(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本の電子中空導体（１）と冷却剤導管とを接続するためのコネクタ（１０）であって、
前記電子中空導体（１）は、中空内部空間（３）を備えた管状形状の基体（２）の形態の電子中空導体（１）であって、該基体（２）は、電気伝導性材料を含み、外径及び内径を有し、該基体（２）の外側円周面上で少なくとも１つの電気絶縁層（４）で被覆され、外径の内径に対する比率は、１．２５：１〜４：１の範囲にあり、該電子中空導体（１）は、コイルに巻線され、該基体（２）は、円形管状形状に形成され、該基体（２）の該外径は、１．０ｍｍ〜３．２ｍｍの範囲にある電子中空導体（１）であり、
前記コネクタ（１０）は、液密の中空内部空間（１２）を備えたハウジング（１１）、該電子中空導体（１）の開口端部を収容するための該ハウジング（１１）内の少なくとも１個の中空導体開口部（１３）、及び冷却剤導管の開口端部を収容するための該ハウジング（１１）の冷却剤導管開口部（１４）を含み、該内部空間（１２）は、該中空導体開口部（１３）と該冷却剤導管開口部（１４）とを液圧的又は空圧的に接続するように形成され、該中空導体開口部（１３）は、収容される該電子中空導体（１）の該基体（２）の外径に適合する直径を有することを特徴とする、コネクタ（１０）。
【請求項２】
前記コネクタ（１０）は、ハウジング挿入部（１９）を備え、該ハウジング挿入部（１９）は、前記ハウジング（１１）を押し込むように形成され、該ハウジング挿入部（１９）の中空内部には、前記中空導体開口部（１３）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のコネクタ（１０）。
【請求項３】
前記内部空間（１２）は、面取りされて形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のコネクタ（１０）。
【請求項４】
前記コネクタ（１０）は、少なくとも２本の電子中空導体（１）と冷却剤導管とを接続するために形成され、前記コネクタ（１０）は、電子中空導体（１）の開口端部を収容するためにハウジング（１１）内の少なくとも２個の前記中空導体開口部（１３）を含み、前記内部空間（１２）は、前記中空導体開口部（１３）と冷却剤導管開口部（１４）とを液圧的又は空圧的に接続するように形成され、前記コネクタ（１０）は、電気伝導性接触部材（１５）及び電気絶縁分離部材（１６）を備え、該接触部材（１５）は、少なくとも２個の中空導体開口部（１３）を電気的に接続するように形成され、分離部材（１６）は、一方では該接触部材（１５）と前記中空導体開口部（１３）との間に、また他方では前記冷却剤導管開口部（１４）に、電気的に絶縁されて配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコネクタ（１０）。
【請求項５】
前記接触部材（１５）は、前記ハウジング（１１）であり、前記分離部材（１６）は、前記ハウジング（１１）に押し込んだ電気絶縁スリーブとして形成され、該電気絶縁スリーブの中空内部には、冷却剤導管開口部（１４）が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のコネクタ（１０）。
【請求項６】
電気的に接続された中空導体開口部（１３）の第１の群は、前記分離部材（１６）又は他の分離部材を用いて、電気的に接続された中空導体開口部（１３）の第２の群から電気的に絶縁されていることを特徴とする、請求項４又は５に記載のコネクタ（１０）。
【請求項７】
前記中空導体開口部（１３）は、異なる直径を有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載のコネクタ（１０）。
【請求項８】
マグネットユニット（２１）と、該マグネットユニット（２１）と電磁相互作用している伝導体ユニット（２２）と、を含む電磁機械（２０）であって、該伝導体ユニット（２２）は、少なくとも１つの電気伝導体を有し、
該電気伝導体は、中空内部空間（３）を備えた管状形状の基体（２）の形態の電子中空導体（１）であって、該基体（２）は、電気伝導性材料を含み、外径及び内径を有し、該基体（２）の外側円周面上で少なくとも１つの電気絶縁層（４）で被覆され、外径の内径に対する比率は、１．２５：１〜４：１の範囲にあり、該電子中空導体（１）は、コイルに巻線され、
該基体（２）は、流体入口として第1の開口端部および、流体出口として第2の開口端部を有する円形管状形状に形成され、
該基体（２）の該外径は、１．０ｍｍ〜３．２ｍｍの範囲にある電気伝導体であることを特徴とする、電磁機械（２０）。
【請求項９】
前記電磁機械（２０）は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の少なくとも１個のコネクタ（１０）を備えることを特徴とする、請求項８に記載の電磁機械（２０）。
【請求項１０】
前記電磁機械（２０）は、冷却ユニットを備え、該冷却ユニットは、ポンプ（２８）と前記電子中空導体（１）とを含み、該ポンプ（２８）は、前記電子中空導体（１）を通して冷却剤を送出するように形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の電磁機械（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁コイルの連続巻線のための、中空内部空間を備えた管状形状の基体の形態の電子中空導体に関し、この基体は、電気伝導性材料を含み、外径及び内径を有し、基体の外側円周面上で少なくとも１つの電気絶縁層で被覆され、内部空間は、基体の第１の開口端部と基体の第２の開口端部とを液圧的又は空圧的に接続して形成されている。
【０００２】
更に本発明は、電磁コイルを巻くための本発明による電子中空導体の使用に関する。
【０００３】
更に本発明は、少なくとも１本の本発明による電子中空導体と、中空内部空間を備えた流体密封のハウジングを含む冷却剤導管と、を接続するコネクタに関し、少なくとも１個の中空導体開口部は、ハウジング内で電子中空導体の開口端部を収容するために形成され、冷却剤導管開口部は、ハウジング内で冷却剤導管の開口端部を収容するために形成され、内部空間は、中空導体開口部と冷却剤導管開口部とを液圧式又は空圧式で結合して形成されている。
【０００４】
最後に本発明は、マグネットユニット、及び、マグネットユニットと電磁相互作用している導電ユニットに関し、導電ユニットは、少なくとも１つの電気伝導体を有する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明に関する電子中空導体は、電流の電気伝導のために、かつ同時に、冷却剤を液圧式又は空圧式に送り込むために利用される。電子中空導体に対する代替表記は、電子中空ワイヤ又は電気伝導性中空ワイヤである。
【０００６】
この種類の電子中空導体は、先行技術において既知であり、大型で複雑なシステム、例えば、超電導磁石、粒子加速器、核融合反応炉、及び臨界タービン発電機などで使用されている。通常、そのシステムに設置された電子中空導体は、大きな曲げ半径を有する大型電磁コイルに巻き上げられ、成形され、又は個々の巻線部分から構成されている。この場合、電子中空導体の個々のターンは、コイルの短絡を防ぐために、互いに電気的に絶縁されていることが必要である。電気絶縁された層での欠点は、その層が、通常、非常に良好に熱的にも絶縁され、電流が流れるときに発生する熱の排出を阻害することである。より多くの電流が流れると、発生する熱量は、より多くなる。しかし、大きな電流を伝導すること、又は、相対的に見れば、大きな電流密度に到達することは、上述したシステムの効率的運転のための重要な基準の１つであるため、効率的な熱排出が、必須である。熱の効率的排出を確保するために、冷却剤は、電子中空導体を通ってポンプ注入され、それによって内部の熱が、運び出される。この最適化された熱排出の方法は、日常生活の小型及び中型の電磁機械の場合にも自由に使用できることが望ましいであろう。本発明に関する小型電磁機械は、通常、大量生産され、５ＭＷ未満の最大出力を有する。その例として、家庭電気製品用の電気モータ、手工具、建設機械、牽引車、工作機械、地上用、水中用、及び航空機用の電気モータ、並びに風力発電装置用発電機がある。ただし、小型及び中型の電磁機械は、小さな寸法を有する。特に、電磁コイルは、小さい寸法であるべきで、その結果、コイルの好ましい自動巻線では小さな曲げ半径が実現される必要がある。大型システムにより既知の電子中空導体は、そのためには不適切である。小型及び中型のシステムでは、大抵の場合、例えば、ウォータージャケット冷却又はオイルミスト冷却などの間接冷却法が使用される。
【０００７】
したがって、本発明の課題は、小型及び中型の電磁機械において使用可能な、冒頭に記載の種類の電子中空導体を提供することである。
【０００８】
