JP2011114971A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、固定子鉄心に設けられた切欠きや穴に導電性の通しボルトを貫通させて、固定子鉄心を保持するフレームとブラケット等の導電性構造部品とを締結する回転電機において、運転中に通しボルトとブラケット等の導電性構造部品とを介して流れる循環電流による電流不平衡の改善と、ブラケット等の導電性構造物と通しボルトの締結部の防水性能に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine in which a conductive through bolt is passed through a notch or a hole provided in a stator core, and a frame that holds the stator core and a conductive structural part such as a bracket are fastened. The present invention relates to improvement of current imbalance caused by circulating current flowing through a through bolt and a conductive structural part such as a bracket, and waterproof performance of a fastening portion of the conductive structure such as a bracket and the through bolt.
図3は主たる使用場所が屋外等雨滴にさらされる状況での使用を想定した三相回転電機の固定子鉄心近傍の断面図、図4は図3の小座金7近傍拡大図、図5はシールワッシャ8の断面図である。
フレーム2とブラケット3、4の間の防水性能を確保するために、フレーム2とブラケット3、4との嵌め合い面にシール剤を塗付すると共に、通しボルト5とブラケット3の間に小座金7を挿入してブラケット3と小座金7の間にシール剤7aを塗付し、かつブラケット4とナット6との間にシールワッシャ8を挿入して通しボルト5とナット6を締め付ける方法がある。小座金7の両面にシール剤7aを塗付することで、小座金7と通しボルト5、小座金7とブラケット3とのスキマにシール剤7aが充填され、防水性能を確保している。また、シールワッシャ8は円筒状のゴム部8aとゴム部を保持する薄鋼板8bとで構成されているため、締め付けることによりゴム部8aが圧縮され、ゴム部8aとブラケット4、通しボルト5とが密着することで防水性能を確保している。尚、小座金7とシールワッシャ8の位置は反対でもよく、両側とも小座金7の挿入とシール剤7aの塗付、またはシールワッシャ8の挿入であってもよいことは言うまでもない。
3 is a cross-sectional view of the vicinity of a stator core of a three-phase rotating electrical machine assuming use in a situation where the main use location is exposed to raindrops such as outdoors, FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the washer 7 of FIG. 3, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a washer 8. FIG.
In order to ensure the waterproof performance between the frame 2 and the
三相回転電機では電流不平衡はできるだけ小さいことが望ましく、電流不平衡の原因には電圧の不平衡、固定子鉄心の磁気回路不平衡等がある。この内、三相回転電機において実施可能な対策として固定子鉄心の磁気不平衡の改善がある。固定子鉄心の磁気不平衡は固定子鉄心の磁気回路がアンバランスとなる位置に切欠きや穴が存在すると増大し、さらに切欠きや穴を貫通する導電性の通しボルト5とブラケット3、4とを介して循環電流が流れることでも増大する。三相回転電機の内、固定子鉄心に設けられた切欠きや穴1aが磁気回路としてアンバランスとなる位置に存在し、構造上の制約から固定子鉄心1に通しボルト5を貫通させる必要のあるものは電流不平衡が増大する傾向にある。三相回転電機の実使用上問題ない電流不平衡率は5%以下が望ましいとされているが、5%を超えてしまう場合には電流不平衡を抑制する対策が必要である。
In a three-phase rotating electrical machine, it is desirable that the current imbalance be as small as possible. The causes of the current imbalance include voltage imbalance and stator core magnetic circuit imbalance. Among them, a measure that can be implemented in a three-phase rotating electrical machine is to improve the magnetic unbalance of the stator core. The magnetic unbalance of the stator core increases when a notch or a hole is present at a position where the magnetic circuit of the stator core is unbalanced. Further, the conductive through-
また、固定子鉄心1に設けられた切欠きや穴1aに導電性の通しボルト5を貫通させて、固定子鉄心1を保持するフレーム2とブラケット3,4等の導電性構造部品とを締結している三相回転電機において、運転中に通しボルト5とブラケット3,4等の導電性構造部品とを介して流れる循環電流を遮断し、固定子磁束の変化速度の向上や固定子鉄心1に流れる渦電流による発熱の増加抑制を目的に、通しボルト5へ絶縁ワッシャを挿入する技術は既に公知となっており、この技術を用いることで電流不平衡を改善することが可能となる(例えば、特許文献1、2参照)。
Further, a conductive through
しかしながら、主たる使用場所が屋外等雨滴にさらされる状況での使用を想定した三相回転電機において、防水性能を確保するための図3〜図5に示す従来技術では、シールワッシャ8や小座金7はナット6を締め付けると、ナット6とシールワッシャ8の薄鋼板または小座金7とブラケット3とが接触し、各部品の表面に絶縁性塗料の塗膜があったとしても締結時の回転摩擦によって一部が剥がれて電気的に導通してしまうため、運転中に通しボルト5とブラケット3,4とを介して循環電流が流れ、電流不平衡の抑制効果を得ることができない。
また、前記公報に開示の絶縁ワッシャを通しボルトに挿入する従来技術では、絶縁ワッシャと通しボルトやブラケットの間に水の浸入を防止する機能がなんら言及されていないことから、防水性能を確保することができない。
従って、従来技術では、循環電流の遮断による電流不平衡の改善と防水性能の確保を両立することができない。
However, in the three-phase rotating electric machine that is assumed to be used in a situation where the main use location is exposed to raindrops such as outdoors, the seal washer 8 and the washer 7 are used in the prior art shown in FIGS. When the
Further, in the prior art in which the insulating washer disclosed in the above publication is inserted into the through-bolt, there is no mention of a function for preventing water from entering between the insulating washer and the through-bolt or the bracket, so that waterproof performance is ensured. I can't.
