JP2009268190A - Rotating electric machine - Google Patents
Rotating electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009268190A JP2009268190A JP2008112364A JP2008112364A JP2009268190A JP 2009268190 A JP2009268190 A JP 2009268190A JP 2008112364 A JP2008112364 A JP 2008112364A JP 2008112364 A JP2008112364 A JP 2008112364A JP 2009268190 A JP2009268190 A JP 2009268190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- plates
- laminated
- conductor plate
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
Description
本発明は、インバータ駆動される軸受け装置を用いた回転電機に発生する電食防止装置を搭載した回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine equipped with an electrolytic corrosion prevention device that occurs in a rotating electrical machine using a bearing device driven by an inverter.
近年、誘導機を始めとする回転電機を回転数制御する方法としてインバータ等の電力変換器によって駆動するのが一般的となってきた。インバータの駆動方式として電圧形PWMインバータが最も良く知られている。 In recent years, it has become common to drive a rotating electrical machine such as an induction machine with a power converter such as an inverter as a method of controlling the rotational speed. A voltage-type PWM inverter is best known as an inverter driving method.
さて、最近の高速電力用半導体素子の発展に伴って、電圧形PWMインバータのキャリア周波数の高周波化が進み、インバータのスイッチング時に生じる急峻な電圧変化に起因して、回転電機の回転軸に高周波誘導に基づいて発生する軸電圧が増大する傾向になっている。この軸電圧の増大に伴って、回転軸を指示している軸受装置の内輪部と外輪部の間の電位差が大きくなり、軸受装置内に発生するベアリング電流を増大させていた。このベアリング電流は、内輪部、外輪部の軌道面ならびに転導体表面に電食と呼ばれる腐食を発生させて、軸受装置の耐久性を悪化させるので、電食の発生を防止する対策が必要であった。 Now, with the recent development of high-speed power semiconductor elements, the carrier frequency of voltage-type PWM inverters has increased, and due to the steep voltage change that occurs during inverter switching, high-frequency induction is induced on the rotating shaft of the rotating electrical machine. The shaft voltage generated based on the above tends to increase. As the shaft voltage increases, the potential difference between the inner ring portion and the outer ring portion of the bearing device indicating the rotating shaft increases, and the bearing current generated in the bearing device increases. This bearing current causes corrosion called electrolytic corrosion on the raceway surface and the surface of the rolling ring of the inner ring portion and outer ring portion, thereby deteriorating the durability of the bearing device. Therefore, it is necessary to take measures to prevent the occurrence of electrolytic corrosion. It was.
従来、この種のベアリング電流を防止する機能を有する回転電機は、非磁性導体の表面を絶縁体で被服した絶縁スリーブをスロット開口部に配置し、かつ、非磁性導体の一点のみを積層板に導通させて、非磁性導体板および歯によって、強磁性体でできた歯と鎖交する電流ループが形成されないようにしてエネルギー変換効率を劣化させることなくコイルとロータ間を静電遮蔽して電食を防止するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a rotating electrical machine having a function of preventing this type of bearing current has an insulating sleeve in which the surface of a nonmagnetic conductor is covered with an insulator disposed in a slot opening, and only one point of the nonmagnetic conductor is a laminated plate. The coil and rotor are shielded electrostatically without degrading the energy conversion efficiency by preventing the current loop linked to the teeth made of ferromagnetic material from being formed by the nonmagnetic conductor plate and teeth. The thing which prevented food is known (for example, patent documents 1).
以下、その回転電機について図5〜図9を参照しながら説明する。 The rotating electrical machine will be described below with reference to FIGS.
図5は従来の回転電機の概略構成を示す図である。図において、従来の回転電機100は例えば誘導電動機であって、ステータ101は内側にコイル102を配置し、ハウジング103の内周面に固定されている。ロータ104は例えばかご型コイルを備えた誘導電動機のロータであって回転軸105、軸受装置106a、106bを有している。ロータ104は回転軸105に取り付けられた軸受装置106a、106bを介してハウジング103の両端にボルト107で固定された2枚のエンドブラケット108a、108bに固定されている。インバータ109のR相、S相およびT相出力端子110〜112は回転電機100のコイル102のR相、S相およびT相タップ113〜115にそれぞれ結線されている。回転電機100のフレームグランド端子116はインバータ109のフレームグランド端子117にアース線118を介して接続され、さらに、フレームグランド端子117は大地にアースされている。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional rotating electrical machine. In the drawing, a conventional rotating
