CN110581621A - 全封闭型旋转电机、框架构造及框架构造的设计方法 - Google Patents

Abstract

一种全封闭型旋转电机、框架构造及框架构造的设计方法，其目的是通过更简洁化的结构来确保全封闭型旋转电机的冷却能力。全封闭型旋转电机具备：转子，具有转子轴(11)和转子铁芯(12)；定子，具有定子铁芯(21)和定子绕组；结合侧轴承及反结合侧轴承；框架构造(40)容纳转子铁芯和定子；结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架；以及内扇。框架构造(40)具有通过通风路入口开口及通风路出口开口与闭空间连通的至少一个通风路(41)，伴随着冷却用气体穿过通风路(41)而产生的通风路压力损失在规定的容许压力损失范围内。

Description

全封闭型旋转电机、框架构造及框架构造的设计方法

技术领域

本发明涉及全封闭型旋转电机、其框架构造及框架构造的设计方法。

背景技术

旋转电机通常具备转子和定子，所述转子具有转子轴及转子铁芯，所述定子具有配设在转子的外侧的定子铁芯和将定子铁芯贯通的定子绕组。

在全封闭型旋转电机中，转子铁芯及定子被容纳在框架等形成的闭空间内。用来将在定子及转子铁芯中产生的热除去的冷却，通常通过闭空间内的空气等的冷却用气体的循环和从机内的冷却用气体向外界气体等的冷却介质的热移动来进行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9－74708号公报

专利文献2：日本特开2007－244177号公报

专利文献3：日本特许第6255377号公报

发明内容

在全封闭型旋转电机中，在具备具有冷却管的冷却器的情况下，从闭空间内的冷却用气体向冷却管内的外界气体或冷却水等的冷却介质的热移动，通过从冷却管的外表面向内表面的热移动、即经由冷却管的导热来进行。

另一方面，在不具有冷却管的情况下，由于为通过外界气体进行的热除去，所以较多采用在框架的顶部或侧部的外侧表面上设置有多个翅片的翅片框架方式(参照专利文献1)。

此外，在具有作为冷却介质而使用外界气体的冷却器的情况或翅片框架方式的情况下，为了强制地使外界气体流动，通常将安装于转子轴的外扇设置在闭空间的外侧。

关于闭空间内，为了冷却用气体的循环，通常设置有安装于转子轴的内扇。此外，为了冷却用气体的循环，还有在框架上形成有沿轴向延伸的冷却用气体的通路的情况(参照专利文献2)。该通路通常在周向上相互隔开间隔而配设，在框架上没有形成通路的区域的框架的外表面上设置有翅片(参照专利文献3)。

图7是表示以往的全封闭型旋转电机的结构例的横剖视图。框架构造40被腿43从下方支承。在框架构造40的周向上，沿周向相互隔开间隔而配设有通风孔。即，在上方的两侧形成有2个上方通风路42a，此外，在两侧的设置有腿43及腿肋板43a的部分分别形成有下方通风路42b。

框架构造40的外部翅片设置在框架构造40的外表面各自的区域中。即，在框架构造40中被形成有上方通风路42a的2个部分夹着的框架构造40外表面的顶部的区域中设置有多个翅片。此外，在被形成有上方通风路42a的部分和形成有下方通风路42b的部分夹着的两侧的框架构造40外表面的侧部的区域中设置有多个翅片。进而，在被形成有下方通风路42b的2个部分夹着的框架构造40外表面的底部的区域中设置有多个翅片。

在通常的许多全封闭型旋转电机中，定子铁芯21的径向的外表面在运转状态下密接在框架构造40的内表面上。因此，在定子铁芯21及定子绕组中产生的热从定子铁芯21传递给框架构造40，被从框架构造40的外表面向外界气体放散。

另一方面，关于由转子铁芯12产生的热，由于不存在通过向定子铁芯21的热传导的移动路径，所以需要通过冷却用气体除去。因此，为了确保闭空间内的循环而需要通风路。但是，通风路的存在会妨碍对于由定子铁芯21产生的热向外界气体的散热较重要的翅片的设置。

