JP2012070552A - Rotary electric machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cool rotor bars efficiently.SOLUTION: A rotary electric machine comprises: a first steel plate group having laminated layers of first steel plates which include first steel plate group slots with circumferential intervals; a second steel plate group 20 having laminated multiple layers of second steel plates 21 which include second steel plate group slots 22; and rotor bars 41 which penetrate the first steel plate group slots and the second steel plate group slots 22. The circumferential position of the second steel plate group slots 22 is same as the one of the first steel group slots. Grooves 15 having openings, which are covered by surfaces of the rotor bars 41 when the rotor bars 41 are inside the first steel plate slots, are arranged inside the first slots to form axial flow paths 19. When the rotor bars 41 are inside the second steel plate slots, rotor bar surrounding gaps 25 are formed between the inner surfaces of the second steel plate group slots 22 and the outer surfaces of the rotor bars 41. The rotor bar surrounding gaps 25 form radial flow paths 29. The axial flow paths 19 communicate with the radial flow paths 29 to form gaseous medium flow paths 30.

Description

本発明は、回転子内に気体媒体が流通可能な回転電機に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine capable of circulating a gas medium in a rotor.

誘導電動機等の回転電機は、回転軸周りを回転する回転子と、この回転子に半径方向空隙を保ちながら回転子を取り囲む固定子と、この固定子等を収容するフレームと、を有する。回転子は、複数の鋼板が積層されてなる回転子鉄心を有する。回転子は、当該回転子鉄心に、金属製の棒材(ロータバー)が軸方向に貫通するように取り付けられるものがある。   A rotary electric machine such as an induction motor includes a rotor that rotates around a rotation axis, a stator that surrounds the rotor while maintaining a radial gap in the rotor, and a frame that accommodates the stator and the like. The rotor has a rotor core formed by laminating a plurality of steel plates. Some rotors are attached to the rotor core so that a metal bar (rotor bar) penetrates in the axial direction.

固定子の巻線に電力を供給すると、回転子鉄心の周りに回転磁界が発生する。このとき、ロータバーには誘導電流が流れるため発熱する。当該発熱により、ロータバーに取り付けられる絶縁部材の劣化が促進される。このため、ロータバーの温度上昇を抑制する必要がある。   When electric power is supplied to the stator windings, a rotating magnetic field is generated around the rotor core. At this time, the rotor bar generates heat because an induced current flows. The heat generation promotes deterioration of the insulating member attached to the rotor bar. For this reason, it is necessary to suppress the temperature rise of the rotor bar.

当該温度上昇の抑制方法は、例えば特許文献1に開示されているように、ロータバーに軸方向に延びる切欠溝が形成されて、当該切欠溝が冷却用の空気を流通させる方法が知られている。   As a method for suppressing the temperature rise, for example, as disclosed in Patent Document 1, a method is known in which a notch groove extending in the axial direction is formed in the rotor bar, and the notch groove circulates cooling air. .

特開平10−178755号公報JP-A-10-178755

上記のような冷却方法では冷却用の空気が軸方向に流通する。回転子の軸方向寸法が大きくなるような大型の回転電機の場合においても、冷却用の気体媒体は回転子の一方の軸方向端部の当該切欠溝に流入して軸方向に流通する。この場合、気体媒体の温度は、上流側よりも下流側の方が高くなる。この場合、当該上流側ではロータバーを冷却できるが、下流側では効率よく冷却することが困難になることがある。   In the cooling method as described above, cooling air flows in the axial direction. Even in the case of a large rotating electrical machine in which the axial dimension of the rotor is large, the cooling gas medium flows into the notch groove at one axial end of the rotor and flows in the axial direction. In this case, the temperature of the gas medium is higher on the downstream side than on the upstream side. In this case, the rotor bar can be cooled on the upstream side, but it may be difficult to cool efficiently on the downstream side.

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ロータバーを効率よく冷却できるようにすることである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to enable efficient cooling of the rotor bar.