図6は従来の回転電機の絶縁スリーブの構成図であり、図において、絶縁スリーブ119a〜119cは銅のような短冊状に加工した非磁性導体板120a〜120cの表面を絶縁体121a〜121cで包み込んだものである。絶縁体121a〜121cは、絶縁スリーブ119a〜119cの非磁性導体板120a〜120cと絶縁スリーブ119a〜119cに接近して配置される導体との静電結合容量が小さくなるように、ポリイミドのように比誘電率が小さい絶縁材料を用いている。非磁性導体板120a〜120cの短手方向片側122a〜122cには、絶縁体121a〜121cの表面から露出した非磁性導体でできた突出部123a〜123cが取り付けられており、絶縁スリーブ119a〜119cに接触する導体が突出部123a〜123cを介して非磁性導体120a〜120cに導通するような構造をしている。
FIG. 6 is a configuration diagram of an insulating sleeve of a conventional rotating electric machine. In the drawing, the
図7は従来の回転電機の構成を示し、図において、100〜105は、それぞれ、図5の100〜105と同様のものであり、119a〜119c、120a〜120c、121a〜121c、122a〜122c、123a〜123cは、図6の119a〜119c、120a〜120c、121a〜121c、122a〜122c、123a〜123cと同様のものであり、その説明を省略する。従来の回転電機100は例えば誘導電動機であって、コイル102とステータ101の間には静電結合容量124が存在している。絶縁スリーブ119a〜119cはスロット125a〜125cの開口部126a〜126cを塞ぐように配置、固定されている。非磁性導体板120a〜120cは前述した突出部123a〜123cを介して絶縁スリーブ119a〜119cの短手方向片側122a〜122cにある歯127にアース接続され、コイル102とロータ104の間を静電遮蔽している。コイル102とロータ104の間は非磁性導体板120a〜120cによって静電遮蔽されるので、コイル102とロータ104の間の静電結合容量128が著しく小さくなり、インバータ109からコイル102の各相と大地との間に印加されたコモンモード電圧をエアーギャップ容量129に発生する軸電圧として伝達する閉じた回路は形成されないために、エアーギャップ容量129に発生する軸電圧は著しく減少し、エアーギャップ容量129にチャージされた軸電圧の放電電流として発生していたベアリング電流も低減または消滅し、軸受部の電食を防止することができる。
FIG. 7 shows a configuration of a conventional rotating electrical machine, in which 100 to 105 are the same as 100 to 105 in FIG. 5, and 119a to 119c, 120a to 120c, 121a to 121c, 122a to 122c, respectively. , 123a to 123c are the same as 119a to 119c, 120a to 120c, 121a to 121c, 122a to 122c, and 123a to 123c in FIG. The conventional rotating
図8は図7において図示するAの方向から見たステータ周辺の構造を示す図である。図において、従来の回転電機100の絶縁スリーブ119a〜119cはスロット125a〜125cの開口部126a〜126cを塞ぐように配置、固定されている。絶縁スリーブ119aの非磁性導体板120aの表面全体は絶縁体121aで被服されており、非磁性導体板120aは非磁性導体120aの短手方向片側122aに取り付けられた突出部123a一点を介して、隣り合う2枚の積層板130a〜130bに接続されている。同様に、絶縁スリーブ119bの非磁性導体板120bの表面全体は絶縁体121bで被服されており、非磁性導体板120bは非磁性導体120bの短手方向片側122bに取り付けられた突出部123b一点を介して、非磁性導体板130bおよび130cと導通しないように、隣り合う2枚の積層板130d〜130eに接続されている。同様に、絶縁スリーブ119cの非磁性導体板120cの表面全体は絶縁体121cで被服されており、非磁性導体板120cは非磁性導体120cの短手方向片側122cに取り付けられた突出部123c一点を介して、非磁性導体板130dおよび130eと導通しないように、隣り合う2枚の積層板130f〜130gに接続されている。このように、従来の回転電機100では、非磁性導体板に導通する隣り合う積層板が、他の非磁性導体板に導通する隣り合う積層板と一致しないように配置されているので、非磁性導体板および積層板を通過する電流通路は、強磁性体でできた歯127の一部分と鎖交する電流ループを形成しない。珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯127の一部と鎖交する電流ループが無いので、図8に図示する紙面の表面から裏面へのBの方向に変化するような回転磁界が、積層板130a〜130kに誘導する渦電流は著しく小さくなるか、または、発生しなくなり、渦電流損失のため回転電機のエネルギー変換効率を劣化させないようにすることができた。
コイルをスロット内に収納する工程において、インサートマシンを使って、既に巻回されたコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法が一般的に使用されているが、上記のような従来の回転電機では、絶縁スリーブの非磁性導体板の短手方向片側にのみ突出部が取り付けられ、この取り付け部を介して、非磁性導体の一点のみがスロット内の積層板に接続される構成としているため、インサートマシンを使って、既に巻回されたコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合、挿入の際に絶縁スリーブがスロット内で絶縁スリーブの短手方向に動いて、突出部がスロット内の積層板に確実の接触させてコイルとロータ間の静電遮蔽を行うことが、難しかった。 In the process of storing the coil in the slot, a method of automatically inserting the insulating sleeve into the slot together with the already wound coil using an insert machine is generally used. In this rotating electrical machine, a protrusion is attached only to one side in the short direction of the nonmagnetic conductor plate of the insulating sleeve, and only one point of the nonmagnetic conductor is connected to the laminated plate in the slot via this attachment portion. Therefore, when using an insert machine that automatically inserts the insulation sleeve into the slot together with the already wound coil, the insulation sleeve is inserted into the slot in the short direction of the insulation sleeve during insertion. It was difficult to move and to make the protrusions make reliable contact with the laminated plate in the slot to provide electrostatic shielding between the coil and the rotor.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、インサートマシンを使ってコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、より確実に絶縁スリーブを接触させて、静電遮蔽を行うことのできる回転電機を供給することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and even when a method of automatically inserting an insulating sleeve into a slot together with a coil using an insert machine is employed, the insulating sleeve is brought into contact with more certainty. An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine capable of performing electrostatic shielding.
