JP2019071724A - Rotary electric machine and elevator hoist system - Google Patents

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大祐 郡
Daisuke Koori
大祐 郡
豪希 原
Takeki Hara
豪希 原
雅章 遠藤
Masaaki Endo
雅章 遠藤
元信 飯塚
Motonobu Iizuka
元信 飯塚
Original Assignee
株式会社日立製作所
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
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    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
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    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium

Abstract

To provide a rotary electric machine with cooling efficiency improved by enhancement in efficiency of axial flow of a refrigerant therethrough, and an elevator hoist system including the rotary electric machine.SOLUTION: The rotary electric machine includes a rotor 2 including a rotary shaft 8, a stator 3 including a coil end 14, a fan 7 including a rotary shaft 13 and a blade 26, and end brackets 5 disposed at both ends in the axial direction. The rotary shaft 13 of the fan 7 is substantially parallel with the axial direction. The end brackets 5 include openings 27, 17. The fan 7 is provided in the opening 27 of one of the end brackets 5. L1>L2>L3 is satisfied where: L1 is a distance obtained by adding the radial length r of the blade 26 of the fan 7 to a radial distance from the rotary shaft 8 of the rotor 2 to the rotary shaft 13 of the fan 7; L2 is a radial distance from the rotary shaft 8 of the rotor 2 to the radial outer end of the coil end 14; and L3 is a distance obtained by subtracting the radial length r of the blade 26 of the fan 7 from the radial distance from the rotary shaft 8 of the rotor 2 to the rotary shaft 13 of the fan 7.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、回転子と固定子とを備えた回転電機、及びこの回転電機を備えたエレベーター用巻上げ機システムに関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine provided with a rotor and a stator, and an elevator hoist system provided with the rotating electrical machine.
エレベーター用の回転電機には、従来は誘導電動機が用いられてきたが、近年、永久磁石の低価格化や高性能なインバータの普及により、小型軽量化と高効率化が可能な永久磁石式の回転電機が採用されてきている。エレベーター用の回転電機は、建設物の最上階等の限られたスペースに設置されるので、特に小型化が要求される。また、出力が数百kWクラスの回転電機は、回転電機自体が大径化して質量が数トンにも及ぶので、故障等のトラブルで容易にリプレースすることが困難であるため、信頼性も重要である。回転電機を小型化すると、出力密度が増加するが、同時に発熱密度も増加する。回転電機は、発熱密度が増加することで信頼性が低下するため、冷却システムの高効率化が必要である。このような状況の中、大径化した回転電機の冷却に関して、例えば特許文献1に記載の冷却装置など、様々な構造が検討されている。   In the past, induction motors have been used for rotating electrical machines for elevators, but in recent years permanent magnets have been used that can be reduced in size, weight, and efficiency by reducing the price of permanent magnets and popularizing high-performance inverters. A rotating electrical machine has been adopted. Since the rotary electric machine for elevators is installed in a limited space such as the top floor of a construction, the miniaturization is particularly required. In addition, reliability is also important because rotating electric machines with an output of several hundred kW class are difficult to easily replace due to problems such as breakdowns because the diameter of the rotating electric machine itself increases and the mass reaches several tons. It is. When the size of the rotating electrical machine is reduced, the power density increases, but at the same time the heat generation density also increases. Since the rotary electric machine has a lower reliability due to the increase in heat generation density, it is necessary to increase the efficiency of the cooling system. Under such circumstances, various structures, such as a cooling device described in Patent Document 1, have been studied with respect to cooling of a rotating electrical machine having a large diameter.
特許文献1に記載の冷却装置では、密閉構造の回転電機(モータ)に対し、ケーシングで密閉した内部に設置されたファン(撹拌機)で内部の冷媒を循環させ、冷媒を受熱フィンに流して、冷媒の熱を受熱フィンから放熱フィンに伝導させる。ケーシングの外部に設置されたファン(送風機)が放熱フィンに送風し、内部の冷媒を熱交換することで、コイルなどの発熱部を冷却する。   In the cooling device described in Patent Document 1, for the rotating electric machine (motor) having a closed structure, a refrigerant (internal stirring agent) is circulated by a fan (agitator) installed in the inside sealed by a casing to flow the refrigerant to the heat receiving fin. The heat of the refrigerant is conducted from the heat receiving fin to the heat dissipating fin. A fan (blower) installed outside the casing blows air to the heat dissipating fins to exchange heat of the internal refrigerant, thereby cooling the heat generating portion such as a coil.
特開2011−24387号公報JP, 2011-24387, A
特許文献1に記載の冷却装置は、全閉構造の回転電機を冷却するものであり、ケーシングの内部に設置されたファンは、内部の冷媒を撹拌する。このような冷却装置は、比較的発熱密度の低い回転電機では十分な冷却効果が得られるが、コイル絶縁等の耐熱クラスを高くして小型化した回転電機に対しては、冷却が不十分となることが予想される。また、ファンを軸方向に2つ配置するために、軸方向に長くなって回転電機が大型化する。   The cooling device described in Patent Document 1 cools a fully closed rotary electric machine, and a fan installed inside the casing stirs the refrigerant inside. With such a cooling device, a sufficient cooling effect can be obtained with a rotating electrical machine with a relatively low heat generation density, but cooling is insufficient for a rotating electrical machine that has been miniaturized by increasing the heat resistance class such as coil insulation. Is expected to be In addition, in order to arrange two fans in the axial direction, the axial length of the rotating electric machine is increased.
回転電機では、発熱部である固定子のコイルは、固定子の鉄心の軸方向内部でピークとなる温度分布を持つ。回転電機を効果的に冷却するには、このピーク温度を低減する必要がある。このためには、回転電機の軸方向に効率良く冷媒を流すことが効果的である。   In a rotating electrical machine, a coil of a stator, which is a heat generating portion, has a temperature distribution that peaks in the axial direction of an iron core of the stator. In order to effectively cool the rotating electrical machine, it is necessary to reduce this peak temperature. For this purpose, it is effective to flow the refrigerant efficiently in the axial direction of the rotating electrical machine.
本発明の目的は、冷媒を軸方向に効率良く流すことができて冷却効率が向上した回転電機、及びこの回転電機を備えたエレベーター用巻上げ機システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine capable of efficiently flowing a refrigerant in the axial direction and having improved cooling efficiency, and an elevator hoist system provided with the rotating electrical machine.
本発明による回転電機は、回転軸を備える回転子と、コイルエンドを備える固定子と、回転軸とこの回転軸に設けられた羽根とを備え、冷媒を流すファンと、前記回転子の前記回転軸の延伸方向である軸方向の両端部に設けられたエンドブラケットとを備える。前記ファンの前記回転軸は、前記軸方向に略平行である。前記エンドブラケットは、それぞれが外部に開口する開口部を備える。前記ファンは、一方の前記エンドブラケットの前記開口部に設けられる。前記回転子の前記回転軸から前記ファンの前記回転軸までの径方向距離に、前記ファンの前記羽根の径方向長さを加えた距離をL1とする。前記回転子の前記回転軸から前記コイルエンドの径方向外端部までの径方向距離をL2とする。前記回転子の前記回転軸から前記ファンの前記回転軸までの径方向距離から、前記ファンの前記羽根の径方向長さを引いた距離をL3とする。距離L1は、距離L2よりも長く、距離L2は、距離L3よりも長い。   A rotating electrical machine according to the present invention comprises a rotor having a rotating shaft, a stator having a coil end, a rotating shaft and a blade provided on the rotating shaft, a fan for flowing a refrigerant, and the rotation of the rotor. And an end bracket provided at both ends in the axial direction which is the extending direction of the shaft. The rotation axis of the fan is substantially parallel to the axial direction. The end brackets each include an opening that opens to the outside. The fan is provided at the opening of one of the end brackets. A distance obtained by adding a radial length of the blade of the fan to a radial distance from the rotary shaft of the rotor to the rotary shaft of the fan is L1. A radial distance from the rotation axis of the rotor to a radial outer end of the coil end is L2. A distance obtained by subtracting the radial length of the blades of the fan from the radial distance from the rotary shaft of the rotor to the rotary shaft of the fan is L3. The distance L1 is longer than the distance L2, and the distance L2 is longer than the distance L3.
