JP2000270507A

JP2000270507A - 回転電機

Info

Publication number: JP2000270507A
Application number: JP11075197A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Okumura; 康之奥村
Original assignee: Matsushita Seiko Co Ltd
Current assignee: Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2000-09-29
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP3626869B2

Abstract

(57)【要約】【課題】回転機に発生するベアリング電流を低減させ
て軸受部の摩耗、回転軸の損傷、破壊を防止し、かつ、
長時間使用しても保守する必要がないベアリング電流低
減装置を提供することを目的とする。【解決手段】回転電機のステータ鉄心側のスロット開
口部に、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体
であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材をスロット
の開口部を塞ぐようにステータ鉄心の空隙側内周面に配
置、固定して、コイルとロータを静電遮蔽することによ
り、振幅が大きく軸受装置に与えるストレスの大きいデ
ィスチャージモードのベアリング電流と、発生頻度が高
く軸受装置に与えるストレスを無視できないコンダクテ
ィブモードのベアリング電流の発生を防止することがで
き、長時間使用しても保守する必要がない回転電機を提
供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機の軸受部
に流れるベアリング電流を低減する回転電機のベアリン
グ電流低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、誘動機を始めとする回転電機を回
転数制御する方法としてインバータ等の電力変換機によ
って駆動するのが一般的となってきた。インバータ駆動
の方式として電圧形ＰＷＭインバータが最も良く知られ
ている。この種のインバータ駆動方式では、変調正弦波
信号の振幅に比例したパルス幅の一定キャリア周期を持
つ矩形波状の電圧パルス列を回転電機に印加して、回転
電機のコイルに流れる電流を変調正弦波信号の周波数に
等しい周波数の正弦波となるように回転電機を駆動す
る。

【０００３】さて、最近の高速電力用半導体素子の発展
に伴って、電圧形ＰＷＭインバータのキャリア周波数の
高周波化が進み、インバータのスイッチング時に生じる
急峻な電圧変化に起因して発生する回転電機のベアリン
グ電流による軸受部の不具合が指摘されている。

【０００４】図１８は従来のＰＷＭインバータに駆動さ
れた回転電機の原理的回路図を示し、図１９は従来のＰ
ＷＭインバータに駆動された回転電機の各部の波形を説
明する説明図である。図１８、図１９を併用して、ＰＷ
Ｍインバータが回転電機のコイル系に対して共通モード
の電圧（以降コモンモード電圧と称す）を供給するメカ
ニズムについて説明する。

【０００５】図１８において、インバータ１０１はスイ
ッチング素子１０２〜１０７および直流電源１０８から
成り、インバータ１０１のＲ相、Ｓ相およびＴ相出力端
子１０９〜１１１は回転電機１１２のコイル１１３のＲ
相、Ｓ相およびＴ相タップ１１４〜１１６にそれぞれ結
線されている。回転電機１１２のフレームグランド端子
１１７は、インバータ１０１のフレームグランド端子１
１８に接続され、さらに、フレームグランド端子１１８
は大地にアース接続されている。

【０００６】図１９の（a），（b），（c）はキャリア
波信号Ｖ_cと各相のインバータ指令値Ｕ_R、Ｕ_S、Ｕ_Tとの
比較により、インバータ１０１におけるＯＮ−ＯＦＦ制
御信号の形成を説明するものである。図１９において、
横軸を時間軸にとり、図１９の（a），（b），（c）の
太線で図示された正弦波がインバータ１０１のＲ、Ｓ、
Ｔ各相のインバータ指令値（Ｕ_R，Ｕ_S，Ｕ_T）を示す。
同図上に三角波状の細線で示された波形がキャリア波信
号Ｖ_Cである。キャリア波信号Ｖ_cがインバータ指令値Ｕ
_R、Ｕ_S、Ｕ_Tよりも低いときは、該当するスイッチング
素子１０２〜１０４側が導通し、スイッチング素子１０
５〜１０７側が非導通となる。逆に、キャリア波信号Ｖ
_cがインバータ指令値Ｕ_R、Ｕ_S、Ｕ_Tよりも高いときは、
該当するスイッチング素子１０２〜１０４側が非導通と
なり、スイッチング素子１０５〜１０７側が導通とな
る。

【０００７】図１９の（d），（e），（f）は図１８に
図示されるスイッチング素子のアーム対（１０２，１０
５），（１０３，１０６），（１０４，１０７）の中間
点と大地との間に形成される電圧Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ_Tを示
す。説明を簡略化するため図１９の（a），（d）でＲ相
における関係について説明する。キャリア波電圧Ｖ_cが
インバータ指令値Ｕ_Rより高いときは、スイッチング素
子１０５が導通しアーム対（１０２，１０５）と大地間
の電圧Ｖ_Rは零となる。尚、Ｅ_dは直流電源１０８の両端
の電圧値である。次に、キャリア波電圧Ｖ_cがインバー
タ指令値Ｕ_Rより低いときは、スイッチング素子１０２
が導通しアーム対（１０２，１０５）と大地間の電圧Ｖ
_Rは＋Ｅ_dとなる。

【０００８】図１９の（Ｇ）はコイル１１３に印可され
るコモンモード電圧の関係を示す。コイル１１３の中性
点１１９の大地を基準とする電位、すなはち、中性点電
位Ｖ _NOは、通常、上述の電圧Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ_Tの平均電圧
（数１）となる。

【０００９】

【数１】ゆえに、中性点電位Ｖ_NOには、上述の電圧Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ
_T三相分を重ね合わせたコモンモードの電圧が発生して
いる。すなわち、中性点電位Ｖ_NOにはＰＷＭスイッチン
グパターン３相分を重ね合せた波形が発生することにな
る。

【００１０】回転電機に発生するベアリング電流は、例
えば、「ＰＷＭインバータによって発生する誘導電動機
のベアリング電流」（ショータン・チェン、アイイーイ
ーイー・トランザンクション・オン・エナジーコンバー
ジョン、１１号１巻ナンバー１、１９９６年３月）（Ａ
ｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｄｕｃｔｉｏｎＭｏｔｏ
ｒＢｅａｒｉｎｇＣｕｒｒｅｎｔｓＣａｕｓｅｄ
ｂｙＰＷＭＩｎｖｅｒｔｅｒｓ、ＩＥＥＥＴｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅ
ｒｓｉｏｎ．Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．１，Ｍａｒｃｈ１
９９６）に紹介されているように、回転電機のコイルと
ロータ間、コイルとステータ間、および、ロータとステ
ータ間の静電結合容量に起因して発生する。

【００１１】図２０は従来の回転電機の構成を示した断
面図であり、スロット１２０と歯１２１を有するステー
タ鉄心１２２のそのスロット１２０内にコイル１１３を
配置して形成したステータ１２３と、ロータ１２４から
構成されている。そしてロータ１２４側面に対向するス
テータ鉄心１２２の空隙側内周面には、スロット１２０
の開口部１２５がある。

【００１２】一般的に、回転電機では、コイル１１３は
開口部１２５付近の空隙を介して、ロータ１２４と接近
した位置に配置されるので、コイル１１３の巻き取り方
向に沿って、コイル１１３とロータ１２４の間に静電結
合容量１２６が分布している。

【００１３】ところで、大容量機では開口スロット、小
容量機では半閉スロット形状にしているが、特に大容量
機では、開口部の空隙面の面積が大きくなるため、静電
結合容量１２６は大きくなる。小容量機でも、開口部の
面積が小さくなった分、大容量機ほどではないが、比較
的小さな静電結合容量が存在する。

【００１４】同様に、コイル１１３はステータ鉄心１２
２のスロット１２０内に、ステータ鉄心１２２に接近し
た位置に配置されるので、コイルの巻き取り方向に沿っ
て、コイル１１３とステータ１２３の間にも静電結合容
量１２７が分布している。

【００１５】一般的に、回転電機では、ステータ１２３
とロータ１２４の間の空隙間隔は狭く設計されるので、
ステータ１２３とロータ１２４は接近した位置に配置さ
れ、ステータ１２３とロータ１２４の間にもエアーギャ
ップ容量１２８が存在する。