本発明の回転電機は上記目的を達成するために、互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置を有しその軸受装置を介して前記回転軸を保持し、前記ハウジングの両端部に固定された2枚のエンドブラケットを備えたインバータ駆動される回転電機において、短冊状に加工した非磁性導体板の長手方向の特定長さをその短手方向長さとし、前記非磁性導体板の短手方向長さ、または、それ以下の長さをその長手方向長さとする1枚の延長板を有し、該延長板は前記非磁性導体板に取り付けられ、前記延長板の表面に露出部が形成されるように前記延長板の前記露出部を除く非磁性導体板の表面を絶縁体で包み込んで、前記スロット内において、前記延長板の前記露出部を介して、前記非磁性導体板の長手方向の特定長さ部分のみが前記非磁性導体板の短手方向の両側に配置される複数枚の前記積層板に導通できるようにした絶縁スリーブを、前記コイルと前記スロットの間に前記スロットの開口部を塞ぐように配置、固定して、前記非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の前記積層板の中の任意の積層板が、他の前記非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の前記積層板の中の任意の積層板と同一の積層板とならないように、前記積層板に導通させた前記延長板の特定長さ部分の長手方向の位置を配置して、前記非磁性導体板および前記積層板によって、強磁性体でできた前記歯と鎖交する電流ループが形成されないようにしてエネルギー変換効率を劣化させることなく、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽して電食を防止することができるようにしたことを特徴とする回転電機としたものである。 In order to achieve the above object, a rotating electrical machine of the present invention is formed of a plurality of laminated plates that are insulated from each other and have a slot and teeth, and a coil is disposed in the slot. An inverter having a housing fixed to a surface, a rotor having a rotating shaft, and a bearing device, the rotating shaft being held via the bearing device, and two end brackets fixed to both ends of the housing In a rotating electric machine to be driven, a specific length in the longitudinal direction of a nonmagnetic conductor plate processed into a strip shape is defined as the length in the short direction, and the length in the transverse direction of the nonmagnetic conductor plate or a length less than that. The extension plate is attached to the non-magnetic conductor plate, and the exposed portion of the extension plate is formed on the surface of the extension plate. Non-magnetic except The surface of the body plate is wrapped with an insulator, and within the slot, only a specific length portion in the longitudinal direction of the nonmagnetic conductor plate is short of the nonmagnetic conductor plate via the exposed portion of the extension plate. Insulating sleeves that can be connected to a plurality of the laminated plates arranged on both sides in the direction are arranged and fixed so as to block the opening of the slot between the coil and the slot, and the nonmagnetic conductor Arbitrary laminated plates among a plurality of adjacent laminated plates conducted to a plate are the same as any laminated plate among other adjacent laminated plates conducted to other nonmagnetic conductor plates In order to prevent the laminated plate from being formed, a position in the longitudinal direction of a specific length portion of the extension plate conducted to the laminated plate is arranged, and the nonmagnetic conductor plate and the laminated plate are made of a ferromagnetic material. A current loop interlinking with the teeth is formed. Without degrading the energy conversion efficiency in the odd, is obtained by a rotating electric machine, characterized in that the between the said coil rotor to be able to prevent electrostatic shielding to galvanic corrosion.
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、インサートマシンを使ってコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食を解消することができる回転電機を提供できる。 By this means, an inexpensive and simple addition of components prevents the generation of large eddy currents, and the insertion machine automatically inserts the insulating sleeve into the slot using the insert machine without degrading the energy conversion efficiency. Even when this is adopted, it is possible to provide a rotating electrical machine that can reduce or eliminate the bearing current and eliminate electric corrosion.
また、絶縁スリーブは、その表面が平面になるように絶縁体で被服したことを特徴とする請求項1記載の回転電機としたものである。
2. The rotating electrical machine according to
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、インサートマシンを使ってコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食を解消することができる回転電機を提供できる。 By this means, an inexpensive and simple addition of components prevents the generation of large eddy currents, and the insertion machine automatically inserts the insulating sleeve into the slot using the insert machine without degrading the energy conversion efficiency. Even when this is adopted, it is possible to provide a rotating electrical machine that can reduce or eliminate the bearing current and eliminate electric corrosion.
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、前記非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の前記積層板と、他の前記非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の前記積層板との間に、少なくとも1枚以上の前記非磁性導体板に接続されない前記積層板を配置して、前記非磁性導体板および前記歯によって強磁性体でできた前記歯と鎖交する電流ループが形成されないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽して電食を防止することができる請求項1または2記載の回転電機としたものである。
In order to achieve the above object, the rotating electrical machine of the present invention has a plurality of adjacent laminated plates that are electrically connected to the nonmagnetic conductor plate, and another adjacent plurality that are electrically connected to the other nonmagnetic conductor plate. The laminated plate that is not connected to at least one nonmagnetic conductor plate is disposed between the laminated plate and the teeth made of a ferromagnetic material by the nonmagnetic conductor plate and the teeth. 3. The rotating electrical machine according to
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、インサートマシンを使ってコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食を解消することができる回転電機を提供できる。 By this means, an inexpensive and simple addition of components prevents the generation of large eddy currents, and the insertion machine automatically inserts the insulating sleeve into the slot using the insert machine without degrading the energy conversion efficiency. Even when this is adopted, it is possible to provide a rotating electrical machine that can reduce or eliminate the bearing current and eliminate electric corrosion.
