JP2019110613A - Rotary electric machine and vibration suppression method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機及び回転電機の振動抑制方法に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine and a method of suppressing vibration of the rotating electrical machine.
ポンプ駆動用のモータや発電機等に用いられる回転電機は、回転子、固定子及びこれらを収納するフレームから構成されている。フレームには、回転子及び固定子を冷却する冷媒の熱交換を行うための冷却器を収納するための冷却器カバーが備えられている。フレームには、上部、下部、中央部のそれぞれに連通開口が形成されており、冷却器カバーと対向させている。回転電機の回転軸には内扇ファンが取り付けられており、回転子の回転に伴って内扇ファンが回転し、フレーム及び冷却器カバーで形成された密閉空間内を冷却用気体が循環する。回転子及び固定子を冷却した気体は、冷却器カバー内の冷却器で冷却され、再び回転子及び固定子を冷却する。 A rotating electrical machine used for a motor for driving a pump, a generator and the like is composed of a rotor, a stator, and a frame for housing these. The frame is provided with a cooler cover for housing a cooler for heat exchange of the refrigerant for cooling the rotor and the stator. Communication openings are formed in the upper, lower, and central portions of the frame, and are opposed to the cooler cover. An inner fan is attached to the rotation shaft of the rotating electric machine, and the inner fan rotates as the rotor rotates, and a cooling gas circulates in the enclosed space formed by the frame and the cooler cover. The gas that has cooled the rotor and the stator is cooled by the cooler in the cooler cover to cool the rotor and the stator again.
連通開口が形成されたフレームの部分は、剛性が低下するため、回転電機を駆動すると固有振動数が回転周波数に近づいて共振による振動が発生する課題があった。この課題を解決するために、フレームと冷却器カバーとの間に補強部材を設けた技術が提案されている(特許文献1)。 Since the rigidity of the portion of the frame in which the communication opening is formed is lowered, there is a problem that when the rotary electric machine is driven, the natural frequency approaches the rotation frequency and vibration due to resonance occurs. In order to solve this subject, the technique which provided the reinforcement member between the flame | frame and a cooler cover is proposed (patent document 1).
特許文献1に記載の技術においては、フレームと冷却器カバーとの間に補強部材を設けることにより、回転電機の剛性を確保し、回転電機の固有振動数を高い方にシフトしている。そして、回転電機の固有振動数を回転電機の回転周波数から離すことによって、共振による振動の発生を防止している。 In the technique described in Patent Document 1, by providing a reinforcing member between the frame and the cooler cover, the rigidity of the rotating electrical machine is secured, and the natural frequency of the rotating electrical machine is shifted to the higher side. Then, by separating the natural frequency of the rotating electrical machine from the rotational frequency of the rotating electrical machine, the occurrence of vibration due to resonance is prevented.
しかしながら、特許文献1では、回転電機の剛性を確保して回転電機の固有振動数を高い方のみにシフトする構成であるため、回転電機の剛性を確保した後の回転電機の固有振動数と回転電機の回転周波数の差が小さい場合には、共振による振動の発生を抑制できないといった課題がある。 However, in Patent Document 1, since the rigidity of the rotating electrical machine is secured and the natural frequency of the rotating electrical machine is shifted only to the higher one, the natural frequency and rotation of the rotating electrical machine after securing the rigidity of the rotating electrical machine When the difference in rotational frequency of the electric machine is small, there is a problem that generation of vibration due to resonance can not be suppressed.
特に、現地での回転電機の据付状態や、回転電機のフレームに制御装置等を収納する補器収納箱を取付けた場合、回転電機の固有振動数が変化するので、回転電機の剛性を確保した後であっても回転電機の固有振動数と回転電機の回転周波数の差が小さくなる可能性があり、共振による振動の発生を抑制できないものである。 In particular, when the installation state of the rotating electrical machine at the site or when an accessory storage box for storing the control device etc. is attached to the frame of the rotating electrical machine, the natural frequency of the rotating electrical machine changes, so the rigidity of the rotating electrical machine is secured. Even after that, the difference between the natural frequency of the rotating electrical machine and the rotational frequency of the rotating electrical machine may be small, and the generation of vibration due to resonance can not be suppressed.
また、回転電機の回転子には、固定子からの電磁力により回転する際回転周波数の2倍の周波数(共振周波数)が作用する。このため、回転電機の固有振動数と加振周波数の共振による振動の発生にも対策する必要があった。 Further, a frequency (resonance frequency) twice as high as the rotational frequency acts on the rotor of the rotating electrical machine when it is rotated by the electromagnetic force from the stator. For this reason, it was necessary to take measures against the occurrence of vibration due to the resonance of the natural frequency and the excitation frequency of the rotating electrical machine.
