CN104871408B - 旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明的旋转电机中，形成于转子线圈(22)的通风流路(22a)沿转子线圈(22)的宽度方向(D)形成为两列，并在长边方向(E)上隔开间隔以相同形状形成在多个位置，并且形成为分别成立如下关系，即：在将通风流路(22a)的长边方向(E)的宽度尺寸设为(W1)、从通风流路(22a)的一端直到相邻的其他通风流路(22a)的一端位置的宽度尺寸设为(W2)时，成立0.3≤W1/W2≤0.7···(式1)，在将转子线圈(22)的宽度尺寸设为(W3)、通风流路(22a)的宽度尺寸设为(W4)时，成立0.025≤W4/W3≤0.08···(式2)。

Description

旋转电机
技术领域
本发明涉及能够充分发挥冷却效果的旋转电机。
背景技术
以往的旋转电机具备转子绕组，该转子绕组收纳在设置于转子铁芯的多个槽中，具有利用板状的导体隔着绝缘物层叠多段而成的绕组导体，在多个导体和多个绝缘物中分别穿通设有多个贯通孔，该多个贯通孔用于形成使冷却气体边向转子铁芯的径向流动边向转子铁芯的轴向流动的多个通风路径，在该旋转电机中，在导体的宽度方向上将多个贯通孔分别构成多个列，在将导体的宽度尺寸设为WC，并将构成为多个列的贯通孔或通风路径的导体在宽度方向上的宽度尺寸的总和设为WH时，
对构成为多个列的贯通孔或通风路径的通风面积进行设定，以使得0.2≤WH/WC≤0.7的关系成立(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2000－139050号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
以往的旋转电机形成为：在将导体的宽度尺寸设为WC，将构成为多个列的贯通孔或通风路径的导体在宽度方向上的宽度尺寸的总和设为WH时，使0.2≤WH/WC≤0.7成立。由此，例如，在将贯通孔形成为两列的情况下，考虑将一个贯通孔形成为使得0.1≤WH/WC≤0.35成立。然而，即使以使该条件成立的方式来形成贯通孔，却仍然存在无法充分发挥冷却效果的问题点。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够充分发挥冷却效果的旋转电机。
解决技术问题所采用的技术手段
本发明的旋转电机具有下述结构：
所述转子包括：
线圈槽，该线圈槽形成在所述转子的外周面的轴向，且沿所述转子的圆周方向隔开间隔形成有多个；
副槽，该副槽以分别开口的方式沿所述转子的轴向形成在各所述线圈槽的底部；
绕组导体，该绕组导体分别收纳并形成在各所述线圈槽内的各所述副槽上；以及
槽楔，该槽楔形成为使得各所述绕组导体分别被固定在所述线圈槽内，并且在所述转子的半径方向上形成有孔部，
各所述绕组导体中，以使得冷却气体从所述副槽向所述槽楔方向流动的方式进行贯通的所述转子的半径方向的通风流路在所述绕组导体的宽度方向上形成为两列，且
该两列通风流路沿所述绕组导体的长边方向隔开间隔以相同形状形成在多个位置，且
在将所述通风流路的所述绕组导体的长边方向的宽度尺寸设为W1，将从所述通风流路的一端直到在所述通风流路的所述绕组导体的长边方向上相邻的其他所述通风流路的一端为止的宽度尺寸设为W2时，形成为成立如下关系
0.3≤W1/W2≤0.7···(式1)
在将所述绕组导体的宽度尺寸设为W3，将一个所述通风流路的宽度尺寸设为W4时，形成为成立如下关系
0.025≤W4/W3≤0.08···(式2)。
发明效果
本发明的旋转电机由于具有上述所示的结构，因此能够充分发挥冷却效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的旋转电机的结构的图。
图2是图1所示的旋转电机的局部放大图。
图3是图2所示的旋转电机的转子线圈的局部放大图。
图4是用于说明图1所示的旋转电机的特性的图。
具体实施方式
实施方式1.
