191238. lajstromszámú szabadalom • Kettőnél több pólusú villamosgép
1 191238 1 A találmány tárgya kettőnél több pólussal rendelkező villamos gép, előnyösen szinkrongép, ahol a rotor pólusok önálló, szétszerelhetően kialakított szerkezeti egységet képeznek. Ismeretes egy ilyan kétpólusú turbógenerátor, amelynek forgórésztekercselése a szupravezetés alkalmazásával van megvalósítva. Ilyen jellegű gépekből néhányat már meg is építettek. Ezeknek a felépítése olyan, hogy a rotort egy hengeres test képezi, amely a tekercset is magába foglalja, amely tekercs folyékony és gázhalmazállapotú hélium segítségével van arra a hőmérsékletre hűtve, ahol a tekercs anyaga már szupravezető állapotba kerül, és a forgórésznek ezen lehűtött része résekkel ellátott, koncentrikus fémhengerrendszerekkel van körülvéve. A fémhengerek feladata a különleges üzemi körülmények között, például zárlat, vagy asszimmetrikus többfázisú működés esetében, fellépő lüktető mágneses térerő csillapítása. A lüktető mágneses tér jelen esetben azért nagyon veszélyes, mert hatására a tekercs anyaga a szupravezető állapotból normál állapotba kerülhet. A rotorban lévő hőszigetelés vákuummal valamint olyan felületi kialakítással van megoldva, amely a hősugárzást csökkenti. A héliummal történő hűtés során a folyékony hűtőközeget, azaz a héliumot, a tekercselésbe kiképzett csatornán keresztül vezetik be, és ott elpárologtatják, majd a hélium a rotorból felvett hő hatására már gázhalmazállapotban távozik el a tekercstérből. Az ismert szerkezeti kialakítások nem alkalmazhatók azonban többpólusú szinkrongépeknél, mivel ezeknek a szerkezeti kialakítása olyan, hogy a pólusokat a gép szállítása során szét kell szedni és az alkalmazás helyén újra össze kell szerelni. A talámány célja abban van, hogy többpólusú, szétszedhetően kialakított rotorral ellátott villamosgépeknél alkalmazzuk a szupravezetés technikáját, és jelentősége éppen abban van, hogy forgó villamosgépeknél alkalmazza a szupravezetést. Ezáltal a gép méretei, valamint az ára lényegesen csökkenthető, mivel a fellépő veszteségek kisebbek lesznek. A találmány lényege abban van, hogy a rotorpólusokban lévő rotor tekercsek szupravezető állapotúra lehűtve van(nak) a pólustest(ek)ben, azzal önálló egységet képezően elhelyezve, a pólustest(ek) a rotorgyűrűhöz mechanikusan van(nak) rögzítve, és a csillapítótagok csillapítóhengerből és/vagy csillapítótárcsákból, a pólusokat köpenyként vagy axiális fedőlapként körülvevően vannak elrendezve, és a pólusoktól függetlenül van(nak) a rotor gyűrűre felerősítve. Célszerű, ha a pólustest hűtőközegtartályt tartalmaz, amely a rotortekercs közelében van elrendezve és azzal összekötő csatornákkal van összekapcsolva, vagy a pólustestek) üres vagy rossz hővezetőképességű gázzal megtöltött tartállyal (tartályokkal) vannak körülvéve, és a tartály(ok) hősugárzást visszaverő felülettel vagy bevonattal van(nak) ellátva. Célszerű lehet az a kialakítás is, ahol a tartály(ok) falai rugalmasan tartós károsodás és szivárgás nélkül vannak nyomáskülönbséggel vagy hőtágulással vagy centrifugális erővel vagy mágneses úton a rotorgyűrűhöz illesztve. Célszerűen a pólustestek berendezése egyéb melegebb részeihez kapcsolódó hűtőcsatornákkal vannak ellátva. Előnyös, ha a tartályokban a pólusok adott esetben támasztóelemen keresztül távtartókon