所以，本发明的目的是通过简洁化的结构确保全封闭型旋转电机的冷却能力。

为了达成上述目的，本发明是一种全封闭型旋转电机，具备：转子，具有沿轴向延伸的转子轴和设置在上述转子轴的径向外侧的圆筒状的转子铁芯；定子，具有在上述转子铁芯的径向外侧以将上述转子铁芯包围的方式设置的圆筒状的定子铁芯和将上述定子铁芯的径向的内侧部分沿轴向贯通的定子绕组；结合侧轴承及反结合侧轴承，夹着上述转子铁芯在轴向的上述转子轴的两侧各自将上述转子轴可旋转地支承；框架构造，配设在上述定子的径向的外侧，容纳上述转子铁芯和上述定子；结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架，安装在上述框架构造的轴向的两端部，与上述框架构造一起形成封入用来将来自发热部的热除去的冷却用气体的闭空间，将上述结合侧轴承及上述反结合侧轴承分别静止支承；以及内扇，安装在上述转子轴的至少上述转子铁芯和上述结合侧轴承之间、或上述转子铁芯和上述反结合侧轴承之间的位置，驱动上述冷却用气体；其特征在于，上述框架构造具有以沿轴向延伸的方式形成、通过通风路入口开口及通风路出口开口与上述闭空间连通的至少一个通风路；伴随着上述冷却用气体穿过上述通风路而发生的通风路压力损失在规定的容许压力损失范围内。

此外，本发明是一种框架构造，容纳全封闭型旋转电机的转子铁芯及定子，上述全封闭型旋转电机具备具有转子轴及上述转子铁芯的转子、具有定子铁芯及定子绕组的上述定子、结合侧轴承及反结合侧轴承、结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架、和内扇，上述框架构造与上述结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架一起形成闭空间，其特征在于，上述框架构造具有以沿轴向延伸的方式形成、通过通风路入口开口及通风路出口开口与上述闭空间连通的至少一个通风路；伴随着上述冷却用气体穿过上述通风路而发生的通风路压力损失在规定的容许压力损失范围内。

此外，本发明是一种框架构造的设计方法，所述框架构造容纳封闭型旋转电机的转子铁芯及定子，上述全封闭型旋转电机具备具有转子轴及上述转子铁芯的转子、具有定子铁芯及定子绕组的上述定子、结合侧轴承及反结合侧轴承、结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架、和内扇，上述框架构造与上述结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架一起形成闭空间，其特征在于，具有：基本规格设定步骤，设定上述全封闭型旋转电机的基本规格；容许范围设定步骤，基于在上述基本规格设定步骤中设定的上述基本规格，计算发热部的发热量及由于上述闭空间内的冷却用气体的流动产生的发热部压力损失，并且对于通风路压力损失设定容许压力损失范围；以及冷却能力确保步骤，将上述通风路压力损失设为上述容许压力损失范围内的值，使上述发热部在容许温度范围内。

发明效果

根据本发明，能够通过简洁化的结构确保全封闭型旋转电机的冷却能力。

附图说明

图1是表示有关第1实施方式的全封闭型旋转电机的结构的图2的I－I线向视立剖视图。

图2是表示有关第1实施方式的全封闭型旋转电机的结构的图1的II－II线向视横剖视图。

图3是表示全封闭型旋转电机的转子导体及定子绕组的温度上升值对于非通风路区域面积的依存性的解析结果例的曲线图。

图4是表示转子导体及定子绕组的温度上升值对于冷却用气体循环流量的依存性的解析结果例的曲线图。

图5是表示有关第1实施方式的框架构造的设计方法的次序的流程图。

图6是表示有关第2实施方式的框架构造的设计方法的次序的流程图。

图7是表示以往的全封闭型旋转电机的结构例的横剖视图。

标号说明

10…转子；11…转子轴；11a…结合部；12…转子铁芯；13…转子导体；15…内扇；18…空隙；20…定子；21…定子铁芯；22…定子绕组；30a…结合侧轴承；30b…反结合侧轴承；35a…结合侧轴承托架；35b…反结合侧轴承托架；40…框架构造；40a…闭空间；40b…结合侧空间；40c…反结合侧空间；40h…圆筒部；41…通风路；41a…通风路入口开口；41b…通风路出口开口；41c…通风路内空间；42a…上方通风路；42b…下方通风路；43…腿；43a…腿肋板；45…框架外侧翅片；45a…框架外侧顶部翅片；45b…框架外侧侧部翅片；45c…框架外侧底部翅片；50…外扇；51…外扇罩；70…发热部；100…全封闭型旋转电机。

