JP2022035107A - Rotary electric machine and fixing method of coil of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、回転電機、および回転電機のコイルの固定方法に関する。 An embodiment of the present invention relates to a rotary electric machine and a method of fixing a coil of the rotary electric machine.
回転電機、例えば大容量の水車発電機またはタービン発電機等の固定子コイルである型巻コイルを積層鉄心のスロットである鉄心スロット内で固定する方式には、大きく分けて２種類の方式がある。
上記の固定する方式の一つは全含浸絶縁方式である。この方式では、まず、束ねられた複数の絶縁被覆導線の周囲にマイカテープ（mica tape）が巻回され、必要に応じて導電性もしくは半導電性のテープまたはシートがさらに巻回されることで、含浸樹脂が未含浸であるハーフターン型または亀甲型のコイルが製作される。
その後、この未含浸のコイルが鉄心スロット部に納められ、コイル毎の結線および楔打ちなどの処理の後、含浸樹脂が含浸および硬化することで、コイルと鉄心が含浸樹脂で接着および固着して一体化される。
There are roughly two types of methods for fixing a wound coil, which is a stator coil of a rotary electric machine, for example, a large-capacity water turbine generator or a turbine generator, in an iron core slot, which is a slot for a laminated iron core. ..
One of the above fixing methods is a total impregnation insulation method. In this method, mica tape is first wound around a plurality of bundled insulating coated conductors, and if necessary, conductive or semi-conductive tape or sheet is further wound. , A half-turn type or hexagonal type coil in which the impregnated resin is not impregnated is manufactured.
After that, this unimpregnated coil is housed in the iron core slot portion, and after processing such as wiring and wedge driving for each coil, the impregnated resin is impregnated and cured, so that the coil and the iron core are adhered and fixed with the impregnated resin. Be integrated.
上記の固定するもう一つの方式は単体コイル固定方式である。この方式では、束ねられた複数の絶縁被覆導線の周囲にマイカテープが巻回され、必要に応じて導電性のテープもしくは半導電性のテープまたはシートがさらに巻回されることは同じだが、その後にコイルが鉄心スロットに納められることなく、含浸樹脂が未含浸であるコイルに含浸樹脂が含浸および硬化されることでコイル単体が得られる。
あるいは、マイカテープに必要な樹脂が予め含浸されて半硬化したプリプレグマイカテープ（prepreg mica tape）が用いられることで、コイルに含浸樹脂を含浸させることなく、各種テープまたはシートの巻回処理の後、硬化することでコイル単体が得られる。
いずれのコイル製造方式でも、必要に応じて成形治具が用いられ、真空処理、加圧処理、および加熱処理が行なわれる。
このようにして製作された単体コイルが鉄心スロットに納められ、楔を含む各種固定部材にて、コイルが鉄心スロットに固定される。
The other fixing method described above is a single coil fixing method. In this method, mica tape is wound around the bundled insulation-coated conductors, and if necessary, conductive tape or semi-conductive tape or sheet is further wound, but after that. The coil itself is obtained by impregnating and curing the impregnated resin in the coil not impregnated with the impregnated resin without the coil being housed in the iron core slot.
Alternatively, by using prepreg mica tape that is semi-cured by pre-impregnating the resin required for mica tape, after winding the various tapes or sheets without impregnating the coil with the impregnated resin. By curing, a single coil can be obtained.
In any of the coil manufacturing methods, a molding jig is used as needed, and vacuum treatment, pressure treatment, and heat treatment are performed.
The single coil manufactured in this way is housed in the iron core slot, and the coil is fixed in the iron core slot by various fixing members including a wedge.
ここで、鉄心スロットに収められるコイル固定材および固定方式に要求される機能の一例を以下に述べる。
電動機または発電機などの回転電機の固定子コイルに電流が流れると、電磁力が発生する。その方向は回転電機の半径方向および周方向である。
コイルが、これらの電磁力に抗することが出来ずに振動すると、コイルと鉄心との間で放電が発生したり、あるいはコイルが鉄心に当たったりする。すると、コイル表面の導電層またはその内側の絶縁層が損傷し、最終的にはコイルの絶縁破壊、ひいては運転中の回転電機の停止に繋がる場合がある。
このため、これらの電磁力に抗して、回転電機の半径方向および周方向にコイルが確実に固定されることが主な機能として要求される。
Here, an example of the function required for the coil fixing material and the fixing method housed in the iron core slot will be described below.