また、絶縁体は比誘電率が5以下の低誘電率材料を使用することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにすることができる請求項1、2または3記載の回転電機としたものである。
In addition, by using a low dielectric constant material having a relative dielectric constant of 5 or less for the insulator, the electrostatic coupling capacity between the coil and the stator is reduced, so that the gap between the inverter and the frame ground terminal of the rotating electrical machine is 4. The rotating electrical machine according to
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、インサートマシンを使ってコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食を解消することができる回転電機を提供できる。 By this means, an inexpensive and simple addition of components prevents the generation of large eddy currents, and the insertion machine automatically inserts the insulating sleeve into the slot using the insert machine without degrading the energy conversion efficiency. Even when this is adopted, it is possible to provide a rotating electrical machine that can reduce or eliminate the bearing current and eliminate electric corrosion.
本発明によれば、本発明の絶縁スリーブは、非磁性導体の短手方向両端の部分を介してスロット内の積層板に接触するので、インサートマシンを使って既に巻回されたコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、自動挿入の際に絶縁スリーブがスロット内で絶縁スリーブの短手方向に動いて、非磁性導体板の延長板の片側がスロット内の積層板に接触する接触面積が小さくなるか、最悪の場合、非磁性導体板の延長板の短手方向の片方がスロット内積層板に接触できない状態となる場合があるが、このような場合でも、非磁性導体板に対して短手方向のもう一方の接触部分は、スロット内の積層板に十分な接触面積を確保できるようになるので、非磁性導体板に対して短手方向のもう一方の接触部分において、非磁性導体板は延長板を介して確実にスロット内で積層板に導通させる事ができ、さらに、非磁性導体板の表面全体を絶縁体で包み込んだ絶縁静電遮蔽材を、前記コイルと前記スロットの間に前記スロットの開口部を塞ぐように配置、固定して前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽するようにした事により、安価で簡単な部品の追加で、確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食が発生しない回転電機を提供できる。 According to the present invention, since the insulating sleeve of the present invention contacts the laminated plate in the slot through the both ends of the nonmagnetic conductor in the short direction, together with the coil already wound using the insert machine Even when the method of automatically inserting the insulation sleeve into the slot is adopted, the insulation sleeve moves in the short direction of the insulation sleeve in the slot during automatic insertion, and one side of the extension plate of the nonmagnetic conductor plate is in the slot. In the worst case, the contact area in contact with the laminated plate may be in a state where one of the extension plates of the nonmagnetic conductor plate cannot contact the laminated plate in the slot. The other contact portion in the short direction with respect to the nonmagnetic conductor plate can secure a sufficient contact area with the laminated plate in the slot. On the contact part of In addition, the nonmagnetic conductor plate can be reliably connected to the laminated plate in the slot via the extension plate, and an insulating electrostatic shielding material in which the entire surface of the nonmagnetic conductor plate is wrapped with an insulator is provided with the coil. And the slot opening between the slot and the slot is fixed, and the coil and the rotor are electrostatically shielded. It is possible to provide a rotating electric machine that reduces or eliminates the occurrence of electric corrosion.
また、非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の積層板の中の任意の積層板が、他の非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の積層板の中の任意の積層板と同一の積層板とならないように、積層板に導通させた延長板の特定長さ部分の長手方向の位置を配置して、非磁性導体板および積層板によって、強磁性体でできた歯と鎖交する電流ループが形成されないようにしたので、ステータに発生する渦電流を増大させないようにしてエネルギー変換効率を劣化させることなく、安価で簡単な部品の追加で確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食を解消することができる回転電機を提供できる。 In addition, an arbitrary laminated plate in a plurality of adjacent laminated plates conducted to a nonmagnetic conductive plate is an arbitrary laminated plate in a plurality of other adjacent laminated plates conducted to another nonmagnetic conductive plate. In order not to have the same laminated plate as the above, the longitudinal position of the specific length portion of the extension plate conducted to the laminated plate is arranged, and the non-magnetic conductor plate and the laminated plate are used to form teeth made of a ferromagnetic material. Since no interlinkage current loop is formed, the bearing current is reliably reduced or eliminated by adding inexpensive and simple parts without deteriorating energy conversion efficiency without increasing the eddy current generated in the stator. It is possible to provide a rotating electric machine that can eliminate electric corrosion.
本発明の請求項1記載の発明は、短冊状に加工した非磁性導体板の長手方向の特定長さ部分に取り付けた延長板の露出部を介して、非磁性導体板の両側に配置される複数枚の積層板に導通させて、延長板の露出部を除く非磁性導体板の表面を絶縁体で包み込んだ絶縁スリーブを、前記コイルと前記スロットの間に前記スロットの開口部を塞ぐように配置、固定したものであり、コイルとロータ間が非磁性導体板によって静電遮蔽されるので、コイルとロータ間の静電容量が消滅するか著しく小さくなり、インバータより供給されるコモンモード電圧に対する応答電圧として発生していた軸電圧が低減または消滅し、ベアリング電流が発生しなくなり、軸受部の電食が解消されるという作用を有する。
The invention according to
また、絶縁スリーブの非磁性導体板は、延長板の露出部を介してスロット内の非磁性導体板の両側に配置される複数枚の積層板に導通させて、非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の積層板の中の任意の積層板が、他の前記非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の前記積層板の中の任意の積層板と同一の積層板とならないように絶縁スリーブを配置して、強磁性体でできた歯と鎖交する電流ループが非磁性導体板および積層板によって形成されないようにしたものであり、歯に発生する回転磁界に誘導されて非磁性導体板および積層板に大きな渦電流が発生しないので、うず電流にようる損失のためにエネルギー変換効率が劣化するという事がなくなるという作用を有する。 Further, the non-magnetic conductor plate of the insulating sleeve is electrically connected to the non-magnetic conductor plate by being connected to a plurality of laminated plates disposed on both sides of the non-magnetic conductor plate in the slot through the exposed portion of the extension plate. Arbitrary laminated plates in a plurality of adjacent laminated plates do not become the same laminated plate as any laminated plate in a plurality of other adjacent laminated plates conducted to other nonmagnetic conductor plates. Insulating sleeves are arranged so that the current loops interlinked with the teeth made of ferromagnetic material are not formed by the nonmagnetic conductor plate and the laminated plate, and are induced by the rotating magnetic field generated in the teeth. Since a large eddy current is not generated in the magnetic conductor plate and the laminated plate, the energy conversion efficiency does not deteriorate due to a loss caused by the eddy current.