具体实施方式

以下，参照附图有关对本发明的实施方式的全封闭型旋转电机及其框架构造进行说明。这里，对于相互相同或类似的部分赋予共通的标号，省略重复说明。

[第1实施方式]

图1是表示有关第1实施方式的全封闭型旋转电机的结构的图2的I－I线向视立剖视图。此外，图2是图1的II－II线向视横剖视图。另外，在图1中，省略了后述的框架外侧翅片45的图示。

全封闭型旋转电机100具有转子10、定子20、结合侧轴承30a、反结合侧轴承30b、结合侧轴承托架35a、反结合侧轴承托架35b、框架构造40及外扇50。以下，取全封闭型旋转电机100是笼型感应电动机的情况为例进行说明。

转子10具有沿轴向延伸的转子轴11、安装在转子轴11的径向外侧的转子铁芯12及多个转子导体13。转子轴11在轴向的一方的端部具有结合部11a。

结合部11a是与被驱动对象的结合部。将转子轴11的旋转轴的方向(轴向)朝向结合部11a方向的方向称作结合侧，将与其相反方向称作反结合侧。

转子轴11在夹着转子铁芯12的轴向的两侧，结合侧被结合侧轴承30a、反结合侧被反结合侧轴承30b分别可旋转地支承。在转子铁芯12与反结合侧轴承30b之间的轴向位置，在转子轴11设置有内扇15。在图1中表示内扇15是轴流风扇的情况。

另外，内扇15的设置位置并不限定于转子铁芯12与反结合侧轴承30b之间的轴向位置。例如，也可以设置在转子铁芯12与结合侧轴承30a之间的轴向位置。或者，也可以设置在转子铁芯12的轴向的两侧。进而，也可以不是轴流风扇，而是离心风扇。另外，在离心风扇的情况下，循环的流动的方向与轴流风扇的情况相反。

转子导体13具有在转子铁芯12的径向外侧附近在周向上相互并列地配设，并将转子铁芯12沿轴向贯通的多个转子导体棒(未图示)、和在转子铁芯12的轴向的两外侧使多个转子导体棒短路的环状的短路环(未图示)。

定子20具有定子铁芯21和多个定子绕组22。定子铁芯21是圆筒状，在转子铁芯12的径向外侧以隔着空隙18将转子铁芯12包围的方式设置。定子绕组22将定子铁芯21的径向的内侧部分沿轴向贯通。详细地讲，在定子铁芯21的周向内侧，形成有在周向上相互隔开间隔配设，并沿轴向延伸的多个槽(未图示)，定子绕组22将这些多个槽内贯通。

框架构造40配设在定子铁芯21的径向外侧，容纳转子铁芯12及定子20。框架构造40具有圆筒状的圆筒部40h、和设置在圆筒部40h的外表面上的多个框架外侧翅片45。框架构造40的圆筒部40h的内侧表面与定子铁芯21的径向外侧表面相互接触。或者，圆筒部40h的内侧表面与定子铁芯21的径向外侧表面之间在低温时具有余隙，但在全封闭型旋转电机100的运转时，通过定子铁芯21的温度上升，圆筒部40h的内侧表面与定子铁芯21的径向外侧表面接触。

在框架构造40的轴向的两侧的端部，安装着结合侧轴承托架35a及反结合侧轴承托架35b，分别将结合侧轴承30a及反结合侧轴承30b静止支承。

框架构造40、结合侧轴承托架35a及反结合侧轴承托架35b相互协同而形成将冷却用气体封入的闭空间40a。闭空间40a具有在轴向上被转子铁芯12和结合侧轴承30a夹着的结合侧空间40b、和在轴向上被转子铁芯12和反结合侧轴承30b夹着的反结合侧空间40c。

在框架构造40中，在周向上夹着其下端部而形成有2个通风路41。各个通风路41形成的通风路内空间41c在通风路入口开口41a与结合侧空间40b连通，在通风路出口开口41b与设置有内扇15的反结合侧空间40c连通。

