JP2008035618A - Exciter and synchronous machine - Google Patents

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an eddy current to enhance efficiency in an exciter whose yoke and teeth are constituted of electromagnetic steel plates laminated in different directions. <P>SOLUTION: This rotary exciter includes the split yoke 1 and the teeth 2. The direction of a normal line to each steel plate face of the laminated electromagnetic steel plate constituting the yoke is identical with the direction of the rotating shaft of the exciter. The direction of the normal line to each steel plate face of the laminated electromagnetic steel plate constituting the teeth is identical with the direction of the circumference of the exciter. Insulating portions 6, 26 are formed in proximity to joints between the yoke and the teeth to reduce eddy currents (EC4), EC3 in the electromagnetic steel plate faces generated in the yoke or the teeth. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電流を通じることにより移動磁界を発生させる励磁機およびそれを用いた同期機に関し、特に、電動機や発電機等の同期機における励磁機の構造に関する。   The present invention relates to an exciter that generates a moving magnetic field by passing an electric current and a synchronous machine using the exciter, and more particularly to a structure of an exciter in a synchronous machine such as an electric motor or a generator.

従来、例えば、永久磁石同期機は、ステータ(固定子)に電流を流すことにより発生する磁場と、ロータ(回転子)に埋め込まれた永久磁石が発生する磁場とが作用してロータを回転するような電磁力が発生するようになっており、保守性,制御性および耐環境性に優れ、且つ、高効率および高力率運転が可能な電動機として産業・民生家電分野を問わず広く用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a permanent magnet synchronous machine rotates a rotor by the action of a magnetic field generated by passing a current through a stator (stator) and a magnetic field generated by a permanent magnet embedded in a rotor (rotor). Such an electromagnetic force is generated, and it is widely used as an electric motor that is excellent in maintainability, controllability and environmental resistance, and can be operated with high efficiency and high power factor regardless of the industrial or consumer electronics field. ing.

ここで、電気エネルギーを同期機に流して回転駆動力を得るようにするのが同期電動機であり、逆に、同期機を回転させて電気エネルギーを同期機より取り出すのが同期発電機であるが、本明細書では、両者を含めて同期機としている。なお、両者の構造は基本的には同じなので、主として同期電動機を例として詳述する。また、本明細書では、主として励磁機をステータとして説明するが、例えば、ロータに電流を流すことによって、励磁機をロータとして構成することもできる。   Here, it is a synchronous motor that causes electric energy to flow through the synchronous machine to obtain a rotational driving force, and conversely, a synchronous generator that rotates the synchronous machine to extract electric energy from the synchronous machine. In this specification, a synchronous machine including both of them is used. Since both structures are basically the same, a synchronous motor will be mainly described in detail as an example. In this specification, the exciter is mainly described as a stator. However, for example, the exciter can be configured as a rotor by passing a current through the rotor.

さらに、励磁機としては、同期機であっても、誘導機或いは直流機であっても構成は同じなので、そうした機器に対しても本発明を適用することができるのはいうまでもない。   Furthermore, the exciter is the same regardless of whether it is a synchronous machine, an induction machine or a DC machine, and it goes without saying that the present invention can be applied to such equipment.

図1および図2は従来の同期機の一例を示し、図1は横断面図であり、また、図2は縦断面図である。図1および図2において、参照符号1はヨーク、2はティース、7はステータ、8はロータ、そして、9は永久磁石を示している。   1 and 2 show an example of a conventional synchronous machine, FIG. 1 is a cross-sectional view, and FIG. 2 is a vertical cross-sectional view. 1 and 2, reference numeral 1 is a yoke, 2 is a tooth, 7 is a stator, 8 is a rotor, and 9 is a permanent magnet.

図1および図2に示されるように、従来の同期機は、ヨーク1およびティース2で構成されたステータ7の内側にロータ8が配置されている。例えば、ロータ8には永久磁石9が埋め込まれており、ステータ7に三相交流を流すことにより発生する磁場が永久磁石9に働くことでロータ8が回転するようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, in the conventional synchronous machine, a rotor 8 is arranged inside a stator 7 constituted by a yoke 1 and teeth 2. For example, a permanent magnet 9 is embedded in the rotor 8, and the rotor 8 is rotated by a magnetic field generated by flowing a three-phase alternating current through the stator 7 acting on the permanent magnet 9.

従来、同期機のステータは、鉄損を低減するために無方向性電磁鋼板(NO)を積層することにより作られていた。ここで、無方向性電磁鋼板は、鋼板表面のどの方向にも一様な比透磁率を有する鋼板であって、比較的鉄損の小さい材料として広く用いられているが、長時間連続運転する同期機のステータに用いる材料としてはさらなる磁気特性の改善が求められている。   Conventionally, a stator of a synchronous machine has been made by laminating non-oriented electrical steel sheets (NO) in order to reduce iron loss. Here, the non-oriented electrical steel sheet is a steel sheet having a uniform relative permeability in any direction on the surface of the steel sheet, and is widely used as a material having relatively small iron loss, but operates continuously for a long time. As a material used for the stator of the synchronous machine, further improvement in magnetic properties is required.

また、従来、ステータ7のヨーク1とティース2とを分割し、ヨーク1には円周方向を磁化容易方向とする方向性電磁鋼板(GO)を使用し、且つ、ティース2には径方向を磁化容易方向とする方向性電磁鋼板を使用して鉄損を低減するものも知られている。   Conventionally, the yoke 1 and the teeth 2 of the stator 7 are divided, and a directional electromagnetic steel sheet (GO) whose circumferential direction is the direction of easy magnetization is used for the yoke 1, and the radial direction is used for the teeth 2. It is also known to reduce iron loss by using a grain-oriented electrical steel sheet having an easy magnetization direction.

しかしながら、図1および図2に示す従来の同期機は、ヨーク1およびティース2を構成する方向性電磁鋼板の積層方向が同じ方向なので、ヨーク1からティース2への磁束の流れがスムーズではなく、この部分に磁気抵抗の大きい回転磁界が発生して鉄損を増加させることになっていた。さらに、ステータ7を通過する磁束は分割されたヨーク1同士の境界線およびヨーク1とティース2との境界線の双方を通過するため、この境界線の磁気抵抗により鉄損が増加するという問題もあった。   However, in the conventional synchronous machine shown in FIG. 1 and FIG. 2, the flow direction of magnetic flux from the yoke 1 to the tooth 2 is not smooth because the direction of lamination of the directional electromagnetic steel sheets constituting the yoke 1 and the tooth 2 is the same direction. A rotating magnetic field having a large magnetic resistance is generated in this portion, and the iron loss is increased. Further, since the magnetic flux passing through the stator 7 passes through both the boundary line between the divided yokes 1 and the boundary line between the yoke 1 and the teeth 2, there is a problem that iron loss increases due to the magnetic resistance of the boundary line. there were.