When an electric current flows through the stator coil of a rotating electric machine such as an electric motor or a generator, an electromagnetic force is generated. The directions are the radial direction and the circumferential direction of the rotary electric machine.
When the coil vibrates without being able to withstand these electromagnetic forces, a discharge occurs between the coil and the iron core, or the coil hits the iron core. Then, the conductive layer on the surface of the coil or the insulating layer inside the coil may be damaged, which may eventually lead to the breakdown of the insulation of the coil and the stoppage of the rotating electric machine during operation.
Therefore, it is required as a main function that the coil is securely fixed in the radial direction and the circumferential direction of the rotary electric machine against these electromagnetic forces.
その一方で、回転電機のコイルでは、回転電機の起動、停止、または負荷変動等により、コイルに流れる電流が変動し、この変動に応じてコイルの温度も変動して、コイルが回転電機の回転子の軸方向に伸縮する。
前述のように、回転電機の半径方向および周方向にコイルを確実に固定しつつ、コイルの伸縮に対しては許容することが望まれる。
コイルと鉄心とが接着される全含浸方式では、コイルの鉄心長が長くなると、コイルの伸縮に対しては許容されず、コイル表面の導電層および半導電層の損傷に繋がる場合があるため、導電層および半導電層に特別な構造が導入されるケースがある（例えば特許文献１および２を参照）。
On the other hand, in the coil of a rotary electric machine, the current flowing through the coil fluctuates due to the start, stop, load fluctuation, etc. of the rotary electric machine, and the temperature of the coil also fluctuates according to this fluctuation, and the coil rotates of the rotary electric machine. It expands and contracts in the axial direction of the child.
As described above, it is desired to allow the coil to expand and contract while reliably fixing the coil in the radial and circumferential directions of the rotary electric machine.
In the total impregnation method in which the coil and the iron core are adhered, if the core length of the coil becomes long, the expansion and contraction of the coil is not allowed, which may lead to damage to the conductive layer and the semi-conductive layer on the coil surface. In some cases, special structures are introduced into the conductive and semi-conductive layers (see, eg,
また、回転電機の起動、停止、または負荷変動によるコイルの伸縮に伴い、コイルの周囲に配置された各種固定部材は、コイル表面、鉄心スロットの表面、またはその他のスペーサなどの副資材などと摺動する。
固定部材が摩耗するとコイルの固定力が低下するため、固定部材には摺動性および耐摩耗性も要求される。
In addition, as the coil expands and contracts due to the start, stop, or load fluctuation of the rotary electric machine, the various fixing members arranged around the coil slide with the coil surface, the surface of the iron core slot, or other auxiliary materials such as spacers. Move.
When the fixing member wears, the fixing force of the coil decreases, so that the fixing member is also required to have slidability and wear resistance.
さらに述べると、鉄心スロット内に納められるコイルおよびスペーサなどの副資材類は、回転電機の長期間の運転等により馴染み、場合によってはコイルの固定力の低下を誘発する場合がある。
この馴染みに対応するため、鉄心スロットの長手方向、つまり回転電機の軸方向に沿って延び、鉄心スロットの開口部付近の両側面に設けられた楔溝である切欠きに嵌合するように成形された楔と、スロット内に納められたコイルとの間に、例えば板ばねのような機能を有する部材を介在させることで、上記の馴染みなどによるコイル固定力の低下を抑制する技術がある（例えば特許文献３を参照）。
Furthermore, auxiliary materials such as coils and spacers housed in the iron core slot may become familiar due to long-term operation of the rotary electric machine, and may induce a decrease in the fixing force of the coil in some cases.
To accommodate this familiarity, it extends along the longitudinal direction of the core slot, that is, the axial direction of the rotary electric machine, and is molded to fit into the notches that are wedge grooves provided on both sides near the opening of the core slot. There is a technique for suppressing a decrease in the coil fixing force due to the above-mentioned familiarity by interposing a member having a function such as a leaf spring between the wedge and the coil housed in the slot. See, for example, Patent Document 3).
現地での固定子コイルの更新作業では、出来るだけ短時間でコイルを鉄心に納めて固定することが回転電機の稼働停止期間の短縮に繋がり、ユーザに対するビジネス上の大きなアドバンテージとなることから、短時間で施工できるコイル固定方法、およびコイル固定材が望まれている。
上述の機能は必要に応じて取捨選択される。
In the on-site stator coil renewal work, putting the coil in the iron core and fixing it in the iron core in the shortest possible time leads to shortening the operation stop period of the rotary electric machine, which is a great business advantage for the user, so it is short. A coil fixing method and a coil fixing material that can be constructed in time are desired.
