KR101091180B1

KR101091180B1 - Cooling structure of fully superconducting rotating machine

Info

Publication number: KR101091180B1
Application number: KR1020100058509A
Authority: KR
Inventors: 백승규; 권영길; 김호민
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2011-12-09

Abstract

PURPOSE: The cooling structure of a superconductive rotating machine is provided to add the amount of magnetic flux interlinkage by reducing an interval between a stator coil and a rotor coil and arranging the stator coil and the rotor coil in an integrated refrigerant bath. CONSTITUTION: A rotor coil(20) is included in a rotary shaft(2) and revolves. A stator coil(40) is inserted into an armature slot(4). The stator coil is supported with a stator yoke(60). A superconductive rotating machine includes a plurality of refrigerant baths(80). The refrigerant baths respectively cools the rotor coil and the stator coil down to an extremely low temperature.

Description

COOLING STRUCTURE OF FULLY SUPERCONDUCTING ROTATING MACHINE}

본 발명은 전초전도 회전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전자코일과 고정자코일 모두를 초전도 상태로 운전하여 동일 체적에서 기기의 효율과 출력을 향상시킬 수 있는 전초전도 회전기에 관한 것이다.The present invention relates to a superconducting rotator, and more particularly, to a superconducting rotator capable of driving both the rotor coil and the stator coil in a superconducting state to improve the efficiency and output of the device at the same volume.

고온초전도체의 발명으로 액체 헬륨을 냉매로 사용하던 초전도 기기를 네온이나 질소, 수소 또는 기체 헬륨 등을 사용하여 냉각할 수 있게 되었다. 또한 액체 헬륨으로 냉각되는 저온초전도 기기는 초전도체에 직류만을 통전시켜야 하므로 이를 회전기에 적용할 경우 직류로 운전되는 코일에만 사용할 수 있다.이는 저온초전도체에 교류를 통전할 때에 발생하는 손실로 인하여 냉매인 액체 헬륨이 쉽게 기화되어 코일의 지속적인 냉각이 힘들기 때문이다.The invention of the high temperature superconductor enables the cooling of superconducting devices that used liquid helium as a refrigerant using neon, nitrogen, hydrogen or gaseous helium. In addition, low-temperature superconducting devices cooled with liquid helium only need to conduct a direct current to the superconductor, so when applied to a rotor, it can be used only for coils operated by direct current. This is because helium vaporizes easily, making it difficult to cool the coil continuously.

하지만 고온초전도체는 냉매인 기체 헬륨이나 기체 수소 또는 기체 네온 등은 항상 기체 상태이므로 기화로 인한 냉각 능력이 떨어질 우려가 없으며, 4.2K(Kelvin)의 액체 헬륨보다 동작 온도가 20K ~ 30K 정도로 높으므로 극저온 냉동기로 교류 손실로 인한 냉매의 온도 상승을 쉽게 보상할 수 있다. 액체 네온이나 액체 질소를 냉매로 쓸 경우에도 열용량이 액체 헬륨보다 훨씬 크기 때문에 쉽게 기화될 염려가 없으며, 기화되더라도 극저온 냉동기에 의해서 액체 헬륨보다 훨씬 적은 용량의 극저온 냉동기로 다시 쉽게 액화시킬 수 있다.However, the high-temperature superconductor is a gaseous helium refrigerant or gas hydrogen or gas neon is always in the gas state, so there is no fear that the cooling capacity due to vaporization will be reduced, and the operating temperature is 20K ~ 30K higher than 4.2K (Kelvin) liquid helium. The chiller can easily compensate for the temperature rise of the refrigerant due to alternating current losses. When liquid neon or liquid nitrogen is used as a refrigerant, the heat capacity is much greater than that of liquid helium, so it is not easily evaporated, and even if vaporized, the cryogenic freezer can be easily liquefied again into a cryogenic freezer having a much smaller capacity than liquid helium.