そこで、従来、ステータでの全体的な磁気抵抗を小さくして性能を向上させるために、コイルが装着されるティース部とヨーク部を連結してステータを構成し、ティース部に方向性電磁鋼板を用いると共に、ヨーク部に透磁率の異方性の小さい磁性材を用いた電気モータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, conventionally, in order to improve the performance by reducing the overall magnetic resistance in the stator, a stator is formed by connecting a tooth portion to which a coil is attached and a yoke portion, and a grain-oriented electrical steel sheet is formed on the tooth portion. An electric motor that uses a magnetic material with low magnetic permeability anisotropy for the yoke portion has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

また、従来、ヨークとティースとを備えたステータを複数枚、厚さ方向に積層・固定し、ヨークを周方向に分割し、該分割されたヨークの境界をティースが設けられている周方向の位置とし、ヨークおよびティースを方向性電磁鋼板で構成し、ヨークの磁化容易方向をステータの周方向とし、そして、ティースの磁化容易方向をステータの径方向とした同期機も提供されている(例えば、特許文献2参照)。   Conventionally, a plurality of stators each having a yoke and teeth are stacked and fixed in the thickness direction, the yoke is divided in the circumferential direction, and the boundary between the divided yokes in the circumferential direction where the teeth are provided. There is also provided a synchronous machine in which the yoke and teeth are made of a directional electromagnetic steel sheet, the direction of easy magnetization of the yoke is the circumferential direction of the stator, and the direction of easy magnetization of the teeth is the radial direction of the stator (for example, , See Patent Document 2).

さらに、従来、ヨークが周方向に分割されている励磁機(ステータ)の磁気抵抗と鉄損を低減し磁束(B)を増大するために、ヨークおよびティースを、異なる方向に積層された方向性電磁鋼板で構成した励磁機およびそれを用いた同期機も提案されている(例えば、特許文献3参照:以下、直交モータと称する)。   Further, in order to reduce the magnetic resistance and iron loss of the exciter (stator) in which the yoke is divided in the circumferential direction and increase the magnetic flux (B), the directionality in which the yoke and the teeth are stacked in different directions is used. An exciter composed of an electromagnetic steel plate and a synchronous machine using the exciter have also been proposed (for example, refer to Patent Document 3; hereinafter referred to as an orthogonal motor).

また、従来、モータのヨークとティースの接続部分に多く発生する回転磁界、並びに、二次元ベクトル磁気特性測定装置により回転磁界の磁気特性を明らかにした文献も発行されている(例えば、特許文献4および5参照)。   Conventionally, there is also published a document that clarifies the rotating magnetic field generated at the connecting portion between the yoke and teeth of the motor and the magnetic characteristics of the rotating magnetic field by a two-dimensional vector magnetic characteristic measuring device (for example, Patent Document 4). And 5).

ところで、従来、有限要素法による電磁場解析技術が知られており、様々な文献に記載されている(例えば、非特許文献1および2参照)。有限要素法は、モータなどの電気機器を空間的に微小なメッシュに分割し、そのメッシュ内部は低次の関数で表現できるとして、マックスウェルの方程式を数値解析的に求めるものであり、磁気エネルギーを最小にする条件が実在する物理量として定式化している。モータなどの損失および電磁トルクといった電磁気特性を明らかにするために用いられており、精度よく実現象を反映することができる。なお、従来、電磁鋼板の磁気特性の評価に使用する鉄損に関する文献も発行されている(例えば、非特許文献3参照)。   By the way, the electromagnetic field analysis technique by the finite element method is known conventionally, and is described in various documents (for example, refer nonpatent literature 1 and 2). The finite element method divides electric devices such as motors into spatially small meshes and calculates Maxwell's equations numerically, assuming that the inside of the mesh can be expressed by a low-order function. The condition that minimizes is formulated as an actual physical quantity. It is used to clarify electromagnetic characteristics such as motor loss and electromagnetic torque, and can accurately reflect actual phenomena. In addition, the literature regarding the iron loss used for the evaluation of the magnetic characteristic of an electromagnetic steel sheet is also issued conventionally (for example, refer nonpatent literature 3).

特開2000−078780号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-078780 特開2004−056906号公報JP 2004-056906 A 特開2004−236495号公報JP 2004-236495 A 特開2004−347482号公報JP 2004-347482 A 特開2005−069933号公報JP 2005-069933 A K. Fujisaki, S. Satoh, "Numerical Calculations of Electromagnetic Fields in Silicon Steel Under Mechanical Stress", IEEE Transactions on Magnetics, Volume: 40, Issue: 4, July 2004, Pages: 1820-1825K. Fujisaki, S. Satoh, "Numerical Calculations of Electromagnetic Fields in Silicon Steel Under Mechanical Stress", IEEE Transactions on Magnetics, Volume: 40, Issue: 4, July 2004, Pages: 1820-1825 中田、高橋著「電気工学の有限要素法 第二版」森北出版株式会社、1986年、東京Nakata, Takahashi "Electrical Engineering Finite Element Method 2nd Edition" Morikita Publishing Co., Ltd., 1986, Tokyo 新日本製鐵(株)「図解 わかる電磁鋼板」新日本製鐵(株)、1985年Nippon Steel Co., Ltd. “Electrical Steel Sheets Illustrated”, Nippon Steel Co., Ltd., 1985

上述したように、特許文献1に開示された電気モータは、ティース部に方向性電磁鋼板を用い、ヨーク部に透磁率の異方性の小さい磁性材(低炭素鋼鋼板や無方向性電磁鋼板など)を用いるものであるが、ヨーク1およびティース2の接合部も透磁率の異方性の小さい磁性材を用いているため、ヨーク1からティース2への磁束の流れがスムーズでなく、この部分に磁気抵抗の大きい回転磁界が発生して鉄損を増加させてしまうという問題があった。   As described above, the electric motor disclosed in Patent Document 1 uses a directional electromagnetic steel plate in the teeth portion, and a magnetic material having a low magnetic permeability anisotropy in the yoke portion (low carbon steel steel plate or non-oriented electrical steel plate). However, since the magnetic material having a small magnetic permeability anisotropy is also used at the joint between the yoke 1 and the tooth 2, the flow of magnetic flux from the yoke 1 to the tooth 2 is not smooth. There is a problem that a rotating magnetic field having a large magnetic resistance is generated in the portion and iron loss is increased.