本発明の目的は、前記課題を解決し、回転電機の加振周波数に対する回転電機の固有振動数の大きさに応じて、共振による振動を抑制できる回転電機を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a rotating electrical machine capable of suppressing vibration due to resonance in accordance with the magnitude of the natural frequency of the rotating electrical machine with respect to the excitation frequency of the rotating electrical machine.
前記目的を達成するために本発明の特徴とするところは、回転子及び固定子を収納する筐体と、前記回転子及び前記固定子を冷却した気体を冷却する熱交換器と、前記筐体に取り付けられると共に前記熱交換器を収納する熱交換器カバーとを備えた回転電機において、前記回転電機の加振周波数に対する前記回転電機の固有振動数の大きさに応じて、前記加振周波数から前記固有振動数が離れるように前記筐体に補強部材もしくはバランスウェイトを固定したことにある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized by a housing for housing a rotor and a stator, a heat exchanger for cooling a gas that has cooled the rotor and the stator, and the housing And a heat exchanger cover for accommodating the heat exchanger, the excitation frequency from the excitation frequency according to the magnitude of the natural frequency of the rotation machine with respect to the excitation frequency of the rotation machine. The reinforcing member or the balance weight is fixed to the housing so that the natural frequency is separated.
本発明によれば、回転電機の加振周波数に対する回転電機の固有振動数の大きさに応じて、共振による振動を抑制できる回転電機を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, according to the magnitude | size of the intrinsic frequency of the rotary electric machine with respect to the excitation frequency of a rotary electric machine, the rotary electric machine which can suppress the vibration by resonance can be provided.
以下、本発明に係る回転電機の実施例を図面に基づいて説明する。本発明は以下の実施例に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例もその範囲に含むものである。 Hereinafter, an embodiment of a rotating electrical machine according to the present invention will be described based on the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and includes various modifications and applications within the technical concept of the present invention.
本発明の第1実施例について、図1乃至図9を用いて説明する。図1は本発明の第1実施例に係る回転電機の外観斜視図である。図2は、図1を回転軸方向に切断した断面図である。本実施例では回転電機の一例として、誘導電動機を例として説明する。 A first embodiment of the present invention will be described using FIG. 1 to FIG. FIG. 1 is an external perspective view of a rotary electric machine according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 cut in the rotation axis direction. In the present embodiment, an induction motor will be described as an example of a rotating electrical machine.
図1及び図2において、回転電機100は、回転子110と、固定子120と、回転子110及び固定子120を収納する筐体130と、筐体130に取り付けられた熱交換器カバー140と、筐体130に取り付けられた補器収納カバー150を有する。回転子110には回転軸111が取り付けられている。回転軸111には、例えばポンプの羽根車等が連結される。筐体130には軸受112、113が取り付けられており、回転軸111を軸支している。回転軸111には内扇ファン114、115が取り付けられており、回転子110と共に回転する。
1 and 2, the rotating
固定子120は、電磁鋼板を複数枚積層して構成した固定子鉄心にスロットが形成され、このスロットに固定子コイルが挿入されている。回転子110は、電磁鋼板を複数枚積層して構成した回転子鉄心にスロットが形成され、このスロット内に導体棒が挿入されている。
In the
熱交換器カバー140内には熱交換器141が収納されている。筐体130と熱交換器カバー140との間には、第1連通口131、第2連通口132、第3連通口133が形成されている。これにより、回転子110と固定子120が収納された筐体130の内部空間と、熱交換器141とが連通する。熱交換器141には図示しない伝熱管が接続され、回転電機100の外部に設けられた熱交換器に接続されている。この構成により、熱交換器141で吸収した熱を回転電機100の外部に放熱している。
The
回転子110が回転すると、内扇ファン114、115が回転し、筐体130と熱交換器カバー140とで形成される内部空間を気体が循環する。図2の矢印で示すように、内扇ファン114、115が回転すると、熱を持った気体が第1連通口131を通して筐体130内から熱交換器カバー140内へ流れる。熱交換器カバー140内に流入した気体は、熱交換器141を通過して熱が奪われて冷却され、第2連通口132、第3連通口133を通して再び筐体130内に流入する。筐体130内に流入した気体は、回転子110、固定子120を冷却する。
When the
本実施例の回転電機100では、筐体130を構成する面のうち、熱交換器カバー140と対向する側に第1連通口131、第2連通口132、第3連通口133が形成されている側の面の剛性が低くなっている。加えて、本実施例では、筐体130の側面に補器収納カバー150が取り付けられている。補器収納カバー150内には回転電機100を制御する制御装置等が収納されている。
In the rotary
回転電機動作時の作用を説明する。回転電機は回転子の回転と電力を変換する機器である。回転子は軸まわりにアンバランスを有し、回転子の回転により発生する遠心力により、回転軸に対する直角方向に回転周波数の加振力を発生させる。また、回転子は、固定子からの電磁力により回転し、回転数周波数の2倍となる加振周波数を受ける。そのため、筐体等にも加振周波数が作用する。 The operation of the rotating electrical machine will be described. A rotating electrical machine is a device that converts rotation of a rotor and power. The rotor has an imbalance around its axis, and a centrifugal force generated by the rotation of the rotor generates an excitation force of rotational frequency in a direction perpendicular to the rotational axis. In addition, the rotor is rotated by the electromagnetic force from the stator, and receives an excitation frequency that is twice the rotational frequency. Therefore, the excitation frequency also acts on the housing and the like.