위와 같이 고온초전도체를 사용하면 교류를 통전시킬 수 있으므로 전동기나 발전기에서 교류를 통전시키는 전기자까지 초전도화시키는 전초전도 회전기에 대한 연구들이 이루어지고 있다. 이러한 전초전도 회전기는 부분적으로 코일을 초전도화시킨 기존 방식보다 기기의 효율을 향상시키고 체적과 중량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 교류를 통전시키는 전기자코일까지 초전도화되어 전기자코일의 통전 전류밀도 한계가 수배로 증가하여 기기의 출력 한계 용량을 몇 배로 키울 수 있다.The use of a high temperature superconductor as described above can conduct the alternating current, so researches on a superconducting rotator that superconducts from the electric motor or the generator to the armature that conducts the alternating current have been made. The superconducting rotator has the advantage of improving the efficiency and reducing the volume and weight of the device than the conventional method of partially superconducting the coil. In addition, superconducting electric current coils through which alternating current flows, the current carrying current density limit of the armature coil can be increased several times, thereby increasing the output limit capacity of the device several times.

일반적으로 전기자코일은 회전기의 고정자에 지지되어 움직이지 않지만 직류 전류로 운전되는 계자코일은 회전자에 부착되어 움직이게 된다. 따라서 전기자코일과 계자코일을 모두 극저온 상태로 냉각시켜야 하는 전초전도 회전기는 고정된 전기자코일과 움직이는 계자코일을 냉각하기 위해 각각의 독립된 냉매조를 이용하는 냉각 구조를 사용하여야 한다.In general, the armature coil is supported by the stator of the rotor does not move, but the field coil driven by direct current is attached to the rotor to move. Therefore, the superconducting rotator that needs to cool both the armature coil and the field coil to a cryogenic state should use a cooling structure using each independent refrigerant tank to cool the fixed armature coil and the moving field coil.

이러한 구조는 복잡할 뿐만 아니라 고정자코일과 회전자코일 사이에 진공 단열층이 더 늘어나게 되므로 쇄교 자속량도 상대적으로 감소하게 되어 기기의 출력이 감소하게 된다. 따라서 이렇게 감소된 출력을 보상하기 위해서는 고가의 고온초전도 선재를 더 많이 사용하여 계자코일의 암페어-턴(Ampere-Turn)을 늘려야 하므로 기기의 가격이 상승되는 문제점이 있었다.This structure is not only complicated, but also increases the vacuum insulation layer between the stator coil and the rotor coil, so that the amount of linkage flux is relatively reduced, thereby reducing the power output of the device. Therefore, in order to compensate for this reduced power, the use of expensive high-temperature superconducting wires has to be increased, thereby increasing the ampere-turn of the field coil.

또한 전기자코일을 지지하는 고정자 요오크는 규소강판으로 적층된 철심으로 이루어져 상기 전기자코일과 1cm 정도의 매우 좁은 간격을 두고 상기 전기자코일과 함께 냉매조 내에 배치되는데, 이 경우 상기 고정자 요오크에서 발생하는 히스테리시스 손실이나 와전류 손실과 같은 교류 손실이 매우 크기 때문에 극저온 냉동기의 용량도 더불어 커지게 되는 문제점이 있었다.In addition, the stator yoke for supporting the armature coil is made of a steel core laminated with a silicon steel sheet and disposed in the refrigerant tank together with the armature coil at a very narrow interval of about 1 cm, in this case generated in the stator yoke Since the AC loss such as hysteresis loss or eddy current loss is very large, the capacity of the cryogenic refrigerator also increases.