本課題を解決するために本発明は、外径の内径に対する比率が１．２５：１〜４：１の範囲である、冒頭に記載の種類の電子中空導体を提示する。好ましくは、外径は、１．０ｍｍ〜３．２ｍｍの範囲である。提示された外径と、外径の内径に対する比率と、によって、電子中空導体は、小さな寸法形成と、高い伝導性と、及び曲げ位置で内部空間を不利になるように狭めることなく十分に加工可能であることと、の間で最適なトレードオフを示す。必要な小さな曲げ半径は、小さな半径で縁部上に巻く場合に基体の横断面形状の不都合な変形が生じることなく、特に電子中空導体が破断する、ちぎれる、又は折れ曲がることなく、成形され得る。対応するコイルを巻くために、その外径に基づいて、電子中空導体は、これ以外で通常使用されるワイヤのように、それに類するように薄く寸法形成されている。本発明の意味でのワイヤは、中空内部空間を持たない単線である。この点では、従来のコイルを備えた約１ｋＷよりも大きな出力を有する電磁機械はそれぞれ、互換性の問題なしに中空導体コイルを装備できる、又は増備できる。提示された外径の内径に対する比率は、比較的大きな電流を電子中空導体で長時間にわたって達成かつ維持するために、換言すると電磁機械の連続運転のために、最適である。本発明による電子中空導体の最適化では、以下のパラメータが考慮された：電流伝導のために十分な面積を提供するための基体の断面積、冷却剤を送るために十分な面積を提供するための中空内部空間の断面積、基体から冷却剤への熱移動のために十分な接触長さを実現するための断面積形状、冷却剤の流れを阻害しないための断面積形状、適切な柔軟性の電子中空導体を得るための基体の断面積形状、適切な引張強度の電子中空導体を得るための基体の断面積形状、及び曲げた場合に内部空間を狭める傾向がない適切な折り曲げ耐性の電子中空導体を得るための基体の断面積形状。別のパラメータは、基体の材料及び材料に関連した基体の電気伝導率、熱伝導率、弾性係数、電気絶縁層の種類及び厚さ、冷却剤の種類（粘性、熱伝導率、熱容量、及び熱移動係数）及び流速、コイルの巻線形式、並びに電流の強度及び周波数であった。シミュレーション及び実験において、本発明により寸法形成された電子中空導体は、小型及び中型の電磁機械に設置されたコイルの巻線のために最も適しており、電子中空導体で装備された電磁機械の出力密度は、ワイヤで装備された電磁機械に対して明確に高くなっていることを示した。電子中空導体の基体の外径は、２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの間、例えば、２．５ｍｍであること、またこれとは独立して、外径の内径に対する比率は、１．５：１又は２：１であることが、特に好ましい。これらの値の場合に、前述の利点は、最も顕著となる。十分な巻線空間が存在するならば、特に手動巻線の小規模生産で小型及び中型の電磁機械を製造すべき場合に、より大きな外径が、特に好ましいとされ得る。
【０００９】
更に、電子中空導体の管状形状基体は、円形導管、楕円形導管、正方形導管、矩形導管、又はそれらの組み合わせとして形成され得る。可能な組み合わせは、例えば、外側が正方形で内側が円形の導管であろう。管状形状の基体は、好ましくは、円形管状形状で形成されているため、本発明の説明及び特許請求のために、管状形状の基体の外径寸法及び内径寸法に対して、一般的に理解される意味での外径及び内径が使用される。矩形の管横断面について、対角線外径寸法は、外径に相当し、対角線内径寸法は、内径に相当する。好ましくは、管状形状の基体は、円形管状形状の基体として形成されており、この円形管は、外側及び内側が円形である。管状形状の基体の円形外側形状によって、本発明による電子中空導体は、中空ではないワイヤ導体又は完全ワイヤ導体と外見上は同一であり、その結果、電子中空導体は、実質的にワイヤ導体と同様に取り扱い可能かつ利用可能である。例えば、コイルの手動若しくは自動巻線又は回転のプロセスは同一であり、電子中空導体を用いて巻線されたコイルは、ワイヤ導体を用いて巻線されたコイルと品質的に同様に十分に巻線されている。別の外側形状では、特に角形外側形状では、巻線プロセス、特に自動巻線プロセスは、明らかにより困難になっており、したがって通常、品質がより低下した巻線コイルをもたらす、又は外側形状の理由で加工技術的に変換できない。原因は、例えば、矩形の電子中空導体又はワイヤ導体をねじるときに変化した形状であり、それによって、コイルの２個以上の巻線を共に並べて高い巻線密度を有するコンパクトな巻線とする場合に、不十分な取付け精度となる。非常に狭い曲げ半径の場合に電子中空導体の折れを防止するために、巻線基体、例えば、その上にコイルを巻線されるアンカーは、コイル巻線の最初の層を収容するための溝様のくぼみを備えていることが有利であり得る。溝様のくぼみによって、電子中空導体は、横方向に誘導される。この横方向ガイドは、起こり得る折れ曲がりで通常発生する電子中空導体の広がりを防止する。それぞれの別の層に対して、それぞれその下にある層は、層が互いの中に埋まるように巻線される場合、横方向ガイドを形成する。更に、ステータ積層又はロータ積層を共に並べる場合に電子中空導体に対して好ましい半径が提供されるように、ステータ積層又はロータ積層を成形する可能性がある。
【００１０】
本発明の有利な実施形態では、材料は、銅、アルミニウム、又は前述の材料のいずれか１つの合金である。材料は、好ましくは、銅であり、なぜなら銅は、大電流を流すために、又は冷却剤に熱を効率的に移動させるために、高い電気伝導性及び高い熱伝導率を示すからである。更に、提示された寸法の電子中空導体を製造してコイルに巻線できるように、銅は、十分に可塑性である。更に、銅製の電子中空導体は、電子中空導体の伸展後、微視的に十分に滑らかな表面構造を示し、この表面構造は、冷却剤中の渦形成を防止し、冷却剤の層流にとって役立つ。通常、材料は、純銅ではなく、約９９．５％の銅と約０．５％のマグネシウムとを含有する銅合金である。そのような銅合金は、ワイヤでも使用され、そのため大量に適度な価格で市販されている。別法として、材料は、例えば、銀、金、及び白金などの他の導電性金属、又は導電性プラスチック、又は複合材料であり得る。
【００１１】
本発明による電子中空導体は、好ましくは、７５Ｎ／ｍｍ２〜２２５Ｎ／ｍｍ２の範囲の引張強度にわたって利用可能である。電子中空導体の引張強度は、基体の形状及び材料の他に、基体の製造中に材料が加工されるような手法に基づいている。引張強度は、自動巻線用に決定されるパラメータの１つである。引張強度が小さすぎるならば、電子中空導体は、手動巻線又は自動巻線時に破断する。引張強度が大きすぎるならば、電子中空導体は、堅牢すぎて、巻線時に折れ曲がる。電子中空導体の引張強度が１００Ｎ／ｍｍ２〜２００Ｎ／ｍｍ２の範囲にあること、例えば、ちょうど１５０Ｎ／ｍｍ２であることが、特に好ましい。提示された全ての引張強度は、特に、電子中空導体が１％伸長する場合に適用される。
【００１２】
本発明の別の実施形態では、層は、塗装層又は帯布である。塗装層は、電子中空導体上に均一に薄く塗布することができ、したがって、非常に薄い電子中空導体に対して特に適している。第１の層に加えて、電子中空導体は、別の層で覆うことができる。２つ以上の層は、改善された絶縁をもたらし、それによって高められた電子中空導体の絶縁耐力、例えば、１０ｋＶまでをもたらす。塗装による電子中空導体の被覆は、銅エナメル線の製造に関して一般的に既知のように、ワイヤ塗装装置を用いてエンドレス塗装法で実現する。電子中空導体の帯布は、被覆の別法である。層は、プラスチックから作られていてもよい。ワイヤ導体上に絶縁層を塗布するための可能な全ての別の方法は、同様に、電子中空導体上に絶縁層を塗布するために使用可能である。
【００１３】
本発明による電子中空導体の弾性及び可塑性は、上記で言及したパラメータに関して、電子中空導体が損傷することなしに、電子中空導体が巻線体の表面に対して可能な限り平行に走る短い半径上で巻線可能であるように調節される。同様に絶縁層の弾性及び可塑性は、巻線時に絶縁層の損傷を防止するために、適切に選択される。
【００１４】
前述した大型システム用の大型電磁コイルの巻線のために大きく寸法形成された電子中空導体の使用は、先行技術において既知である。しかし、小型電磁機械用の小型コイルを巻き上げるために、大きく寸法形成された電子中空導体は、全く又は密に十分に曲げることができない。更に先行技術において、小さく寸法形成された中空導体の利用は、冷却剤循環及びサーモスタットでは既知であり、純粋に液圧的流れとして、又はセンサーとして作用し、コイルへの巻線は必須ではない。
【００１５】
電磁コイルの巻線のために電子中空導体の必要な柔軟性を提供するため、本発明は、電磁コイルの少なくとも１つの完全巻線の連続巻線のための本発明による電子中空導体の使用を提示する。上記で言及した利点は、小型電磁機械用の小型コイルの巻線のための本発明による電子中空導体に予め定められている。本発明による電子中空導体の曲げ特性に基づいてのみ、１つ又は２つ以上の完全ターンを有する小型コイルを巻くことが可能である。しかしコイルの連続したターンは、電子中空導体を通した冷却剤の貫流を妨害しないために、極めて重要である。連続したターンの数は、１〜１００００以上の範囲にあり、例えば、２、５、１０、２０、５０、１００、１５０、２００、２５０、５００、７５０、１０００、２０００、又は５０００に達する。
【００１６】
本発明の別に実施される形態では、この電磁コイルは、５ＭＷ未満の最大出力を有する電磁機械の電磁コイルである。５ＭＷ未満の最大出力を有する電磁機械は、本発明に関して小型又は中型の電磁機械とみなされる。１ＭＷ未満、例えば、５００ｋＷ、２００ｋＷ、１００ｋＷ、５０ｋＷ、２０ｋＷ、１０ｋＷ、又は５ｋＷの最大出力を有する電磁機械の電磁コイルの少なくとも１つの完全巻線の連続巻線のために、本発明による電子中空導体を使用することは、特に有利である。非常に小型の電磁コイルの場合であっても、本発明による電子中空導体の使用は、特に大きな電流密度を発生させる場合に有利となる。そのコイルが本発明による電子中空導体を装備されている、又は装備可能な小型電磁機械の例として、小型発電所用発電機、風力発電設備用発電機、自動車、特に乗用車用電気モータ、機関車用電気モータ、航空機用電気モータ、工作機械用電気モータ、コンベア用電気モータ、家庭電気器具用電気モータ、コンピュータ用電気モータ、特に、換気装置、変圧器、周波数変換器、誘導モータ、変換器、リニアモータ、リレー、接触器、１０Ｔまでの磁束密度を有する磁気共鳴トモグラフィ、小型粒子加速器、誘導炉、プラズマ応用の運転及び可能な他の全ての使用が挙げられる。