他方で、回転電機は、現地での据付状態や、筐体への熱交換器カバー、補器収納カバー等の取り付けの有無による合成のバランスによって固有振動数が変化する。この振動モードの固有振動数が回転電機の加振周波数と一致すると回転電機は共振してしまうため、筺体の質量や剛性を調整し、振動モードの固有振動数と加振周波数を離す必要がある。 On the other hand, in the rotary electric machine, the natural frequency changes due to the balance of the combination of the installation state at the site and the presence or absence of the heat exchanger cover, the accessory storage cover, etc. attached to the housing. If the natural frequency of this vibration mode matches the vibration frequency of the rotating electric machine, the rotating electric machine will resonate, so it is necessary to adjust the mass and stiffness of the housing to separate the natural frequency of the vibration mode from the vibration frequency .
まず、回転電機100の振動モードの固有振動数が加振周波数より高い周波数で近接する場合について考える。この場合、回転電機100の振動モードの固有振動数を加振周波数から遠ざけるためには、振動モードの固有周波数を高周波数側にシフトさせればよい。
First, consider the case where the natural frequency of the vibration mode of the rotary
以下、振動モードの固有周波数を高周波数側にシフトさせて共振による振動を防止する手段について図3及び図4を用いて説明する。図3は本発明の第1実施例に係る回転電機の分解斜視図である。図4は本発明の第1実施例に係る熱交換器カバーを外した回転電機の上面図である。 Hereinafter, means for preventing the vibration due to resonance by shifting the natural frequency of the vibration mode to the high frequency side will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an exploded perspective view of the rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a top view of the rotating electrical machine from which the heat exchanger cover according to the first embodiment of the present invention has been removed.
熱交換器カバー140は、図示しないボルトを用いて筐体130に着脱自在に取り付けられている。本実施例の筐体130は、熱交換器カバー140が取り付けられる側(対向する側)が開口部されており、全体として略直方体で形成されている。筐体130の4つの面には貫通孔134が形成されている。貫通孔134は筐体130の開口部の近傍に形成されている。筐体130の隣り合う面同士には補強部材135が取り付けられる。筐体130の開口部側は、開口部が形成されることによって剛性が低下する。このため、筐体130の開口部の近傍に補強部材135を取り付け固定し剛性を確保する。補強部材135は複数設けられている。
The
貫通孔134aと貫通孔134hの間には、補強部材135aが配置され、貫通孔134aとボルト締結孔136aを対向させると共に、貫通孔134hとボルト締結孔136hを対向させ、それぞれ貫通孔134a、貫通孔134hからボルトを挿入して締め付け、筐体130に補強部材135aを取付ける。
A reinforcing
貫通孔134bと貫通孔134cの間には、補強部材135bが配置され、貫通孔134bとボルト締結孔136bを対向させると共に、貫通孔134cとボルト締結孔136cを対向させ、それぞれ貫通孔134b、貫通孔134cからボルトを挿入して締め付け、筐体130に補強部材135bを取付ける。
A reinforcing member 135b is disposed between the through
貫通孔134dと貫通孔134eの間には、補強部材135cが配置され、貫通孔134dとボルト締結孔136dを対向させると共に、貫通孔134eとボルト締結孔136eを対向させ、それぞれ貫通孔134d、貫通孔134eからボルトを挿入して締め付け、筐体130に補強部材135cを取付ける。
A reinforcing
貫通孔134dと貫通孔134eの間には、補強部材135cが配置され、貫通孔134dとボルト締結孔136dを対向させると共に、貫通孔134eとボルト締結孔136eを対向させ、それぞれ貫通孔134d、貫通孔134eからボルトを挿入して締め付け、筐体130に補強部材135cを取付ける。
A reinforcing
貫通孔134fと貫通孔134gの間には、補強部材135dが配置され、貫通孔134fとボルト締結孔136fを対向させると共に、貫通孔134gとボルト締結孔136gを対向させ、それぞれ貫通孔134f、貫通孔134gからボルトを挿入して締め付け、筐体130に補強部材135dを取付ける。
A reinforcing
本実施例では筺体130に貫通孔134を介して補強部材135が取り付けられる構成となっている。そのため、筐体130の側壁が弾性変形する場合であっても、補強部材135を用いることにより筺体130の剛性が高くなり、回転電機100の固有振動数を高くすることができる。補強部材135は筐体130の角を形成する壁面同士を繋ぐように配置されている。また、補強部材135は、ボルトの締め付けの有無によって、筐体130の剛性を調整することができる。本実施例の補強部材135は、筐体130の剛性を調整可能な補強部材としている。
In the present embodiment, the reinforcing
なお、上述では、筐体130の上部に熱交換器カバー140が設けられた例を示したが、熱交換器を収納するカバー以外にも、筐体に取り付けられ筐体の空間と連通する空間を形成するカバーであれば本実施例は適用可能である。当該カバーは、例えば端子箱等であってもよい。
In the above description, the
本実施例の効果について、図5を用いて説明する。図5は本発明の第1実施例に係る回転電機の効果を説明する図である。図中に記載されているバランスウェイトについては後述する。 The effect of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a view for explaining the effect of the rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention. The balance weights described in the figure will be described later.