상기 와전류(eddy current)는 도체의 내부안에서 만들어지는 전류로, 도체 전체가 아닌 일부분에 소용돌이 모양으로 닫힌 통로를 흐르는 전류로서, 도체 내부를 지나는 자기력선속의 변화로 인해서 생기는 전류를 말하며, 자석을 도체판 위에서 이동시키면 자기력선속이 변하면서 와전류가 생기고, 와전류의 자기장은 자석의 이동을 방해하게 된다. 이와 같은 와전류는 역학적에너지를 줄열(Joule's heat)로 소모시켜 열이 발생하게 되고 에너지 효율을 떨어뜨린다.The eddy current is a current generated inside the conductor, and is a current flowing through the closed passage in a spiral shape instead of the whole conductor, and refers to a current generated by a change in the magnetic flux flux passing through the conductor. When moved from above, the magnetic field flux changes and an eddy current is generated, and the magnetic field of the eddy current interferes with the movement of the magnet. This eddy current consumes mechanical energy as Joule's heat, which generates heat and reduces energy efficiency.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 고정자코일 및 회전자코일의 냉각 구조를 단순화하고 상기 고정자코일과 회전자코일 사이의 간격을 줄여 상호 쇄교 자속량을 늘릴 수 있는 전초전도 회전기의 냉각 구조를 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the problems as described above, a superconducting rotator that can simplify the cooling structure of the stator coil and rotor coil and increase the amount of cross-linking flux by reducing the distance between the stator coil and the rotor coil To provide a cooling structure.

본 발명의 다른 목적은, 고정자 요오크에서 발생하는 히스테리시스 손실이나 와전류 손실과 같은 교류 손실을 극저온 냉동기가 담당할 필요가 없도록 하여 상기 극저온 냉동기의 냉각 부하를 저감시킬 수 있는 전초전도 회전기의 냉각 구조를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cooling structure of a superconducting rotator capable of reducing the cooling load of the cryogenic freezer by eliminating the need for the cryogenic freezer to take alternating current losses such as hysteresis loss and eddy current loss generated in the stator yoke. To provide.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회전축에 구비되어 회전하는 회전자코일과 전기자슬롯에 삽입되어 고정자 요오크에 의해 지지되는 고정자코일 및 상기 회전자코일과 고정자코일을 각각 극저온으로 냉각시키는 복수개의 냉매조을 포함하는 전초전도 회전기에 있어서, 상기 냉매조는 복수개가 일체화된 단일의 냉매조로 이루어지며, 상기 냉매조의 내부에는 상기 회전자코일 및 고정자코일이 함께 배치되어 냉각되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the object as described above, the rotor coil is provided on the rotating shaft and the rotor is inserted into the armature slot and the stator coil supported by the stator yoke and the rotor coil and the stator coil respectively cooled to cryogenic temperature The superconducting rotator including a plurality of coolant tanks, wherein the coolant tanks are formed of a single coolant tank in which a plurality of coolant tanks are integrated, and the rotor coil and the stator coils are disposed together and cooled inside the coolant tank.

바람직한 실시 예에 따르면, 상기 고정자 요오크는 상기 냉매조의 외부에 배치되어 자연 대류에 의해 냉각되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment, the stator yoke is disposed outside the coolant tank is characterized in that the cooling by natural convection.

바람직한 실시 예에 따르면, 상기 냉매조는 비자성의 스테인리스강 또는 섬유강화플라스틱으로 이루어져 회전자코일과 고정자코일에 의한 와전류 발생을 방지하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment, the refrigerant tank is made of non-magnetic stainless steel or fiber-reinforced plastic to prevent the eddy current generated by the rotor coil and stator coil.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명은, 고정자코일 및 회전자코일이 일체형의 냉매조에 함께 배치되어 상기 고정자코일과 회전자코일 사이의 간격을 줄여 상호 쇄교 자속량을 늘릴 수 있게 되므로, 고가의 고온초전도 선재의 사용을 줄여 기기의 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention configured as described above, since the stator coil and the rotor coil are arranged together in an integrated refrigerant tank, the distance between the stator coil and the rotor coil can be reduced, thereby increasing the amount of cross-linking flux, and thus high temperature superconductivity There is an advantage in reducing the manufacturing cost of the device by reducing the use of wire.

또한 고정자코일을 지지하는 고정자 요오크를 냉매조의 외부에 배치하여 상기 고정자 요오크에서 발생하는 교류 손실이 외부 대기를 통한 자연 대류에 의해 냉각이 이루어지므로, 극저온 냉동기의 용량을 감소시켜 기기의 체적과 중량을 저감시키는 동시에 기기의 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the stator yoke supporting the stator coil is disposed outside the refrigerant tank, the AC loss generated in the stator yoke is cooled by natural convection through the external atmosphere, thereby reducing the capacity of the cryogenic refrigerator and reducing the volume of the device. It is advantageous to reduce the weight and at the same time reduce the manufacturing cost of the device.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전초전도 회전기의 냉각 구조를 도시하는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a cooling structure of the superconducting rotor according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다. 본 발명의 특징 및 이점들은 다음의 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the preferred embodiment.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It must be interpreted to mean meanings and concepts.

