JP2016025674A - Rotary electric machine and rotator - Google Patents

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吉高 松浦
Yoshitaka Matsuura
吉高 松浦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve cooling performance of a rotator.SOLUTION: The rotator of the rotary electric machine has a rotor shaft 11 which extends in an axial direction and a rotor core 12 which has plural laminates 32a and 32b. The plural laminates 32a and 32b include plural cylindrical laminating plates 31 which are concentrically laminated in an axial direction and each of which has a central opening concentrically formed on the center being disposed outer side of the rotor shaft 11. The plural laminates 32a and 32b have a gap between the parts neighboring each other in the axial direction to form a duct 33 for allowing cooling gas to pass therethrough. The rotor core 12 has a flow path 13a extending in the axial direction. At least one end of the laminates 32a and 32b facing each other being interposed by the duct 33, the area of the flow path adjacent to the duct 33 in the axial direction gradually increases as gets closer to the duct 33 in the axial direction.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、内部に冷却流路が形成された鉄心を備えた回転子およびその回転子を有する回転電機に関する。   The present invention relates to a rotor including an iron core in which a cooling channel is formed, and a rotating electrical machine having the rotor.

たとえば同期電動機などの回転電機の回転子は、通常、軸回りを回転するロータシャフトと、強磁性体の鋼板を軸方向に積層した円筒形状の回転子鉄心と、回転子鉄心の周方向外側で軸方向に延びるように形成された複数のスロットに収納された回転子コイルとを有する。   For example, a rotor of a rotating electric machine such as a synchronous motor is usually provided on a rotor shaft that rotates around an axis, a cylindrical rotor core in which ferromagnetic steel plates are laminated in an axial direction, and a circumferential outer side of the rotor core. And a rotor coil housed in a plurality of slots formed to extend in the axial direction.

回転子コイルは、回転子鉄心のスロットの径方向外側の軸方向に延びた開口部に、開口部を塞ぐように挿入された回転子楔によって保持されている。また、回転子コイルは、回転子鉄心軸方向外側に突出した部分を環状の保持環により遠心力に抗するように保持されている。   The rotor coil is held by a rotor wedge inserted in an opening extending in the axial direction on the radially outer side of the slot of the rotor core so as to close the opening. Moreover, the rotor coil is hold | maintained so that the part which protruded to the rotor core-axis direction outer side may resist centrifugal force with the cyclic | annular holding ring.

特開平5−161288号公報JP-A-5-161288

前述のように、回転子コイルは多くの部材と機械的に接触、あるいは結合しているが、電気的には、絶縁が維持されている必要がある。このため、回転子コイルおよびその周辺の部材には、多くの絶縁材が使用されている。   As described above, the rotor coil is in mechanical contact with or coupled to many members, but it is necessary to maintain insulation electrically. For this reason, many insulating materials are used for the rotor coil and its peripheral members.

絶縁材料は、それぞれの材質等に応じて使用温度に耐熱性能上の制限がある。一方、近年の回転電機の単機容量の増大化とともに、回転子コイル内の電流密度は上昇する傾向にある。このため、回転子コイルをはじめとして回転子の各部の冷却が重要である。また、固定子についても同様に各部の冷却が重要である。   Insulating materials have a limitation in heat resistance depending on the materials used. On the other hand, the current density in the rotor coil tends to increase as the single machine capacity of the rotating electrical machine increases in recent years. For this reason, cooling of each part of the rotor including the rotor coil is important. Similarly, cooling of each part is important for the stator.

回転子の冷却には、たとえば特許文献1に示されるように、ロータシャフトと回転子鉄心間に円筒状の空間を設け、また、軸方向に回転子鉄心間の間隙であるダクトを設ける例がある。空気などの回転子の冷却用気体は、この円筒状の空間から流入し軸方向に流れ、方向を転換してダクト内を径方向外向きに流れる。このような場合、冷却用気体の流れによる圧力損失を低減して冷却性能を確保することが重要である。   For example, as shown in Patent Document 1, for cooling the rotor, a cylindrical space is provided between the rotor shaft and the rotor core, and a duct that is a gap between the rotor cores is provided in the axial direction. is there. Rotor cooling gas such as air flows from the cylindrical space, flows in the axial direction, changes direction, and flows radially outward in the duct. In such a case, it is important to ensure the cooling performance by reducing the pressure loss due to the flow of the cooling gas.