【００１７】
導管の純粋な液圧的又は空圧的接続のためのコネクタは、一般的に既知である。そのような導管内を、例えば、冷却剤が循環する。ただし、本発明による電子中空導体は比較的小さな寸法形成を有するため、その種のコネクタは、その比較的大きな寸法形成に基づいて、本発明による電子中空導体を機能的に収容することに適していない。更に、導管の小さな内径又は長い導管長の場合、冷却剤の流れ抵抗は、明確に増大する。このことは特に、本発明による細長い電子中空導体に当てはまる。大きく寸法形成された電子中空導体を有する大型電磁システムでは、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、テフロン（登録商標））製の冷却剤導管をそこに設置可能であるため、冷却材循環において、それとは逆に比較的低い圧力が優勢となる。更に、本発明による電子中空導体は、冷却剤を液圧的又は空圧的に通過させるためだけではなく、電流の電気伝導のためにも使用されることに、注目すべきである。電磁機械のコイル又はコイル配置の実施に応じて、本発明による電子中空導体を用いて巻線されたコイルを、２つ以上のコイル部分に分割することが必要となり、個々のコイル部分は、互いに、そして冷却剤導管と接続され得る。コイル部分又は通常は２本の電子中空導体の接続は、互いの間で、場合により電気伝導性である必要がある。更にコイル部分又は通常は２本の電子中空導体及び冷却剤導管の接続は、液圧的又は空圧的な経路となっている必要がある。しかし、コイル部分又は通常は２本の電子中空導体及び冷却剤導管の接続は、通常、非電気伝導性としてもよいが、そうしなければ、例えば、異なる相が短絡するかもしれないからである。電子中空導体内及び冷却剤導管内を循環する冷却剤は、電気絶縁性流体からなり、この流体は、液体又は気体であり得る。流体の相転移は、冷却剤循環内でも考えられる。
【００１８】
したがって、本発明の課題は、冒頭に記載の種類のコネクタを提供することであり、このコネクタは、本発明による電子中空導体を冷却剤導管と機能的に接続する。
【００１９】
本課題を解決するために、本発明は、冒頭に記載の種類のコネクタを提示し、中空導体開口部は、収容すべき電子中空導体の基体の外径に適合する直径を有する。特に、中空導体開口部の直径は、中空導体開口部内に収容されるべき電子中空導体の基体の外径よりも、やや小さい、同一、又はやや大きい。収容されるべき電子中空導体上の中空導体開口部の寸法形成を正確に又はほぼ正確に調整することは、コネクタのハウジングと電子中空導体との間の液密で長寿命の接続の確立を、多大な利点を伴って可能にする。中空導体開口部の直径は、好ましくは、１．０ｍｍ〜３．２ｍｍの範囲にある。これに加えて同様に、収容されるべき冷却剤導管上の冷却剤導管開口部の寸法形成を正確に又はほぼ正確に調整することは、コネクタのハウジングと冷却剤導管との間の液密で長寿命の接続の確立を可能にすることに当てはまる。全体として、電子中空導体は、冷却剤導管と機能的に、特に液密に接続されている。本発明によるコネクタは、電子中空導体が電磁コイルを形成する前又は形成した後に、好ましくは、電子中空導体を冷却剤導管と接続する開始端部分又は終了端部分として形成されている。
【００２０】
電子中空導体は、以下の接続手法を用いてハウジングに接続され得る：軟質はんだ、硬質はんだ、超音波溶接、プレス、メスねじへのねじ込み、圧縮リングを用いたねじ込み、ナットを用いたねじ止め、リベット、接着、注入、ガラスとの溶融、焼結、又は硬化。ねじ接続は、破壊せずに外すことができ、電子中空導体の交換を可能にする。更に、接続を長期にわたって振動耐性及び液密とするために、ねじ接続は、接着剤接続又はエナメル接続と組み合わせてもよい。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態では、ハウジングは、ハウジング内への電子中空導体の侵入深度を制限するために深さ止めを備えている。特に、深さ止めは、中空導体開口部の直径縮小によって形成されている。
【００２２】
本発明の有利な実施形態では、コネクタは、ハウジング挿入部を備え、ハウジング挿入部は、ハウジングを貫通して形成されており、ハウジング挿入部の中空内部は、中空導体開口部を備えて提供されている。多大な利点を伴って、ハウジング挿入部は、ハウジングと電子中空導体との間に、電子中空導体をハウジングに液密に接続できる可変インタフェースを備える。ハウジングは、電気伝導性材料又は電気絶縁性材料からなり得る。ハウジング挿入部は、電気伝導性材料又は電気絶縁性材料からなり得、ハウジング挿入部は、電気絶縁性材料の場合、電子中空導体と冷却剤導管との間の電気絶縁分離部材として使用される。
【００２３】
ハウジング挿入部は、以下の接続手法を用いてハウジングに接続され得る：軟質はんだ、硬質はんだ、超音波溶接、プレス、メスねじへのねじ込み、圧縮リングを用いたねじ込み、ナットを用いたねじ止め、リベット、接着、注入、ガラスとの溶融、焼結、又は硬化。ねじ接続は、破壊せずに外すことができ、電子中空導体の交換を可能にする。更に、接続を長期にわたって振動耐性及び液密とするために、ねじ接続は、接着剤接続又はエナメル接続と組み合わせてもよい。任意選択的に、シーリングワッシャを使用してもよい。電子中空導体をハウジング挿入部と接続するために、同様の接続技術が使用され得る。
【００２４】
更に、ハウジング挿入部は、以下の材料からなり得る。 真鍮、鉄、銅、銀、金、アルミニウム、又は前述の材料のいずれか１つの合金。
【００２５】
本発明の有利な実施形態では、ハウジング挿入部は、ハウジング内への電子中空導体の侵入深度を制限するために深さ止めを備えて提供されている。深さ止めは、好ましくは、ハウジング挿入部の中空内部の直径縮小によって形成されている。
【００２６】
更に本発明により、内部空間は、面取りされて形成され得て提供されている。面取りは、そうしなければノッチ応力が発生する角や縁を防止し、したがって、コネクタの耐圧性を改善する。
【００２７】
本発明の特に有利な実施形態では、コネクタは、少なくとも２本の電子中空導体と冷却剤導管とを接続するために形成され、コネクタは、電子中空導体の開口端部を収容するためにハウジング内の少なくとも２個の中空導体開口部を含み、内部空間は、中空導体開口部と冷却剤導管開口部とを液圧的又は空圧的に接続するように形成され、コネクタは、電気伝導性接触部材及び電気絶縁分離部材を備え、接触部材は、少なくとも２個の中空導体開口部を電気的に接続するように形成され、分離部材は、一方では接触部材と中空導体開口部との間に、また他方では冷却剤導管開口部に、電気的に絶縁されて配置されている。電子中空導体内及び冷却剤導管内を循環する冷却剤は、電気絶縁性流体であり、接触部材及び分離部材は、多大な利点を伴って、電子中空導体の電気的結合電子中空導体及び冷却剤導管の液圧式又は空圧式結合、並びに一方では電子中空導体の電気的減結合及び他方では冷却剤導管の電気的減結合に作用するという条件下にある。したがって、冷却剤導管が関与することなく、かつ電流サイクルに負の影響を与えることなく、一貫した電流は、電子中空導体から電子中空導体へと可能である。これは、本発明の本質的要素であり、なぜなら冷却剤導管における必要な定格圧力が最大２００ｂａｒであることに基づいて、冷却剤導管は、通常、金属で実施され、したがって同時に、電子中空導体のように電気伝導性に実施されるからである。本発明による分離部材なしでは、冷却剤導管及び場合により冷却剤導管に接続された冷却剤ポンプは、電子中空導体の電流サイクル内に共に組み込まれるかもしれず、周辺に対する電気絶縁が必要となる。本発明によるコネクタは、−３５℃〜２００℃の範囲内で温度耐性であり、穿刺耐性であり、長時間運転に対して十分な耐性があり、かつ１０００ｂａｒまでの破裂圧力に耐圧性である。長時間運転に対する定格圧力は、８０ｂａｒ〜２００ｂａｒ、好ましくは、約１２０ｂａｒである。
【００２８】
本発明の非常に有利な実施形態では、接触部材は、ハウジングであり、分離部材は、ハウジングに押し込んだ電気絶縁スリーブとして形成され、電気絶縁スリーブの中空内部は、冷却剤導管開口部を提供している。電気伝導性ハウジングは、例えば、銅、真鍮、又は鋼鉄で作られ、多大な利点を伴って複数の機能を満たしている。第１にハウジングは、電子中空導体と冷却剤導管との間に冷却剤を送るための中空内部空間を提供することに使用される。第２にハウジングは、電子中空導体間の電気的接続として使用される。第３にハウジングは、多数の電子中空導体及び冷却剤導管に対する電気的かつ液圧的な又は電気的かつ空圧的な集合部品として機能し得る。第４にハウジングは、電流の供給又は放電のために、中空導体から作られたコイルと従来の電気ワイヤ導体との間の電子インタフェースとして機能し得る。そのためにハウジングは、接触ピン又は接触クリップを含む接触アイである。電気絶縁スリーブは、好ましくは、セラミックスリーブである。セラミック材料は、十分に穿刺耐性であり、広範囲で温度耐性であり、かつ十分な圧力安定性があるため、セラミック製部品、特にセラミックスリーブは、分離部材として最も適している。例えば、セラミックスリーブは、内側及び外側が、特に鋼鉄層を用いて金属加工されている。それによって、金属加工されたセラミックスリーブは、はんだ付け可能かつ溶接可能である。通常、セラミックスリーブは、約０．５ｍｍの壁厚を有する。セラミックの代わりに、分離部材は、プラスチック、ガラス、ゴム、又はシリコーン製の電気絶縁部品を含んでもよい。特に、セラミックスリーブの代わりに、プラスチックスリーブ、ガラススリーブ、ゴムスリーブ、又はシリコーンスリーブが使用されてもよい。本発明によるコネクタは、好ましくは、Ｔコネクタ、Ｙコネクタ、又は集合部品として形成されている。集合部品は、例えば、分離導体として又はより線の導体として使用される、２、３、４、８、１２、１６、２０、２４、３６、４８、又はそれ以上の電子中空導体を束ねる、又は個別化する。