또한 하기 설명에서 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들 없이도, 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 따라서 이 기술분야에 널리 알려진 주지관용의 일반적인 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
In addition, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without specific details such as specific components in the following description. Therefore, a detailed description of the general configuration for the governor well known in the art will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전초전도 회전기의 냉각 구조를 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cooling structure of the superconducting rotor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전초전도 회전기는, 회전축(2)에 구비되어 회전하는 회전자코일(20)과, 전기자슬롯(4)에 삽입되어 고정자 요오크(60)에 의해 지지되는 고정자코일(40)), 및 상기 회전자코일(20)과 고정자코일(40)을 냉각시키는 냉매조(80)를 포함하여 구성된다.Referring to Figure 1, the superconducting rotator of the present invention, the rotor coil 20 is provided on the rotating shaft (2) and the stator is inserted into the armature slot (4) and supported by the stator yoke (60) Coil 40 and a coolant tank 80 for cooling the rotor coil 20 and the stator coil 40.

여기서 상기 냉매조(80)는 복수개가 일체화된 단일의 냉매조(80)로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 냉매조(80)의 내부에는 상기 회전자코일(20) 및 고정자코일(40)이 함께 배치되어 냉각된다.Here, the coolant tank 80 is preferably composed of a single coolant tank 80 in which a plurality is integrated, and the rotor coil 20 and the stator coil 40 are disposed together in the coolant tank 80. And cooled.

이와 같이 본 발명에서는 회전자코일(20)과 고정자코일(40)을 냉각하기 위해 각각 독립된 냉매조를 사용하지 않고, 하나의 일체형 냉매조(80)를 사용하여 냉각 구조를 단순화시키고 회전자코일(20)과 고정자코일(40) 사이의 간격을 줄여 상호 쇄교 자속량을 늘릴 수 있게 된다.As such, in the present invention, instead of using independent refrigerant tanks to cool the rotor coil 20 and the stator coil 40, the cooling structure is simplified by using one integrated refrigerant tank 80 and the rotor coil ( It is possible to increase the amount of cross-linking flux by reducing the gap between 20) and the stator coil 40.

회전자코일(20)과 고정자코일(40) 모두 초전도상태로 운전시키기 위한 단일의 일체화된 냉매조(80)를 사용하기 위해서는 상기 냉매조(80)는 고정자와 함께 고정되어 있고 회전자는 냉매조(80) 내부에 배치되어 회전자만 회전하는 구조를 갖추어야 한다.In order to use a single integrated refrigerant tank 80 for operating both the rotor coil 20 and the stator coil 40 in a superconducting state, the refrigerant tank 80 is fixed together with the stator, and the rotor has a refrigerant tank ( 80) It should be arranged inside and rotate only rotor.