The above functions are selected as needed.
鉄心スロットの開口部付近に設けられた切欠き部に楔材が嵌め込まれて、コイルが鉄心スロット内に固定される技術は、例えば特許文献１乃至４および非特許文献１に開示される。
Techniques in which a wedge member is fitted into a notch provided near an opening of an iron core slot and a coil is fixed in the iron core slot are disclosed in, for example,
ここで、回転電機固定子におけるコイルの従来の固定方法について説明する。
（従来の第１の例）
まず、従来の第１の例に係る回転電機固定子におけるコイルの固定方法を説明する。
図４は、従来の第１の例に係る回転電機固定子の積層鉄心スロット周辺の部分断面模式図である。図４では、回転電機の回転軸に対し垂直な面が示される。
図５は、従来の第１の例に係る回転電機固定子の積層鉄心スロット部周辺における楔材の構成の一例を示す部分断面模式図である。図５では、回転電機の回転軸に対して平行な面が示される。
ここで説明される方式は、単体コイルが鉄心スロット内に納められる、比較的大容量の発電機で用いられる。
Here, a conventional method of fixing a coil in a rotary electric machine stator will be described.
(Conventional first example)
First, a method of fixing the coil in the rotary electric machine stator according to the first conventional example will be described.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the periphery of the laminated iron core slot of the rotary electric machine stator according to the first conventional example. In FIG. 4, a plane perpendicular to the rotation axis of the rotary electric machine is shown.
FIG. 5 is a partial cross-sectional schematic view showing an example of the configuration of the wedge material around the laminated iron core slot portion of the rotary electric machine stator according to the first conventional example. In FIG. 5, a plane parallel to the rotation axis of the rotary electric machine is shown.
The method described here is used in a relatively large capacity generator in which a single coil is housed in an iron core slot.
図４および図５に示される回転電機固定子の構成を説明する。
回転電機固定子の積層鉄心１の固定子の鉄心スロット（単にスロットと称することもある。）２内には、固定子コイルとしての型巻コイルである上側コイル３および下側コイル４が回転電機の半径方向に沿ってそれぞれ収納および配置されている。上側コイル３は、スロット２の開口部側に配置され、導体束３ｂが絶縁層３ａに包まれるように配置されてなる。下側コイル４は、スロット２の底側に配置され、導体束４ｂが絶縁層４ａに包まれるように配置されてなる。
導体束３ｂおよび４ｂは、複数の絶縁被覆電線が組み合わされてなる。上記の鉄心スロット２は、固定子に限らず回転子に設けられても良く、上記の固定子コイルは回転子コイルであってもよい。
The configuration of the rotary electric machine stator shown in FIGS. 4 and 5 will be described.
In the core slot (sometimes referred to simply as a slot) 2 of the stator of the laminated
The
スロット２は、回転電機の回転子の軸方向に沿って溝状に形成された、断面形状が矩形状で開口部を回転子の内周面に有する鉄心スロットである。
この他、各コイルにおける、回転電機の半径方向の位置を調整する積層板であるスペーサ７－１，７－２および７－３がスロット上下方向、つまり回転電機の半径方向に配置される。スペーサ７－１，７－２および７－３を纏めてスペーサ７と称することもある。
The
In addition, spacers 7-1, 7-2 and 7-3, which are laminated plates for adjusting the radial position of the rotary electric machine in each coil, are arranged in the vertical direction of the slot, that is, in the radial direction of the rotary electric machine. Spacers 7-1, 7-2 and 7-3 may be collectively referred to as spacer 7.