【００２９】
冷却剤導管は、好ましくは、セラミックスリーブを介してコネクタと接続される。コネクタ内への電子中空導体の適切な挿入深度を確保するために、深さ止めが備えられている。挿入が深すぎると、電子中空導体のハウジング又は冷却剤導管との短絡が生じるかもしれない。挿入が浅すぎると、冷却剤循環の少なくとも入口側で支配的な高い圧力に基づいて、電子中空導体がコネクタから予期せずはみ出すことになるかもしれない。以下の接続技術は、コネクタを介した冷却剤導管及び中空導体の接続のために提供されている：軟質はんだ、硬質はんだ、超音波溶接、プレス、圧縮リングを用いたねじ込み、ナットを用いたねじ止め、リベット、接着、注入、ガラスとの溶融、焼結、又は硬化。電子中空導体を用いずにふさがれた中空導体開口部は、同様の技術で閉鎖され得る。別法として、電子中空導体の代わりに、完全ワイヤの一部分は、ストッパとして、又は完全ワイヤは、コイル接続として中空導体開口部内に使用することができ、同時に前述の技術のいずれか１つが使用されている。
【００３０】
２つ以上の部品から作られたハウジングを備えたコネクタは、ハウジング部品が一体化するときに独立して中央に来るような方法で、ハウジング部品は、形成され得る。そのためにハウジング部品は、例えば、円錐台形状又は角錐台形状の領域を含む。
【００３１】
分離部材としての電気絶縁性スリーブと接続した接触部材としての電気伝導性ハウジングの代わりに、電気絶縁性ハウジングは、分離部材であり得、中空導体開口部の電気接続のためのハウジング内又はハウジングに配置された導体部分は、接触部材であり得る。それとは独立に、分離部材はまた、冷却剤を送出するためのポンプに導く電気絶縁性の管としても形成され得る。ハウジングと電子中空導体との間に配置されたハウジング挿入部は、ハウジング挿入部が電気伝導性材料からなる場合には、接触部材として機能し得る。ハウジングと電子中空導体との間に配置されたハウジング挿入部は、ハウジング挿入部が電気絶縁性材料からなる場合には、分離部材として機能し得る。
【００３２】
本発明の別の実施形態では、電気的に接続された中空導体開口部の第１の群は、分離部材又は他の分離部材を用いて、電気的に接続された中空導体開口部の第２の群から電気的に絶縁されている。個々の群は、分離した電流サイクルを形成し、電流サイクルは、例えば、異なる三相交流を伝導するために使用される。２つ及び３つの群の他に、本発明の４つ、又は５つ以上の群もまた含まれている。
【００３３】
本発明の非常に有利な実施形態では、中空導体開口部は、異なる直径を有する。したがって、単一のコネクタは、異なる直径を有する電子中空導体を扱うことができる。例えば、変圧器の一次巻線及び二次巻線は、異なる中空導体直径を有してもよい。
【００３４】
本発明により、コネクタを製造するために、以下の材料が提供されている：例えば、銅又は鋼鉄などの金属、熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチック、セラミック、又はガラス。金属は、電気伝導性で、容易に加工でき、かつ耐圧性である。熱可塑性プラスチックは、容易に伸縮し、そのため比較的壊れない。熱硬化性プラスチックは、寸法が非常に安定し、広い範囲にわたって熱耐性である。セラミックは、高い強度を有し、その表面は、好ましくは、銅、銀、又は金で金属加工が可能であり、これは、はんだ接続の確立に有利である。ガラスは、絶縁性が非常に高い。
【００３５】
本発明の別法の実施形態では、コネクタは、ハウジングを持たない。その代わりに、電子中空導体の自由端又は２つ以上の電子中空導体の自由端は、冷却剤導管の自由端内に直接配置されている、又は冷却剤導管に若しくは冷却剤導管内に、例えば、軟質はんだ、硬質はんだ、超音波溶接、プレス、メスねじへのねじ込み、圧縮リングを用いたねじ込み、ナットを用いたねじ止め、リベット、接着、注入、ガラスとの溶融、焼結、又は硬化によって、固定されている。
【００３６】
電磁機械は、一般的に既知であり、通常、マグネットユニット、及びマグネットユニットと電磁相互作用している伝導体ユニットを含み、伝導体ユニットは、少なくとも１つの電気伝導体を有する。電磁機械の最適化された性能を追求する場合、導体内の電流密度は、最も重要なパラメータの１つである。高い電流密度の場合に増加して発生する導体内の熱は、性能を制限する要因となる。この制限要因を緩和するために、効率的な熱排出は、必要である。従来の電磁機械では、導体は、ワイヤとして、そしてそれによって通常は熱的に絶縁されたワイヤとして形成され、その結果、不十分な熱排出が可能であるに過ぎず、実際に実現可能な電流密度は、導体の十分な冷却性能を欠いているために、理論的に可能な電流密度をはるかに下回っている。
【００３７】
したがって本発明の課題は、最適化された性能を備えた、冒頭に記載の種類の電磁機械を提供することである。
【００３８】
本課題を解決するために、本発明は、冒頭に記載の種類の電磁機械を提示し、電気伝導体は、本発明による電子中空導体である。電子中空導体について記述された利点は、そのまま電磁機械に転用される。特に、電子中空導体の中空内部空間を冷却剤チャネルとして使用することは、熱がそこから、すなわち熱が発生する電子中空導の基体内から運び出されるため、多大な利点を伴って、熱の効率的な排出を可能にする。したがって、より大きな電流密度は、実際に実現可能である。実験データは、連続運転における電流密度の増加、ワイヤ導体での６Ａ／ｍｍ２から、本発明による電子中空導体での２４Ａ／ｍｍ２〜４０Ａ／ｍｍ２にまで可能である。それと同時に、本発明のよる電磁機械は、明確により多い出力を提供する。同一に寸法形成された完全ワイヤと比較して、電子中空導体は、導体を形成するためにより少ない材料で済み、その結果、電子中空導体は、本発明による電磁機械の総重量を減らすために貢献する。電子中空導体は、毛細管力に基づく効果が中空内部空間内で無視できないほどに小さく寸法形成され得る。この場合、電子中空導体はまた、キャピラリー導体と呼んでもよいであろう。高周波数、例えば、１０ｋＨｚ超、特に３０ｋＨｚ超、特に好ましくは、１００ｋＨｚ超では、表皮効果が明確に現れるため、完全ワイヤの導電性内部は、大電流を伝導するために、いずれにせよもはや絶対に必要ではない。
【００３９】
本発明による電子中空導体は、同期機に対してと同様に非同期機に対しても適している。自己励磁同期機は、磁石を必要とせず、負荷に応じた励磁電流の再調整は、可能である。したがって、常時励磁された同期機は、非常に良好な出力重量比で利用できる。内部冷却及びそれによって伝導体ユニットの直接冷却を用いて、より大きな出力をもたらす高い電流密度は、実現可能である。更に、本発明による電子中空導体は、例えば、同期機用の歯コイルの巻線のために使用され得る。歯コイルは、プロセス技術的に容易に製造可能で、短い巻線ヘッドの長さを有し、その結果、より活性な強磁性材料が利用可能である。非同期機もまた、磁石を必要としない。それに加えて、非同期機のロータは、かご型ロータとして非常に容易に形成され得る。
【００４０】
更に、電磁機械は、少なくとも１つの本発明によるコネクタを備えている。好ましくは、コネクタは、Ｔコネクタ、Ｙコネクタ、又は集合部品として形成されている。コネクタは、電子中空導体及び冷却剤導管の液圧式又は空圧式結合、電子中空導体の電気的結合及び冷却剤導管の電気的減結合を可能にする。補足的に、集合部品として形成されたコネクタは、多数の電子中空導体を一体化、又は個別化する。
【００４１】
本発明の特に有利な実施形態では、電磁機械は、冷却ユニットを備え、冷却ユニットは、ポンプ及び電子中空導体及び場合によりコネクタを含み、ポンプは、電子中空導体を通して冷却剤を送出するように形成されている。ポンプは、電磁機械により直接運転することができ、例えば、ポンプは、電磁機械のシャフトと作動接続することができる、又は分離したポンプ駆動装置を用いて間接的に運転することができる。コネクタは、存在する場合は、好ましくは、本発明によるコネクタとして形成されている。冷却剤は、好ましくは、高い熱容量及び高い熱伝導率を有する電気絶縁性流体からなる。電磁機械の冷却ユニットの要素として電子中空導体を使用することは、熱的エネルギーともよばれる熱がそこから、すなわち熱が発生する電子中空導の基体内から運び出されるため、性能を制限する熱の非常に効率的な排出を可能にする。先行技術よりも優れた熱排出に基づいて、本発明による電磁機械は、明確に高められた効率を有し、したがって、最適な性能を有する。本発明による電磁機械では、約４０Ａ／ｍｍ２の電流密度が可能である一方で、ウォータージャケット冷却又はオイルミスト冷却は、約１２Ａ／ｍｍ２だけ、及び空冷は、約３Ａ／ｍｍ２だけが可能である。
【００４２】
