JP2003348777A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】固定子鉄心端部に設けられる磁束シャントでの
磁気飽和を増大させることなく、磁束シャントの温度上
昇を低減することにある。 【解決手段】スロット内に挿入される電機子巻線２を担
持する歯部４ｂとその外側のヨーク部４ａからなる複数
の鉄心用抜板４を環状に配設すると共に、これらを軸方
向に複数積層して構成される固定子鉄心１を回転自在な
回転子の外周囲部に微小間隙を存して配置し、且つ回転
子の磁極部より軸方向に突出している固定子鉄心の端部
に、積層構造の磁束シャント５を固定子鉄心１の一部と
整合して配置し、該磁束シャント５及び固定子鉄心１を
環状の鉄心押板により所定の位置に保持するようにした
回転電機の固定子において、磁束シャント５を構成する
鉄心用抜板４のうち、一部又はすべての歯部４ｂに径方
向に伸び、且つ抜板の内径位置から鉄心押板ほぼ内径位
置までの長さのスリット１０ａを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タービン発電機等
の回転電機の固定子において、特にその固定子鉄心端部
に軸方向磁束による渦電流損失を低減するための磁束シ
ャントが設けられた回転電機の固定子に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にタービン発電機等の大容量回転電
機の固定子は、扇形に打抜かれた複数の鉄心用抜板を環
状に配置し、且つ軸方向に積層して構成された固定子鉄
心の内周側に設けられた歯形部の歯部間のスロットに電
機子巻線が収納されると共に、この固定子鉄心の軸方向
両端部側には電機子巻線相互間に存する固定子鉄心の歯
部に対応させて金属部材からなる複数の外側間隔片を当
接し、さらにこれら外側間隔片に当接させて固定子鉄心
押板を配設して、これら両側の固定子鉄心押板間に複数
本の組立ボルトを貫通させて設け、各組立ボルトに装着
した締付ナットにより締付けて固定子鉄心を一体的に支
持するようにしている。

【０００３】ところで、このような構成の固定子におい
て、固定子鉄心端部付近には回転子の界磁巻線又は固定
子の電機子巻線によって生じる端部磁束が存在するた
め、軸方向磁束が固定子鉄心端部に入射すると渦電流損
失が発生し、この部分の温度が発熱により上昇し、固定
子鉄心の軸方向中央部に比較して高くなっている。

【０００４】しかも、タービン発電機等の大容量化に伴
う出力係数、アンペア導体数の増加と共に、固定子鉄心
端部の磁束が増大し、この部分での温度上昇値が増大
し、この部分での温度上昇値が限界に近付くこともあ
る。

【０００５】そこで、従来の大容量のタービン発電機等
の固定子においては、固定子鉄心端部の積層鉄心の内径
寸法が軸方向両端側に向かって段階的に大きくした段落
し部を形成したり、積層鉄心を構成する端部抜板にスリ
ットを設けたり、或いは固定子鉄心押板の電機子巻線側
に磁束遮蔽板を当接して設けるなどの渦電流損失低減手
段を採用している。

【０００６】また、上記とは異なる渦電流損失低減手段
として、特開昭４８−３０００１号公報にも示されてい
るように固定子鉄心端部に磁束シャントを設けて、固定
子鉄心端部に入射する端部漏れ磁束を低減するようにし
たものがある。

【０００７】すなわち、図９に示すように固定子鉄心２
１の端部にヨーク部２２ａと歯部２２ｂからなる扇形の
鉄心用抜板２２を環状に配置し、且つ軸方向に段落し部
２３を形成して積層してなる磁束シャント２４を、固定
子鉄心２１のスロットに挿入された電機子巻線２５（下
側巻線導体２５ａ及び上側巻線導体２５ｂ）相互間の歯
部に対応させて放射状に配置された外側間隔片２６と図
示しない固定子鉄心押板との間に設けて固定子鉄心２１
の端部に入射する漏れ磁束を低減するようにしている。