【００１６】図２１は、回転電機が高速で回転している
時の軸受装置の状態を示す断面図である。この場合、軸
受装置１２９の転動体１３０は潤滑油１３１で浸された
内輪１３２と外輪１３３の間にできる中空に浮いた状態
（以降、流体潤滑状態と称す）となる。この時、内輪１
３２と外輪１３３は、電気的には、常時非導通、時々導
通する。

【００１７】図２２は回転電機が高速で回転し、軸受装
置が流体潤滑状態となる場合において、従来のＰＷＭイ
ンバータに駆動された回転電機のコモンモード等価回路
図を示し、図２３は回転電機が高速で回転し、軸受装置
が流体潤滑状態となる場合において、従来のＰＷＭイン
バータに駆動された回転電機の各部の波形を説明する説
明図である。図２２、図２３を併用して、軸受装置が流
体潤滑状態となる場合において、ディスチャージモード
のベアリング電流が発生するメカニズムについて説明す
る。

【００１８】図２２において、流体潤滑状態では、軸受
装置１２９は電気的に非導通となる。前述したように、
コイル１１３とステータ１２３の間に静電結合容量１２
６、コイル１１３とロータ１２４の間に静電結合容量１
２７、および、ステータ１２３とロータ１２４の間にエ
アーギャップ容量１２８等が存在するので、これらの静
電容量より成り、コイル４とステータ５の間に印加され
た電圧をエアーギャップ容量１４に発生する軸電圧とし
て伝達するような、図示するような閉じた回路１３４が
形成される。同図で図示するように、軸受装置１２９
は、抵抗１３５、インダクタンス１３６およびスイッチ
１３７を直列接続した軸受装置の等価回路１３８で現す
ことができる。

【００１９】図２３において、インバータ１０１からコ
イル１１３とステータ１２３との間に図２３（ａ）に示
すようなコモンモード電圧が印加されると、コイル１１
３とステータ１２３の間に印加された電圧をエアーギャ
ップ容量１２８に発生する軸電圧として伝達するような
閉じた回路１３４が形成されているので、コモンモード
電圧に対する閉じた回路１３４の応答現象として、エア
ーギャップ容量１２８に図２３（ｂ）に示すような軸電
圧が発生する。この軸電圧は、閉じた回路１３４に固有
な伝達特性から、コモンモード電圧の立ち上りエッジに
おいて、図示するように激しく振動する。振動する軸電
圧の瞬時値が、ある電圧レベルを超えると、軸受装置の
油膜を絶縁破壊させて軸受部を導通状態にさせ、エアー
ギャップ容量１２８に蓄積された軸電圧は、抵抗１３
５、インダクタンス１３６およびスイッチ１３７を直列
接続した軸受装置１２９の等価回路１３８を経て放電
し、この時軸受装置１２９に流れる放電電流として図２
３（ｃ）に示すようなディスチャージモードのベアリン
グ電流が流れる。

【００２０】ここで、ディスチャージモードのベアリン
グ電流は、エアーギャップ容量１２８に蓄積された放電
電流として発生するので、放電直前にエアーギャップ容
量１２８に蓄積された軸電圧に比例するが、軸電圧は、
前述したように、コモンモード電圧の立ち上りエッジで
大きく振動し、その最大ピーク電圧は大きな値となるの
で、軸電圧が最大ピーク値付近に達したときに、軸受装
置１２９が導通し、エアーギャップ容量１２８が放電し
たときに発生するベアリング電流の振幅は非常に大きな
電流となることがある。例えば、１キロワットクラスの
誘導電動機の場合、軸電圧の最大ピーク値Ｖ_rsmaxは４
１Ｖとなり、軸電圧が最大ピーク電圧Ｖ_r _smaxが４１Ｖ
付近に達した瞬間に放電したとき、１５００ｍＡにもな
るベアリング電流が流れることがある。このように、デ
ィスチャージモードのベアリング電流の振幅は、非常に
大きな値になることがあり、軸受装置に与える破壊損傷
のストレスは大きい。

【００２１】図２４は、回転電機が低速で回転している
時の軸受装置の状態を示す断面図である。この場合、内
輪１３２は転動体１３０を介して外輪１３３と常に接触
した状態（以降、境界潤滑状態と称す）となり、内輪１
３２と外輪１３３は接触しており常に電気的に導通して
いる。

【００２２】図２５は回転電機が低速で回転し、軸受装
置が境界潤滑状態となる場合において、従来のＰＷＭイ
ンバータに駆動された回転電機のコモンモード等価回路
図を示し、図２６は回転電機が低速で回転し、軸受装置
が境界潤滑状態となる場合において、従来のＰＷＭイン
バータに駆動された回転電機の各部の波形を説明する説
明図である。図２５、図２６を併用して、時軸受装置が
境界潤滑状態となる場合において、コンダクティブモー
ドのヘ゛アリンク電流が発生するメカニズムについて説明
する。

【００２３】図２５において、境界潤滑状態では、軸受
装置１２９は電気的に導通している。前述したようなコ
イル１１３とロータ１２４の間の静電結合容量１２６、
コイル１１３とステータ１２３の間の静電結合容量１２
７、さらに、スイッチ１３７が閉じた状態の軸受装置１
２９の等価回路１３８より成り、コイル１１３とステー
タ１２３の間に印加された電圧を、軸受装置１２９の等
価回路１３８に流れるベアリング電流として伝達するよ
うな、図示するような閉じた回路１３９が形成される。

【００２４】図２６において、インバータ１０１からコ
イル１１３とステータ１２３との間に図２６（ａ）に示
すようなコモンモード電圧が印加されると、コイル１１
３とステータ１２３の間に印加された電圧を軸受装置１
２９の等価回路１３８に流れるベアリング電流として伝
達するような閉じた回路１３９が形成されるので、コモ
ンモード電圧に対する閉じた回路１３９の応答電流とし
て、図２６（ｃ）に示すようなコンダクティブモードの
ベアリング電流が発生する。このベアリング電流は、閉
じた回路１３９に固有な伝達特性によって、コモンモー
ド電圧の立ち上りエッジにおいて、図示するように振動
する。例えば、回転電機１１２が１キロワットクラスの
誘導機の場合、振動するベアリング電流の最大ピーク電
流I_bmaxは６０〜１５０ｍＡとなる。このように、コン
ダクティブモードのベアリング電流は、その最大ピーク
値I_bmaxは、ディスチャージモードのベアリング電流ほ
ど大きくはないにしても、コモンモード電圧に対する閉
じた回路１３９の応答電流であるため、コモンモード電
圧の立ち上がりエッジ毎に必ず発生するので、その発生
頻度は高く、軸受装置に与えるストレスは無視できな
い。

【００２５】以上で述べたように、インバータ駆動され
た従来の回転電機では、振幅が大きく軸受装置に与える
ストレスの大きなディスチャージモードのベアリング電
流、および、振幅は小さいが発生頻度が高く、軸受装置
に与えるストレスを無視できないコンダクティブモード
のベアリングモード電流が発生するため、回転軸受の摩
耗、回転軸の損傷、潤滑油の風化を招き、場合によって
は軸受装置を損傷または破壊することがある。従って、
このような障害が発生しないように、回転電機にベアリ
ング電流防止装置が用いられている。通常、このベアリ
ング電流防止装置としては、軸受装置を絶縁する方法と
回転軸を接地する方法があるが、軸受部を絶縁する方法
は、構造が複雑になり、組み立て工程に細心の注意を要
し、工数が多くかかり、かつ回転電機によっては機械的
構造上軸受部の絶縁ができないものもあるので、通常は
軸受部を絶縁するよりは簡単で、実施し易い回転軸を接
地する方法が用いられている。

【００２６】従来、この種のベアリング電流の発生を防
止するベアリング電流防止装置は、特開昭５８−７８７
７０号公報、特開昭５４−８８０１号広報、実開昭６３
−１２４０５７号広報、および実開昭５８―７８７６９
号広報に記載されたものが知られている。