下面，对本申请发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的实施方式1的旋转电机的结构的剖面的图，图2是表示图1所示的旋转电机的转子的详细结构的局部放大立体图，图3是表示图2所示的旋转电机的转子的线圈的详细结构的局部俯视图，图4是表示图1所示的旋转电机中“通风流路22a的宽度尺寸W4/转子线圈22的宽度尺寸W3”与温度上升的关系的图。
图中，旋转电机1具备转子2、定子3、冷却器4、以及转轴6。定子3形成为圆筒状，配设于转子2的外周。转子2随着转轴6的旋转而旋转。冷却器4对冷却了旋转电机1的冷却气体5进行冷却，并再次将冷却气体5导回旋转电机1内。转子2具备线圈槽20、副槽21、作为绕组导体的转子线圈22、以及槽楔23。线圈槽20形成于转子2的外周面的轴向A，且隔开间隔沿转子2的圆周方向B形成有多个。
副槽21形成在各线圈槽20的底部20a，且沿转子2的轴向A以分别开口的方式形成。转子线圈22分别收纳并形成在各线圈槽20内的各副槽21上。槽楔23形成为用于将受到离心力作用的各转子线圈22分别固定保持在各线圈槽20内。槽楔23在转子2的半径方向C上具备孔部23a。
各转子线圈22中，分别形成有多个通风流路22a。这些通风流路22a形成为沿转子2的半径方向C贯通转子线圈22，以使得冷却气体5从副槽21流向槽楔23的方向。冷却气体5通过副槽21从而沿轴向流动，并通过设置于旋转线圈22的半径方向的通风流路22a，从而流到槽楔23的孔部23a。由此，冷却气体5对转子2进行冷却。
通风流路22a在旋转线圈22的宽度方向D上形成2列。两列通风流路22a形成为：在转子线圈22的长边方向E(该长边方向E是与转子2的轴向A相同的方向)上，隔开间隔以相同的形状形成在多个位置。并且，将通风流路22a的转子线圈22的长边方向E的宽度尺寸设为W1。将从通风流路22a的一端开始直到在通风流路22a的转子线圈22的长边方向E上相邻的其他通风流路22a的一端为止的宽度尺寸设为W2。
于是，下述关系成立，即：
0.3≤W1/W2≤0.7···(式1)
接着，将转子线圈22的宽度尺寸设为W3。
并将一个通风流路22a的宽度尺寸设为W4。
于是，形成为使得下述关系成立，即：
0.025≤W4/W3≤0.08···(式2)
此外，优选形成为使得下述关系成立，即：
0.025≤W4/W3≤0.05···(式3)
本发明中，通过将转子线圈22的通风流路22a的形状形成为最优的形状，从而提供冷却性能更高的最优的旋转电机1。对形成具有上述结构的实施方式1的旋转电机1的通风流路22a的依据进行说明。如上述所示那样在转子线圈22的宽度方向D上形成排列有两列通风流路22a的转子线圈22中，通风流路22a的形状较大地影响着转子线圈22的温度。
通过生成转子温度解析模型，可准确地计算转子线圈温度。因此，图4示出使用转子2的温度解析模型，对通风流路22a为两列的情况下不同形状所对应的温度进行比较而得到的结果。该图4中，将相对于转子线圈22的宽度尺寸W3的通风流路22a的宽度尺寸W4作为横轴，将转子线圈22的温度上升作为纵轴，由此来示出它们的关系。示出了通风流路22a的宽度尺寸W1、与从通风流路22a到相邻其他通风流路22a的一端为止的宽度尺寸W2的关系，即在W1/W2＝η的值为0.3、0.5、0.7的条件下的结果。使用这些η的值是由于一般情况下通风流路22a的宽度尺寸W1大多形成在η＝0.3～0.7的范围内。
根据这些条件下的结果可知，无论所设定的η的值为多少，只要是W4/W3的值为0.025到0.08的范围T1、即从当η＝0.7时温度上升极小的值(0.025)直到当η＝0.3～0.7时温度上升的交叉点的值(0.08)为止，则为冷却效果较高的条件。并且，作为最优条件，可知从当η＝0.7时温度上升极小的值(0.025)直到当η＝0.3时温度上升最小的值(0.05)为止，即W4/W3的值为0.025到0.05的范围T2是冷却效果最佳的条件。