また、特許文献2に開示されたステータは、ヨークおよびティースを方向性電磁鋼板で構成し、ヨークの磁化容易方向をステータの周方向とすると共に、ティースの磁化容易方向をステータの径方向としたものであるが、特許文献1のものと同様に、ヨークとティースの積層方向が直交しないので渦電流は発生しないが、回転磁界が発生して鉄損を増加させてしまうという問題があった。   In the stator disclosed in Patent Document 2, the yoke and the teeth are made of directional electromagnetic steel sheets, the easy magnetization direction of the yoke is the circumferential direction of the stator, and the easy magnetization direction of the teeth is the radial direction of the stator. However, as in Patent Document 1, since the lamination direction of the yoke and the tooth is not orthogonal, eddy current does not occur, but there is a problem that a rotating magnetic field is generated and iron loss is increased.

図3は、特許文献3に開示された、従来の同期機の他の例(直交モータ)における励磁機(ステータ)の一部を示す断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of an exciter (stator) in another example (orthogonal motor) of a conventional synchronous machine disclosed in Patent Document 3.

図3において、参照符号3はヨークとヨークとの境界線を示し、4はヨークとティースとの境界線を示している。ここで、ヨーク1およびティース2の方向性電磁鋼板の積層方向は、ヨーク1の鋼板面の法線方向がモータの回転軸方向でティース2の鋼板面の法線方向が周方向とされている。   In FIG. 3, reference numeral 3 indicates a boundary line between the yoke and the yoke, and 4 indicates a boundary line between the yoke and the tooth. Here, the direction of lamination of the directional electromagnetic steel sheets of the yoke 1 and the teeth 2 is such that the normal direction of the steel sheet surface of the yoke 1 is the rotational axis direction of the motor and the normal direction of the steel sheet surface of the teeth 2 is the circumferential direction. .

図3に示す従来のステータ7は、外周部分のヨーク1およびティース2を備え、ヨーク1とティース2がロータの周囲に円周状に配置され、ヨーク1がステータの周方向に分割されている。そして、ヨーク1およびティース2は、方向性電磁鋼板を異なる方向に積層して構成されている。これにより、ヨークが周方向に分割されているステータの回転磁界の発生を抑制し、磁気抵抗と鉄損を低減して磁束密度(B)を増大することができる。   A conventional stator 7 shown in FIG. 3 includes a yoke 1 and a tooth 2 at an outer peripheral portion, the yoke 1 and the tooth 2 are circumferentially arranged around the rotor, and the yoke 1 is divided in the circumferential direction of the stator. . The yoke 1 and the teeth 2 are configured by stacking directional electromagnetic steel sheets in different directions. Thereby, generation | occurrence | production of the rotating magnetic field of the stator with which the yoke is divided | segmented into the circumferential direction can be suppressed, magnetic resistance and iron loss can be reduced, and magnetic flux density (B) can be increased.

図11は回転磁界を説明するための図である。
図11に示されるように、回転磁界は、例えば、電磁鋼板を交流励磁したときに、電磁鋼板内の或る位置で磁束密度ベクトルB(Bx、By)の1周期の軌跡が二次元平面内で楕円状になるもので、モータのヨークとティースの接続部分に多く発生する(なお、詳細は特許文献4参照)。
FIG. 11 is a diagram for explaining a rotating magnetic field.
As shown in FIG. 11, for example, when the magnetic steel sheet is AC-excited, the rotating magnetic field has a one-cycle locus of the magnetic flux density vector B (Bx, By) in a two-dimensional plane at a certain position in the magnetic steel sheet. It occurs in an elliptical shape and occurs frequently at the connecting portion of the motor yoke and teeth (see Patent Document 4 for details).

また、回転磁界は、二次元ベクトル磁気特性測定装置によりその磁気特性を明らかにすることができる(特許文献5参照)が、通常、鉄損の増加を招くために、できるだけその発生を抑制することが望まれている。   In addition, the magnetic characteristics of the rotating magnetic field can be clarified by a two-dimensional vector magnetic characteristic measuring device (see Patent Document 5). Is desired.

なお、電磁鋼板ではなくバルク形状の磁性体の交流励磁において、回転磁界とは、磁束密度ベクトルの1周期の軌跡が二次元平面内から外れる場合を指すこともある。   Note that, in alternating current excitation of a bulk-shaped magnetic material instead of an electromagnetic steel plate, the rotating magnetic field sometimes refers to a case where the one-cycle locus of the magnetic flux density vector deviates from the two-dimensional plane.

この特許文献3に開示されたステータは、ヨークとティースの積層方向が直交しており、ヨークとティースとの接合部分には同一平面が存在せず、ヨークとティースとの境界4の近傍に回転磁界を発生し難くなる。しかしながら、当該構造の励磁機は、回転磁界を低減することはできるものの、ヨークとティースの積層方向が直交しているためか、損失が大きくなるという問題があった。   In the stator disclosed in Patent Document 3, the stacking direction of the yoke and the teeth is orthogonal, and there is no coplanar surface at the joint between the yoke and the tooth, and the stator rotates around the boundary 4 between the yoke and the tooth. It becomes difficult to generate a magnetic field. However, although the exciter having the structure can reduce the rotating magnetic field, there is a problem that the loss increases because the stacking direction of the yoke and the teeth is orthogonal.

本発明は、上述した従来の励磁機(同期機)が有する問題に鑑み、ヨークとティースを異なる方向に積層された電磁鋼板で構成した励磁機において、回転磁界の発生を抑制しつつ、可及的に損失を低減して高効率化を図ることを目的とする。   In view of the problems of the above-described conventional exciter (synchronous machine), the present invention provides an exciter composed of electromagnetic steel plates in which yokes and teeth are laminated in different directions, while suppressing the generation of a rotating magnetic field. The purpose is to reduce the loss and increase the efficiency.

本発明によれば、分割されたヨークおよびティースを備え、前記ヨークを構成する積層された電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の回転軸方向であり、且つ、前記ティースを構成する積層された電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の周方向である回転型の励磁機であって、前記ヨークと前記ティースとの接合部近傍に絶縁部を設けて、前記ヨークまたは前記ティースに生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機が提供される。   According to the present invention, the normal direction of each steel sheet surface of the laminated electromagnetic steel sheets constituting the yoke is provided with divided yokes and teeth, and is the rotational axis direction of the exciter and constitutes the teeth. The normal direction of each steel sheet surface of the laminated electromagnetic steel sheets is a rotary exciter that is the circumferential direction of the exciter, and an insulating part is provided in the vicinity of the joint between the yoke and the tooth, An exciter is provided that reduces eddy currents generated in the yoke or the teeth.