【０００８】この場合、磁束シャント２４を構成する鉄
心用抜板２２の歯部は、固定子鉄心２１の歯部長さに対
して、同等あるいはそれ以下の長さを有している。ま
た、固定子鉄心２１の端部の鉄心用抜板を軸方向に段落
し部２８を形成して積層すると共に、この部分の抜板に
スリット２７を設け、また磁束シャント２４にもスリッ
ト２９を設けて、軸方向磁束による渦電流流路を分断
し、渦電流損失を低減するようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の回転電機の固定子において、回転電機の大容
量化に伴って固定子鉄心１の端部の漏れ磁束が増大する
と、磁束シャント２４に入射する軸方向磁束も増加し、
磁束シャント２４の抜板内に誘起される渦電流損失が運
転効率低下や磁束シャント２４の過熱に与える影響も大
きくなる。

【００１０】一方、磁束シャント２４に入射する磁束
は、その多くは磁束シャント２４のヨーク部２２ａを周
方向に流れる成分となるため、このヨーク部２２ａにス
リットを設けて損失低減を図ると磁束の流路が妨げられ
て磁気飽和し、磁束シャント２４における鉄損の増加を
招く恐れがある。

【００１１】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、固定子鉄心端部に設けられる磁束シャントで
の磁気飽和を増大させることなく、磁束シャントの温度
上昇を低減することができる回転電機の固定子を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【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の固定子を
構成する。

【００１３】請求項１に対応する発明は、内側にスロッ
トとこのスロット内に挿入される電機子巻線を担持する
歯部を有する歯形部とその外側のヨーク部からなる複数
の鉄心用抜板を環状に配設し、これら環状に配設された
鉄心用抜板を軸方向に複数積層して構成される固定子鉄
心を回転自在な回転子の外周囲部に微小間隙を存して配
置し、且つ前記回転子の磁極部より軸方向に突出してい
る前記固定子鉄心の端部に、該固定子鉄心と同一積層構
造の磁束シャントを前記固定子鉄心の一部と整合して配
置し、該磁束シャント及び前記固定子鉄心を環状の鉄心
押板により所定の位置に保持する構成の回転電機の固定
子において、前記磁束シャントを構成する鉄心用抜板の
うち、一部又はすべての歯部に径方向に伸びるスリット
を設け、該スリットは前記磁束シャントを構成する鉄心
用抜板の内径位置から前記鉄心押板のほぼ内径位置まで
の長さである。

【００１４】このような構成の回転電機の固定子とすれ
ば、磁束シャントに入射する端部磁束によって生じる渦
電流の流路がスリットによって分断されるので、渦電流
損失が低減され、温度上昇の増加を抑えることができ
る。

【００１５】また、磁束シャントに入射する端部磁束は
固定子鉄心押板の内径位置よりも外径側では固定子鉄心
押板及びシールド板の磁気遮蔽効果によって減衰するた
め、スリットが固定子鉄心押板の内径位置まで伸びてい
ることによって、スリットの端部での渦電流集中も緩和
される。

【００１６】さらに、スリットを固定子鉄心押板の内径
位置よりも外径側には設けられていないので、ヨーク部
の周方向磁束による磁気飽和を緩和することができる。

【００１７】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の回転電機の固定子において、前記磁束シャ
ントのスロット底部に対応するヨーク部に径方向に伸び
るスリットを設け、該スリットは前記磁束シャントのス
ロット底部位置から前記鉄心押板のほぼ内径位置までの
長さである。

【００１８】このような構成の回転電機の固定子とすれ
ば、ヨーク部のスロット底部近傍における渦電流の流路
がスリットによって分断されるので、渦電流損失が低減
され、温度上昇の増加を抑えることができる。

【００１９】請求項３に対応する発明は、請求項２に対
応する発明の回転電機の固定子において、前記スロット
底部に対応するヨーク部に設けられる１スロット当りの
スリットの本数は、前記１歯部当り設けられるスリット
本数以下である。

【００２０】このような構成の回転電機の固定子とすれ
ば、ヨーク部のスロット底部近傍での渦電流損失を低減
する効果を確保しつつ、スリット底部に対応するヨーク
部に設けられるスリット本数を抑えることができるた
め、磁束シャントの機械的剛性を保つことができ、また
スリット加工の製作コストを安価に抑えることができ
る。

【００２１】請求項４に対応する発明は、請求項２に対
応する発明の回転電機の固定子において、前記歯部のス
リットは、歯形部の歯先を周方向にほぼ等分割するよう
に設けられ、且つ該スリットの外径側端部と前記ヨーク
部のスリットの外径側端部とが、周方向にほぼ等間隔で
配置されるように設けられる。

