KR100635171B1 - 초전도 동기화 기구 필드 권선 보호장치 및 그 제공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동기 및 발전기를 포함하는 전기 기구에 관한 것으로, 과전압으로 인한 잠재적 손상으로부터 초전도 권선을 보호하고, 코일절연체의 두께를 감소시켜서 초전도체를 위한 부가적 공간을 제공하기 위하여 노드에서 전기적으로 연결되는 한쌍의 초전도 권선영역과; 상기 노드 및 전기 접지점 사이에 연결되며, 상기 초전도 권선 횡단 전압이 소정의 문턱전압을 초과하는 경우 전류가 전기적 접지점으로 흐르도록 형성되는 바이패스 회로를 포함한다.

초전도 권선, 바이패스 회로, 고전압 방지, 초전도체

Description

초전도 동기화 기구 필드 권선 보호장치 및 그 제공방법{SUPERCONDUCTING SYNCHRONOUS MACHINE FIELD WINDING PROTECTION}

본 발명은 전동기 및 발전기를 포함하는 전기 기구에 관한 것이다.

작동 중에, 교류(ac)는 회전 자기 필드(magnetic field)을 발생하는 전동기의 계자 코일에 적용된다. 상기 회전 필드는 상기 로터(rotor)와 스테이터(stator) 사이에서 토크를 발생시켜 상기 로터를 회전시키도록 사용된다. 계자(AC) 코일이 상기 스테이터상에 위치하는 일실시예에 있어서, 상기 회전 필드는 공간상에서 회전하고 상기 로터를 당긴다. 회전 필드가 고정 주파수 AC 전원에 의하여 발생하는 경우, 상기 로터는 고정스피드(RPM 단위)에서 회전한다.

회전 필드는 로터 또는 스테이터인 이동가능 부재를 상이한 방법으로 당기거나 "끌(drag)" 있다. 하나의 접근법에 있어서, 당김 부재는 영구 자석 또는 직류(DC)에 의해 충전되는 전자기석이다. 모터들은 그들의 회전 필드상의 극의 두 개의 형태, 남극 및 북극, 을 가진 상태로 감겨진다. 영구자석 또는 전자석과 스테이터 전류에 기인한 회전 필드는 북극에서 남극으로 모두 고정되고 모두 회전한다.

다른 접근방법에서, 인덕터 모터의 드래그 부재(dragged member)는 회전 필드가 발생되는 스테이터가 전류를 발생하는 경우의 로터 권선이다. 이 전류는 회전 필드와 작용하여 토크를 생산한다. 전류를 발생시키기 위해서, 모터의 로터 코일은 회전 필드보다 천천히 회전하여야만 한다.;상기 속력에서의 차이는 "슬립(slip)"이라 불리운다. 슬립은 상기 스테이터에 의하여 발생된 회전 자기장을 이동회전하는 것을 유지시키는 것에 대한 상기 로터의 무력을 나타낸다.

교류 동기 모터의 당김 드래그 부재는 영구자석 또는 전자석 중의 하나를 구비하는 그 로터이다. 로터는 교대로 선주파수와 동기화되는 회전 자기장에 고정되어 상기 모터회전은 교류 선주파수와 동기화 된다. 두 극을 갖는 동기 모터들은 일반적으로 60㎐, 3600Rpm에서 작동한다. 저속 모터들은 0°(N),90°(S), 180°(N), 270°(S)에서 네 극을 갖는다. 그 모터들은 60 ㎐, 1800RPM에서 동기화 된다.

동기 모터와 인덕션 모터의 주 상이점은 동기 모터의 로터가 스테이터 전류에 의해 발생한 회전 자기장과 같은 유사한 속도에서 움직인다는 것이다. 이는 상기 로터의 자기장이 필드 코일 또는 영구자석에 의하여 발생하기 때문이다. 상기 로터는 영구자석 또는 다른 자기장에 접하는 경우 임의의 위치로 고정되도록 하는 직류 유효 전류를 구비한다. 그래서, 상기 모터가 동기화 속도에서 작동하는 경우, 부하 변화의 관계에 따른 슬립 및 속도 변화가 존재하지 않는다.