为了支承框架构造40而设置有4个腿43。即，以将框架构造40的下端部在周向上夹着的方式配设的2个腿43沿轴向相互隔开间隔被安装在圆筒部40h的两处。各个腿43是在水平方向及轴向上扩大的矩形形状。在各自的腿43，安装着以平板状在垂直于轴的方向上展开的腿肋板43a，有利于对于与轴垂直的方向的载荷的支承功能所需要的刚性确保。

外扇50被安装在转子轴11的端部。外扇罩51将外扇50覆盖。外扇罩51具有筒状部分、和安装在其一方的端部并形成有吸入口的板。筒状部分的与安装着板的端部相反侧的部分将框架40的端部的径向外侧隔开间隙而覆盖。

框架构造40的多个框架外侧翅片45设置在圆筒部40h的外表面中的没有形成通风路41的周向的区域中。多个框架外侧翅片45相互并列地配设，分别是在径向上展开并沿轴向延伸的板状。

另外，框架外侧翅片45延伸的方向并不限定于轴向。例如，也可以是周向或相对于轴向有倾斜的方向。进而，框架外侧翅片45也可以具有朝向多个方向的各个方向的部分。

框架外侧翅片45既可以通过在框架构造40的圆筒部40h的表面上将较长地延伸的板状的部件焊接或铜焊等而安装。或者，也可以通过铸造等而与框架构造40的圆筒部40h一体地形成。

框架外侧翅片45具有从框架构造40的圆筒部40h的顶部沿周向向底部依次配设的框架外侧顶部翅片45a、框架外侧侧部翅片45b及框架外侧底部翅片45c。

框架外侧顶部翅片45a以圆筒部40h的顶部为中心向周向的两侧扩展而配设。框架外侧侧部翅片45b与框架外侧顶部翅片45a的周向的两侧邻接，分别扩展到设置有腿43的周向位置的跟前。框架外侧底部翅片45c配设在被2个腿43夹着的周向区域中。

如以上这样，在本第1实施方式中，与图7所示的以往的结构相比，在圆筒部40h的外表面上形成有翅片的区域的比例变大。

另外，在结合侧轴承托架35a及反结合侧轴承托架35b的外表面上也分别设置有多个翅片(未图示)。

以下，对在如以上那样构成的本第1实施方式的全封闭型旋转电机100中的转子铁芯12、转子导体13及定子20(以下统称作“发热部70”)中产生的热的移动、即这些要素的冷却进行说明。

内扇15将反结合侧空间40c内的冷却用气体在轴向上朝向发热部70侧驱动。被内扇15驱动的冷却用气体一边将发热部70，即转子铁芯12、转子导体13及定子20等冷却一边穿过之后，向结合侧空间40b流入。流入到结合侧空间40b中的冷却用气体从通风路入口开口41a向通风路内空间41c流入，在穿过通风路内空间41c之后，从通风路出口开口41b向反结合侧空间40c流入。流入到反结合侧空间40c中的冷却用气体再次被内扇15驱动。

这样，冷却用气体一边接受由转子铁芯12、转子导体13及定子20产生的热一边循环。在冷却用气体的循环流路中，能够进行与外界气体的热交换的部分，主要是框架构造40中的通风路41的外侧的壁、面向结合侧空间40b的框架构造40的圆筒部40h及结合侧轴承托架35a、以及面向反结合侧空间40c的框架构造40的圆筒部40h及反结合侧轴承托架35b的3个部分。其中，在通风路41的外侧的壁上，没有向外侧设置翅片，可以认为除热效果较小。因而，可以认为通过冷却用气体的热除去主要在其余的2个部分中进行。

另一方面，至少在全封闭型旋转电机100的运转中，定子铁芯21的径向外侧表面与框架构造40的圆筒部40h的内表面接触。因而，由定子铁芯21及定子绕组22产生的热虽然一部分向冷却用气体侧移动，但大部分通过热传导而向圆筒部40h移动，被从设置在圆筒部40h的表面上的框架外侧翅片45等向外界气体释放。另外，此时也由于框架外侧翅片45设置在没有形成通风路41的区域中，所以可以认为热的释放主要在没有形成通风路41的区域中进行。