図5において、横軸は周波数、縦軸は振幅を示す。回転電機100の加振周波数(回転周波数の2倍の周波数)は、破線で示す2fnである。補強部材135を取付け前の回転電機100の固有振動数は、固有振動数のピーク値が加振周波数2fnよりも高い周波数領域にあり、固有振動数全体が加振周波数2fn近辺に広がっている。このため、共振が発生する可能性がある。共振領域を避けるためには、回転電機100の固有振動数を共振領域の外にシフトさせる必要がある。
In FIG. 5, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents amplitude. The excitation frequency (frequency twice as high as the rotation frequency) of the rotary
本実施例によれば、筐体130に補強部材135を取付けているので、筐体130の剛性が確保され、回転電機100の振動モードの固有振動数を加振周波数2fnから高い周波数域に離すことが出来、共振による振動を抑制することができる。
According to the present embodiment, since the reinforcing
本実施例では、補強部材135は、ボルト締結孔136と貫通孔134をそれぞれ2箇所設けているが、ボルト締結孔136と貫通孔134をそれぞれ1つ、もしくは3つ以上設けるようにしても良い。
In this embodiment, the reinforcing
また、補強部材135のボルト締結孔136を複数有する場合、すべてのボルトを締結せず、選択的にボルト締結してもかまわない。その場合、ボルト締結本数により補強部材135と筐体130と間の剛性を調整することができる。
When a plurality of bolt fastening holes 136 of the reinforcing
次に2つ以上の振動モードが存在する場合について図6及び図7を用いて説明する。図6は回転電機の振動モードの一例を示す図である。図7は回転電機の振動モードの他の例を示す図である。 Next, the case where two or more vibration modes are present will be described using FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a view showing an example of a vibration mode of the rotating electrical machine. FIG. 7 is a view showing another example of the vibration mode of the rotating electrical machine.
図6は、回転電機の振動モードの固有振動数が加振周波数よりも低い状態である。図7は、回転電機の振動モードの固有振動数が加振周波数よりも高い状態である。図6及び図7に示すように、筐体130には補器収納カバー150が取り付けられている。回転電機100を運転すると筐体130が弾性変形する。図6では、筐体130と補器収納カバー150との間に壁が設けられており、回転電機100の運転に伴い、筐体130の回転軸方向の壁が点線で示すように弾性変形する。また、図7では、筐体130と補器収納カバー150との間に壁が設けられておらず、回転電機100の運転に伴い、筐体130の水平方向の壁が点線で示すように弾性変形する。
FIG. 6 shows a state in which the natural frequency of the vibration mode of the rotating electrical machine is lower than the excitation frequency. FIG. 7 shows a state in which the natural frequency of the vibration mode of the rotating electrical machine is higher than the excitation frequency. As shown in FIGS. 6 and 7, an
回転電機の振動モードは、筐体の剛性や質量の変化(補器収納カバーの有無)によって固有振動数が変化し、回転電機の固有振動数が、加振周波数2fnよりも高い周波数の域に分布したり、低い周波数の域に分布したりする。筐体の剛性を確保するためには、図3及び図4で説明したように筐体130に補強部材135を取付けるのが有効である。しかしながら、回転電機の固有振動数と加振周波数2fnの関係によっては、筐体の剛性を確保することが共振の抑制とはならない場合がある。以下、図8を用いて理由を説明する。
In the vibration mode of the rotating electrical machine, the natural frequency changes due to changes in the rigidity and mass of the case (presence or absence of the accessory storage cover), and the natural frequency of the rotating electric machine is in a frequency range higher than the excitation frequency 2fn It is distributed or distributed in a low frequency range. In order to secure the rigidity of the housing, it is effective to attach the reinforcing
図8は回転電機の固有振動数が加振周波数よりも低い状態を示す図である。図8において、補強部材135を取付け前の回転電機100の固有振動数は、固有振動数のピーク値が加振周波数2fnよりも低い周波数領域にあり、固有振動数全体が加振周波数2fn近辺に広がっている。補強部材135を取付け前の回転電機100の固有振動数は、共振領域の分布している。この状態において、筐体130に補強部材135を取付け、回転電機100の固有振動数を高い周波数にシフトする。しかしながら、補強部材135取付け後の回転電機100の固有振動数は、共振領域を脱することができない。従って、筐体の剛性を確保することだけが共振を抑制する手段とはなり得ない。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which the natural frequency of the rotating electrical machine is lower than the excitation frequency. In FIG. 8, the natural frequency of the rotary