그러나, 동기 모터에 있어서, 슬립은 적어도 두 개의 상황에서 발생할 수 있다. 일 경우, 만일 상기 모터상의 부하가 너무 높다면, 상기 로터는 동기화에 실패할 수 있다. 다른 경우, 슬립은 상기 모터가 동기 스피드에 이르렀을 때 발생한다. 시작하는 동안 슬립의 문제에 접근하는 하나의 방법은 동기화 스피드에 도달할 때까지 상기 모터의 속도를 제어하는 적절한 속도 드라이브(ASD)를 사용하는 것이다. 그러나, 약간의 적용에서 상기 ASD의 비용은 상기 모터 자신의 비용을 넘어선다. 그래서 ASD의 이용은 비용 제한적이다.

"슬립"의 문제는 특히 권선 또는 코일이 초전도 물질에 감겨지는 경우에 문제된다. 극이 슬립하는 경우 플럭스(flux)는 초전도 코일을 통하여 변환한다. 고전압은 매우 짧은 시간동안 상기 코일을 통하여 발생한다. 소수의 회전수를 갖는 대부분의 전통적인 권선들은 단기간의 전압의 급격한 전압의 증가를 견딜 수 있다. 그러나, 초전도 물질을 이용한 권선 코일은 다수의 회전수를 요구한다. 왜냐하면 코일을 형성하도록 사용되는 선(또는 테이프)의 작동 전류는 비교적 낮기 때문이다. 이 경우, 짧은 시간동안 일지라도 고전압은 초전도 권선에 나쁜 영향을 준다. 예를 들어, 고전압은 초전도 선코일을 감싸는 절연층에 손상을 줄 수 있고 상기 코일 내부에 단락 회로를 발생시킬 수 있다.

본 발명의 일반적인 측면에서, 초전도 권선은 노드(node)에서 전기적으로 연결된 한쌍의 초전도 권선 영역 및 상기 노드와 접지점 사이에 연결된 바이패스 회로(bypass circuit)를 포함한다. 상기 바이패스 회로는 초전도 권선 횡단 전압이 소정의 문턱전압을 초과하는 경우 전류를 흐르도록 한다.

본 발명의 다른 측면에서, 초전도 코일을 제공하는 방법은 노드에서 한 쌍의 초전도 권선 영역을 전기적으로 연결하고 초전도 권선 횡단 전압이 소정의 문턱 전압을 초과하는 경우 전류가 흐르도록 상기 노드 및 전기 접지사이의 바이패스 회로를 연결하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 로터 조합체는 지지부재 및 하기 초전도 권선을 포함한다.

본 발명의 이런 관점의 실시예는 다음 특성 중 하나 이상을 포함한다.

상기 바이패스 회로는 개위치 및 폐위치를 갖는 스위칭 기구(예를 들어, 제너 다이오드(zener diode), 바리스터(varistor), 스파크 갭 디바이스(spark gap device))를 포함한다. 상기 스위치는 폐위치에서 상기 초전도 권선 횡단 전압이 소정의 문턱 전압을 초과하는 경우에 전류가 흐르도록 한다. 상기 바이패스 회로는 바이패스 회로를 통하여 흐르는 전원을 분산하는 저항 요소를 포함한다. 상기 바이패스 회로는 극저온으로 냉각된다. 각 초전도 권선 영역은 고온의 초전도체를 포함하고 평형코일로서 형성된다.

다른 효과에서, 상기 바이패스 회로는 과전압으로 인한 잠재적 손상으로부터 초전도 권선을 보호한다. 상기 바이패스 회로는 코일절연체의 두께를 감소시켜서 초전도체를 위한 부가적 공간을 제공한다. 상기 바이패스 회로는 또한 저비용이고 단순하며 일반적으로 신뢰할 수 있는 초전도 권선에 대한 보호 구조를 제공한다.

본 발명의 하나이상의 실시예의 상세설명은 첨부한 도면 및 아래의 상세한 설명에서 기재될 것이다. 본 발명의 다른 특성, 목적 및 효과는 상세한 설명 및 도면, 그리고 청구항에 의하여 명확해 질 것이다.

도면의 설명

도 1은 동기 모터의 부분의 종 단면도이다.

도 2는 트랙형상의 도 4의 초전도 코일의 비대칭적, 부분적으로 자른 단면도이다.

도 3은 계자 권선 및 극들 사이의 관계를 도시하는 도 1의 모터의 개략도이다.

도 4는 도 2의 동기 모터의 일부 확대도이다.

도 5는 도 1의 동기모터를 이용하는 보호 회로 및 초전도 코일의 개략도이다.