ここで、好ましくは、前記ティースは、前記ヨークの外周部を残して嵌合され、該ティース先端部近傍の該ヨークの外周部に前記絶縁部を設け、該ティース先端部の該ヨークの外周部に生じる渦電流を低減する。さらに、好ましくは、前記絶縁部は、前記ヨークを構成する電磁鋼板の幅の全体にわたって設けられている。また、前記絶縁部は、前記ティース先端部近傍の前記ヨークの厚さ方向(回転軸方向)の少なくとも一方側に設けられ、且つ、該ヨークの端面から厚さの1/3以上の幅を有するように構成してもよい。   Here, it is preferable that the teeth are fitted so as to leave the outer peripheral portion of the yoke, the insulating portion is provided on the outer peripheral portion of the yoke in the vicinity of the tooth tip portion, and the outer peripheral portion of the yoke at the tooth tip portion. To reduce eddy currents. Further preferably, the insulating portion is provided over the entire width of the electromagnetic steel sheet constituting the yoke. The insulating portion is provided on at least one side in the thickness direction (rotational axis direction) of the yoke in the vicinity of the tip of the teeth, and has a width of 1/3 or more of the thickness from the end surface of the yoke. You may comprise as follows.

本発明の励磁機の別の形態では、前記絶縁部が、前記ティースの側面部において前記積層された電磁鋼板を貫通する方向で、該ティースが接合しているヨーク側にのみ、または、ヨーク側に加えて前記励磁機の回転軸側に設けられ、該ティースに生じる渦電流を低減することを特徴とする。ここで、前記絶縁部は、該ティースの側面部の幅の1/3〜1/4の幅にすることが好ましい。   In another form of the exciter according to the present invention, the insulating portion is only on the yoke side to which the teeth are joined, or on the yoke side in a direction penetrating the laminated electromagnetic steel plates in the side surface portion of the teeth. In addition, the eddy current generated in the teeth is reduced by being provided on the rotating shaft side of the exciter. Here, it is preferable that the insulating portion has a width of 1/3 to 1/4 of the width of the side surface portion of the tooth.

また、本発明の励磁機の別の形態では、前記ヨークと前記ティースとの接合部に絶縁部を設けて、前記ヨークまたは前記ティースに生じる渦電流を低減することを特徴とする。
そして、上記発明の励磁機を備える同期機も本発明により提供される。
According to another aspect of the exciter of the present invention, an insulating portion is provided at a joint between the yoke and the tooth to reduce eddy current generated in the yoke or the tooth.
And the synchronous machine provided with the exciter of the said invention is also provided by this invention.

本発明によれば、ヨークとティースを異なる方向に積層された電磁鋼板で構成した励磁機において、交流励磁に際して渦電流が大きく発生するヨークおよびティースの部位に絶縁部を設けることによって、渦電流の発生を抑制することができるので、ステータの損失を低減して高効率にすることができる。   According to the present invention, in an exciter composed of magnetic steel sheets in which a yoke and a tooth are laminated in different directions, an eddy current can be generated by providing an insulating portion at a portion of the yoke and the tooth where a large eddy current is generated during AC excitation. Since generation | occurrence | production can be suppressed, the loss of a stator can be reduced and it can be made highly efficient.

以下、本発明に係る励磁機および同期機の実施の形態を、添付図面を参照して詳述する。   Embodiments of an exciter and a synchronous machine according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、図3に示したステータについて、交流励磁するときの損出の発生機構について詳細な検討を行った。ここで、ヨーク1の鋼板面の法線方向はモータの回転軸方向とされ、且つ、ティース2の鋼板面の法線方向はモータの周方向である。その検討結果を以下において説明する。   First, with respect to the stator shown in FIG. 3, a detailed study was made on the mechanism of occurrence of loss when AC excitation was performed. Here, the normal direction of the steel plate surface of the yoke 1 is the rotational axis direction of the motor, and the normal direction of the steel plate surface of the teeth 2 is the circumferential direction of the motor. The examination results will be described below.

図4は図3に示したすステータを拡大して示す斜視図である。図4のステータでは、渦電流EC3がティース2に、また、渦電流EC4がヨーク1に、それぞれ電磁鋼板面内に発生してモータの効率を低下させることが、この方式における損失増大の要因であることが判明した。   FIG. 4 is an enlarged perspective view showing the stator shown in FIG. In the stator of FIG. 4, the eddy current EC3 is generated in the teeth 2 and the eddy current EC4 is generated in the yoke 1 in the surface of the electromagnetic steel sheet to reduce the motor efficiency. It turned out to be.

その詳細を、図12に示した励磁機に関する電磁場解析モデルを、有限要素法を用いて得られた解析結果の図9、図10および図13を参照して説明する。   The details will be described with reference to FIGS. 9, 10 and 13 of analysis results obtained by using the finite element method for the electromagnetic field analysis model relating to the exciter shown in FIG.

図12では、集中巻きしたステータコアの基本となる3個のティース20と付随するヨーク10のみを取り上げており、水平(X軸)方向に周期境界条件を用いることで複数個のティースを表現している。ロータに相当する部分80は、簡便のために無垢鉄(導電率は零)を想定している。
図12中の表に電磁鋼板の物性値等の解析条件を示す。ヨークとティースの積層方向の違いは、比透磁率の異方性で表現している。なお、励磁電流は、三相交流で50Hzとした。また、Z軸方向には、半分の厚みを考えており、対称境界条件を設定している。さらに、鋼材の導電率は、積層方向の導電率を零とするテンソル表示し、鋼材部分に鋼材の平面方向に流れる渦電流を表現している。
In FIG. 12, only the three teeth 20 and the accompanying yoke 10 that are the basis of the concentrated winding stator core are taken up, and a plurality of teeth are expressed by using periodic boundary conditions in the horizontal (X-axis) direction. Yes. The portion 80 corresponding to the rotor is assumed to be solid iron (conductivity is zero) for convenience.
The table in FIG. 12 shows analysis conditions such as physical property values of the electrical steel sheet. The difference in the stacking direction between the yoke and the teeth is expressed by the relative permeability anisotropy. The exciting current was 50 Hz with a three-phase alternating current. In addition, half the thickness is considered in the Z-axis direction, and a symmetrical boundary condition is set. Furthermore, the electrical conductivity of the steel material is expressed by a tensor that makes the electrical conductivity in the stacking direction zero, and expresses an eddy current flowing in the steel material portion in the plane direction of the steel material.

図9は、図3のステータ構造における電磁気現象を明らかにするために、上記の有限要素法の電磁場解析による、各条件における磁束密度分布と渦電流ベクトル分布(→の分布)および損失(鉄損+渦電流)の比を示す図である。   FIG. 9 shows the magnetic flux density distribution, eddy current vector distribution (→ distribution) and loss (iron loss) in each condition by the electromagnetic field analysis of the finite element method in order to clarify the electromagnetic phenomenon in the stator structure of FIG. It is a figure which shows ratio of (+ eddy current).

