышки и ротор выполнены из СТЮ. Катушки возбуждения закреплены на крьшпсах статора и намотаны одножильным СП проводом из Nb-Ti, 0 0,33мм. Ниобий-цирконие- вал фольга (НИ-1,5) уложена по внутренней цилиндрической поверхности

0 5

п

0

5

статора в зазоре между статором и ротором. СП фолг,га НИ-1, 5 соединена, с внешней нагрузкой LH механическими- зажимами. Компенсирующая катушка из одножильного Nb-Ti провода ф 0,33 мм намотана на статор как на торроидаль- ный магнитолровод. При работе топологического генератора без компенсирующей катушки был получен максимальный ток 1Н 1250 А. При включении компенсирующей катушки значение тога возрастает до 2000 А (ск. фиг.2).

Использование в конструкции топологического генератора компенсирую-1 щей катушки, магнитопрсвопом которой является статор генератора, позволяет существенно увеличить максимальный ток генерй гора.

Формула изобретения

Топологический генератор, содержащий статор с цилиндрическим ферромагнитным магнитопроводом и сверхпроводящими катушками возбуждения, ферромагнитный ротор, расположенный внутри статора, и закрепленную неподвижно между статором и ротором сверхпрово- дящую фольгу, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения использования генератора путем повышения максимального значения генерируемого тока, цилиндрический ферромагнитный магнитопровод статора снабжен охватывающей его компенсационной обмоткой, витки которой направлены вдоль образующих цилиндрических поверхностей магнитопрозода.

3 I