【００２７】以下、その従来のベアリング電流防止装置
について図２７を参照しながら説明する。図に示すよう
に、従来の回転軸を接地する方式の軸電流防止装置１４
０はアースブラシホルダ１４１、アースブラシホルダ支
え１４２およびアースブラシ組立体１から構成されてい
る。アースブラシホルダ支え１４２は、導電材料の板材
を略Ｌ字状に曲げて作られ、その略Ｌ字状の垂直返の端
部は、エンドブラケット１４４とエンドブラケット１４
４に接合されたシールド玉軸受１４５より成る軸受装置
１２９のエンドブラケット１４４の部分にボルト１４６
を介して取り付けられ、略Ｌ字状の水平辺には後述する
アースブラシホルダ１４１が取付けられている。エンド
ブラケット１４４は回転電機１１２の金属筐体１４７に
ボルト１４８を介して取付けられている。アースブラシ
ホルダ１４１はホルダシャンク１４９およびキャップ１
５０より成り、ホルダシャンク１４９はアースブラシホ
ルダ支え１４２の水平返にねじまたは半田付け等で固定
され、その内側には後述するアースブラシ組立体１４３
の取付け穴１５１が設けられている。アースブラシ組み
立体１４３はアースブラシ１５２、ばね１５３、ピグテ
ール１５４およびピグテール支え１５５より成ってい
る。従って、アースブラシホルダ１４１のホルダシャン
ク１４９の取付け穴１５１にアースブラシ組立体１４３
を挿入し、ホルダシャンク１４９にキャップ１５０を取
付ければ、アースブラシ１５２は、ばね１５３を介して
回転軸１５６に押し付けられて接触し、回転軸１５６
は、常にアースブラシ１５２、ピグテール１５４、ピグ
テール支え１５５、キャップ１５０、ホルダシャンク１
４９、アースブラシホルダ支え１４２、エンドブラケッ
ト１４４および金属筐体１４７を介して接地される。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】以上で述べたように、
従来のＰＷＭインバータに駆動された回転電機では、イ
ンバータより回転電機のコイルとステータ間に、Ｒ相、
Ｓ相およびＴ相のＰＷＭスイッチングパターン三相分を
重ね合わせたコモンモード電圧が供給される。

【００２９】さらに、回転電機が高速で回転し、軸受装
置１２９が流体潤滑状態となる場合、軸受装置１２９は
電気的に非導通となり、コイル１１３とロータ１２４の
間の静電結合容量１２６、コイル１１３とステータ１２
３の間の静電結合容量１２７、および、ステータ１２３
とロータ１２４の間のエアーギャップ容量１２８から成
る閉じた回路１３４が形成され、コモンモード電圧が閉
じた回路１３４に供給されると、コモンモード電圧に対
する閉じた回路１３４の応答電圧としてエアーギャップ
容量１２８の両端に軸電圧が発生する。この軸電圧の瞬
時値が、ある電圧レベルを超えると、軸受装置１２９の
油膜を絶縁破壊させて軸受装置１２９を導通状態にさ
せ、エアーギャップ容量１２８に蓄積された軸電圧は軸
受装置１２９を経て、軸受装置１２９に放電電流、すな
わち、ディスチャージモードのベアリング電流が流れ
る。このディスチャージモードのベアリング電流は、エ
アーギャップ容量１２８に蓄積された放電電流として発
生するので、その振幅は、放電直前にエアーギャップ容
量１２８に蓄積された軸電圧に比例するが、閉じた回路
１３４に固有な伝達特性のため、軸電圧はコモンモード
電圧の立ち上りエッジにおいて激しく振動し、軸電圧の
最大ピーク電圧は大きな値となるので、軸電圧が最大ピ
ーク値付近に達したときに、軸受装置１２９が導通しエ
アーギャップ容量１２８が放電したときに発生するベア
リング電流の振幅は非常に大きな電流となることがあ
り、この振幅の大きなベアリング電流が、軸受の摩耗、
回転軸の損傷、潤滑油の風化を招き、場合によっては軸
受装置１２９が損傷または破壊するという問題があっ
た。

【００３０】回転電機が低速で回転し、軸受装置１２９
が境界潤滑状態となる場合、軸受装置１２９は電気的に
導通状態となり、コイル１１３とロータ１２４間の静電
結合容量１２６、コイル１１３とステータ１２３間の静
電結合容量１２７、および、軸受装置１２７から成る閉
じた回路１３９が形成され、インバータからこの閉じた
回路１３９にコモンモード電圧が印加されると、コモン
モード電圧に対する閉じた回路１３９の応答電流として
軸受装置１２９にコンダクティブモードのベアリング電
流が発生するが、この種のベアリング電流は、コモンモ
ード電圧の立ち上がりエッジ毎に必ず発生するので、そ
の発生頻度は高く、この発生頻度の高いコンダクティブ
モードのベアリング電流が、軸受の摩耗、回転軸の損
傷、潤滑油の風化を招き、場合によっては軸受装置１２
９を損傷または破壊するという問題があった。

【００３１】また、このような問題を解決するための従
来のベアリング電流防止装置では、アースブラシ１５２
は、ばね１５３より回転軸１５６に押し付けられている
ので、回転軸１５６の表面を摩耗、損傷させないよう
に、カーボンを主成分とした非常に軟質の導電材料で作
られているため摩耗が早く、早いものは２〜３箇月で、
長くても６〜７箇月でアースブラシを交換しなければな
らないという欠点があった。

【００３２】また、このような問題を解決するための従
来のベアリング電流防止装置では、アースブラシ１５２
を、回転軸１５６に押し付けるためのアースブラシホル
ダ１４１の機構や、アースブラシホルダ１４１を支える
ための機構が大変複雑なものになるため、ベアリング電
流防止装置を装備する際に、多くのコストと工数がかか
ると言う欠点があった。

【００３３】以上述べたように、ＰＷＭインバータによ
り駆動された従来の回転電機では、回転電機が高速で回
転しているとき、振幅が大きく、軸受装置に与えるスト
レスの大きいディスチャージモードのベアリング電流が
発生してしまうという課題があり、ディスチャージモー
ドのベアリング電流を消滅させて、軸受部の摩耗、回転
軸の損傷、潤滑油の風化、軸受装置の損傷または破壊を
防止することが要求されている。

【００３４】また、回転電機が低速で回転していると
き、発生頻度が高く、軸受装置に与えるストレスを無視
できないコンダクティブモードのベアリング電流が流れ
てしまうという課題があり、コンダクティブモードのベ
アリングを消滅させて、軸受部の摩耗、回転軸の損傷、
潤滑油の風化、軸受装置の損傷または破壊を防止するこ
とが要求されている。

【００３５】また、従来のベアリング電流防止装置で
は、ブラシの摩耗による保守を数箇月毎に行う必要があ
るという課題があり、長時間使用しても保守する必要な
くベアリング電流を防止できる方法が要求されている。

【００３６】また、従来のベアリング電流防止装置で
は、アースブラシを、回転軸に押し付けるためのアース
ブラシホルダの機構や、アースブラシホルダを支えるた
めの機構が大変複雑なものになるため、これを装備する
際に多くのコストと工数がかかるという課題があり、機
構が簡単で、これを装備する際にコストと工数をかけず
にベアリング電流を防止できる方法が要求されている。

【００３７】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、ベアリング電流を消滅させて軸受部の摩
耗、回転軸の損傷、潤滑油の風化、軸受装置の損傷また
は破壊を防止することができ、かつ、長時間使用しても
保守する必要なくベアリング電流を消滅することがで
き、かつ、機構が簡単でこれを装備する際に、多くのコ
ストと工数をかける必要がない回転電機を提供すること
を目的としている。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明の回転電機は上記
目的を達成するために、スロットと歯を有するステータ
鉄心のそのスロット内にコイルを配置して形成したステ
ータと、そのステータを内周面に固定したハウジング
と、回転軸を有するロータと、軸受装置を有しその軸受
装置を介して前記回転軸を保持し、前記ハウジングの両
端部に固定された２枚のエンドブラケットを備えた回転
電機において、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非
磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加
工して得られる小片楔を、前記ステータ鉄心と電気的に
導通するように、前記スロットの開口部を塞ぐように前
記スロットの開口部に配置、固定して、前記コイルと前
記ロータを静電遮蔽した事を特徴とする回転電機とした
ものである。