上記目的を達成するための本発明に係る回転電機は、所定の軸周りを回転する回転軸と、半径方向および周方向に広がる面を有し前記回転軸を半径方向外側から取り囲むように前記回転軸の外周に固定された略円板状の複数の鋼板が軸方向に積層されてなる回転子鉄心を具備し、前記回転軸と共に回転する回転子と、前記回転子鉄心を軸方向に貫通するように配置されて導電特性を備えた棒材と、前記回転子を半径方向外側から取り囲むように構成された固定子と、を有する回転電機において、前記複数の鋼板は、半径方向外側の端部から内側に向かう複数の第1スロットが周方向に互いに周方向間隔をあけて形成された第1鋼板が積層されて、前記各第1スロットの周方向位置が互いに同じになるように構成された複数の第1鋼板群と、前記第1鋼板群に挟まれるように配置されて、半径方向外側の端部から内側に向かう複数の第2スロットが周方向に互いに周方向間隔をあけて形成された少なくとも1つの第2鋼板と、を含み、前記棒材は、前記各第1スロットおよび各第2スロットを軸方向に貫通するように配置されて、前記各第1スロットは、それぞれ前記棒材が嵌合可能で、内部に前記棒材があるときに開口が前記棒材表面で覆われる溝が形成されて、前記各第1鋼板が軸方向に積層されたときに、周方向位置が同じ前記各溝は、軸方向に連通し気体媒体が流通可能な軸方向流路を形成し、前記各第2スロットは、内部に前記棒材があるときに、前記各第2スロットの内面および開口縁と、前記棒材の外周面と、の間に棒材周辺間隙が形成されて、当該棒材周辺間隙は、半径方向に前記気体媒体が流通可能な半径方向流路を形成し、前記軸方向流路および半径方向流路は、互いに連通して気体媒体流路を形成するように構成されていること、を特徴とする。   In order to achieve the above object, a rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating shaft that rotates around a predetermined axis and a surface that extends in a radial direction and a circumferential direction, so that the rotating shaft is surrounded from the outside in the radial direction. A rotor core formed by laminating a plurality of substantially disc-shaped steel plates fixed to the outer periphery of the shaft in the axial direction, the rotor rotating together with the rotating shaft, and passing through the rotor core in the axial direction In the rotating electrical machine having a bar having a conductive property and a stator configured to surround the rotor from the outside in the radial direction, the plurality of steel plates are radially outer ends. A plurality of first slots facing inward from each other are stacked in a circumferential direction so that the circumferential positions of the first slots are equal to each other. A plurality of first steel plate groups and the front A plurality of second steel plates arranged so as to be sandwiched between first steel plate groups and having a plurality of second slots extending inwardly from the radially outer end, and spaced apart from each other in the circumferential direction; and The rods are arranged so as to penetrate the first slots and the second slots in the axial direction, and the first slots can be fitted with the rods, respectively, When a bar is present, a groove whose opening is covered with the surface of the bar is formed, and when the first steel plates are laminated in the axial direction, the grooves having the same circumferential position communicate with each other in the axial direction. An axial flow path through which the gas medium can flow, and each of the second slots has an inner surface and an opening edge of each second slot and an outer peripheral surface of the rod when the rod is inside. A bar peripheral gap is formed between the bar peripheral gap, A radial flow path through which the gas medium can flow in a radial direction, and the axial flow path and the radial flow path are configured to communicate with each other to form a gas medium flow path; Features.

本発明によれば、ロータバーを効率よく冷却することが可能になる。   According to the present invention, the rotor bar can be efficiently cooled.

本発明に係る第1の実施形態の回転電機の概略正面図である。1 is a schematic front view of a rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention. 図1のII−II矢視の一部を示す概略部分横断面図である。It is a general | schematic partial cross-sectional view which shows a part of II-II arrow view of FIG. 図1のIII−III矢視の一部を示す概略部分横断面図である。It is a general | schematic fragmentary cross-sectional view which shows a part of III-III arrow view of FIG. 図1の第2鋼板群等の一部を模式的に示す概略部分斜視図である。FIG. 3 is a schematic partial perspective view schematically showing a part of the second steel plate group and the like in FIG. 1. 本発明に係る第2の実施形態の回転電機の回転子等の概略正面図である。It is a schematic front view of the rotor etc. of the rotary electric machine of 2nd Embodiment which concerns on this invention.

以下、本発明に係る回転電機の実施形態について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of a rotating electrical machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
本発明に係る第1の実施形態の回転電機について、図1〜図4を用いて説明する。図1は、本実施形態の回転電機の概略正面図である。図2は、図1のII−II矢視の一部を示す概略部分横断面図である。図3は、図1のIII−III矢視の一部を示す概略部分横断面図である。図4は、図1の第2鋼板群20等の一部を模式的に示す概略部分斜視図である。
[First Embodiment]
A rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic front view of the rotating electrical machine of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view showing a part of the view taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view showing a part of the view taken along arrows III-III in FIG. FIG. 4 is a schematic partial perspective view schematically showing a part of the second steel plate group 20 and the like of FIG.

先ず、本実施形態の回転電機の構成について説明する。   First, the configuration of the rotating electrical machine of the present embodiment will be described.