本発明の有利な実施形態では、マグネットユニット及び伝導体ユニットは回転軸に対して対称的に形成され、回転軸に対して同軸に配置され、かつ相対的に互いに回転軸周りに枢動可能に形成されており、マグネットユニットは、少なくとも２個の磁石を含み、それぞれの磁石は、Ｎ極及びＳ極を有し、電子中空導体は、交互に入れ替わる誘導活性セグメント及び誘導不活性セグメントを備え、マグネットユニットに対する伝導体ユニットの少なくとも１つの向きでは、誘導活性セグメントは、Ｎ極とＳ極との間に存在する中間域に対して独占的に配置されていることを提供する。多大な利点を伴って、磁石に対する電子中空導体のこの配置は、誘導の特に効果的な時間的経過を可能にし、この時間的経過は、電磁機械の最適な性能に実質的に貢献する。本発明の意味での磁石は、永久磁石でも電磁石でもあり得る。電磁石は、通常、コイルを備え、コイルを用いて鉄芯を磁化する、又は励磁する。したがって、電磁石を備えた配置はまた、鉄励磁配置とも呼ばれる。中間域は、単一の磁石のＮ極とＳ極との間、又は２個以上の互いに分離された磁石若しくは互いに距離を置いた磁石の磁極間に形成される。概ね、磁極の配置は、中間域の幾何形状の広がりを必要とし、中間域は、明確な輪郭を持つ又は不定形であってもよく、かつ小さい又は、例えば、数１０センチメートル超まで大きくてもよい。
【００４３】
本発明の第１の特定の発展形態では、マグネットユニットは、外部中空シリンダ及び外部中空シリンダ内に配置された内部中空シリンダとして形成され、外部中空シリンダと内部中空シリンダとの間に、間隙は、伝導体ユニットを収容するために配置され、中間域は、回転軸に対して平行に配置されている。そのようなマグネットユニットは、間隙内に磁場を与え、この磁場は、間隙内に配置された伝導体ユニットを効率的に貫流するために、そのようにして高い誘導を確保するために、最も適している。外部中空シリンダ及び内部中空シリンダは、回転軸に対して互いに回転不能に接続されている。例えば、外部中空シリンダは、１２個の磁石を含み、この磁石は、外部中空シリンダの円周方向に沿って極性に関して同一の向きに配置され、かつ均等に分割配置され、その結果、Ｎ極−Ｓ極−Ｎ極−Ｓ極の磁極配列が生じ、そのように更に続けて生成する。したがって、中間域は、磁石のＮ極からＳ極への移行部だけではなく、隣接する２個の磁石の間にも提供される。外部中空シリンダに調和させて、内部中空シリンダは、同様に１２個の磁石を含み、この磁石は、外部中空シリンダの円周方向とは逆の内部中空シリンダの円周方向に沿って極性に関して同一の向きに配置され、かつ均等に分割配置され、その結果、Ｎ極−Ｓ極−Ｎ極−Ｓ極の磁極配列が生じ、そのように更に続けて生成する。内部中空シリンダに対する外部中空シリンダの向きは、間隙のこちら側にある外部中空シリンダのそれぞれのＮ極が、間隙の向こう側にある内部中空シリンダのＳ極と対向するように選択される。したがって、中間域は、磁石のＮ極からＳ極への移行部において、中空シリンダ内の隣接した２個の磁石の間に、及び間隙で分離された２つの磁極間に提供される。中空シリンダ当たりの磁石の数はまた、２、４、６、８、１０、１６、２０、２４、２８、３２、３６、４０、８０、１２０、１６０、２００、又は５００であってもよい。多数の磁石は、高回転数及び平均的な電流強度の場合、本発明による電磁機械の非常に高いトルクをもたらす。
【００４４】
本発明の第２の特定の発展形態では、マグネットユニットは、第１のディスク及び第１のディスクと並んで配置された第２のディスクとして形成され、第１のディスクと第２のディスクとの間に、伝導体ユニットを収容するために配置され、中間域は、回転軸に対して放射状に配置されている。そのようなマグネットユニットは、間隙内に磁場を与え、この磁場は、間隙内に配置された伝導体ユニットを効率的に貫流するために、そのようにして高い誘導を確保するために、最も適している。第１のディスク及び第２のディスクは、回転軸に回転不能に互いに接続されている。例えば、第１のディスクは、１２個の磁石を含み、この磁石は、第１のディスクの円周方向に沿って極性に関して同一の向きに配置され、かつ均等に分割配置され、その結果、Ｎ極−Ｓ極−Ｎ極−Ｓ極の磁極配列が生じ、そのように更に続けて生成する。したがって、中間域は、磁石のＮ極からＳ極への移行部だけではなく、隣接する２個の磁石の間にも提供される。第１のディスクに調和させて、第２のディスクは、同様に１２個の磁石を含み、この磁石は、第１のディスクの円周方向とは逆の第２のディスクの円周方向に沿って極性に関して同一の向きに配置され、かつ均等に分割配置され、その結果、Ｎ極−Ｓ極−Ｎ極−Ｓ極の磁極配列が生じ、そのように更に続けて生成する。第２のディスクに対する第１のディスクの向きは、間隙のこちら側にある第１のディスクのそれぞれのＮ極が、間隙の向こう側にある第２のディスクのＳ極と対向するように選択される。したがって、中間域は、磁石のＮ極からＳ極への移行部において、ディスク内の隣接した２個の磁石の間に、及び間隙で分離された２つの磁極間に提供される。ディスク当たりの磁石の数はまた、２、４、６、８、１０、１６、２０、２４、２８、３２、３６、４０、８０、１２０、１６０、２００、又は５００であってもよい。多数の磁石は、高回転数及び平均的な電流強度の場合、本発明による電磁機械の非常に高いトルクをもたらす。
【００４５】
電磁機械は、好ましくは、中空シリンダの接続のため又はマグネットユニットのディスクの接続のための接続部材を備える。接続部材は、伝導体ユニットの収容のために形成された領域の磁場を強化するための三次元ヨークとして作用する。
【００４６】
本発明の第１の特定の発展形態に関して、伝導体ユニットは、中空シリンダとして形成され、誘導活性セグメントは、回転軸に対して平行に配置されている。好ましくは、中空シリンダは、シリンダ形状の間隙の直径と同一である直径を有する。同様に、好ましくは、中空シリンダは、シリンダ形状の間隙の幅よりもわずかに小さな壁厚を有する。したがって、伝導体ユニットは、実際にマグネットユニット内の、伝導体ユニットとマグネットユニットとの間の２つの狭い空隙にまで適合している。マグネットユニットと伝導体ユニットとのこのような組み合わせは、間隙内に配置された伝導体ユニットを効率的に貫流するために、そのようにして高い誘導を確保するために、最も適している。電子中空導体は、ループ状に配置され、キャリアと接続され、特にキャリアのナットの中にはめ込まれ、エポキシ樹脂を用いて密封されている。その際、導体ループは、誘導活性セグメントが誘導不活性セグメントよりも長くなるように成形されている。電子中空導体は、多数のターン、例えば、２〜１００、特に層ごとに４ターン及び６層を伴う２４ターン内に配置されてもよい。
【００４７】
本発明の第２の特定の発展形態に関して、伝導体ユニットは、ディスクとして形成され、誘導活性セグメントは、回転軸に対して放射状に配置されている。好ましくは、ディスクは、間隙の幅よりもわずかに小さい厚みを有する。したがって、伝導体ユニットは、実際にマグネットユニット内の、伝導体ユニットとマグネットユニットとの間の２つの狭い空隙にまで適合している。マグネットユニットと伝導体ユニットとのこのような組み合わせは、間隙内に配置された伝導体ユニットを効率的に貫流するために、そのようにして高い誘導を確保するために、最も適している。電子中空導体は、ループ状に配置され、キャリアと接続され、特にキャリアのナットの中にはめ込まれ、エポキシ樹脂を用いて密封されている。その際、導体ループは、誘導活性セグメントが誘導不活性セグメントよりも長くなるように成形されている。電子中空導体は、多数のターン、例えば、２〜１００、特に層ごとに４ターン及び６層を伴う２４ターン内に配置されてもよい。
【００４８】
本発明の更に発展した実施形態では、電子中空導体は、より線として形成される。このより線は、共にストランドを形成する多数の単一電子中空導体を含む。同一に寸法形成された完全ワイヤと比較して、より線は、実質的により広い表面積を有し、この表面積は、高周波数、例えば、１０ｋＨｚ超、特に３０ｋＨｚ超、特に好ましくは、１００ｋＨｚ超の場合に、表皮効果に基づいて、導体断面積当たりの大電流、例えば、１６Ａ／ｍｍ２、２０Ａ／ｍｍ２、又は２４Ａ／ｍｍ２の伝導を可能にする。これに加えて、より線は、２〜４００以上、特に３２本の、互いに電気絶縁されている単一中空導体を有する。互いに電気絶縁された単一中空導体は、電子中空導体の大きな断面積を、単一中空導体の複数の、好ましくは多数の、小さな断面積に分割し、このことは、効率を低下させる渦電流の発生を抑制する。
【００４９】
誘導活性セグメントのみが、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する、又はその逆も同様に働き、それによって電磁機械の効率に役立つため、本発明により多大な利点を伴って、誘導活性セグメントの誘導不活性セグメントに対する長さの比率は、３：１以上であり、特にちょうど４：１、５：１、６：１、８：１、１０：１、１５：１、２０：１、又は３０：１であることが提供される。それに対して誘導不活性セグメントは、電流伝導を抑制し、発熱の形でのエネルギー損失をもたらす電気抵抗を示すため、効率を低下させる。一般的に、１：１よりも大きい誘導活性セグメントの誘導不活性セグメントに対する長さの比率は、既に、同様の誘導活性及び誘導不活性セグメントを有する同じ電磁機械と比較して、本発明に基づく必要性がない任意に形成された電磁機械の効率向上をもたらしている。
【００５０】
電磁機械は、特に、本発明の第１及び第２の特定の発展形態でのように、鉄心なしで形成され得る。伝導体ユニット用の鉄心は、伝導体ユニットの十分な磁束を確保するために、マグネットユニット内での伝導体ユニットの配置に基づいて必須ではない。鉄心又は積層コアが存在しないことによって、電磁機械は、より少ない総重量を有し、動きにくいこともなく、ヒステリシスの欠点を持つこともない。その結果として、そのように形成された電磁機械は、航空宇宙の目的並びに強力な加速及び減速に対して最も適しており、高効率で利用可能である。
【００５１】
