JP2003219606A - Rotating electric machine - Google Patents

Rotating electric machine

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JP2003219606A
JP2003219606A JP2002008930A JP2002008930A JP2003219606A JP 2003219606 A JP2003219606 A JP 2003219606A JP 2002008930 A JP2002008930 A JP 2002008930A JP 2002008930 A JP2002008930 A JP 2002008930A JP 2003219606 A JP2003219606 A JP 2003219606A
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JP
Japan
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rotor
stator
electric machine
coil
cooling gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002008930A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Hashidate
良夫 橋立
Yutaka Hashiba
豊 橋場
Yukihiko Kazao
幸彦 風尾
Yasuo Kahata
安雄 加幡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the maximum temperature of a coil by leveling the temperature of a stator coil within an iron core. <P>SOLUTION: A rotating electric machine lets the cooling gas discharged by a fan 27 flow toward an air gap 12 on the inside peripheral side from the outside periphery side of all the ventilation ducts of a stator 20 after heat- exchanging the cooling gas in a gas cooler 26, lets the cooling gas 11 having cooled a rotor coil by the self ventilation effect of the rotor 21 flow to the air gap 12, and sucks the cooling gas joined together in this air gap 12 into the end of the rotor by the fan 27, thus circulating the cooling gas in itself. The interval between the ventilation ducts made severally at the plural sections in axial direction of a stator iron core 23 is shorter at the stator iron core at the central side, and is longer at the stator iron core on the axial end side. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、タービン発電機な
どの機内通風冷却構造を改良した回転電機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating electric machine having an improved internal ventilation cooling structure such as a turbine generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の回転電機としては、実開昭63−83
960号公報、実開昭63−172258号公報に記載されている
ように、ファンから吐出した冷却ガスを固定子および回
転子に流し、これら固定子および回転子を冷却して温め
られた冷却ガスをガス冷却器によって冷却した後、再び
固定子および回転子に送るようにした機内通風冷却構造
を採用したものがある。
2. Description of the Related Art As a conventional rotating electric machine, the actual machine is 63-83.
As described in Japanese Patent Publication No. 960 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-172258, cooling gas discharged from a fan is caused to flow through a stator and a rotor, and the stator and the rotor are cooled to warm the cooling gas. There is a type that employs an in-flight ventilation cooling structure in which the gas is cooled by a gas cooler and then sent to the stator and the rotor again.

【0003】図15は、かかる回転電機としてタービン
発電機全体の冷却構造を模式化して示す断面図であり、
図16は固定子鉄心の一部を示す平面図、図17は図1
5のA部を拡大して示す縦断面図、図18は回転子コイ
ルの一部を示す平面図、図19は回転子の一部を示す横
断面図である。
FIG. 15 is a sectional view schematically showing the cooling structure of the entire turbine generator as such a rotating electric machine.
FIG. 16 is a plan view showing a part of the stator core, and FIG. 17 is FIG.
5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a portion A of FIG. 5, FIG. 18 is a plan view showing a part of the rotor coil, and FIG. 19 is a transverse sectional view showing a part of the rotor.

【0004】図15において、20は固定子フレーム2
8に取付けられた固定子で、この固定子20は図16に
示すように薄鋼板を積層し、且つ一定の積層間隔毎に径
方向に適宜の間隔を存して間隔片を配設して固定子ダク
ト24を形成した固定子鉄心23と、この固定子鉄心2
3の内周側に形成された軸方向に抜けるスロットに挿入
された固定子コイル22とを備えている。
In FIG. 15, 20 is a stator frame 2.
As shown in FIG. 16, this stator 20 has a plurality of thin steel plates laminated on each other, and the interval pieces are arranged at regular intervals in the radial direction at appropriate intervals. A stator core 23 having a stator duct 24 and the stator core 2
3 and a stator coil 22 inserted into a slot formed on the inner peripheral side of the shaft 3 and extending in the axial direction.

【0005】なお、図16において、23a,24aは
中央側の固定子鉄心と固定子ダクトを示し、23b,2
4bは軸端側の固定子鉄心と固定子ダクトを示してい
る。
In FIG. 16, reference numerals 23a and 24a denote a stator core and a stator duct on the central side, and 23b and 2b.
4b shows the stator core and the stator duct on the shaft end side.

【0006】また、固定子フレーム28の内部に図示し
ない支持部材を介して取付けられ、且つ固定子20を機
械的に固定すると共に、固定子20に対応する背部にガ
ス冷却器26を保持させて設けた支持フレーム29が設
けられている。また、固定子鉄心23の外周面にはガス
流通路を形成する複数の隔壁25が設けられ、これらの
隔壁25は支持フレーム29に支持させて固定子20を
機械的に固定すると共に、固定子鉄心23の積層間に形
成された半径方向のダクトの通風方向を変える通風セク
ションの仕切り板としての機能も持たせている。
Further, the stator 20 is mounted inside the stator frame 28 through a supporting member (not shown), the stator 20 is mechanically fixed, and the gas cooler 26 is held at the back corresponding to the stator 20. The support frame 29 provided is provided. In addition, a plurality of partition walls 25 that form a gas flow passage are provided on the outer peripheral surface of the stator core 23. The partition walls 25 are supported by a support frame 29 to mechanically fix the stator 20. It also has a function as a partition plate of a ventilation section that changes the ventilation direction of the duct in the radial direction formed between the laminated cores 23.

【0007】この場合、隣り合う隔壁25で挟まれた区
間は、一つの通風セクションであり、このセクション内
では半径方向の通風ダクトの通風方向が同じ向きになっ
ている。
In this case, the section sandwiched by the adjacent partition walls 25 is one ventilation section, and the ventilation directions of the ventilation ducts in the radial direction are the same in this section.

【0008】一方、21は固定子20内に微小のエアー
ギャップ12を存し、且つ回転軸を図示しない軸受によ
り回転自在に支承させて設けられた回転子で、この回転
子21の回転軸の両側にはファン27が取付けられてい
る。
On the other hand, reference numeral 21 denotes a rotor which has a minute air gap 12 in the stator 20 and which is rotatably supported by a bearing (not shown). Fans 27 are attached to both sides.

【0009】この回転子21は、図17乃至図19に示
すように回転子鉄心8の外周部に複数のコイルスロット
1が周方向に設けられ、これらのコイルスロット1内に
それぞれ回転子コイル3が複数段積層され、スロット開
口部にクリページブロック6を介して回転子楔7によっ
て固定されている。
In this rotor 21, as shown in FIGS. 17 to 19, a plurality of coil slots 1 are provided in the outer peripheral portion of a rotor core 8 in the circumferential direction, and the rotor coils 3 are respectively provided in these coil slots 1. Are stacked in multiple stages and are fixed to the slot openings by the rotor wedges 7 via the clip page blocks 6.

【0010】この場合、回転子コイル3を相互に絶縁す
るために各積層間にターン絶縁物4が介挿され、またス
ロット内周部に回転子コイル3及びコイルスロット1間
を絶縁するためのスロット絶縁物5が介挿されている。
In this case, in order to insulate the rotor coil 3 from each other, a turn insulator 4 is interposed between the laminated layers, and the rotor coil 3 and the coil slot 1 are insulated from each other on the inner peripheral portion of the slot. The slot insulator 5 is inserted.

【0011】ところで、上記回転子コイル3の冷却構造
としては、冷却ガスを回転子コイルに直接接触させて冷
却する直接冷却方式が最も効率的であり、その中でも簡
単な構造で冷却性能が高いことから、ラジアルフロー冷
却方式がタービン発電機に採用されている。
By the way, as the cooling structure of the rotor coil 3, the direct cooling system in which the cooling gas is brought into direct contact with the rotor coil for cooling is the most efficient, and among them, the simple structure has a high cooling performance. Therefore, the radial flow cooling method has been adopted for the turbine generator.