回転電機100の固有振動数が固有振動数のピーク値が加振周波数2fnよりも低い周波数領域にある場合の対処法としては、回転電機100の固有振動数を低い周波数にシフトするようにすれば良い。
As a method of coping with the case where the natural frequency of the rotary
回転電機100の固有振動数を低い周波数にシフトする手段について、図9を用いて説明する。図9は本発明の第1実施例に係る熱交換器カバーを外した回転電機の上面図である。
A means for shifting the natural frequency of the rotary
図9において、本実施例では、筐体130ののうち、回転電機100を運転させた際に振幅が大きくなる箇所にバランスウエイト160を取付けている。バランスウェイト160は、金属ブロックで構成されている。バランスウェイト160を筐体130に取り付けるにあたっては、筐体130に形成した貫通孔134(図3)からボルトを挿入して固定するか、あるいは筐体130に溶接して固定する。
In FIG. 9, in the present embodiment, the
筐体130に取り付けられたバランスウェイト160には、振動発生前の静止状態を維持し続けようとする慣性の働きがあり、これにより回転電機100の固有振動数を低い周波数領域にシフトすることができる。
The
本実施例の効果について、図8を用いて説明する。前述したように、バランスウェイト160及び補強部材135を取付け前の回転電機100の固有振動数は、固有振動数のピーク値が加振周波数2fnよりも低い周波数領域にあり、固有振動数全体が加振周波数2fn近辺に広がっている。筐体130に補強部材135を取付けた場合、回転電機100の固有振動数は高い周波数域へシフトするが、シフト後の回転電機100の固有振動数は共振領域を脱していない。これに対し、筐体130にバランスウェイト160を取付けた後は、回転電機100の固有振動数が低い周波数域へシフトし、シフト後の回転電機100の固有振動数は共振領域を脱する。
The effect of this embodiment will be described with reference to FIG. As described above, the natural frequency of the rotary
本実施例によれば、筐体130にバランスウェイト160を取付けているので、回転電機100の固有振動数のピーク値が加振周波数2fnよりも低い周波数領域にあったとしても、バランスウェイト160の慣性の働きにより、回転電機100の振動モードの固有振動数を加振周波数2fnから低い周波数域に離すことが出来、共振による振動を抑制することができる。
According to the present embodiment, since the
図5で示したように、回転電機100の固有振動数が加振周波数よりも高い状態にある場合、筐体130にバランスウェイト160を取付けると、回転電機100の固有振動数は低い周波数域へシフトするが、シフト後の回転電機100の固有振動数は共振領域を脱していない。この場合、バランスウェイト160に代えて、補強部材135を取付けるようにすると良い。
As shown in FIG. 5, when
また、補強部材135は、ボルトを緩めた状態(仮止めの状態)で予め筐体130に取り付けておき、現地で回転電機100を据付後、回転電機100の固有振動数が加振周波数よりも高い状態にある場合に、ボルトを締め付けるようにしても良い。ボルトを締め付けることにより補強部材135によって筐体130の剛性が確保され、回転電機100の固有振動数を高い周波数域にシフトすることができる。この場合、現地で回転電機100を据付後に熱交換器カバー140を外すこと無しに、補強部材135による筐体130の剛性が確保でき、作業性が向上する。逆に現地で回転電機100を据付後、回転電機の固有振動数が加振周波数よりも低い状態にある場合には、ボルトを締め付けることなく、補強部材135はそのまま残しておき、バランスウェイト160を取付けるようにしても良い。バランスウェイト160を取付けることにより、回転電機100の固有振動数は低い周波数域へシフトすることができる。
In addition, the reinforcing
本発明の第1実施例では、補強部材135は筐体130の角を形成する壁面同士を繋ぐように4本配置するようにしたが、例えば、図7で示すような筐体130と補器収納カバー150との間に壁が設けられていない場合、筐体130と補器収納カバー150との間に壁が設けられていない側の角を形成する壁面同士を繋ぐように2本配置するようにしても良い。補強部材135の本数、取付位置は、回転電機100の固有振動数に応じて適宜調整すれば良い。
In the first embodiment of the present invention, four reinforcing
以上説明したように本発明の第1実施例では、加振周波数に対する回転電機の固有振動数の大きさに応じて、加振周波数から記固有振動数が離れるように筐体に補強部材もしくはバランスウェイトを固定するようにしている。 As described above, in the first embodiment of the present invention, depending on the magnitude of the natural frequency of the rotating electrical machine with respect to the vibration frequency, the reinforcing member or the balance is placed on the casing so that the natural frequency is separated from the vibration frequency. I try to fix the weight.