また、鉄心スロット２の長手方向である、回転電機の軸方向に沿って延び、積層鉄心１のスロット２の開口部付近の両側面に設けられた楔溝である切欠き５に嵌合するように成形された楔材１１の係止部が当該切欠き５に挿入されて嵌合されることで、当該楔材１１がスロット２内に配置される。
具体的には、上側コイル３と下側コイル４との間にスペーサ７－１が配置され、下側コイル４とスロット２の底部との間にスペーサ７－２が配置され、上側コイル３と楔材１１との間にスペーサ７－３およびスペーサ８が配置される。
Further, it extends along the axial direction of the rotary electric machine, which is the longitudinal direction of the
Specifically, the spacer 7-1 is arranged between the
楔材１１とスペーサ７－３の間には、波状断面を有する波状板ばね１０が、圧縮されて回転電機の半径方向に直交する方向に反発力を有する状態で配置される。図４に示された例では、スロット２の開口部側から底側に向かって、楔材１１、波状板ばね１０、スペーサ７－３、スペーサ８、上側コイル３、スペーサ７－１、下側コイル４、およびスペーサ７－２の順で配置される。
A
波状断面を有する波状板ばね１０が設けられない場合もあるが、経年にわたる回転電機の運転で上側コイル３または下側コイル４とスペーサ７との馴染み等が生じても、波状板ばね１０により楔材１１の緩みが抑制され、コイルが確実に固定される。スペーサ７、および波状板ばね１０はＦＲＰ（繊維強化プラスチック：Fiber Reinforced Plastic）製である。
In some cases, the
コイル寸法の公差による波状板ばね１０の潰れ量の調整は、スペーサ７あるいはスペーサ８の厚さ、あるいは枚数の調整で行なわれ、波状板ばね１０の反発力が所定の反発力になるように調整される。これらの構成により、コイルが、スロット上下方向、つまり回転電機の半径方向の電磁力に抗している。
The amount of crushing of the
一方、上側コイル３および下側コイル４における、回転電機の半径方向に沿った側面には、波状断面を有する波状板ばね９が互い違いに配置され、コイルが、コイル幅方向、つまり回転電機の周方向の電磁力に抗している。ここで説明された構成は上記の非特許文献１にも開示される。
また、図示しないが、必要に応じてスペーサ類が追加挿入されることで、波状板ばね９の反発力を所定の値に調整することが可能である。また、波状板ばね９が用いられずに、ＦＲＰ製のスペーサ類が挿入されるのみとする構成もあり得る。
On the other hand,
Further, although not shown, the repulsive force of the
以上のコイル固定材、およびコイル固定方法では、主に楔材１１と波状板ばね１０とにより、コイルが、回転電機の半径方向（スロット上下方向）の電磁力に抗し、コイル側面の波状板ばね９により、コイルが、回転電機の周方向の電磁力に抗する。
In the above coil fixing material and coil fixing method, mainly by the
しかしながら、コイルが上述の電磁力に抗する機能の要求を満足する一方で、波状板ばね１０の反発力（潰し量）を発生させるためには、図５に示されるような、楔材１１を構成するテーパースライド材１１ａ，１１ｂが手作業によるハンマー打撃または油圧装置によりスライドされて、係止部であるテーパースライド材１１ａが切欠き５に嵌合された上で、スロット上下方向である、回転電機の半径方向に圧力が加えられる必要がある。
However, in order to generate the repulsive force (crushing amount) of the
楔材１１の長さが例えば２５０ミリメートルで、積層鉄心１のスロット２の数が７２で、積層鉄心１の鉄心長が５０００ミリメートルである場合、ハンマーによる打撃箇所は１４４０箇所に及ぶ。このため、ハンマーによる打撃は、回転電機の製造に要する時間が著しく長くなる要因の一つとなっており、現地でのコイル巻替え作業では、ユーザに係る発電所の稼働停止期間が長くなるという課題があった。
上述のような板ばねが使用されない構成もあるが、ハンマー打撃による作業は同様に要する。
When the length of the
Although there is a configuration in which the leaf spring as described above is not used, the work by hammering is similarly required.
この他、板ばねの反発力は、大凡つぶし量の増加に応じて反発力も増加するフックの法則に従う。この場合、回転電機が長期的に運用される際、コイルおよび副資材の馴染み等により寸法が変化するとき、特に収縮が発生する場合には、フックの法則により比例して、板ばねの反発力も低減してしまう。
近年の、回転電機の寿命を可能なかぎり延長するなどの観点からは、コイルの固定力の更なる信頼性が求められていた。
In addition, the repulsive force of the leaf spring follows Hooke's law, in which the repulsive force increases as the amount of crushing increases. In this case, when the rotary electric machine is operated for a long period of time, when the dimensions change due to the familiarity of the coil and auxiliary materials, especially when shrinkage occurs, the repulsive force of the leaf spring also increases in proportion to Hooke's law. It will be reduced.
In recent years, from the viewpoint of extending the life of the rotary electric machine as much as possible, further reliability of the fixing force of the coil has been required.