そこで、本発明は、回転子の冷却性能を向上させることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to improve the cooling performance of the rotor.

上述の目的を達成するため、本発明は、回転子と前記回転子の径方向外側に設けられた固定子とを備える回転電機であって、前記回転子は、回転可能に軸支されて回転軸中心で軸方向に延びるロータシャフトと、前記ロータシャフトの外側に設けられて中央に同心に形成された中央開口を有する円形の複数の積層用板が前記軸方向に同心に積層された複数の積層体であって、互いに前記軸方向に隣接する部分で互いの間隔を有することにより冷却用気体が径方向外向きに通過するためのダクトを形成している複数の積層体を有する回転子鉄心と、を具備し、前記回転子鉄心は前記軸方向に延びた軸方向流路を有し、前記ダクトを挟んで互いに対向する前記積層体の少なくとも一方において、前記ダクトの近傍での前記軸方向流路の面積が、前記軸方向に前記ダクトに近づくに従って単調増大することを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides a rotating electrical machine including a rotor and a stator provided on a radially outer side of the rotor, the rotor being rotatably supported by a shaft. A plurality of circular laminating plates that are provided concentrically in the axial direction and have a rotor shaft that extends in the axial direction at the axial center and a central opening that is provided outside the rotor shaft and is concentrically formed in the center. Rotor core having a plurality of laminates that form a duct for passing cooling gas radially outward by being spaced apart from each other in the axially adjacent portions. And the rotor core has an axial flow path extending in the axial direction, and the axial direction in the vicinity of the duct in at least one of the stacked bodies facing each other across the duct The area of the flow path is Characterized in that it monotonously increases as the axial direction closer to the duct.

また、本発明は、回転電機の回転子であって、回転可能に軸支されて回転軸中心で軸方向に延びるロータシャフトと、前記ロータシャフトの外側に設けられて中央に同心に形成された中央開口を有する円形の複数の積層用板が前記軸方向に同心に積層された複数の積層体であって、互いに前記軸方向に隣接する部分で互いの間隔を有することにより冷却用気体が径方向外向きに通過するためのダクトを形成している複数の積層体を有する回転子鉄心と、を具備し、前記回転子鉄心は前記軸方向に延びた軸方向流路を有し、前記ダクトを挟んで互いに対向する前記積層体の少なくとも一方において、前記ダクトの近傍での前記軸方向流路の面積が、前記軸方向に前記ダクトに近づくに従って単調増大することを特徴とする。   Further, the present invention is a rotor of a rotating electrical machine, and is a rotor shaft that is rotatably supported and extends in the axial direction at the center of the rotation shaft, and is provided outside the rotor shaft and concentrically formed in the center. A plurality of circular laminate plates having a central opening are concentrically laminated in the axial direction, and the cooling gas has a diameter by having a space between each other at portions adjacent to each other in the axial direction. A rotor core having a plurality of laminates forming a duct for passing outward in the direction, the rotor core having an axial flow path extending in the axial direction, the duct In at least one of the laminates facing each other with a gap therebetween, the area of the axial flow path in the vicinity of the duct monotonously increases as the duct approaches the duct in the axial direction.

本発明によれば、回転子の冷却性能を向上させることができる。   According to the present invention, the cooling performance of the rotor can be improved.

