JP2007300718A - 回転電機の回転子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円筒状の回転子鉄心30に鉄心スロットが所定の間隔で設けられ、前記鉄心スロットに前記回転子の磁極を中心として多重環状に回転子コイル10が積層して装着され、前記回転子コイルはエンドリングにより前記回転子鉄心に固定され、前記回転子の周方向の前記回転子コイル相互間の間隙に間隔片20が配されてなる回転電機の回転子において、前記間隔片20は、前記回転子コイル10の直線部12と同等以下の長さを有し、前記間隔片の少なくとも一方の側面に冷却ガス通流用の切欠き部22を有し、前記回転子の径方向最内部および他の任意位置で前記間隔片の両側にある前記回転子コイルと接することを特徴とする回転電機の回転子。
【選択図】図2
Description
円筒状の回転子鉄心に鉄心スロットが間隔を保って設けられ、前記鉄心スロットに前記回転子の磁極を中心として多重環状に回転子コイルが積層して装着され、前記回転子コイルの端部はエンドリングにより固定され、前記回転子コイル端部相互間の円周方向の間隙に間隔片を配置してなる回転電機の回転子において、
前記間隔片は、前記回転子コイル端部の直線部と同等以下の長さを有し、当該回転子コイル端部の直線部に接触する側面のうち、少なくとも一方の側面に前記回転子の径方向内部および他の任意部位を除いて切欠き部を設け、軸方向終端部分を前記回転子鉄心のティース部に形成された貫通孔と連通する冷却ガス通風路を形成し、残余部である前記回転子の径方向内部および他の任意部位で前記回転子コイルに接するようにしたことを特徴とする回転電機の回転子、
および
円筒状の回転子鉄心に鉄心スロットが間隔を保って設けられ、前記鉄心スロットに前記回転子の磁極を中心として多重環状に回転子コイルが積層して装着され、前記回転子コイルの端部はエンドリングにより固定され、前記回転子コイル端部相互間の円周方向の間隙に間隔片を配置してなる回転電機の回転子において、
前記間隔片は、前記回転子コイル端部の直線部と同等以下の長さを有し、当該回転子コイル端部の直線部に接触する側面のうち、少なくとも一方の側面に前記回転子の径方向内部および他の任意部位を除いて切欠き部を設け、軸方向終端部分を前記回転子コイルの下部に形成されている空間部側に曲がる冷却ガス通風路を形成し、残余部である前記回転子の径方向内部および他の任意部位で前記回転子コイルに接するようにし、
前記回転子鉄心は、前記回転子コイルの下部に形成された空間と連通するサブスロットを形成したことを特徴とする回転電機の回転子、
を提供する。
本発明の実施形態1を、図1ないし図13を参照して説明する。図1は、発電機の回転子端部のエンドリングおよび絶縁筒を外した状態で回転子コイル10を上方から見た展開図を示しており、回転子コイル10の端部10Eのうち、回転子鉄心30の外側に位置するコイル円弧部11のコイル導体相互間は空間とし、コイル直線部12の相互間には詳細を図2に示す一体型の間隔片20が設けられている。
コイル直線部12相互間に設置する間隔片20,20A…20Iにおいて、径方向内側接触部21aで両側のコイル10と接し、それ以外を切り欠いた形状とし、かつ連結板等を用いて一体型とすることによって、コイル10の直線部12の側面にコイル10端部直線部12と回転子シャフト間に形成された流路と分離した通風路26を確保できる。また、間隔片を一体型とするためにコイル10間の断面積が減少することになり、コイル10間を流れる冷却ガスの流速を上昇させることができる。また、回転子鉄心30のスロット間のティース部33に貫通孔31を設けることにより、コイル10の直線部12間を流れる冷却ガスの排出部分を確保することができる。
上述のように実施形態1によれば、間隔片20〜20Iによってコイル10の側面にコイル10の下の流路と分離した通風路26を設けることにより、回転遠心力により外径側へ誘導される冷却ガスを取り込み、かつ再びコイル10の下の流路に戻ることがないため、コイル10の側面を冷却するために有効に利用することができる。これにより、図33で示す従来の回転子の温度分布よりも改善された図28に示すような温度分布を実現することが可能となる。また、間隔片20の接触部21の位置を変化させることにより、冷却を均一に行なうことができる。
本発明の実施形態2を、図14ないし図27を参照して説明する。図14は、発電機の回転子端部の回転子コイル10を上面から見た展開図を示しており、回転子鉄心30の外側に位置する回転子コイル10の端部間において、コイル直線部12には図15に示す一体型の間隔片20Jを設けている。間隔片20Jは図15(a)で示すように冷却ガスAを出口付近で内径側に曲げて流出させる接触部21fを有する。冷却ガスAはコイル10と回転子シャフトとの間に排出された後、鉄心スロット部32の下部に形成されているサブスロット33に流入するようになっている。なお、間隔片20Jはコイル円弧部11に設置してもよい。図15の間隔片20Jでは、回転子コイル10端部の直線部12と接する面の両側を切り欠いているが、図16に示す間隔片20Kのように、何れか一方を切り欠くことや、図17に示す間隔片20Lのようにコイル10と接する接触部21を左右非対称となるように切り欠いてもよく、基本的に間隔片の内径側でコイル直線部12と接触している構造であればよい。なお、図17(a)は平面図、図17(b)は横断面図、図17(c)は正面図、図17(d)は背面図である。