この回転電機は、水平軸周りを回転する回転軸1と、この回転軸1と共に回転し略円筒状の回転子2と、回転子2を軸方向に貫通するように配置された複数の棒材(ロータバー41)と、短絡環42と、回転子2を半径方向外側から取り囲むように構成された固定子4と、これらを収容するフレーム(図示せず)と、を有する。   The rotating electrical machine includes a rotating shaft 1 that rotates around a horizontal axis, a substantially cylindrical rotor 2 that rotates together with the rotating shaft 1, and a plurality of bar members that are disposed so as to penetrate the rotor 2 in the axial direction. (Rotor bar 41), a short-circuit ring 42, a stator 4 configured to surround the rotor 2 from the outside in the radial direction, and a frame (not shown) for housing them.

詳細な図示は省略するが、フレームの上方(鉛直上方)には、空気吸込口および空気排気口が形成される。空気吸込口は、回転子2の軸方向両側の端部の上方付近に形成される。空気排気口は、回転子2の軸方向中央に形成される。   Although detailed illustration is omitted, an air suction port and an air exhaust port are formed above the frame (vertically above). The air inlet is formed in the vicinity of the upper part of the end portions on both axial sides of the rotor 2. The air exhaust port is formed at the center in the axial direction of the rotor 2.

また、フレーム内には、空気を吸い込むためのファン(図示せず)が設けられている。このファンによって、フレーム内に空気の流れが発生する。当該空気は、後述する冷却空気用流路30に沿って流通する。   A fan (not shown) for sucking air is provided in the frame. This fan generates an air flow in the frame. The air circulates along a cooling air channel 30 described later.

回転子2の半径方向外側と、固定子4の半径方向内側との間には、所定の半径方向空隙3が形成される。当該半径方向空隙3は、軸方向に沿って空気が流通可能である。   A predetermined radial gap 3 is formed between the radially outer side of the rotor 2 and the radially inner side of the stator 4. The radial gap 3 allows air to flow along the axial direction.

回転子2は、回転子鉄心を有する。この回転子鉄心は、複数の鋼板を有し、これらが積層されて構成される。これらの鋼板は、2種類の鋼板、すなわち、第1鋼板11および第2鋼板21を含む。   The rotor 2 has a rotor core. This rotor core has a plurality of steel plates, and these are laminated. These steel plates include two types of steel plates, that is, a first steel plate 11 and a second steel plate 21.

第1鋼板11は、半径方向および周方向に広がる面、すなわち回転軸1に垂直な面を有し、回転軸1を半径方向外側から取り囲むように回転軸1の外周に固定された穴あき円板状である。当該第1鋼板11の半径方向外側には、外周端部から内側に向かうように複数の第1鋼板群スロット12が形成される。これらの第1鋼板群スロット12は、周方向に沿って互いに周方向間隔をあけて形成される(図2)。   The first steel plate 11 has a surface extending in the radial direction and the circumferential direction, that is, a surface perpendicular to the rotating shaft 1, and a perforated circle fixed to the outer periphery of the rotating shaft 1 so as to surround the rotating shaft 1 from the outside in the radial direction. It is plate-shaped. A plurality of first steel plate group slots 12 are formed on the outer side in the radial direction of the first steel plate 11 so as to go inward from the outer peripheral end. These first steel plate group slots 12 are formed at intervals in the circumferential direction along the circumferential direction (FIG. 2).

第2鋼板21は、第1鋼板11と同様に、半径方向および周方向に広がる面を有し、回転軸1を半径方向外側から取り囲むように回転軸1の外周に固定された穴あき円板状である。当該第2鋼板21の半径方向外側には、外周端部から内側に向かうように複数の第2鋼板群スロット22が形成される。これらの第2鋼板群スロット22は、周方向に沿って互いに周方向間隔をあけて形成される(図3)。   Similar to the first steel plate 11, the second steel plate 21 has a surface extending in the radial direction and the circumferential direction, and is a perforated disc fixed to the outer periphery of the rotary shaft 1 so as to surround the rotary shaft 1 from the outside in the radial direction. Is. A plurality of second steel plate group slots 22 are formed on the outer side in the radial direction of the second steel plate 21 so as to go inward from the outer peripheral end. These 2nd steel plate group slots 22 are formed in the circumferential direction at intervals in the circumferential direction (FIG. 3).

回転子鉄心は、複数の第1鋼板11を有する第1鋼板群10と、複数の第2鋼板21を有する第2鋼板群20と、を有する。   The rotor core includes a first steel plate group 10 having a plurality of first steel plates 11 and a second steel plate group 20 having a plurality of second steel plates 21.