実施形態に係る回転電機の横断面図である。It is a cross-sectional view of the rotating electrical machine according to the embodiment. 図1のII−II線矢視縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line II-II in FIG. 1. 図1のIII−III線矢視縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line III-III in FIG. 1. 図3のIV部の詳細を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the detail of the IV section of FIG. 積層体の組み合わせを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the combination of a laminated body typically.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る回転電機および回転子について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。   Hereinafter, a rotating electrical machine and a rotor according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、実施形態に係る回転電機の横断面図である。図2は、図1のII−II線矢視縦断面図である。また、図3は、図1のIII−III線矢視縦断面図である。回転電機100は、回転子10および固定子20を有する。   FIG. 1 is a cross-sectional view of the rotating electrical machine according to the embodiment. 2 is a longitudinal sectional view taken along line II-II in FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line III-III in FIG. The rotating electrical machine 100 includes a rotor 10 and a stator 20.

回転子10は、回転軸回りを回転するロータシャフト11、ロータシャフト11の半径方向外側に配されて軸方向に延びた円筒状の回転子鉄心12を有する。回転子鉄心12は、ロータシャフト11の外形よりも大きな内径を有し、ロータシャフト11と同心に設けられて、複数のリブ13によってロータシャフト11と結合されている。   The rotor 10 includes a rotor shaft 11 that rotates around a rotation axis, and a cylindrical rotor core 12 that is disposed on the radially outer side of the rotor shaft 11 and extends in the axial direction. The rotor core 12 has an inner diameter larger than the outer shape of the rotor shaft 11, is provided concentrically with the rotor shaft 11, and is coupled to the rotor shaft 11 by a plurality of ribs 13.

ロータシャフト11の外面と回転子鉄心12の内面間を接続する複数のリブ13は、周方向に互いに間隔をもって軸方向に延びている。この結果、ロータシャフト11の外面と回転子鉄心12の内面と、複数のリブ13によって、複数の軸方向流路13aが形成されている。   The plurality of ribs 13 that connect the outer surface of the rotor shaft 11 and the inner surface of the rotor core 12 extend in the axial direction with a space therebetween in the circumferential direction. As a result, a plurality of axial flow paths 13 a are formed by the outer surface of the rotor shaft 11, the inner surface of the rotor core 12, and the plurality of ribs 13.

回転子鉄心12の半径方向外側の面には、周方向に互いに間隔をもって配され軸方向に延びた複数のスロット12aが形成されている。それぞれのスロット12aには、回転子コイル14が設けられている。回転子コイル14の軸方向の両端、すなわち回転子鉄心12の軸方向外側では、回転子コイル14が回転時の遠心力により径方向外側に変形するのを防止するように、回転子コイル14が保持環17(図2)によって保持されている。   On the radially outer surface of the rotor core 12, a plurality of slots 12 a are formed extending in the axial direction and spaced apart from each other in the circumferential direction. A rotor coil 14 is provided in each slot 12a. At both ends in the axial direction of the rotor coil 14, that is, outside in the axial direction of the rotor core 12, the rotor coil 14 is configured to prevent the rotor coil 14 from being deformed radially outward due to centrifugal force during rotation. It is held by the holding ring 17 (FIG. 2).

回転子鉄心12は、中心領域に孔が形成された磁性体の鋼板である積層用板31が軸方向に積層された積層体32(図2、図3)を有する。回転子鉄心12と同心の円周上で周方向に互いに間隔をもった位置に、複数のクランプバー15(図1、図2)が軸方向に貫通している。   The rotor core 12 has a laminated body 32 (FIGS. 2 and 3) in which a laminating plate 31 that is a magnetic steel plate having a hole formed in a central region is laminated in the axial direction. A plurality of clamp bars 15 (FIGS. 1 and 2) penetrates in the axial direction at positions spaced circumferentially on the circumference concentric with the rotor core 12.