【0012】そこで、このラジアルフロー冷却方式によ
る冷却構造とするため、回転子コイル3を装着するコイ
ルスロット1の底部の軸方向全長に亘ってサブスロット
2を設け、このサブスロット2とコイル通風孔である複
数個のラジアルパス10とを連通させて冷却ガスの流路
を形成している。
Therefore, in order to provide the cooling structure by the radial flow cooling system, the sub-slot 2 is provided over the entire axial length of the bottom of the coil slot 1 in which the rotor coil 3 is mounted, and the sub-slot 2 and the coil ventilation hole are provided. And a plurality of radial paths 10 are communicated with each other to form a cooling gas passage.

【0013】また、固定子鉄心23には、図17の図面
上部に斜線で示したように固定子外周側からエアーギャ
ップ12へ冷却ガスを流す固定子給気部14と、エアー
ギャップ12から固定子鉄心23の外周部へ冷却ガスを
流す固定子排気部15とが設けられている。
The stator iron core 23 is fixed to the stator air supply portion 14 for flowing the cooling gas from the outer peripheral side of the stator to the air gap 12 and the air gap 12 as shown by the diagonal lines in the upper part of the drawing of FIG. A stator exhaust portion 15 for flowing a cooling gas is provided to the outer peripheral portion of the child iron core 23.

【0014】このような構成の回転電機において、ファ
ン27から送られた冷却ガス11は、固定子20の外径
側から内径側に流れる給気セクション14を流れ、固定
子20と回転子21との空隙であるエアーギャップ12
を流れ、固定子20の内径側から外径側に流れる排気セ
クション15を通過後、ガス冷却器26で熱交換した
後、ファン27に戻るようになっている。
In the rotating electric machine having such a structure, the cooling gas 11 sent from the fan 27 flows through the air supply section 14 which flows from the outer diameter side to the inner diameter side of the stator 20, and the stator 20 and the rotor 21. Air gap 12 which is the void of
Flowing through the exhaust section 15 flowing from the inner diameter side of the stator 20 to the outer diameter side, heat is exchanged by the gas cooler 26, and then returns to the fan 27.

【0015】この場合、冷却ガス11は回転子21の軸
方向端部、すなわち、鉄心端部9からサブスロット2に
導入され、軸方向中央部を超える辺りまで流れ、さらに
図19中に矢印で示したように回転子21の回転による
遠心ファン効果により、順次ラジアルパス10に分岐さ
れる。各ラジアルパス10を通過する冷却ガス11は、
回転子コイル3の発生熱を吸収した後、エアーギャップ
12へ排出される。
In this case, the cooling gas 11 is introduced into the sub-slot 2 from the axial end portion of the rotor 21, that is, the iron core end portion 9 and flows to the area beyond the central portion in the axial direction, and is further indicated by an arrow in FIG. As shown, due to the centrifugal fan effect due to the rotation of the rotor 21, the radial paths 10 are sequentially branched. The cooling gas 11 passing through each radial path 10 is
After absorbing the heat generated by the rotor coil 3, the heat is discharged to the air gap 12.

【0016】また、固定子給気部14においては、回転
子21から排出された冷却ガスと固定子20から流入し
た冷却ガスとが合流し、合流した冷却ガスが軸方向に流
れて固定子排気部15から固定子鉄心13の外周へと排
出される。
In the stator air supply section 14, the cooling gas discharged from the rotor 21 and the cooling gas flowing from the stator 20 join together, and the combined cooling gas flows in the axial direction to exhaust the stator. It is discharged from the portion 15 to the outer circumference of the stator core 13.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の固定
子および回転子の通風システムを備えた回転電機におい
ては、給気セクションで熱交換により温度上昇した冷却
ガスにより、排気セクションを冷却する。しかし、この
通風システムでは、固定子コイル22の温度上昇値の軸
方向分布が図4に示すB線のように、給気セクションで
温度が低く、排気セクションで温度が高い分布となるた
め、どうしても鉄心内のコイル温度は不均一になってし
まう。
As described above, in the rotary electric machine having the conventional stator and rotor ventilation system, the exhaust section is cooled by the cooling gas whose temperature is raised by heat exchange in the air supply section. However, in this ventilation system, the axial distribution of the temperature rise value of the stator coil 22 is low in the air supply section and high in the exhaust section, as shown by line B in FIG. The coil temperature in the iron core becomes uneven.

【0018】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、鉄心内の固定子コイル温度の均一化を図り、
コイルの最高温度を低減させることが可能な通風システ
ムを備えた回転電機を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to make the stator coil temperature in the core uniform.
An object of the present invention is to provide a rotating electric machine provided with a ventilation system capable of reducing the maximum temperature of a coil.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により回転電機を構成す
る。
In order to achieve the above object, the present invention constitutes a rotating electric machine by the following means.

【0020】請求項1に対応する発明は、固定子フレー
ムに取付けられ固定子鉄心の軸方向の複数箇所に外周側
から内周側に抜ける径方向の通風ダクトが形成されると
共に内周部に存するコイルスロットに固定子コイルが収
納された固定子と、この固定子の内周側にエアーギャッ
プを存するように軸受により回転自在に支承させて設け
られ回転子鉄心の外周部に存するコイルスロットに回転
子コイルが収納されると共に前記コイルスロットの開口
部にクリページブロックを介して回転子楔を挿入してな
る回転子と、前記固定子フレーム内に設けられ機内に封
入された冷却ガスを冷却するガス冷却器と、前記回転子
の軸端に設けられたファンとを備え、前記ファンにより
吐出した冷却ガスを前記ガス冷却器で熱交換させた後、
前記固定子の全ての通風ダクトの外周側から内周側のエ
アーギャップに向けて流し、前記回転子の自己通風ファ
ン効果によって回転子コイルを冷却した冷却ガスをエア
ーギャップに流し、エアーギャップで合流した冷却ガス
を前記ファンにより回転子端部に吸込ませて機内を循環
させる通風システムを構成してなる回転電機において、
前記固定子鉄心の軸方向の複数箇所にそれぞれ形成され
る通風ダクト間の距離が中央側の固定子鉄心部で短く、
軸端側の固定子鉄心部で長くなるように構成する。
According to the first aspect of the invention, a radial ventilation duct is formed at a plurality of axial positions of the stator core attached to the stator frame, the radial ventilation ducts extending from the outer peripheral side to the inner peripheral side being formed, and at the inner peripheral portion. In the existing coil slot, where the stator coil is housed, and in the coil slot that is rotatably supported by the bearing so that there is an air gap on the inner peripheral side of this stator and is located on the outer peripheral portion of the rotor core. The rotor coil is housed and a rotor wedge is inserted into the opening of the coil slot through a cripage block, and the cooling gas provided in the stator frame and enclosed in the machine is cooled. A gas cooler to be provided, and a fan provided at the shaft end of the rotor, and after the cooling gas discharged by the fan is heat-exchanged in the gas cooler,
Flowing from the outer peripheral side of all the ventilation ducts of the stator toward the air gap on the inner peripheral side, the cooling gas that has cooled the rotor coil by the self-ventilating fan effect of the rotor is caused to flow into the air gap, and joins at the air gap. In a rotating electric machine comprising a ventilation system in which the cooling gas is sucked into the rotor end portion by the fan to circulate in the machine,
The distance between the ventilation ducts formed at a plurality of positions in the axial direction of the stator core is short in the central stator core,
The stator core on the shaft end side is made longer.

