JP2010187489A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータや発電機等の回転電機に関し、特に、冷却効率を大幅に向上できるものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine such as a motor or a generator, and particularly can greatly improve cooling efficiency.
モータや発電機等の回転電機は、磁力を有するロータを外周面に設けた回転軸をフレームの内部に回転可能に支持すると共に、コアにコイルを巻き付けたステータを当該フレームの内面に取り付け、例えば、モータの場合には、ステータのコイルに電流を流し、ロータを回転させて回転軸を回転させることにより、回転力を得ることができ、発電機の場合には、回転軸を回転させてロータを回転させることにより、ステータのコイルから電流を取り出すことができるようになっている。 A rotating electric machine such as a motor or a generator supports a rotating shaft provided with a rotor having magnetic force on an outer peripheral surface so as to be rotatable inside the frame, and attaches a stator with a coil wound around a core to the inner surface of the frame, for example, In the case of a motor, a rotational force can be obtained by passing an electric current through the stator coil and rotating the rotor to rotate the rotating shaft. In the case of a generator, the rotor is rotated by rotating the rotating shaft. By rotating the, the current can be taken out from the coil of the stator.
このような回転電機においては、ステータのコイルに電流が流れることにより、ステータが発熱し、発電効率や回転効率等の運転作動効率が低下してしまうことから、ステータを冷却するようにしている。 In such a rotating electrical machine, the stator is cooled because current flows through the coil of the stator, and the stator generates heat and the operation efficiency such as power generation efficiency and rotation efficiency is reduced.
このため、例えば、下記の特許文献1,2等においては、ステータのコイルのコイルエンドに冷却油を噴射等して供給する供給管をフレームの内部に設けると共に、冷却油の流通を案内する溝をステータのコイルのコイルエンドの表面に形成し、上記ノズルから供給された冷却油をステータのコイルのコイルエンドの上記溝に沿って流通させることにより、当該ステータを冷却油で効率よく冷却できるようにした回転電機を提案している。
For this reason, for example, in
しかしながら、前述したような特許文献1,2等に記載されている従来の回転電機においては、ステータのコイルのコイルエンドに形成した溝内に冷却油を流通させてステータを冷却するようにしているため、冷却油とステータとの熱交換にかかる表面積が比較的小さくなってしまい、冷却効率のさらなる向上が求められている。
However, in the conventional rotating electrical machines described in
このようなことから、本発明は、高い冷却能力を発現することができる回転電機を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can exhibit a high cooling capacity.
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る回転電機は、回転軸の外面に設けられたロータと、前記ロータの外面と所定の間隔を有して対向するように配設されてコアにコイルを巻き付けたステータと、前記コイルのコイルエンドに冷却液を送給する冷却液送給手段とを備えている回転電機において、前記コイルエンドの端部に、前記回転軸の径方向外側に突出する鍔部が設けられると共に、前記冷却液送給手段が、前記冷却液を前記コイルエンドの前記鍔部よりも前記コア側へ送給するものであることを特徴とする。 A rotating electrical machine according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problem is provided with a rotor provided on the outer surface of the rotating shaft and facing the outer surface of the rotor with a predetermined interval. In a rotating electrical machine comprising a stator with a coil wound around a core and a coolant supply means for supplying coolant to the coil end of the coil, a radial direction of the rotating shaft is provided at the end of the coil end. A flange portion protruding outward is provided, and the cooling liquid feeding means feeds the cooling liquid to the core side of the flange portion of the coil end.
第二番目の発明に係る回転電機は、第一番目の発明において、前記鍔部が、前記回転軸の周方向全長にわたって前記コイルエンドに設けられていることを特徴とする。 A rotating electrical machine according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the flange is provided at the coil end over the entire circumferential length of the rotating shaft.
第三番目の発明に係る回転電機は、第一番目又は第二番目の発明において、前記冷却液送給手段が、前記冷却液を前記コイルエンドの上方から送給するものであることを特徴とする。 A rotating electrical machine according to a third invention is characterized in that, in the first or second invention, the coolant feeding means feeds the coolant from above the coil end. To do.
本発明に係る回転電機によれば、冷却液をコイルエンドの外側へ漏らすことなく外周面の大部分に接触させることができることから、冷却液とステータとの熱交換にかかる表面積を従来よりも大きくすることができ、冷却効率が従来よりも向上するようになるので、高い冷却能力を発現することができる。 According to the rotating electrical machine of the present invention, the coolant can be brought into contact with most of the outer peripheral surface without leaking to the outside of the coil end. Therefore, the surface area required for heat exchange between the coolant and the stator is larger than before. Since the cooling efficiency is improved as compared with the prior art, a high cooling capacity can be exhibited.
本発明に係る回転電機の実施形態を図面に基づいて以下に説明するが、本発明は図面に基づいて以下に説明する実施形態のみに限定されるものではない。 Embodiments of a rotating electrical machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to only the embodiments described below with reference to the drawings.
[主な実施形態]
本発明に係る回転電機の主な実施形態を図1に基づいて説明する。図1は、回転電機の概略構造を表す軸方向断面図である。
[Main embodiments]
A main embodiment of a rotating electrical machine according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an axial sectional view showing a schematic structure of a rotating electrical machine.