第1鋼板群10は、第1鋼板11が軸方向に複数積層されて構成される。本実施形態の第1鋼板群10は、軸方向に互いに軸方向間隔をあけて4個配置されている。各軸方向間隔には、第2鋼板群20がそれぞれ挿入される。各第1鋼板群10の第1鋼板11の各第1鋼板群スロット12の周方向位置が互いに同じになるように、第1鋼板11が積層される。すなわち、周方向位置が同じ第1鋼板群スロット12は、軸方向に貫通する貫通穴を形成する。   The first steel plate group 10 includes a plurality of first steel plates 11 laminated in the axial direction. Four first steel plate groups 10 of the present embodiment are arranged in the axial direction with an axial interval therebetween. The second steel plate group 20 is inserted into each axial interval. The first steel plates 11 are laminated so that the circumferential positions of the first steel plate groups slots 12 of the first steel plates 11 of the first steel plate groups 10 are the same. That is, the first steel plate group slot 12 having the same circumferential position forms a through hole penetrating in the axial direction.

第2鋼板群20は、第2鋼板12が軸方向に複数積層されて構成される。本実施形態の第2鋼板群20は、上述したように、軸方向に隣り合う第1鋼板群10の間に挿入される。すなわち、回転子2は、3個の第2鋼板群20を有する。各第2鋼板群20は、軸方向両側の第1鋼板群10に挟まれて固定されている。   The second steel plate group 20 includes a plurality of second steel plates 12 laminated in the axial direction. As described above, the second steel plate group 20 of the present embodiment is inserted between the first steel plate groups 10 adjacent in the axial direction. That is, the rotor 2 has three second steel plate groups 20. Each second steel plate group 20 is sandwiched and fixed between first steel plate groups 10 on both axial sides.

第2鋼板群20の第2鋼板21の各第2鋼板群スロット22の周方向位置が互いに同じになるように、第2鋼板21が積層される。   The second steel plates 21 are laminated such that the circumferential positions of the second steel plate groups slots 22 of the second steel plates 21 of the second steel plate group 20 are the same.

また、各第2鋼板群スロット22の周方向位置は、第1鋼板群スロット12の周方向位置と同じになるように配置される。すなわち、周方向位置が同じ第1鋼板群スロット12および第2鋼板群スロット22は、軸方向に貫通する貫通穴を形成する。第1および第2鋼板群スロット12、22の軸方向に垂直な断面形状については、後で説明する。   The circumferential position of each second steel plate group slot 22 is arranged to be the same as the circumferential position of the first steel plate group slot 12. That is, the first steel plate group slot 12 and the second steel plate group slot 22 having the same circumferential position form a through hole penetrating in the axial direction. The cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the first and second steel plate group slots 12 and 22 will be described later.

ロータバー41は、銅合金等の導電性材料により形成されて、第1鋼板群スロット12および第2鋼板群スロット22により形成される上記貫通穴それぞれに1つずつ嵌合するように配置される。各ロータバー41の軸方向端部は、回転子2の軸方向端部から軸方向外側に突出する。すなわち、各ロータバー41は、軸方向端部が第1鋼板群10の軸方向端部にある第1鋼板11よりも軸方向外側にあるように配置される。   The rotor bar 41 is made of a conductive material such as a copper alloy, and is disposed so as to be fitted into each of the through holes formed by the first steel plate group slot 12 and the second steel plate group slot 22. An axial end portion of each rotor bar 41 protrudes axially outward from the axial end portion of the rotor 2. That is, each rotor bar 41 is disposed such that the axial end portion is on the axially outer side than the first steel plate 11 at the axial end portion of the first steel plate group 10.

短絡環42は、導電性材料により形成されるリング状の部材で、回転子2の軸方向両側それぞれに配置される。短絡環42それぞれは、軸方向端部(図1における左側)から突出する各ロータバー41を電気的に接続する。   The short-circuit ring 42 is a ring-shaped member formed of a conductive material, and is disposed on each side of the rotor 2 in the axial direction. Each of the short-circuit rings 42 electrically connects each rotor bar 41 protruding from the axial end (left side in FIG. 1).

各第1鋼板群スロット12は、軸方向に垂直な断面形状がロータバー41の横断面とほぼ同じ形状で、ロータバー41が嵌合可能である。第1鋼板群スロット12に嵌合されているときのロータバー41の半径方向外側面は、上述した半径方向空隙3に面している。   Each first steel plate group slot 12 has a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction substantially the same as the cross-section of the rotor bar 41, and the rotor bar 41 can be fitted therein. The outer surface in the radial direction of the rotor bar 41 when fitted in the first steel plate group slot 12 faces the radial gap 3 described above.