本発明による電磁機械は、マグネットユニットがロータ、特に二重ロータであり、伝導体ユニットが電磁機械のステータであるように形成され得る。それに対して別法として、本発明により、マグネットユニットがステータ、特に二重ステータであり、伝導体ユニットが電磁機械のロータであり得ることが提供される。一方で、電子中空導体の電圧の取り出し、又は、電子中空導体での電圧の印加は、明らかに容易に実施できるため、第１の別法は、有利であり得る。他方では、伝導体ユニットは、マグネットユニットと比較して伝導体ユニットの少ない自重に基づいて、動きにくいこともなく、その結果、ロータは、加速時により少ないエネルギーを取り入れるため、第２の別法は、有利であり得る。
【００５２】
本発明による電磁機械は、例えば、モータ、発電機、モータ−発電機複合機、又はフライホイール貯蔵装置、及び電子駆動又は回生ブレーキ装置を有する二輪以上の車両でのフライホイール貯蔵装置、蒸気タービン、ガスタービン、風力発電装置、工作機械、ポンプ、模型飛行機、ドローン、及びその他の電子装置として使用可能である。特に、例えば、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ以上の高回転数で使用するための本発明による電磁機械は、最も適している。周波数上限は、利用可能な電気的又は電子的なスイッチング部材によって、結果的に生じている。適用に応じて、効率を低下させる歯車を省いてもよい。
【００５３】
本発明による電子中空導体に関する別の適用領域は、電磁機械の冷却ユニットの部分としてのヒートパイプである。それに加えて注目すべきは、電気伝導性を更に向上させるために、電子中空導体の管状形状の基体の中又は基体上に、超電導材料を固定できることである。これに加えて、超電導材料の曲げ特性及び引張特性に適合させるために、例えば、対応するパイプシースは、電気絶縁層の下に備えられている。好ましい実施形態では、電子中空導体の基体は、適切な分離層を用いて覆われ、分離層は、超電導材料を用いて覆われ、超電導材料は、絶縁層を用いて覆われている。超電導材料は、例えば、セラミック超伝導体、特に高温超伝導体であってもよい。
【００５４】
本発明は、図面を参照して一例として記述され、更に有利な詳細は、図面の図から示唆され得る。同一の参照符号は、図全体にわたって、本発明による同一の部分を指している。
【００５５】
図面の説明を個々に示した。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による電子中空導体の概略斜視図である。
【図２】本発明による３本の電子中空導体を含むストランドの概略斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるコネクタの概略斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるコネクタの概略斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるコネクタの任意選択部分の概略斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるコネクタの別の任意選択部分の概略斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態によるコネクタの概略断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態によるコネクタの概略断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態によるコネクタの概略断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態によるコネクタの概略斜視図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態によるコネクタの概略断面図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態によるコネクタの概略断面図である。
【図１３】本発明の第８の実施形態によるコネクタの概略断面図である。
【図１４】本発明によるコネクタのハウジング挿入部の概略断面図である。
【図１５】本発明によるコネクタのハウジング挿入部の概略断面図である。
【図１６】本発明によるコネクタのハウジング挿入部の概略断面図である。
【図１７】本発明によるコネクタのハウジング挿入部の概略断面図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態による電磁機械の概略図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態による電磁機械のマグネットユニットの概略斜視図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態による電磁機械の伝導体ユニットの概略斜視図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態による電磁機械のマグネットユニットの概略斜視図である。
【図２２】本発明の第３の実施形態による電磁機械の伝導体ユニットの概略斜視図である。
【図２３】本発明による電磁機械の運転に関して時間分解測定された実際のパラメータを表示したグラフである。
【００５７】
図１に、本発明による電子中空導体１の概略斜視図を示した。電子中空導体１は、中空内部空間３を有する円形管状形状の基体２の形態をしている。基体２は、電気伝導性材料、すなわち銅合金からなる。更に基体２は、外径及び内径を有する。基体２は、基体２の外側円周面上で絶縁塗料製の電気絶縁層４によって被覆されている。内部空間３は、基体２の第１の開口端部と基体２の第２の開口端部とを液圧的及び空圧的に接続している。外径は、３ｍｍであり、内径は、２ｍｍである。したがって、外径の内径に対する比率は、ちょうど１．５：１である。基体の寸法形成に基づいて、電子中空導体１は、多大な利点を伴って、小型又は中型の電磁機械の電磁コイルの連続巻線のために適している。
【００５８】
図２に、本発明による３本の電子中空導体１を含むストランドの概略斜視図を示した。通常、ストランドは、３本から数百本の電子中空導体１を含む。図２に示した電子中空導体１は、絶縁塗料でできた層４を用いて互いに電気絶縁されている。それに対して別法として、層４を欠くことが可能であれば、その結果として、電子中空導体１は、基体２の外側円周面で電気伝導するように接触するであろう。
【００５９】
図３に、本発明によるコネクタ１０の概略斜視図を示した。コネクタ１０は、多数の本発明による電子中空導体１及び冷却剤導管の接続に使用される。図３に示したコネクタ１０は、電子的及び液圧的に統合するため、又は、多数の電子中空導体１を個別化するために、集合部品として形成されている。コネクタ１０は、中空内部空間１２を有する液密のハウジング１１を含む。ハウジング１１は、２つの部分から形成されているが、１つの部分又は多数の部分で形成してもよい。本発明をよりよく理解するために、ハウジング１１は、開けた状態で図示してある。更にコネクタ１０は、見やすさのために９個だけ示しているが、電子中空導体１の開口端部を収容するためにハウジング１１内に多数の中空導体開口部１３を含み、冷却剤導管の開口端部を収容するためにハウジング１１内に１個の冷却剤導管開口部１４を含む。内部空間１２は、中空導体開口部１３と冷却剤導管開口部１４とを液圧的及び空圧的に結合する。コネクタ１０は、電気伝導性接触部材１５及び電気絶縁性分離部材１６を備え、接触部材１５は、中空導体開口部１３と電気的に接続するように形成され、分離部材１６は、一方では接触部材１５と中空導体開口部１３との間に、他方では冷却剤導管開口部１４に、電気的に絶縁されて配置されている。図３に示したコネクタ１０では、接触部材１５は、ハウジング１１である。特に、２つの部分で構成されるハウジング１１の１つの部分は、多数の穿孔を有する接触板として形成され、接触板は、しだいに接触アイに変化するように形成されている。穿孔の範囲内で、穿孔を貫通している電子中空導体１はそこで接触板とはんだ付けされているため、接触板は、より厚く実施されている。分離部材１６は、ハウジング１１を貫通している電気絶縁スリーブとして形成され、電気絶縁スリーブの中空内部は、冷却剤導管開口部１４を備えている。電気絶縁スリーブは、特に、セラミックスリーブである。多数の電子中空導体１に電圧を加えるために、接触部材１５の接触アイは、単一の電子的供給点である。多数の電子中空導体１に冷却剤を供給するために、冷却剤導管開口部１４は、単一の液圧的供給点である。同様に、接触アイでの電流の取り出し又は冷却剤の流出に関して適用される。接触アイの内径は、約１０ｍｍである。冷却剤は、電気絶縁性流体、例えば、変圧器油、サーミノール（登録商標）、ガルデン（登録商標）、又は二酸化炭素である。
【００６０】