回転子鉄心12の軸方向の両外側には、それぞれ板状のクランパ15a(図2、図3)が設けられている。クランプバー15の両端は、それぞれクランパ15aを貫通し、ナット15bが取り付けられており、ナット15bで締め込むことによって、クランパ15aはクランプバー15を介して互いに近接する方向に移動する。この結果、回転子鉄心12は、クランパ15aによって軸方向の両側から締め付けられている。   On both outer sides in the axial direction of the rotor core 12, plate-like clampers 15a (FIGS. 2 and 3) are respectively provided. Both ends of the clamp bar 15 pass through the clamper 15a, and a nut 15b is attached to the clamp bar 15. The clamper 15a moves in a direction close to each other via the clamp bar 15 by tightening with the nut 15b. As a result, the rotor core 12 is clamped from both sides in the axial direction by the clamper 15a.

また、回転子鉄心12の、クランプバー15よりも径方向外側に、回転子鉄心12と同心の円周上で周方向に互いに間隔をもった位置に、複数のダンパーバー16が軸方向に貫通している。ダンパーバー16の両端は、穴あき円板状の短絡板16aに接続している。短絡板16aも回転子鉄心12を軸方向両側から締め付けている。   In addition, a plurality of damper bars 16 penetrates in the axial direction at positions spaced apart from each other in the circumferential direction on the circumference concentric with the rotor core 12 on the outer side in the radial direction of the rotor core 12 from the clamp bar 15. doing. Both ends of the damper bar 16 are connected to a perforated disc-shaped short-circuit plate 16a. The short-circuit plate 16a also fastens the rotor core 12 from both axial sides.

回転子鉄心12の軸方向には、積層板31が設けられていない部分であって、図示しないスペーサによって径方向の流路となる間隙であるダクト33が形成されている(図2、図3)。ダクト33は、軸方向流路13aと回転子10の径方向外側を直接に連絡する流路となる。すなわち、ダクト33において周方向全体にわたって径方向外側に冷却用気体が流出する。なお、ダクト33は、軸方向に1か所設けられている場合を示したが、これには限定されない。軸方向に複数個所あってもよい。ダクト33の設置個所は、回転電機100内のたとえば空気などの冷却用気体の全体的な流れ、および、流れの配分等によって決定することでよい。   In the axial direction of the rotor core 12, a duct 33, which is a portion where the laminated plate 31 is not provided and which serves as a radial flow path, is formed by a spacer (not shown) (FIGS. 2 and 3). ). The duct 33 serves as a flow path that directly communicates the axial flow path 13 a and the radially outer side of the rotor 10. That is, in the duct 33, the cooling gas flows out radially outward over the entire circumferential direction. In addition, although the case where the duct 33 was provided in one place in the axial direction was shown, it is not limited to this. There may be a plurality of locations in the axial direction. The installation location of the duct 33 may be determined by the overall flow of cooling gas such as air in the rotating electrical machine 100, the flow distribution, and the like.

回転子鉄心12の径方向外側には、固定子20が設けられている。固定子20は、円筒形状であり、固定子20の径方向内側は、回転子10の径方向外側とギャップを挟んで対向している。回転子鉄心12、回転子コイル14、および固定子20は、図示しないケーシング内に収納されている。ケーシング内では冷却用気体(たとえば空気)の流路が形成されており、回転子10内では、冷却用気体は、回転子10の軸方向両側の端部から軸方向流路13a内を軸方向に流れた後に、ダクト33(図2、図3)から径方向外側に流出する。   A stator 20 is provided on the outer side in the radial direction of the rotor core 12. The stator 20 has a cylindrical shape, and the radially inner side of the stator 20 faces the radially outer side of the rotor 10 with a gap interposed therebetween. The rotor core 12, the rotor coil 14, and the stator 20 are housed in a casing (not shown). A cooling gas (for example, air) flow path is formed in the casing, and in the rotor 10, the cooling gas is axially passed through the axial flow path 13 a from both axial ends of the rotor 10. And then flows out radially outward from the duct 33 (FIGS. 2 and 3).

図4は、図3のIV部の詳細を示す縦断面図である。また、図5は、積層体の組み合わせを模式的に示す斜視図である。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing details of the IV part of FIG. FIG. 5 is a perspective view schematically showing a combination of laminates.