【００３９】本発明によれば、ベアリング電流を消滅さ
せて、軸受部の摩耗、回転軸の損傷、潤滑油の風化、軸
受装置の損傷または破壊を防止することができ、また、
長時間使用しても保守する必要なくベアリング電流の発
生を防止することができ、また、これを装備する際に、
多くのコストと工数をかける必要がない回転電機が得ら
れる。

【００４０】また他の手段は、スロットと歯を有するス
テータ鉄心のそのスロット内にコイルを配置して形成し
たステータと、そのステータを内周面に固定したハウジ
ングと、回転軸を有するロータと、軸受装置を有しその
軸受装置を介して前記回転軸を保持し、前記ハウジング
の両端部に固定された２枚のエンドブラケットを備えた
回転電機において、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等し
い非磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材
を加工して得られる薄い略円筒物を、前記ステータ鉄心
と電気的に導通するように、前記スロットの開口部を塞
ぐように前記ロータの側面に対向する前記ステータ鉄心
の空隙側内周面に配置、固定して、前記コイルと前記ロ
ータを静電遮蔽した事を特徴とする回転電機としたもの
である。

【００４１】本発明によれば、ベアリング電流を消滅さ
せて、軸受部の摩耗、回転軸の損傷、潤滑油の風化、軸
受装置の損傷または破壊を防止することができ、また、
長時間使用しても保守する必要なくベアリング電流の発
生を防止することができ、また、これを装備する際に、
多くのコストと工数をかける必要がない回転電機が得ら
れる。

【００４２】また他の手段は、スロットと歯を有するス
テータ鉄心のそのスロット内にコイルを配置して形成し
たステータと、そのステータを内周面に固定したハウジ
ングと、回転軸を有するロータと、軸受装置を有しその
軸受装置を介して前記回転軸を保持し、前記ハウジング
の両端部に固定された２枚のエンドブラケットを備えた
回転電機において、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等し
い非磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材
を加工して得られる薄い略円筒物を、前記ステータ鉄心
と電気的に導通するように、前記スロットの開口部を塞
ぐように前記ロータ側面に対向する前記ステータ鉄心の
空隙側内周面に配置、固定し、前記略円筒物の両端部を
前記エンドブラケットで塞ぐようにして、前記コイルを
含む前記ステータ鉄心を前記円筒物、前記エンドブラケ
ット、および、前記ハウジングで囲って完全密封状態と
して、前記コイルと前記ロータを静電遮蔽した事を特徴
とする回転電機としたものである。

【００４３】本発明によれば、ベアリング電流を消滅さ
せて、軸受部の摩耗、回転軸の損傷、潤滑油の風化、軸
受装置の損傷または破壊を防止することができ、また、
長時間使用しても保守する必要なくベアリング電流の発
生を防止することができ、また、これを装備する際に、
多くのコストと工数をかける必要がない回転電機が得ら
れる。

【００４４】また他の手段は、スロットと歯を有するス
テータ鉄心のそのスロット内にコイルを配置して形成し
たステータと、そのステータを内周面に固定したハウジ
ングと、回転軸を有するロータと、軸受装置を有しその
軸受装置を介して前記回転軸を保持し、前記ハウジング
の両端部に固定された２枚のエンドブラケットを備えた
回転電機において、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等し
い非磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材
を加工して得られる薄い略円筒物を、前記ステータ鉄心
と電気的に導通するように、前記スロットの開口部を塞
ぐように前記ロータ側面に対向する前記ステータ鉄心の
空隙側内周面に配置、固定し、透磁率がほぼ真空中の透
磁率に等しい非磁性体であって、かつ、金属導体である
静電遮蔽材を加工して得られる２枚の略円環を、前記略
円筒物の両端部に、前記略円筒物と電気的に導通するよ
うに固定し、前記コイルを含む前記ステータ鉄心を前記
略円筒物、前記略円環、および、前記ハウジングで囲っ
て完全密封状態となるようにして、前記コイルと前記ロ
ータを静電遮蔽した事を特徴とする回転電機としたもの
である。

【００４５】本発明によれば、ベアリング電流を消滅さ
せて、軸受部の摩耗、回転軸の損傷、潤滑油の風化、軸
受装置の損傷または破壊を防止することができ、また、
長時間使用しても保守する必要なくベアリング電流の発
生を防止することができ、また、これを装備する際に、
多くのコストと工数をかける必要がない回転電機が得ら
れる。

【００４６】また他の手段は、スロットと歯を有するス
テータ鉄心のそのスロット内にコイルを配置して形成し
たステータと、そのステータを内周面に固定したハウジ
ングと、回転軸を有するロータと、軸受装置を有しその
軸受装置を介して前記回転軸を保持し、前記ハウジング
の両端部に固定された２枚のエンドブラケットを備えた
回転電機において、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等し
い非磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材
を加工して得られる薄い金属箔を、前記ステータ鉄心と
電気的に導通するように、前記スロットの開口部を塞ぐ
ように前記ロータ側面に対向する前記ステータ鉄心の空
隙側内周面に配置、固定して、前記コイルと前記ロータ
を静電遮蔽した事を特徴とする回転電機としたものであ
る。

【００４７】本発明によれば、ベアリング電流を消滅さ
せて、軸受部の摩耗、回転軸の損傷、潤滑油の風化、軸
受装置の損傷または破壊を防止することができ、また、
長時間使用しても保守する必要なくベアリング電流の発
生を防止することができ、また、これを装備する際に、
多くのコストと工数をかける必要がない回転電機が得ら
れる。

【００４８】また他の手段は、スロットと歯を有するス
テータ鉄心のそのスロット内にコイルを配置して形成し
たステータと、そのステータを内周面に固定したハウジ
ングと、回転軸を有するロータと、軸受装置を有しその
軸受装置を介して前記回転軸を保持し、前記ハウジング
の両端部に固定された２枚のエンドブラケットを備えた
回転電機において、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等し
い非磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材
を加工して得られる薄い金属箔を、前記ステータ鉄心と
電気的に導通するように、前記スロットの開口部を塞ぐ
ように前記ロータ側面に対向する前記ステータ鉄心の空
隙側内周面に配置、固定し、かつ、前記コイルを含む前
記ステータ鉄心を前記ハウジングと前記金属箔の両端部
で囲って完全密封状態として、前記コイルと前記ロータ
を静電遮蔽した事を特徴とする回転電機としたものであ
る。

【００４９】本発明によれば、ベアリング電流を消滅さ
せて、軸受部の摩耗、回転軸の損傷、潤滑油の風化、軸
受装置の損傷または破壊を防止することができ、また、
長時間使用しても保守する必要なくベアリング電流の発
生を防止することができ、また、これを装備する際に、
多くのコストと工数をかける必要がない回転電機が得ら
れる。

【００５０】

【発明の実施の形態】本発明は、透磁率がほぼ真空中の
透磁率に等しい非磁性体であって、かつ、金属導体であ
る静電遮蔽材を、ステータ鉄心の空隙側内周面のスロッ
ト開口部に配置、固定して、スロット開口部のみを塞ぐ
ようにするか、コイルを含むステータ鉄心全体を、ステ
ータ鉄心の空隙側内周面に配置した静電遮蔽材とハウジ
ングで囲って完全密封状態とするか、または、コイルを
含むステータ鉄心全体を、ステータ鉄心の空隙側内周面
に配置した静電遮蔽材、ハウジング、および、ブラケッ
トで囲って完全密封状態として、コイルとロータを静電
遮蔽するようにしたものである。

【００５１】このような構成の回転電機では、インバー
タより供給される電流によってコイルに励起された磁束
がスロットの開口部に配置された真空中の透磁率に等し
い非磁性体を通過する際にできるスロットの開口部付近
の空隙部の磁束密度は、静電遮蔽材が無い従来の回転電
機におけるスロットの開口部付近の空隙部の磁束密度に
等しく、前述した位置に静電遮蔽材を配置したことによ
って、回転電機に磁気的な影響をに与えないという作用
を有する。

