JP2006304460A - Stator for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は固定子鉄心コアが周方向に複数に分割された分割コアを用いる回転電機の固定子に関するものである。 The present invention relates to a stator of a rotating electric machine that uses a split core in which a stator core core is divided into a plurality in the circumferential direction.
従来、分割コアを用いる回転電機の固定子においては、分割コア相互の継ぎ目を溶接前の状態で真円となるような形状とし、溶接条件や焼嵌め条件により、その真円を維持するようにしてきている(例えば特許文献1参照。)。 Conventionally, in a stator of a rotating electric machine using a split core, the joint between split cores is shaped so as to be a perfect circle before welding, and the true circle is maintained according to welding conditions and shrink-fitting conditions. (For example, see Patent Document 1).
上記のような従来技術による回転電機の固定子においては、溶接条件、焼嵌め条件を最適としても、固定子の回転子に対向する歯部に歪が生じ、これが回転電機の運転時に発生するトルク脈動の原因のひとつとなるという課題があった。 In the stator of a rotating electrical machine according to the prior art as described above, even if the welding conditions and shrinkage fitting conditions are optimum, the tooth portion facing the rotor of the stator is distorted, and this is the torque generated during operation of the rotating electrical machine. There was a problem of becoming one of the causes of pulsation.
この発明は上記のような従来技術の課題を解消するためになされたもので、固定子の歯部に生じる歪を減らし、運転時のトルク脈動を減らす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している。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides a stator of a rotating electrical machine that can reduce distortion generated in a tooth portion of the stator and reduce torque pulsation during operation. The purpose is that.
この発明による回転電機の固定子は、周方向に複数に分割された分割コアのヨーク部相互を溶接により接合してなる固定子鉄心を備えた回転電機の固定子において、上記ヨーク部相互の突合わせ部に、予め溶接後の収縮量に見合う隙間を形成し、該隙間の近傍で隣接する分割コア相互を溶接するようにしたものである。 A stator of a rotating electrical machine according to the present invention is a stator of a rotating electrical machine having a stator core formed by welding yoke parts of a split core divided into a plurality of parts in the circumferential direction. A gap corresponding to the amount of shrinkage after welding is formed in advance in the mating portion, and adjacent divided cores are welded in the vicinity of the gap.
この発明においては、隣接する分割コアのヨーク部相互の突合わせ部に、溶接後の収縮量に見合う隙間を設け、該隙間の近傍で隣接する分割コア相互を溶接するようにしたので、磁極部の歪が極めて少なく、回転電機の運転時におけるトルク脈動の極めて少ない回転電機の固定子が得られる。 In the present invention, a gap corresponding to the shrinkage after welding is provided at the abutting portion between the yoke portions of the adjacent divided cores, and the adjacent divided cores are welded in the vicinity of the gap. Thus, a stator for a rotating electrical machine with extremely little torque pulsation during operation of the rotating electrical machine can be obtained.
実施の形態1.
図1〜図4はこの発明の実施の形態1による回転電機の固定子の要部を説明する図であり、図1(a)は第1の鉄心の形状と、そのヨーク部相互の突合わせ部に設けられた隙間を誇張して示す図、図1(b)は第2の鉄心の形状と、そのヨーク部相互の突合わせ部に設けられた隙間を誇張して示す図、図2は図1(a)及び図1(b)に示す鉄心を数枚ずつ交互に積層した状態を示す斜視図、図3は突合わせ部における溶接位置と隙間の関係を例示する詳細図、図4は分割コアを円筒状に組み立てるときの状況を示す組立図である。なお、各図を通じて同一符号は同一もしくは相当部分を示すものとする。
Embodiment 1 FIG.
1-4 is a figure explaining the principal part of the stator of the rotary electric machine by Embodiment 1 of this invention, Fig.1 (a) is the shape of a 1st iron core, and the butt | matching of the yoke parts mutually Fig. 1 (b) is an exaggerated view of the gap provided in the part, Fig. 1 (b) is an exaggerated view of the shape of the second iron core and the gap provided in the abutting part between the yoke parts, Fig. 2 1 (a) and 1 (b) are perspective views showing a state in which several iron cores are alternately stacked, FIG. 3 is a detailed view illustrating the relationship between the welding position and the gap in the butting portion, and FIG. It is an assembly drawing which shows the condition when assembling a split core into a cylindrical shape. Note that the same reference numerals denote the same or corresponding parts throughout the drawings.