積層体32のうちの軸方向に並ぶ第1の積層体32aと第2の積層体32bとの間に、ダクト33が形成されている。第1の積層体32aは、軸方向に積層された複数の第1の積層板31aを有する。また、第2の積層体32bは、軸方向に積層された複数の第2の積層板31bを有する。ダクト33の近傍を除いて、複数の第1の積層用板31aのそれぞれの中央には、同心で同じ径の中央開口37が形成されている。中央開口37は、ロータシャフト11に取り付けられた複数のリブ13の外接円に、積層体32へのロータシャフト11の挿入を可能とするクリアランス分を加えた径を有する大きさである。   A duct 33 is formed between the first stacked body 32a and the second stacked body 32b arranged in the axial direction of the stacked body 32. The 1st laminated body 32a has the some 1st laminated board 31a laminated | stacked on the axial direction. The second laminate 32b has a plurality of second laminates 31b laminated in the axial direction. Except for the vicinity of the duct 33, a central opening 37 having the same diameter and the same diameter is formed at the center of each of the plurality of first stacking plates 31a. The central opening 37 has a diameter having a diameter obtained by adding a clearance for allowing the rotor shaft 11 to be inserted into the stacked body 32 to the circumscribed circle of the plurality of ribs 13 attached to the rotor shaft 11.

第1の積層体32aのダクト33の近傍では、第1の積層体32aの中央に形成されたそれぞれの開口の直径がダクト33に近づくにつれて2段階に増大し段付き部34aおよび段付き部34bを形成している。具体的には、段付き部34aのそれぞれの第1の積層用板31aに形成された中央開口37aは、中央開口37より大きくなっている。また、ダクト33に隣接する段付き部34bのそれぞれの第1の積層用板31aに形成された中央開口37bは、中央開口37aよりさらに大きくなっている。   In the vicinity of the duct 33 of the first laminated body 32a, the diameter of each opening formed at the center of the first laminated body 32a increases in two steps as the duct 33 is approached, and the stepped portion 34a and the stepped portion 34b are formed. Is forming. Specifically, the central opening 37 a formed in each first laminating plate 31 a of the stepped portion 34 a is larger than the central opening 37. Further, the central opening 37b formed in each first laminating plate 31a of the stepped portion 34b adjacent to the duct 33 is larger than the central opening 37a.

同様に、第2の積層体32bは、軸方向に積層された複数の第2の積層板31bを有する。ダクト33の近傍を除いて、複数の第2の積層用板31bのそれぞれの中央には、同心で同じ径の中央開口38が形成されている。中央開口38は、中央開口37と同様に、ロータシャフト11に取り付けられた複数のリブ13の外接円に、積層体32へのロータシャフト11の挿入を可能とするクリアランス分を加えた径を有する大きさである。   Similarly, the 2nd laminated body 32b has the some 2nd laminated board 31b laminated | stacked on the axial direction. A central opening 38 having the same diameter and the same diameter is formed at the center of each of the plurality of second stacking plates 31b except for the vicinity of the duct 33. Similar to the central opening 37, the central opening 38 has a diameter obtained by adding a clearance for allowing the rotor shaft 11 to be inserted into the stacked body 32 to the circumscribed circle of the plurality of ribs 13 attached to the rotor shaft 11. It is a size.

第2の積層体32bのダクト33の近傍では、第2の積層体32bの中央に形成されたそれぞれの開口の直径がダクト33に近づくにつれて2段階に増大し段付き部35aおよび段付き部35bを形成している。具体的には、段付き部35aのそれぞれの第2の積層用板31bに形成された中央開口38aは、中央開口38より大きくなっている。また、ダクト33に隣接する段付き部35bのそれぞれの第2の積層用板31bに形成された中央開口38bは、中央開口38aよりさらに大きくなっている。   In the vicinity of the duct 33 of the second stacked body 32b, the diameter of each opening formed in the center of the second stacked body 32b increases in two steps as the duct 33 approaches the stepped portion 35a and the stepped portion 35b. Is forming. Specifically, the central opening 38 a formed in each second laminating plate 31 b of the stepped portion 35 a is larger than the central opening 38. Further, the central opening 38b formed in each second laminating plate 31b of the stepped portion 35b adjacent to the duct 33 is larger than the central opening 38a.