도 6은 평형 코일 및 보호회로를 구비하는 초전도 코일 조합체의 개략도이다.

도 7은 보호 회로 및 초전도 코일 권선층의 개략도이다.

다양한 도면에서 유사한 참조부호는 유사한 요소를 표현한다.

도 1을 참조하면, 초전도 동기 모터(1)는 크라이 오스탯(cryostat)에 의하여 둘러싸인 4극 토폴로지 및 외부 전자기 쉴드(outer electromagnetic shield)(14)를 구비하는 로터 조합체(5)를 포함한다. 양 구성요소는 모두 진공층(16)에 의하여 로터 조합체(5)의 냉각 로터 영역(10)으로부터 방사형으로 위치된다. 이 경우 철로 형성된 3상 스테이터 권선(2) 및 층류 쉴드(4)는 교대로 전자기 쉴드를 둘러싼다. 다른 실시예에서, 철 플럭스 쉴드(4)는 비자성 물질(예를 들어, 구리 또는 알루미늄)로 제조된 고체의 철 쉴드로 재배치될수 있다. 전자기 쉴드(14)는 바람직하게 비 자성 물체(예를 들어, 구리, 알루미늄, 금속,등)로부터 제조된다.

냉각 로터 영역(10)은 고강도 및 연성 물질(예, 알루미늄)로 제조된 냉각 지지부재(20)를 포함한다. 냉각지지 부재(20)는 4개의 스탭형 형상(24)의 외부 표면(22)을 구비하는 외부 실린더형 부재(20b)에 의하여 둘러싸인 내부 실린더형 부재(20a)로서 도시된다. 각 스탭 형상(24)은 4개의 초전도 권선 조합체(30)(단지 하나만 도시),모터의 극과 연계된 각 권선 조합체, 중 하나를 지지한다. 특히, 상기 초전도 권선 조합체의 제 1 직경방향 반대쪽 쌍의 각각은 제 1 축(26)에 대하여 감겨진다. 상기 권선 조합의 제 2 직경 방향의 반대쪽 쌍의 각각은 제 2 축(27)에 대하여 감기고, 축(26)으로 횡단한다. 상기 권선 조합체들은 모두 전기적으로 연결되고 축(26, 27)을 따라 형성된 계단 형상(24)에서 지지부재의 외부 테두리를 따라서 지지된다. 이하에서 더 상세히 설명되는 것과 같이, 각 초전도 권선 조합체(30)는 예를 들어 극-슬립(pole-slipping)의 경우 고전압 스트레스로부터 권선을 보호하는 바이패스회로(도 5)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 각 초전도 권선 조합체(30)는 코일지지 구조(34)에 위치하는 트랙 더블 평형 코일(32)을 포함한다. 각 더블 평형 코일은 평행하게 감겨진 코-와운드 전도체(co-wound conductor) 및 다른 것 위의 하나를 포함한다. 상기 더블 평형코일들은 서로의 상부면에 동축으로 적층된다. 이 실시예에서는, 상기 전도체는 보편적으로 BSCCO2233으로 디자인되는 Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃Ox와 같은 고온 구리 산화 세라믹 초전도 물질이다. 이곳에서 도시한 바와 같이, 하나이상의 더블 평형 코일(32)은 초전도 테이프의 유사한 연속 길이로 감기는 한 쌍의 두 코일인 상기 더블 평형의 그 조합된 평형 코일보다 작은 직경을 가지는 평형 코일을 포함한다. 미국 특허 5,581,220호는 이런 방법으로 코일을 감는 한가지의 접근 방법을 설명한다.

