用于鞍型线圈绕组的绕组体制造技术

本发明专利技术涉及一种包括在第一板（８２）与第二板之间的绕组架（８５）的绕组体（８０），所述绕组体用于由薄层ＨＴＳＬ制成的鞍型线圈绕组，该线圈绕组用于电力机械的筒状电枢并在两个绕组端部之间具有两个平行于电枢轴线的纵向边，其中绕组架对于每个绕组端部具有支承面（８５．１），如果第一板（８２）和第二板在纵向边的区域内是与电枢圆周相匹配的空心筒部段，并且用于绕组端部的每个支承面（８５．１）这样扭曲，使得支承面（８５．１）的上边缘（８５．１３）与该支承面的下边缘（８５．１２）的长度差除以支承面（８５．１）的宽度与两边缘（８５．１３，８５．１２）的平均边缘长度的商最大对应于约３°／ｍ的曲率，则可实现将薄层ＨＴＳＬ卷绕成鞍型线圈而不会损坏ＨＴＳＬ薄层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有在第 一板与第二板之间的绕组架的、用于鞍型线圈绕组的绕组体，该鞍型线圏绕組由带状薄层高温超导体(HTSL)制成 并用作电力机械例如电动机的筒状电枢。
技术介绍
到目前为止，用于电力机械转子或电枢的鞍型线圏是由橫截面为圓形 的线状导体绕制而成的。然而，出于生产技术的原因，高温超导体优选为 带状的，就是说，它们具有明显为矩形的4t截面。这种带状HTSL通常包 括金属基材带，在该基材带上施加有由例如YBa2Cu307_x (YBCO)制成 的陶覺HTSL薄层。这些HTSL也称为薄层HTSL。与带状基材不同，陶 瓷HTSL薄层的弹性很小。因此，带状薄层HTSL的弯曲减到最小，这就 是难以由带状薄层HTSL在电枢上巻绕鞍型线圏的原因。由US 4 279 944 A已知，在两个平面平行的板之间由绕组体在才莫具中 巻绕金属超导体轨道线圏。在巻绕之后，首先在模具中铸造轨道线圏，在 硬化后脱模。但这种处理不能够移植到由薄层HTSL制造鞍型线圈中，因 为HTSL薄层在巻绕绕組体时会被过分拉伸，即超导薄层至少在带的上部 区域内会断裂，至少部分地破裂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，实现由薄层HTSL制成的、用于电力机械的电枢 的鞍型线圏的制造。所述目的由根据权利要求1所述的用于鞍型线圏绕組的绕组体来实现，所述绕组体在下文中也称为鞍型线圈绕组体。鞍型线圏绕组体具有由在第 一板和第二板之间的绕组架形成的夹层式 结构。第 一板和第二板至少在鞍型线圏绕组的纵向边的区域内是与电枢圆 周相配的空心筒部段。在两个纵向边之间，鞍型线圏在两侧都具有绕组端部。对于每个绕组端部，绕组架具有用于带状薄层HTSL的支承面。所述 支承面这样扭曲，使得平行于筒轴线测量的、在这两个支承面的上边缘之 间的最大间距小于平行于筒轴线测量的、在这两个支承面的下边缘之间的 最大间距。这样，减小了巻绕在支承面上的带状薄层HTSL的平均曲率。 该曲率基本是由支承面上边缘与支承面下边缘的长度差除以支承面的宽度 与两边缘的平均边缘长度的商得到。该平均曲率的值优选小于3。/m。特别 优选的是，所述两边缘等长，即其长度差与带宽度和平均边缘长度的商对 应于0°/m的曲率。边缘长度差与带宽度的商限定了根据弧度的曲率角度。在通过乘 360/27T能转换成与SI单位一致的度的量纲。这样得到的值除以平均边缘长 度得到量纲为。/m的平均曲率。由于支承面的扭曲，巻绕在绕组架上的带状薄层HTSL也相应地扭曲。 因此，带状薄层HTSL绕其沿基材带的厚度方向延伸的轴线不变形或仅很 小地变形。本专利技术基于以下原理带状薄层HTSL虽然在一定界限内能绕 其纵轴线很好地扭曲并也绕其横轴线弯曲，但仅能在非常小的界限内容许 绕沿基材带的厚度方向延伸的轴线的曲率，这是因为否则会损坏基材上的 HTSL薄层，由此显著减小带状薄层HTSL的临界电流密度。因为通过支 承面的进而以及带状薄层HTSL的扭曲，避免了带状薄层HTSL绕平行于 其厚度方向的轴线的变形，所以薄层HTSL可^^皮巻绕在绕组体上而不会损 坏HTSL薄层。绕组体的两个板优选至少在纵向边的区域内彼此同心。两个板在绕组端部区域内的间距优选小于在纵向边区域内的间距。这 样，可考虑到带状薄层HTSL的扭曲，即在绕组端部的区域内也可由两个 板限定薄层HTSL。另外，所述绕组体还可包括用于鞍型线圏绕组的纵向边的支承面。所 述支承面在一 区域内可这样扭曲，使得当通过旋转电枢而使纵向边进入作 用在电枢上的外磁场的磁通量(密度)最大的范围中时，穿过带状薄层HTSL的窄侧的磁通量在所迷区域内变得最大。这样使该区域内的磁通量 最小，也就是说，相应地增大了穿过带状薄层HTSL的临界电流密度。 如果每个板在鞍型线圏绕组的纵向边的区域内具有超出相应的纵向边的突起，则带被可靠地固定在该区域中。