各第1鋼板群スロット12の半径方向内側、すなわち、第1鋼板群スロット12の底部には、第1鋼板群溝15が形成される。この第1鋼板群溝15の開口部は、ロータバー41が第1鋼板群スロット12内にあるときにロータバー41の表面で覆われる。各第1鋼板11が軸方向に積層されたときに、周方向位置が同じ各第1鋼板群溝15は、軸方向に直線的に連通し気体媒体(空気)が流通可能な軸方向流路19を形成する。   A first steel plate group groove 15 is formed on the radially inner side of each first steel plate group slot 12, that is, on the bottom of the first steel plate group slot 12. The opening of the first steel plate group groove 15 is covered with the surface of the rotor bar 41 when the rotor bar 41 is in the first steel plate group slot 12. When the first steel plates 11 are laminated in the axial direction, the first steel plate group grooves 15 having the same circumferential position are linearly communicated in the axial direction so that a gas medium (air) can flow therethrough. 19 is formed.

各第2鋼板群スロット22は、軸方向に垂直な断面形状がロータバー41の横断面よりも大きくなるように形成されている。このため、第2鋼板群スロット22の内部にロータバー41があるときに、第2鋼板群スロット22は、第2鋼板群スロット22の内面および開口部の縁部それぞれと、ロータバー41の外周面との間に第2鋼板群ロータバー周辺間隙25が形成される。当該第2鋼板群ロータバー周辺間隙25は、半径方向に空気が流通可能な半径方向流路29を形成する(図3)。第2鋼板群20は複数の第2鋼板21が軸方向に積層されて構成されているため、軸方向に隣接する当該間隙は、軸方向に互いに連通して1つの半径方向流路29を形成する。   Each of the second steel plate group slots 22 is formed so that the cross-sectional shape perpendicular to the axial direction is larger than the cross-section of the rotor bar 41. Therefore, when the rotor bar 41 is inside the second steel plate group slot 22, the second steel plate group slot 22 includes the inner surface of the second steel plate group slot 22 and the edge of the opening, and the outer peripheral surface of the rotor bar 41. A second steel plate group rotor bar peripheral gap 25 is formed between the two. The second steel plate group rotor bar peripheral gap 25 forms a radial flow path 29 through which air can flow in the radial direction (FIG. 3). Since the second steel plate group 20 is configured by laminating a plurality of second steel plates 21 in the axial direction, the gaps adjacent in the axial direction communicate with each other in the axial direction to form one radial flow path 29. To do.

図1における左右両側の第1鋼板群10の軸方向流路19は、それぞれ半径方向流路29に連通する。左右両側の軸方向流路19および中央の半径方向流路29で、1つの冷却空気用流路30を形成する。すなわち、1つの第1鋼板11に形成される第1鋼板群スロット12の数、および1つの第2鋼板21に形成される第2鋼板群スロット22の数だけ、冷却空気用流路30が形成される。   The axial flow paths 19 of the first steel plate group 10 on both the left and right sides in FIG. 1 communicate with the radial flow path 29, respectively. One cooling air flow path 30 is formed by the axial flow path 19 on both the left and right sides and the central radial flow path 29. That is, the cooling air flow path 30 is formed by the number of first steel plate group slots 12 formed in one first steel plate 11 and the number of second steel plate group slots 22 formed in one second steel plate 21. Is done.

固定子4には、ダクト4aが3箇所形成されている。これらのダクト4aは、各第2鋼板群20の半径方向外側にそれぞれ形成される。なお、図1では、ダクト4aは2点鎖線により仮想的に示している。これらのダクト4aは、内部を流れる空気が固定子4の半径方向外側に排出されるように形成されている。   The stator 4 is formed with three ducts 4a. These ducts 4 a are formed on the outer sides in the radial direction of the respective second steel plate groups 20. In FIG. 1, the duct 4a is virtually shown by a two-dot chain line. These ducts 4 a are formed so that the air flowing inside is discharged to the outside in the radial direction of the stator 4.

続いて本実施形態の回転電機のロータバー41を冷却するための空気の流れについて説明する。   Then, the flow of the air for cooling the rotor bar 41 of the rotary electric machine of this embodiment is demonstrated.

誘導電動機の動作するときにファンが駆動される。ファンの駆動により空気取入口からフレームの外の空気が流入される。流入された空気は、回転子2の軸方向両側から半径方向中央に向かって、図1の矢印X1の方向に半径方向空隙3へ流入する。このとき、当該空気は、軸方向両側の軸方向流路19にも流入する。   The fan is driven when the induction motor operates. Air outside the frame flows in from the air intake by driving the fan. The inflowed air flows into the radial gap 3 in the direction of arrow X1 in FIG. 1 from both axial sides of the rotor 2 toward the radial center. At this time, the air also flows into the axial flow path 19 on both axial sides.

