JP2000014056A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気振動のない安定して運転できる回転電機の
固定子を提供すること。 【解決手段】円周方向に分割された固定子鉄心の外周に
固定子リブを介して固定子枠棚板を設けた回転電機の固
定子において、固定子枠棚板の端部の固定子枠接合板の
内周側にライナを装着した固定子を備えており、固定子
枠接合板と固定子鉄心間に隙間が生じないので、運転中
の固定子鉄心合せ目の隙間の発生を防ぐことができ、磁
気振動のない安定した運転ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転電機、特に水車
発電機の固定子の磁気振動を防止する回転電機の固定子
に関する。

【０００２】

【従来の技術】立軸水車発電機の固定子は、発電所建設
時の輸送制限のため従来より分割構成されているものが
多くある。この場合、固定子鉄心を保持する固定子枠も
固定子鉄心の分割数に等しい分割面が存在し、この固定
子鉄心の分割面には隙間が存在することになるが、この
固定子鉄心の分割面の隙間をなくすことは困難であり、
この隙間は通常僅かに存在している。また、その組立構
成上、固定子鉄心の外周側と固定子枠接合板の内周側に
も僅かながら隙間が存在している。

【０００３】運転中の発電機の固定子鉄心は、磁束の交
番により電源周波数の２倍の磁気振動を受けており、長
年発電機を運転していると、磁気振動により固定子鉄心
分割面の微小な隙間が増大してくる。また、固定子鉄心
を保持する固定子枠は、固定子枠棚板と固定子枠側板と
固定子枠接合板等から構成されており、この固定子枠棚
板の内周側に取り付けられている抜き板キーと固定子鉄
心のダブテール間も摩耗のため、隙間が発生することが
ある。さらに、過大な磁気振動が繰り返されると、固定
子鉄心内のコイルスロットの楔の抜け出しや、振動によ
り固定子コイルの絶縁層が損傷し、ついには絶縁破壊事
故につながる恐れがある。そのため、固定子鉄心を強固
に固定して固定子鉄心分割面の隙間をなくして、磁気振
動の低減さらには磁気振動の防止を図る必要がある。

【０００４】従来は図９に示すように固定子鉄心１を円
周方向に分割構成する回転電機においては、固定子リブ
３を介して固定子枠棚板２を設けているが、その両端部
の固定子枠接合板４の間に、固定子鉄心１のダブテール
部ピッチ寸法に対して締め代となる隙間ｇを設けて、こ
れを固定子枠締付ボルト５により強固に締付けている。
また他の方法として、図１０に示すように固定子鉄心１
の外周側と固定子枠棚板２の内周側にさらに楔１６を設
けている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に固
定子鉄心の直径が大きい構造の水車発電機や固定子鉄心
積厚の長い水車発電機では、図９のように締め代をつけ
て構成しても、発電機運転による固定子鉄心の温度上昇
による熱延びと、固定子鉄心を介して固定子枠に熱伝導
し、固定子鉄心同様に温度上昇することによって生じる
固定子枠の熱延びにより締め代がなくなり、結果的に固
定子鉄心分割面に隙間が生じるという不適合があった。
また、図１０のように楔１６を配置する構造において
も、組立上、固定子枠接合板４の内周部には楔を配置す
るスペースがなく楔１６を設けることができず、十分な
結果が得られなかった。本発明は、上記状況に鑑みてな
されたもので、その目的は磁気振動のない安定して運転
できる回転電機の固定子を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、円周方向に分割された固定子
鉄心の外周に固定子リブを介して固定子枠棚板を設けた
回転電機の固定子において、前記固定子枠棚板の端部の
固定子枠接合板の内周側にライナを装着したことを特徴
とする。

【０００７】請求項１によると、固定子枠接合板の内周
側にライナを装着してあらかじめ固定子枠接合板と固定
子鉄心間に隙間が生じないように構成している。本発明
の請求項２は、円周方向に分割された固定子鉄心の外周
に固定子リブを介して固定子枠棚板を設けた回転電機の
固定子において、前記固定子枠棚板の端部の固定子枠接
合板の内周側にジャッキボルトを装着したことを特徴と
する。

【０００８】請求項２によると、固定子枠接合板にジャ
ッキボルトを装着して固定子鉄心の背面を押し付けるこ
とにより固定子鉄心が隙間分だけ外周側に動かないよう
に構成している。

【０００９】本発明の請求項３は、円周方向に分割され
た固定子鉄心の外周に固定子リブを介して固定子枠棚板
を設けた回転電機の固定子において、前記固定子枠棚板
の端部の固定子枠接合板の内周側にスプリングを装着し
たことを特徴とする。