图3是表示全封闭型旋转电机的转子导体及定子绕组的温度上升值对于非通风路区域面积的依存性的解析结果例的曲线图。横轴是在框架构造40的外表面中没有形成通风路41的区域的面积即非通风路区域面积，用相对于作为基准的情形的非通风路区域面积的比(PU)来表示。纵轴是温度上升值(K)。由实线表示的曲线R表示关于转子导体13的导体棒温度Tr的温度上升值，由虚线表示的曲线S表示关于定子绕组22的温度Ts的温度上升值。

非通风路区域也是设置有框架外侧翅片45的区域。如图3所示，如果非通风路区域面积增大，则关于转子导体13的导体棒温度Tr及定子绕组22的温度Ts的任一个的上升值都减小。这样，关于转子导体13的导体棒温度Tr及定子绕组22的温度Ts的任一个，都显示出非通风路区域面积的增大的效果较为显著。

图4是表示转子导体及定子绕组的温度上升值对于冷却用气体循环流量的依存性的解析结果例的曲线图。横轴是冷却用气体的循环流量(％)，是相对于作为基准的情形的冷却用气体的循环流量的比。纵轴是温度上升值(PU)，用相对于作为基准的情形的温度上升值的比例来表示。由实线表示的曲线R表示关于转子导体13的导体棒温度Tr的温度上升值，由虚线表示的曲线S表示关于定子绕组22的温度Ts的温度上升值。

如图4所示，如果冷却用气体循环流量增大，则转子导体13的导体棒温度Tr的温度上升值也减小。但是，导体棒温度Tr的温度上升值的减小趋势随着冷却用气体循环流量的增大而变得平缓。反言之，在冷却用气体循环流量的流量较小的区域中效果特别大。

另一方面，与冷却用气体循环流量的增大对应的关于定子绕组22的温度Ts的温度上升值的减小程度比关于转子导体13的导体棒温度Tr的温度上升值的减小程度小。即，冷却用气体循环流量的增大的效果主要在关于转子导体13的导体棒温度Tr的温度上升值中发生。

如果将在以上的图3及图4所示的解析结果例中得到的结果总结，则为以下的2点。

第1，非通风路区域面积的增大使关于转子导体13的导体棒温度Tr及定子绕组22的温度Ts的任一个的温度上升值减小的效果都显著。

第2，冷却用气体循环流量的增大虽然有关于转子导体13的导体棒温度Tr的温度上升值的减小的效果，但对于关于定子绕组22的温度Ts的温度上升值效果较小。

根据该结果，也表示关于定子20，通过热传导而经由框架构造40的圆筒部40h及框架外侧翅片45的除热是主要的除热路径。此外，转子铁芯12及转子导体13由于几乎没有通过热传导带来的除热路径，所以需要通过冷却用气体进行的除热，但关于从接受了该热的冷却用气体的热的释放，显示出向框架构造40的圆筒部40h及框架外侧翅片45传热是主要的路径。

另一方面，如果考虑在冷却用气体的循环流路中绕一圈的情况下的压力损失、即一圈压力损失ΔPt，则一圈压力损失ΔPt如以下这样表示。

ΔPt＝ΔPh+ΔPb+ΔPf+ΔPc…(1)

这里，ΔPh表示穿过作为冷却对象的转子铁芯12、转子导体13、定子20等的发热部70时的压力损失(以下称作“发热部压力损失”)，ΔPb表示穿过结合侧空间40b时的压力损失(以下称作“结合侧压力损失”)，ΔPf表示穿过通风路41时的压力损失，包括通风路入口开口41a及通风路出口开口41b中的压力损失的值(以下称作“通风路压力损失”)，ΔPc表示穿过反结合侧空间40c时的压力损失(以下称作“反结合侧压力损失”)。

发热部压力损失ΔPh占一圈压力损失ΔPt中的较大的比例，在许多情况下至少占一圈压力损失ΔPt的50％左右以上。在发热部压力损失ΔPh的比例较大的情况下，结合侧压力损失ΔPb及反结合侧压力损失ΔPc相对于发热部压力损失ΔPh的比例较小。结果，在反结合侧空间40c及结合侧空间40b中，相对地流动变慢，成为偏流减小的方向。因此，具有所谓的泵等中的压力室那样的性质，所以通风路41的周向位置的影响变小。即，不需要将通风路41在周向上均等地配设。