【００２２】このような構成の回転電機の固定子とすれ
ば、磁束シャントの歯形部とヨーク部の両方で渦電流の
流路をほぼ等分割に分断することができ、流路が広く渦
電流損失密度が高くなる区画が生じることを防ぐことが
できる。また、歯先部中心に対して異なるスリット形状
の鉄心用抜板を積層するため、スリットを設けることに
よる機械的強度の低下を抑えることができ、固定子鉄心
を適正に固定できるので信頼性が向上する。

【００２３】請求項５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の固定子において、
前記磁束シャントを構成する鉄心用抜板のうち積層方向
に隣接する鉄心用抜板は異なるスリット形状とし、且つ
積層方向に隣接するスリットがほぼ重ならないようにす
る。

【００２４】このような構成の回転電機の固定子とすれ
ば、スリットを設けることによる機械的剛性の低下を抑
えることができ、固定子鉄心を適正に固定できるので信
頼性が向上する。

【００２５】請求項６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の固定子において、
前記磁束シャントを構成する鉄心用抜板の一部の歯部に
設けたスリット形状は、他の歯部に設けたスリット形状
と異なる形状とし、且つこの異なる形状のスリットが積
層後の隣接する鉄心用抜板の歯部同士で対向するように
鉄心用抜板の周方向位置をずらして積層する。

【００２６】このような構成の回転電機の固定子とすれ
ば、スリットを設けることによる機械的剛性の低下を抑
えることができる一方で、個々の鉄心用抜板を同じスリ
ット形状にすることができ、製作コストを安価にするこ
とができる。

【００２７】請求項７に対応する発明は、内側にスロッ
トとこのスロット内に挿入される電機子巻線を担持する
歯部を有する歯形部とその外側のヨーク部からなる複数
の鉄心用抜板を環状に配設し、これら環状に配設された
鉄心用抜板を軸方向に複数積層して構成される固定子鉄
心を回転自在な回転子の外周囲部に微小間隙を存して配
置し、且つ前記回転子の磁極部より軸方向に突出してい
る前記固定子鉄心の端部に、該固定子鉄心と同一積層構
造の磁束シャントを前記固定子鉄心の一部と整合して配
置し、該磁束シャント及び前記固定子鉄心を環状の鉄心
押板により所定の位置に保持する構成の回転電機の固定
子において、前記磁束シャントを構成する抜板のうち、
一部又はすべての歯部に径方向に伸びるスリットを設
け、該スリットの外径側端部に孔部を設ける。

【００２８】このような構成の回転電機の固定子とすれ
ば、スリット端部での渦電流の集中が緩和され、渦電流
損失密度を抑え、温度上昇を小さくすることができる。

【００２９】請求項８に対応する発明は、請求項７に対
応する発明の回転電機の固定子において、前記孔部の開
口面積が前記固定子鉄心に近いほど小さくなるようにす
る。

【００３０】このような構成の回転電機の固定子とすれ
ば、抜板に入射する磁束密度は、固定子鉄心に近づくほ
ど減衰して小さくなるため、孔部の開口面積を小さくし
ても固定子鉄心端部への集中による渦電流損失密度を同
等にすることができる。

【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。

【００３２】図１は本発明による回転電機の固定子の第
１の実施形態における固定子鉄心端部の一部を示す軸方
向縦断面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線に沿う矢視断
面図である。

【００３３】図１及び図２において、１は扇形に打抜か
れた複数の鉄心用抜板を環状に配設し、これら環状に配
設された抜板を軸方向に複数積層して構成され、且つ内
周側に設けられたスロットに電機子巻線２（下側巻線導
体２ａと上側巻線導体２ｂ）が収納された固定子鉄心
で、この固定子鉄心１はその環状内に回転自在に設けら
れた図示しない回転子に対して微小間隙を存して配置さ
れる。

【００３４】この場合、固定子鉄心１端部の積層鉄心の
内径寸法が軸方向両端側に向かって段階的に大きな鉄心
抜板を階段状に積層することで段落し部１ａが形成さ
れ、またこの部分の鉄心抜板に複数のスリット１ｂが設
けられている。

【００３５】また、回転子磁極部より軸方向に突出する
固定子鉄心１の軸方向両端部側に電機子巻線相互間に存
する固定子鉄心１の歯部に対応させて金属部材からなる
複数の外側間隔片３ｂを放射状に配設し、これら外側間
隔片３に固定子鉄心１と同様に環状に配設された複数の
鉄心用抜板４を軸方向に複数積層して構成された磁束シ
ャント５を当接させる。