本発明によると、冷媒を軸方向に効率良く流すことができて冷却効率が向上した回転電機、及びこの回転電機を備えたエレベーター用巻上げ機システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a rotating electrical machine capable of efficiently flowing the refrigerant in the axial direction and improving the cooling efficiency, and an elevator hoisting machine system equipped with the rotating electrical machine.
従来の典型的な回転電機について測定した、固定子のコイルの軸方向の温度分布を示す図である。It is a figure which shows the temperature distribution of the axial direction of the coil of a stator measured about the conventional typical rotary electric machine. 本発明の実施例1による回転電機の、軸方向に沿う断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which follows the axial direction of the rotary electric machine by Example 1 of this invention. 本発明の実施例1による回転電機の、軸方向に沿う断面図であり、図2に示した回転電機とは別の構成の回転電機を示す図である。It is sectional drawing which follows the axial direction of the rotary electric machine by Example 1 of this invention, and is a figure which shows the rotary electric machine of a different structure from the rotary electric machine shown in FIG. 本発明の実施例1による回転電機の径方向の断面図であり、ファンの周方向位置を示す図である。FIG. 2 is a radial cross-sectional view of the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention, showing a circumferential position of a fan. 本発明の実施例2による回転電機の、軸方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the axial direction of the rotary electric machine by Example 2 of this invention. 本発明の実施例2による回転電機の径方向の部分断面図であり、図5のA−A断面を示す図である。It is a fragmentary sectional view of the radial direction of the rotary electric machine by Example 2 of this invention, and is a figure which shows the AA cross section of FIG. 本発明の実施例3による回転電機の径方向の部分断面図であり、図5のA−A断面の位置に相当する位置の断面を示す図である。It is a fragmentary sectional view of the radial direction of the rotary electric machine by Example 3 of this invention, and is a figure which shows the cross section of the position equivalent to the position of the AA cross section of FIG. 本発明の実施例3による別の回転電機の径方向の部分断面図であり、図5のA−A断面の位置に相当する位置の断面を示す図である。It is a fragmentary sectional view of the radial direction of another rotary electric machine by Example 3 of this invention, and is a figure which shows the cross section of the position equivalent to the position of the AA cross section of FIG. 本発明の実施例4による回転電機の、軸方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the axial direction of the rotary electric machine by Example 4 of this invention. 本発明の実施例4による回転電機の径方向の部分断面図であり、図9のA−A断面を示す図である。It is a fragmentary sectional view of the radial direction of the rotary electric machine by Example 4 of this invention, and is a figure which shows the AA cross section of FIG. 本発明の実施例4による別の回転電機の、軸方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the axial direction of another rotary electric machine by Example 4 of this invention. 図11に示した回転電機の径方向の部分断面図であり、図11のA−A断面を示す図である。It is a fragmentary sectional view of the radial direction of the rotary electric machine shown in FIG. 11, and is a figure which shows the AA cross section of FIG. 本発明の実施例5による回転電機の、軸方向に沿う断面図である。It is sectional drawing in alignment with an axial direction of the rotary electric machine by Example 5 of this invention. 本発明の実施例6によるエレベーター用巻上げ機システムを示す図である。FIG. 7 is a view showing a hoist for elevator system according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の実施例6による別のエレベーター用巻上げ機システムを示す図である。FIG. 7 shows another elevator hoist system according to Embodiment 6 of the present invention.
回転電機は、回転子と固定子とを備え、冷媒(例えば、空気)を流すことで運転によって発生した熱が冷却される。固定子は、コイルと鉄心を備え、固定子のコイルが回転電機の主要な発熱源である。以下、回転電機の軸方向(回転子の回転軸の延伸方向)のことを、単に「軸方向」と呼び、軸方向に垂直な方向を「径方向」と呼び、軸方向の周りの回転方向を「周方向」と呼ぶ。   The rotary electric machine includes a rotor and a stator, and the heat generated by the operation is cooled by flowing a refrigerant (for example, air). The stator comprises a coil and a core, and the stator coil is the main heat source of the rotating electrical machine. Hereinafter, the axial direction of the rotating electrical machine (the extending direction of the rotary shaft of the rotor) is simply referred to as "axial direction", and the direction perpendicular to the axial direction is referred to as "radial direction". Is called "circumferential direction".
図1は、従来の典型的な回転電機について測定した、固定子のコイルの軸方向の温度分布を示す図である。横軸は、固定子の軸方向の位置を示し、縦軸は、固定子のコイルの温度を示す。固定子には、図1の左側の位置から右側の位置に向かって冷媒を流した。   FIG. 1 is a diagram showing an axial temperature distribution of coils of a stator measured on a conventional typical rotating electrical machine. The horizontal axis indicates the axial position of the stator, and the vertical axis indicates the temperature of the coils of the stator. In the stator, the refrigerant flowed from the position on the left side of FIG. 1 to the position on the right side.
図1に示すように、固定子のコイルの温度は、軸方向に変化し、鉄心の内部でピークが発生する分布を持つ。回転電機内の温度分布を均一化するには、このピークの温度を低減する必要がある。このためには、回転電機の軸方向に効率良く冷媒を流すことが効果的であると考える。   As shown in FIG. 1, the temperature of the coils of the stator changes in the axial direction and has a distribution in which peaks occur inside the iron core. In order to make the temperature distribution in the rotating electrical machine uniform, it is necessary to reduce the temperature of this peak. For this purpose, it is considered effective to flow the refrigerant efficiently in the axial direction of the rotating electrical machine.
本発明による回転電機では、冷媒が軸方向に流れやすいように冷却用ファンの配置が適正化されており、軸方向の通風路に効率良く冷媒を流すことができる。このため、本発明による回転電機では、冷却効率が向上し、固定子の鉄心の内部で発生するピーク温度を低減できる。   In the rotating electrical machine according to the present invention, the arrangement of the cooling fan is optimized so that the refrigerant can easily flow in the axial direction, and the refrigerant can efficiently flow in the axial ventilation path. For this reason, in the rotating electrical machine according to the present invention, the cooling efficiency is improved, and the peak temperature generated inside the iron core of the stator can be reduced.
例えば、高速、大荷重用のエレベーターの巻上げ機システムに使用される回転電機は、面積が比較的小さいスペースに設置されるので、軸方向の長さが短く、径方向の長さが長いという特徴がある。このように大径化された回転電機では、冷却用ファンの径方向位置を特定しないと、主要な発熱源を効果的に冷却できず、冷却効率が低下する。本発明による回転電機では、冷却用ファンの径方向位置を特定することで、冷媒を軸方向に効率良く流し、回転電機の冷却効率を向上させる。   For example, a rotating electrical machine used for a high-speed, heavy-duty elevator hoisting machine system is installed in a space having a relatively small area, so that the axial length is short and the radial length is long. There is. In the rotary electric machine having such a large diameter, unless the radial direction position of the cooling fan is specified, the main heat generation sources can not be cooled effectively, and the cooling efficiency is lowered. In the rotating electrical machine according to the present invention, by specifying the radial position of the cooling fan, the refrigerant is efficiently flowed in the axial direction, and the cooling efficiency of the rotating electrical machine is improved.