図9において、下欄に記載した損失(鉄損+渦電流)は、全体の損失(W/kg)を1としたときの、各損失(W/kg)の比で表示している。まず、比較のために、(1)NO(無方向性電磁鋼板)一体も有限要素法による損失の解析を行った。さらに、ステータ構造としてヨークとティースをともにGO(方向性電磁鋼板)で構成し、ヨークとティースの接合部分を絶縁(2)、並びに、導電(3)とした2形体の解析を行った。ケース(2)およびケース(3)において、電磁鋼板の積層方向は、ヨークでは回転軸方向であり、また、ティースでは回転方向である。なお、実際のヨークとティースの接合部分は、上記絶縁と導電との間にあるものと考えられる。   In FIG. 9, the loss (iron loss + eddy current) described in the lower column is expressed as a ratio of each loss (W / kg) when the total loss (W / kg) is 1. First, for comparison, (1) NO (non-oriented electrical steel sheet) integrated was also analyzed for loss by the finite element method. Further, a two-shape analysis was performed in which the yoke and teeth were both composed of GO (directional magnetic steel sheet) as the stator structure, and the joint between the yoke and the teeth was insulated (2) and conductive (3). In the case (2) and the case (3), the lamination direction of the electromagnetic steel sheets is the rotation axis direction at the yoke and the rotation direction at the teeth. Note that it is considered that the actual joint between the yoke and the tooth is between the insulation and the conduction.

本解析では、鉄芯の損失としては、従来の鉄損(B−W特性より算出)だけではなく、鉄芯構造を、積層方向を考慮した電気抵抗率のテンソル表現を行うことにより、ステータコアの鉄芯の電磁鋼板の平面内に流れる渦電流の影響も考慮している。   In this analysis, as the iron core loss, not only the conventional iron loss (calculated from the BW characteristic) but also the iron core structure is represented by the tensor expression of the electrical resistivity in consideration of the stacking direction. The influence of the eddy current flowing in the plane of the iron core electrical steel sheet is also taken into consideration.

すなわち、図9において鉄損(従来の鉄損)は、電磁鋼板の磁気特性の評価に通常用いられるSST(Single Sheet Tester)またはEPSTEIN法によって得られる電磁鋼板のヒステリシス曲線より実測した損失である、直流励磁時に得られるヒステリシス損失、交流時に鋼板の厚み方向に誘起されて流れる渦電流損失および磁壁移動による異常渦電流損失とから構成されるものである(詳細、非特許文献3参照)。つまり、ここでの鉄損における渦電流損失は、鋼板の厚み方向に流れる渦電流である。   That is, in FIG. 9, the iron loss (conventional iron loss) is a loss measured from the hysteresis curve of the magnetic steel sheet obtained by the SST (Single Sheet Tester) or EPSTEIN method usually used for evaluating the magnetic properties of the magnetic steel sheet. It is composed of hysteresis loss obtained at the time of direct current excitation, eddy current loss induced by flowing in the thickness direction of the steel plate at the time of alternating current, and abnormal eddy current loss due to domain wall movement (see Non-Patent Document 3 for details). That is, the eddy current loss in the iron loss here is an eddy current flowing in the thickness direction of the steel sheet.

これに対して、もう一つの損失である平面渦電流は、電磁鋼板の平面内に流れる渦電流を指し、SSTといった鋼板の磁気特性を測定するときには出てこない現象である。この平面渦電流は、モータなど三次元的な鉄芯と励磁電流の構成において発現するものである。つまり、鉄芯と励磁電流の相対的位置や接続条件などによっては、磁束密度が面状の鋼板面に垂直に発現し、また、渦電流の連続性を満たそうとすることにより、鋼板面に流れる渦電流である。図9並びに以下の説明では、平面渦電流を簡単に「渦電流」として記す。   On the other hand, the planar eddy current, which is another loss, refers to an eddy current flowing in the plane of the electromagnetic steel sheet, and is a phenomenon that does not appear when measuring the magnetic properties of the steel sheet, such as SST. This planar eddy current is manifested in the configuration of a three-dimensional iron core such as a motor and an exciting current. In other words, depending on the relative position of the iron core and the excitation current, connection conditions, etc., the magnetic flux density appears perpendicular to the planar steel sheet surface, and by trying to satisfy the continuity of the eddy current, It is a flowing eddy current. In FIG. 9 and the following description, the planar eddy current is simply referred to as “eddy current”.

図9の下部の損失(鉄損+渦損)欄に示されるように、ヨークとティースとの接合部分を絶縁したケース(2)をみると、NO一体のケース(1)と比べて、渦電流の分の損失が増加していることが分かる。これは、ティース先端部のヨーク側(図9中の領域CA参照)に磁束密度が集中し、その部分の渦電流が増加しているためと考えられる。   As shown in the loss (iron loss + vortex loss) column in the lower part of FIG. 9, when the case (2) in which the joint portion between the yoke and the tooth is insulated, the vortex is compared with the case (1) integrated with NO. It can be seen that the loss of current increases. This is presumably because the magnetic flux density is concentrated on the yoke side (see the area CA in FIG. 9) of the tooth tip, and the eddy current in that portion is increased.

また、ヨークとティースとの接合部分を導電したケース(3)をみると、NO一体のケース(1)と比べて、渦電流の分の損失が増加していることが分かる。これは、ヨークとティースとが導通しているために、ヨークの内側(図9中の領域CB参照)にヨーク−ティースに跨る渦電流が流れているためであると考えられる。   In addition, looking at the case (3) in which the joint between the yoke and the tooth is electrically conductive, it can be seen that the loss due to the eddy current is increased as compared with the case (1) integrated with NO. This is considered to be because an eddy current straddling the yoke-tooth flows inside the yoke (see the region CB in FIG. 9) because the yoke and the tooth are conductive.

図10は、ケース(3)の条件で、励磁電流の位相ωt=315度における渦電流ベクトル(矢印)の詳細な分布を示す図である。ヨークとティースとが電気的に導通しているため、ティースの側面で誘起された渦電流が、ヨークの表面を伝って隣のヨーク部分に流れている様子が分かる。   FIG. 10 is a diagram showing a detailed distribution of the eddy current vector (arrow) at the excitation current phase ωt = 315 degrees under the condition of the case (3). Since the yoke and the tooth are electrically connected, it can be seen that the eddy current induced on the side surface of the tooth flows along the surface of the yoke to the adjacent yoke portion.