도 3을 참조하면, 동기화 모터의 개략적인 표현이 3상 스테이터 권선(2)에 의하여 둘러싸인 냉각 로터 영역(10a)과 같이 도시된다. 냉각 로터 영역(10)은 4극, 철극기 및 크로스텟(12)로서 개략적으로 도시되고, 전자기 쉴드(14) 및 철 플럭스 쉴드(4)는 상기 기계의 작동의 이해를 용이하게 하는 이 형상으로부터 제거된다. 한 기구의 극의 총수는 발생하는 자기장 형태의 환경에 의하여 정의된다. 왜냐하면 동기모터(1)은 네개의 극 토폴로지를 구비한다고 말하여지기 때문에, 스테이터 권선(2)은 3상 권선(A,B,C)의 4개 세트를 포함한다. 회전 자기장을 형성하기 위하여, 극(N&S)들의 각각은 3상 권선의 완전한 세트를 요구한다. 두 극 기구는 3상 권선의 하나의 세트를 요구하고, 각 상 권선은 근접 권선으로부터 120도 변화되어 형성된다. 상기 토크는 계자 권선 전류를 가진 초전도 코일의 인터액션에 의하여 발생한다. 작동 중에, 상기 극들 및 회전 자기장의 속도는 모두 계자 자석 플럭스 와 함께 약간 잘못 정열된 냉각 로터 영역의 각 극에 일반적으로 고정된다. (예를 들어, 60Hz 전원 공급으로 작동되는 4극 기구는 1800rpm)

도 4를 참조하면, 로터극 및 자기 플럭스 사이의 작은 오 정열은 로터필드 및 계자 필드 사이의 로드 앵글(load angle)(δ)로서 표시된다. 로드 앵글(δ)은 스테이터 권선 필드의 중앙선(54) 및 로터 극(56)의 중앙선의 사이의 지상(phase leg)을 표현한다. 이 로드 앵글은 필수적으로 스테이터 권선(2)에 비하여 상기 로터 조합체(5)를 당긴다.

도 3을 다시 참조하면, 상기 로드 앵글이 90도를 초과하는 경우, 로터 극 및 회전 자기 필드 사이의 결합은 깨어지고, 상기 로터 극은 슬립하여 더 이상 자기 필드와 동기화 되지 않는다. 로터 극이 슬립하는 경우, 특별한 극성(예를 들어 북극)을 구비하는 상기 극은 반대 극성(예를 들어 남극)의 극과 인터페이스되고 자기 플럭스는 그 극과 연결된 초전도 권선(30)을 통하여 변화한다. 플럭스의 변화는 고전압이 초전도 권선(30)을 횡단하며 발생하도록 한다. 일반적으로, 초전도 권선은 매우 짧은 시간일지라도 그러한 고전압을 만나도록 설계되지 않는다. 그러한 고전압에 초전도 권선을 놓는 것은 아크를 발생하게 하고, 본질적으로 상기 권선의 각각의 회전을 감싸는 절연층을 손상시킨다. 상기 절연층이 손상되는 경우 초전도 권선(30)은 전기적으로 단락되고 권선을 손상시킬 수 있다. 초전도 권선을 둘러싸는 전기의 절연층의 두께를 증가시키는 것은 컨덕터에 의하여 사용될 수 있는 유용한 공간을 소비하고 또한 권선의 냉각을 어렵게 만든다.

도 5를 참조하면, 초전도 권선의 절연층에 대한 본질적인 손상 및 과전압을 피하기 위하여, 각 초전도 권선은 전기적으로 권선 영역 30a, 30b , 30c, ??.30n으로 분할된다. 각 권선 영역은 노드(61)의 근접 권선영역으로 연결된다. 각 초전도 권선(30)은 또한 제너 다이오드(zener diode)와 연합 노드(61) 및 접지(66)를 연결한 저항(64)을 구비하는 바이패스 회로(60)를 포함한다. 조화된 환경을 유지하기 위하여, 제너 다이오드 및 저항의 타입 및 수치는 일반적으로 동일하게 선택된다. 동기 모터(1)가 정상상태로 작동하고, 제너다이오드가 전도되지 않고 전기 접지로의 평행한 경로에 따른 손실이 발생하지 않는 경우 코일 30a, 30b, 30c, 30d에서 전압을 발생하지 않는다. 그러나, 극 슬립이 일어나는 동안, 상기 전압은 문턱 전압(예를 들어, 1kV)을 초과하여 제너 다이오드(62)가 전도되어 전류가 바이패스 회로를 통하여 접지로 전환되고 상기 문턱전압에서 권선을 횡단하는 전압을 클램프 한다. 저항(64)은 전형적으로 평행 경로를 통하여 흐르는 전류를 제한하고 과전압 상태동안 상기 권선을 통한 전류흐름의 수준을 유지하도록 선택되는 수치를 갖는 금속저항이다. 예를 들어, 과전압이 발생하는 동안, 높은 것(예를 들어 200A)으로서 고전류 레벨이 발생할 수 있다. 이 특별 예에서, 저항(64)의 수치는 상기 코일내의 전류가 그 비율 수치에 제한되도록 설정된다. 과전압 발생동안 상기 권선을 통하여 코일의 정격 수치 내에서 전류의 레벨을 유지하는 것은 상기 권선이 정상적인 작동상태를 유지하도록 한다. 일단 상기 모터가 동기 속도에 도달하면, 초전도 권선을 횡단하는 전압은 제로, 제너의 문턱전압으로 감소하여 전류가 권선을 통하여 거의 모두 통과하도록 한다.