（従来の第２の例）
次に、従来の第２の例に係る回転電機固定子におけるコイルの固定方法を説明する。この固定方法については、上記の特許文献３にも開示される。
図６は、従来の第２の例に係る回転電機固定子の鉄心スロット部周辺の部分断面模式図である。図７は、従来の第２の例に係る回転電機固定子の積層鉄心スロット部周辺における楔材の構成の一例を示す部分断面模式図である。図７では、図６で示された楔材１２の構成が示される。図６において、図４で示された構成と同じ構成には同じ符号が付される。
この方式は、図４および図５に示された例と同様に、単体コイルが鉄心スロット内に納められる、比較的大容量の発電機で用いられる。
(Conventional second example)
Next, a method of fixing the coil in the rotary electric machine stator according to the second conventional example will be described. This fixing method is also disclosed in
FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view of the periphery of the iron core slot portion of the rotary electric machine stator according to the second conventional example. FIG. 7 is a partial cross-sectional schematic view showing an example of the configuration of the wedge material around the laminated iron core slot portion of the rotary electric machine stator according to the second conventional example. FIG. 7 shows the configuration of the
This method is used in a relatively large capacity generator in which a single coil is housed in an iron core slot, similar to the examples shown in FIGS. 4 and 5.
図６および図７に示される回転電機固定子の構成を説明する。
積層鉄心１のスロット２内には、上側コイル３および下側コイル４がそれぞれ配置されている。この他、スペーサ７－１，７－２および７－３がスロット上下方向である、回転電機の半径方向に配置される。この第２の例では、図４に示されたスペーサ８および波状板ばね１０は設けられない。スペーサ７－３とスロット２の底部との間の構成は、スペーサ８が設けられない他は、図４に示された例と同様である。
The configuration of the rotary electric machine stator shown in FIGS. 6 and 7 will be described.
An
また、図６に示された例では、第１の例での楔材１１に代えて、積層鉄心１のスロット２の開口部付近の両側面に設けられた切欠き５に嵌合するように成形された楔材１２の係止部が当該切欠き５に挿入されて嵌合されることで、当該楔材１２がスロット２内に配置される。楔材１２は、摺動ブロック１２ａ、圧力片（加圧片）１２ｂおよび板ばね１２ｃを含む。摺動ブロック１２ａは係止部を有する。摺動ブロック１２ａおよび圧力片１２ｂの間には、湾曲した断面を有する板ばね１２ｃが、圧縮されて反発力を有する状態で配置される。
図６に示された構成では、経年にわたる回転電機の運転により上側コイル３又は下側コイル４とスペーサ７との馴染み等が生じても、板ばね１２ｃにより楔材１２の摺動ブロック１２ａおよび圧力片１２ｂの緩みを抑制し、コイルが確実に固定される。スペーサ７および板ばね１２ｃはＦＲＰ製である。
Further, in the example shown in FIG. 6, instead of the
In the configuration shown in FIG. 6, even if the
次に、図７に示される楔材１２の構成と、スロット２内への楔材１２の配置方法について述べる。
図７に示された例では、楔材１２は、鉄心スロット２の長手方向である、回転電機の軸方向に延びる摺動ブロック１２ａ、同じく長手方向に延びる圧力片１２ｂ、これらに挟まれる板ばね１２ｃ、ネジ１２ｄ、およびナット１２ｅを有する。ネジ１２ｄおよびナット１２ｅは、図６に示されるスロット２の切欠き５に楔材１２の摺動ブロック１２ａが挿入される前に、板ばね１２ｃに圧縮応力を与える取り付け部材である。
Next, the configuration of the
In the example shown in FIG. 7, the
図７に示された例では、圧力片１２ｂに連なる板ばね１２ｃが鉄心スロット２の幅方向である、回転電機の周方向に曲げビーム構成を形成し、板ばね１２ｃが、電気絶縁性の繊維を備えたＦＲＰ製であり、ネジ１２ｄとナット１２ｅがスロット２内における楔材１２の位置決め後に監視可能な構成を有する。
In the example shown in FIG. 7, the
ここで、圧力片１２ｂには鉄心スロット２の長手方向に沿う雌ねじが設けられており、摺動ブロック１２ａおよび板ばね１２ｃに設けられた、鉄心スロット２の長手方向に沿う孔を通して、取り付け部材であるのネジ１２ｄがねじ込まれている。
ねじ１２ｄがナット１２ｅと組み合わせられることで、楔材１２がスロット２内に配置される前に板ばね１２ｃに圧縮応力を掛けることが出来る。