Therefore, in the prior art, it is impossible to achieve both improvement of current imbalance due to interruption of circulating current and securing of waterproof performance.
また、小座金7とブラケット3の間にシール剤7aを塗付することによって防水性能を持たせる場合、作業者の習熟度によってシール剤7aの塗布量や塗付範囲が異なるため、防水性能の品質が安定しない。
また、従来技術におけるシールワッシャ8のゴム8aはニトリルゴムが使用されている。これは使用可能温度範囲が-50℃〜120℃であることから、ブラケット4の通しボルト用穴部分の表面温度が120℃を超えるような三相回転電機では耐熱性と防水性とを両立することができない。
In addition, when the
Further, nitrile rubber is used as the
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、循環電流の遮断による電流不平衡の改善と防水性能の確保を両立することができる回転電機を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine capable of achieving both improvement of current imbalance due to interruption of circulating current and securing of waterproof performance.
またこの発明は、電流不平衡の改善と防水・耐熱性能の確保とを両立することができる回転電機を提供することを目的としている。 Another object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can achieve both improvement in current imbalance and securing waterproof and heat resistant performance.
この発明の回転電機は、上述した目的を達成するために、固定子鉄心に設けられた切欠きや穴に導電性の通しボルトを貫通させて、固定子鉄心を保持するフレームとブラケット等の導電性構造部品とを締結している三相回転電機において、運転中に通しボルトとブラケット等の導電性構造部品とを介して流れる循環電流を遮断するために、通しボルトとブラケット等の導電性構造部品との間に絶縁ワッシャを挿入して電気的に通しボルトとブラケット等の導電性構造部品とを分離し、かつブラケット等の導電性構造部品に設けられた通しボルト用貫通穴から三相回転電機内部への水の浸入を防止するために絶縁ワッシャの内径を通しボルトの不完全ネジ部の外径に対してゼロからマイナス公差としたものである。 In order to achieve the above-described object, the rotating electrical machine of the present invention has conductive frames such as a frame and a bracket that hold the stator core by passing conductive through bolts through notches and holes provided in the stator core. In a three-phase rotating electrical machine that is fastened with a conductive structural part, a conductive structure such as a through-bolt and a bracket is used to cut off a circulating current that flows through the conductive structural part such as a through-bolt and a bracket during operation. Insert an insulating washer between parts to electrically separate through bolts and conductive structural parts such as brackets, and rotate three-phase through through holes for through bolts provided in conductive structural parts such as brackets. In order to prevent water from entering the inside of the electric machine, the inner diameter of the insulating washer is made to pass from the zero to a negative tolerance with respect to the outer diameter of the incomplete screw portion of the bolt.
またこの発明の回転電機は、通しボルトとブラケット等の導電性構造部品との間に挿入した絶縁ワッシャの材質を、ブラケット等の導電性構造部品の通しボルト締結部の表面温度が260℃まで上昇しても使用可能となり、かつ直射日光に対する劣化の耐性が強いガラスファイバー含有PTFEとしたものである。 In the rotating electrical machine of the present invention, the surface temperature of the through bolt fastening portion of the conductive structural part such as the bracket is increased to 260 ° C by using the material of the insulating washer inserted between the through bolt and the conductive structural part such as the bracket. Even in such a case, the glass fiber-containing PTFE can be used and has high resistance to deterioration against direct sunlight.
この発明の回転電機によれば、通しボルトとブラケット等の導電性構造部品との間に内径を通しボルトの不完全ネジ部の外径に対してゼロからマイナス公差とした絶縁ワッシャを挿入して電気的にブラケット等の導電性構造部品とを分離することにより、運転中に通しボルトとブラケット等の導電性構造部品を介して流れる循環電流を遮断し電流不平衡を改善することができる。また、通しボルトと絶縁ワッシャとが締りバメとなり、ブラケット等の導電性構造部品と絶縁ワッシャとは通しボルトを締結することで密着して三相回転電機内部への水の浸入を防止することができる。 According to the rotating electrical machine of the present invention, an insulating washer having a negative tolerance from zero with respect to the outer diameter of the incomplete screw portion of the bolt is inserted between the through bolt and the conductive structural part such as the bracket. By electrically separating the conductive structural parts such as the brackets, the circulating current flowing through the conductive bolts and the conductive structural parts such as the brackets during operation can be cut off, and the current imbalance can be improved. Also, the through bolt and the insulating washer are tightened, and the conductive structural parts such as the bracket and the insulating washer are in close contact with each other by fastening the through bolt to prevent water from entering the three-phase rotating electrical machine. it can.