実際のヨークとティースとの接合部分は、絶縁と導電との間にあると考えられる。図9および図10に例示した、ステータの各構成要素に渦電流が流れる電磁気現象の詳細な解析により、電磁鋼板の平面内に発生する渦電流(平面渦電流)による損失が、ステータをNOで構成したとき、すなわち、ケース(1)と比べて、ケース(2)およびケース(3)では非常に大きくなるという知見が得られた。この知見に基づき、図4のステータ構造における損失低減策として、以下に記載するような、ヨークとティースの所定の個所に絶縁部を配設することにより渦電流を低減する、本発明に至った。   It is considered that the actual joint portion between the yoke and the tooth is between insulation and conduction. The detailed analysis of the electromagnetic phenomenon in which the eddy current flows in each component of the stator illustrated in FIGS. 9 and 10 shows that the loss due to the eddy current (plane eddy current) generated in the plane of the electromagnetic steel sheet is When it comprised, the knowledge that it became very large in case (2) and case (3) compared with case (1) was acquired. Based on this knowledge, as a loss reduction measure in the stator structure of FIG. 4, the present invention has been achieved in which an eddy current is reduced by disposing an insulating portion at a predetermined portion of a yoke and a tooth as described below. .

図5は本発明に係る励磁機(同期機)におけるステータの一実施例の一部を示す斜視図である。図5において、参照符号6は、ヨークとヨークの間の絶縁部を示している。   FIG. 5 is a perspective view showing a part of an embodiment of a stator in an exciter (synchronous machine) according to the present invention. In FIG. 5, reference numeral 6 indicates an insulating portion between the yokes.

図5に示されるように、本実施例のステータ7において、ヨーク1の鋼板面の法線方向はモータの回転軸方向とされ、且つ、ティース2の鋼板面の法線方向はモータの周方向とされている。   As shown in FIG. 5, in the stator 7 of the present embodiment, the normal direction of the steel plate surface of the yoke 1 is the rotational axis direction of the motor, and the normal direction of the steel plate surface of the teeth 2 is the circumferential direction of the motor. It is said that.

図5と前述した図4との比較から分かるように、本実施の形態でのステータ7は、ティース2の側面部に生じる渦電流(図4を参照して説明したEC3)を、該渦電流EC3の経路に絶縁部26を設けることにより低減し、一方、ヨーク1に生じる該渦電流EC4の経路に絶縁部6を設けることにより損失を低減している。なお、絶縁部の厚さは、絶縁性が確保できる範囲内で、薄くする方が磁気抵抗を増やさない観点から好ましい。   As can be seen from a comparison between FIG. 5 and FIG. 4 described above, the stator 7 in the present embodiment is configured so that the eddy current (EC3 described with reference to FIG. 4) generated in the side surface portion of the tooth 2 is converted into the eddy current. The loss is reduced by providing the insulating portion 26 in the path of EC3, while reducing the loss by providing the insulating portion 6 in the path of the eddy current EC4 generated in the yoke 1. Note that the thickness of the insulating portion is preferably within the range where the insulating property can be secured, from the viewpoint of not increasing the magnetic resistance.

まず、ティースの絶縁部について説明する。図6および図7は、図5に示すステータにおける絶縁部26の形状をより詳細に説明するための図であり、図6は図5におけるDDの方向から見た側面図で、図7は図5におけるEEの方向から見た透視図である。   First, the insulating portion of the teeth will be described. 6 and 7 are views for explaining in more detail the shape of the insulating portion 26 in the stator shown in FIG. 5, FIG. 6 is a side view seen from the direction DD in FIG. 5, and FIG. 5 is a perspective view seen from the direction of EE in FIG.

ティース2の側面部2aに設ける絶縁部26としては、例えば、図6(a)に示すように、ティース2の中央付近の両側に絶縁部261,262を設けるか、図6(b)に示すように、ティース2の中央付近の一方側に絶縁部261を設けるか、図6(c)に示すように、ティース2の両側に複数の絶縁部263a〜263dを設けるか、或いは、図6(d)に示すように、ティース2の中央付近の全体に絶縁部264を設ける。これにより、ティース2の側面部2aに生じる渦電流EC3を低減することができる。   As the insulating portion 26 provided on the side surface portion 2a of the tooth 2, for example, as shown in FIG. 6A, insulating portions 261 and 262 are provided on both sides near the center of the tooth 2, or as shown in FIG. In this way, the insulating portion 261 is provided on one side near the center of the tooth 2, or a plurality of insulating portions 263a to 263d are provided on both sides of the tooth 2 as shown in FIG. As shown in d), an insulating portion 264 is provided around the center of the tooth 2. Thereby, the eddy current EC3 which arises in the side part 2a of the teeth 2 can be reduced.

なお、図6(a)〜図6(c)において、絶縁部261(262,263a〜263d)の幅W7は、例えば、ティース2の側面の幅W6の約1/3〜1/4程度の幅であれば、渦電流EC3を十分に低減することができる。   6A to 6C, the width W7 of the insulating portion 261 (262, 263a to 263d) is, for example, about 1/3 to 1/4 of the width W6 of the side surface of the tooth 2. If it is a width, the eddy current EC3 can be sufficiently reduced.

また、図7に示されるように、ティース2に設けるヨーク1側の絶縁部26の平面形状(図5におけるEEの方向から見た形状)は、例えば、ヨーク1とティース2との接続線4と平行な辺を有する絶縁部26aとしているが、これに限定されるものではなく他の形状(例えば、絶縁部26b)としてもよい。さらに、ティース2に設けるロータ側の絶縁部26の平面形状は、例えば、矩形形状としているが他の形状でもよいのはいうまでもない。いずれにしろ、ティース2に生じる渦電流EC3の経路を妨げる形状であればよい。   Further, as shown in FIG. 7, the planar shape (the shape seen from the direction of EE in FIG. 5) of the insulating portion 26 on the yoke 1 side provided in the tooth 2 is, for example, a connecting line 4 between the yoke 1 and the tooth 2. However, the present invention is not limited to this, and other shapes (for example, the insulating portion 26b) may be used. Furthermore, although the planar shape of the rotor-side insulating portion 26 provided in the teeth 2 is, for example, a rectangular shape, it is needless to say that other shapes may be used. In any case, any shape that prevents the path of the eddy current EC3 generated in the tooth 2 may be used.

なお、絶縁部26a(26b,26c,26,261,262,263a〜263d,264)の厚さ(奥行き)W9は、例えば、ティース2の幅(平面から見た厚さ)W8の約1/3〜1/4程度の厚さであれば、渦電流EC3を十分に低減することができる。また、厚さW9は1/3より大きくしても渦電流を低減することが可能であるが、ティースの磁気抵抗が若干増加するので不利である。   Note that the thickness (depth) W9 of the insulating portion 26a (26b, 26c, 26, 261, 262, 263a to 263d, 264) is, for example, about 1 / (width) of the tooth 2 (thickness viewed from the plane) W8. If the thickness is about 3 to 1/4, the eddy current EC3 can be sufficiently reduced. Although the eddy current can be reduced even if the thickness W9 is greater than 1/3, it is disadvantageous because the magnetic resistance of the teeth slightly increases.