本発明の第1実施例によれば、回転電機の固有振動数に応じて筐体の剛性を調整可能な補強部材、もしくはバランスウェイトを選択して取付け、回転電機の固有振動数を加振周波数から離すようにしているので、回転電機の固有振動数に応じた振動を抑制することができる。 According to the first embodiment of the present invention, the reinforcing member capable of adjusting the rigidity of the casing according to the natural frequency of the rotary electric machine or the balance weight is selected and attached, and the natural frequency of the rotary electric machine is excited by the excitation frequency Since the motor is separated from the vibration, it is possible to suppress the vibration according to the natural frequency of the rotary electric machine.
次に本発明の第2実施例について、図10及び図11を用いて説明する。第1実施例と共通する構成については、同じ符号を付している。第2実施例では、筺体設置後に熱交換器カバーを取り外さずに固有振動数を調整可能な手段を設けている。図10は本発明の第2実施例に係る回転電機の外挿補強部材の外観斜視図である。図11は本発明の第2実施例に係る回転電機の筐体に外挿補強部材を配置した部分拡大図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described using FIG. 10 and FIG. The same reference numerals as in the first embodiment denote the same parts as in the first embodiment. In the second embodiment, means for adjusting the natural frequency is provided without removing the heat exchanger cover after the installation of the housing. FIG. 10 is an external perspective view of the extrapolation reinforcing member of the rotary electric machine according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a partially enlarged view in which the extrapolation reinforcing member is disposed in the casing of the rotary electric machine according to the second embodiment of the present invention.
外挿補強部材137(補強部材)は、一方にボルト締結孔136が形成され、他方にフランジ部138が設けられている。フランジ部138には貫通孔139が形成されている。
As for the extrapolation reinforcing member 137 (reinforcing member), a
第2実施例の筐体130には、外挿補強部材137を挿入するための開口130aが形成されている。外挿補強部材137を筐体130に取り付けるにあたっては、開口130aから外挿補強部材137を挿入し、筐体130の貫通孔134(図3)に外挿補強部材137の挿入側のボルト締結孔136を合わせた状態で、貫通孔134及びボルト締結孔136にボルトを挿入して締め付ける。これにより、筐体130と外挿補強部材137を締結する。また、フランジ部138を筐体130に接触させ、筐体130に設けられたボルト締結部(図示せず)とフランジ部138の貫通孔139とを合わせた状態で貫通孔139からボルトを挿入して締め付け、筐体130と外挿補強部材137のフランジ部138を締結する。
An
このように筐体130に外挿補強部材137を配置し固定することで、筐体設置後においても剛性を調整することが可能であり、実施例1同様、回転電機100の固有振動数を加振周波数から離すことができる。
By arranging and fixing the
次に回転電機の振動抑制方法について、図12を用いて説明する。図12は本発明の第3実施例に係る回転電機の振動抑制方法を示すフローチャートである。 Next, a method of suppressing vibration of the rotating electrical machine will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart showing a method of suppressing vibration of a rotating electrical machine according to a third embodiment of the present invention.
図12において、回転電機100の据付現場において、回転電機の据え付け作業を行う(ステップS201)。回転電機100を据え付けた状態において、回転電機100を運転させ、回転電機100の運転状況確認及び振動試験を行う(ステップS202)。
In FIG. 12, at the installation site of the rotary
回転電機100の振動試験において、振動があるか否かを判断する(ステップS203)。ステップS203において、振動が許容範囲を超えている場合(YES)には、回転電機100の固有振動数が加振周波数2fnよりも大きいかもしくは小さいかを判断する(ステップS204)。
In the vibration test of the rotary
ステップS204において、回転電機100の固有振動数が加振周波数2fnよりも大きい場合には、熱交換器カバー140を取り外し(ステップS205)、補強部材135を取付ける(ステップS206)。
In step S204, when the natural frequency of the rotary
ステップS204において、回転電機100の固有振動数が加振周波数2fnよりも小さい場合には、熱交換器カバー140を取り外し(ステップS205)、バランスウェイト160を取付ける(ステップS206)。
In step S204, when the natural frequency of the rotary
補強部材135もしくはバランスウェイト160の取り付けが完了したら、熱交換器カバー140を取付け(ステップS208)、回転電機100の振動が回避されているか確認する(ステップS209)。回転電機100の振動回避を確認後、回転電機100の据付を完了させる(ステップS210)。
When the attachment of the reinforcing
ステップS203において、振動が許容範囲にある場合(No)には、回転電機100の据付を完了させる(ステップS210)。
If the vibration is within the allowable range in step S203 (No), the installation of the rotary
以上説明したように本発明の第3実施例によれば、回転電機の固有振動数に応じて筐体の剛性を調整可能な補強部材、もしくはバランスウェイトを選択して取付け、回転電機の固有振動数を加振周波数から離すようにしているので、回転電機の固有振動数に応じた振動を抑制することができる。 As described above, according to the third embodiment of the present invention, the reinforcement member capable of adjusting the rigidity of the casing according to the natural frequency of the rotary electric machine or the balance weight is selected and attached, and the natural vibration of the rotary electric machine Since the number is separated from the excitation frequency, it is possible to suppress the vibration according to the natural frequency of the rotating electrical machine.