また、楔材１２の位置がスロット２内の正しい位置に調整された後、ネジ１２ｄおよびナット１２ｅが取り外されることに伴い、板ばね１２ｃに反発力が発現することで、コイルが固定される。
Here, the
By combining the
Further, after the position of the
この例によれば、図６に示される構成にて、ネジ１２ｄとナット１２ｅにて摺動ブロック１２ａおよび圧力片１２ｂが互いに近づけられて板ばね１２ｃに圧縮応力が予め掛けられた状態で、楔材１２の摺動ブロック１２ａがスロット２の切欠き５に挿入されて摺動ブロック１２ａが切欠き５に嵌合されて、楔材１２の位置が所定の位置に調整された時点でネジ１２ｄとナット１２ｅが取り外されることで、板ばね１２ｃに反発力を発現させている。これにより、スロット２内のコイルがスロット上下方向である、回転電機の半径方向に固定される。
According to this example, in the configuration shown in FIG. 6, the sliding
さらに、回転電機の経年運転による上記の馴染みによるコイル固定力の低下の可能性についても板ばね１２ｃにより補償される。
また、ネジ１２ｄとナット１２ｅが上記のように取り外されることによって、板ばね１２ｃに反発力が発現するので、図４および図５に示された例のように、ハンマーによる打撃作業が不要となるので、作業時間を短縮することが可能である。
Further, the
Further, since the repulsive force is generated in the
また、湾曲形状を有する板ばね１２ｃが導入されることにより、コイルの断面形状が例えば平行四辺形であっても、この形状に応じて圧力片１２ｂが追従して均等圧力でコイルが固定される。
Further, by introducing the
しかしながら、板ばね１２ｃが反発力を発現している状態では、図７に示される断面のように、摺動ブロック１２ａと板ばね１２ｃが二点のみで点接触し、板ばね１２ｃと圧力片１２ｂとが一点のみで点接触することとなる。このため、回転電機の運転時にコイルに生じる電磁振動によって楔材１２の各部の摩耗の可能性が高まり、ひいてはコイル固定力の低下につながる恐れがある。
However, when the
また、従来の第１の例と同様に、板ばねは、凡そフックの法則に従って、たわみ量に比例した反発力を発現する。
回転電機の寿命の延長、再生可能エネルギーの導入量の増大に伴う起動停止および負荷変動の増大による、コイルおよび副資材のなじみ等による寸法変化など、回転電機の運転環境は、より厳しい環境にさらされる。このため、コイルの固定力を、より確保する手法が望まれる。
Further, as in the first conventional example, the leaf spring exhibits a repulsive force proportional to the amount of deflection according to Hooke's law.
The operating environment of the rotary electric machine is exposed to more severe environment, such as extension of the life of the rotary electric machine, dimensional change due to familiarity of coils and auxiliary materials due to start / stop due to increase of introduction amount of renewable energy and increase of load fluctuation. Is done. Therefore, a method for further securing the fixing force of the coil is desired.
（従来の第３の例）
次に、従来の第３の例に係る回転電機固定子におけるコイルの固定方法を説明する。この固定方法については、上記の特許文献４にも開示される。
この方式は、図４に示された例と同様に、単体コイルが鉄心スロット内に納められる、比較的大容量の発電機で用いられる。
(Conventional third example)
Next, a method of fixing the coil in the rotary electric machine stator according to the third conventional example will be described. This fixing method is also disclosed in
This method is used in a relatively large capacity generator in which a single coil is housed in an iron core slot, similar to the example shown in FIG.
この第３の例では、図６および図７に示された従来の第２の例と同様に、楔材と板ばねが用いられる。この例での構成を説明する。
図４および図５に示された従来の第１の例では、図４に示されるような、それぞれテーパー加工された二つの部品から構成されるテーパースライド材１１ａ，１１ｂと波状板ばね１０とが組み合わされ、楔材１１のテーパースライド材１１ａ，１１ｂがハンマーで打撃されることで、波状板ばね１０が圧縮されて反発力を発現し、コイル固定に供した。
In this third example, wedge lumber and leaf springs are used, as in the conventional second example shown in FIGS. 6 and 7. The configuration in this example will be described.