本発明による回転電機では、冷却効率を向上させるために、冷却用ファンの回転軸が軸方向に略平行であり、冷却用ファンによって冷媒を軸方向の一方から導入して軸方向に沿って流して軸方向の他方から排出する。冷媒は、回転電機の内部で循環しなくてもよく、軸方向に沿って流れ、回転電機に流入した側と軸方向の反対側で回転電機から流出するので、回転電機を効率良く冷却することができる。   In the rotating electrical machine according to the present invention, in order to improve the cooling efficiency, the rotation shaft of the cooling fan is substantially parallel to the axial direction, and the cooling fan introduces the refrigerant from one side in the axial direction to flow along the axial direction. Discharge from the other in the axial direction. The refrigerant does not have to be circulated inside the rotating electrical machine, and flows along the axial direction, and flows out from the rotating electrical machine on the side opposite to the side flowing in the rotating electrical machine, thus efficiently cooling the rotating electrical machine Can.
以下、本発明の実施例による回転電機とエレベーター用巻上げ機システムを、図面を用いて説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一の要素には同一の符号を付け、これらの要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。   Hereinafter, a rotating electrical machine and an elevator hoist system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the drawings used in the present specification, the same elements will be denoted by the same reference symbols, and repeated descriptions of these elements may be omitted.
図2は、本発明の実施例1による回転電機の、軸方向に沿う断面図である。図2には、回転電機の回転軸(回転子の回転軸であるシャフト8)より上部を示している。図2に示した回転電機は、主にエレベーターの巻上げ機システムに使用され、例えば、出力が数百kWで、回転速度が数百回min−1クラスの回転電機であり、高速及び大荷重用のエレベーターに適用される。 FIG. 2 is a cross-sectional view along an axial direction of a rotary electric machine according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the upper part of the rotating shaft of the rotating electrical machine (the shaft 8 which is the rotating shaft of the rotor). The rotary electric machine shown in FIG. 2 is mainly used for elevator hoist systems, and is, for example, a rotary electric machine with an output of several hundred kW and a rotational speed several hundred times min -1 class, for high speed and heavy load Applies to elevators.
回転電機1は、主な部品として、回転子2、固定子3、フレーム4、エンドブラケット5、軸受6、及び冷却用ファンであるファン7を備える。   The rotary electric machine 1 includes, as main parts, a rotor 2, a stator 3, a frame 4, an end bracket 5, a bearing 6, and a fan 7 which is a cooling fan.
回転子2は、シャフト8と鉄心9と永久磁石10を備える。シャフト8は、回転子2の回転軸であり、軸受6により支持されており、鉄心9に締結されて回転トルクを伝達する。鉄心9は、磁性材料で形成され、積層した電磁鋼板や鋳物にて成形することができる。永久磁石10は、鉄心9の外周部に配置される。図2には示していないが、永久磁石10の外周部には、金属管やカーボンファイバーのような繊維強化プラスチック等の保護部材が配置される。永久磁石10は、脱落、飛散しないように、この保護部材で保護される。また、永久磁石10は、接着剤やエポキシ樹脂等で固定してもよい。   The rotor 2 includes a shaft 8, an iron core 9 and a permanent magnet 10. The shaft 8 is a rotating shaft of the rotor 2, is supported by the bearing 6, and is fastened to the iron core 9 to transmit a rotational torque. The iron core 9 is formed of a magnetic material and can be formed of laminated electromagnetic steel sheets or castings. The permanent magnet 10 is disposed on the outer periphery of the iron core 9. Although not shown in FIG. 2, a protective member such as a metal pipe or fiber reinforced plastic such as carbon fiber is disposed on the outer peripheral portion of the permanent magnet 10. The permanent magnet 10 is protected by this protective member so as not to fall off or scatter. In addition, the permanent magnet 10 may be fixed by an adhesive, an epoxy resin, or the like.
固定子3は、積層した電磁鋼板11(積層した電磁鋼板で構成された鉄心)と、コイル12を備え、フレーム4に締結されている。コイル12は、電磁鋼板11が備える複数のスロットに収納されており、コイルエンド14と呼ばれる部分を備える。コイル12の軸方向の端部で、電磁鋼板11から軸方向に突出している部分が、コイルエンド14である。固定子3は、回転子2の径方向外側に、回転子2との間にギャップ16が設けられて配置される。   The stator 3 includes a laminated electromagnetic steel sheet 11 (iron core formed of laminated electromagnetic steel sheets) and a coil 12 and is fastened to the frame 4. The coil 12 is accommodated in a plurality of slots provided in the magnetic steel plate 11 and includes a portion called a coil end 14. At the axial end of the coil 12, a portion projecting in the axial direction from the electromagnetic steel plate 11 is a coil end 14. The stator 3 is disposed radially outside the rotor 2 with a gap 16 provided between the stator 3 and the rotor 2.
フレーム4は、固定子3と回転子2を収納し、エンドブラケット5に接続する。   The frame 4 houses the stator 3 and the rotor 2 and connects to the end bracket 5.
エンドブラケット5は、回転電機1の軸方向の両端部に設けられた覆いであり、軸受6が設けられる。一方のエンドブラケット5は、回転電機1の外部に開口する開口部27を備え、開口部27にファン7が設けられる。他方のエンドブラケット5は、回転電機1の内部と外部とを繋ぐ通風路17を備える。通風路17は、回転電機1の外部に開口する開口部である。   The end bracket 5 is a cover provided at both axial ends of the rotary electric machine 1, and a bearing 6 is provided. One end bracket 5 has an opening 27 opened to the outside of the rotary electric machine 1, and a fan 7 is provided at the opening 27. The other end bracket 5 includes a ventilation path 17 that connects the inside and the outside of the rotary electric machine 1. The ventilation path 17 is an opening that opens to the outside of the rotary electric machine 1.
ファン7は、回転電機1の軸方向の一端部、すなわち軸方向の一方のエンドブラケット5に設けられ、回転軸13と、回転軸13に設けられた羽根26を備え、回転軸13が回転すると羽根26が回転する。回転軸13は、軸方向に略平行である。羽根26の径方向長さrは、回転電機1の構成に応じて任意に定めることができる。ファン7は、羽根26が回転すると、軸方向の一方から冷媒15を導入して軸方向に沿って流し、軸方向の他方から冷媒15を排出する開放型の冷却器(軸流ファン)である。図2では、冷媒15の流れを矢印で示している。図2に示した回転電機1では、ファン7は、冷媒15を一方のエンドブラケット5の開口部27から回転電機1の内部に導入し、ギャップ16に冷媒15を流し、通風路17で冷媒15を回転電機1の内部から排出する。ファン7は、回転電機1を駆動する電源とは別の電源で駆動するのが好ましい。但し、回転電機1を駆動する電源と同じ電源をファン7の駆動に用いることもできる。   The fan 7 is provided at one end in the axial direction of the rotary electric machine 1, that is, at one end bracket 5 in the axial direction, and includes the rotary shaft 13 and the blades 26 provided on the rotary shaft 13. The blades 26 rotate. The rotation axis 13 is substantially parallel to the axial direction. The radial length r of the blade 26 can be arbitrarily determined according to the configuration of the rotary electric machine 1. The fan 7 is an open-type cooler (axial flow fan) which introduces the refrigerant 15 from one of the axial directions and flows along the axial direction when the blades 26 rotate and discharges the refrigerant 15 from the other of the axial directions. . In FIG. 2, the flow of the refrigerant 15 is indicated by an arrow. In the rotating electrical machine 1 shown in FIG. 2, the fan 7 introduces the coolant 15 from the opening 27 of one end bracket 5 into the inside of the rotating electrical machine 1, flows the coolant 15 through the gap 16, and Are discharged from the inside of the rotary electric machine 1. The fan 7 is preferably driven by a power supply different from the power supply that drives the rotating electrical machine 1. However, the same power supply as the power supply for driving the rotary electric machine 1 can also be used to drive the fan 7.