図４に、本発明の第２の実施形態によるコネクタ１０の概略斜視図を示した。コネクタ１０は、電子中空導体１が電磁コイルを形成する前又は形成した後に、電子中空導体１を冷却剤導管と接続する開始端部分又は終了端部分として、形成されている。コネクタ１０は、モジュール式に組み立てられ、任意のモジュール周りに拡張されている。ハウジング１１は、２つの部分から形成され、冷却剤導管開口部１４及び中空導体開口部１３を含む。任意選択的に、ハウジング１１の２つの部分は、電気絶縁性プレートを用いて、図４の分解図から分かるように分離されている。電気絶縁性プレートは、ハウジング１１の２つの部分の電気絶縁のための分離部材１６を備える。電気絶縁性プレートの膨らんだ周辺領域は、ハウジング１１の２つの部分の短絡をクランプ装置によって防止するために、コネクタ１０のモジュールの接続のためのクランプ装置を離すためのスペーサーとして使用され、モジュールを同一の向きにするためのガイドとして使用される。電気絶縁性プレートは、膨らんだ周辺領域を有してもよく、又は有しなくてもよい。内部空間１２は、図４に示されていない終板まで全ての構成部品を貫通する穿孔によって形成され、コネクタ１０の組み立て状態では覆うように互いに重なって配置されている。ハウジング１１の２つの部分は、互いに独立に、電気絶縁性材料又は電気伝導性材料からなり得る。十分に耐圧のハウジング１１を提供するために、好ましくは、ハウジング１１の２つの部分は、金属製である。冷却剤導管開口部１４及び中空導体開口部１３は、管状形状のインタフェースによって提供されており、インタフェースは、ハウジング１１の部分の形成部材又はハウジング１１の部分に分離した構成部品のいずれかである。
【００６１】
図５に、本発明の第２の実施形態によるコネクタ１０の任意選択部分の概略斜視図を示した。コネクタ１０は、モジュール式に形成されており、電子中空導体１を収容するための任意の多数の接触部材１５周り及び分離部材１６としての電気絶縁性プレート周りに拡張され得る。電気絶縁性プレートは、膨らんだ周辺領域を有してもよい。個々の接触部材１５は、例えば、電気絶縁性プレートを除くことによって、互いに短絡されていてもよいが、冷却剤導管開口部１４を電気的に中性に保つために、それぞれの接触部材１５と冷却剤導管開口部１４との間に、少なくとも１つの電気絶縁性プレートが配置されている。個々のモジュールの積層によって、内部空間１２は、組み立てられる。
【００６２】
一般的に、モジュール式コネクタ１０は、コネクタ１０の個々のモジュールを１つにまとめるために、好ましくは、クランプ装置を備える。クランプ装置は、中央に配置されたねじ又はねじ棒又は１つ若しくは２つ以上の外側に配置されたクランプを含む。
【００６３】
図６に、本発明の第２の実施形態によるコネクタ１０の任意選択部分の概略斜視図を示した。コネクタ１０のこの接触部材１５は、星形状に形成され、内部空間１２を対称的に囲む六角形配置で６個の中空導体開口部１３を含む。６個の中空導体開口部１３に対して別法として、コネクタ１０は、例えば、２、３、４、５、６、７、８、１０、又はそれ以上の任意の多数の中空導体開口部１３を備えてもよい。また中空導体開口部１３は、不規則に配置されていてもよい。
【００６４】
図７に、本発明の第３の実施形態によるコネクタ１０の概略斜視図を示した。コネクタ１０は、Ｔコネクタであり、金属製ハウジング１１を２個の中空導体開口部１３から電気的に分離する、２つの分離部材１６が装備されている。したがって、電子中空導体１及び冷却剤導管の両方は、互いに電気的に絶縁されている。分離部材１６は、電気絶縁スリーブ、特に、内側及び外側が金属被覆されているセラミックスリーブである。電子中空導体１を接続するための接触部材１５は、ある中空導体開口部１３から別の中空導体開口部１３に延びるであろう、ハウジング１１内にはめ込まれた伝導帯であるかもしれない。電子中空導体１を接続するための接触部材１５はまた、外側に配置された電気伝導性接続であるかもしれない。この任意選択的な実施は、図７に示していない。ハウジング１１は、金属から形成されるが、プラスチックからなることも可能であろう。内部空間１２内に再度提示した矢印は、冷却剤の流れ方向の例を示している。冷却剤は、冷却剤導管から冷却剤導管開口部１４を通って内部空間１２内を流れ、そこから中空導体開口部１３を通って電子中空導体１内に流れる。したがって、Ｔコネクタは、コイルの前の冷却剤循環の入口にある。流れの向きは、逆転することもできるであろう。するとＴコネクタは、コイルの後の冷却剤循環の出口に存在することになるであろう。
【００６５】
図８に、本発明の第４の実施形態によるコネクタ１０の概略斜視図を示した。コネクタ１０は、Ｔコネクタであり、接触部材１５は、金属製ハウジング１１によって形成され、分離部材１６は、ハウジング１１を貫通している電気絶縁性スリーブ、特にセラミックスリーブとして形成されている。冷却剤導管開口部１４は、セラミックスリーブの中空内部を通って備えられている。２個の中空導体開口部１３は、金属製ハウジング１１によって互いに電気伝導接続されている。内部空間１２内に再度提示した矢印は、冷却剤の流れ方向の例を示している。冷却剤は、冷却剤導管から冷却剤導管開口部１４を通って内部空間１２内を流れ、そこから中空導体開口部１３を通って電子中空導体１内に流れる。したがって、Ｔコネクタは、コイルの前の冷却剤循環の入口にある。流れの向きは、逆転することもできるであろう。するとＴコネクタは、コイルの後の冷却剤循環の出口に存在することになるであろう。
【００６６】
図９に、本発明の第５の実施形態によるコネクタ１０の概略斜視図を示した。コネクタ１０は、３本の電子中空導体１を統合又は個別化するための集合部品である（図１０も参照）。ハウジング１１は、２つの部分から形成され、電気伝導性材料からなり、接触部材１５を中空導体開口部１３間に形成するオス部分１７を含み、電気絶縁性材料からなり、分離部材１６を形成するメス部分１８を含み、メス部分の中に冷却剤導管開口部１４が成形されている。オス部分１７及びメス部分１８は、接続可能に形成され、シールリングは、オス部分１７及びメス部分１８によって形成される内部空間１２が液密であることをもたらす。任意選択的に、コネクタ１０は、ねじ接続又は差込接続を備える。別法の実施形態では、接触部材１５は、メスに形成され、分離部材１６は、オスに形成され、それによって、全ての中空導体開口部１３及び冷却剤導管開口部１４は、互いに電気絶縁されている。接触部材１５がメスかつ金属製の場合、接触部材の周辺は、オスの分離部材１６上に密に巻かれ得る、又は圧着され得る。更に別の実施形態では、オス部分１７及びメス部分１８は、電気絶縁性材料、例えば、セラミックからなる。またここで、全ての中空導体開口部１３及び冷却剤導管開口部１４は、互いに電気絶縁されている。
【００６７】
図１０に、本発明の第５の実施形態によるコネクタ１０の概略斜視図を示した。液密のハウジング１１を形成するために、コネクタ１０のオス部分１７及びメス部分１８は、組み立てられる。容易に分かるように、３個の中空導体開口部１３は、オス部分１７内にあり、冷却剤導管開口部１４は、メス部分１８内に示されている。
【００６８】
図１１に、本発明の第６の実施形態によるコネクタ１０の概略斜視図を示した。コネクタ１０は、Ｙコネクタである。ハウジング１１は、円形に形成され、電気絶縁性材料からなる。特に、ハウジング１１は、縦方向に、管状、球状、又はドーナツ状に成形されていてもよい。Ｙコネクタは、３個の中空導体開口部１３及び中央に配置された冷却剤導管開口部１４を含む。ハウジング１１は、分離部材１６を形成する。接触部材１５は、中空導体１と接触するための３つの接触プレート、及び接触プレートの接続のための図１１に図示していない接続ケーブルを含む。任意選択的に、接触プレートは、非電気伝導性に接続される。電子中空導体１の固定のために十分な接触面積を提供するために、中空導体開口部１３では、ハウジング１１は、厚く形成されている。それに加えて、電子中空導体１は、内部空間１２内に奥まで達し、ハウジング１１に沿って延びるように曲げられている。Ｙコネクタは、好ましくは、コイルの後の冷却剤循環の出口に配置され、冷却剤は、電子中空導体１から内部空間１２に流れる。電子中空導体１の曲げられた配置に基づいて、冷却剤導管内の冷却剤の特に効率的な排出を可能にする渦様の流れが、内部空間１２に生じる。内部空間１２内に奥まで達している電子中空導体１は、少なくとも部分的にプラスチックを用いて密封されていてもよく、電子中空導体１の自由端は、内部空間１２と液圧的又は空圧的に接続するために、好ましくは、上に曲げられている。
【００６９】
コネクタ１０の図１１に図示された実施形態の他に、他の全てのコネクタ１０もまた、面取りされた又は滑らかで、それによって角及び縁がない内部空間１２を含んでいてもよい。面取りされた形状は、角又は縁がある形状よりも耐圧性である。なぜなら面取りされた形状では、内部空間１２内の高い圧力に基づいて発生したノッチ応力が低減されるからである。図１２に、本発明の第７の実施形態によるコネクタ１０の概略斜視図を示した。コネクタ１０は、２つの部品で実施され、コネクタ１０のふたは、その内側に、ハウジング１１を一体化するときにふたのセンタリングに使用される、傾斜した基部を備える。冷却剤導管開口部１４は、図示していない。中空導体開口部１３はそれぞれ、ハウジング挿入部１９の中空内部を通して提供されている。ハウジング挿入部１９は、図示されていない電子中空導体１の深さ止めとして使用され、ハウジング挿入部が電気絶縁性材料からなる場合、分離部材１６であり得る。通常、ハウジング挿入部１９は、電気伝導性であり、ハウジング１１は、電気的に絶縁して形成され、その結果、ハウジング１１は、分離部材１６を形成する。したがって、２個の中空導体開口部１３は、互い電気絶縁されている。２個の中空導体開口部１３の間の電気伝導性接続は、例えば、図１６に示したように、二重のハウジング挿入部１９を用いて可能である。
【００７０】
図１３に、本発明の第８の実施形態によるコネクタ１０の概略斜視図を示した。コネクタ１０は、円形の横断面を有し、その横断面の外周に沿って６個の中空導体開口部１３が等距離に配置されている。中空導体開口部１３はそれぞれ、ハウジング挿入部１９の中空内部を通って提供されており、ハウジング挿入部１９は、深さ止めを備え、電気絶縁性材料からなり得る。通常、ハウジング挿入部１９は、電気伝導性であり、ハウジング１１は、電気的に絶縁して形成され、その結果、ハウジング１１は、分離部材１６を形成する。したがって、６個の中空導体開口部１３は、互いに電気絶縁されている。２個の中空導体開口部１３の間の電気伝導性接続は、例えば、図１６に示したように、二重のハウジング挿入部１９を用いて可能である。