【００５２】次に、インバータより供給される比較的低
い数キロヘルツ〜十数キロヘルツの周波数のキャリアを
持つ電流によってコイルに励起された磁束の変化が、真
空中の透磁率に等しい非磁性体の静電遮蔽材を通過する
際に、静電遮蔽材内部に発生する渦電流はほとんど零に
等しく、渦電流が流れる事によって静電遮蔽材に発生す
る損失や発熱の問題はほとんど起きないという作用を有
する。

【００５３】このような構成により、コイルとロータと
の間を静電遮蔽することにより、コイルとロータの間の
静電結合容量を零にして、回転電機が高速で回転してい
るときに形成されたコイルとロータの間の静電結合容
量、コイルとステータの間の静電結合容量、および、ス
テータとロータの間のエアーギャップ容量により成り、
コイルとステータ間に印加された電圧をエアーギャップ
容量に発生する軸電圧として伝達する、従来の閉じた回
路が形成されないため、コモンモード電圧に対する閉じ
た回路の応答電圧としてエアーギャップ容量に発生する
軸電圧が消滅するため、エアーギャップ容量に蓄積され
た軸電圧の放電現象として発生するディスチャージモー
ドのベアリング電流が消滅するという作用を有する。

【００５４】また、回転電機のコイルとロータとの間を
静電遮蔽することにより、コイルとロータの間の静電結
合容量を零にして、回転電機が低速で回転しているとき
にに形成されたコイルとロータの間の静電結合容量、コ
イルとステータの間の静電結合容量、および、軸受装置
により成り、コイルとステータ間に印加された電圧を軸
受装置に流れるベアリング電流として伝達する、従来の
閉じた回路が形成されないため、コモンモード電圧に対
する閉じた回路の応答電流として軸受装置に流れるコン
ダクティブモードのベアリング電流も消滅するという作
用を有する。

【００５５】また、ステータに配置、固定した静電遮蔽
材を、ロータと非接触で配置するようにして、ステータ
とロータ間を静電遮蔽するようにしたものであり、従来
のベアリング電流低減装置のように軟質の導電材料で作
られたアースブラシが回転軸に押し付けられて摩耗する
ような個所がないため、長時間使用しても保守する必要
がないという作用を有する。

【００５６】また、静電遮蔽材を、ステータ鉄心の空隙
側内周面のスロット開口部に配置、固定して、スロット
開口部のみを塞ぐようにするか、コイルを含むステータ
鉄心全体を、ステータ鉄心の空隙側内周面に配置した静
電遮蔽材とハウジングで囲って完全密封状態とするか、
または、コイルを含むステータ鉄心全体を、ステータ鉄
心の空隙側内周面に配置した静電遮蔽材、ハウジング、
または、ブラケットで囲って完全密封状態として、コイ
ルとロータを静電遮蔽するようにしただけの簡単な構造
で、ベアリング電流を消滅することができるという作用
を有する。

【００５７】

【実施例】（実施例１）図１は、本発明の第１実施例の
回転電機の構成を示す断面図である。図２は、図１にお
いて図示するＡの方向から見た回転電機の構成を示す断
面図である。図１、図２において、ステータ鉄心１はス
ロット２と歯３を有し、そのスロット２内にコイル４を
配置して形成したステータ５は、ハウジング６の内周面
に固定され、ロータ７は回転軸８を有し、後述する例え
ばかご型巻線を備えた誘導電動機のロータであって、軸
受装置９を有し軸受装置９を介して回転軸８を保持する
２枚のエンドブラケット１０ａ、１０ｂは、ハウジング
６の両端にボルト１１を介してハウジング６に固定され
ている。そして、ロータ７がコイル４から静電遮蔽され
るように、例えば銅のような透磁率がほぼ真空中の透磁
率に等しい非磁性体であって、かつ、金属導体である静
電遮蔽材を加工して得られた小片楔１２が、スロット２
の開口部１３を塞ぐようにスロット２の開口部１３に、
配置、固定され、小片楔１２はステータ鉄心１と電気的
に導通するように、ステータ鉄心１にはんだ付け、また
は、溶接されている。

【００５８】図３は、実施例で使用したかご型巻線を備
えた誘導電動機のロータの構成を示す構成図である。図
３において、ロータ鉄心１４は珪素鋼板１５を軸方向に
積層して形成され、回転軸８に固定されている。そのロ
ータ鉄心１４の径方向外周近傍に、その断面が円形をな
すような複数のスロット１６が軸方向に形成されてい
る。ロータ巻線１７は、複数のスロット１６に収納され
た円柱状の複数のバー１８の両端を、ロータ鉄心１４の
軸方向両端において、エンドリング１９ａ、１９ｂで短
絡接合して一体成形したものであって、ロータ巻線１７
は、アルミダイカスト、または、銅ダイカストによって
一体成形されている。

【００５９】このように構成された回転電機、すなは
ち、誘導電動機がインバータ駆動された場合、インバー
タより供給される電流によってコイル４に励起された磁
束がスロット２の開口部１３に配置された静電遮蔽材を
通過する際にできるスロット２の開口部１３付近での空
隙部における磁束密度は、静電遮蔽材が真空中の透磁率
に等しい非磁性体を使用しているため、小片楔１２が無
い従来の回転電機におけるスロット２の開口部１３付近
での空隙部における磁束密度に等しい。従って、真空中
の透磁率に等しい銅のような非磁性体の小片楔１２をス
ロット２の開口部１３に配置しても、回転電機には磁気
的な影響を与えない。

【００６０】次に、インバータより供給される比較的低
い数キロヘルツ〜数十キロヘルツの周波数のキャリアを
持つ電流によってコイル４に励起された磁束の変化が、
静電遮蔽材を通過する際、静電遮蔽材の内部において発
生する渦電流は、磁束の変化が通過しようとする物質の
誘電率に比例するが、静電遮蔽材は真空中の透磁率にほ
ぼ等しい透磁率の小さい非磁性体を使用しているため、
静電遮蔽材の内部において渦電流はほとんど発生せず、
渦電流が流れる事によって静電遮蔽材に発生する損失や
発熱の問題はほとんど起きない。

【００６１】図４は実施例１の回転電機が高速で回転
し、軸受装置が流体潤滑状態となる場合において、イン
バータに駆動された実施例１の回転電機のコモンモード
等価回路図を示し、図５は実施例１の回転電機が高速で
回転し、軸受装置が流体潤滑状態となる場合において、
インバータに駆動された実施例１の回転電機における各
部の波形を説明する説明図である。図４、図５を併用し
て、実施例１の回転電機が高速で回転した場合におい
て、ディスチャージモードのベアリング電流の発生を防
止できる理由について説明する。

【００６２】図４において、従来の回転電機と同様に、
コイル４の巻き取り方向に対して、コイル４とステータ
５の間に静電結合容量２０が分布しており、ステータ５
とロータ７の間にもエアーギャップ容量２１が存在して
いる。同図において、軸受装置９は、抵抗２２、インダ
クタンス２３、および、スイッチ２４を直列接続した等
価回路２５で表現されている。ここで、回転電機は高速
で回転しているため、流体潤滑状態となっている軸受装
置９は非導通状態なのでスイッチ２４は開いている。実
施例１では、銅のような金属導体である静電遮蔽材を加
工して得られる小片楔１２がスロット２の開口部１３に
配置、固定され、コイル４とロータ７の間を静電遮蔽し
てあるので、コイル４とロータ７の間の静電結合容量２
６は零となり、コイル４とロータ７の間の静電結合容量
２６、コイル４とステータ５の間の静電結合容量２０、
および、ステータ５とロータ７の間のエアーギャップ容
量２１より成り、コイル４とステータ５の間に印加され
た電圧をエアーギャップ容量２１に発生する軸電圧とし
て伝達するような、従来の回転電機で形成された閉じた
回路１３４は形成されない。

【００６３】図５において、インバータ２７から図５
（ａ）に示すようなコモンモード電圧がコイル４とステ
ータ５の間に供給されても、コイル４とステータ５の間
に印加された電圧をエアーギャップ容量２１に発生する
軸電圧として伝達する従来の回転電機で形成された閉じ
た回路１３４が形成されないので、コモンモード電圧に
対する閉じた回路の応答現象は起こり得ず、エアーギャ
ップ容量２１に発生する軸電圧は図５（ｂ）に示すよう
に零となる。従って、図５（ｃ）に示すように、エアー
ギャップ容量２１に蓄積された軸電圧の放電現象として
発生するディスチャージモードのベアリング電流も発生
せず、ディスチャージモードのベアリング電流の発生を
防止することができる。