【0021】請求項2に対応する発明は、固定子フレー
ムに取付けられ固定子鉄心の軸方向の複数箇所に外周側
から内周側に抜ける径方向の通風ダクトが形成されると
共に内周部に存するコイルスロットに固定子コイルが収
納された固定子と、この固定子の内周側にエアーギャッ
プを存するように軸受により回転自在に支承させて設け
られ回転子鉄心の外周部に存するコイルスロットに回転
子コイルが収納されると共に前記コイルスロットの開口
部にクリページブロックを介して回転子楔を挿入してな
る回転子と、前記固定子フレーム内に設けられ機内に封
入された冷却ガスを冷却するガス冷却器と、前記回転子
の軸端に設けられたファンとを備え、前記ファンにより
吐出した冷却ガスを前記ガス冷却器で熱交換させた後、
前記固定子の全ての通風ダクトの外周側から内周側のエ
アーギャップに向けて流し、前記回転子の自己通風ファ
ン効果によって回転子コイルを冷却した冷却ガスをエア
ーギャップに流し、エアーギャップで合流した冷却ガス
を前記ファンにより回転子端部に吸込ませて機内を循環
させる通風システムを構成してなる回転電機において、
前記固定子鉄心の軸方向の複数箇所にそれぞれ形成され
る通風ダクトの幅が中央側の固定子鉄心部で広く、軸端
側の固定子鉄心部で狭くなるように構成する。
According to a second aspect of the present invention, a radial ventilation duct is formed at a plurality of axial positions of the stator core attached to the stator frame, the radial ventilation ducts extending from the outer peripheral side to the inner peripheral side being formed, and at the inner peripheral portion. In the existing coil slot, where the stator coil is housed, and in the coil slot that is rotatably supported by the bearing so that there is an air gap on the inner peripheral side of this stator and is located on the outer peripheral portion of the rotor core. The rotor coil is housed and a rotor wedge is inserted into the opening of the coil slot through a cripage block, and the cooling gas provided in the stator frame and enclosed in the machine is cooled. A gas cooler to be provided, and a fan provided at the shaft end of the rotor, and after the cooling gas discharged by the fan is heat-exchanged in the gas cooler,
Flowing from the outer peripheral side of all the ventilation ducts of the stator toward the air gap on the inner peripheral side, the cooling gas that has cooled the rotor coil by the self-ventilating fan effect of the rotor is caused to flow into the air gap, and joins at the air gap. In a rotating electric machine comprising a ventilation system in which the cooling gas is sucked into the rotor end portion by the fan to circulate in the machine,
The width of the ventilation ducts formed at a plurality of axial positions of the stator core is wide at the central stator core portion and narrow at the axial end stator core portion.

【0022】請求項3に対応する発明は、請求項1又は
請求項2に対応する発明の回転電機において、前記回転
子は、前記回転子鉄心の軸方向に穿設され、前記コイル
スロットの底に冷却ガスを送給するサブスロットと、こ
のサブスロットに連通させて前記回転子コイルを径方向
に貫通し、且つ前記エアギャップを通して流れる冷却ガ
スの通流方向の端部側に向けて傾斜する複数のラジアル
パスとを有し、且つ前記クリページブロック及び回転子
楔に前記ラジアルパスと前記エアーギャップとの間を連
通させて設けられた孔を有する。
The invention corresponding to claim 3 is the rotary electric machine according to claim 1 or 2, wherein the rotor is provided in the axial direction of the rotor core, and the bottom of the coil slot is provided. And a sub-slot for supplying cooling gas to the sub-slot, the sub-slot being communicated with the sub-slot, passing through the rotor coil in the radial direction, and being inclined toward the end side in the flow direction of the cooling gas flowing through the air gap. A plurality of radial paths, and a hole provided in the cripage block and the rotor wedge such that the radial path and the air gap communicate with each other.

【0023】請求項4に対応する発明は、請求項3に対
応する発明の回転電機において、前記各ラジアルパス
は、前記サブスロットとの分岐角度が90°を越える同
一の傾斜角で形成されている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the rotary electric machine according to the third aspect of the present invention, the radial paths are formed with the same inclination angle at which the branch angle with the sub-slot exceeds 90 °. There is.

【0024】請求項5に対応する発明は、請求項3に対
応する発明の回転電機において、前記ラジアルパスは、
前記サブスロットとの分岐角度が90°で前記回転子鉄
心の外径方向の途中まで形成され、これより前記エアギ
ャップを通して流れる冷却ガスの通流方向の端部側に向
けて傾斜させる。
The invention corresponding to claim 5 is the rotary electric machine according to claim 3, wherein the radial path is
The branch angle with the sub-slot is 90 °, which is formed halfway in the outer diameter direction of the rotor core, and is inclined toward the end side in the flow direction of the cooling gas flowing through the air gap.

【0025】請求項6に対応する発明は、請求項3に対
応する発明の回転電機において、前記ラジアルパスは、
前記サブスロットとの分岐角度が90°未満の傾斜角度
で前記回転子鉄心の外径方向の途中まで形成され、これ
より前記エアギャップを通して流れる冷却ガスの通流方
向の端部側に向けて傾斜させる。
The invention corresponding to claim 6 is the rotary electric machine according to claim 3, wherein the radial path is
The branch angle with the sub-slot is formed at an inclination angle of less than 90 ° to a midpoint in the outer diameter direction of the rotor core, and is inclined toward the end side in the flow direction of the cooling gas flowing through the air gap. Let

【0026】請求項7に対応する発明は、請求項6に対
応する発明の回転電機において、前記ラジアルパスは、
傾斜角の変化する前記回転子鉄心の途中の箇所が、軸方
向に対して垂直な直線部分で形成される。
The invention corresponding to claim 7 is the rotary electric machine according to claim 6, wherein the radial path is
An intermediate part of the rotor core whose inclination angle changes is formed by a straight line portion perpendicular to the axial direction.

【0027】請求項8に対応する発明は、請求項3に対
応する発明の回転電機において、前記ラジアルパスは、
前記請求項4乃至請求項7に記載のラジアルパスの全て
またはいずれかを組合せて形成される。
The invention corresponding to claim 8 is the rotary electric machine according to claim 3, wherein the radial path is
It is formed by combining all or any one of the radial paths described in claims 4 to 7.

【0028】請求項9に対応する発明は、請求項3に対
応する発明の回転電機において、前記クリページブロッ
ク及び回転子楔の孔は、前記ラジアルパスの傾斜角と同
じ角度で傾斜させる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the rotary electric machine according to the third aspect of the invention, the holes of the cripage block and the rotor wedge are inclined at the same angle as the inclination angle of the radial path.

【0029】請求項10に対応する発明は、請求項3に
対応する発明の回転電機において、前記クリページブロ
ック及び回転子楔の孔は、前記ラジアルパスの傾斜角よ
り大きな角度で傾斜させる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the rotary electric machine according to the third aspect of the invention, the holes of the cripage block and the rotor wedge are inclined at an angle larger than the inclination angle of the radial path.

【0030】請求項11に対応する発明は、請求項3に
対応する発明の回転電機において、前記回転子楔の孔
は、前記エアギャップを通して流れる冷却ガスの通流方
向の端部側に向けて傾斜させ、その傾斜角を半径方向で
変化させる。
According to an eleventh aspect of the invention, in the rotating electric machine of the invention according to the third aspect, the holes of the rotor wedge are directed toward the end side in the flow direction of the cooling gas flowing through the air gap. It is tilted and its tilt angle is changed in the radial direction.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0032】図1は、本発明による回転電機の第1の実
施の形態に係る通風システムの構成を示す横断面図で、
図15と同一部品には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる点について述べる。なお、図1では
回転軸を中心に上側、下側が概略対称なので、上側半分
を示している。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a ventilation system according to a first embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.
The same parts as those of FIG. 15 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, only different points will be described. It should be noted that in FIG. 1, the upper half and the lower half are substantially symmetrical with respect to the rotation axis, and therefore the upper half is shown.