在本第1实施方式的框架构造40中，对于以往将通风路在周向上相互隔开间隔设置在4个部位的结构，设为在下方有2个部位，与以往相比确保了更大的非通风路区域面积。结果，与图7所示的以往例相比，非通风路区域面积增加约30％，得到了定子绕组22的温度Ts的温度上升值减小约10％的效果。

这样，通风路41的大小优选的是不大到所需以上，需要对通风路41的大小设置上限。反言之，需要对通风路压力损失ΔPf的大小设置下限。

另一方面，为了转子铁芯12及转子导体13的冷却，需要确保通风路41。此外，虽然将非通风路区域面积确保得较大是有效的，但如果为此而使通风路41极度变小，则通风路压力损失ΔPf的增加使一圈压力损失ΔPt的值大幅增加。结果，冷却用气体的流量有意义地下降。因而，通风路41需要设为某个大小以上，即需要对通风路41的大小设置下限。反言之，需要对通风路压力损失ΔPf的大小设置上限。

如以上这样，关于通风路压力损失ΔPf设置规定的下限值及上限值，在下限值以上且上限值以下的容许压力损失范围中选择通风路压力损失ΔPf。关于该规定的下限值及上限值，例如可以从一圈压力损失ΔPt中的发热部压力损失ΔPh和通风路压力损失ΔPf所占的比例的观点来设定。

也可以将容许压力损失范围的设定根据与发热部压力损失ΔPh的关系来设定。例如，将通风路压力损失ΔPf的上限值设为对发热部压力损失ΔPh的值乘以1以下的规定的上限系数G_U的值，将下限值设为对发热部压力损失ΔPh的值乘以1以下的规定的下限系数G_L的值。

例如，虽然尽可能减小通风路41而确保非通风路区域，但在设置了通风路压力损失ΔPf不超过发热部压力损失ΔPh这样的限制的情况下，将下限系数G_L例如设为0.1，将上限系数G_U设为1.0。或者，进一步限定容许压力损失范围，将下限系数G_L设为0.3，将上限系数G_U设为0.8等。

图5是表示有关第1实施方式的框架构造的设计方法的次序的流程图。

首先，设定全封闭型旋转电机100的基本规格(步骤S01)。基本规格包括框架构造40的圆筒部40h的外径尺寸、壁厚、材质、与定子铁芯21的接触面积、关于框架外侧翅片45的规格等的关于框架构造40的规格。

接着，计算转子10的转子铁芯12、转子导体13、定子铁芯21及定子绕组22等的发热部70中的发热量，以及与冷却用气体的设想流量对应的各部的压力损失(发热部压力损失ΔPh)(步骤S02)。此时，关于通风路41，例如假定为2个。在之后通风路的数量变化的情况下，可以基于冷却用气体的与1个通风路41对应的流量来换算。

接着，设定容许压力损失范围(步骤S03)。例如，设定为了设定通风路压力损失ΔPf的上限值而对发热部压力损失ΔPh的值乘以的上限系数G_U、和为了设定通风路压力损失ΔPf的下限值而对发热部压力损失ΔPh的值乘以的下限系数G_L。另外，只要关于通风路压力损失ΔPf能够设置规定的下限值及上限值，也可以使用其他的方法。

接着，在由步骤S03设定的通风路压力损失ΔPf的下限值(GL·ΔPh)与上限值(GU·ΔPh)之间，选择通风路压力损失ΔPf(步骤S04)。

基于在步骤04中选择的通风路压力损失ΔPf，设定通风路41的周向的设置数、形状、尺寸、位置(步骤S05)。在设置数与最初的设定不同的情况下，基于新的设置数来计算通风路压力损失ΔPf。此外，如果随之而通风路41的形状、尺寸等方面有变更，则考虑这些点而将通风路压力损失ΔPf修正。另外，也可以将步骤S05与步骤S04并行、或将步骤S04和步骤S05同时实施。

基于步骤S05的结果，计算非通风路区域面积(步骤S06)。此时，设定框架构造40的圆筒部40h中的设置在非通风路区域中的框架外侧翅片45的配置、形状、尺寸等的关于散热功能的条件。