半径方向空隙3を流通する空気は、第1鋼板群10の外周面と、ロータバー41の半径方向外側面と、を冷却しながら流通する。当該空気は、第2鋼板群20がある軸方向中央まで流通した後に、空気排出口に向かって上方(図1の矢印X2方向)に流れて、固定子4内に形成されるダクト4aを通って、固定子4の半径方向外側に排出される。固定子4の外に排出された空気は、空気排出口から排出される。   The air flowing through the radial gap 3 flows while cooling the outer peripheral surface of the first steel plate group 10 and the radially outer surface of the rotor bar 41. After the second steel sheet group 20 has circulated to the center in the axial direction, the air flows upward (in the direction of arrow X2 in FIG. 1) toward the air discharge port, and passes through the duct 4a formed in the stator 4. Then, it is discharged radially outward of the stator 4. The air discharged out of the stator 4 is discharged from the air discharge port.

軸方向流路19を流通した空気は、第1鋼板群10およびロータバー41を冷却しながら第2鋼板群20の半径方向流路29に流れ込む。半径方向流路29に流れ込んだ空気は、半径方向外側に向かって流れて、半径方向空隙3に流出する。半径方向空隙3に流れ込んだ空気は、ダクト4a内を流れて、固定子4の半径方向外側に排出される。この後に、当該空気は、図1における上方に向かって流れて空気排出口から排出される。   The air flowing through the axial flow path 19 flows into the radial flow path 29 of the second steel plate group 20 while cooling the first steel plate group 10 and the rotor bar 41. The air that has flowed into the radial flow path 29 flows outward in the radial direction and flows out into the radial gap 3. The air that has flowed into the radial gap 3 flows through the duct 4 a and is discharged to the outside in the radial direction of the stator 4. Thereafter, the air flows upward in FIG. 1 and is discharged from the air discharge port.

以上の説明からわかるように本実施形態によれば、回転子鉄心の軸方向両側から冷却用の空気を流入して上記のように排出することが可能になる。このため、回転電機が大型化して回転子2の軸方向寸法が大きくなる場合でも、回転子2の軸方向中心付近も効率よく冷却できる。   As can be seen from the above description, according to the present embodiment, cooling air can be introduced from both axial sides of the rotor core and discharged as described above. For this reason, even when the rotating electrical machine becomes larger and the axial dimension of the rotor 2 becomes larger, the vicinity of the axial center of the rotor 2 can be efficiently cooled.

また、本実施形態によれば、軸方向流路19および半径方向流路29が形成されることにより、ロータバー41の半径方向外側面以外の部位を、冷却することが可能になる。このため、ロータバー41を効率よく冷却することが可能になる。   In addition, according to the present embodiment, by forming the axial flow path 19 and the radial flow path 29, it is possible to cool the portions other than the radially outer surface of the rotor bar 41. For this reason, it becomes possible to cool the rotor bar 41 efficiently.

また、第2鋼板群20に半径方向流路29を形成しているため、半径方向流路29の周辺の強度低下を抑制できる。   Moreover, since the radial direction flow path 29 is formed in the 2nd steel plate group 20, the strength reduction of the periphery of the radial direction flow path 29 can be suppressed.

[第2の実施形態]
本発明に係る第2の実施形態の回転電機について、図5を用いて説明する。図5は、本実施形態の回転電機の回転子2等の概略正面図で、回転電機の第1および第2鋼板群10、20と、ロータバー41等を示す。なお、本実施形態は、第1の実施形態(図1〜図4)の変形例であって、第1の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
[Second Embodiment]
A rotating electrical machine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic front view of the rotor 2 and the like of the rotating electrical machine of the present embodiment, and shows the first and second steel plate groups 10 and 20 and the rotor bar 41 and the like of the rotating electrical machine. In addition, this embodiment is a modification of 1st Embodiment (FIGS. 1-4), Comprising: The same code | symbol is attached | subjected to the same part or similar part as 1st Embodiment, and duplication description is carried out. Omitted.

本実施形態の回転電機の回転子2は、6個の第1鋼板群10と、5枚の第2鋼板21を有する。6個の第1鋼板群10は、軸方向に互いに間隔をあけて配置される。各間隔それぞれには、第2鋼板21が1枚ずつ挿入される。すなわち、本実施形態の回転子2は、図5に示すように、左方から第1鋼板群10および第2鋼板21が交互になるように配置される。各第2鋼板21は、軸方向両側の第1鋼板群10に挟まれて固定される。   The rotor 2 of the rotating electrical machine according to the present embodiment has six first steel plate groups 10 and five second steel plates 21. The six first steel plate groups 10 are arranged at intervals in the axial direction. One second steel plate 21 is inserted into each interval. That is, the rotor 2 of this embodiment is arrange | positioned so that the 1st steel plate group 10 and the 2nd steel plate 21 may become alternate from the left, as shown in FIG. Each second steel plate 21 is sandwiched and fixed between first steel plate groups 10 on both axial sides.