【００１０】請求項３によると、固定子枠接合板にスプ
リングを装着して固定子鉄心の背面を押し付けることに
より固定子鉄心が隙間分だけ外周側に動かないように構
成している。

【００１１】本発明の請求項４は、円周方向に分割され
た固定子鉄心の外周に固定子リブを介して固定子枠棚板
を設けた回転電機の固定子において、前記固定子枠棚板
に冷却装置を装着したことを特徴とする。

【００１２】請求項４によると、固定子枠棚板に冷却装
置を設け、固定子枠棚板を冷却することにより固定子鉄
心の温度が常に固定子枠の温度より大きくなるように
し、固定子枠で拘束するように構成している。

【００１３】本発明の請求項５は、円周方向に分割され
た固定子鉄心の外周に固定子リブ及び固定子枠棚板を介
して固定子枠側板を設けた回転電機の固定子において、
前記固定子枠棚板を前記固定子枠側板の外側まで突設し
たことを特徴とする。

【００１４】請求項５によると、固定子枠棚板を固定子
枠側板の外側まで連続して延ばし冷却用フィンとして固
定子枠棚板全体を冷却することにより固定子鉄心の温度
が常に固定子枠の温度より大きくなるようにし、固定子
枠で拘束するように構成している。

【００１５】本発明の請求項６は、円周方向に分割され
た固定子鉄心の外周に固定子リブ及び固定子枠棚板を介
して固定子枠側板を設けた回転電機の固定子において、
前記固定子枠棚板に冷却風が通る風道板を設けたことを
特徴とする。

【００１６】請求項６によると、固定子枠棚板に冷却風
風道を設けて、そこに冷却風を導き固定子枠棚板を冷却
することにより固定子鉄心の温度が常に固定子枠の温度
より大きくなるようにし、固定子枠で拘束するように構
成している。

【００１７】本発明の請求項７は、円周方向に分割され
た固定子鉄心の外周に固定子リブ及び固定子枠棚板を介
して固定子枠側板を設けた回転電機の固定子において、
前記固定子枠側板に冷却風が通る風道板を設けたことを
特徴とする。

【００１８】請求項７によると、固定子枠側板に冷却風
風道を設けて、そこに冷却風を導き固定子枠棚板を冷却
することにより固定子鉄心の温度が常に固定子枠の温度
より大きくなるようにし、固定子枠で拘束するように構
成している。

【００１９】本発明の請求項８は、円周方向に分割され
た固定子鉄心の外周に固定子リブ及び固定子枠棚板を介
して固定子枠側板を設けた回転電機の固定子において、
前記固定子枠側板の一部を矩形状に曲げ前記固定子枠棚
板が外周に露出したことを特徴とする。

【００２０】請求項８によると、固定子枠側板の一部を
矩形に曲げることにより固定子枠棚板を固定子枠側板の
外側に露出させて、固定子枠棚板を冷却することにより
固定子鉄心の温度が常に固定子枠の温度より大きくなる
ようにし、固定子枠で拘束するように構成している。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明の第１実施例（請求項
１対応）の構成図であり、同図（ａ）はその要部の平面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）の接合部の拡大図である。

【００２２】図に示すように、本実施例は、固定子鉄心
１の外周側に固定子リブ３を介して固定子枠棚板２と固
定子枠接合板４と固定子枠側板６とから構成される固定
子枠が配設されている。また固定子鉄心１の分割面は固
定子枠の分割部にあるため、固定子枠接合板４の内周側
にライナ７を装着し、かつ固定子枠両端の固定子枠接合
板４を固定子枠締付ボルト５により締付け固定すること
で、図１（ｂ）のように固定子鉄心１の分割面と固定子
枠接合板４の接合面には隙間を無くすように構成してい
る。本実施例によると、固定子鉄心１の分割面と固定子
枠接合板４の接合面には隙間がないように構成されてい
るので、固定子の磁気振動防止が可能となる。

【００２３】図２は本発明の第２実施例（請求項２対
応）の構成図であり、同図（ａ）はその要部の平面図、
同図（ｂ）は同図（ａ）の接合部の拡大図である。図に
示すように、本実施例が図１の第１実施例と異なる構成
は、固定子枠接合板４の内周側にライナ７を装着する代
りにジャッキボルト８を設けた点であり、その他の構成
は同一であるので、同一部分には同一符号を付して説明
する。

【００２４】図に示すように、本実施例では、固定子鉄
心１の分割面の外周側にジャッキボルト８を使用して固
定子鉄心１を内径側に押し込み、同図（ｂ）のように固
定子鉄心１の分割部が固定子枠接合板４の内周側に動か
ないように構成している。本実施例によると、固定子鉄
心１の分割部が固定子枠接合板４の内周側に動かないよ
うに構成されているので、固定子の磁気振動防止が可能
となる。