ファン7の径方向位置について説明する。図2に示すように、シャフト8からファン7の回転軸13までの径方向距離にファン7の羽根26の径方向長さrを加えた距離をL1とし、シャフト8からコイルエンド14の径方向外端部までの径方向距離をL2とし、シャフト8からファン7の回転軸13までの径方向距離からファン7の羽根26の径方向長さrを引いた距離をL3とする。ファン7は、回転軸13の径方向位置がL1>L2>L3の関係を満たすように、エンドブラケット5に設けられる。分かりやすく言い換えれば、ファン7は、コイルエンド14と軸方向に対向する位置に設けられる。距離L1は、距離L2よりも長く、距離L2は、距離L3よりも長いので、コイルエンド14の径方向外端部は、径方向においてファン7の羽根26が存在する範囲内(シャフト8から径方向に距離L1だけ離れた位置と、シャフト8から径方向に距離L3だけ離れた位置との間の径方向の範囲)に位置する。   The radial position of the fan 7 will be described. As shown in FIG. 2, a distance obtained by adding the radial length r of the blades 26 of the fan 7 to the radial distance from the shaft 8 to the rotational shaft 13 of the fan 7 is L1, and the radial direction of the shaft 8 to the coil end 14 The distance in the radial direction to the outer end portion is L2, and the distance in which the radial length r of the blades 26 of the fan 7 is subtracted from the distance in the radial direction from the shaft 8 to the rotation shaft 13 of the fan 7 is L3. The fan 7 is provided on the end bracket 5 such that the radial position of the rotating shaft 13 satisfies the relationship of L1> L2> L3. In other words, the fan 7 is provided at a position axially opposed to the coil end 14. Since the distance L1 is longer than the distance L2 and the distance L2 is longer than the distance L3, the radially outer end of the coil end 14 is within the range where the blades 26 of the fan 7 exist in the radial direction (the diameter from the shaft 8 A radial range between a position separated by a distance L1 in the direction and a position separated by a distance L3 in the radial direction from the shaft 8).
このような径方向位置にファン7を配置することで、発熱源となる銅損、鉄損が発生する部位(コイル12)に直接、冷媒15を流すことができる。大径化された回転電機では、回転中心(シャフト8)から発熱する部位(コイル12)までの径方向距離が長い。特にこのような回転電機に対しては、上述した径方向位置にファン7を配置すると、発熱する部位を効率良く冷却できる。   By arranging the fan 7 at such a radial position, the refrigerant 15 can be allowed to flow directly to a portion (coil 12) where copper loss and iron loss which are heat sources are generated. In the rotating electrical machine having a large diameter, the radial distance from the rotation center (shaft 8) to the heat generating portion (coil 12) is long. In the case of such a rotating electrical machine, in particular, if the fan 7 is disposed at the above-described radial position, the heat generation portion can be efficiently cooled.
ファン7は、軸方向の一方のエンドブラケット5が備える開口部27に設けられているので、外気を冷媒15として積極的に回転電機1に導入することができ、より効率良く回転電機1を冷却することができる。   Since the fan 7 is provided at the opening 27 of the end bracket 5 on one side in the axial direction, the outside air can be positively introduced into the rotary electric machine 1 as the refrigerant 15, and the rotary electric machine 1 can be cooled more efficiently. can do.
軸方向の他方のエンドブラケット5は、冷媒15を回転電機1の内部から排出する通風路17を備える。通風路17の径方向位置は、冷媒15を軸方向に効率良く流すことを考えると、コイルエンド14と軸方向に対向する位置であるのが好ましい。または、通風路17の径方向位置は、ファン7と軸方向に対向する位置でもよい。このような径方向位置に通風路17を設けると、ファン7により導入された冷媒15は、軸方向の通風路(本実施例では、ギャップ16)を流れ、通風路17から排出しやすくなるため、冷却効率が向上する。   The other end bracket 5 in the axial direction includes a ventilation path 17 for discharging the refrigerant 15 from the inside of the rotary electric machine 1. The radial position of the air passage 17 is preferably a position facing the coil end 14 in the axial direction, considering that the coolant 15 flows efficiently in the axial direction. Alternatively, the radial position of the air passage 17 may be a position axially opposed to the fan 7. If the air passage 17 is provided at such a radial position, the refrigerant 15 introduced by the fan 7 flows in the axial passage (in the present embodiment, the gap 16) and is easily discharged from the air passage 17. , Improve the cooling efficiency.
本実施例による回転電機1は、回転子2の表面(鉄心9の外周側)に永久磁石10を備える。このため、永久磁石10は、回転子2と固定子3との間のギャップ16に近接し、主要な発熱源である固定子3にも近接する。従って、本実施例による回転電機1では、ファン7により、永久磁石10も効果的に冷却することができる。なお、発熱源である固定子3を冷却する効果は、回転子2の永久磁石10の位置によらない。例えば、回転子2が鉄心9の内部に埋め込まれた永久磁石10を備える場合でも、発熱源である固定子3を冷却する効果は、本実施例による回転電機1の場合と変わらない。   The rotating electrical machine 1 according to the present embodiment includes a permanent magnet 10 on the surface of the rotor 2 (the outer peripheral side of the iron core 9). Therefore, the permanent magnet 10 is close to the gap 16 between the rotor 2 and the stator 3 and also close to the stator 3 which is a main heat generation source. Therefore, in the rotary electric machine 1 according to the present embodiment, the permanent magnet 10 can also be effectively cooled by the fan 7. The effect of cooling the stator 3 which is a heat source does not depend on the position of the permanent magnet 10 of the rotor 2. For example, even when the rotor 2 includes the permanent magnet 10 embedded in the core 9, the effect of cooling the stator 3, which is a heat source, is the same as that of the rotary electric machine 1 according to the present embodiment.
図3は、本発明の実施例1による回転電機1の、軸方向に沿う断面図であり、図2に示した回転電機1とは別の構成の回転電機1を示す図である。図3に示した回転電機1は、ファン7を備えるエンドブラケット5が通風路37を備える。通風路37は、回転電機1の外部に開口する開口部であり、ファン7が設けられておらず、ファン7が設けられた開口部27よりも径方向内側の任意の位置に設けられる。図3に示した回転電機1は、図2に示した回転電機1よりも、多くの外気(冷媒15)の流通部(導入部または排出部)を備え、冷却効率がさらに向上している。   FIG. 3 is a cross-sectional view along the axial direction of the rotary electric machine 1 according to the first embodiment of the present invention, showing the rotary electric machine 1 having a configuration different from that of the rotary electric machine 1 shown in FIG. In the rotary electric machine 1 shown in FIG. 3, the end bracket 5 including the fan 7 includes the air passage 37. The ventilation path 37 is an opening that opens to the outside of the rotary electric machine 1, is not provided with the fan 7, and is provided at an arbitrary position radially inward of the opening 27 in which the fan 7 is provided. The rotary electric machine 1 shown in FIG. 3 has a circulation portion (introduction portion or discharge portion) of more outside air (refrigerant 15) than the rotary electric machine 1 shown in FIG. 2, and the cooling efficiency is further improved.
図4は、本発明の実施例1による回転電機1の径方向の断面図であり、ファン7の周方向位置を示す図である。回転電機1は、周方向に複数のファン7を備えることができる。図4には、回転電機1が4台のファン7を備える例を示した。ファン7の径方向位置は、上述した通りである。ファン7の台数を増やすと、回転電機1の内部に流れる冷媒15の量を増やすことができ、冷却効率をさらに向上させることができる。   FIG. 4 is a radial cross-sectional view of the rotary electric machine 1 according to the first embodiment of the present invention, showing the circumferential position of the fan 7. The rotary electric machine 1 can include a plurality of fans 7 in the circumferential direction. FIG. 4 shows an example in which the rotating electrical machine 1 includes four fans 7. The radial position of the fan 7 is as described above. When the number of fans 7 is increased, the amount of the refrigerant 15 flowing inside the rotary electric machine 1 can be increased, and the cooling efficiency can be further improved.