【００３６】この場合、磁束シャント５は、異なる歯部
長さの複数種類の鉄心用抜板を、固定子鉄心１の近い方
が歯部の長さが長くなるように階段状に順次積層するこ
とで段落し部５ａが形成されている。

【００３７】さらに、この磁束シャント５の外側に上記
と同様の複数の外側間隔片３ａを放射状に配設して、こ
れら外側間隔片３ａに両側がリブ７により連結された内
半径Ｒの固定子鉄心押板６を当接すると共に、固定子鉄
心押板６間に図示しない複数本の組立ボルトを貫通させ
て設け、各組立ボルトに装着した締付ナット８により締
付けて固定子鉄心１を一体的に支持する。

【００３８】そして、固定子鉄心押板５の電機子巻線側
には、磁気遮蔽板９が当接して設けられている。

【００３９】このような構成の回転電機の固定子におい
て、本実施形態では、磁束シャント５を次のような構成
とするものである。

【００４０】すなわち、磁束シャント５を構成する鉄心
用抜板４のうち、一部又はすべての歯部４ｂに半径方向
に伸び、且つ鉄心用抜板４の内径位置からほぼ固定子鉄
心押板６の内径位置Ｒまでの長さを有するスリット１０
ａを設ける。また、このようなスリット１０ａを設けた
鉄心用抜板４は、スリット１０ａの位置の異なるものを
複数枚用意しておき、これらを１枚または複数枚ずつ交
互になるように積層する。

【００４１】さらに、磁束シャント５を構成する鉄心用
抜板４には、歯部４ｂの他、スロット底部に対応するヨ
ーク部４ａにも半径方向に伸び、且つスロット底部から
固定子鉄心押板６のほぼ内径位置Ｒまでの長さを有する
スリット１０ｂを設ける。

【００４２】この場合、スロット底部に対応するヨーク
部４ａに設けられるスリット１０ｂの本数は歯部４ｂに
設けられるスリット１０ａの本数以下としている。本例
では歯部４ｂに２本のスリット１０ａを設けているのに
対して、スロット底部に対応するヨーク部４ａに１本の
スリット１０ｂを設ける場合を示している。

【００４３】このような構成の磁束シャント５を回転子
の磁極部より軸方向に突出している固定子鉄心１の端部
に該鉄心の一部と整合して配置することにより、磁束シ
ャント５に入射する端部磁束によって生じる渦電流の流
路がスリット１０ａ，１０ｂによって分断されるので、
渦電流損失が低減され、温度上昇の増加を抑えることが
できる。

【００４４】また、磁束シャント５に入射する端部磁束
は固定子鉄心押板６の内径位置Ｒよりも外径側では固定
子鉄心押板６及び磁気遮蔽板９の磁気遮蔽効果によって
減衰するため、スリット１０ａ，１０ｂが固定子鉄心押
板６の内径位置まで伸びていることによって、スリット
１０ａ，１０ｂの端部での渦電流集中も緩和される。

【００４５】ところで、磁束シャント５に軸方向から入
射した磁束は、その多くの割合がヨーク部４ａに廻り込
んで周方向磁束となる。このため、スリット１０ａが長
くなると、ヨーク部４ａの周方向磁束の流路を妨げるこ
とになり、ヨーク部１０ａの磁気飽和が厳しくなる。

【００４６】磁束シャント５のヨーク部４ａの磁気飽和
を緩和する手段としては、磁束シャント５の積層厚さ、
すなわち軸方向の厚さを大きくすることであるが、固定
子の長さや重量が増加することになるため、好ましくな
い。

【００４７】図３は、１２００ＭＶＡ級の４極タービン
発電機を対象とした３次元有限要素法による数値磁界解
析で得られた端部磁束を用いて、磁束シャントの鉄心用
抜板内の渦電流流路を２次元有限要素法で求め、その渦
電流損失密度の最大値をヨーク部のスリット長さに対し
て示した一例である。