【００２５】図３は本発明の第３実施例（請求項３対
応）の構成図であり、同図（ａ）はその要部の平面図、
同図（ｂ）は同図（ａ）の接合部の拡大図である。図に
示すように、本実施例が図１の第１実施例と異なる構成
は、固定子枠接合板４の内周側にライナ７を装着する代
りにスプリング９を設けた点であり、その他の構成は同
一であるので、同一部分には同一符号を付して説明す
る。

【００２６】図に示すように、本実施例では、固定子鉄
心１の分割面の外周側を、スプリング９を使用して固定
子鉄心１を内径側に押し込み、同図（ｂ）のように固定
子鉄心１の分割部が固定子枠接合板４の内周側に動かな
いように構成されている。本実施例によると、固定子鉄
心１の分割部が固定子枠接合板４の内周側に動かないよ
うに構成されているので、固定子の磁気振動防止が可能
となる。

【００２７】図４は本発明の第４実施例（請求項４対
応）の構成図である。図において、１は固定子鉄心、２
は固定子枠棚板、６は固定子枠側板、１０は冷却装置、
１１は固定子コイル、１５は固定子鉄心１を固定子枠に
固定する固定具である。

【００２８】本実施例では、冷却装置１０を固定枠に設
けることにより固定子鉄心１の温度より固定子枠の温度
を下げる。すなわち、固定子鉄心１と固定子枠の間に常
に固定子鉄心１の温度が固定子枠の温度より高くなるよ
うに温度差をつけて、固定子鉄心１の熱膨張による延び
を固定子枠で拘束するように構成している。したがっ
て、固定子鉄心１の分割面の隙間をなくすことが可能と
なり、固定子の磁気振動防止が可能となる。

【００２９】上記した固定子鉄心１と固定子枠との間に
温度差をつける具体例として、固定子枠棚板２の上面に
冷却装置１０、例えば冷却水を通す鉄管を設置する。こ
の冷却装置１０により固定子鉄心１と固定子枠の間に常
に固定子鉄心１の温度が固定子枠の温度より高くなるよ
うに温度差をつけることができるので、固定子鉄心１の
熱膨張による延びを固定子枠で拘束するようにして、固
定子鉄心１の分割面の隙間をなくすことにより固定子の
磁気振動防止が可能となる。

【００３０】図５は本発明の第５実施例（請求項５対
応）の構成図である。図に示すように、本実施例が図４
の第４実施例と異なる構成は、冷却装置１０の代りに冷
却フィン１２を設けた点であり、その他の構成は同一で
あるので同一部分には同一符号を付して説明する。

【００３１】すなわち、本実施例は固定子枠棚板２を固
定子枠側板６の外側まで連続して延ばし、この延ばした
固定子枠棚板部分を冷却フィン１２として使用し、固定
子枠棚板２全体を冷却するものである。このような冷却
フィン１２を使用することで、固定子鉄心１と固定子枠
の間に、常に固定子鉄心１の温度が固定子枠の温度より
高くなるようにして温度差をつけることができるので、
固定子鉄心１の熱膨張による延びを固定子枠で拘束し、
固定子鉄心１の分割面の隙間をなくすことができ、固定
子の磁気振動防止が可能となる。

【００３２】図６は本発明の第６実施例（請求項６対
応）の構成図である。図に示すように、本実施例が図４
の第４実施例と異なる構成は、冷却装置１０の代りに冷
却風風道１３を設けた点であり、その他の構成は同一で
あるので同一部分には同一符号を付して説明する。

【００３３】すなわち、本実施例は固定子枠棚板２に冷
却風風道１３を設置しており、その風道１３に冷却風を
流し、固定子鉄心１と固定子枠の間に、常に固定子鉄心
１の温度が固定子枠の温度より高くなるようにして温度
差をつける。これにより固定子鉄心１の熱膨張による延
びを固定子枠で拘束し、固定子鉄心１の分割面の隙間を
なくすことができ、固定子の磁気振動防止が可能とな
る。

【００３４】図７は本発明の第７実施例（請求項７対
応）の構成図である。図に示すように、本実施例が図４
の第４実施例と異なる構成は、冷却装置１０の代りに固
定子枠側板６に冷却風風道１４を設けた点であり、その
他の構成は同一であるので同一部分には同一符号を付し
て説明する。

【００３５】すなわち、本実施例は固定子枠側板６に冷
却風風道１４を設置しており、その風道１４に冷却風を
流し、固定子鉄心１と固定子枠の間に、常に固定子鉄心
１の温度が固定子枠の温度より高くなるようにして温度
差をつける。これにより固定子鉄心１の熱膨張による延
びを固定子枠で拘束し、固定子鉄心１の分割面の隙間を
なくすことができ、固定子の磁気振動防止が可能とな
る。

