JP2019213397A - 全閉形回転電機、フレーム構造およびフレーム構造の設計方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1の実施形態に係る全閉形回転電機の構成を示す図2のI−I線矢視立断面図である。また、図2は、図1のII−II線矢視横断面図である。なお、図1においては、後述するフレーム外側フィン45の図示を省略している。
ΔPt=ΔPh+ΔPb+ΔPf+ΔPc …(1)
図6は、第2の実施形態に係るフレーム構造の設計方法の手順を示すフロー図である。
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、実施形態においては、全閉形回転電機がかご型誘導電動機である場合を例にとって説明したが、これに限定されない。たとえば、巻線型の回転電機でもよい。あるいは、回転子が回転子導体や回転子巻線を有さない全閉形回転電機であってもよい。また、実施形態では、横置型の回転電機の場合を例にとって示したが、立置型の場合であってもよい。
Claims (9)
- 軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に設けられた円筒状の回転子鉄心とを有する回転子と、
前記回転子鉄心の径方向外側で前記回転子鉄心を囲むように設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心の径方向の内側部分を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
前記回転子鉄心を挟んで軸方向の前記ロータシャフトの両側のそれぞれで前記ロータシャフトを支持する結合側軸受および反結合側軸受と、
前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレーム構造と、
前記フレーム構造の軸方向の両端部に取り付けられて前記フレーム構造とともに発熱部からの熱を除去するための冷却用気体を封入する閉空間を形成し、前記結合側軸受および前記反結合側軸受をそれぞれ静止支持する結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、
前記ロータシャフトの少なくとも前記回転子鉄心と前記結合側軸受または前記反結合側軸受の間の位置に取り付けられて前記冷却用気体を駆動する内扇と、
を備える全閉形回転電機であって、
前記フレーム構造は、軸方向に延びるように形成され、前記閉空間と通風路入口開口および通風路出口開口により連通する少なくとも一つの通風路を有し、
前記冷却用気体の前記通風路の通過に伴い生ずる通風路圧力損失は、所定の許容圧力損失範囲内である、
ことを特徴とする全閉形回転電機。 - 前記所定の許容圧力損失範囲は、前記発熱部の圧力損失に上限係数を乗じた値以下であり、前記発熱部の圧力損失に下限係数を乗じた値以上であることを特徴とする請求項1に記載の全閉形回転電機。
- 前記フレーム構造の前記通風路が形成されていない部分の外表面には、複数のフレーム外側フィンが設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の全閉形回転電機。
- 前記通風路は、1つまたは周方向に互いに間隔をおいて配されて2つ設けられてい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全閉形回転電機。
- ロータシャフトおよび回転子鉄心を有する回転子と、固定子鉄心および固定子巻線を有する固定子と、結合側軸受および反結合側軸受と、結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、内扇と、を備える全閉形回転電機の前記回転子鉄心および前記固定子を収納し、前記結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットととともに閉空間を形成するフレーム構造であって、
前記フレーム構造は、軸方向に延びるように形成され、前記閉空間と通風路入口開口および通風路出口開口により連通する少なくとも一つの通風路を有し、
冷却用気体の前記通風路の通過に伴い生ずる通風路圧力損失は、所定の許容圧力損失範囲内である、
ことを特徴とするフレーム構造。 - ロータシャフトおよび回転子鉄心を有する回転子と、固定子鉄心および固定子巻線を有する固定子と、結合側軸受および反結合側軸受と、結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、内扇と、を備える全閉形回転電機の前記回転子鉄心および前記固定子を収納し、前記結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットととともに閉空間を形成するフレーム構造の設計方法であって、
前記全閉形回転電機の基本仕様を設定する基本仕様設定ステップと、
前記基本仕様設定ステップで設定された前記基本仕様に基づいて、発熱部の発熱量および前記閉空間内の冷却用気体の流れにより生ずる発熱部圧力損失を算出するとともに、通風路圧力損失について許容圧力損失範囲を設定する許容範囲設定ステップと、
前記通風路圧力損失を前記許容圧力損失範囲内の値として前記発熱部を許容温度範囲内とする冷却能力確保ステップと、
を有することを特徴とするフレーム構造の設計方法。 - 前記許容圧力損失範囲は、前記発熱部の圧力損失に上限係数を乗じた値以下であり、前記発熱部の圧力損失に下限係数を乗じた値以上であることを特徴とする請求項6に記載のフレーム構造の設計方法。
- 前記冷却能力確保ステップは、
前記許容圧力損失範囲内で、前記通風路圧力損失を選択する通風路圧力損失選択ステップと、
前記通風路圧力損失に基づいて前記通風路の条件および非通風路領域面積を算出する面積等算出ステップと、
前記面積等算出ステップの後に、前記発熱部の冷却計算を行う冷却計算ステップと、
を有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載のフレーム構造の設計方法。 - 前記冷却能力確保ステップは、
非通風路領域面積を選択する面積選択ステップと、
前記面積選択ステップで選択した前記非通風路領域面積に基づいて、通風路の条件を設定する通風路条件設定ステップと、
前記通風路条件設定ステップの後に、前記発熱部の冷却計算を行う冷却計算ステップと、
を有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載のフレーム構造の設計方法。
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