【００６４】図６は実施例１の回転電機が低速で回転
し、軸受装置が境界潤滑状態となる場合において、ＰＷ
Ｍインバータに駆動された実施例１の回転電機のコモン
モード等価回路図を示し、図７は実施例１の回転電機が
低速で回転し、軸受装置が境界潤滑状態となる場合にお
いて、ＰＷＭインバータに駆動された実施例１の回転電
機における各部の波形を説明する説明図である。図６、
図７を併用して、実施例１の回転電機が低速で回転した
場合において、コンダクティブモードのベアリング電流
の発生を防止できる理由について説明する。

【００６５】図６において、従来の回転電機と同様に、
コイル４の巻き取り方向に対して、コイル４とステータ
５の間に静電結合容量２０が分布しており、ステータ５
とロータ７の間にもエアーギャップ容量２１が存在して
いる。同図において、軸受装置９は、抵抗２２、インダ
クタンス２３、および、スイッチ２４を直列接続した等
価回路２５で表現されている。ここで、回転電機は低速
で回転しているため、境界潤滑状態となっている軸受装
置９は非導通状態なのでスイッチ２４は閉じている。実
施例１では、銅のような金属導体である静電遮蔽材を加
工して得られる小片楔１２がスロット２の開口部１３に
配置、固定され、コイル４とロータ７間を静電遮蔽して
あるので、コイル４とロータ７の間の静電結合容量２６
は零となり、コイル４とロータ７間の静電結合容量２
６、コイル４とステータ５間の静電結合容量２０、およ
び、軸受装置９の等価回路２５より成り、コイル４とス
テータ５の間に印加された電圧を軸受装置９に流れるベ
アリング電流として伝達するような、従来の回転電機に
形成された閉じた回路１３９は形成されない。

【００６６】図７において、軸受装置９が境界潤滑状態
となる場合、軸受装置９は常に導通しており、エアーギ
ャップ容量２１に蓄積される軸電圧は軸受装置９のを経
て常に放電するので、軸電圧は図７（ｂ）に示すように
常に零となる。

【００６７】インバータ２７から図７（ａ）に示すよう
なコモンモード電圧がコイル４とステータ５の間に供給
されても、コイル４とステータ５の間に印加された電圧
を軸受装置８に流れるベアリング電流として伝達する従
来の回転電機に形成された閉じた回路１３９が形成され
ないので、コモンモード電圧に対する閉じた回路１３９
の応答現象は起こり得ず、エアーギャップ容量２１に発
生するベアリング電流は図５（ｃ）に示すように零とな
り、コンダクティブモードのベアリング電流の発生を防
止することができる。

【００６８】（実施例２）図８は、本発明の第２実施例
の回転電機の構成を示す断面図である。図９は、図８に
おいて図示するＡの方向から見た回転電機の構成を示す
断面図である。図８、図９において、ステータ鉄心１は
スロット２と歯３を有し、そのスロット２内にコイル４
を配置して形成したステータ５は、ハウジング６の内周
面に固定され、ロータ７は回転軸８を有し、例えば実施
例１で説明した図３に図示するかご型巻線を備えた誘導
電動機のロータであって、軸受装置９を有し軸受装置９
を介して回転軸８を保持する２枚のエンドブラケット１
０ａ、１０ｂは、ハウジング６の両端にボルト１１を介
してハウジング６に固定されている。そして、ロータ７
がコイル４から静電遮蔽されるように、例えば銅のよう
な透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であっ
て、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加工して得られ
た薄い円筒物が２８、スロット２の開口部１３を塞ぐよ
うにロータ７の側面に対向するステータ鉄心１の空隙内
周面に配置、固定され、円筒物２８はステータ鉄心１と
電気的に導通するように、ステータ鉄心１にはんだ付
け、または、溶接されている。

【００６９】このような構成で、コイル４とロータ７間
を静電遮蔽した実施例２の回転電機がインバータ駆動さ
れた場合、実施例１で述べたのと同様に、前述した位置
に静電遮蔽物を設置したことによって、回転電機に磁気
的な影響を与えることなく、かつ、渦電流が流れる事が
原因となって静電遮蔽材に発生する損失や発熱の問題を
起こす事なく、従来の回転電機が高速で回転し、軸受装
置が流体潤滑状態となる場合に発生していたディスチャ
ージモードのベアリング電流の発生を防止することがで
き、また、従来の回転電機が低速で回転し、軸受装置が
境界潤滑状態となる場合に発生していたコンダクティブ
モードのベアリング電流の発生も防止することができ
る、等の効果が生じる。これらの効果が生じる説明は、
実施例１と同様の説明となるので省略する。

【００７０】（実施例３）図１０は、本発明の第２実施
例の回転電機の構成を示す断面図である。図１１は、図
１０において図示するＡの方向から見た回転電機の構成
を示す断面図である。図１０、図１１において、ステー
タ鉄心１はスロット２と歯３を有し、そのスロット２内
にコイル４を配置して形成したステータ５は、ハウジン
グ６の内周面に固定され、ロータ７は回転軸８を有し、
例えば実施例１で説明した図３に図示するかご型巻線を
備えた誘導電動機のロータであって、軸受装置９を有し
軸受装置９を介して回転軸８を保持する２枚のエンドブ
ラケット１０ａ、１０ｂは、ハウジング６の両端にボル
ト１１を介してハウジング６に固定されている。そし
て、ロータ７がコイル４から静電遮蔽されるように、例
えば銅のような透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非
磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加
工して得られた薄い円筒物２９を、スロット２の開口部
１３を塞ぐようにロータ７の側面に対向するステータ鉄
心１の空隙内周面に配置、固定し、円筒物２９をステー
タ鉄心１と電気的に導通するようにステータ鉄心３には
んだ付けまたは溶接し、円筒物２９の両端をエンドブラ
ケット１０ａ、１０ｂで塞ぐように配置し、コイル４を
含むステータ鉄心１全体を円筒物２９、エンドブラケッ
ト１０ａ、１０ｂ、および、ハウジング６で囲って完全
密封状態としている。

【００７１】このような構成で、コイル４とロータ７間
を静電遮蔽した実施例３の回転電機がインバータ駆動さ
れた場合、実施例１で述べたのと同様に、前述した位置
に静電遮蔽物を設置したことによって、回転電機に磁気
的な影響を与えることなく、かつ、渦電流が流れる事が
原因となって静電遮蔽材に発生する損失や発熱の問題を
起こす事なく、従来の回転電機が高速で回転し、軸受装
置が流体潤滑状態となる場合に発生していたディスチャ
ージモードのベアリング電流の発生を防止することがで
き、また、従来の回転電機が低速で回転し、軸受装置が
境界潤滑状態となる場合に発生していたコンダクティブ
モードのベアリング電流の発生も防止することができ
る、等の効果が生じる。これらの効果が生じる説明は、
実施例１と同様の説明となるので省略する。

【００７２】（実施例４）図１２は、本発明の第２実施
例の回転電機の構成を示す断面図である。図１３は、図
１２において図示するＡの方向から見た回転電機の構成
を示す断面図である。図１２、図１３において、ステー
タ鉄心１はスロット２と歯３を有し、そのスロット２内
にコイル４を配置して形成したステータ５は、ハウジン
グ６の内周面に固定され、ロータ７は回転軸８を有し、
例えば実施例１で説明した図３に図示するかご型巻線を
備えた誘導電動機のロータであって、軸受装置９を有し
軸受装置９を介して回転軸８を保持する２枚のエンドブ
ラケット１０ａ、１０ｂは、ハウジング６の両端にボル
ト１１を介してハウジング６に固定されている。そし
て、ロータ７がコイル４から静電遮蔽されるように、例
えば銅のような透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非
磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加
工して得られた薄い円筒物３０を、スロット２の開口部
１３を塞ぐようにロータ７の側面に対向するステータ鉄
心１の空隙内周面に配置、固定し、円筒物３０をステー
タ鉄心１と電気的に導通するようにステータ鉄心３には
んだ付けまたは溶接し、円筒物３０の両端を、例えば銅
のような透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体
であって、かつ金属導体である静電遮蔽材を加工して得
られた円環３１ａ、３１ｂで塞ぐように配置し、円環３
１ａ、３１ｂをハウジング６と電気的に導通するように
ハウジング６にはんだ付けまたは溶接し、コイル４を含
むステータ鉄心１全体を円筒物３０、円環３１ａ、３１
ｂ、および、ハウジング６で囲って完全密封状態として
いる。