【0033】図1において、固定子20の構成として、
図2に示すように固定子鉄心23の軸方向の複数箇所に
それぞれ形成される固定子ダクト24間の距離を中央側
の固定子鉄心部23cで短く、軸端側の固定子鉄心部2
3dで長くなるようにし、且つ図15の隔壁25を取除
いて固定子鉄心23内に流通させるガス通路方向を全て
固定子20の外周側から回転子21との間に存するエア
ーギャップ12に抜けるようにしたものである。この場
合、固定子ダクト24間の距離は、中央部側の固定子鉄
心部23cから軸端側の固定子鉄心部23dに向って段
階的に長くなるようにしてもよく、また順次長くなるよ
うにしてもよい。
In FIG. 1, the structure of the stator 20 is as follows.
As shown in FIG. 2, the distance between the stator ducts 24 formed at a plurality of axial positions of the stator core 23 is short at the stator core portion 23c on the center side, and the stator core portion 2 on the shaft end side is
The partition wall 25 of FIG. 15 is removed to remove the partition wall 25 of FIG. 15 so that all gas passages flowing in the stator core 23 are passed from the outer peripheral side of the stator 20 to the air gap 12 existing between the rotor 21 and the rotor 21. It was done like this. In this case, the distance between the stator ducts 24 may be gradually increased from the central portion side stator core portion 23c toward the shaft end side stator core portion 23d, or may be gradually increased. You may

【0034】このような構成の回転電機において、回転
子軸端に設けられたファン27により吐出された冷却ガ
ス11はガス冷却器26により熱交換された後、全ての
固定子20の外径側より内径側のエアーギャップ12に
向って流れ、また回転子21を通過した冷却ガスは回転
子21から固定子20と回転子21との空隙のエアーギ
ャップ12で合流した後、回転子軸端のファン27によ
り吸込まれて軸端側に流れ、これより図15に示す固定
子フレーム28と支持フレーム29との間に存するガス
流通路を通って再度ガス冷却器26により熱交換されて
前述同様のガス循環経路を辿る。
In the rotating electric machine having such a structure, the cooling gas 11 discharged by the fan 27 provided at the rotor shaft end is heat-exchanged by the gas cooler 26, and then the outer diameter side of all the stators 20. The cooling gas flowing toward the air gap 12 on the inner diameter side and passing through the rotor 21 merges from the rotor 21 at the air gap 12 in the gap between the stator 20 and the rotor 21, and then, at the rotor shaft end. The gas is sucked by the fan 27 and flows toward the shaft end side, and then the heat is exchanged again by the gas cooler 26 through the gas flow passage existing between the stator frame 28 and the support frame 29 shown in FIG. Follow the gas circulation path.

【0035】従って、このような通風システムにおける
固定子20の冷却では、ガス冷却器26で温度が低下し
た冷却ガスが全ての固定子20の外径側から内径側のエ
アーギャップ12に向かって流動するため、流動面との
温度差が大きくなり、冷却性能を向上させることができ
る。
Therefore, in cooling the stator 20 in such a ventilation system, the cooling gas whose temperature is lowered in the gas cooler 26 flows from the outer diameter side of all the stators 20 toward the air gap 12 on the inner diameter side. Therefore, the temperature difference from the flow surface becomes large, and the cooling performance can be improved.

【0036】ところで、回転電機の通風システムにおい
て、固定子ダクト24の間隔が一様で固定子ダクト部の
通風抵抗が軸方向に同じであると、冷却ガス11を供給
する軸端側からの距離が遠く、循環する際の全通風抵抗
が大きいため、中央部側の固定子ダクト24を流れる冷
却ガス流量が少なくなる。従って、中央部側の固定子コ
イル22の温度が高くなってしまい、温度が均一化でき
ないことがあり得る。
By the way, in the ventilation system of the rotating electric machine, when the intervals of the stator ducts 24 are uniform and the ventilation resistance of the stator duct portions is the same in the axial direction, the distance from the shaft end side for supplying the cooling gas 11 is increased. However, since the total ventilation resistance when circulating is large, the flow rate of the cooling gas flowing through the stator duct 24 on the central side becomes small. Therefore, the temperature of the stator coil 22 on the center side becomes high, and the temperature may not be made uniform.

【0037】これに対して、本実施の形態では、固定子
鉄心23に形成される固定子ダクト間の距離が中央側の
固定子鉄心部23cで短く、軸端側の固定子鉄心部23
dで長くなっているので、中央側の固定子ダクト部の通
風抵抗は軸端側と比べて小さくなる。これにより、固定
子ダクトの軸方向の流量分布を一様にすることができ、
鉄心内における固定子コイル22の温度上昇値の軸方向
分布が図4の曲線Aに示すように一様にすることができ
る。
On the other hand, in the present embodiment, the distance between the stator ducts formed in the stator core 23 is short in the stator core portion 23c on the center side, and the stator core portion 23 on the shaft end side is small.
Since it is longer at d, the ventilation resistance of the stator duct portion on the central side is smaller than that on the shaft end side. As a result, the flow rate distribution in the axial direction of the stator duct can be made uniform,
The axial distribution of the temperature rise value of the stator coil 22 in the iron core can be made uniform as shown by the curve A in FIG.

【0038】図3は本発明による回転電機の第2の実施
の形態における固定子の通風ダクトの配置状況を模式的
に示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing the arrangement of the ventilation ducts of the stator in the second embodiment of the rotating electric machine according to the present invention.

【0039】第2の実施の形態では、図3に示すように
固定子鉄心23の軸方向の複数箇所にそれぞれ形成され
る固定子ダクト24の幅を中央側の固定子鉄心部23e
で広く、軸端側の固定子鉄心部23fで狭くなるように
し、且つ図15の隔壁25を取除いて固定子鉄心23内
に流通させるガス通路方向を全て固定子20の外周側か
ら回転子21との間に存するエアーギャップ12に抜け
るようにしたものである。この場合、固定子ダクト24
の幅は、積層鉄心間の径方向に適宜の間隔を存して配設
される間隔片として高さの異なるものを使用して、中央
部側の固定子鉄心部23aから軸端側の固定子鉄心部2
3bに向って段階的に狭くなるようにしてもよく、また
順次狭くなるようにしてもよい。
In the second embodiment, as shown in FIG. 3, the width of the stator ducts 24 formed at a plurality of positions in the axial direction of the stator core 23 is set to the width of the stator core portion 23e on the center side.
Is wide and narrowed at the stator core portion 23f on the shaft end side, and the partition wall 25 of FIG. It is designed so that it can escape to the air gap 12 existing between the air gap 21 and 21. In this case, the stator duct 24
The width of the core is fixed from the stator core portion 23a on the central side to the shaft end side by using space pieces having different heights as the space pieces arranged at appropriate intervals in the radial direction between the laminated iron cores. Child iron core 2
It may be gradually narrowed toward 3b, or may be gradually narrowed.

【0040】この第2の実施の形態のように、中央部側
の固定子ダクト24eの幅が軸端側の固定子鉄心ダクト
24fの幅より広くなるように形成することにより、第
1の実施の形態と同様に中央部の固定子ダクト部の通風
抵抗は軸端部と比べて小さくなる。これにより、固定子
ダクトの軸方向の流量分布を一様にすることができ、鉄
心内における固定子コイル22の温度上昇値の軸方向分
布が図4の曲線Aに示すように一様にすることができ
る。
As in the second embodiment, the width of the stator duct 24e on the central side is made wider than that of the stator core duct 24f on the shaft end side. Similarly to the above embodiment, the ventilation resistance of the central stator duct portion is smaller than that of the shaft end portion. Thereby, the axial flow rate distribution of the stator duct can be made uniform, and the axial distribution of the temperature rise value of the stator coil 22 in the iron core is made uniform as shown by the curve A in FIG. be able to.

【0041】図5は本発明による回転電機の第3の実施
の形態における回転子の要部を示す縦断面図である。な
お、固定子側については、第1の実施の形態又は第2の
実施の形態で述べた構成が適用されるものである。
FIG. 5 is a vertical sectional view showing a main part of a rotor in a third embodiment of the rotating electric machine according to the present invention. The configuration described in the first embodiment or the second embodiment is applied to the stator side.

【0042】図1に示す回転子21の構成として、回転
子コイル3を装着するコイルスロット1の底部の軸方向
全長に亘って設けられるサブスロット2に連通させて形
成される複数個のコイル通風孔として、図5に示すよう
にサブスロット2との分岐角度が90°を越えた角度
で、且つエアギャップ12を通して流れる冷却ガスの通
流方向の端部側に向けて傾斜するラジアルパス10aと
するものである。
As the structure of the rotor 21 shown in FIG. 1, a plurality of coil ventilations formed by communicating with a sub-slot 2 provided over the entire axial length of the bottom of the coil slot 1 in which the rotor coil 3 is mounted. As the holes, as shown in FIG. 5, a radial path 10a having an angle of branching with the sub-slot 2 of more than 90 ° and inclined toward the end side in the flow direction of the cooling gas flowing through the air gap 12 is formed. To do.