回転電機1が備えるファン7の台数は、ファン7の大きさや、必要な冷媒15の量に応じて決めることができる。エンドブラケット5が備える通風路37の数も、通風路37の面積や、必要な冷媒15の量に応じて決めることができる。ファン7と通風路37の周方向位置は、任意に定めることができ、図4のように互いに同じでも、互いに異なっていてもよい。   The number of fans 7 provided in the rotary electric machine 1 can be determined according to the size of the fans 7 and the amount of the required refrigerant 15. The number of air passages 37 provided in the end bracket 5 can also be determined in accordance with the area of the air passages 37 and the amount of the refrigerant 15 required. The circumferential positions of the fan 7 and the air passage 37 can be arbitrarily determined, and may be identical to each other as shown in FIG. 4 or may be different from each other.
図4に示した回転電機1はエンドブラケット5が4つの通風路37を備えるが、図2に示した回転電機1のように、エンドブラケット5が通風路37を備えなくてもよい。   Although the end bracket 5 includes the four ventilation paths 37 in FIG. 4, the end bracket 5 may not include the ventilation path 37 as in the rotation electrical machine 1 illustrated in FIG. 2.
本実施例による回転電機1では、図2において冷媒15の流れを矢印で示したように、押し込み式のファン7を用いている。引き込み式のファン7を用いても、押し込み式のファン7を用いた場合と同様の効果が得られる。また、本実施例による回転電機1では、軸方向の一方のエンドブラケット5のみにファン7を設置しているが、軸方向の両方のエンドブラケット5にファン7を設置し、一方のファン7を押し込み式とし、他方のファン7を引き込み式としても、本実施例による回転電機1が奏する効果を十分に得ることができる。   In the rotary electric machine 1 according to the present embodiment, as shown by the arrows in FIG. 2, the push-in fan 7 is used. Even if the retractable fan 7 is used, the same effect as the case where the push-in fan 7 is used can be obtained. Further, in the rotary electric machine 1 according to the present embodiment, the fan 7 is installed only in one end bracket 5 in the axial direction, but the fan 7 is installed in both end brackets 5 in the axial direction, and one fan 7 is installed. Even if the push-in type is adopted and the other fan 7 is drawn-in type, the effect exerted by the rotary electric machine 1 according to the present embodiment can be sufficiently obtained.
図5は、本発明の実施例2による回転電機1の、軸方向に沿う断面図である。本実施例による回転電機1は、実施例1による回転電機1(例えば、図2)の構成において、固定子3とフレーム4との間に背面ダクト18を備える。背面ダクト18は、固定子3の一端から他端まで軸方向に延伸し、冷媒15を流す通風路である。図5では冷媒15の流れを矢印で示している。回転電機1は、周方向に1つ又は複数の背面ダクト18を備えることができる。   FIG. 5 is a cross-sectional view along an axial direction of a rotary electric machine 1 according to a second embodiment of the present invention. The rotating electrical machine 1 according to the present embodiment includes a back duct 18 between the stator 3 and the frame 4 in the configuration of the rotating electrical machine 1 (for example, FIG. 2) according to the first embodiment. The rear duct 18 extends in the axial direction from one end of the stator 3 to the other end, and is a ventilation path through which the refrigerant 15 flows. In FIG. 5, the flow of the refrigerant 15 is indicated by an arrow. The rotary electric machine 1 can include one or more back ducts 18 in the circumferential direction.
ファン7の径方向位置は、実施例1で説明したのと同じである。本実施例による回転電機1では、冷媒15は、背面ダクト18とギャップ16を通って軸方向に流れる。このため、本実施例では、冷媒15を回転電機1の内部でバランス良く流すことができ、回転電機1の冷却効率をさらに向上することができる。   The radial position of the fan 7 is the same as that described in the first embodiment. In the rotary electric machine 1 according to the present embodiment, the refrigerant 15 flows in the axial direction through the back duct 18 and the gap 16. For this reason, in the present embodiment, the refrigerant 15 can be flowed in a well-balanced manner inside the rotary electric machine 1, and the cooling efficiency of the rotary electric machine 1 can be further improved.
例えば、背面ダクト18を流れる冷媒15の流量を増やしたい場合には、ファン7を、径方向位置が背面ダクト18に近い位置(ファン7が背面ダクト18と軸方向に対向する位置、またはこの位置に近い位置)に設置すればよい。ギャップ16を流れる冷媒15の流量を増やしたい場合には、ファン7を、径方向位置がギャップ16に近い位置(ファン7がギャップ16と軸方向に対向する位置、またはこの位置に近い位置)に設置すればよい。すなわち、実施例1で示したL1>L2>L3の関係が成立する範囲内であれば、ファン7の径方向位置は、冷媒15の流量を増やしたい位置に合わせて調整することができる。これは、ファン7の動圧を考慮してファン7の適切な径方向位置を定めることと等価である。   For example, when it is desired to increase the flow rate of the refrigerant 15 flowing through the rear duct 18, the fan 7 may be located at a position closer to the rear duct 18 in the radial direction (a position where the fan 7 axially faces the rear duct 18 or Should be installed near the When it is desired to increase the flow rate of the refrigerant 15 flowing through the gap 16, the fan 7 is positioned at a position closer to the gap 16 in the radial direction (a position where the fan 7 axially faces the gap 16 or a position near this position). It should be installed. That is, as long as the relationship of L1> L2> L3 described in the first embodiment is established, the radial position of the fan 7 can be adjusted in accordance with the position where the flow rate of the refrigerant 15 is to be increased. This is equivalent to determining the appropriate radial position of the fan 7 in consideration of the dynamic pressure of the fan 7.
図6は、本発明の実施例2による回転電機1の径方向の部分断面図であり、図5のA−A断面を示す。図6に示した回転電機1は、フレーム4の内周部に径方向への凸部19と凹部20を備えることで、背面ダクト18を固定子3とフレーム4との間に備える。凸部19は、固定子3に接触して、固定子3を固定する。凹部20は、固定子3に接触せず、固定子3との間に背面ダクト18を形成する。凸部19と凹部20は、例えば、フレーム4の内周部の形状を凹凸形状にすることで設けることができる。   FIG. 6 is a partial cross-sectional view in the radial direction of the rotary electric machine 1 according to a second embodiment of the present invention, and shows an AA cross section of FIG. The rotary electric machine 1 shown in FIG. 6 is provided with the rear duct 18 between the stator 3 and the frame 4 by providing the convex portion 19 and the concave portion 20 in the radial direction on the inner peripheral portion of the frame 4. The convex portion 19 contacts the stator 3 to fix the stator 3. The recess 20 does not contact the stator 3 and forms a back duct 18 with the stator 3. The convex portion 19 and the concave portion 20 can be provided, for example, by making the shape of the inner peripheral portion of the frame 4 uneven.
背面ダクト18は、キー等の部品にてフレーム4の内周部に凸部19を設けたり、固定子3の外周部の形状を凹凸形状にしたりすることで、固定子3とフレーム4との間に設けてもよい。   The rear duct 18 is provided with a convex portion 19 on the inner peripheral portion of the frame 4 with a component such as a key or the like, and the outer peripheral portion of the stator 3 is formed into an uneven shape. It may be provided between them.