第2鋼板21がある位置で、冷却用の空気が半径方向外側に流れるため、回転子2内におけるロータバー41の軸方向の冷却分布がより均一になり、回転子2を効率よく冷却することが可能になる。   Since cooling air flows radially outward at a position where the second steel plate 21 is present, the cooling distribution in the axial direction of the rotor bar 41 in the rotor 2 becomes more uniform, and the rotor 2 can be efficiently cooled. It becomes possible.

[その他の実施形態]
上記実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は本実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
[Other Embodiments]
The description of the above embodiment is an example for explaining the present invention, and does not limit the invention described in the claims. Moreover, each part structure of this invention is not restricted to this embodiment, A various deformation | transformation is possible within the technical scope as described in a claim.

例えば、第2の実施形態で、5枚の第2鋼板21それぞれを、5個の第2鋼板群20に変えてもよい。また、第2鋼板群20を5個以上配置してもよい。   For example, in the second embodiment, each of the five second steel plates 21 may be changed to five second steel plate groups 20. Further, five or more second steel plate groups 20 may be arranged.

また、第1および第2の実施形態では、回転子2の軸方向両側から空気が流通するように構成されているが、これに限らない。回転子2の軸方向の一方の側から空気が流れるように構成してもよい。   Moreover, in 1st and 2nd embodiment, although it is comprised so that air may distribute | circulate from the axial direction both sides of the rotor 2, it is not restricted to this. You may comprise so that air may flow from the one side of the axial direction of the rotor 2. FIG.

1…回転軸、2…回転子、3…半径方向空隙、4…固定子、4a…ダクト、10…第1鋼板群、11…第1鋼板、12…第1鋼板群スロット、15…第1鋼板群溝、19…軸方向流路、20…第2鋼板群、21…第2鋼板、22…第2鋼板群スロット、25…第2鋼板群ロータバー周辺間隙、29…半径方向流路、30…冷却空気用流路、41…ロータバー、42…短絡環 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary shaft, 2 ... Rotor, 3 ... Radial space | gap, 4 ... Stator, 4a ... Duct, 10 ... 1st steel plate group, 11 ... 1st steel plate group, 12 ... 1st steel plate group slot, 15 ... 1st Steel plate group groove, 19 ... axial flow path, 20 ... second steel plate group, 21 ... second steel plate, 22 ... second steel plate group slot, 25 ... second steel plate group rotor bar peripheral gap, 29 ... radial flow path, 30 ... cooling air flow path, 41 ... rotor bar, 42 ... short-circuit ring

Claims (8)