【0043】また、クリページブロック6に形成されて
いる通風孔および回転子楔7に設けられて通風孔もエア
ーギャップ12内の流れ方向に沿うように軸端に向けて
傾斜させて形成される。
Further, the ventilation holes formed in the cripage block 6 and the rotor wedge 7 are also formed so that the ventilation holes are inclined toward the shaft end along the flow direction in the air gap 12. .

【0044】このような構成の回転電機において、冷却
ガス11はサブスロット2からラジアルパス10aを通
り、さらにクリページブロック6および回転子楔7との
各開口部を通してエアーギャップ12へと排出される。
In the rotary electric machine having such a structure, the cooling gas 11 passes through the radial path 10a from the sub-slot 2, and is further discharged into the air gap 12 through the openings of the cripage block 6 and the rotor wedge 7. .

【0045】この第3の実施の形態のように回転子内の
冷却ガス流動形状とすれば、回転子通風の出口である回
転子楔7からエアーギャップ12を通して軸端に向かう
速度成分を持つようになる。
When the cooling gas flow shape in the rotor is used as in the third embodiment, there is a velocity component from the rotor wedge 7 which is the outlet of the rotor draft to the shaft end through the air gap 12. become.

【0046】従って、エアーギャップ12に流れ込んだ
冷却ガス11を回転子軸端に設置したファン27により
吸込む通風システムであるため、回転子21からエアー
ギャップ12に合流する時の通風損失を低減することで
きる。
Therefore, since the cooling gas 11 flowing into the air gap 12 is taken in by the fan 27 installed at the rotor shaft end, the ventilation loss at the time of joining the rotor 21 to the air gap 12 can be reduced. it can.

【0047】以下の図6から図9に係わる実施の形態
は、ラジアルパス形状を変化させたものであり、冷却ガ
スの流れおよび効果に関しては同じであるため、その説
明を省略し、ラジアルパス10の特徴のみを述べる。な
お、固定子側については、第1の実施の形態又は第2の
実施の形態で述べた構成が適用されるものである。
The following embodiments relating to FIG. 6 to FIG. 9 are the ones in which the shape of the radial path is changed, and since the flow and effect of the cooling gas are the same, the description thereof is omitted and the radial path 10 is omitted. Only the features of will be described. The configuration described in the first embodiment or the second embodiment is applied to the stator side.

【0048】図6は、本発明による回転電機の第4の実
施の形態における回転子の要部を示す縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a main part of a rotor in a fourth embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【0049】第4の実施の形態では、回転子コイルの通
風孔として、サブスロット2との分岐角度が90°でコ
イルの中間段層まで立上げ、これより外径側にエアーギ
ャップ12内の流れ方向に向けて適宜角度傾斜させたラ
ジアルパス10bを形成するようにしたものである。
In the fourth embodiment, as a ventilation hole of the rotor coil, the branch angle with the sub-slot 2 is raised to the middle stage layer of the coil at a branch angle of 90 °, and the inside of the air gap 12 is located on the outer diameter side. The radial path 10b is formed so as to be inclined at an appropriate angle in the flow direction.

【0050】このような構成の回転子を備えた回転電機
とすれば、第3の実施の形態よりも、サブスロット2と
の分岐角度が小さいため、冷却ガスの流れの分岐損失を
低減することができる。
In the rotary electric machine equipped with the rotor having such a structure, the branch angle with the sub-slot 2 is smaller than that in the third embodiment, so that the branch loss of the flow of the cooling gas can be reduced. You can

【0051】図7は、本発明による回転電機の第5の実
施の形態における回転子の要部を示す縦断面図である。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a main part of a rotor in a fifth embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【0052】第5の実施の形態では、回転子コイルの通
風孔として、サブスロット2との分岐角度が90°未満
でコイルの中間段層まで傾斜させ、これより外径側にエ
アーギャップ12内の流れ方向に向けて適宜角度傾斜さ
せたラジアルパス10cを形成するようにしたものであ
る。
In the fifth embodiment, as the ventilation holes of the rotor coil, when the branch angle with the sub-slot 2 is less than 90 °, the coil is inclined to the intermediate stage layer, and the inside of the air gap 12 is on the outer diameter side. The radial path 10c is formed so as to be inclined at an appropriate angle in the direction of flow.

【0053】このような構成の回転子を備えた回転電機
とすれば、第4の実施の形態よりも、サブスロット2と
の分岐角度が小さいため、冷却ガスの流れの分岐損失を
低減することができる。
In the rotary electric machine provided with the rotor having such a structure, since the branch angle with the sub-slot 2 is smaller than that in the fourth embodiment, the branch loss of the flow of the cooling gas can be reduced. You can

【0054】図8は本発明による回転電機の第6の実施
の形態における回転子の要部を示す縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a main part of a rotor in a sixth embodiment of the rotating electric machine according to the present invention.

【0055】第6の実施の形態では、回転子コイルの通
風孔として、サブスロット2との分岐角度が90°未満
でコイル途中段層まで傾斜させ、これより外径側に向か
う中間段層を軸方向に対して垂直な直線部にし、さらに
外径側にエアーギャップ12内の流れ方向に向けて適宜
角度傾斜させたラジアルパス10dを形成するようにし
たものである。
In the sixth embodiment, as the ventilation holes of the rotor coil, an intermediate stage layer which is inclined to the intermediate stage layer of the coil when the branch angle with the subslot 2 is less than 90 ° and is inclined toward the outer diameter side from this is formed. A linear portion perpendicular to the axial direction is formed, and a radial path 10d is formed on the outer diameter side, which is inclined at an appropriate angle toward the flow direction in the air gap 12.

【0056】このような構成としても、第4の実施の形
態と同様の作用効果を得ることができる。
Even with such a structure, the same operational effect as that of the fourth embodiment can be obtained.

【0057】図9は本発明による回転電機の第7の実施
の形態における回転子の要部を示す縦断面図である。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the main part of a rotor in a seventh embodiment of the rotating electric machine according to the present invention.

【0058】第7の実施の形態では、図5乃至図7に示
した回転子コイルの通風孔の形状を組合せたラジアルパ
ス10eを形成するようにしたものである。
In the seventh embodiment, the radial path 10e is formed by combining the shapes of the ventilation holes of the rotor coil shown in FIGS.

【0059】このような構成としても、第4の実施の形
態と同様の作用効果を得ることができる。
Even with such a structure, the same operational effect as that of the fourth embodiment can be obtained.

【0060】図10は、本発明による回転電機の第8の
実施の形態におけるの回転子のクリページブロックを示
す部分縦断面図であり、他の構成は図5乃至図9の何れ
かが適用される。
FIG. 10 is a partial vertical cross-sectional view showing a cripage block of a rotor in an eighth embodiment of a rotating electric machine according to the present invention, and any other configuration is applied to any of FIGS. 5 to 9. To be done.

【0061】第8の実施の形態では、回転子のコイルス
ロットの開口部近傍に設けられるクリページブロック6
aにエアーギャップ内の流れ方向に向けて固定子コイル
の最外径側のラジアルダクトの傾斜角と同一の傾斜角度
32aで傾斜させた通風孔31aを形成したものであ
る。
In the eighth embodiment, the cripage block 6 provided near the opening of the coil slot of the rotor.
A ventilation hole 31a is formed in a at an inclination angle 32a which is the same as the inclination angle of the radial duct on the outermost diameter side of the stator coil in the direction of flow in the air gap.