本実施例による回転電機1は、固定子3の電磁鋼板11(鉄心)の内部に位置するコイル12のピーク温度(図1を参照)を低減し、回転電機1の冷却効率を向上するのに効果的である。冷媒15が背面ダクト18とギャップ16に流れ、コイルエンド14の外周部と内周部が冷媒15に接触するため、コイル12の温度を効率的に低減することができる。なお、図6に示した回転電機1は、極数が56でスロット数が72であるが、極数やスロット数が他の値でも本実施例の効果を得ることができる。また、図6に示した回転電機1では、コイル12の巻線方式が集中巻であるが、これ以外の巻線方式でもよい。   The rotary electric machine 1 according to the present embodiment reduces the peak temperature (see FIG. 1) of the coil 12 located inside the electromagnetic steel sheet 11 (iron core) of the stator 3 and improves the cooling efficiency of the rotary electric machine 1. It is effective. Since the refrigerant 15 flows to the back duct 18 and the gap 16 and the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the coil end 14 contact the refrigerant 15, the temperature of the coil 12 can be efficiently reduced. Although the rotating electrical machine 1 shown in FIG. 6 has 56 poles and 72 slots, the effect of this embodiment can be obtained even if the number of poles and the number of slots are other values. Moreover, in the rotary electric machine 1 shown in FIG. 6, although the winding system of the coil 12 is concentrated winding, winding systems other than this may be used.
図7は、本発明の実施例3による回転電機1の径方向の部分断面図であり、図5のA−A断面の位置に相当する位置の断面を示す。本実施例による回転電機1は、実施例1から実施例2による回転電機1(例えば、図2、図5)の構成において、回転子2の鉄心9がアキシャルダクト21を備える。図7には、一例として、実施例2による回転電機1がアキシャルダクト21を備える構成を示している。アキシャルダクト21は、回転子2の一端から他端まで軸方向に延伸する空洞であり、冷媒15を流す通風路である。   7 is a partial cross-sectional view in the radial direction of a rotary electric machine 1 according to a third embodiment of the present invention, and shows a cross section at a position corresponding to the position of the A-A cross section in FIG. In the configuration of the rotary electric machine 1 (for example, FIG. 2, FIG. 5) according to the first embodiment and the second embodiment, the iron core 9 of the rotor 2 includes the axial duct 21. FIG. 7 shows a configuration in which the rotary electric machine 1 according to the second embodiment includes the axial duct 21 as an example. The axial duct 21 is a hollow that extends in the axial direction from one end of the rotor 2 to the other end, and is a ventilation path through which the refrigerant 15 flows.
実施例1から実施例2による回転電機1では、永久磁石10の放熱経路は、ギャップ16のみである。本実施例による回転電機1では、回転子2の鉄心9がアキシャルダクト21を備えており、永久磁石10の径方向内側にも放熱経路が設けられているため、永久磁石10の温度をさらに低減することができ、回転電機1の冷却効率をさらに向上することができる。また、空洞であるアキシャルダクト21を備えるために鉄心9の質量が減るので、回転子2の質量を減らすことができるという効果も得られる。   In the rotating electrical machine 1 according to the first embodiment to the second embodiment, the heat radiation path of the permanent magnet 10 is only the gap 16. In the rotary electric machine 1 according to the present embodiment, the iron core 9 of the rotor 2 is provided with the axial duct 21 and the heat radiation path is also provided inside the permanent magnet 10 in the radial direction, so the temperature of the permanent magnet 10 is further reduced. The cooling efficiency of the rotary electric machine 1 can be further improved. In addition, since the mass of the iron core 9 is reduced because the axial duct 21 is a hollow, the mass of the rotor 2 can be reduced.
図8は、本発明の実施例3による別の回転電機1の径方向の部分断面図であり、図5のA−A断面の位置に相当する位置の断面を示す。図8に示す回転電機1は、スポーク形状の回転子2を備える。すなわち、回転子2は、周方向に配置された複数のスポーク22を備え、棒状部材であるスポーク22がシャフト8と鉄心9を接続している。図8に示す回転電機1では、スポーク22とスポーク22の間にある隙間がアキシャルダクト21である。   8 is a partial cross-sectional view in the radial direction of another rotary electric machine 1 according to a third embodiment of the present invention, and shows a cross section at a position corresponding to the position of the A-A cross section in FIG. The rotary electric machine 1 shown in FIG. 8 includes a spoke-shaped rotor 2. That is, the rotor 2 includes a plurality of spokes 22 arranged in the circumferential direction, and the spokes 22 which are rod-like members connect the shaft 8 and the iron core 9. In the rotary electric machine 1 shown in FIG. 8, the gap between the spokes 22 and the spokes 22 is an axial duct 21.
図8に示す回転電機1は、図7に示す回転電機1と比べると、アキシャルダクト21の軸方向に垂直な断面積が大きいので、アキシャルダクト21を流れる冷媒15の量が多くなり、永久磁石10の温度をさらに低減することができ、回転電機1の冷却効率をさらに向上することができる。また、図8に示す回転電機1は、スポーク22の長さでシャフト8と鉄心9との距離を調整できるので、シャフト8の直径を最小限の長さにすることができる。図8に示す回転電機1は、複数のスポーク22を備えることにより、回転子2を構成する材料の量を減らすことができるので、回転子2の質量を減らすことができるという効果も得られる。   The rotary electric machine 1 shown in FIG. 8 has a large cross-sectional area perpendicular to the axial direction of the axial duct 21 as compared with the rotary electric machine 1 shown in FIG. 7, so the amount of the refrigerant 15 flowing through the axial duct 21 is large. The temperature of 10 can be further reduced, and the cooling efficiency of the rotating electrical machine 1 can be further improved. Further, since the rotating electric machine 1 shown in FIG. 8 can adjust the distance between the shaft 8 and the iron core 9 by the length of the spokes 22, the diameter of the shaft 8 can be minimized. The rotary electric machine 1 shown in FIG. 8 can reduce the amount of the material constituting the rotor 2 by providing the plurality of spokes 22, so that the mass of the rotor 2 can be reduced.
図9は、本発明の実施例4による回転電機1の、軸方向に沿う断面図である。本実施例による回転電機1は、実施例1から実施例3による回転電機1(例えば、図2、図5、図7、図8)の構成において、フレーム4の外周部に冷却フィン23を備える。図9には、一例として、実施例3による回転電機1が冷却フィン23を備える構成を示している。冷却フィン23は、径方向外側に向かって突出する突出部であり、軸方向に延伸する。冷却フィン23は、周方向に複数設けられるのが好ましい。   FIG. 9 is a sectional view along the axial direction of a rotary electric machine 1 according to a fourth embodiment of the present invention. The rotating electrical machine 1 according to the present embodiment includes cooling fins 23 on the outer peripheral portion of the frame 4 in the configuration of the rotating electrical machine 1 (for example, FIG. 2, FIG. 5, FIG. 7, FIG. 8) according to the first to third embodiments. . FIG. 9 shows, as an example, a configuration in which the rotary electric machine 1 according to the third embodiment includes the cooling fins 23. The cooling fin 23 is a protrusion that protrudes radially outward, and extends in the axial direction. It is preferable that a plurality of cooling fins 23 be provided in the circumferential direction.
図10は、本実施例による回転電機1の径方向の部分断面図であり、図9のA−A断面を示す。冷却フィン23の周方向の位置は、固定子3とフレーム4(図10に示した例では、固定子3と凸部19)が接触している位置の径方向外側である。この位置に冷却フィン23を設けることで、固定子3の熱は、フレーム4を介して効率良く冷却フィン23に熱伝導で伝えることができる。また、冷却フィン23によりフレーム4の外周の表面積を増やすことができ、強制対流や自然対流によるフレーム4からの放熱効果を高めることができる。   FIG. 10 is a partial cross-sectional view in the radial direction of the rotary electric machine 1 according to the present embodiment, and shows an AA cross section in FIG. The circumferential position of the cooling fin 23 is radially outside the position where the stator 3 and the frame 4 (in the example shown in FIG. 10, the stator 3 and the convex portion 19) are in contact. By providing the cooling fins 23 at this position, the heat of the stator 3 can be efficiently conducted to the cooling fins 23 through the frame 4 by heat conduction. Moreover, the surface area of the outer periphery of the frame 4 can be increased by the cooling fins 23, and the heat radiation effect from the frame 4 by forced convection and natural convection can be enhanced.