所定の軸周りを回転する回転軸と、
半径方向および周方向に広がる面を有し前記回転軸を半径方向外側から取り囲むように前記回転軸の外周に固定された略円板状の複数の鋼板が軸方向に積層されてなる回転子鉄心を具備し、前記回転軸と共に回転する回転子と、
前記回転子鉄心を軸方向に貫通するように配置されて導電特性を備えた棒材と、
前記回転子を半径方向外側から取り囲むように構成された固定子と、
を有する回転電機において、
前記複数の鋼板は、
半径方向外側の端部から内側に向かう複数の第1スロットが周方向に互いに周方向間隔をあけて形成された第1鋼板が積層されて、前記各第1スロットの周方向位置が互いに同じになるように構成された複数の第1鋼板群と、
前記第1鋼板群に挟まれるように配置されて、半径方向外側の端部から内側に向かう複数の第2スロットが周方向に互いに周方向間隔をあけて形成された少なくとも1つの第2鋼板と、を含み、
前記棒材は、前記各第1スロットおよび各第2スロットを軸方向に貫通するように配置されて、
前記各第1スロットは、それぞれ前記棒材が嵌合可能で、内部に前記棒材があるときに開口が前記棒材表面で覆われる溝が形成されて、
前記各第1鋼板が軸方向に積層されたときに、周方向位置が同じ前記各溝は、軸方向に連通し気体媒体が流通可能な軸方向流路を形成し、
前記各第2スロットは、内部に前記棒材があるときに、前記各第2スロットの内面および開口縁と、前記棒材の外周面と、の間に棒材周辺間隙が形成されて、
当該棒材周辺間隙は、半径方向に前記気体媒体が流通可能な半径方向流路を形成し、
前記軸方向流路および半径方向流路は、互いに連通して気体媒体流路を形成するように構成されていること、
を特徴とする回転電機。
A rotation axis that rotates around a predetermined axis;
A rotor core formed by laminating a plurality of substantially disc-shaped steel plates that are fixed to the outer periphery of the rotary shaft so as to surround the rotary shaft from the outer side in the radial direction and have surfaces that extend in the radial direction and the circumferential direction. A rotor that rotates together with the rotating shaft;
A rod provided with conductive properties arranged to penetrate the rotor core in the axial direction;
A stator configured to surround the rotor from outside in the radial direction;
In a rotating electrical machine having
The plurality of steel plates are:
A plurality of first steel plates in which a plurality of first slots directed inward from the radially outer end are formed in a circumferential direction with a circumferential interval therebetween are laminated, and the circumferential positions of the first slots are the same as each other. A plurality of first steel plate groups configured to be;
A plurality of second steel plates arranged so as to be sandwiched between the first steel plate groups, and having a plurality of second slots directed inward from the radially outer end portions, and spaced apart from each other in the circumferential direction; Including,
The bar is disposed so as to penetrate each first slot and each second slot in the axial direction,
Each of the first slots is formed with a groove in which the bar can be fitted, and the opening is covered with the bar surface when the bar is inside,
When the first steel plates are laminated in the axial direction, the grooves having the same circumferential position form an axial flow path that communicates in the axial direction and allows a gas medium to flow.
When each of the second slots has the bar inside, a bar peripheral gap is formed between the inner surface and the opening edge of each second slot and the outer peripheral surface of the bar,
The bar peripheral gap forms a radial flow path through which the gas medium can flow in the radial direction,
The axial flow path and the radial flow path are configured to communicate with each other to form a gas medium flow path;
Rotating electric machine.
前記第2鋼板は互いに軸方向間隔をあけて配置されて、前記第1鋼板群が前記軸方向間隔内に配置されていること、を特徴とする請求項1に記載の回転電機。   2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the second steel plates are arranged with an axial interval therebetween, and the first steel plate group is arranged within the axial interval. 複数の前記第2鋼板が軸方向に積層されてなる少なくとも1つの第2鋼板群を有し、
前記第2鋼板群は、軸方向に隣接する前記第2鋼板の前記第2スロットの前記棒材周辺間隙が、軸方向に連通して1つの前記半径方向流路を形成するように構成されていること、
を特徴とする請求項1に記載の回転電機。
Having at least one second steel plate group in which a plurality of the second steel plates are laminated in the axial direction;
The second steel plate group is configured such that the gap around the bar of the second slot of the second steel plate adjacent in the axial direction communicates in the axial direction to form one radial flow path. Being
The rotating electrical machine according to claim 1.
複数の前記第2鋼板群が互いに軸方向間隔をあけて配置されて、
前記各第2鋼板群は、前記第1鋼板群に挟まれるように配置されていること、
を特徴とする請求項3に記載の回転電機。
A plurality of the second steel sheet groups are arranged with an axial interval therebetween,
Each said 2nd steel plate group being arrange | positioned so that it may be pinched | interposed into the said 1st steel plate group,
The rotating electrical machine according to claim 3.
前記第2鋼板群が軸方向中央に配置されて、
前記第2鋼板群の軸方向両側それぞれに前記第1鋼板群が配置されていること、
を特徴とする請求項3に記載の回転電機。
The second steel plate group is disposed in the center in the axial direction,
The first steel plate group is disposed on each of both axial sides of the second steel plate group;
The rotating electrical machine according to claim 3.
前記気体媒体流路は、前記各軸方向流路を流通する前記気体媒体が、前記半径方向流路を流通した後に前記第2スロットの開口部から前記第2鋼板の半径方向外側に排出されるように、形成されていること、を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の回転電機。   In the gas medium flow path, the gas medium flowing through the axial flow paths is discharged from the opening of the second slot to the outside in the radial direction of the second steel plate after flowing through the radial flow path. The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotating electrical machine is formed as described above. 前記気体媒体流路は、前記気体媒体が、前記回転子鉄心の少なくとも一方の軸方向端部に開口する前記軸方向流路から流入した後に、前記各第2鋼板の前記半径方向流路に流入して、前記第2スロットの前記開口部から排出されるように形成されていること、を特徴とする請求項6に記載の回転電機。   The gas medium flow path flows into the radial flow path of each of the second steel plates after the gas medium flows from the axial flow path that opens at at least one axial end of the rotor core. The rotating electrical machine according to claim 6, wherein the rotating electrical machine is formed so as to be discharged from the opening of the second slot. 前記各棒材は、前記回転子の軸方向両側に突出して、前記各棒材の一方の軸方向端部を互いに接続する短絡環が配置されていること、を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の回転電機。   The said each bar is protruded in the axial direction both sides of the said rotor, The short circuit ring which connects the one axial direction edge part of each said bar is arrange | positioned, The 1 thru | or Claim characterized by the above-mentioned. Item 8. The rotating electrical machine according to any one of Items 7 to 9.
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