【0062】このようなクリページブロック6aとすれ
ば、回転子コイルのラジアルパスからクリページブロッ
クの通風孔にスムースに冷却ガスが流れるので、冷却ガ
スの流に対する圧力損失を低減することができる。
With such a cripage block 6a, since the cooling gas smoothly flows from the radial path of the rotor coil to the ventilation holes of the cripage block, it is possible to reduce the pressure loss with respect to the flow of the cooling gas.

【0063】図11は、本発明による回転電機の第9の
実施の形態におけるの回転子のクリページブロックを示
す部分縦断面図であり、他の構成は図5乃至図9の何れ
かが適用される。
FIG. 11 is a partial vertical cross-sectional view showing a cripage block of a rotor in a ninth embodiment of a rotating electric machine according to the present invention, and other configurations are applicable to any one of FIGS. 5 to 9. To be done.

【0064】第9の実施の形態では、回転子のコイルス
ロットの開口部近傍に設けられるクリページブロック6
bにエアーギャップ内の流れ方向に向けて固定子コイル
の最外径側ラジアルダクトの傾斜角33よりも大きい傾
斜角32bで傾斜させた通風孔31bを形成したもので
ある。
In the ninth embodiment, the cripage block 6 provided near the opening of the coil slot of the rotor.
B is formed with a ventilation hole 31b inclined toward the flow direction in the air gap at an inclination angle 32b larger than the inclination angle 33 of the radial duct on the outermost diameter side of the stator coil.

【0065】このようなクリページブロック6bとすれ
ば、回転子コイルのラジアルパスからクリページブロッ
ク6bの通風孔31bにスムースに冷却ガスが流れるの
で、冷却ガスの流れに対する圧力損失を低減することが
できる。
With such a cripage block 6b, the cooling gas smoothly flows from the radial path of the rotor coil to the ventilation holes 31b of the cripage block 6b, so that the pressure loss with respect to the flow of the cooling gas can be reduced. it can.

【0066】図12は、本発明による回転電機の第10
の実施の形態におけるの回転子楔を示す部分縦断面図で
あり、他の構成は図5乃至図9の何れかが適用される。
FIG. 12 shows a tenth embodiment of the rotating electric machine according to the present invention.
FIG. 10 is a partial vertical cross-sectional view showing the rotor wedge in the embodiment of the present invention, and any of FIGS. 5 to 9 is applied to the other configuration.

【0067】第10の実施の形態では、回転子のコイル
スロットの開口端部に設けられる回転子楔7aにエアー
ギャップ内の流れ方向に向けて固定子コイルの最外径側
のラジアルダクトの傾斜角と同一の傾斜角度35aで傾
斜させた通風孔34aを形成したものである。
In the tenth embodiment, the rotor wedge 7a provided at the open end of the coil slot of the rotor is inclined in the radial duct on the outermost diameter side of the stator coil toward the flow direction in the air gap. The ventilation holes 34a are formed to be inclined at the same inclination angle 35a as the angle.

【0068】このような回転子楔7aとすれば、通風孔
34aから流出する冷却ガスの流れにエアーギャップ内
の流れ方向である軸端に向かう速度成分を持つようにな
り、冷却ガスは回転子コイルのラジアルパスからクリペ
ージブロックの通風孔にスムースに流れるので、エアー
ギャップにおける冷却ガスの合流損失を低減することが
できる。
With such a rotor wedge 7a, the flow of the cooling gas flowing out from the ventilation hole 34a has a velocity component toward the shaft end which is the flow direction in the air gap, and the cooling gas is the rotor. Since it smoothly flows from the radial path of the coil to the ventilation hole of the cripage block, it is possible to reduce the merging loss of the cooling gas in the air gap.

【0069】図13は、本発明による回転電機の第11
の実施の形態におけるの回転子楔を示す部分縦断面図で
あり、他の構成は図5乃至図9の何れかが適用される。
FIG. 13 shows an eleventh embodiment of the rotating electric machine according to the present invention.
FIG. 10 is a partial vertical cross-sectional view showing the rotor wedge in the embodiment of the present invention, and any of FIGS. 5 to 9 is applied to the other configuration.

【0070】第11の実施の形態では、回転子のコイル
スロットの開口端部に設けられる回転子楔7bにエアー
ギャップ内の流れ方向に向けて固定子コイルの最外径側
ラジアルダクトの傾斜角33よりも大きい傾斜角35b
で傾斜させた通風孔34bを形成したものである。
In the eleventh embodiment, the rotor wedge 7b provided at the open end of the coil slot of the rotor is provided with a tilt angle of the outermost radial duct of the stator coil toward the flow direction in the air gap. Inclination angle 35b larger than 33
The ventilation holes 34b that are inclined at are formed.

【0071】このような回転子楔7aとすれば、通風孔
34bから流出する冷却ガスの流れにエアーギャップ内
の流れ方向である軸端に向かう速度成分を持つようにな
り、冷却ガスは回転子コイルのラジアルパスからクリペ
ージブロックの通風孔にスムースに流れるので、エアー
ギャップにおける冷却ガスの合流損失を低減することが
できる。
With such a rotor wedge 7a, the flow of the cooling gas flowing out from the ventilation holes 34b has a velocity component toward the shaft end which is the flow direction in the air gap, and the cooling gas is the rotor. Since it smoothly flows from the radial path of the coil to the ventilation hole of the cripage block, it is possible to reduce the merging loss of the cooling gas in the air gap.

【0072】図14は、本発明による回転電機の第12
の実施の形態におけるの回転子楔を示す部分縦断面図で
あり、他の構成は図5乃至図9の何れかが適用される。
FIG. 14 shows a twelfth rotating electric machine according to the present invention.
FIG. 10 is a partial vertical cross-sectional view showing the rotor wedge in the embodiment of the present invention, and any of FIGS. 5 to 9 is applied to the other configuration.

【0073】第12の実施の形態では、回転子のコイル
スロットの開口端部に設けられる回転子楔7cにエアー
ギャップ内の流れ方向に向け、その傾斜角を途中で変化
させて傾斜させた通風孔34cを形成したものである。
この場合、内径側の傾斜角は固定子コイルの最外径側ラ
ジアルダクトの傾斜角よりも同じか大きい傾斜角で形成
され、外径側の傾斜角は内径側の傾斜角よりも大きくし
てある。
In the twelfth embodiment, the rotor wedge 7c provided at the open end of the coil slot of the rotor is directed toward the flow direction in the air gap, and its inclination angle is changed midway to incline the ventilation. The holes 34c are formed.
In this case, the inclination angle on the inner diameter side is formed to be the same as or larger than the inclination angle of the radial duct on the outermost diameter side of the stator coil, and the inclination angle on the outer diameter side is set to be larger than the inclination angle on the inner diameter side. is there.

【0074】このような回転子楔7aとすれば、通風孔
34cから流出する冷却ガスの流れにエアーギャップ内
の流れ方向である軸端に向かう速度成分を持つようにな
り、冷却ガスは回転子コイルのラジアルパスからクリペ
ージブロックの通風孔にスムースに流れるので、エアー
ギャップにおける冷却ガスの合流損失を低減することが
できる。
With such a rotor wedge 7a, the flow of the cooling gas flowing out from the ventilation holes 34c has a velocity component toward the shaft end which is the flow direction in the air gap, and the cooling gas is the rotor. Since it smoothly flows from the radial path of the coil to the ventilation hole of the cripage block, it is possible to reduce the merging loss of the cooling gas in the air gap.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、鉄心
内の固定子コイル温度の均一化を図り、コイルの最高温
度を低減させることができる通風システムを備えた回転
電機を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a rotating electric machine having a ventilation system capable of making the temperature of the stator coil in the iron core uniform and reducing the maximum temperature of the coil.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による回転電機の第1の実施の形態に係
る通風システムの構成を示す横断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a ventilation system according to a first embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【図2】同実施の形態における固定子鉄心の通風ダクト
の配置状況を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an arrangement of ventilation ducts of the stator core in the same embodiment.