また、絶縁スリーブの非磁性導体板は、スロット内において、延長板の露出部を介して、該非磁性導体板の長手方向の特定長さ部分が非磁性導体板の短手方向の両側に配置される複数枚の積層板に導通できるようにしたので、インサートマシンを使って既に巻回されたコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合、自動挿入の際に絶縁スリーブがスロット内で絶縁スリーブの短手方向に動いて、非磁性導体板の延長板の片側がスロット内の積層板に接触する接触面積が小さくなるか、最悪の場合、非磁性導体板の延長板の短手方向の片方がスロット内積層板に接触できない状態になったとしても、非磁性導体板に対して短手方向のもう一方の接触部分は、スロット内の積層板に十分な接触面積を確保できるという作用によって、非磁性導体板に対して短手方向のもう一方の接触部分において、非磁性導体板は延長板を介して確実に積層板に導通させる事ができ、非磁性導体板がコイルとロータを確実に静電遮蔽して、確実に電食を低減または解消することができるという作用を有する。 Further, the nonmagnetic conductor plate of the insulating sleeve has a specific length portion in the longitudinal direction of the nonmagnetic conductor plate disposed on both sides in the short direction of the nonmagnetic conductor plate through the exposed portion of the extension plate in the slot. When the method of automatically inserting the insulation sleeve into the slot together with the coil already wound using the insert machine is adopted, the insulation sleeve is automatically inserted during the automatic insertion. Moves in the short direction of the insulating sleeve in the slot, and the contact area where one side of the extension plate of the nonmagnetic conductor plate contacts the laminated plate in the slot is reduced or, in the worst case, the extension plate of the nonmagnetic conductor plate Even if one side in the short direction cannot contact the laminated plate in the slot, the other contact portion in the short direction with respect to the nonmagnetic conductor plate has a sufficient contact area with the laminated plate in the slot. If you can secure By this action, at the other contact portion in the short direction with respect to the non-magnetic conductor plate, the non-magnetic conductor plate can be reliably conducted to the laminated plate via the extension plate, and the non-magnetic conductor plate is connected to the coil. The rotor can be reliably electrostatically shielded to reliably reduce or eliminate electric corrosion.
また、絶縁スリーブは、その表面が平面になるように絶縁体で被服したものであり、インサートマシンを使って既に巻回されたコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動装着する場合でも、絶縁スリーブの表面が平面となっているので、一般的なスロットキーと同様に自動装着することができるという作用を有する。 The insulation sleeve is coated with an insulator so that its surface is flat. Even when the insulation sleeve is automatically installed in the slot together with the coil already wound using the insert machine, the insulation sleeve is insulated. Since the surface of the sleeve is a flat surface, it can be automatically mounted in the same manner as a general slot key.
また、非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の積層板と、他の非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の積層板との間に、少なくとも1枚以上の前記非磁性導体板に接続されない積層板を配置して、非磁性導体板が他の非磁性導体板に導通しないようにして、強磁性体でできた前記歯と鎖交する電流ループが非磁性導体板および前記歯によって形成されないようにしたものであり、歯に発生する回転磁界に誘導されて非磁性導体板および積層板に大きな渦電流が発生しないという作用を有する。 Further, at least one or more of the nonmagnetic conductors between a plurality of adjacent laminated plates conducted to the nonmagnetic conductor plate and other neighboring laminated plates conducted to the other nonmagnetic conductor plate. A laminated plate that is not connected to the plate is arranged so that the nonmagnetic conductor plate does not conduct to other nonmagnetic conductor plates, and the current loop interlinking with the teeth made of a ferromagnetic material is formed by the nonmagnetic conductor plate and the It is not formed by teeth, and has an effect that a large eddy current is not generated in the nonmagnetic conductor plate and the laminated plate by being induced by a rotating magnetic field generated in the teeth.