なお、第2実施例を実施する場合には、ステップS205の熱交換器カバー140の取り外し工程、及びS208の熱交換器カバー140の取り付け工程を省略する。
In addition, when implementing 2nd Example, the removal process of the
また、補強部材135を予め筐体130にボルトにて仮止めの状態で取り付けている場合には、ステップS205の熱交換器カバー140の取り外し工程を省略し、ステップS206では補強部材135を仮止めしているボルトを締め付ける工程とする。
In addition, when the reinforcing
なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. The above-described embodiments are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
例えば、回転電機の回転周波数と固有振動数に共振による振動低減に本発明を適用するようにしても良い。 For example, the present invention may be applied to vibration reduction due to resonance at the rotational frequency and the natural frequency of the rotating electrical machine.
100 回転電機、110 回転子、111 回転軸、112 軸受、113 軸受、114 内扇ファン、115 内扇ファン、120 固定子、130 筐体、130a 開口、131 第1連通口、132 第2連通口、133 第3連通口、134 貫通孔、134a 貫通孔、134b 貫通孔、134c 貫通孔、134d 貫通孔、134e 貫通孔、134f 貫通孔、134g 貫通孔、134h 貫通孔、135 補強部材、135a 補強部材、135b 補強部材、135c 補強部材、135d 補強部材、136 ボルト締結孔、136a ボルト締結孔、136b ボルト締結孔、136c ボルト締結孔、136d ボルト締結孔、136e ボルト締結孔、136f ボルト締結孔、136g ボルト締結孔、136h ボルト締結孔、137 外挿補強部材、138 フランジ部、139 貫通孔、140 熱交換器カバー、141 熱交換器、150 補器収納カバー、160 バランスウェイト
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記回転電機の加振周波数に対する前記回転電機の固有振動数の大きさに応じて、前記加振周波数から前記固有振動数が離れるように前記筐体に補強部材もしくはバランスウェイトを固定したことを特徴とする回転電機。 A rotating electrical machine comprising: a housing for housing a rotor and a stator; and a cover attached to the housing and forming a space communicating with a space of the housing.
A reinforcing member or a balance weight is fixed to the casing such that the natural frequency is separated from the vibration frequency according to the size of the natural frequency of the rotary machine with respect to the vibration frequency of the rotary machine. Electric rotating machine.
前記固有振動数が前記加振周波数より大きい場合には前記筐体に前記補強部材を固定し、
前記固有振動数が前記加振周波数より小さい場合には前記筐体に前記バランスウェイトを固定したことを特徴とする回転電機。 In claim 1,
Fixing the reinforcing member to the housing when the natural frequency is greater than the excitation frequency;
A rotary electric machine characterized in that the balance weight is fixed to the case when the natural frequency is smaller than the excitation frequency.
前記筐体は前記カバーが取り付けられる側に開口部を有し、前記補強部材は前記開口部の近傍に固定されることを特徴とする回転電機。 In claim 1 or 2,
The rotary electric machine, wherein the housing has an opening on the side where the cover is attached, and the reinforcing member is fixed in the vicinity of the opening.
前記補強部材はボルトにより固定されていることを特徴とする回転電機。 In claim 1 or 2,
The rotary electric machine characterized in that the reinforcing member is fixed by a bolt.
前記筐体には前記回転電機を制御する制御装置を収納する補器収納カバーが取り付けられていることを特徴とする回転電機。 In claim 1 or 2,
A rotary electric machine characterized in that an accessory storage cover for housing a control device for controlling the rotary electric machine is attached to the housing.
前記回転電機は、前記回転子及び前記固定子を冷却した気体を冷却する熱交換器をさらに有し、前記カバーは前記熱交換器を収納する熱交換器カバーであることを特徴とする回転電機。 In claim 1,
The rotary electric machine further includes a heat exchanger for cooling the gas that has cooled the rotor and the stator, and the cover is a heat exchanger cover for housing the heat exchanger. .
前記筐体と前記熱交換器カバーとの間には、第1連通口、第2連通口が形成され、前記回転子と前記固定子が収納された前記筐体の内部空間と前記熱交換器とが連通することを特徴とする回転電機。 In claim 6,
A first communication port and a second communication port are formed between the housing and the heat exchanger cover, and the heat exchanger and the internal space of the housing in which the rotor and the stator are housed. And a communicating with each other.