図1に示すように、水平な軸方向に円筒状をなす密閉型のフレーム11の内部には、水平な軸方向の回転軸12が軸受12aを介して回転可能に支持されており、当該回転軸12は、少なくとも一端側が当該フレーム11の外部に突出するように当該フレーム11を貫通している。上記フレーム11の内部の回転軸12の外周面には、磁力を有するロータ13が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, a
前記フレーム11の内周面には、筒状の鉄心からなるコアに銅線からなるコイルを巻き付けたステータ14が前記ロータ13の外面と所定の間隔を有して対向するようにボルト(図示省略)を介して取り付けられている。上記ステータ14の前記回転軸12の軸方向両端側にそれぞれ位置するコイルエンド14aの端部(前記回転軸12の軸方向外側)には、当該回転軸12の軸方向内側よりも当該回転軸12の径方向外側に突出する鍔部14bが当該回転軸12の周方向全長(回転方向全周)にわたってそれぞれ設けられている。
Bolts (not shown) are arranged on the inner peripheral surface of the
前記フレーム11の最上部の軸方向両端寄りには、前記コイルエンド14aの前記鍔部14bよりも前記コア側(前記回転軸12の軸方向内側)へ先端を向けた供給管15がそれぞれ取り付けられている。前記フレーム11の最下部の軸方向両端寄りには、当該フレーム11の内部と外部とを連通する排出管16がそれぞれ取り付けられている。
A
前記供給管15の基端側は、冷却液である冷却油1を所定の温度に調整して送給する冷却油温調送給機(図示省略)の冷却油送出口にそれぞれ接続している。前記排出管16の基端側は、上記冷却油温調送給機の冷却油受入口にそれぞれ接続している。
The base end side of the
なお、本実施形態では、前記供給管15、前記排出管16、前記冷却油温調送給機等により、冷却液送給手段を構成している。
In the present embodiment, the
このような本実施形態に係る回転電機10の作用を次に説明する。
Next, the operation of the rotating
モータとして利用する場合、前記ステータ14のコイルに電流を流すと、前記ロータ13が回転して前記回転軸12が回転することにより、回転力を得ることができる。他方、発電機として利用する場合、前記回転軸12に回転力を付与すると、前記ロータ13が回転することにより、前記ステータ14のコイルに電流が流れ、電流を取り出すことができる。
When used as a motor, when a current is passed through the coil of the
そして、このようにして回転電機10を作動させる際に、前記冷却油温調送給機を作動させて前記供給管15に冷却油1を送給すると、当該供給管15に送給された冷却油1は、前記コイルエンド14aの前記鍔部14bよりも前記コア側(前記回転軸12の軸方向内側)へ送給され、当該コイルエンド14aの外周面の、前記回転軸12の軸方向のほとんど全長にわたって接触し、当該コイルエンド14aの、上記回転軸12の軸方向外側へ漏れないように当該鍔部14bで案内されながら当該コイルエンド14aの外周面上を上記回転軸12の回転方向に沿って流下することにより、当該コイルエンド14aの外周面の、前記回転軸12の軸方向のほとんど全長と熱交換して、当該ステータ14を冷却する。
And when operating the rotating
前記コイルエンド14aを流下した冷却油1は、前記フレーム11の内部から前記排出管16を介して前記冷却油温調送給機に回収され、当該冷却油温調送給機で温調された後に前記供給管15を介して再び送給されることにより、循環利用される。
The
つまり、本実施形態に係る回転電機10では、前記コイルエンド14aの端部(前記回転軸12の軸方向外側)のみに、鍔部14bを設けるようにしたのである。
That is, in the rotating
このため、本実施形態に係る回転電機10においては、前記コイルエンド14aの外周面の、前記回転軸12の軸方向のほとんど全長にわたって冷却油1を当該回転軸12の軸方向外側へ漏らすことなく接触させることができるので、冷却油1とステータ14との熱交換にかかる表面積を従来よりも大きくすることができ、冷却効率が従来よりも向上するようになる。
For this reason, in the rotating
したがって、本実施形態に係る回転電機10によれば、高い冷却能力を発現することができる。
Therefore, according to the rotary
本発明に係る回転電機は、冷却効率が従来よりも向上し、高い冷却能力を発現することができることから、モータや発電機等を始めとして、各種産業において極めて有効に利用することができる。 The rotating electrical machine according to the present invention can be used extremely effectively in various industries such as motors and generators, because the cooling efficiency can be improved more than before and high cooling capacity can be exhibited.
1 冷却油
10 回転電機
11 フレーム
12 回転軸
12a 軸受
13 ロータ
14 ステータ
14a コイルエンド
14b 鍔部
15 供給管
16 排出管
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ロータの外面と所定の間隔を有して対向するように配設されてコアにコイルを巻き付けたステータと、
前記コイルのコイルエンドに冷却液を送給する冷却液送給手段と
を備えている回転電機において、
前記コイルエンドの端部に、前記回転軸の径方向外側に突出する鍔部が設けられると共に、
前記冷却液送給手段が、前記冷却液を前記コイルエンドの前記鍔部よりも前記コア側へ送給するものである
ことを特徴とする回転電機。 A rotor provided on the outer surface of the rotating shaft;
A stator that is disposed so as to face the outer surface of the rotor with a predetermined interval and has a coil wound around a core;
In a rotating electrical machine comprising: a coolant supply means for supplying coolant to the coil end of the coil;
At the end of the coil end is provided with a flange projecting radially outward of the rotating shaft,
The rotating electrical machine characterized in that the cooling liquid supply means supplies the cooling liquid to the core side rather than the flange portion of the coil end.
前記鍔部が、前記回転軸の周方向全長にわたって前記コイルエンドに設けられている
ことを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electrical machine, wherein the flange is provided at the coil end over the entire circumferential length of the rotating shaft.
前記冷却液送給手段が、前記冷却液を前記コイルエンドの上方から送給するものである
ことを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The rotating electrical machine, wherein the cooling liquid supply means supplies the cooling liquid from above the coil end.
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