JP2014180093A - End cutting device of stator coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大型の発電機やモータ等の回転電気機器における固定子コイルの端部を効率よく切断する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for efficiently cutting an end portion of a stator coil in a rotating electrical apparatus such as a large generator or motor.
発電機やモータ等の回転電気機器は、筒状の固定子とその内側で回転する回転子により構成される。固定子は薄板状の磁性材料を積み重ねた積層鉄心の中に銅やアルミニュウム製の多数の固定子コイルが所定間隔で整列して埋め込まれ、各固定子コイルの隣接する両端部は互いに連結されている。この回転電気機器を解体したりオーバーホールする際には、ケーシングの先端部及び後端部の撤去、回転子の軸受部の解体の後、牽引装置により回転子をケーシング外に引っ張り出す。その後、固定子の内側にできた空間に作業員が入って足場を設置し、固定子の端部に露出した固定子コイルの連結部分(通称、エンドコイル)を回転ドリルやバンドソー等の工具を用いて人力により切断し、積層鉄心を抜き出し可能な状態にしてから、吊搬装置等によって積層鉄心のブロックごとに横方向(発電機やモータの軸心方向)に取り出していた。
一方、上記エンドコイルを機械により切断する装置として、例えば特許文献1に、回転電気機器の固定子から回転子を取り出した後、固定子の軸方向を上下にして基盤上に載置し、その基盤上に移動自在に設置される支柱と、その支柱に回転自在に支持された駆動アームと、筒状体の端部(エンドコイル)を切断するために駆動アームに設けられた回転カッターと、駆動アームを回転駆動するための駆動装置を備えた筒状体の端部切断装置が開示されている。
Rotating electrical equipment such as a generator and a motor includes a cylindrical stator and a rotor that rotates inside the stator. In the stator, a large number of stator coils made of copper or aluminum are embedded at predetermined intervals in a laminated iron core in which thin plate-like magnetic materials are stacked, and adjacent ends of each stator coil are connected to each other. Yes. When disassembling or overhauling the rotating electrical apparatus, the rotor is pulled out of the casing by a traction device after removing the front end portion and the rear end portion of the casing and dismantling the bearing portion of the rotor. After that, a worker enters the space inside the stator and installs the scaffold, and the connection part (commonly known as the end coil) of the stator coil exposed at the end of the stator is used with a tool such as a rotary drill or a band saw. After being used and cut by human power so that the laminated iron core can be pulled out, it is taken out laterally (in the axial direction of the generator or motor) for each block of the laminated iron core by a lifting device or the like.
On the other hand, as an apparatus for cutting the end coil by a machine, for example, in
上記のように、特許文献1に記載の筒状体の端部切断装置は、固定子の軸方向が上下(すなわち縦)方向に配置された状態で使用されるため、多くの火力・原子力発電所のように回転軸が水平(横向き)のタービンと同軸上に設置された回転電気機器(発電機)に適用する場合、その回転電気機器(発電機)を90度回転させる必要があるため、多大な労力が掛る問題がある。
As described above, the cylindrical body end cutting device described in
そこで本発明では、回転電気機械の向きを横向きのまま解体あるいはオーバーホールするための回転電気機器の固定子コイルの端部切断装置を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a stator coil end cutting device for a rotating electrical machine for disassembling or overhauling the rotating electrical machine in the horizontal direction.
すなわち本発明は、水平方向に設置された回転電気機器の固定子コイルの端部を切断する回転切削刃を支持するとともに固定子の半径方向に伸縮可能なアームと、前記アームを固定子の円周に沿って回転させるアーム軸およびアーム回転用モータと、前記アーム軸から前記固定子に向かって放射状に配置される複数の伸縮自在な芯出・固定脚を有することを特徴とする。このように構成することにより、複数の芯出・固定脚を均等に伸ばすことで水平方向に設置された回転電気機器の軸心上に前記アーム軸を設置でき、前記アームをエンドコイルの円周に沿って回転可能となるため、エンドコイルの切削が自動かつ均等に行える。 That is, the present invention provides an arm that supports a rotary cutting blade that cuts an end of a stator coil of a rotary electric device installed in a horizontal direction and that can extend and contract in a radial direction of the stator, and the arm is connected to a circle of the stator. An arm shaft and an arm rotation motor that rotate along the circumference, and a plurality of telescopic centering and fixing legs that are radially arranged from the arm shaft toward the stator. With this configuration, the arm shaft can be installed on the axis of a rotating electrical device installed in a horizontal direction by extending a plurality of centering / fixing legs evenly, and the arm can be placed on the circumference of the end coil. Therefore, the end coil can be cut automatically and evenly.
また、上記切断装置はその構成部品の配置として、アーム、芯出・固定脚、アーム回転用モータの順に配置したことを特徴とする。このように構成することにより、回転電気機器の端部に配置されるエンドコイルと回転切削刃の位置を合わせた際に芯出・固定脚やモータ支持脚を固定子コイルの位置において支持することが可能となる。
Further, the cutting device is characterized in that the components are arranged in the order of the arm, the centering / fixing leg, and the arm rotating motor. By configuring in this way, the centering / fixing leg and the motor support leg are supported at the position of the stator coil when the position of the end cutting coil arranged at the end of the rotating electrical device and the position of the rotary cutting blade is matched. Is possible.
また、上記切断装置において前記アーム回転用モータにモータ支持脚を設けたことを特徴とする。このように構成することにより、上記切断装置のうち重量の大きいアーム回転用モータの荷重を支持して姿勢バランスが保たれるとともに、切削時の回転切削刃からの反力を芯出・固定脚とモータ支持脚の2か所で受けることにより回転電気機器の軸心上から前記アーム軸が逸れることを防止できる。 In the cutting apparatus, a motor support leg is provided on the arm rotation motor. With this configuration, the posture balance is maintained by supporting the load of the heavy arm rotation motor among the cutting devices, and the reaction force from the rotating cutting blade during centering is centered and fixed legs. And receiving the motor support leg at two places, it is possible to prevent the arm shaft from being displaced from the axial center of the rotating electrical apparatus.