도 1, 2, 및 6을 참조하면, 초전도 권선 조합체(30)는 더블 평형 코일(32)( 예를 들어 도 2 참조)을 포함한다. 상기한 바와 같이, 평형코일(싱글 및 더블 평형 코일)을 형성하기 위하여, 상기 컨덕터는 내부 직경으로부터 외부직경으로 (또는 반대로) 그 자신이 감기운다. 각 평형코일은 하나 위에 하나씩 쌓이게 되고 일반적으로 코일 조합체의 외부주위를 따른 평형코일 대 평형코일 연결부에서 전기적으로 연결된다.(예를 들어, 납땜결합으로), 본 실시예에서는 바이패스회로 및 각 평형코일사이의 측면 연결은 평형 코일 대 평형코일의 연결부(67)에서의 납땜 연결부를 통하여 만들어진다.

도 7을 참조하면, 다른 실시예에서, 초전도 권선 조합체(80)는 레이어-와운드(layer-wound)이다. 평형코일과 달리, 레이어-와운드 코일은 한방향으로 코일의 축을 따라 감기고 반대 방향으로 권선의 제 1층위에 다시 감는다. 본 실시예에서는, 바이패스 회로와 레이어-와운드 코일의 영역(80a, 80b, 80c) 사이의 측면 결합(82)은 코일 조합체의 측면 또는 종단에서 절연체를 통하여 형성된다.

본 발명의 많은 실시예는 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 다양한 변경이 본발명의 관점 및 사상에서 벗어나지 않고 행하여 질 수 있다는 것은 이해될 것이다. 상기 실시예에서, 제너 다이오드는 스위칭 도구로서 사용되어 권선으로부터의 전류의 흐름을 제어한다. 금속 산화 바리스터 또는 스파크 갭 기구를 포함한 다른 스위칭 도구들도 또한 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 초전도 권선(30)은 회전기계의 크기 및 특별한 적용에 따라 비교적 작거나 큰 영역으로 나누어질 수 있다. 예를 들어, 100MW 두-극 동기화 기구에 대하여, 상기 초전도 권선은 150영역으로 나누어 질 수 있다.

어떠한 실시예에서는, 전류 리드가 상기 모터의 환경을 냉각에서 따뜻하게 만드는 천이의 필요성을 제거하여 상기 제너 다이오드 및 저항들은 극저온으로 냉각된다. 또한, 도 1 과 연결하여 상기 논의되었던 실시예에서, 상기 냉각 지지 부재는 내부 실린더 부재(20a) 및 주위 외부 실린더 부재(20b)의 형태이다. 그러나, 각 실시예에서는, 냉각 유지 부재(20)는 싱글 인테그럴 유닛이다.

따라서, 다른 실시예들은 다음 청구항의 범위 내에 있다.

본 발명에 따르면, 바이패스 회로를 채택하여 과전압으로 인한 잠재적 손상으로부터 초전도 권선을 보호하고, 코일절연체의 두께를 감소시켜서 초전도체를 위한 부가적 공간을 제공한다. 또한, 상기 바이패스 회로는 또한 저비용이고 단순하며 일반적으로 신뢰할 수 있는 초전도 권선에 대한 보호 구조를 제공한다.

Claims (30)

1. 노드에서 전기적으로 연결되는 한쌍의 초전도 권선영역과;