【００４８】図３において、スリットの長さはＰＵ値で
示しているが、１ＰＵが固定子鉄心押板内径位置までス
リットを設けたときの長さである。

【００４９】図３から分かるようにスリット端部が固定
子鉄心押板の内径位置よりも内径側にある場合は、スリ
ット端部に渦電流が集中するため、渦電流損失密度が大
きいが、スリット端部が固定子鉄心押板の内径位置より
外径側にある場合は、ほとんど渦電流損失密度の最大値
は変わっていない。すなわち、スリット１０ａを図２に
示した長さよりも長くしても、スリットの外径側に廻り
込んで流路を形成する渦電流が小さいため、スリット１
０ａの端部での渦電流集中に大差はないといえ、スリッ
ト底部をほぼ固定子鉄心押板の内径位置とすることで、
ヨーク部の磁気飽和を緩和しながら渦電流損失密度を抑
えることができる。

【００５０】なお、図３はある特定の発電機を対象とし
た解析結果であるが、他の容量の発電機を対象とした解
析でも同様の結果となることは確認しており、本発明は
特定の容量や形状の発電機に限定されるものではない。

【００５１】一方、図４は、図３で示したものと同様の
数値解析で得られた渦電流損失密度の最大値をスロット
底部側のスリット本数に対して示したものである。ここ
では歯部のスリット本数は２本としている。

【００５２】図４から分かるように、スロット底部に対
応するヨーク部のスリット本数を２本より多くしても渦
電流損失密度の最大値は大きく変わらない。また、スリ
ット本数を必要以上に多くすると、磁束シャント内の磁
束流路を妨げ、磁気飽和が厳しくなることになり、磁束
シャントにおける鉄損が増加するほか、磁束シャントの
機械的剛性が低下する原因ともなる。

【００５３】なお、図４で述べた解析結果は歯部とスロ
ット部の幅の比によって変わるものであるが、本発明が
適用されると考えられる大容量の回転電機では、歯部と
スロット部の幅の比は、歯部の磁気飽和と電流密度の関
係からほぼ同様に設計されるため、本発明の適用範囲は
前述した特定の発電機に限定されるものではない。

【００５４】また、スリット１０ａの形状が隣り合う鉄
心用抜板で異なるように積層するため、スリット設置に
よる機械的剛性の低下を抑えることができ、固定子鉄心
を適正に固定することが可能となり、信頼性が向上す
る。

【００５５】図５は、本発明の第２の実施形態における
固定子鉄心端部の一部を示す図１のＸ−Ｘ線に沿う矢視
断面図で、図２と同一部分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。

【００５６】図５において、磁束シャント５に設けられ
た２本のスリット１０ａは、歯部４ｂを分割しており、
この分割された部分の幅ΔＷ１，ΔＷ２，ΔＷ３が、Δ
Ｗ１≒ΔＷ２≒ΔＷ３とほぼ３等分されている。

【００５７】さらに、歯部４ｂに設けられた２本のスリ
ット１０ａとスロット底部に対応するヨーク部４ａに設
けられたスリット１０ｂとで、各スリットの外径側端部
の間隔が、ΔＷａ≒ΔＷｂ≒ΔＷｃとほぼ３等分される
ように分割されている。

【００５８】また、２本のスリット１０ａは、歯部中心
に対して左右非対称になっており、積層後に隣接する抜
板同士で前記スリットの形状が異なるようになってい
る。

【００５９】このような構成の磁束シャント５を回転子
の磁極部より軸方向に突出している固定子鉄心１の端部
に該鉄心の一部と整合して配置すれば、歯部４ｂとヨー
ク部４ａの両方で、渦電流の流路をほぼ等分割に分断す
ることができ、流路が広く渦電流損失密度の高くなる区
画が生じることを防止できる。また、歯部中心に対して
異なるスリット形状の鉄心用抜板を積層するため、スリ
ットによる機械的強度の低下を抑えることができる。

【００６０】図６は、本発明の第３の実施形態における
固定子鉄心端部に設けられる磁束シャントを構成する隣
接する２層の鉄心用抜板を示す図で、図２と同一部分に
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。

【００６１】図６において、磁束シャント５の鉄心用抜
板４は、ヨーク部４ａと歯部４ｂからなり、３つの歯部
４ｂ１，４ｂ２，４ｂ３に設けられたスリット１０ａ
は、それぞれの歯部で異なる形状にしている。また、隣
接するもう１つの層の鉄心用抜板は、スロット１個分周
方向にずらせた破線で示すスリット１０ａ′が設けられ
る。従って、２層の抜板に設けられたスリット１０ａ，
１０ａ′は、積層方向の投影面上では一致しない。