一方、ヨーク1に関して、渦電流は、図10からヨーク1の背部で、厚さ方向(Z軸方向)について端部より4分の1程度までの範囲に多く流れていることが分かる。   On the other hand, with respect to the yoke 1, it can be seen from FIG. 10 that eddy current flows more in the thickness direction (Z-axis direction) in the range from the end portion to about a quarter at the back portion of the yoke 1.

図14は図3に示すステータにおけるヨーク間の絶縁部の形状の例を説明するための図である。図14に示されるように、スリットを入れた場合には、渦電流自体も迂回するので、少なくとも3分の1まで絶縁部を入れた方が効果的である。   FIG. 14 is a view for explaining an example of the shape of the insulating portion between the yokes in the stator shown in FIG. As shown in FIG. 14, when a slit is inserted, the eddy current itself is also bypassed, so it is more effective to insert an insulating portion up to at least one third.

図9に示したティースとヨークとの接合部分を絶縁したケース(2)と、導電したケース(3)とを比較すると、絶縁したケース(2)の方が、渦電流の発生が少ないことが分かる。このため、励磁器(同期機)の損失を低減させるためには、ティースとヨークとの接合部分を絶縁することも効果的であると考えられる。   When the case (2) in which the joint portion between the tooth and the yoke shown in FIG. 9 is insulated is compared with the conductive case (3), the insulated case (2) generates less eddy current. I understand. For this reason, in order to reduce the loss of the exciter (synchronous machine), it is considered effective to insulate the joint between the tooth and the yoke.

上述した各実施の形態では、本発明に係る励磁機を回転型の同期機(回転モータ)のステータとして説明したが、本発明の励磁機は、このようなモータのステータとして適用されるだけでなく、直線型の同期機(例えば、リニアモータ)のステータとしても適用することができる。直線型の同期機の場合には、上記の説明での回転方向を同期機の磁界移動方向と読み換え、また、回転軸方向を磁界移動方向およびヨークとティースの接続方向に直交する方向と読み換えれば、上記の説明をそのまま適用することができる。   In each of the embodiments described above, the exciter according to the present invention has been described as a stator of a rotary type synchronous machine (rotary motor). However, the exciter of the present invention is only applied as a stator of such a motor. However, the present invention can also be applied as a stator of a linear synchronous machine (for example, a linear motor). In the case of a linear type synchronous machine, the rotation direction in the above description is read as the magnetic field movement direction of the synchronous machine, and the rotation axis direction is read as the direction perpendicular to the magnetic field movement direction and the connection direction of the yoke and the teeth. In other words, the above description can be applied as it is.

さらに、例えば、回転モータにおいても、ヨーク1とティース2との接続は、図4等に示すような鋭角的な接続線4ではなく、図8に示すような矩形の接続線40であってもよい。すなわち、本発明の励磁機は、回転軸方向に積層した電磁鋼板で構成されるヨーク1、並びに、回転方向に積層した電磁鋼板で構成されるティース2を備える様々な励磁機において、ヨークとティースの接続線の近傍に生じる渦電流の経路に絶縁部を設けることによって、渦電流の低減を図ることができる。   Further, for example, also in a rotary motor, the connection between the yoke 1 and the tooth 2 may be a rectangular connection line 40 as shown in FIG. 8 instead of the acute connection line 4 as shown in FIG. Good. That is, the exciter of the present invention includes a yoke 1 and a tooth in various exciters including a yoke 1 composed of electromagnetic steel plates laminated in the rotation axis direction and a tooth 2 composed of electromagnetic steel plates laminated in the rotation direction. The eddy current can be reduced by providing an insulating portion in the path of the eddy current generated in the vicinity of the connection line.

ここで、絶縁部を構成する部材としては、例えば、紙,マイカテープ,樹脂シートおよび樹脂テープ等、或いは、絶縁性の樹脂を充填する等といった、従来から知られている様々な絶縁物で構成することが可能である。また、絶縁部の厚さ(T1,T2)としては、例えば、絶縁破壊が生じない範囲において、10μm〜100μm程度でも十分に渦電流の発生を低減することができる。   Here, as a member constituting the insulating portion, for example, paper, mica tape, a resin sheet, a resin tape, or the like, or a variety of conventionally known insulators such as filling with an insulating resin is used. Is possible. Further, as the thickness (T1, T2) of the insulating portion, for example, the generation of eddy current can be sufficiently reduced even in the range of about 10 μm to 100 μm within a range where dielectric breakdown does not occur.

また、本発明の励磁機(ステータ)を、同期機(電動機や発電機等)に適用することによって、損失が少なく高効率の同期機を提供することが可能になる。   Further, by applying the exciter (stator) of the present invention to a synchronous machine (such as an electric motor or a generator), it is possible to provide a highly efficient synchronous machine with little loss.

さらに、ヨーク1およびティース2を構成する積層された電磁鋼板は、方向性電磁鋼板に限定されるものではなく、無方向性電磁鋼板の場合でも、渦電流の低減の効果を得ることができる。   Furthermore, the laminated electrical steel sheets constituting the yoke 1 and the teeth 2 are not limited to directional electrical steel sheets, and an eddy current reduction effect can be obtained even in the case of non-oriented electrical steel sheets.

本発明は、異なる方向に積層した電磁鋼板で構成されるヨークおよびティースを備える様々な励磁機および該励磁機を用いた同期機に適用することができる。したがって、本発明は、高効率な同期機を製作することを可能とし、産業上大いに利用可能な技術である。   The present invention can be applied to various exciters including yokes and teeth composed of electromagnetic steel plates laminated in different directions, and a synchronous machine using the exciter. Therefore, the present invention makes it possible to manufacture a high-efficiency synchronous machine, and is a technology that can be used greatly in the industry.