なお、段付き部34aおよび34bに形成された開口の直径が2段階に増大する場合、すなわち、開口の直径が3種類の場合を示したが、これに限定されない。たとえば、開口の直径は、軸方向に沿ってダクト33に近づくにつれて単調に増加するのであれば、2種類でもよいし、あるいは、3種類以上でもよい。あるいは、積層体32を軸方向に円錐状に穿つことにより、それぞれの積層用板31の開口の直径が連続的に増大するように形成してもよい。   In addition, although the case where the diameter of the opening formed in stepped part 34a and 34b increases to two steps, ie, the case where the diameter of an opening is three types, was shown, it is not limited to this. For example, the diameter of the opening may be two types or may be three or more types as long as it increases monotonously as it approaches the duct 33 along the axial direction. Or you may form so that the diameter of the opening of each board | substrate 31 for lamination | stacking may increase continuously by drilling the laminated body 32 in the shape of a cone in an axial direction.

また、ダクト33の入口で、第1の積層体32aに段付き部34aおよび段付き部34bが形成され、また、第2の積層体32bにも段付き部34aおよび段付き部34bとそれぞれ対称に段付き部35aおよび段付き部35bが形成されている場合を示したが、このように対称な場合に限定されない。段付き部34aと段付き部34bの形状が異なる場合でもよい。また、いずれか一方のみに段付き部が形成されている場合でもよい。   Further, at the entrance of the duct 33, a stepped portion 34a and a stepped portion 34b are formed in the first stacked body 32a, and the second stacked body 32b is also symmetrical with the stepped portion 34a and the stepped portion 34b, respectively. Although the case where the stepped portion 35a and the stepped portion 35b are formed is shown in FIG. The shape of the stepped portion 34a and the stepped portion 34b may be different. Moreover, the case where the step part is formed only in any one may be sufficient.

段付き部の形状および寸法は、たとえば、回転子10の周囲の冷却用気体の流れの状態、段付き部の形成による冷却効率の向上の程度、孔の形成のための作業負担等を考慮して決定される。   The shape and dimensions of the stepped portion take into account, for example, the state of the cooling gas flow around the rotor 10, the degree of improvement in cooling efficiency due to the formation of the stepped portion, and the work burden for forming the hole. Determined.

以上のように形成された本実施形態においては、軸方向流路13aを流れる冷却用の気体が、ダクト33に流入する際、入口拡張部36が形成されているために、流れの方向の急激な変化が緩和され、流れの方向の急激な変化による圧力損失が緩和される。また。ダクト33の入口が徐々に狭くなっているため、流れの急激な縮小による圧力損失が緩和される。このように、圧力損失の発生が緩和され減少することにより、回転電機100内の冷却用気体の流れがよくなり、冷却性能が向上する。   In the present embodiment formed as described above, when the cooling gas flowing through the axial flow path 13a flows into the duct 33, the inlet expansion portion 36 is formed. Changes are mitigated, and pressure loss due to sudden changes in flow direction is mitigated. Also. Since the inlet of the duct 33 is gradually narrowed, the pressure loss due to the rapid contraction of the flow is alleviated. As described above, the generation of pressure loss is alleviated and reduced, whereby the flow of the cooling gas in the rotating electrical machine 100 is improved and the cooling performance is improved.

以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば実施形態では、積層用板に形成された中央開口が軸方向流路を形成する要素となっている場合を示したが、これには限定されない。たとえば中央開口とは別に積層用板に形成された開口が連なって軸方向流路を形成している場合でも、本発明は適用できる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. For example, in the embodiment, the case where the central opening formed in the laminating plate is an element forming the axial flow path has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied even when openings formed in the laminating plate apart from the central opening are connected to form an axial flow path.

さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
Furthermore, the embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention.
This embodiment and its modifications are included in the scope of the present invention and the gist thereof, and are also included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

10…回転子、11…ロータシャフト、12…回転子鉄心、12a…スロット、13…リブ、13a…軸方向流路、14…回転子コイル、15…クランプバー、15a…クランパ、15b…ナット、16…ダンパーバー、16a…短絡板、17…保持環、20…固定子、31…積層用板、31a…第1の積層用板、31b…第2の積層用板、32…積層体、32a…第1の積層体、32b…第2の積層体、33…ダクト、34a、34b、35a、35b…段付き部、36…入口拡張部、37、37a、37b、38、38a、38b…中央開口、100…回転電機   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rotor, 11 ... Rotor shaft, 12 ... Rotor core, 12a ... Slot, 13 ... Rib, 13a ... Axial flow path, 14 ... Rotor coil, 15 ... Clamp bar, 15a ... Clamper, 15b ... Nut, DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Damper bar, 16a ... Short circuit board, 17 ... Retaining ring, 20 ... Stator, 31 ... Lamination board, 31a ... 1st lamination board, 31b ... 2nd lamination board, 32 ... Lamination body, 32a ... 1st laminated body, 32b ... 2nd laminated body, 33 ... Duct, 34a, 34b, 35a, 35b ... Stepped part, 36 ... Entrance extension part, 37, 37a, 37b, 38, 38a, 38b ... Center Opening, 100 ... rotating electric machine

Claims (7)