为侧向限制鞍型线圏绕组，板在所述突起的区域内具有相互面对的凹 槽，在该凹槽中安装有至少一个用于带状薄层HTSL的支承元件。绕组架在鞍型线圏绕組的各纵向边的区域内优选具有以两个平行的纵 向边缘靠在第一板上的纵向支撑件。通过两个纵向边缘，纵向支撑件以限 定的方式靠在第一板上，并能例如通过焊接点与该第一板相连接。这两个 平行的纵向边缘能明显比纵向边的与第一板的曲率相匹配的弯曲的表面更 易于制造。相应地，纵向支撑件在其上側上可分别具有两个平行的、供第二板贴 靠的边缘。在带有封闭的金属带的绕组架中，该金属带以其窄側贴靠在第一板的 表面上，如果金属带首先仅固定在鞍型线圈绕组的两纵向边的区域中，则 支承面在绕组端部区域中的所希望的扭曲自动调整到相应选择的金属带的 长度。金属带的内侧例如可通过支承件与第一板的外表面相连接，以固定该 金属带。上述的绕组体实现了 一种用于由带状薄层HTSL通过以巻绕机将带状 薄层HTSL巻绕到绕组体上制造鞍型线圏以形成鞍型线圏绕组的方法。然 后可从巻绕机中取出带有鞍型线圈绕组的绕組体。这样使绕组体支承鞍型 线圏绕组。优选地，薄层HTSL仅在取出之后才被例如以树脂固定在绕组体上。 其优点在于，巻绕机即刻可供再次使用；特别是不需等待树脂硬化。必要时，在将绕组固定在绕组体上之后，可将从巻绕机中取出的包括 绕组体以及鞍型线圏绕组的鞍型线圏安装到用于电力机械(例如电动机或 发电动机)筒状电枢上。这样极大地简化了鞍型线圏绕组的安装以及对作用在该鞍型线圈绕组上的力的吸收；特别是防止了对否则自由放置的绕组 的损坏。附图说明根据附图简单而示意地并示例性地说明本专利技术。附图示出 图1示出/^电片区，图2示出具有根据本专利技术的鞍型线團的另一个八极电枢的横剖视图，图3示出根据图2的电枢的鞍型线圏的横剖视图，图4示出另一鞍型线圏的4黄剖一见图，图5示出部分组装的绕组体的横剖视图，图6示出另一个部分组装的绕组体的横剖^L图，图7示出另一个部分組装的绕组体的俯#见图，以及图8a-8e示出另 一个部分組装的绕组体的视图。具体实施例方式图1中的电枢包括空心筒体ll，在该空心筒体上等间距地布置八个鞍 型线圏10。每个鞍型线圏10具有两个线圏端部10.1和两个纵向边10.2。 为了清晰起见省去了鞍型线圏10的连接、该线圈的冷却结构和电枢的支承 结构以及其它关于电枢的细节。图2示出了图1所示的、但包括根据本专利技术的鞍型线圏20的电枢的剖 视图。该剖面与旋转轴线垂直并位于鞍型线圈20的纵向边的区域内。在空 心筒1上安装有八个鞍型线圏20，这些鞍型线圈20在图3中放大示出。 各鞍型线圏20分別包括鞍型线圏绕组体和由带状薄层HTSL制成的鞍型 线圏绕组23，该鞍型线圏绕组也称为HTSL绕組或仅称为绕组。鞍型线圏 绕组体具有形式为与电枢相匹配的空心筒部段的第 一板22，在该部段上安装有绕组架25。在绕組架25上安装有第二板，该第二板同样具有与电枢 相匹配的空心筒部段24的形式。两个板22和24突出于绕组架25，使得 鞍型线圈绕组体具有环绕的开放腔，在该腔中设置有由带状薄层HTSL制 成的绕组23。可通过浸渍用树脂例如环氧树脂将绕组23固定在鞍型线圈 绕组体上。另外，可在巻绕之后通过真空浸渍或者通过在巻绕时涂抹在带 状HTSL上来施加浸渍用树脂。第二板24的内半径R2同第一板22的外 半径Rl与绕组体2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括在第一板（２２，４２，５２，６２，７２，８２）与第二板（２４，４４）之间的绕组架（２５，４５，５５，６５，７５，８５）的绕组体（４０，５０，６０，７０，８０），所述绕组体用于由薄层ＨＴＳＬ制成的鞍型线圈绕组，该线圈绕组用于电力机械的筒状电枢并在两个绕组端部之间具有两个平行于电枢轴线的纵向边，其中，绕组架（２５，４５，５５，６５，７５，８５）对于每个绕组端部具有支承面（７５．１１，８５．１），其特征在于，第一板（２２，４２，５２，６２，７２，８２）和第二板（２４，４４）在纵向边的区域内是与电枢圆周相匹配的空心筒部段，以及用于绕组端部的每个支承面（７５．１１，８５．１）都扭曲，使得平行于筒轴线测量的、两个支承面（７５．１１，８５．１）的上边缘（７５．１３，８５．１３）之间的最大间距（ｄ↓［Ｏ］）小于平行于筒轴线测量的、两个支承面（７５．１１，８５．１）的下边缘（７５．１２，８５．１２）之间的最大间距（ｄ↓［Ｕ］）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J维措雷克，
申请(专利权)人：泽奈基电力公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]