   상기 노드 및 전기 접지점 사이에 연결되며, 상기 초전도 권선 횡단 전압이 소정의 문턱전압을 초과하는 경우 전류가 전기적 접지점으로 흐르도록 형성되는 바이패스 회로를 포함하는 초전도 권선.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이패스 회로는 개위치 및 폐위치를 가지는 스위칭 도구를 포함하고, 폐위치의 스위치는 초전도 권선 횡단 전압이 소정의 문턱전압을 초과하는 경우 전류를 흐르게 하는 초전도 권선.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스위칭 도구는 제너 다이오드를 포함하는 초전도 권선.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 스위칭 도구는 바리스터를 포함하는 초전도 권선.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 스위칭 도구는 스파크 갭 도구를 포함하는 초전도 권선.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이패스 회로는 상기 바이패스 회로를 통하여 흐르는 전원을 분산시키는 저항 소자를 포함하는 초전도 권선.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이패스 회로는 극저온 냉각되는 초전도 권선.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 초전도 권선영역은 고온 초전도체를 포함하는 초전도 권선.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 초전도 권선은 평형코일인 초전도 권선
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 각 초전도 권선은 레이어-와운드 코일인 초전도 권선.
11. 노드에서 한쌍의 초전도 권선 영역을 전기적으로 연결하는 단계와;

    상기 노드 및 전기 접지면 사이에 바이패스 회로를 연결하여 초전도 권선 횡단 전압이 소정의 문턱 전압을 초과하는 경우 전류를 흐르도록 하는 단계를 포함하는 초전도 코일을 제공하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 바이패스 회로는 개위치 및 폐위치를 가지는 스위칭 도구를 포함하고, 상기 초전도 코일의 제공방법은 상기 스위칭 도구를 폐위치로 두어 초전도 권선 횡단 전압이 소정의 문턱 전압을 초과하는 경우 전류를 흐르게 하는 단계를 포함하는 초전도 코일을 제공하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 스위칭 도구는 제너 다이오드를 포함하는 초전도 코일을 제공하는 방 법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 스위칭 도구는 바리스터를 포함하는 초전도 코일을 제공하는 방법.
15. 제 12 항에 있어서,

    상기 스위칭 도구는 스파크 갭 기구를 포함하는 초전도 코일을 제공하는 방법.
16. 제 11 항에 있어서,

    상기 바이패스 회로는 상기 바이패스 회로를 통하여 흐르는 전원을 분산시키는 저항 소자를 포함하는 초전도 코일을 제공하는 방법.
17. 제 11 항에 있어서,

    상기 바이패스 회로를 극 저온 냉각하는 단계를 더 포함하는 초전도 코일을 제공하는 방법.
18. 제 11 항에 있어서,

    상기 각 초전도 권선영역을 고온 초전도체로 형성하는 단계를 더 포함하는 초전도 코일을 제공하는 방법.
19. 제 11 항에 있어서,

    상기 각 초전도 권선을 평형코일로 형성하는 단계를 더 포함하는 초전도 코일을 제공하는 방법.
20. 제 11 항에 있어서,

    상기 각 초전도 권선을 레이어-와운드 코일로 형성하는 단계를 더 포함하는 초전도 코일을 제공하는 방법.
21. 지지부재와;

    노드에서 전기적으로 연결된 한쌍의 초전도 권선 영역과, 상기 노드 및 전기 접지점사이에 연결되며 초전도 권선 횡단 전압이 소정의 문턱 전압을 초과하는 경우 전류를 흐르도록 형성되는 바이패스 회로를 포함하는 초전도 권선을;

    포함하는 로터 조합체.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 바이패스 회로는 개위치 및 폐위치를 가지는 스위칭 기구를 포함하며, 폐위치의 상기 스위치는 초전도 권선 횡단 전압이 소정의 문턱전압을 초과하는 경우 전류를 흐르게 하는 로터 조합체.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 스위칭 기구는 제너 다이오드를 포함하는 로터 조합체.
24. 제 22 항에 있어서,

    상기 스위칭 기구는 바리스터를 포함하는 로터 조합체.
25. 제 22 항에 있어서,

    상기 스위칭 기구는 스파크 갭 기구를 포함하는 로터 조합체.
26. 제 21 항에 있어서,

    상기 바이패스 회로는 상기 바이패스 회로를 통과하여 흐르는 전원을 분산시키는 저항 소자를 포함하는 로터 조합체.
27. 제 21 항에 있어서,

    상기 바이패스 회로는 극 저온으로 냉각되는 로터 조합체.
28. 제 21 항에 있어서,

    상기 각 초전도 권선 영역은 고온 초전도체를 포함하는 로터 조합체.
29. 제 21 항에 있어서,

    상기 각 초전도 권선은 평형 코일인 로터 조합체.
30. 제 21 항에 있어서,

    각 초전도 권선은 레이어-와운드 코일인 로터 조합체.

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