根据具有上述结构的实施方式1的旋转电机，由于以冷却效果优越的形状来形成通风流路的形状，因此，能够有效地进行旋转电机的冷却。通过有效地进行冷却，能够增大流过转子线圈的励磁电流，从而能够提高旋转电机的输出。
此外，本申请发明不依赖于冷却器的结构和冷却气体的种类等，即使在没有设置冷却器4的情况下，也能够同样地进行冷却，获得同样的效果。冷却气体5可以是空气、或者作为制冷剂的空气以外的气体的任一种，可以同样地进行冷却，获得同样的效果。
另外，本发明可以在该发明的范围内对实施方式进行适当的变形、省略。

Claims (3)

1.一种旋转电机，该旋转电机具备转子、以及配设在所述转子的外周的定子，其特征在于，
所述转子包括：
线圈槽，该线圈槽形成在所述转子的外周面的轴向，且沿所述转子的圆周方向隔开间隔形成有多个；
副槽，该副槽以分别开口的方式沿所述转子的轴向形成于各所述线圈槽的底部；
绕组导体，该绕组导体分别在各所述线圈槽内的各所述副槽上通过层叠多段而得到；以及
槽楔，该槽楔形成为使得各所述层叠多段而得到的绕组导体分别被固定在所述线圈槽内，并且在所述转子的半径方向上形成有孔部，
各所述层叠多段而得到的绕组导体中，以使得冷却气体从所述副槽向所述槽楔方向流动的方式进行贯通的通风流路将所述绕组导体的长边方向作为长边，通风流路在所述绕组导体的宽度方向上形成为两列，且
该两列通风流路沿所述绕组导体的长边方向隔开间隔以相同形状形成在多个位置，且
在将所述通风流路的长边方向的宽度尺寸设为W1，将从所述通风流路的一端直到在所述通风流路的所述绕组导体的长边方向上相邻的其他所述通风流路的一端为止的宽度尺寸设为W2时，形成为成立如下关系
0.3≤W1/W2≤0.7···(式1)
在将所述绕组导体的宽度尺寸设为W3，将一个所述通风流路的宽度尺寸设为W4时，形成为成立如下关系
0.025≤W4/W3≤0.08···(式2)。
2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
形成为满足如下关系，即：0.025≤W4/W3≤0.05···(式3)。
3.一种旋转电机，该旋转电机具备转子、以及配设在所述转子的外周的定子，其特征在于，
所述转子包括：
线圈槽，该线圈槽形成在所述转子的外周面的轴向，且沿所述转子的圆周方向隔开间隔形成有多个；
副槽，该副槽以分别开口的方式沿所述转子的轴向形成在各所述线圈槽的底部；
绕组导体，该绕组导体分别在各所述线圈槽内的各所述副槽上通过层叠多段而得到；以及
槽楔，该槽楔形成为使得各所述层叠多段而得到的绕组导体分别被固定在所述线圈槽内，并且在所述转子的半径方向上形成有孔部，
各所述层叠多段而得到的绕组导体中，以使得冷却气体从所述副槽向所述槽楔方向流动的方式进行贯通的通风流路将所述绕组导体的长边方向作为长边，通风流路在所述绕组导体的宽度方向上形成为两列，且
该两列通风流路沿所述绕组导体的长边方向隔开间隔以相同形状形成在多个位置，且
以下述方式来形成所述通风流路，即：在将所述通风流路的长边方向的宽度尺寸设为W1，将从所述通风流路的一端直到在所述通风流路的所述绕组导体的长边方向上相邻的其他所述通风流路的一端为止的宽度尺寸设为W2时，
在0.3≤W1/W2≤0.7···(式1)的条件下，
在将所述绕组导体的宽度尺寸设为W3，将一个所述通风流路的宽度尺寸设为W4时，
使W4/W3的值处于下述范围，即：将当η＝W1/W2＝0.7时温度上升成为极小值的值设为最小值，将当η＝W1/W2＝0.3～0.7时温度上升的交叉点的值设为最大值的范围。
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