また、絶縁体は比誘電率が5以下の低誘電率材料を使用しているので、絶縁体をはさんで静電遮蔽板に接近して配置されるコイルと静電遮蔽板との間の静電結合容量、すなわち、コイルとステータとの間の静電結合容量が小さくなるように配慮されており、インバータと回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないという作用を有する。 In addition, since the insulator uses a low dielectric constant material having a relative dielectric constant of 5 or less, the insulator is placed between the coil and the electrostatic shielding plate disposed close to the electrostatic shielding plate. Consideration is made to reduce the electrostatic coupling capacity, that is, the electrostatic coupling capacity between the coil and the stator, and the leakage current flowing through the ground wire connecting the inverter and the frame ground terminal of the rotating electrical machine does not increase. Have
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本実施の形態の回転電機6(図示せず)は一例として誘導電動機であり、基本構成は、図5に示す従来の回転電機100と同構成を有している。すなわち、軸受装置106a、106bを有し、ロータ104は回転軸105に取り付けられた軸受装置106a、106bを介してハウジング103の両端にボルト107で固定された2枚のエンドブラケット108a、108bに固定されている。インバータ109のR相、S相およびT相出力端子110〜112は回転電機100のコイル102のR相、S相およびT相タップ113〜115にそれぞれ結線されている。回転電機100のフレームグランド端子116はインバータ109のフレームグランド端子117にアース線118を介して接続され、さらに、フレームグランド端子117は大地にアースされている。
(Embodiment 1)
The rotating electrical machine 6 (not shown) of the present embodiment is an induction motor as an example, and the basic configuration is the same as that of the conventional rotating
しかし、本実施の形態では、図1に示す絶縁スリーブと図2に示すこれを挿入したステータ12の構成が異なる。以下その構成について説明する。
However, in the present embodiment, the configuration of the insulating sleeve shown in FIG. 1 is different from that of the
図1は本発明の実施の形態1の回転電機の絶縁スリーブの構成を示し、図において、絶縁スリーブ1a〜1cは銅のような非磁性導体を短冊状に加工した非磁性導体板2a〜2cの表面を絶縁体3a〜3cで包み込んだものである。絶縁体3a〜3cは、絶縁スリーブ1a〜1cの非磁性導体板2a〜2cと絶縁スリーブ1a〜1cに接近して配置される導体との静電結合容量が小さくなるように、ポリイミドのように比誘電率が小さい絶縁材料を用いている。非磁性導体板2a〜2cの長手方向の特定長さLを、その短手方向長さとし、非磁性導体板2a〜2cの短手方向長さWを、その長手方向長さとする非磁性導体の延長板4a〜4cが、それぞれ一枚づつ非磁性導体板2a〜2cに溶接等で取り付けられている。非磁性導体板2a〜2cの表面に、延長板4a〜4cの露出部5a〜5cが形成されるように、かつ、その表面が平面になるように非磁性導体板2a〜2cの表面に絶縁体3a〜3cが被服して、延長板4a〜4cを取り付けた部分と取り付けていない部分の面に段差が発生しない構成としており、延長板4a〜4cの露出部5a〜5cを除く非磁性導体板2a〜2cの表面は、絶縁体3a〜3cで被服するものである。そして、絶縁スリーブ1a〜1cに接触させる導体すなわち後述するスロット125a〜125cは、延長板4a〜4cの露出部5a〜5cを介して非磁性導体板2a〜2cに導通するような構造をしている。
FIG. 1 shows the configuration of an insulating sleeve of a rotating electrical machine according to
図2は本発明の実施の形態1の回転電機のステータの構成を示し、図において、ステータ12は内側にコイル102を配置し、ハウジング103の内周面に固定されている。ロータ104は例えばかご型コイルを備えた誘導電動機のロータである。
FIG. 2 shows the configuration of the stator of the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention. In the drawing, the
そして、コイル102を開口部126a〜126cから挿入したスロット125a〜125cは歯127をはさんでステータ12に配置されている。
The
絶縁スリーブ1a〜1cは、延長板4a〜4cの露出部5a〜5cを除く非磁性導体板2a〜2cの表面を絶縁体3a〜3cで被服したものであって、非磁性導体板2a〜2cは延長板4a〜4cの露出部5a〜5cを介してスロット125a〜125cにおいて歯127に導通するように配置されている。絶縁スリーブ1a〜1cは、スロット125a〜125cの開口部126a〜126cを塞ぐように配置、固定されているので、コイル102とロータ104の間は、非磁性導体板2a〜2cによって静電遮蔽される。インバータ109を駆動して回転電機を駆動したときにコイル102の各相と大地との間に印加されたコモンモード電圧は、エアーギャップ容量129に発生する軸電圧として伝達される閉じた回路が形成されないために、コイル102とロータ104の間は非磁性導体板2a〜2cにより静電遮蔽されるので、コイル102とロータ104の間の静電結合容量128が著しく小さくなり、エアーギャップ容量129に発生する軸電圧は著しく減少し、エアーギャップ容量129にチャージされた軸電圧の放電電流として発生していたベアリング電流も低減または消滅し、軸受部の電食を防止することができる。
The insulating
絶縁1a〜1cスリーブは、図1で説明したように、その表面が平面になるように、非磁性導体2a〜2cの表面を絶縁体3a〜3cで被服しているので、コイル102をスロット125a〜125cに挿入する際に、一般的に良く用いられている方法として、インサートマシンにより、既に巻回されたコイル102を絶縁スリーブ1a〜1cと一緒に自動挿入する方法を採用しても、一般のスロットキーを自動挿入する場合と同様に、インサートマシンを使って巻回されたコイルと一緒に自動挿入することができる。
As described with reference to FIG. 1, the insulating 1a-1c sleeve covers the surfaces of the
図3は図2において図示するAの方向から見たステータ周辺の構造図である。ステータ12は積層板130a〜130kを積み重ねて構成したものである。
FIG. 3 is a structural view around the stator as viewed from the direction A shown in FIG. The
図において、絶縁スリーブ1a〜1cはスロット125a〜125cの開口部126a〜126cを塞ぐように配置、固定されている。非磁性導体板2aは、延長板4aの露出部5aを介して、スロット125a内において、隣り合う積層板130b〜130cに導通している。非磁性導体板2bは、同様に延長板4bの露出部5bを介して、スロット125b内において、隣り合う積層板130d〜130eに導通している。また、非磁性導体板2cも同様に延長板4cの露出部5cを介して、スロット125c内において、隣り合う積層板130f〜130gに導通している。