【００６２】このような構成の磁束シャント５を回転子
の磁極部より軸方向に突出している固定子鉄心１の端部
に該鉄心の一部と整合して配置すれば、スリットによる
機械的剛性の低下を抑えることができる。また、磁束シ
ャント５を構成する鉄心用抜板４は１種類のスリット形
状について製作すればよいため、製作コストを安価にで
きるほか、抜板積層時の誤作業の発生も起こりにくくな
り、回転電機の信頼性も向上できる。

【００６３】図７は本発明による回転電機の固定子の第
４の実施形態における固定子鉄心端部の一部を示す軸方
向縦断面図であり、図８は図７のＹ−Ｙ線に沿う矢視断
面図で、図１及び図２と同一部分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。

【００６４】第４の実施形態では、磁束シャント５を構
成する鉄心用抜板４の歯部４ｂ及びスロット底部に対応
するヨーク部４ａに設けられるスリット１０ａ及び１０
ｂの外径側端部に孔部１１をそれぞれ設けるようにした
ものである。この場合、各層の鉄心用抜板４に設けられ
る孔部１１の大きさは、固定子鉄心押板６側から固定子
鉄心１側に向って連続的または断続的にその径が小さく
なるようにしてある。

【００６５】このような構成の磁束シャント５を回転子
の磁極部より軸方向に突出している固定子鉄心１の端部
に該鉄心の一部と整合して配置すれば、スリット端部で
の渦電流の集中が緩和され、渦電流損失を抑えることが
可能となり、温度上昇を小さくすることができる。

【００６６】また、第１の実施形態では、スリット端部
は固定子鉄心押板６の内径位置近傍としたが、本実施形
態ではスリット端部での渦電流の集中を緩和できるの
で、スリットをより短くすることが可能となり、磁束シ
ャント５での磁気飽和をより緩和することができる。

【００６７】さらに、鉄心用抜板４に入射する磁束密度
は、固定子鉄心１に近づくほど減衰して小さくなるた
め、孔部１１の径を小さくしても、端部への集中による
渦電流損失密度を同等以下にできる。従って、磁束シャ
ント５内の磁束の流路をより大きく確保することができ
るので、磁気飽和を緩和できる。

【００６８】なお、スリット端部の孔部１１の形状は必
ずしも真円状でなく、楕円上でもよく、十分に渦電流損
失密度を緩和できれば、多角形状の孔としてもよい。さ
らに、スリットと孔部とを滑らかに繋げる必要があるた
め、孔部に近づくほどスリット幅を孔部の大きさに応じ
て増加させるなどの手段を講じてもよい。この場合にも
孔部の大きさは、固定子鉄心押板６側から固定子鉄心１
側に向ってその開口面積が連続的に小さくなるようにす
ることは言うまでもない。

【００６９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、固定
子鉄心端部に設けられる磁束シャントでの磁気飽和を増
大させることなく、磁束シャントの温度上昇を低減する
ことができる回転電機の固定子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転電機の固定子の第１の実施形
態における固定子鉄心端部の一部を示す軸方向縦断面
図。

【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う矢視断面図。

【図３】同実施形態の作用効果の説明に用いられるスリ
ット長さと磁束シャントの最大損失密度の関係を示す数
値解析結果図。

【図４】同じくスリット底部のスリット本数と磁束シャ
ントの最大損失密度の関係を示す数値解析結果図。

【図５】本発明の第２の実施形態における固定子鉄心端
部の一部を示す図１のＸ−Ｘ線に沿う矢視断面図。

【図６】本発明の第３の実施形態における固定子鉄心端
部に設けられる磁束シャントを構成する隣接する２層の
抜板を示す図。

【図７】本発明による回転電機の固定子の第４の実施形
態における固定子鉄心端部の一部を示す軸方向縦断面
図。

【図８】図７のＹ−Ｙ線に沿う矢視断面図。

【図９】従来例の回転電機の固定子における固定子鉄心
端部の一部を示す断面図。

【符号の説明】

１……固定子鉄心 １ａ……段落し ２……電機子巻線 ３ａ，３ｂ……外側間隔片 ４……鉄心用抜板 ４ａ……ヨーク部 ４ｂ……歯部 ５……磁束シャント ５ａ……段落し ６……固定子鉄心押板 ７……リブ ８……締付けナット ９……磁気遮蔽板 １０……磁束シャント １０ａ，１０ｂ……スリット １１……孔部