上記のような特徴を有する回転電気機器の固定子コイルの端部切断装置によれば、回転電気機器の固定子を横向き配置のままエンドコイルを切断でき、固定子の解体、オーバーホールを実施できる。 According to the stator coil end cutting device of the rotating electrical apparatus having the above-described features, the end coil can be cut while the stator of the rotating electrical apparatus is disposed sideways, and the stator can be disassembled and overhauled.
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。図1は本切断装置1を適用する回転電気機器5(以下、発電機を例に説明)の横断面図である。発電機5はタービン(図示を省略しているが、図においては発電機5の左側に配置される)と同軸上に、回転軸すなわち回転子30の中心軸が水平方向の状態で配置されている。通常(運転時)は、回転子30はフロア120に設置される軸受(図示省略)によって支持されているが、解体あるいはオーバーホールの際には、タービン軸との接続を解除した後、回転子30を牽引装置(図示せず)によってケーシング10の外側(図で右側)に取り出される。固定子20の内側下面はほぼフロア120と同レベルである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating electrical apparatus 5 (hereinafter, described with a generator as an example) to which the
前記の通り、固定子20は積層鉄心140のブロックが回転軸方向に連結され、その内部に導体である固定子コイル40を貫通したものが複数、円周方向に360度連結されて円筒状の形状となっている。隣接する固定子コイル40の端部同士を連結した部位であるエンドコイル50を切断することで、積層鉄心140のブロックが取り出し可能となる。
As described above, the
切断装置1は、エンドコイル50を切断する回転切削刃70を支持するとともに固定子20の半径方向に伸縮可能なアーム80と、前記アーム80を固定子20の円周に沿って回転させるアーム軸150およびアーム回転用モータ100と、前記アーム軸150から前記固定子20に向かって放射状に配置される複数の伸縮自在な芯出・固定脚90を有する。それらの構成部材は図2に示すように、図中左からアーム80、芯出・固定脚90、アーム回転用モータ100の順に配置され、回転切削刃70がエンドコイル50の位置にあるとき、芯出・固定脚90およびモータ支持脚160が固定子コイル40上にあって配置可能となる。なお、アーム回転用モータ100の回転軸であるアーム軸150は、芯出・固定脚90の根本に位置する円環状部材である芯出・固定脚軸110を貫通している。
The
図3は切断装置1の正面図であり、エンドコイル50の一部を破断断面図で示している。3本の芯出・固定脚90がそれぞれ固定子20を押圧するように均等に伸びることによって、アーム軸150が固定子20の中心軸上に位置するよう設置される。回転切削刃70はエンドコイル50を構成する導体60を切断しながらエンドコイル50の円周上を回転する。
FIG. 3 is a front view of the
前記図2に示したように、アーム回転用モータ100にモータ支持脚160を設けたことにより、重量の大きなアーム回転用モータ100の荷重をバランスよく支えることが可能となるほか、回転切削刃70から受ける反力を芯出・固定脚110とモータ支持脚160の2か所で受けることにより、切断装置1の軸芯が固定子コイル40の軸心から逸れることを防止でき、エンドコイル50の切削を精度良く行うことができる。
As shown in FIG. 2, by providing the
次いで、図4により切断装置1の設置方法を説明する。フロア120と固定子20の内側下面とを架け渡す仮設床180を設置し、その上を運搬台車170に切断装置1を積載して移動し、回転子30のあった空間の所定の位置(前記の回転切削刃70とエンドコイル50の切断位置が一致する位置)に切断装置1を降ろす。その後、図3に示すように3本の芯出・固定脚90のアクチュエータ部を伸ばし、それぞれが固定子コイル40の内面を押圧して切断装置1の軸心が固定子コイル40の軸心と一致するところで停止する。その後、前記図2に示したように、モータ支持脚160のアクチュエータ部を伸ばし、固定子コイル40の下内面でアーム回転用モータ100の荷重を支える。
Next, an installation method of the
エンドコイル50の切断作業は、図5に示すように、回転切削刃70を回転させながらアーム80をエンドコイル50の円周上で回転させることで行われる。この際、アーム80の伸縮とアーム80の回転を併用しながら切断すると、回転切削刃70がエンドコイル50に咬み込むこと無く効率良く切断作業が行える。切断時のエンドコイル50の切削片や粉塵はが周囲に飛散するのを防止するため、回転切削刃70とともに移動する吸引装置(図示せず)を設けても良い。
As shown in FIG. 5, the cutting operation of the end coil 50 is performed by rotating the
エンドコイル50が全周に亘って切断されると、積層鉄心140の抜き取りが可能となる。図6に示すように、積層鉄心140と固定子コイル40を固定している楔(図示せず)を除去し、それぞれが分離可能な状態にしてから、積層鉄心140のブロックごとに牽引装置(図示せず)を用いて水平方向に移動させ、リフト190に積載して解体場所から搬出する。
When the end coil 50 is cut over the entire circumference, the laminated
1………切断装置、5………回転電気機器、10………ケーシング、20………固定子、30………回転子、40………固定子コイル、50………エンドコイル、60………導体、70………回転切削刃、80………アーム、90………芯出・固定脚、100………アーム回転用モータ、110………芯出・固定脚軸、120………フロア、140………積層鉄心、150………アーム軸、160………転倒防止用脚、170………運搬台車、180………仮設床、190………リフト。
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