接着，进行全封闭型旋转电机100的冷却能力的评价(步骤S07)。在该评价中，也同时计算关于转子导体13的导体棒温度Tr及定子绕组22的温度Ts的温度上升值。

接着，判定基于在由步骤S03设定的容许压力损失范围内设定的条件得到的结果是否成立(步骤S08)。即，判定在步骤S07中计算出的关于转子导体13的导体棒温度Tr及定子绕组22的温度Ts的温度上升值是否处于合适的范围中、即全封闭型旋转电机100中的冷却是否成立。这里，是否是合适的范围，例如可以将以下作为判定条件来判定：关于转子导体13的导体棒温度Tr及定子绕组22的温度Ts各自的温度上升值，是否确保了相对于周围的绝缘物的绝缘功能上的容许值的裕量；是否没有对于包括内扇15的全封闭型旋转电机100的基本规格的大的影响等。

在没有判定为得到的结果成立的情况下(步骤S08，否)，重复步骤S03至步骤S08。

另外，详细地讲，在由在容许压力损失范围内选择的通风路压力损失ΔPf不能满足的情况下，存在用来在容许压力损失范围内将通风路压力损失ΔPf的值变更的反复的步骤，但在图5中，省略了该判定和反复的步骤的图示。

在判定为得到的结果成立的情况下(步骤S08，是)，结束框架构造的设计方法的次序。

如以上这样，根据本第1实施方式，能够通过简洁化的结构来确保全封闭型旋转电机的冷却效率。

[第2实施方式]

图6是表示有关第2实施方式的框架构造的设计方法的次序的流程图。

本第2实施方式是第1实施方式的变形。有关本第2实施方式的框架构造的设计方法从步骤S01到步骤S03与有关第1实施方式的框架构造的设计方法共通。此外，在其后将通风路压力损失ΔPf设为容许压力损失范围内的值来确保发热部70冷却能力这一点上共通，但如以下所示，其次序不同。

在步骤S03之后，首先设定非通风路区域的面积(步骤S11)。接着，设定通风路41的数量、形状、尺寸、位置等的关于通风路41的条件(步骤S12)。

在步骤S11及步骤S12之后，进行冷却能力的评价(步骤S07)。接着，判定在步骤S07中得到的关于转子导体13的导体棒温度Tr及定子绕组22的温度Ts的温度上升值是否是冷却基准内(步骤S13)。即，例如关于转子导体13的导体棒温度Tr及定子绕组22的温度Ts各自的温度上升值，将是否确保了相对于周围的绝缘物的绝缘功能上的容许值的裕量作为判定条件来判定。

在判定为不在冷却基准内的情况下(步骤S13，否)，重复从步骤S11到步骤S13。

在判定为是冷却基准内的情况下(步骤S13，是)，计算通风路压力损失ΔPf(步骤S14)。

接着，判定通风路压力损失ΔPf是否处于容许压力损失范围内(步骤S15)。

在判定为通风路压力损失ΔPf不在容许压力损失范围内的情况下(步骤15，否)，重复从步骤S03到步骤S15。

在判定为通风路压力损失ΔPf处于容许压力损失范围内的情况下(步骤15，是)，结束框架构造的设计方法的次序。

如以上这样，根据本第2实施方式，关于框架构造的设计方法，能够提供与第1实施方式不同的次序，关于框架构造的设计方法能够确保多样性。

[其他实施方式]

以上，说明了本发明的实施方式，但实施方式是作为例子提示的，不是要限定发明的范围。例如，在实施方式中，取全封闭型旋转电机是笼型感应电动机的情况为例进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以是绕线型的旋转电机。或者，也可以是转子不具有转子导体或转子绕组的全封闭型旋转电机。此外，在实施方式中，取横置型的旋转电机的情况为例进行了表示，但也可以是立置型的情况。

此外，在实施方式中，取框架构造40具有圆筒部40h、与定子铁芯21的外周接触的情况为例进行了表示，但并不限定于此。即，只要由定子20产生的热能够通过热传导从定子铁芯21的径向外侧向框架构造40移动就可以。例如，也可以是在定子铁芯21与框架构造40之间设置有能够进行热传导的支承部或者热移动用的构造物那样的情况。

进而，实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。实施方式及其的变形包含在发明的范围及主旨中，同样包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。

Claims (9)