이러한 구조를 갖추기 위해서는 냉매조(80) 내부로 배치되는 회전자와 외부로 연결되는 회전축(2)이 상기 냉매조(80)와 마찰없이 회전하여야 하는데 이를 위해 공극이 반드시 필요하게 된다. 하지만 공극이 존재하면 코일을 냉각하기 위해 냉매조(80) 내부로 공급되는 냉매들이 이 공극을 통하여 기기 외부로 유출되어 공극을 통한 상온의 외부 대기로부터 냉매조(80) 내로의 열침입도 크게 발생하여 초전도 상태를 유지하기 힘들게 된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 회전축(2)과 냉매조(80) 사이의 공극을 반드시 막아주어야 하며, 동시에 상기 회전축(2)과의 마찰을 최소화시켜야 한다. 이러한 역할을 할 수 있는 것은 자성유체와 같은 실링(sealing) 방법이며 극저온 냉동기(10)와 소정의 거리를 두어 상온으로부터의 열 침입을 최소화하도록 배치시켜야 한다.In order to have such a structure, the rotor disposed inside the coolant tank 80 and the rotating shaft 2 connected to the outside should rotate without friction with the coolant tank 80, and a void is necessary for this purpose. However, if the air gap exists, the refrigerant supplied into the refrigerant tank 80 to cool the coil flows out of the device through the air gap, and thermal intrusion into the refrigerant tank 80 from the external atmosphere at room temperature through the air gap also occurs largely. It becomes difficult to maintain the superconducting state. In order to solve such a problem, the gap between the rotating shaft 2 and the refrigerant tank 80 must be prevented, and at the same time, friction with the rotating shaft 2 should be minimized. It is a sealing method such as a magnetic fluid that can play this role and should be arranged to minimize the heat intrusion from the room temperature at a predetermined distance from the cryogenic freezer (10).

상기 회전자코일(20)과 고정자코일(40)은 외부에서 내부로 연결되는 전류리드부(3)에 의해 전원이 공급되며, 특히 회전자코일(20)에는 브러시(6)와 슬립링(5) 등을 통해 전류를 공급하거나 비접촉 방식으로 전류를 공급할 수 있다. 동기 전동기나 발전기일 경우는 회전자에 직류를 공급해줘야 하지만 유도기일 경우에는 회전자에 외부전원을 통하여 전류를 공급할 필요는 없게 된다.The rotor coil 20 and the stator coil 40 are supplied with power by a current lead part 3 connected from the outside to the inside, and in particular, the rotor coil 20 has a brush 6 and a slip ring 5. Current, etc.) or in a non-contact manner. In the case of a synchronous motor or a generator, DC should be supplied to the rotor, but in the case of an induction motor, it is not necessary to supply current to the rotor through an external power source.

냉매조(80) 내부에서 회전자코일(20)이 회전을 해야 하므로 회전축(20) 양쪽으로 베어링(8)으로 지지되어야 하며, 극저온 냉동기(10)로부터 냉각된 냉매는 상기 냉매조(80)로 주입되어 회전자코일(20)과 고정자코일(40)을 냉각한 후에 냉매회수관(9)을 통하여 다시 극저온 냉동기(10)로 회수된다.Since the rotor coil 20 needs to rotate in the coolant tank 80, the rotor coil 20 must be supported by the bearing 8 on both sides of the rotation shaft 20, and the coolant cooled from the cryogenic refrigerator 10 is transferred to the coolant tank 80. After being injected to cool the rotor coil 20 and the stator coil 40, the rotor coil 20 and the stator coil 40 are cooled and then recovered to the cryogenic freezer 10 through the refrigerant recovery pipe 9.

규소강판으로 적층된 고정자 요오크(60)는 회전자의 회전 자기장과 고정자에서 발생되는 자기장을 차폐하므로 히스테리시스 손실이나 와전류 손실과 같은 교류 손실이 발생하게 되는데, 상기 고정자 요오크(60)를 냉매조(80) 내부에 배치하게 되면 교류 손실로 인하여 상기 냉매조(80) 내부의 온도를 크게 상승시킬 수 있는 열부하가 될 수 있다. 즉, 상기 고정자 요오크(60)에서 발생하는 교류 손실까지 극저온 냉동기(10)가 냉각시켜야 하므로 상기 극저온 냉동기(10)의 용량과 크기가 증대되는 문제점이 발생하게 된다.Since the stator yoke 60 laminated with the silicon steel shields the rotating magnetic field of the rotor and the magnetic field generated from the stator, AC loss such as hysteresis loss or eddy current loss occurs. The stator yoke 60 is a refrigerant tank. When disposed in the interior, the heat load may increase the temperature inside the refrigerant tank 80 due to the AC loss. That is, since the cryogenic freezer 10 needs to cool down to the AC loss generated in the stator yoke 60, the capacity and size of the cryogenic freezer 10 are increased.