図11は、本発明の実施例4による別の回転電機1の、軸方向に沿う断面図である。図11に示す回転電機1は、フレーム4の外周部に、径方向内側に向かって窪んだ溝部28を備える。溝部28は、周方向に環状に延伸し、軸方向に複数設けられるのが好ましい。   FIG. 11 is an axial sectional view of another rotating electrical machine 1 according to a fourth embodiment of the present invention. The rotary electric machine 1 shown in FIG. 11 is provided with a groove 28 recessed inward in the radial direction on the outer peripheral portion of the frame 4. The groove 28 preferably extends annularly in the circumferential direction, and a plurality of grooves 28 are preferably provided in the axial direction.
図12は、図11に示した回転電機1の径方向の部分断面図であり、図11のA−A断面を示す。溝部28の周方向の位置は、固定子3とフレーム4(図12に示した例では、固定子3と凸部19)が接触している位置の径方向外側である。この位置に溝部28を設けると、上述した冷却フィン23と同様に、フレーム4からの放熱効果を高めることができるという効果を得られる。   12 is a partial cross-sectional view in the radial direction of the rotary electric machine 1 shown in FIG. 11, and shows an AA cross section in FIG. The circumferential position of the groove portion 28 is radially outside the position where the stator 3 and the frame 4 (in the example shown in FIG. 12, the stator 3 and the convex portion 19) are in contact. If the groove 28 is provided at this position, the effect of being able to enhance the heat radiation effect from the frame 4 can be obtained as in the case of the cooling fin 23 described above.
冷却フィン23は、周方向に環状に延伸してもよく、溝部28は、軸方向に延伸してもよい。また、冷却フィン23は、フレーム4の外周部に、径方向内側に向かって窪んだ陥没部を設けることで形成してもよく、溝部28は、フレーム4の外周部に、径方向外側に向かって突出した突出部を設けることで形成してもよい。本実施例では、フレーム4の外周部に径方向への凹凸部を設けることで、フレーム4の外周の表面積を増やして、フレーム4からの放熱効果を高め、回転電機1の冷却効率を向上する。   The cooling fins 23 may extend annularly in the circumferential direction, and the grooves 28 may extend in the axial direction. Alternatively, the cooling fins 23 may be formed by providing a recessed portion which is recessed inward in the radial direction on the outer peripheral portion of the frame 4, and the groove portion 28 extends radially outward on the outer peripheral portion of the frame 4. It may be formed by providing a protruding portion. In this embodiment, the surface area of the outer periphery of the frame 4 is increased by providing the uneven portion in the radial direction on the outer peripheral portion of the frame 4 to enhance the heat dissipation effect from the frame 4 and improve the cooling efficiency of the rotating electrical machine 1 .
冷却フィン23と溝部28の延伸する方向は、回転電機1の外部に流れる冷媒の向きに応じて定めることができる。例えば、冷却フィン23と溝部28は、回転電機1の外部で冷媒が軸方向に流れる場合には軸方向に延伸するように設け、回転電機1の外部で冷媒が軸方向に垂直な方向に流れる場合には周方向に延伸するように設けると、冷媒が冷却フィン23と溝部28に沿って流れやすくなるため、回転電機1の冷却効率の向上により効果的である。   The extending direction of the cooling fin 23 and the groove portion 28 can be determined according to the direction of the refrigerant flowing to the outside of the rotary electric machine 1. For example, the cooling fins 23 and the groove portions 28 are provided so as to extend in the axial direction when the refrigerant flows in the axial direction outside the rotary electric machine 1, and the refrigerant flows in the direction perpendicular to the axial direction outside the rotary electric machine 1 In this case, if the coolant is provided so as to extend in the circumferential direction, the refrigerant can easily flow along the cooling fins 23 and the groove portion 28, and thus it is effective to improve the cooling efficiency of the rotary electric machine 1.
図13は、本発明の実施例5による回転電機1の、軸方向に沿う断面図である。本実施例による回転電機1は、実施例1から実施例4による回転電機1(例えば、図2、図5、図7、図8、図9、図11)の構成において、エンドブラケット5の外表面に冷却フィン29を備える。図13には、一例として、実施例1(図2)による回転電機1が冷却フィン23を備える構成を示している。冷却フィン29は、軸方向外側に向かって突出する突出部である。冷却フィン29は、複数備えるのが好ましい。回転電機1は、冷却フィン29を備えることで、内部で温められた冷媒15と回転電機1の外部との熱交換効率が向上し、内部の冷媒15の温度を効果的に下げることができる。   FIG. 13 is a sectional view along the axial direction of a rotary electric machine 1 according to a fifth embodiment of the present invention. The rotating electrical machine 1 according to this embodiment is the same as the rotating electrical machine 1 according to the first to fourth embodiments (for example, FIG. 2, FIG. 5, FIG. 7, FIG. 7, FIG. 8, FIG. A cooling fin 29 is provided on the surface. FIG. 13 shows a configuration in which the rotating electrical machine 1 according to the first embodiment (FIG. 2) includes the cooling fins 23 as an example. The cooling fins 29 are protrusions projecting outward in the axial direction. It is preferable that a plurality of cooling fins 29 be provided. By providing the cooling fins 29, the rotary electric machine 1 improves the heat exchange efficiency between the refrigerant 15 warmed inside and the outside of the rotary electric machine 1, and can effectively lower the temperature of the refrigerant 15 inside.
エンドブラケット5の外表面内における冷却フィン29の位置と延伸する方向は、任意に定めることができ、例えば、実施例4で述べたように、回転電機1の外部に流れる冷媒の向きに応じて定めることができる。また、冷却フィン29は、軸方向の両方のエンドブラケット5に設けてもよいし、いずれか一方だけのエンドブラケット5に設けてもよい。   The position and the extending direction of the cooling fins 29 in the outer surface of the end bracket 5 can be arbitrarily determined, for example, according to the direction of the refrigerant flowing to the outside of the rotary electric machine 1 as described in the fourth embodiment. It can be determined. Further, the cooling fins 29 may be provided on both end brackets 5 in the axial direction, or may be provided on only one of the end brackets 5.
本発明の実施例6では、本発明の実施例による回転電機1を、エレベーター用巻上げ機システムに適用した例を示す。本実施例によるエレベーター用巻上げ機システムでは、回転電機1が冷媒を軸方向に効率良く流すことができるので、回転電機1の冷却効率が向上する。   The sixth embodiment of the present invention shows an example in which the rotating electrical machine 1 according to the embodiment of the present invention is applied to a hoist for elevator system. In the elevator hoisting machine system according to the present embodiment, since the rotary electric machine 1 can efficiently flow the refrigerant in the axial direction, the cooling efficiency of the rotary electric machine 1 is improved.
図14は、本発明の実施例6によるエレベーター用巻上げ機システムを示す図である。本実施例によるエレベーター用巻上げ機システムは、回転電機1と、巻上げ機24と、カップリング25を備える。回転電機1は、実施例1から実施例5のいずれか1つの実施例による回転電機1である。巻上げ機24は、シーブを備える。回転電機1は、巻上げ機24のシーブにカップリング25を介して接続し、巻上げ機24を駆動する。なお、図14に示す回転電機1では、シャフト8を支持する軸受6は、回転電機1の軸方向の両端部に設けられている。   FIG. 14 is a view showing a hoist for elevator system according to a sixth embodiment of the present invention. The elevator hoisting system according to the present embodiment includes a rotating electric machine 1, a hoisting machine 24, and a coupling 25. The rotating electrical machine 1 is the rotating electrical machine 1 according to any one of the first to fifth embodiments. The winding machine 24 comprises a sheave. The rotary electric machine 1 is connected to the sheave of the winding machine 24 via a coupling 25 to drive the winding machine 24. In the rotary electric machine 1 shown in FIG. 14, the bearings 6 for supporting the shaft 8 are provided at both axial end portions of the rotary electric machine 1.