前記回転子の回転軸に内扇ファンを設け、
前記内扇ファンが回転すると前記第1連通口を通して気体が前記筐体内から前記熱交換器カバー内へ流入し、
前記気体は前記熱交換器カバー内の前記熱交換器を通過した後、前記第2連通口を通して前記熱交換器カバーから前記筐体内へと流入することを特徴とする回転電機。 In claim 7,
An inner fan is provided on the rotation shaft of the rotor,
When the inner fan rotates, gas flows from the inside of the housing into the heat exchanger cover through the first communication port,
The rotary electric machine, wherein the gas passes through the heat exchanger in the heat exchanger cover and then flows from the heat exchanger cover into the housing through the second communication port.
前記筐体は略直方体で形成され、前記補強部材は前記筐体の隣合う面同士に設けられていることを特徴とする回転電機。 In claim 3,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the casing is formed in a substantially rectangular parallelepiped, and the reinforcing members are provided on adjacent surfaces of the casing.
前記補強部材は複数本設けられていることを特徴とする回転電機。 In claim 9,
A rotating electrical machine characterized in that a plurality of the reinforcing members are provided.
前記バランスウェイトは金属ブロックで構成されていることを特徴とする回転電機。 In claim 1,
The rotating electric machine characterized in that the balance weight is formed of a metal block.
前記バランスウェイトはボルトもしくは溶接にて前記筐体に固定されていることを特徴とする回転電機。 In claim 11,
The rotating electric machine, wherein the balance weight is fixed to the housing by bolts or welding.
前記補強部材にはフランジ部が設けられ、
前記筐体には前記補強部材を挿入するための開口が形成され、
前記補強部材を前記開口から挿入し、
前記補強部材の挿入側及び前記フランジ部にボルトを挿入して締め付けて、前記補強部材を前記筐体に固定することを特徴とする回転電機。 In claim 1 or 2,
The reinforcing member is provided with a flange portion,
The housing is formed with an opening for inserting the reinforcing member.
Inserting the reinforcing member from the opening;
A rotary electric machine characterized in that a bolt is inserted into the insertion side of the reinforcing member and the flange portion and tightened to fix the reinforcing member to the housing.
前記筐体に取り付けられる補強部材と、前記筐体に取り付けられるバランスウェイトとを備えた回転電機の振動抑制方法であって、
前記回転電機に振動があるか否かを判断するステップと、
前記回転電機の振動が許容範囲を超えている場合に前記回転電機の固有振動数が加振周波数よりも大きいかもしくは小さいかを判断するステップと、
前記回転電機の固有振動数が加振周波数よりも大きい場合には、前記筐体に補強部材を取付けるステップと、
前記回転電機の固有振動数が加振周波数よりも小さい場合には、前記筐体にバランスウェイトを取り付けるステップとを有することを特徴とする回転電機の振動抑制方法。 A housing for housing a rotor and a stator, and a cover attached to the housing and forming a space communicating with a space of the housing;
A vibration suppression method for a rotating electrical machine, comprising: a reinforcing member attached to the casing; and a balance weight attached to the casing,
Determining whether the rotating electric machine has vibrations;
Determining whether the natural frequency of the rotating electrical machine is larger or smaller than the excitation frequency when the vibration of the rotating electrical machine exceeds an allowable range;
Attaching a reinforcing member to the housing if the natural frequency of the rotating electrical machine is greater than the excitation frequency;
And a step of attaching a balance weight to the case when the natural frequency of the rotating electrical machine is smaller than a vibration frequency.
前記回転電機に振動があるか否かを判断するステップと、
前記回転電機の振動が許容範囲を超えている場合に前記回転電機の固有振動数が加振周波数よりも大きいかもしくは小さいかを判断するステップと、
前記回転電機の固有振動数が加振周波数よりも大きい場合には、前記ボルトを締め付け前記筐体に前記補強部材を固定するステップと、
前記回転電機の固有振動数が加振周波数よりも小さい場合には、前記筐体にバランスウェイトを取り付けるステップとを有することを特徴とする回転電機の振動抑制方法。 A housing for housing a rotor and a stator, a cover attached to the housing and forming a space communicating with a space of the housing, a reinforcing member attached to the housing in a temporarily fixed state by bolts in advance A vibration suppression method for a rotating electrical machine, comprising: a balance weight attached to the casing,
Determining whether the rotating electric machine has vibrations;
Determining whether the natural frequency of the rotating electrical machine is larger or smaller than the excitation frequency when the vibration of the rotating electrical machine exceeds an allowable range;
Tightening the bolt and fixing the reinforcing member to the housing if the natural frequency of the rotating electrical machine is greater than the excitation frequency;
And a step of attaching a balance weight to the case when the natural frequency of the rotating electrical machine is smaller than a vibration frequency.
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