またこの発明の回転電機によれば、通しボルトとブラケット等の導電性構造部品との間に挿入した絶縁ワッシャの材質をガラスファイバー含有PTFEとすることにより、ブラケット等の導電性構造部品の通しボルト用穴部分の表面温度が260℃まで上昇する場合でも第1の発明に記載の効果を実現することができる。また、ガラスファイバー含有PTFEは直射日光に対する劣化の耐性が強い為、従来技術で使用されているニトリルゴムより長期間防水性能を維持することができる。 Further, according to the rotating electrical machine of the present invention, the insulating washer inserted between the through bolt and the conductive structural part such as the bracket is made of PTFE containing glass fiber, so that the through bolt of the conductive structural part such as the bracket or the like is used. Even when the surface temperature of the service hole rises to 260 ° C., the effect described in the first invention can be realized. Moreover, since the glass fiber-containing PTFE has a strong resistance to deterioration against direct sunlight, the waterproof performance can be maintained for a longer period than the nitrile rubber used in the prior art.
実施例1.
以下に、この発明に係る三相回転電機の実施例1を図1、図2に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
図1はこの発明の実施例1に係る三相回転電機の固定子鉄心近傍を表す断面図、図2はこの発明の実施例1に係る三相回転電機のナット側の絶縁ワッシャ近傍を表す断面拡大図である。
図1において、固定子鉄心1に設けられた穴1aに、導電性の通しボルト5を貫通させて固定子鉄心1を保持するフレーム2とブラケット3、4を締結する際に、通しボルト5とブラケット3、4の間、ブラケット3と通しボルト5の頭部との間、ブラケット4とスペーサ10との間には、大径部と小径部とを有するガラスファイバー含有PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製の環状絶縁ワッシャ9が各々挿入されている。絶縁ワッシャ9は断面形状がL字型になっており、小径部がブラケット3,4の通しボルト用穴部に入り、通しボルト5とブラケット3、4の通しボルト用貫通穴内面との接触をも防いでいる。また、この絶縁ワッシャ9の内径公差は、通しボルト5の不完全ネジ部5aの外径に対してゼロからマイナス公差にて製作されている。ナット側については、図2に示すようにスペーサ10を挿入しナット6が確実に完全ネジ部で締結できるようにしている。
なお、固定子鉄心1に、穴1aに代えて切欠きを設け、この切欠きに導電性の通しボルト5を貫通させて固定子鉄心1を保持するフレーム2とブラケット3、4を締結する場合もある。
Example 1.
Hereinafter, a first embodiment of a three-phase rotating electrical machine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
1 is a sectional view showing the vicinity of a stator core of a three-phase rotating electrical machine according to
In FIG. 1, when the frame 2 holding the
When the
これにより通しボルト5とブラケット3、4が直接接触することを防止できるため、運転中に通しボルト5とブラケット3、4とを介して流れる循環電流を遮断し、三相回転電機の電流不平衡を改善できると共に、通しボルト5の不完全ネジ部5aと絶縁ワッシャ9が締まりバメとなって防水性能を得ることができる。また、絶縁ワッシャ9とブラケット3、4は、通しボルト5とナット6との締結力によって密着し防水性能を得ることができる。
また、図1において、絶縁ワッシャ9の材質がガラスファイバー含有PTFEであるため、通しボルト用穴部の表面温度が260℃まで上昇する三相回転電機においても電流不平衡を改善し、かつ直射日光に晒されても従来技術で使用されるニトリルゴムより長期間防水性能を維持することができる。
As a result, it is possible to prevent the through
In FIG. 1, since the material of the insulating
なお、440V 60Hzを印加したとき、電流不平衡率が5〜6%であった0.4kW 4極 400V級の回転電機に対して、この発明の実施例1で示す絶縁ワッシャ9を通しボルトとブラケットの間に挿入したところ、電流不平衡率を3〜4%に改善することができた。
In addition, when 440V 60Hz was applied, with respect to the 0.4
この発明は、屋外等雨滴にさらされる状況で使用される回転電機として使用されるのに適している。 The present invention is suitable for use as a rotating electric machine used in a situation where it is exposed to raindrops such as outdoors.
1 固定子鉄心、1a 固定子鉄心の通しボルトを通すための穴、2 フレーム、3 ブラケット、4 ブラケット、5 通しボルト、5a 通しボルトの不完全ネジ部、6 ナット、9 絶縁ワッシャ、10 スペーサ 1 Stator Iron Core, 1a Hole for Passing Through Bolt of Stator Core, 2 Frame, 3 Bracket, 4 Bracket, 5 Through Bolt, 5a Incomplete Threaded Part of Through Bolt, 6 Nut, 9 Insulating Washer, 10 Spacer
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JP2009270043A JP2011114971A (en) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | Rotary electric machine |
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