図において、分割コア10を構成する鉄心1は、図1(a)に示すように突合わせ部13aが緩やかに突出するように形成された第1の鉄心1Aと、図1(b)に示すように突合わせ部13cが大きく突出するように形成された第2の鉄心1Bの2種類のパターンの鉄心からなり、分割コア10はこれら第1及び第2の鉄心1A、1Bを数枚ずつ軸方向に交互に積層して形成されている。なお、説明上パターンの違いを特に区別する必要がないときは便宜的に包括して単に鉄心1と呼ぶことにする。鉄心1は歯部11と、磁極部12と、ヨーク部(コアバック)13から構成されており、隣接する同一パターンの鉄心を突合わせたときに、第1の鉄心1Aでは、対向する突合わせ部13a、13b相互の間における外周側に隙間2が形成され、内周側は当接部Bで当接するように構成されている。
In the figure, the iron core 1 constituting the split
一方第2の鉄心1Bでは、同様に対向する突合わせ部13c、13d相互の間に、同じく外周側に隙間3が形成され、内周側は当接部Bで当接するように構成されている。上記隙間2、3は何れも溶接後の収縮量に見合う寸法となるように形成され、図では実際よりも誇張されて大きく示されている。なお、隙間2、3の寸法は例えば何れも0.1mm程度であるが、回転電機のサイズや外周方向の溶接箇所の数等により異なり、上記寸法に限定されるものでないことは言うまでもない。
On the other hand, in the
上記のような第1及び第2の鉄心1A、1Bを数枚ずつ交互に積層してなる図2に示す分割コア10は、歯部11のまわりとその近傍に所要の絶縁部材を設けて巻線の後、隣接する分割コア相互を溶接により接合して図4に示すように円筒状の固定子に組み立てられる。なお、図4では絶縁部材や巻線等の図示を省略している。溶接部Aは、詳細を図3に示すように、隙間2、3の近傍で、第1の鉄心1Aと第2の鉄心1Bが互い違いに積層された部分において、鉄心1Aと鉄心1Bに跨るように軸方向に不連続的に溶接されている。
The divided
上記のように構成された実施の形態1においては、分割コア10相互の溶接部A近傍に隙間2、3が形成されていることにより、溶接前後にヨーク部13に生じる膨張収縮の変位が当接部Bを支点に該隙間2、3の大きさが変化することで吸収され、磁極部12の先端部12a、12b相互が図1(b)の矢印C方向もしくはその反対方向に偏倚するのを防ぐことができる。このため、例えばエレベータ用巻上機の電動機などとして用いたときに、該偏倚に起因するトルク脈動を低減することができ、振動の低減による乗り心地の向上に寄与できる。
In the first embodiment configured as described above, since the
実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2による回転電機の固定子の要部を説明する図であり、(a)は第3の鉄心の形状と、そのヨーク部相互の突合わせ部に設けられた隙間を誇張して示す図、(b)は第4の鉄心の形状と、そのヨーク部相互の突合わせ部に設けられた隙間を誇張して示す図、(c)は図5(a)及び図5(b)に示す鉄心を数枚ずつ交互に積層した状態を示す斜視図である。この実施の形態2は、上記実施の形態1では内周側に当接部Bを設け、隙間2、3が半径方向内周部側から外周部側に向けて開くように形成されているのに対し、反対に当接部Dを外周側に設け、隙間4、5を半径方向外周部側から内周部側に向けて開くように形成したものである。
FIG. 5 is a diagram for explaining a main part of a stator of a rotating electrical machine according to
図において、第3の鉄心1Cは、図5(a)に示すように図の右側の突合わせ部13eは外周側から内周側に向けて傾斜が大きく形成され、図の左側の突合わせ部13fは突合わせたときに内周側に隙間4が形成されるように、傾斜がそれよりも若干緩く形成されている。一方、第4の鉄心1Dは、図5(b)に示すように図の右側の突合わせ部13gは外周側から内周側に向けての傾斜が鉄心1Cよりも小さく形成され、図の左側の突合わせ部13hは突合わせたときに内周側に隙間5が形成されるように傾斜がさらに小さく形成されている。なお、隙間4、5の大きさは実施の形態1と同様である。その他の符号は上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
In the figure, as shown in FIG. 5A, the third iron core 1C has a
上記のように構成された実施の形態2においては、実施の形態1と同様に動作し、同様に生じる溶接前後の膨張・収縮が突合わせ部13e、13f、及び13g、13hに設けられた当接部Dを支点として隙間4、5の寸法が周方向に変化することによって吸収され、磁極部12の先端部相互の偏倚を防ぐことができ、該偏倚に起因するトルク脈動を低減することができるという効果が得られる。
The second embodiment configured as described above operates in the same manner as in the first embodiment, and the expansion / contraction before and after welding that occurs in the same manner is provided in the
なお上記各実施の形態の説明では、隙間2〜5は、溶接による収縮に見合う寸法としたが、溶接により組み立てた固定子鉄心をフレームやハウジングなどに焼嵌めにより固定する場合には、該焼嵌めに伴う圧縮応力による縮み代を、上記分割コア相互の溶接による収縮に見合う寸法にさらに加えた寸法とすることにより、磁極部12の先端部相互の偏倚をさらに防ぐことができ、該偏倚に起因するトルク脈動を低減することができる。
In the description of each of the above embodiments, the
1 鉄心、 1A 第1の鉄心、 1B 第2の鉄心、 1C 第3の鉄心、 1D 第4の鉄心、 2、3、4、5 隙間、 10 分割コア、 11 歯部、 12 磁極部、 12a、12b 先端部、 13 ヨーク部、 13a、13b、13c、13d 突合わせ部、 A 溶接部、 B、D 当接部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Iron core, 1A 1st iron core, 1B 2nd iron core, 1C 3rd iron core, 1D 4th iron core, 2, 3, 4, 5 clearance, 10 division | segmentation core, 11 tooth part, 12 magnetic pole part, 12a, 12b tip part, 13 yoke part, 13a, 13b, 13c, 13d butting part, A welding part, B, D contact part.
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