【図3】本発明による回転電機の第2の実施の形態にお
ける固定子鉄心の通風ダクトの配置状況を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an arrangement state of ventilation ducts of a stator core in a second embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【図4】本発明の固定子コイルの温度上昇値とコイルエ
ンドからの軸方向位置の関係の一例を従来例と比較して
示す曲線図。
FIG. 4 is a curve diagram showing an example of the relationship between the temperature rise value of the stator coil of the present invention and the axial position from the coil end in comparison with a conventional example.

【図5】本発明による回転電機の第3の実施の形態にお
ける回転子の要部を示す縦断面図。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a main part of a rotor in a third embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【図6】本発明による回転電機の第4の実施の形態にお
ける回転子の要部を示す縦断面図。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a main part of a rotor in a fourth embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【図7】本発明による回転電機の第5の実施の形態にお
ける回転子の要部を示す縦断面図。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a main part of a rotor in a fifth embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【図8】本発明による回転電機の第6の実施の形態にお
ける回転子の要部を示す縦断面図。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing a main part of a rotor in a sixth embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【図9】本発明による回転電機の第7の実施の形態にお
ける回転子の要部を示す縦断面図。
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing a main part of a rotor in a seventh embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【図10】本発明による回転電機の第8の実施の形態に
おける回転子のクリページブロックを示す部分断面図。
FIG. 10 is a partial sectional view showing a cripage block of a rotor in an eighth embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【図11】本発明による回転電機の第9の実施の形態に
おける回転子のクリページブロックを示す部分断面図。
FIG. 11 is a partial sectional view showing a cripage block of a rotor in a rotating electric machine according to a ninth embodiment of the present invention.

【図12】本発明による回転電機の第10の実施の形態
における回転子の楔を示す部分縦断面図。
FIG. 12 is a partial vertical sectional view showing a wedge of a rotor in a tenth embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【図13】本発明による回転電機の第11の実施の形態
における回転子の楔を示す部分縦断面図。
FIG. 13 is a partial vertical cross-sectional view showing a wedge of a rotor in an eleventh embodiment of a rotating electric machine according to the present invention.

【図14】本発明による回転電機の第12の実施の形態
における回転子の楔を示す部分縦断面図。
FIG. 14 is a partial vertical sectional view showing a wedge of a rotor in a twelfth embodiment of a rotary electric machine according to the present invention.

【図15】従来の回転電機の通風システムを示す構成
図。
FIG. 15 is a configuration diagram showing a conventional ventilation system for a rotating electric machine.

【図16】従来の回転電機の固定子鉄心を示す構成図。FIG. 16 is a configuration diagram showing a stator core of a conventional rotating electric machine.

【図17】図16に示した従来の回転電機のA部の縦断
面図。
FIG. 17 is a vertical sectional view of a portion A of the conventional rotating electric machine shown in FIG.

【図18】図16に示した従来の回転電機の回転子コイ
ルの平面図。
18 is a plan view of a rotor coil of the conventional rotating electric machine shown in FIG.

【図19】図16に示した従来の回転電機の回転子の横
断面図。
19 is a transverse cross-sectional view of the rotor of the conventional rotating electric machine shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:コイルスロット 2:サブスロット 3:回転子コイル 4:ターン絶縁物 5:スロット絶縁物 6:クリページブロック 7:回転子楔 8:回転子鉄心 9:鉄心端部 10:ラジアルパス 11:冷却ガス 12:エアーギャップ 13:固定子鉄心 14:給気セクション 15:排気セクション 16:冷却ガス 20:固定子 21:回転子 22:固定子コイル 23:固定子鉄心 24:固定子ダクト 25:隔壁 26:ガス冷却器 27:ファン 31:クリページブロック通風孔 32:クリページブロック通風孔の傾き 33:ラジアルパスの傾き 34:回転子楔通風孔 35:回転子楔通風孔の傾き 1: Coil slot 2: Sub slot 3: Rotor coil 4: Turn insulation 5: Slot insulator 6: Clear page block 7: Rotor wedge 8: Rotor iron core 9: Iron core end 10: Radial pass 11: Cooling gas 12: Air gap 13: Stator core 14: Air supply section 15: Exhaust section 16: Cooling gas 20: Stator 21: Rotor 22: Stator coil 23: Stator core 24: Stator duct 25: Partition wall 26: Gas cooler 27: Fan 31: Clear page block ventilation hole 32: Clear page block ventilation hole inclination 33: Inclination of radial path 34: Rotor wedge ventilation holes 35: Inclination of rotor wedge ventilation holes

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 風尾 幸彦 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 加幡 安雄 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 Fターム(参考) 5H603 AA12 BB02 BB05 BB07 BB09 BB12 CA02 CA04 CB02 CC01 CD01 CD22 CE01 CE05 EE21 5H605 AA01 BB01 BB10 BB17 CC01 DD11 5H609 BB03 PP02 PP05 PP06 PP07 PP08 PP09 PP10 QQ03 QQ10 QQ16 QQ17 QQ18 RR02 RR17 RR35 RR51    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yukihiko Kazao             2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa               Toshiba Keihin Office (72) Inventor Yasuo Kabata             2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa               Toshiba Keihin Office F-term (reference) 5H603 AA12 BB02 BB05 BB07 BB09                       BB12 CA02 CA04 CB02 CC01                       CD01 CD22 CE01 CE05 EE21                 5H605 AA01 BB01 BB10 BB17 CC01                       DD11                 5H609 BB03 PP02 PP05 PP06 PP07                       PP08 PP09 PP10 QQ03 QQ10                       QQ16 QQ17 QQ18 RR02 RR17                       RR35 RR51