【００７１】
図１４に、本発明によるコネクタ１０のハウジング挿入部１９の概略斜視図を示した。電気絶縁ハウジング１１と中空導体開口部１３内の電子中空導体１との間に、ハウジング挿入部１９は、スリーブの形状で配置されている。スリーブは、ハウジング１１内に押し込まれている又はその他の方法でハウジング１１と接続され、電子中空導体１用の深さ止めを備えず、その結果、電子中空導体は、ハウジング１１内に深く移動され得る。電子中空導体１は、スリーブとはんだ付けされている（濃い領域を参照）。はんだ接合は、電気伝導性接続である。
【００７２】
図１５に、本発明によるコネクタ１０のハウジング挿入部１９の概略斜視図を示した。コネクタ１０の中空導体開口部１３は、電気絶縁性ハウジング１１を貫通しているハウジング挿入部１９の中空内部を通って形成されている。電子中空導体１は、濃く示されたはんだ接合により概略を示したように、ハウジング挿入部１９とはんだ付けされている。はんだ接合は、電気伝導性接続である。ハウジング１１内への予期せぬ熱放散による低品質のはんだ接合を回避するために、ハウジング挿入部１９は、明らかにハウジング１１を越えて突出し、それによってはんだ接合は、ハウジング１１から十分遠くに離れている。それに加えて、ハウジング挿入部１９は、良好な品質のはんだ付けのために電子中空導体１の最適な位置決めを可能にする深さ止めを備える。
【００７３】
図１６に、本発明によるコネクタ１０のハウジング挿入部１３の概略斜視図を示した。ハウジング挿入部１９は、２個の中空導体開口部１３を提供し、電気伝導性材料からなり、その結果、ハウジング挿入部１９は、２本の電子中空導体１の間の接触部材１５として作用する。この種類のハウジング挿入部１９は、大電流の使用に特に適している。ハウジング挿入部１９は、硬化によって、分離部材１６を形成する電気絶縁性ハウジング１１と接続されている。電子中空導体１は、直径縮小となるまでハウジング挿入部１９内に埋まり、ハウジング挿入部１９と溶接されており（濃い領域を参照）、はんだ付けもまた可能であろう。直径縮小は、深さ止めとして利用される。
【００７４】
図１７に、本発明によるコネクタ１０のハウジング挿入部１９の概略斜視図を示した。深さ止めを提供するハウジング挿入部１９は、分離部材１６を形成する電気絶縁性ハウジング１１内に硬化されている。
【００７５】
特定の実施形態にかかわらず、ハウジング挿入部１９は、ハウジング１１と以下の接続技術を用いて接続され得る：軟質はんだ、硬質はんだ、超音波溶接、プレス、メスねじへのねじ込み、圧縮リングを用いたねじ込み、ナットを用いたねじ止め、リベット、接着、注入、ガラスとの溶融、焼結、又は硬化。ねじ接続は、破壊せずに外すことができ、電子中空導体１の交換を可能にする。更に、接続を長期にわたって振動耐性及び液密とするために、ねじ接続は、接着剤接続又はエナメル接続と組み合わせてもよい。任意選択的に、シーリングワッシャを使用してもよい。
【００７６】
同様に、特定の実施形態にかかわらず、ハウジング挿入部１９は、以下の材料からなってもよい：真鍮、鉄、銅、銀、金、アルミニウム、又は前述の材料のいずれか１つの合金。
【００７７】
図１８に、本発明の第１の実施形態による電磁機械２０の概略図を示した。電磁機械２０は、マグネットユニット２１及びマグネットユニット２１と電磁相互作用の状態にある伝導体ユニット２２を含み、伝導体ユニット２２は、３つの電気伝導体、すなわち、第１の相２４、第２の相２５、及び第３の相２６を備える。３つの相２４、２５、及び２６は、星型結線又はデルタ結線に接続されている。見やすくするためにマグネットユニット２１は、図１８に図示していない。それぞれの相２４、２５、及び２６は、本発明による電子中空導体１である。電磁機械２０は、３つの相を有する三相交流同期機であり、相２４、２５、及び２６は、伝導体ユニット２２を形成する。相２４、２５、及び２６は、電磁機械２０のロータの６個のアンカーヘッド２７上に分離して巻線されている。更に電磁機械２０は、冷却ユニットを含み、冷却ユニットは、ポンプ２８及び電子中空導体１を含む。ポンプ２８は、電子中空導体１に通して冷却剤を送出する。これに加えて、循環後に温められた冷却剤を電子中空導体１に新たに供給する前に冷却し、それによって熱を周辺又は更に先の冷却装置に放出するために、熱交換器２９は、備えられている。ポンプ２８及び熱交換器２９は、本発明によるコネクタ１０を用いて電子中空導体１と接続されている。同期機の他に、非同期機もまた本発明に含まれ、それぞれの機械形式は、１個又は２個以上の永久磁石又は電磁石によって励磁され得る。
【００７８】
図１９に、本発明の第２の実施形態による電磁機械２０のマグネットユニット２１の概略斜視図を示した。マグネットユニット２１は、外部中空シリンダ及び外部中空シリンダ内に配置された内部中空シリンダとして形成されている。外部中空シリンダと内部中空シリンダとの間に、間隙は、伝導体ユニット２２を収容するために配置されている。中間域３０は、回転軸に対して平行に配置されている。図１９に示したマグネットユニット２２は、二重ロータとして形成されており、中空シリンダごとに１２個の磁石を備える。
【００７９】
図２０は、本発明の第２の実施形態による電磁機械２０の伝導体ユニット２２の概略斜視図である。伝導体ユニット２２は、中空シリンダとして形成されている。この中空シリンダは、電子中空導体１用のキャリアとして使用される。誘導活性セグメント３１は、回転軸に対して平行に配置され、誘導不活性セグメント３２は、垂直に配置されている。誘導活性セグメント３１の誘導不活性セグメント３２に対する長さの比は、８：１である。
【００８０】
図２１は、本発明の第３の実施形態による電磁機械２０のマグネットユニット２１の部分の概略斜視図である。第３の実施形態は、回転軸に対して横断する配置である。マグネットユニット２１は、第１のディスク及び第１のディスクと並んで配置された第２のディスクとして形成され、第２のディスクは、図２１に図示されていない。ディスクは、同一に形成されるが、互いに対向する表側を有して回転軸上に配置され、その結果、第１のディスクのＮ極Ｎに対向して第２のディスクのＳ極Ｓがあり、その逆もまた同様である。第１のディスクと第２のディスクとの間に、間隙は、伝導体ユニット２２を収容するために配置されている。中間域３０は、回転軸に対して放射状に配置されている。図２１に示したマグネットユニット２１は、二重ロータとして形成され、ディスクごとに１２個の磁石を備える。
【００８１】
図２２に、本発明の第３の実施形態による電磁機械２０の伝導体ユニット２２の概略斜視図を示した。伝導体ユニット２２は、１枚のディスクとして形成されている。このディスクは、電子中空導体１用のキャリアとして利用される。誘導活性セグメント３１は、回転軸に対して放射状に配置され、誘導不活性セグメント３２は、垂直に配置されている。誘導活性セグメント３１の誘導不活性セグメント３２に対する長さの比は、３：１である。
【００８２】
図２３に、本発明による電磁機械２０の運転に関して時間分解測定された実際のパラメータを表示したグラフを示した。以下のパラメータは、水平の時間軸上にプロットされている。 電磁機械２０の電子中空導体１内の電流密度４０、電磁中空導体１に通して冷却剤を送出するためのポンプ２８の圧力４１、電子中空導体１を貫流した後の流れでの冷却剤温度４２、及び電子中空導体１の表面での伝導体温度４３。第１の時点４４のときに、電磁機械２０は、始動され、ポンプ２８は、まだスイッチが切られたままである。第１の時点４４と第２の時点４５との間で、伝導体温度４３は、大幅に上昇し、そして流れている電流は、能動的に冷却されていない電子中空導体１を加温し、その結果、熱排出は、不十分である。第２の時点４５のときに、電磁機械２０は、更に運転し続け、ポンプ２８は、スイッチが入れられる。このことは、圧力４１の急激な上昇をもたらす。第２の時点４５と第３の時点４６との間で、冷却剤温度４２は、上昇している。それに対して、伝導体温度４３は、速やかに低下し、そして熱排出は、このとき冷却剤を用いて能動的かつ十分に実現される。第３の時点４６までに、電磁機械２０の運転に関して平衡状態に到達し、この平衡状態は、連続運転に適している。平衡状態における重要パラメータは、以下の通りである：電流密度４０は、３６Ａ／ｍｍ２、冷却剤温度４２は、５３℃、及び伝導体温度４３は、３６℃である。
【００８３】
参照符号
１    電子中空導体
２    基体
３    内部空間
４    層
１０  コネクタ
１１  ハウジング
１２  内部空間
１３  中空導体開口部
１４  冷却剤導管開口部
１５  接触部材
１６  分離部材
１７  オス部分
１８  メス部分
１９  ハウジング挿入部
２０  電磁機械
２１  マグネットユニット
２２  伝導体ユニット
２４  第１の相
２５  第２の相
２６  第３の相
２７  アンカーヘッド
２８  ポンプ
２９  熱交換器
３０  中間域
３１  誘導活性セグメント
３２  誘導不活性セグメント
４０  電流密度
４１  圧力
４２  冷却剤温度
４３  伝導体温度
４４  第１の時点
４５  第２の時点
４６  第３の時点
Ｎ    Ｎ極
Ｓ    Ｓ極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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