vannak megtámasztva, és a távtartók hőszigetelőképessége anyaguk i alapján vagy annak alapján van megválasztva, hogy a hővezetés irányára keresztben a keresztmetszetük kicsi legyen a hővezetés irányában mért hosszúságukhoz képest. Egy előnyös kivitelnél a rotortekercs a pólustesthez képest a vezető hosszában és/vagy keresztirányában van elhelyezve ékek és/vagy töltőanyagok segítségével, ahol a töltőanyag a rotortekercs(ek)be és/vagy a rotortekercs(ek) és a pólustest közé van elhelyezve. Előnyösen a rotortekercs(ek) a gyártás során a vezető hosszirányában folyamatos feszültségnek kitéve merev tüskére van(nak) feltekercselve; a pólustest(ek) és a rotorgyűrű közötti erőátviteli elemek több eltérő keresztmetszettel vannak kiképezve. Előnyös lehet továbbá az is, amikor a hűtőközeget párolgó hűtőközeg képezi, vagy a pólusokat összekapcsoló összekötőcsövek a pólusok egymáshoz képesti és a rotorgyűrűhöz képesti rugalmas elmozdulását lehetővé tevő rugalmas elemmel (elemekkel) van(nak) ellátva. Egy további előnyös kiviteli alaknál a pólusok és/vagy a pólusok és a rotorgyűrű közötti villamos összekötő vezetékek üres összekötőcsövekben vannak elhelyezve. Célszerű, ha az összekötőcsövek a pólusok hűtőközegével megegyező hűtőközeggel vannak hűtve. Célszerű kialakítás az is, amikor a csillapítóhengere(k) és/vagy a csillapítótárcsá(k) különböző anyagokból több rétegben vannak kiképezve. Egy további célszerű kialakításnál a csillapítóhenger(ek) és/vagy a csillapítótárcsá(k) hűtőcsatomákkal vannak ellátva, amelyekben a hűtőközeg megegyezik a pólusokban alkalmazott hűtőközeggel. Célszerű továbbá, ha a csillapítóhenger(ek) és/vagy csillapítótárcsá(k) valamint a rotorgyűrű egy zárt teret képeznek, amely vagy üres vagy rossz hővezetőgázzal van megtöltve. Előnyösen a csillapítóhengér(ek) és/vagy a csillapítótárcsáik) a rotorgyűrű kerülete mentén tartományokra van(nak) osztva; vagy a csillapítóhenger(ek) és/vagy a csillapítótárcsák közötti tartomány között zárható nyitható körmös összekötő elem van kiképezve, továbbá a hűtőközegtartály a pólustestben a tekercs és a forgástengely közé van elhelyezve, valamint a hűtőközeg a tartályok egy további a forgástengelyhez közelebb elhelyezett főtartállyal van(nak) összekapcsolva. Egy további előnyös kiviteli alaknál a tartály a tekercsek) és a forgástengely közé van elrendezve, továbbá a főtartály van a tartály kiegészítéseként elrendezve, amely a pólustest(ek)ben található, és a főtartály kisebb távolságra van a forgástengelyhez, mint a tartály. Célszerű, ha a forgástengelyére merőleges síkban, az úgynevezett rövid oldalon a rotortekercsek úgy vannak kialakítva, hogy a rotortekercs valamennyi része a forgástengelytől hozzávetőlegesen azonos távolságra helyezkedik el. A találmány szerinti villamos gépet úgy is foganatosíthatjuk, hogy a pólustest(ek) és a rotorgyűrű(k) közötti centrifugális erőt és a forgatónyomatékot, valamint a nehézségi erőt átvezető összekötőelemek hosszúságukhoz képest kis keresztmetszetűek, ahol hosszirány alatt az erő- és hó'vezetési irányt értjük. Egy előnyös megoldás szerint a rotortekercs(ek) a rotortekercs(ek)hez rögzített, a villamos gép egyéb részéhez képest elmozdítható úgynevezett csúszósínnel(ekkel) vagy csúszókercttel(ekkel) van(nak) ellátva. 5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