In the figure, the insulating
図示するように、延長板4aに接触する積層板130b〜130cのうちの任意の積層板、延長板4bに接触する積層板130d〜130eのうちの任意の積層板、および、延長板4cに接触する積層板130f〜130gのうちの任意の積層板が、同一の積層板とならないように、延長板4a〜4cを非磁性導体板2a〜2cに取り付ける位置を少しずつずらすことによって、非磁性導体板2a〜2cへの延長板4a〜4cの取り付け位置を決めている。このように絶縁スリーブが取り付けられているので、非磁性導体板2aおよび積層板130b〜130cを通過する電流通路は、強磁性体でできた歯127の一部分と鎖交する電流ループを形成しない。同様に、非磁性導体板2bおよび積層板130d〜130eを通過する電流通路、または、非磁性導体板2cおよび積層板130f〜130gを通過する電流通路は、強磁性体でできた歯127の一部分と鎖交する電流ループを形成しない。珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯127の一部と鎖交する電流ループが無いので、図3に図示する紙面の表面から裏面へのBの方向に変化するような回転磁界が、積層板130a〜130kに誘導する渦電流は著しく小さくなるか、または、発生しなくなり、渦電流損失のため回転電機のエネルギー変換効率を劣化させないようにすることができる。
As shown in the figure, any laminate plate among the
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2の回転電機は、実施の形態1の回転電機の非磁性導体が延長板を介して複数の積層板に接触させる絶縁スリーブの配置方法が異なるのみで、図1〜図3を使って説明した本発明の実施の形態1の回転電機と同一の箇所についてはその説明を省略する。
(Embodiment 2)
The rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention is different only in the arrangement method of the insulating sleeve in which the nonmagnetic conductor of the rotating electrical machine according to the first embodiment is brought into contact with a plurality of laminated plates via the extension plate. The description of the same parts as those of the rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIG.
図4は、本発明の実施の形態2の回転電機において、図2において図示するAの方向から見たステータ周辺の構造図である。図において、1a〜1c、2a〜2c、3a〜3c、4a〜4c、5a〜5c、12、125a〜125c、126a〜126c、127、130a〜130kは、実施の形態1と同様のものであり、その説明を省略する。 FIG. 4 is a structural diagram around the stator as seen from the direction A shown in FIG. 2 in the rotating electric machine according to the second embodiment of the present invention. In the figure, 1a to 1c, 2a to 2c, 3a to 3c, 4a to 4c, 5a to 5c, 12, 125a to 125c, 126a to 126c, 127, and 130a to 130k are the same as those in the first embodiment. The description is omitted.
非磁性導体板2aは、延長板4aの露出部5aを介して、スロット125a内において、隣り合う積層板130b〜130cに導通している。非磁性導体板2bは、他のどの非磁性導体板にも導通していない積層板130dを隔てて、延長板4bの露出部5bを介して、スロット125b内において、隣り合う積層板130e〜130fに導通している。非磁性導体板2cは、他のどの非磁性導体板にも導通していない積層板130gを隔てて、延長板4cの露出部5cを介して、スロット125c内において、隣り合う積層板130h〜130iに導通している。図示するように、延長板4aに接触する積層板130b〜130cのうちの任意の積層板、延長板4bに接触する積層板130e〜130fのうちの任意の積層板、および、延長板4cに接触する積層板130h〜130iのうちの任意の積層板が、同一の積層板とならないように、延長板を介してどの非磁性導体板にも導通していない積層板を間にはさみつつ、延長板4a〜4cを非磁性導体板2a〜2cに取り付ける位置を、少しずつずらしながら、非磁性導体板2a〜2cへの延長板4a〜4cの取り付け位置を決めている。
The
このように絶縁スリーブが取り付けられているので、非磁性導体板2aおよび積層板130b〜130cを通過する電流通路は、強磁性体でできた歯127の一部分と鎖交する電流ループを形成しない。同様に、非磁性導体板2bおよび積層板130e〜130fを通過する電流通路、または、非磁性導体板2cおよび積層板130h〜130iを通過する電流通路は、強磁性体でできた歯127の一部分と鎖交する電流ループを形成しない。珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯127の一部と鎖交する電流ループが無いので、図3に図示する紙面の表面から裏面へのBの方向に変化するような回転磁界が、積層板130a〜130kに誘導する渦電流は著しく小さくなるか、または、発生しなくなり、渦電流損失のため回転電機のエネルギー変換効率を劣化させないようにすることができる。
Since the insulating sleeve is thus attached, the current path passing through the
なお、実施の形態2では、非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の積層板と、他の非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の積層板との間に、1枚の非磁性導体板に接続されない積層板を配置しているが、非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の積層板と、他の非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の積層板との間に、2枚以上の非磁性導体板に接続されない積層板を配置させてもよく、その作用効果に差異を生じない。 In the second embodiment, a single sheet is provided between a plurality of adjacent laminated plates conducted to the nonmagnetic conductor plate and another neighboring laminated plate conducted to the other nonmagnetic conductor plate. Laminate plates that are not connected to the non-magnetic conductor plate are disposed, but a plurality of adjacent laminate plates that are electrically connected to the non-magnetic conductor plate and other adjacent laminate plates that are electrically connected to the other non-magnetic conductor plate A laminated plate that is not connected to two or more non-magnetic conductor plates may be disposed between the two, and there is no difference in the effect.