1.一种全封闭型旋转电机，具备：

转子，具有沿轴向延伸的转子轴、和设置在上述转子轴的径向外侧的圆筒状的转子铁芯；

定子，具有在上述转子铁芯的径向外侧以将上述转子铁芯包围的方式设置的圆筒状的定子铁芯、和将上述定子铁芯的径向的内侧部分沿轴向贯通的定子绕组；

结合侧轴承及反结合侧轴承，夹着上述转子铁芯在轴向的上述转子轴的两侧各自将上述转子轴能够旋转地支承；

框架构造，配设在上述定子的径向的外侧，容纳上述转子铁芯和上述定子；

结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架，安装在上述框架构造的轴向的两端部，与上述框架构造一起形成封入用来将来自发热部的热除去的冷却用气体的闭空间，将上述结合侧轴承及上述反结合侧轴承分别静止支承；以及

内扇，安装在上述转子轴的至少上述转子铁芯和上述结合侧轴承之间、或上述转子铁芯和上述反结合侧轴承之间的位置，驱动上述冷却用气体；

其特征在于，

上述框架构造具有以沿轴向延伸的方式形成、通过通风路入口开口及通风路出口开口与上述闭空间连通的至少一个通风路；

伴随着上述冷却用气体穿过上述通风路而发生的通风路压力损失在规定的容许压力损失范围内。

2.如权利要求1所述的全封闭型旋转电机，其特征在于，

上述规定的容许压力损失范围是对上述发热部的压力损失乘以上限系数而得到的值以下，是对上述发热部的压力损失乘以下限系数而得到的值以上。

3.如权利要求1或2所述的全封闭型旋转电机，其特征在于，

在上述框架构造的没有形成上述通风路的部分的外表面上，设置有多个框架外侧翅片。

4.如权利要求1～3中任一项所述的全封闭型旋转电机，其特征在于，

上述通风路设置有1个，或在周向上相互隔开间隔配设而设置有2个。

5.一种框架构造，容纳全封闭型旋转电机的转子铁芯及定子，上述全封闭型旋转电机具备具有转子轴及上述转子铁芯的转子、具有定子铁芯及定子绕组的上述定子、结合侧轴承及反结合侧轴承、结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架、和内扇，上述框架构造与上述结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架一起形成闭空间，其特征在于，

上述框架构造具有以沿轴向延伸的方式形成、通过通风路入口开口及通风路出口开口与上述闭空间连通的至少一个通风路；

伴随着冷却用气体穿过上述通风路而发生的通风路压力损失在规定的容许压力损失范围内。

6.一种框架构造的设计方法，所述框架构造容纳全封闭型旋转电机的转子铁芯及定子，上述全封闭型旋转电机具备具有转子轴及上述转子铁芯的转子、具有定子铁芯及定子绕组的上述定子、结合侧轴承及反结合侧轴承、结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架、和内扇，上述框架构造与上述结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架一起形成闭空间，其特征在于，

具有：

基本规格设定步骤，设定上述全封闭型旋转电机的基本规格；

容许范围设定步骤，基于在上述基本规格设定步骤中设定的上述基本规格，计算发热部的发热量及由于上述闭空间内的冷却用气体的流动产生的发热部压力损失，并且对于通风路压力损失设定容许压力损失范围；以及

冷却能力确保步骤，将上述通风路压力损失设为上述容许压力损失范围内的值，使上述发热部在容许温度范围内。

7.如权利要求6所述的框架构造的设计方法，其特征在于，

上述容许压力损失范围是对上述发热部的压力损失乘以上限系数而得到的值以下，是对上述发热部的压力损失乘以下限系数而得到的值以上。

8.如权利要求6或7所述的框架构造的设计方法，其特征在于，

上述冷却能力确保步骤具有：

通风路压力损失选择步骤，在上述容许压力损失范围内，选择上述通风路压力损失；

面积等计算步骤，基于上述通风路压力损失计算上述通风路的条件及非通风路区域面积；以及

冷却计算步骤，在上述面积等计算步骤之后，进行上述发热部的冷却计算。

9.如权利要求6或7所述的框架构造的设计方法，其特征在于，

上述冷却能力确保步骤具有：

面积选择步骤，选择非通风路区域面积；

通风路条件设定步骤，基于在上述面积选择步骤中选择的上述非通风路区域面积，设定通风路的条件；以及

冷却计算步骤，在上述通风路条件设定步骤之后，进行上述发热部的冷却计算。