In the conventional first example shown in FIGS. 4 and 5, the tapered
一方、図６および図７に示された従来の第２の例で示される楔材１２では、図６に示されるように、ネジ１２ｄとナット１２ｅにて、摺動ブロック１２ａと圧力片１２ｂが締め上げられて、これらの間に介在する板ばね１２ｃが圧縮されてスロット２内に配置された後に、ネジ１２ｄおよびナット１２ｅが取り外されることで板ばね１２ｃに反発力が発現する。
On the other hand, in the
この従来の第２の例では、従来の第１の例と比べて、ハンマーによる打撃に代えて、ネジ１２ｄを取り外す作業が行なわれればよいため、作業性が大幅に改善されている一方で、楔材を構成する部品の点接触によって圧力が伝えられるため、上記のように楔材に摩耗が生じる恐れもあった。
In this conventional second example, as compared with the conventional first example, since the work of removing the
そこで、従来の第３の例では、従来の第１の例のように波状板ばねが用いられ、そして波状板ばねを予め圧縮する構成として、この波状板ばねを介在させ、かつ圧縮した状態で摺動ブロックと圧力片とが接着剤により接着される。この部材が、スロットの所定の位置に配置された後、加熱により接着剤を剥離させ、波状板ばねに反発力を発現させることで、コイル固定に供する。 Therefore, in the conventional third example, a wavy leaf spring is used as in the conventional first example, and the wavy leaf spring is pre-compressed so that the wavy leaf spring is interposed and compressed. The sliding block and the pressure piece are adhered by an adhesive. After this member is placed at a predetermined position in the slot, the adhesive is peeled off by heating to generate a repulsive force in the wavy leaf spring, thereby fixing the coil.
この従来の第３の例によれば、従来の第１の例のように楔材がハンマーにより打撃される必要はなく、かつ従来の第２の例のように波状板ばねが用いられることにより、この波状板ばねの反発力が点接触で楔材の各部に伝わることがないので、楔材の摩耗の可能性が低くなる。
しかしながら、従来の第３の例では、加熱により接着剤が剥離されることで波状板ばねに反発力を発現する構成に課題がある。例えば、一般的に、楔材に使われるＦＲＰ材の熱伝導率は金属等の熱伝導率に比べて大幅に低いため、接着剤の温度を上昇させるのに時間が掛かる。
According to this conventional third example, the wedge material does not need to be hit by a hammer as in the conventional first example, and the corrugated leaf spring is used as in the conventional second example. Since the repulsive force of this wavy leaf spring is not transmitted to each part of the wedge material by point contact, the possibility of wear of the wedge material is reduced.
However, in the conventional third example, there is a problem in the configuration in which the repulsive force is exhibited in the wavy leaf spring by peeling off the adhesive by heating. For example, in general, the thermal conductivity of the FRP material used for the wedge material is significantly lower than the thermal conductivity of the metal or the like, so it takes time to raise the temperature of the adhesive.
また、加熱のために高熱量のドライヤーが使用されたとしても、上記のようにＦＲＰ材の熱伝導率が低いため楔材が高温になり、場合によっては熱劣化を生じる。
また、比較的低い温度で剥離するような耐熱性の低い接着剤が用いられることで加熱時間を短縮することは可能である。しかし本来は、接着剤は回転電機の運転に不要な材料であって、かつ耐熱性が低いため、この接着剤が存在する場合、回転電機の運転時に当該接着剤が劣化して飛散および揮発する恐れもある。
Further, even if a dryer having a high calorific value is used for heating, the wedge material becomes hot due to the low thermal conductivity of the FRP material as described above, and heat deterioration occurs in some cases.
Further, it is possible to shorten the heating time by using an adhesive having low heat resistance that peels off at a relatively low temperature. However, since the adhesive is originally a material unnecessary for the operation of the rotary electric machine and has low heat resistance, if this adhesive is present, the adhesive deteriorates and scatters and volatilizes during the operation of the rotary electric machine. There is also a fear.
また、この第３の例でも、従来の第１および第２の例と同様に、フックの法則におおよそ従う板ばねが用いられる。このため、コイルの、より安定的な固定力の確保が望まれる。
上記の従来の例では、コイルが電磁力に抗して当該コイルが固定される技術が開示されるが、コイルの固定に係る多くの作業時間を要したり、部品の摩耗が生じたりするため、信頼性が高い回転電機を実現することができなかった。
Also, in this third example, as in the conventional first and second examples, a leaf spring that substantially follows Hooke's law is used. Therefore, it is desired to secure a more stable fixing force of the coil.
In the above-mentioned conventional example, the technique of fixing the coil against the electromagnetic force is disclosed, but it takes a lot of work time for fixing the coil and the parts are worn. , It was not possible to realize a highly reliable rotary electric machine.
本発明が解決しようとする課題は、コイルの固定における信頼性を向上させることが可能な回転電機、および回転電機のコイルの固定方法を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a rotary electric machine capable of improving reliability in fixing a coil, and a method for fixing a coil of the rotary electric machine.