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定子フレームに取付けられ固定子鉄心
の軸方向の複数箇所に外周側から内周側に抜ける径方向
の通風ダクトが形成されると共に内周部に存するコイル
スロットに固定子コイルが収納された固定子と、この固
定子の内周側にエアーギャップを存するように軸受によ
り回転自在に支承させて設けられ回転子鉄心の外周部に
存するコイルスロットに回転子コイルが収納されると共
に前記コイルスロットの開口部にクリページブロックを
介して回転子楔を挿入してなる回転子と、前記固定子フ
レーム内に設けられ機内に封入された冷却ガスを冷却す
るガス冷却器と、前記回転子の軸端に設けられたファン
とを備え、前記ファンにより吐出した冷却ガスを前記ガ
ス冷却器で熱交換させた後、前記固定子の全ての通風ダ
クトの外周側から内周側のエアーギャップに向けて流
し、前記回転子の自己通風ファン効果によって回転子コ
イルを冷却した冷却ガスをエアーギャップに流し、エア
ーギャップで合流した冷却ガスを前記ファンにより回転
子端部に吸込ませて機内を循環させる通風システムを構
成してなる回転電機において、前記固定子鉄心の軸方向
の複数箇所にそれぞれ形成される通風ダクト間の距離が
中央側の固定子鉄心部で短く、軸端側の固定子鉄心部で
長くなるように構成したことを特徴とする回転電機。
1. A radial ventilation duct extending from an outer peripheral side to an inner peripheral side is formed at a plurality of axial positions of a stator core attached to a stator frame, and a stator coil is provided in a coil slot existing in the inner peripheral portion. The rotor coil is housed in the stator and the coil slot in the outer periphery of the rotor core, which is rotatably supported by bearings so that there is an air gap on the inner peripheral side of the stator. A rotor having a rotor wedge inserted into the opening of the coil slot via a cripage block, a gas cooler provided in the stator frame for cooling the cooling gas sealed in the machine, and A fan provided at the shaft end of the rotor, heat-exchanges the cooling gas discharged by the fan with the gas cooler, and then from the outer peripheral side of all ventilation ducts of the stator Flow toward the air gap on the peripheral side, let the cooling gas that cools the rotor coil by the self-ventilating fan effect of the rotor flow into the air gap, and suck the cooling gas merged in the air gap into the rotor end by the fan. In a rotary electric machine that constitutes a ventilation system that circulates inside the machine, the distance between ventilation ducts formed at a plurality of axial positions of the stator core is short in the central stator core, A rotary electric machine characterized in that the stator core portion on the side is made longer.
【請求項2】 固定子フレームに取付けられ固定子鉄心
の軸方向の複数箇所に外周側から内周側に抜ける径方向
の通風ダクトが形成されると共に内周部に存するコイル
スロットに固定子コイルが収納された固定子と、この固
定子の内周側にエアーギャップを存するように軸受によ
り回転自在に支承させて設けられ回転子鉄心の外周部に
存するコイルスロットに回転子コイルが収納されると共
に前記コイルスロットの開口部にクリページブロックを
介して回転子楔を挿入してなる回転子と、前記固定子フ
レーム内に設けられ機内に封入された冷却ガスを冷却す
るガス冷却器と、前記回転子の軸端に設けられたファン
とを備え、前記ファンにより吐出した冷却ガスを前記ガ
ス冷却器で熱交換させた後、前記固定子の全ての通風ダ
クトの外周側から内周側のエアーギャップに向けて流
し、前記回転子の自己通風ファン効果によって回転子コ
イルを冷却した冷却ガスをエアーギャップに流し、エア
ーギャップで合流した冷却ガスを前記ファンにより回転
子端部に吸込ませて機内を循環させる通風システムを構
成してなる回転電機において、前記固定子鉄心の軸方向
の複数箇所にそれぞれ形成される通風ダクトの幅が中央
側の固定子鉄心部で広く、軸端側の固定子鉄心部で狭く
なるように構成したことを特徴とする回転電機。
2. A radial ventilation duct extending from an outer peripheral side to an inner peripheral side is formed at a plurality of axial positions of a stator core attached to a stator frame, and a stator coil is provided in a coil slot existing in the inner peripheral portion. The rotor coil is housed in the stator and the coil slot in the outer periphery of the rotor core, which is rotatably supported by bearings so that there is an air gap on the inner peripheral side of the stator. A rotor formed by inserting a rotor wedge into the opening of the coil slot via a cripage block, a gas cooler provided in the stator frame for cooling the cooling gas sealed in the machine, and A fan provided at the shaft end of the rotor, heat-exchanges the cooling gas discharged by the fan with the gas cooler, and then from the outer peripheral side of all ventilation ducts of the stator Flow toward the air gap on the peripheral side, let the cooling gas that cools the rotor coil by the self-ventilating fan effect of the rotor flow into the air gap, and suck the cooling gas merged in the air gap into the rotor end by the fan. In a rotary electric machine that constitutes a ventilation system that circulates inside the machine, the width of ventilation ducts formed at a plurality of axial positions of the stator core is wide at the stator core portion on the central side and at the shaft end side. A rotating electric machine characterized in that it is configured to be narrowed at the stator core portion of.
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の回転電機に
おいて、前記回転子は、前記回転子鉄心の軸方向に穿設
され、前記コイルスロットの底に冷却ガスを送給するサ
ブスロットと、このサブスロットに連通させて前記回転
子コイルを径方向に貫通し、且つ前記エアギャップを通
して流れる冷却ガスの通流方向の端部側に向けて傾斜す
る複数のラジアルパスとを有し、且つ前記クリページブ
ロック及び回転子楔に前記ラジアルパスと前記エアーギ
ャップとの間を連通させて設けられた孔を有することを
特徴とする回転電機。
3. The rotating electric machine according to claim 1 or 2, wherein the rotor is provided in the axial direction of the rotor core, and a sub-slot for supplying a cooling gas to the bottom of the coil slot. A plurality of radial paths that communicate with the sub-slots and radially pass through the rotor coil, and that are inclined toward an end portion side in the flow direction of the cooling gas flowing through the air gap, A rotary electric machine having a hole provided in the cripage block and the rotor wedge such that the radial path and the air gap communicate with each other.
【請求項4】 請求項3記載の回転電機において、前記
各ラジアルパスは、前記サブスロットとの分岐角度が9
0°を越える同一の傾斜角で形成されていることを特徴
とする回転電機。
4. The rotary electric machine according to claim 3, wherein each radial path has a branch angle of 9 with respect to the sub-slot.
A rotating electric machine characterized by being formed with the same inclination angle exceeding 0 °.
【請求項5】 請求項3記載の回転電機の回転子におい
て、前記ラジアルパスは、前記サブスロットとの分岐角
度が90°で前記回転子鉄心の外径方向の途中まで形成
され、これより前記エアギャップを通して流れる冷却ガ
スの通流方向の端部側に向けて傾斜させたことを特徴と
する回転電機。
5. The rotor of a rotating electric machine according to claim 3, wherein the radial path has a branch angle of 90 ° with the sub-slot and is formed partway in the outer radial direction of the rotor core. A rotating electric machine characterized by being inclined toward an end portion side in a flow direction of a cooling gas flowing through an air gap.
【請求項6】 請求項3記載の回転電機の回転子におい
て、前記ラジアルパスは、前記サブスロットとの分岐角
度が90°未満の傾斜角度で前記回転子鉄心の外径方向
の途中まで形成され、これより前記エアギャップを通し
て流れる冷却ガスの通流方向の端部側に向けて傾斜させ
たことを特徴とする回転電機。
6. The rotor of a rotating electric machine according to claim 3, wherein the radial path is formed up to a midpoint in an outer radial direction of the rotor core at an inclination angle of a branch angle of less than 90 ° with the sub-slot. A rotary electric machine characterized by being inclined toward the end side in the flow direction of the cooling gas flowing through the air gap.
【請求項7】 請求項6記載の回転電機の回転子におい
て、前記ラジアルパスは、傾斜角の変化する前記回転子
鉄心の途中の箇所が、軸方向に対して垂直な直線部分で
形成されたことを特徴とする回転電機。
7. The rotor of a rotating electric machine according to claim 6, wherein the radial path is formed by a straight line portion perpendicular to the axial direction at an intermediate portion of the rotor core whose inclination angle changes. A rotating electric machine characterized by the above.
【請求項8】 請求項3記載の回転電機の回転子におい
て、前記ラジアルパスは、前記請求項4乃至請求項7に
記載のラジアルパスの全てまたはいずれかを組合せて形
成されたことを特徴とする回転電機。
8. The rotor for a rotating electric machine according to claim 3, wherein the radial path is formed by combining all or any one of the radial paths according to any one of claims 4 to 7. Rotating electric machine.
【請求項9】 請求項3記載の回転電機の回転子におい
て、前記クリページブロック及び回転子楔の孔は、前記
ラジアルパスの傾斜角と同じ角度で傾斜させたことを特
徴とする回転電機。
9. The rotor of the rotating electric machine according to claim 3, wherein the holes of the cripage block and the rotor wedge are inclined at the same angle as the inclination angle of the radial path.
【請求項10】 請求項3記載の回転電機の回転子にお
いて、前記クリページブロック及び回転子楔の孔は、前
記ラジアルパスの傾斜角より大きな角度で傾斜させたこ
とを特徴とする回転電機。
10. The rotor of the rotating electric machine according to claim 3, wherein the holes of the cripage block and the rotor wedge are inclined at an angle larger than the inclination angle of the radial path.
【請求項11】 請求項3記載の回転電機の回転子にお
いて、前記回転子楔の孔は、前記エアギャップを通して
流れる冷却ガスの通流方向の端部側に向けて傾斜させ、
その傾斜角を半径方向で変化させたことを特徴とする回
転電機。
11. The rotor of a rotating electric machine according to claim 3, wherein the hole of the rotor wedge is inclined toward an end side in a flow direction of a cooling gas flowing through the air gap,
A rotating electric machine characterized in that its inclination angle is changed in the radial direction.
JP2002008930A 2002-01-17 2002-01-17 Rotating electric machine Pending JP2003219606A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507643A (en) * 2011-11-21 2012-06-20 哈尔滨电机厂有限责任公司 Ventilating and temperature increasing test device for giant fully-air cooling hydraulic generator stator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507643A (en) * 2011-11-21 2012-06-20 哈尔滨电机厂有限责任公司 Ventilating and temperature increasing test device for giant fully-air cooling hydraulic generator stator

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