【００７３】このような構成で、コイル４とロータ７間
を静電遮蔽した実施例４の回転電機がインバータ駆動さ
れた場合、実施例１で述べたのと同様に、前述した位置
に静電遮蔽物を設置したことによって、回転電機に磁気
的な影響を与えることなく、かつ、渦電流が流れる事が
原因となって静電遮蔽材に発生する損失や発熱の問題を
起こす事なく、従来の回転電機が高速で回転し、軸受装
置が流体潤滑状態となる場合に発生していたディスチャ
ージモードのベアリング電流の発生を防止することがで
き、また、従来の回転電機が低速で回転し、軸受装置が
境界潤滑状態となる場合に発生していたコンダクティブ
モードのベアリング電流の発生も防止することができ
る、等の効果が生じる。これらの効果が生じる説明は、
実施例１と同様の説明となるので省略する。

【００７４】（実施例５）図１４は、本発明の第２実施
例の回転電機の構成を示す断面図である。図１５は、図
１４において図示するＡの方向から見た回転電機の構成
を示す断面図である。図１４、図１５において、ステー
タ鉄心１はスロット２と歯３を有し、そのスロット２内
にコイル４を配置して形成したステータ５は、ハウジン
グ６の内周面に固定され、ロータ７は回転軸８を有し、
例えば実施例１で説明した図３に図示するかご型巻線を
備えた誘導電動機のロータであって、軸受装置９を有し
軸受装置９を介して回転軸８を保持する２枚のエンドブ
ラケット１０ａ、１０ｂは、ハウジング６の両端にボル
ト１１を介してハウジング６に固定されている。そし
て、ロータ７がコイル４から静電遮蔽されるように、例
えば銅のような透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非
磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加
工して得られた薄い金属箔３２が、スロット２の開口部
１３を塞ぐようにロータ７の側面に対向するステータ鉄
心１の空隙内周面に配置、固定され、金属箔３２はステ
ータ鉄心１と電気的に導通するように、ステータ鉄心１
にはんだ付け、または、溶接されている。

【００７５】このような構成で、コイル４とロータ７間
を静電遮蔽した実施例５の回転電機がインバータ駆動さ
れた場合、実施例１で述べたのと同様に、前述した位置
に静電遮蔽物を設置したことによって、回転電機に磁気
的な影響を与えることなく、かつ、渦電流が流れる事が
原因となって静電遮蔽材に発生する損失や発熱の問題を
起こす事なく、従来の回転電機が高速で回転し、軸受装
置が流体潤滑状態となる場合に発生していたディスチャ
ージモードのベアリング電流の発生を防止することがで
き、また、従来の回転電機が低速で回転し、軸受装置が
境界潤滑状態となる場合に発生していたコンダクティブ
モードのベアリング電流の発生も防止することができ
る、等の効果が生じる。これらの効果が生じる説明は、
実施例１と同様の説明となるので省略する。

【００７６】（実施例６）図１６は、本発明の第２実施
例の回転電機の構成を示す断面図である。図１７は、図
１６において図示するＡの方向から見た回転電機の構成
を示す断面図である。図１６、図１７において、ステー
タ鉄心１はスロット２と歯３を有し、そのスロット２内
にコイル４を配置して形成したステータ５は、ハウジン
グ６の内周面に固定され、ロータ７は回転軸８を有し、
例えば実施例１で説明した図３に図示するかご型巻線を
備えた誘導電動機のロータであって、軸受装置９を有し
軸受装置９を介して回転軸８を保持する２枚のエンドブ
ラケット１０ａ、１０ｂは、ハウジング６の両端にボル
ト１１を介してハウジング６に固定されている。そし
て、ロータ７がコイル４から静電遮蔽されるように、例
えば銅のような透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非
磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加
工して得られた薄い金属箔３３が、スロット２の開口部
１３を塞ぐようにロータ７の側面に対向するステータ鉄
心１の空隙内周面に配置、固定され、金属箔３３はステ
ータ鉄心１と電気的に導通するように、ステータ鉄心１
にはんだ付けまたは溶接され、さらに、金属箔３３の両
端部はハウジング６と電気的に導通するように、ハウジ
ング６にはんだ付けまたは溶接し、コイル４を含むステ
ータ鉄心１は、ハウジング６と金属箔３３で囲って完全
密封状態としている。

【００７７】このような構成で、コイル４とロータ７間
を静電遮蔽した実施例６の回転電機がインバータ駆動さ
れた場合、実施例１で述べたのと同様に、前述した位置
に静電遮蔽物を設置したことによって、回転電機に磁気
的な影響を与えることなく、かつ、渦電流が流れる事が
原因となって静電遮蔽材に発生する損失や発熱の問題を
起こす事なく、従来の回転電機が高速で回転し、軸受装
置が流体潤滑状態となる場合に発生していたディスチャ
ージモードのベアリング電流の発生を防止することがで
き、また、従来の回転電機が低速で回転し、軸受装置が
境界潤滑状態となる場合に発生していたコンダクティブ
モードのベアリング電流の発生も防止することができ
る、等の効果が生じる。これらの効果が生じる説明は、
実施例１と同様の説明となるので省略する。

【００７８】なお、実施例１〜実施例６では、静電遮蔽
材に銅を用いたが、銅にかえて、アルミニウム、銀、白
金、鉛、その他透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非
磁性体であって、かつ、導体である金属または金属合金
を用いてもよく、その作用効果に差を生じない。

【００７９】なお、実施例１〜実施例６では、ロータに
かご型巻線を備えた誘導電動機のロータを用いたが、か
ご型巻線を備えた誘導電動機のロータにかえて、これ以
外の誘導電動機、ＤＣモータ、同期電動機、その他回転
軸を有する他の方式の回転電機のロータを用いてもよ
く、その作用効果に差を生じない。

【００８０】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、静電遮蔽材で、スロットの開口部のみを塞
ぐようにするか、コイルを含むステータ鉄心全体を、静
電遮蔽材とハウジングで囲って完全密封状態とするか、
または、コイルを含むステータ鉄心全体を、静電遮蔽材
とハウジングとエンドブラケットで囲って完全密封状態
として、コイルとロータを静電遮蔽することによって、
回転電機に磁気的な影響を与えたり、渦電流が流れる事
が原因となって静電遮蔽材に発生する損失や発熱の問題
を起こす等の二次的な影響を与える事無く、従来のＰＷ
Ｍインバータにより駆動された回転電機が高速で回転し
ているときに発生するベアリング電流の振幅が大きく軸
受装置に与えるストレスの大きいディスチャージモード
や、回転電機が低速で回転しているときに発生する発生
頻度が高く軸受装置に与えるストレスを無視できないコ
ンダクティブモードのベアリング電流の発生を防止する
ことができ、軸受部の摩耗、回転軸の損傷、潤滑油の風
化、軸受装置の損傷、または、破壊を防止することがで
という効果のある回転電機が得られる。

【００８１】また、本発明によれば、静電遮蔽材を、ロ
ータと非接触にステータ鉄心に配置するだけでベアリン
グ電流の発生を防止しているので、従来のベアリング電
流低減装置のように軟質の導電材料を回転軸に押し付け
ているため、数ヶ月でブラシ交換を必要とするような保
守の必要なもくベアリング電流を防止することができる
という効果のある回転電機が得られる。