回転子と前記回転子の径方向外側に設けられた固定子とを備える回転電機であって、
前記回転子は、
回転可能に軸支されて回転軸中心で軸方向に延びるロータシャフトと、
前記ロータシャフトの外側に設けられて中央に同心に形成された中央開口を有する円形の複数の積層用板が前記軸方向に同心に積層された複数の積層体であって、互いに前記軸方向に隣接する部分で互いの間隔を有することにより冷却用気体が径方向外向きに通過するためのダクトを形成している複数の積層体を有する回転子鉄心と、
を具備し、
前記回転子鉄心は前記軸方向に延びた軸方向流路を有し、前記ダクトを挟んで互いに対向する前記積層体の少なくとも一方において、前記ダクトの近傍での前記軸方向流路の面積が、前記軸方向に前記ダクトに近づくに従って単調増大することを特徴とする回転電機。
A rotating electrical machine comprising a rotor and a stator provided on the radially outer side of the rotor,
The rotor is
A rotor shaft that is rotatably supported and extends in the axial direction about the rotation axis;
A plurality of circular laminated plates provided on the outer side of the rotor shaft and having a central opening concentrically formed in the center are laminated in the axial direction, and are mutually in the axial direction. A rotor core having a plurality of laminated bodies forming a duct for allowing a cooling gas to pass radially outward by having an interval between adjacent portions; and
Comprising
The rotor core has an axial flow path extending in the axial direction, and in at least one of the stacked bodies facing each other across the duct, the area of the axial flow path in the vicinity of the duct is: A rotating electrical machine that monotonously increases as it approaches the duct in the axial direction.
前記回転子鉄心の径方向表面近傍に設けられて前記軸方向に延びて周方向に互いに間隔をあけて配設された回転子コイルをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。   2. The rotation according to claim 1, further comprising a rotor coil provided near a radial surface of the rotor core and extending in the axial direction and spaced apart from each other in the circumferential direction. Electric. 前記軸方向に延び前記ロータシャフトの径方向外側に配置され周方向に互いに間隔をあけて取り付けられて、前記回転子鉄心をその内周側から支持して前記回転子鉄心を前記ロータシャフトと同心に固定する複数のリブをさらに備えて、
前記積層体は前記ロータシャフトに取り付けられた前記複数のリブの外側に設けられて前記ダクトの近傍を除いて前記複数のリブによって径方向に同心に位置決めされ、前記ロータシャフトの径方向外側の前記中央開口が前記軸方向につながることにより前記軸方向流路を形成し、
前記ダクトを挟んで互いに対向する前記積層体の少なくとも一方において、前記ダクトの近傍での前記積層用板に形成された中央開口の面積が、前記軸方向に前記ダクトに近づくに従って単調増大することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。
The rotor core is concentric with the rotor shaft by extending in the axial direction and arranged on the outer side in the radial direction of the rotor shaft and attached at intervals in the circumferential direction to support the rotor core from the inner peripheral side. A plurality of ribs to be fixed to the
The laminated body is provided outside the plurality of ribs attached to the rotor shaft, and is positioned concentrically in the radial direction by the plurality of ribs except for the vicinity of the duct, and the radially outer side of the rotor shaft A central opening is connected to the axial direction to form the axial flow path,
In at least one of the laminates facing each other across the duct, the area of the central opening formed in the laminating plate in the vicinity of the duct increases monotonically as the duct approaches the duct. The rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the rotating electric machine is characterized.
前記回転子鉄心の全ての前記積層用板を径方向の位置決めにより同心とするために、全ての前記積層用板を前記軸方向に貫通する複数の棒状のクランプバーをさらに備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の回転電機。   In order to make all the laminating plates of the rotor core concentric by radial positioning, it further comprises a plurality of bar-shaped clamp bars penetrating all the laminating plates in the axial direction. The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3. 前記回転子鉄心を前記軸方向の両側から圧縮するために前記回転子鉄心を挟むように前記回転子鉄心の前記軸方向の両側に設けられた2つのクランパをさらに備えて、
複数の前記クランプバーは、前記2つのクランパに両端をそれぞれ接続され前記クランパを介して前記回転子鉄心を前記軸方向に締め付け可能に形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の回転電機。
Two clampers provided on both sides of the rotor core so as to sandwich the rotor core in order to compress the rotor core from both sides in the axial direction;
The plurality of clamp bars are connected to the two clampers at both ends, respectively, and are formed so that the rotor core can be tightened in the axial direction via the clampers.
The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotating electric machine is characterized in that:
前記ダクトの近傍での前記軸方向流路の面積は、前記軸方向に前記ダクトに近づくに従ってステップ状に単調増大す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。   The area of the axial flow path in the vicinity of the duct monotonously increases in a step shape as the duct approaches the duct in the axial direction. Rotating electric machine. 回転電機の回転子であって、
回転可能に軸支されて回転軸中心で軸方向に延びるロータシャフトと、
前記ロータシャフトの外側に設けられて中央に同心に形成された中央開口を有する円形の複数の積層用板が前記軸方向に同心に積層された複数の積層体であって、互いに前記軸方向に隣接する部分で互いの間隔を有することにより冷却用気体が径方向外向きに通過するためのダクトを形成している複数の積層体を有する回転子鉄心と、
を具備し、
前記回転子鉄心は前記軸方向に延びた軸方向流路を有し、前記ダクトを挟んで互いに対向する前記積層体の少なくとも一方において、前記ダクトの近傍での前記軸方向流路の面積が、前記軸方向に前記ダクトに近づくに従って単調増大することを特徴とする回転子。
A rotor of a rotating electric machine,
A rotor shaft that is rotatably supported and extends in the axial direction about the rotation axis;
A plurality of circular laminated plates provided on the outer side of the rotor shaft and having a central opening concentrically formed in the center are laminated in the axial direction, and are mutually in the axial direction. A rotor core having a plurality of laminated bodies forming a duct for allowing a cooling gas to pass radially outward by having an interval between adjacent portions; and
Comprising
The rotor core has an axial flow path extending in the axial direction, and in at least one of the stacked bodies facing each other across the duct, the area of the axial flow path in the vicinity of the duct is: A rotor that monotonously increases as it approaches the duct in the axial direction.
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