コイル端部10のコイル直線部12相互間に設置する間隔片20J〜20Sにおいて、内径側接触面によって両側のコイル直線部12と接し、それ以外を切り欠いた形状とし、かつ連結板等を用いて一体型とすることによって、コイル直線部12の一側面又は両側面に当該コイル直線部12のシャフト側に形成されている流路と分離した通風路26を確保できる。また、一体型とするためにコイル10間の断面積が減少することになり、コイル直線部12間を流れる冷却ガスの流速を上昇させることができる。また、回転子鉄心30の鉄心端の直前でコイル直線部12の下の空間に冷却ガスを排出する形状の間隔片20J〜20Lとすることにより、コイル直線部12間を流れる冷却ガスの排出部分を確保することができる。
上述のように、実施形態2によれば、間隔片20J〜20Sによってコイル端部10のコイル直線部12の側面にコイル直線部12のシャフト側に形成されている流路と分離した通風路を設けることにより、回転遠心力により外径側へ誘導される冷却ガスを取り込み、コイル直線部12の側面を通過する間は、コイル直線部12の側面を冷却するために有効利用することができる。これにより、図28に示すような従来の回転子よりも改善された温度分布を実現することができる。
11:コイル円弧部、12:コイル直線部、13:回転子シャフト、
14:半径方向ダクト、20,20A〜20:間隔片、
21,21a,21b,21e,21f:接触部、22:切欠き部、23:連通孔、
25:排出口、26:通風路、30:回転子鉄心、31:貫通孔、
32:鉄心スロット部、33:サブスロット、34:エンドリング、
35:エンドリング支え、A,B:冷却ガス流れ方向。
Claims (7)
- 円筒状の回転子鉄心に鉄心スロットが間隔を保って設けられ、前記鉄心スロットに前記回転子の磁極を中心として多重環状に回転子コイルが積層して装着され、前記回転子コイルの端部はエンドリングにより固定され、前記回転子コイル端部相互間の円周方向の間隙に間隔片を配置してなる回転電機の回転子において、
前記間隔片は、前記回転子コイル端部の直線部と同等以下の長さを有し、当該回転子コイル端部の直線部に接触する側面のうち、少なくとも一方の側面に前記回転子の径方向内部および他の任意部位を除いて切欠き部を設け、軸方向終端部分を前記回転子鉄心のティース部に形成された貫通孔と連通する冷却ガス通風路を形成し、残余部である前記回転子の径方向内部および他の任意部位で前記回転子コイルに接するようにしたことを特徴とする回転電機の回転子。 - 円筒状の回転子鉄心に鉄心スロットが間隔を保って設けられ、前記鉄心スロットに前記回転子の磁極を中心として多重環状に回転子コイルが積層して装着され、前記回転子コイルの端部はエンドリングにより固定され、前記回転子コイル端部相互間の円周方向の間隙に間隔片を配置してなる回転電機の回転子において、
前記間隔片は、前記回転子コイル端部の直線部と同等以下の長さを有し、当該回転子コイル端部の直線部に接触する側面のうち、少なくとも一方の側面に前記回転子の径方向内部および他の任意部位を除いて切欠き部を設け、軸方向終端部分を前記回転子コイルの下部に形成されている空間部側に曲がる冷却ガス通風路を形成し、残余部である前記回転子の径方向内部および他の任意部位で前記回転子コイルに接するようにし、
前記回転子鉄心は、前記回転子コイルの下部に形成された空間と連通するサブスロットを形成したことを特徴とする回転電機の回転子。 - 請求項1または2記載の回転電機の回転子において、
前記間隔片は、前記回転子の径方向内部および他の任意位置に両側のコイルと接する接触部を有し、前記接触部以外の少なくとも一方の側面に冷却ガス通流用の切欠き部を有し、かつ前記切欠き部は蛇行していることを特徴とする回転電機の回転子。 - 請求項1または2記載の回転電機の回転子において、
前記間隔片は、前記回転子の径方向内部および他の任意位置で、前記回転子鉄心側からコイル直線部の全長の過半で両側のコイルと接する接触部を有する
ことを特徴とする回転電機の回転子。 - 請求項1または2記載の回転電機の回転子において、
前記間隔片は、前記任意位置で前記接触部の終端位置から前記コイルの曲線部側の終端位置の前記回転子の径方向最内部にかけて斜め方向に延びた延長部を有する
ことを特徴とする回転電機の回転子。 - 請求項2記載の回転電機の回転子において、
前記間隔片は、前記接触部の前記回転子の軸方向終端部分を前記コイルの下側まで延長した
ことを特徴とする回転電機の回転子。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の回転子を備えた回転電機。
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