【００３６】図８は本発明の第８実施例（請求項８対
応）である固定子分割部の平面図である。図に示すよう
に、本実施例が図９の従来例と異なる構成は、固定子枠
側板６の代りに一部矩形状の変形固定子枠側板６Ａを設
けた点であり、その他の構成は同一であるので同一部分
には同一符号を付して説明する。

【００３７】すなわち、本実施例は一部矩形状の変形固
定子枠側板６Ａを使用して固定子枠棚板２の一部を外側
に露出させているので、固定子鉄心１と固定子枠の間
に、常に固定子鉄心１の温度が固定子枠の温度より高く
なるようにして温度差をつけることで、固定子鉄心１の
熱膨張による延びを固定子枠で拘束することにより固定
子鉄心１の合せ目の隙間をなくすようにしているので、
固定子の磁気振動防止が可能となる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
乃至請求項８対応）によれば、固定子鉄心合せ目部の運
転中の隙間の発生を防ぐことができるので、磁気振動の
ない安定した運転ができ、信頼性の高い回転電機の固定
子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成図であり、同図
（ａ）はその要部の平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の
接合部の拡大図。

【図２】本発明の第２実施例の構成図であり、同図
（ａ）はその要部の平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の
接合部の拡大図。

【図３】本発明の第３実施例の構成図であり、同図
（ａ）はその要部の平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の
接合部の拡大図。

【図４】本発明の第４実施例の要部断面図。

【図５】本発明の第５実施例の要部断面図。

【図６】本発明の第６実施例の要部断面図。

【図７】本発明の第７実施例の要部断面図。

【図８】本発明の第８実施例の要部平面図。

【図９】従来の固定子分割部の要部平面図。

【図１０】従来の固定子分割部の要部平面図。

【符号の説明】

１…固定子鉄心、２…固定子枠棚板、３…固定子リブ、
４…固定子枠接合板、５…ボルト、６…固定子枠側板、
６Ａ…変形固定子枠側板，７…ライナ、８…ジャッキボ
ルト、９…スプリング、１０…冷却装置、１１…コイ
ル、１２…フィン、１３，１４…冷却風風道、１５…固
定具。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円周方向に分割された固定子鉄心の外周
   に固定子リブを介して固定子枠棚板を設けた回転電機の
   固定子において、前記固定子枠棚板の端部の固定子枠接
   合板の内周側にライナを装着したことを特徴とする回転
   電機の固定子。
2. 【請求項２】 円周方向に分割された固定子鉄心の外周
   に固定子リブを介して固定子枠棚板を設けた回転電機の
   固定子において、前記固定子枠棚板の端部の固定子枠接
   合板の内周側にジャッキボルトを装着したことを特徴と
   する回転電機の固定子。
3. 【請求項３】 円周方向に分割された固定子鉄心の外周
   に固定子リブを介して固定子枠棚板を設けた回転電機の
   固定子において、前記固定子枠棚板の端部の固定子枠接
   合板の内周側にスプリングを装着したことを特徴とする
   回転電機の固定子。
4. 【請求項４】 円周方向に分割された固定子鉄心の外周
   に固定子リブを介して固定子枠棚板を設けた回転電機の
   固定子において、前記固定子枠棚板に冷却装置を装着し
   たことを特徴とする回転電機の固定子。
5. 【請求項５】 円周方向に分割された固定子鉄心の外周
   に固定子リブ及び固定子枠棚板を介して固定子枠側板を
   設けた回転電機の固定子において、前記固定子枠棚板を
   前記固定子枠側板の外側まで突設したことを特徴とする
   回転電機の固定子。
6. 【請求項６】 円周方向に分割された固定子鉄心の外周
   に固定子リブ及び固定子枠棚板を介して固定子枠側板を
   設けた回転電機の固定子において、前記固定子枠棚板に
   冷却風が通る風道板を設けたことを特徴とする回転電機
   の固定子。
7. 【請求項７】 円周方向に分割された固定子鉄心の外周
   に固定子リブ及び固定子枠棚板を介して固定子枠側板を
   設けた回転電機の固定子において、前記固定子枠側板に
   冷却風が通る風道板を設けたことを特徴とする回転電機
   の固定子。
8. 【請求項８】 円周方向に分割された固定子鉄心の外周
   に固定子リブ及び固定子枠棚板を介して固定子枠側板を
   設けた回転電機の固定子において、前記固定子枠側板の
   一部を矩形状に曲げ前記固定子枠棚板が外周に露出した
   ことを特徴とする回転電機の固定子。