フロントページの続き (72)発明者 長野 進 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 中村 英之 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） 5H002 AA10 AB04 AC01 AE07 AE08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側にスロットとこのスロット内に挿入
   される電機子巻線を担持する歯部を有する歯形部とその
   外側のヨーク部からなる複数の鉄心用抜板を環状に配設
   し、これら環状に配設された鉄心用抜板を軸方向に複数
   積層して構成される固定子鉄心を回転自在な回転子の外
   周囲部に微小間隙を存して配置し、且つ前記回転子の磁
   極部より軸方向に突出している前記固定子鉄心の端部
   に、該固定子鉄心と同一積層構造の磁束シャントを前記
   固定子鉄心の一部と整合して配置し、該磁束シャント及
   び前記固定子鉄心を環状の鉄心押板により所定の位置に
   保持する構成の回転電機の固定子において、 前記磁束シャントを構成する鉄心用抜板のうち、一部又
   はすべての歯部に径方向に伸びるスリットを設け、該ス
   リットは前記磁束シャントを構成する鉄心用抜板の内径
   位置から前記鉄心押板のほぼ内径位置までの長さである
   ことを特徴とする回転電機の固定子。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転電機の固定子におい
   て、 前記磁束シャントのスロット底部に対応するヨーク部に
   径方向に伸びるスリットを設け、該スリットは前記磁束
   シャントのスロット底部位置から前記鉄心押板のほぼ内
   径位置までの長さであることを特徴とする回転電機の固
   定子。
3. 【請求項３】 請求項２記載の回転電機の固定子におい
   て、 前記スロット底部に対応するヨーク部に設けられる１ス
   ロット当りのスリットの本数は、前記１歯部当り設けら
   れるスリット本数以下であることを特徴とする回転電機
   の固定子。
4. 【請求項４】 請求項２記載の回転電機の固定子におい
   て、 前記歯部のスリットは、歯形部の歯先を周方向にほぼ等
   分割するように設けられ、且つ該スリットの外径側端部
   と前記ヨーク部のスリットの外径側端部とが、周方向に
   ほぼ等間隔で配置されるように設けられることを特徴と
   する回転電機の固定子。
5. 【請求項５】 請求項１又は請求項２記載の回転電機の
   固定子において、 前記磁束シャントを構成する鉄心用抜板のうち積層方向
   に隣接する鉄心用抜板は異なるスリット形状とし、且つ
   積層方向に隣接するスリットがほぼ重ならないようにし
   たことを特徴とする回転電機の固定子。
6. 【請求項６】 請求項１又は請求項２記載の回転電機の
   固定子において、 前記磁束シャントを構成する鉄心用抜板の一部の歯部に
   設けたスリット形状は、他の歯部に設けたスリット形状
   と異なる形状とし、且つこの異なる形状のスリットが積
   層後の隣接する鉄心用抜板の歯部同士で対向するように
   鉄心用抜板の周方向位置をずらして積層したことを特徴
   とする回転電機の固定子。
7. 【請求項７】 内側にスロットとこのスロット内に挿入
   される電機子巻線を担持する歯部を有する歯形部とその
   外側のヨーク部からなる複数の鉄心用抜板を環状に配設
   し、これら環状に配設された鉄心用抜板を軸方向に複数
   積層して構成される固定子鉄心を回転自在な回転子の外
   周囲部に微小間隙を存して配置し、且つ前記回転子の磁
   極部より軸方向に突出している前記固定子鉄心の端部
   に、該固定子鉄心と同一積層構造の磁束シャントを前記
   固定子鉄心の一部と整合して配置し、該磁束シャント及
   び前記固定子鉄心を環状の鉄心押板により所定の位置に
   保持する構成の回転電機の固定子において、 前記磁束シャントを構成する抜板のうち、一部又はすべ
   ての歯部に径方向に伸びるスリットを設け、該スリット
   の外径側端部に孔部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】 請求項７記載の回転電機の固定子におい
   て、 前記孔部の開口面積が前記固定子鉄心に近いほど小さく
   なるようにしたことを特徴とする回転電機の固定子。