従来の同期機の一例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing an example of a conventional synchronous machine. 従来の同期機の一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the conventional synchronous machine. 従来の同期機の他の例におけるステータの一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of stator in the other example of the conventional synchronous machine. 図3に示すステータを拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the stator shown in FIG. 本発明に係るステータの一実施例の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of one Example of the stator which concerns on this invention. 図5に示すステータにおける絶縁部の形状を説明するための図(その1)である。FIG. 6 is a view (No. 1) for explaining the shape of an insulating portion in the stator shown in FIG. 5. 図5に示すステータにおける絶縁部の形状を説明するための図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (No. 2) for explaining the shape of an insulating portion in the stator shown in FIG. 5. 本発明に係るステータのさらなる適用例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the further example of application of the stator which concerns on this invention. 有限要素法の電磁場解析による各条件における磁束密度分布と渦電流ベクトル分布および損失(鉄損+渦電流)の比を示す図である。It is a figure which shows the ratio of magnetic flux density distribution, eddy current vector distribution, and loss (iron loss + eddy current) in each condition by the electromagnetic field analysis of a finite element method. 有限要素法の電磁場解析による、ヨークとティースとの接合部に導通しているときの、ヨークの厚さの半分の部分の渦電流ベクトル分布(ケース(3)の条件、ティース1個分:ωt=315度)を示す図である。Eddy current vector distribution in the half of the yoke thickness when conducting to the junction between the yoke and the teeth by electromagnetic field analysis of the finite element method (condition of case (3), one tooth: ωt = 315 degrees). 回転磁界を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a rotating magnetic field. 有限要素法による電磁場解析を行ったモデルを説明するための図(物性値を含む)である。It is a figure (including a physical property value) for demonstrating the model which performed the electromagnetic field analysis by the finite element method. 有限要素法の電磁場解析による、ヨークとティースとの接合部に導通しているときの、ヨークの厚み半分の部分の渦電流ベクトル分布を示す図である。It is a figure which shows the eddy current vector distribution of the half thickness part of a yoke when it is electrically connected to the junction part of a yoke and teeth by the electromagnetic field analysis of a finite element method. 図3に示すステータにおけるヨーク間の絶縁部の形状の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the shape of the insulation part between the yokes in the stator shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ヨーク
2 ティース
3 ヨークとヨークとの境界線
4,40 ヨークとティースとの境界線
5 電磁コイル
6,60,61,62;16,161,;26,26a〜26c;261,262,263a〜263d,264 絶縁部
7 励磁機(ステータ)
8 ロータ
9 永久磁石
10 ヨーク(電磁場解析モデル)
20 ティース(電磁場解析モデル)
80 ロータに相当する部分(電磁場解析モデル)
EC1〜EC4 渦電流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Yoke 2 Teeth 3 Boundary line between yoke and yoke 4,40 Boundary line between yoke and tooth 5 Electromagnetic coil 6, 60, 61, 62; 16, 161, 26, 26a to 26c; 261, 262, 263a 263d, 264 Insulation part 7 Exciter (stator)
8 Rotor 9 Permanent magnet 10 Yoke (electromagnetic field analysis model)
20 teeth (electromagnetic field analysis model)
80 Parts corresponding to the rotor (electromagnetic field analysis model)
EC1 to EC4 Eddy current

Claims (10)

分割されたヨークおよびティースを備え、前記ヨークを構成する積層された電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の回転軸方向であり、且つ、前記ティースを構成する積層された電磁鋼板の各鋼板面の法線方向は、励磁機の周方向である回転型の励磁機であって、
前記ヨークと前記ティースとの接合部近傍に絶縁部を設けて、前記ヨークまたは前記ティースに生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機。
A normal direction of each steel sheet surface of the laminated electromagnetic steel sheets constituting the yoke, including the divided yoke and teeth, is a rotating shaft direction of an exciter, and the laminated electromagnetic steel sheets constituting the teeth The normal direction of each steel plate surface is a rotary exciter that is the circumferential direction of the exciter,
An exciter characterized in that an insulating portion is provided in the vicinity of a joint between the yoke and the tooth to reduce eddy current generated in the yoke or the tooth.
請求項1に記載の励磁機において、
前記ティースは、前記ヨークの外周部を残して嵌合され、該ティース先端部近傍の該ヨークの外周部に前記絶縁部を設け、該ティース先端部近傍の該ヨークの外周部に生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機。
In the exciter according to claim 1,
The teeth are fitted leaving the outer periphery of the yoke, the insulating portion is provided on the outer periphery of the yoke near the tip of the tooth, and the eddy current generated on the outer periphery of the yoke near the tip of the tooth is reduced. Exciter characterized by reducing.
請求項2に記載の励磁機において、
前記絶縁部は、前記ティース先端部近傍の前記ヨークを構成する電磁鋼板の幅の全体にわたって設けられていることを特徴とする励磁機。
In the exciter according to claim 2,
The exciter according to claim 1, wherein the insulating portion is provided over the entire width of the electromagnetic steel sheet constituting the yoke in the vicinity of the tip of the tooth.
請求項2に記載の励磁機において、
前記絶縁部は、前記ティース先端部近傍の前記ヨークの厚さ方向の少なくとも一方側に設けられ、且つ、該ヨークの端面から当該ヨークの厚さの1/3以上の幅を有していることを特徴とする励磁機。
In the exciter according to claim 2,
The insulating portion is provided on at least one side in the thickness direction of the yoke in the vicinity of the tip of the tooth, and has a width of 1/3 or more of the thickness of the yoke from the end surface of the yoke. Exciter characterized by
請求項1〜4のいずれか1項に記載の励磁機において、
前記絶縁部は、前記ティースの側面部において前記積層された電磁鋼板を貫通する方向で、該ティースが接合しているヨーク側に設けられ、該ティースに生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機。
In the exciter according to any one of claims 1 to 4,
The insulating portion is provided on a yoke side to which the teeth are joined in a direction penetrating the laminated electromagnetic steel plates in a side surface portion of the teeth, and reduces eddy current generated in the teeth. Exciter.
請求項5に記載の励磁機において、
前記絶縁部は、前記ティースの側面部の幅の1/3〜1/4の幅を有することを特徴とする励磁機。
In the exciter according to claim 5,
The exciter according to claim 1, wherein the insulating portion has a width of 1/3 to 1/4 of a width of a side surface portion of the teeth.
請求項5に記載の励磁機において、
前記絶縁部は、前記ティースの側面部において、さらに前記励磁機の回転軸側にも設けられ、該ティースに生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機。
In the exciter according to claim 5,
The insulator is provided on the side surface of the tooth and further on the rotating shaft side of the exciter to reduce eddy current generated in the tooth.
請求項7に記載の励磁機において、
前記絶縁部は、前記ティースの側面部の幅の1/3〜1/4の幅を有することを特徴とする励磁機。
The exciter according to claim 7,
The exciter according to claim 1, wherein the insulating portion has a width of 1/3 to 1/4 of a width of a side surface portion of the teeth.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の励磁機において、
前記ヨークと前記ティースとの接合部に絶縁部を設け、前記ヨークまたは前記ティースに生じる渦電流を低減することを特徴とする励磁機。
In the exciter according to any one of claims 1 to 8,
An exciter characterized in that an insulating portion is provided at a joint between the yoke and the tooth to reduce eddy current generated in the yoke or the tooth.
請求項1〜9のいずれか1項に記載の励磁機を備えることを特徴とする同期機。   A synchronous machine comprising the exciter according to any one of claims 1 to 9.
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