なお、絶縁体3a〜3cは、ポリイミドのように比誘電率が5以下の低比誘電率材料を用いているので、絶縁体3a〜3cをはさんで非磁性導体板2a〜2cに接近して配置されるコイル102と非磁性導体板2a〜2cとの間の静電結合容量、すなわち、コイル102とステータ12との間の静電結合容量124が小さくなるように配慮されており、インバータからコイル102に印加されるコモンモード電圧に対する応答電流としてインバータと回転電機を接続するアース線に発生する漏れ電流を増大させないようにすることができ、アース線より放射される不要な電磁波を増大させないようにすることができる。
Since the
なお、実施の形態1〜実施の形態2では、非磁性導体板2a〜2cに銅でできた非磁性導体を用いたが、銅にかえてアルミニウム、白金、金、導電性ポリマー等のような非磁性導体を用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。
In the first to second embodiments, nonmagnetic conductors made of copper are used for the
なお、絶縁体3a〜3cは、ポリイミドを用いているが、ポリイミドにかえてポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ四フッ化エチレン等のように比誘電率が5以下の低比誘電率の絶縁材料を用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。
なお、回転電機6は誘導電動機としたが、誘導電動機にかえてDCモータ、同期機、ステッピングモータ、リラクタンスモータのような回転電機でもよく、その作用効果に差異を生じない。 Although the rotary electric machine 6 is an induction motor, a rotary electric machine such as a DC motor, a synchronous machine, a stepping motor, or a reluctance motor may be used instead of the induction motor, and there is no difference in the operational effect.
キャンドタイプの誘導電動機に本発明の絶縁スリーブを用いて、従来の絶縁スリーブと同様に容易にスロットへのコイルと絶縁スリーブの自動装着をすることができ、電動機の電力変換効率を劣化することなくインバータ駆動された誘導電動機に発生していたベアリング電流が原因で発生していた軸受装置の電食を解消することができ、本発明の絶縁スリーブを取付けることにより、インバータ駆動されるDCモータや同期モータ等の電食対策にも適用できる。 By using the insulating sleeve of the present invention for a canned type induction motor, the coil and the insulating sleeve can be automatically mounted in the slot as easily as the conventional insulating sleeve, without deteriorating the power conversion efficiency of the motor. It is possible to eliminate the electric corrosion of the bearing device caused by the bearing current generated in the induction motor driven by the inverter. By attaching the insulating sleeve of the present invention, the inverter driven DC motor or the synchronous motor It can also be applied to electric corrosion countermeasures such as motors.
1a 絶縁スリーブ
1b 絶縁スリーブ
1c 絶縁スリーブ
2a 非磁性導体板
2b 非磁性導体板
2c 非磁性導体板
3a 絶縁体
3b 絶縁体
3c 絶縁体
4a 延長板
4b 延長板
4c 延長板
5a 露出部
5b 露出部
5c 露出部
6 回転電機
12 ステータ
100 回転電機
102 コイル
103 ハウジング
104 ロータ
105 回転軸
106a 軸受装置
106b 軸受装置
108a エンドブラケット
108b エンドブラケット
109 インバータ
125a スロット
125b スロット
125c スロット
126a 開口部
126b 開口部
126c 開口部
127 歯
130a 積層板
130b 積層板
130c 積層板
130d 積層板
130e 積層板
130f 積層板
130g 積層板
130h 積層板
130i 積層板
130j 積層板
130k 積層板
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008112364A JP2009268190A (en) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | Rotating electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008112364A JP2009268190A (en) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | Rotating electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009268190A true JP2009268190A (en) | 2009-11-12 |
Family
ID=41393326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008112364A Pending JP2009268190A (en) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | Rotating electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009268190A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106981936A (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-25 | 丰田自动车株式会社 | Stator and electrical machine |
-
2008
- 2008-04-23 JP JP2008112364A patent/JP2009268190A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106981936A (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-25 | 丰田自动车株式会社 | Stator and electrical machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10003233B2 (en) | Mechanically and electrically integrated rotary electric machine | |
US10840756B2 (en) | Rotor and motor of rotating electrical device | |
JP6771537B2 (en) | Axial gap type rotary electric machine | |
JP5851432B2 (en) | Rotating electric machine | |
US7952251B2 (en) | Systems and methods for shielding an electric machine | |
JP2009171750A (en) | Molded motor | |
CN112292803A (en) | Rotor and rotating electrical machine | |
JP2009268190A (en) | Rotating electric machine | |
JP4069779B2 (en) | Rotating electric machine | |
US9812935B2 (en) | Electric machine, conductor guide and associated method | |
US20050067916A1 (en) | Dynamo-electric machine | |
JP4665566B2 (en) | Rotating electric machine | |
KR101818323B1 (en) | Power generation system | |
JP2016092924A (en) | Power conversion device | |
CN112260422A (en) | Motor and axial magnetic suspension bearing stator thereof | |
JP4654732B2 (en) | Rotating electric machine | |
EP3625876B1 (en) | A slot-wedge of an electric machine | |
JP5759917B2 (en) | Motor with brush | |
WO2022022638A1 (en) | Rotating electrical machine | |
JP2023011457A (en) | Electric motor | |
CN118251824A (en) | Rotor of rotating electrical machine | |
EP2533402B1 (en) | Electrical machine | |
JP2013123278A (en) | Motor | |
KR20190069280A (en) | Motor | |
EP2811621A2 (en) | Reduction of leakage flux in electrical machines |