【００８２】また、本発明によれは、静電遮蔽材を、コ
イルとステータ間に配置して、コイルとロータ間を静電
遮蔽するようにしただけの簡単な構造で、ベアリング電
流を防止することができ、これを装備する際に多くのコ
ストと工数をかける必要がないという効果のある回転電
機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の回転電機の構成を示す断
面図

【図２】図１において図示するＡの方向から見た回転電
機の構成を示す断面図

【図３】実施例で使用したかご型巻線を備えた誘導電動
機のロータの構成を示す構成図

【図４】実施例１の回転電機が高速で回転し、軸受装置
が流体潤滑状態となる場合において、インバータに駆動
された実施例１の回転電機のコモンモード等価回路図

【図５】実施例１の回転電機が高速で回転し、軸受装置
が流体潤滑状態となる場合において、インバータに駆動
された実施例１の回転電機における各部の波形を説明す
る説明図

【図６】実施例１の回転電機が低速で回転し、軸受装置
が境界潤滑状態となる場合において、ＰＷＭインバータ
に駆動された実施例１の回転電機のコモンモード等価回
路図

【図７】実施例１の回転電機が低速で回転し、軸受装置
が境界潤滑状態となる場合において、ＰＷＭインバータ
に駆動された実施例１の回転電機における各部の波形を
説明する説明図

【図８】本発明の第２実施例の回転電機の構成を示す断
面図

【図９】図８において図示するＡの方向から見た回転電
機の構成を示す断面図

【図１０】本発明の第２実施例の回転電機の構成を示す
断面図

【図１１】図１０において図示するＡの方向から見た回
転電機の構成を示す断面図

【図１２】本発明の第２実施例の回転電機の構成を示す
断面図

【図１３】図１２において図示するＡの方向から見た回
転電機の構成を示す断面図

【図１４】本発明の第２実施例の回転電機の構成を示す
断面図

【図１５】図１４において図示するＡの方向から見た回
転電機の構成を示す断面図

【図１６】本発明の第２実施例の回転電機の構成を示す
断面図

【図１７】図１６において図示するＡの方向から見た回
転電機の構成を示す断面図

【図１８】従来のＰＷＭインバータに駆動された回転電
機の原理的回路図

【図１９】従来のＰＷＭインバータに駆動された回転電
機の各部の波形を説明する説明図

【図２０】従来の回転電機の構成を示した断面図

【図２１】回転電機が高速で回転している時の軸受装置
の状態を示す断面図

【図２２】回転電機が高速で回転し、軸受装置が流体潤
滑状態となる場合において、従来のＰＷＭインバータに
駆動された回転電機のコモンモード等価回路図

【図２３】回転電機が高速で回転し、軸受装置が流体潤
滑状態となる場合において、従来のＰＷＭインバータに
駆動された回転電機の各部の波形を説明する説明図

【図２４】回転電機が低速で回転している時の軸受装置
の状態を示す断面図

【図２５】回転電機が低速で回転し、軸受装置が境界潤
滑状態となる場合において、従来のＰＷＭインバータに
駆動された回転電機のコモンモード等価回路図

【図２６】回転電機が低速で回転し、軸受装置が境界潤
滑状態となる場合において、従来のＰＷＭインバータに
駆動された回転電機の各部の波形を説明する説明図

【図２７】従来のベアリング電流防止装置の構成を示す
構成図

【符号の説明】１ステータ鉄心２スロット３歯４コイル５ステータ６ハウジング７ロータ８回転軸９軸受装置１０ａエンドブラケット１０ｂエンドブラケット１２小片楔１３開口部２８円筒物２９円筒物３０円筒物３１円環３２金属箔３３金属箔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スロットと歯を有するステータ鉄心のそ
のスロット内にコイルを配置して形成したステータと、
そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸
を有するロータと、軸受装置を有しその軸受装置を介し
て前記回転軸を保持し、前記ハウジングの両端部に固定
された２枚のエンドブラケットを備えた回転電機におい
て、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であ
って、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加工して得ら
れる小片楔を、前記ステータ鉄心と電気的に導通するよ
うに、前記スロットの開口部を塞ぐように前記スロット
の開口部に配置、固定して、前記コイルと前記ロータを
静電遮蔽した事を特徴とする回転電機。
【請求項２】スロットと歯を有するステータ鉄心のそ
のスロット内にコイルを配置して形成したステータと、
そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸
を有するロータと、軸受装置を有しその軸受装置を介し
て前記回転軸を保持し、前記ハウジングの両端部に固定
された２枚のエンドブラケットを備えた回転電機におい
て、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であ
って、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加工して得ら
れる薄い略円筒物を、前記ステータ鉄心と電気的に導通
するように、前記スロットの開口部を塞ぐように前記ロ
ータの側面に対向する前記ステータ鉄心の空隙側内周面
に配置、固定して、前記コイルと前記ロータを静電遮蔽
した事を特徴とする回転電機。
【請求項３】スロットと歯を有するステータ鉄心のそ
のスロット内にコイルを配置して形成したステータと、
そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸
を有するロータと、軸受装置を有しその軸受装置を介し
て前記回転軸を保持し、前記ハウジングの両端部に固定
された２枚のエンドブラケットを備えた回転電機におい
て、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であ
って、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加工して得ら
れる薄い略円筒物を、前記ステータ鉄心と電気的に導通
するように、前記スロットの開口部を塞ぐように前記ロ
ータ側面に対向する前記ステータ鉄心の空隙側内周面に
配置、固定し、前記略円筒物の両端部を前記エンドブラ
ケットで塞ぐようにして、前記コイルを含む前記ステー
タ鉄心を前記円筒物、前記エンドブラケット、および、
前記ハウジングで囲って完全密封状態として、前記コイ
ルと前記ロータを静電遮蔽した事を特徴とする回転電
機。
【請求項４】スロットと歯を有するステータ鉄心のそ
のスロット内にコイルを配置して形成したステータと、
そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸
を有するロータと、軸受装置を有しその軸受装置を介し
て前記回転軸を保持し、前記ハウジングの両端部に固定
された２枚のエンドブラケットを備えた回転電機におい
て、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であ
って、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加工して得ら
れる薄い略円筒物を、前記ステータ鉄心と電気的に導通
するように、前記スロットの開口部を塞ぐように前記ロ
ータ側面に対向する前記ステータ鉄心の空隙側内周面に
配置、固定し、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非
磁性体であって、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加
工して得られる２枚の略円環を、前記略円筒物の両端部
に、前記略円筒物と電気的に導通するように固定し、前
記コイルを含む前記ステータ鉄心を前記略円筒物、前記
略円環、および、前記ハウジングで囲って完全密封状態
となるようにして、前記コイルと前記ロータを静電遮蔽
した事を特徴とする回転電機。
【請求項５】スロットと歯を有するステータ鉄心のそ
のスロット内にコイルを配置して形成したステータと、
そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸
を有するロータと、軸受装置を有しその軸受装置を介し
て前記回転軸を保持し、前記ハウジングの両端部に固定
された２枚のエンドブラケットを備えた回転電機におい
て、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であ
って、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加工して得ら
れる薄い金属箔を、前記ステータ鉄心と電気的に導通す
るように、前記スロットの開口部を塞ぐように前記ロー
タ側面に対向する前記ステータ鉄心の空隙側内周面に配
置、固定して、前記コイルと前記ロータを静電遮蔽した
事を特徴とする回転電機。
【請求項６】スロットと歯を有するステータ鉄心のそ
のスロット内にコイルを配置して形成したステータと、
そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸
を有するロータと、軸受装置を有しその軸受装置を介し
て前記回転軸を保持し、前記ハウジングの両端部に固定
された２枚のエンドブラケットを備えた回転電機におい
て、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であ
って、かつ、金属導体である静電遮蔽材を加工して得ら
れる薄い金属箔を、前記ステータ鉄心と電気的に導通す
るように、前記スロットの開口部を塞ぐように前記ロー
タ側面に対向する前記ステータ鉄心の空隙側内周面に配
置、固定し、かつ、前記コイルを含む前記ステータ鉄心
を前記ハウジングと前記金属箔の両端部で囲って完全密
封状態として、前記コイルと前記ロータを静電遮蔽した
事を特徴とする回転電機。