따라서 상기 고정자 요오크(60)는 상기 냉매조(80)의 외부에 배치되어 냉각되는 것이 바람직한데, 이때 극저온 냉동기(10)가 아닌 자연 대류에 의해 냉각된다. 이와 같이 상기 고정자 요오크(60)에서 발생하는 교류 손실을 극저온 냉동기(10)로 냉각할 필요가 없이 외부 대기에 의해 자연 대류를 통한 냉각이 이루어져 상기 극저온 냉동기(10)의 열부하를 최소화할 수 있게 되므로 기기의 체적과 중량을 줄일 수 있게 되고 제조 비용도 절감할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the stator yoke 60 is preferably disposed outside of the coolant tank 80 to be cooled, and is cooled by natural convection instead of the cryogenic freezer 10. As such, there is no need to cool the AC loss generated in the stator yoke 60 with the cryogenic freezer 10, so that cooling through natural convection is performed by the external atmosphere to minimize the heat load of the cryogenic freezer 10. Therefore, the volume and weight of the device can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

그리고 상술한 바와 같이 상기 고정자 요오크(60)를 냉매조(80) 외부에 배치하게 되면 상기 냉매조(80) 내부의 회전자코일(20)이 회전하여 발생하는 교번 자계가 상기 냉매조(80)에 와전류를 유발시킬 수 있다. 이러한 와전류는 기기의 손실과 냉동기의 열부하를 증가시키게 되는데, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 상기 냉매조(80)는 비자성의 스테인리스강 또는 섬유강화플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이를 통해 와전류에 대한 손실을 줄여서 기기의 효율을 높이고 극저온 냉동기의 용량과 크기를 최소화할 수 있게 된다.
As described above, when the stator yoke 60 is disposed outside the coolant tank 80, an alternating magnetic field generated by the rotation of the rotor coil 20 inside the coolant tank 80 is the coolant tank 80. ) Can cause eddy currents. This eddy current increases the loss of equipment and the heat load of the freezer. To solve this problem, the refrigerant tank 80 is preferably made of non-magnetic stainless steel or fiber-reinforced plastic. This will increase the efficiency of the device and minimize the capacity and size of the cryogenic freezer.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 상술한 본 발명의 개념과 특정 실시 예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 형상의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 해당 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that the claims that follow may be better understood. It should be appreciated by those skilled in the art that the above-described concepts and specific embodiments of the present invention can be used immediately as a basis for designing or modifying other shapes for carrying out similar objects to the present invention.

또한 상기에서 기술된 실시 예는 본 발명에 따른 하나의 실시 예일 뿐이며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.In addition, the above-described embodiment is only one embodiment according to the present invention, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. These various modifications and changes are also within the scope of the technical idea of the present invention, and will be included in the claims of the present invention described below.

1: 진공조 2: 회전축
3: 전류리드부 4: 전기자슬롯
5: 슬립링 6: 브러시
7: 냉매실링부 8: 베어링
9: 냉매회수관 10: 극저온 냉동기
20: 회전자코일 40: 고정자코일
60: 고정자 요오크 80: 냉매조1: vacuum chamber 2: rotating shaft
3: Current lead section 4: Armature slot
5: slip ring 6: brush
7: refrigerant seal portion 8: bearing
9: refrigerant recovery tube 10: cryogenic freezer
20: rotor coil 40: stator coil
60: stator yoke 80: refrigerant tank

Claims

A superconducting rotator comprising a stator coil provided on a rotating shaft and a rotor coil inserted into an armature slot and supported by a stator yoke, and a plurality of refrigerant tanks cooling the rotor coil and the stator coil to cryogenic temperatures, respectively.
The coolant tank is composed of a single coolant tank in which a plurality is integrated,
Cooling structure of the superconducting rotor, characterized in that the rotor coil and the stator coil is arranged and cooled inside the refrigerant tank.

The method of claim 1,
The stator yoke is disposed outside the coolant tank and cooled by natural convection.

The method of claim 1,
The refrigerant tank is made of non-magnetic stainless steel or fiber-reinforced plastic cooling structure of the superconducting rotor, characterized in that to prevent the generation of eddy current by the rotor coil and stator coil.