図15は、本発明の実施例6による別のエレベーター用巻上げ機システムを示す図である。回転電機1は、巻上げ機24のシーブにカップリング25を介して接続し巻上げ機24を駆動するが、軸受6が軸方向の一端部のみに設けられている。すなわち、図15に示す回転電機1は、軸方向で、巻上げ機24に近い側の軸受6を備えず、巻上げ機24から遠い側の軸受6のみを備える。図15に示すエレベーター用巻上げ機システムは、回転電機1の軸方向の一端側を、巻上げ機24が支持する構造である。このような構造にすることで、エレベーター用巻上げ機システムの大きさを小さくすることができる。また、軸方向の一端側に軸受6を備えないので、回転電機1の部品数を低減するという効果も得られる。   FIG. 15 is a view showing another elevator hoist system according to Embodiment 6 of the present invention. The rotary electric machine 1 is connected to the sheave of the winding machine 24 via a coupling 25 to drive the winding machine 24, but the bearing 6 is provided only at one end in the axial direction. That is, the rotary electric machine 1 shown in FIG. 15 does not include the bearing 6 on the side close to the winding machine 24 in the axial direction, but includes only the bearing 6 on the side far from the winding machine 24. The elevator hoisting system shown in FIG. 15 has a structure in which the hoisting machine 24 supports one axial end of the rotary electric machine 1. Such a structure can reduce the size of the elevator hoist system. Further, since the bearing 6 is not provided at one end side in the axial direction, the effect of reducing the number of parts of the rotary electric machine 1 can also be obtained.
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, the above embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to the aspect having all the described configurations. Also, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment. In addition, it is possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. In addition, it is possible to delete part of the configuration of each embodiment or to add or replace another configuration.
1…回転電機、2…回転子、3…固定子、4…フレーム、5…エンドブラケット、6…軸受、7…ファン、8…シャフト、9…鉄心、10…永久磁石、11…電磁鋼板、12…コイル、13…回転軸、14…コイルエンド、15…冷媒、16…ギャップ、17…通風路、18…背面ダクト、19…フレームの内径側の凸部、20…フレームの内径側の凹部、21…アキシャルダクト、22…スポーク、23…冷却フィン、24…巻上げ機、25…カップリング、26…羽根、27…開口部、28…溝部、29…冷却フィン、37…通風路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... rotation electric machine, 2 ... rotor, 3 ... stator, 4 ... frame, 5 ... end bracket, 6 ... bearing, 7 ... fan, 8 ... shaft, 9 ... iron core, 10 ... permanent magnet, 11 ... electromagnetic steel plate, 12: coil, 13: rotating shaft, 14: coil end, 15: refrigerant, 16: gap, 17: ventilating path, 18: back duct, 19: convex portion on the inner diameter side of the frame, 20: concave portion on the inner diameter side of the frame , 21 ... axial duct, 22 ... spoke, 23 ... cooling fin, 24 ... winding machine, 25 ... coupling, 26 ... vane, 27 ... opening, 28 ... groove, 29 ... cooling fin, 37 ... air passage.

Claims (7)

  1. 回転軸を備える回転子と、
    コイルエンドを備える固定子と、
    回転軸とこの回転軸に設けられた羽根とを備え、冷媒を流すファンと、
    前記回転子の前記回転軸の延伸方向である軸方向の両端部に設けられたエンドブラケットと、
    を備え、
    前記ファンの前記回転軸は、前記軸方向に略平行であり、
    前記エンドブラケットは、それぞれが外部に開口する開口部を備え、
    前記ファンは、一方の前記エンドブラケットの前記開口部に設けられ、
    前記回転子の前記回転軸から前記ファンの前記回転軸までの径方向距離に、前記ファンの前記羽根の径方向長さを加えた距離をL1とし、
    前記回転子の前記回転軸から前記コイルエンドの径方向外端部までの径方向距離をL2とし、
    前記回転子の前記回転軸から前記ファンの前記回転軸までの径方向距離から、前記ファンの前記羽根の径方向長さを引いた距離をL3とすると、
    距離L1は、距離L2よりも長く、
    距離L2は、距離L3よりも長い、
    ことを特徴とする回転電機。
    A rotor comprising a rotating shaft,
    A stator comprising a coil end,
    A fan including a rotating shaft and a blade provided on the rotating shaft, for flowing the refrigerant;
    End brackets provided at both axial end portions of the rotor in the extending direction of the rotation shaft;
    Equipped with
    The rotation axis of the fan is substantially parallel to the axial direction,
    The end brackets each include an opening that opens to the outside,
    The fan is provided at the opening of the one end bracket,
    A distance obtained by adding a radial length of the blade of the fan to a radial distance from the rotary shaft of the rotor to the rotary shaft of the fan is L1.
    A radial distance from the rotation axis of the rotor to a radial outer end of the coil end is L2.
    Let L3 be a distance obtained by subtracting the radial length of the blades of the fan from the radial distance from the rotary shaft of the rotor to the rotary shaft of the fan,
    The distance L1 is longer than the distance L2,
    The distance L2 is longer than the distance L3,
    A rotating electrical machine characterized by
  2. 前記ファンが設けられた前記エンドブラケットは、外部に開口し前記ファンが設けられていない開口部を備える、
    請求項1に記載の回転電機。
    The end bracket provided with the fan includes an opening that opens to the outside and is not provided with the fan.
    The rotary electric machine according to claim 1.
  3. 前記固定子と前記回転子とを収納するフレームを備え、
    前記固定子と前記フレームとの間に、前記固定子の一端から他端まで前記軸方向に延伸し、前記冷媒を流す通風路を備える、
    請求項1に記載の回転電機。
    A frame for housing the stator and the rotor;
    Between the stator and the frame, there is provided an air passage which extends in the axial direction from one end of the stator to the other end and through which the refrigerant flows.
    The rotary electric machine according to claim 1.
  4. 前記回転子は、前記回転子の一端から他端まで前記軸方向に延伸し、前記冷媒を流す通風路を備える、
    請求項1に記載の回転電機。
    The rotor includes an air passage which extends in the axial direction from one end of the rotor to the other end and through which the refrigerant flows.
    The rotary electric machine according to claim 1.
  5. 前記固定子と前記回転子とを収納するフレームを備え、
    前記フレームは、外周部に径方向への凹凸部を備える、
    請求項1に記載の回転電機。
    A frame for housing the stator and the rotor;
    The frame is provided with an uneven portion in the radial direction on the outer peripheral portion.
    The rotary electric machine according to claim 1.
  6. 前記エンドブラケットは、外表面に前記軸方向の外側に向かって突出するフィンを備える、
    請求項1に記載の回転電機。
    The end bracket includes fins projecting outward in the axial direction on an outer surface thereof.
    The rotary electric machine according to claim 1.
  7. シーブを備える巻上げ機と、
    前記シーブに接続した回転電機と、
    を備え、
    前記回転電機は、請求項1から6のいずれか1項に記載の回転電機である、
    ことを特徴とするエレベーター用巻上げ機システム。
    A hoist equipped with a sieve,
    A rotating electrical machine connected to the sheave;
    Equipped with
    The rotating electrical machine is the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 6,
    A hoisting machine system for an elevator characterized by
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