実施形態における回転電機は、回転子の軸方向に沿って設けられた、断面形状が矩形状で開口部を有する鉄心スロットに、少なくとも一つのコイルが収納され、前記鉄心スロットの長手方向に延び、前記鉄心スロットの開口部付近の両側面にそれぞれ設けられた楔溝に嵌合するように成形された楔材が前記鉄心スロット内に配置され、前記楔材は、前記鉄心スロットの長手方向に延び、前記楔溝に嵌合される摺動ブロックと、前記鉄心スロットの長手方向に延び、前記鉄心スロット内にて前記摺動ブロックおよび前記コイルの間に配置される圧力片と、前記摺動ブロックおよび前記圧力片の間に挟まれる少なくとも一つの皿ばねとを含み、前記摺動ブロックおよび前記圧力片により前記皿ばねが圧縮された状態で前記鉄心スロット内に前記楔材が配置されることで前記皿ばねに発現する反発力によって前記コイルが固定され、前記皿ばねの傾斜面の高さを前記皿ばねの板厚で除した値が、前記皿ばねが圧縮されることによる当該皿ばねのたわみ量の増加に応じて前記反発力が飽和する条件を満たす。 In the rotary electric machine according to the embodiment, at least one coil is housed in an iron core slot having a rectangular cross-sectional shape and an opening provided along the axial direction of the rotor, and extends in the longitudinal direction of the iron core slot. A wedge material formed so as to fit into the wedge grooves provided on both side surfaces near the opening of the iron core slot is arranged in the iron core slot, and the wedge material extends in the longitudinal direction of the iron core slot. , The sliding block fitted in the wedge groove, the pressure piece extending in the longitudinal direction of the iron core slot and arranged between the sliding block and the coil in the iron core slot, and the sliding block. And by disposing the wedge material in the iron core slot in a state where the disc spring is compressed by the sliding block and the pressure piece, including at least one disc spring sandwiched between the pressure pieces. The coil is fixed by the repulsive force generated in the disc spring, and the value obtained by dividing the height of the inclined surface of the disc spring by the plate thickness of the disc spring is the value of the disc spring due to the compression of the disc spring. The condition that the repulsive force is saturated according to the increase in the amount of deflection is satisfied.
本発明によれば、回転電機のコイルの固定における信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the reliability in fixing the coil of the rotary electric machine.
以下、実施形態について図面を用いて説明する。
以下で説明する各実施形態では、完成したコイル単体が鉄心スロット内に挿入される回転電機において、上述のようにコイルに発生する電磁力に抗するとともに、コイルの熱伸縮を許容し、かつ摺動および摩耗に耐え得るもので、また、古くなった、あるいは地絡等で使用不可能となったコイルが現地で交換される際に、ユーザに係る発電機又は電動機の稼働停止期間を出来るだけ短縮し、そして回転電機の運用中のコイルおよび副資材の寸法変化に対してもコイル固定力を担保する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
In each embodiment described below, in a rotary electric machine in which a completed coil unit is inserted into an iron core slot, as described above, the coil resists the electromagnetic force generated in the coil, allows thermal expansion and contraction of the coil, and slides. As much as possible during the outage period of the generator or motor related to the user when the coil that can withstand motion and wear and is old or unusable due to a ground fault etc. is replaced locally. It shortens and secures the coil fixing force against changes in the dimensions of the coil and auxiliary materials during operation of the rotary electric machine.
図１は、実施形態に係る回転電機固定子の積層鉄心スロット周辺の部分断面模式図である。図１において、図４で示された構成と同じ構成には同じ符号が付される。
実施形態に係る構成を説明する。
図１に示されるように、実施形態に係る回転電機固定子では、積層鉄心１のスロット２内には、固定子コイルとしての型巻コイルである上側コイル３および下側コイル４が、各コイルにおける、回転電機の半径方向の位置を調整する積層板であるスペーサ７－１を介して、回転電機の半径方向に沿ってそれぞれ収納および配置されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a periphery of a laminated iron core slot of a rotary electric machine stator according to an embodiment. In FIG. 1, the same configurations as those shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals.
The configuration according to the embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, in the rotary electric machine stator according to the embodiment, in the
鉄心スロット２の長手方向である、回転電機の軸方向に沿って延び、積層鉄心１のスロット２の開口部付近の両側面に設けられた楔溝である切欠き５には、この切欠き５に嵌合するように成形された楔材６がはめ込まれることで、当該楔材６がスロット２内に配置される。
The
楔材６と上側コイル３の間にはスペーサ８が配置される。スロット２内における、スペーサ８とスロット２の底面との間の構成は図４に示された構成と同様である。図１に示された例では、スロット２の開口部側から底側に向かって、楔材６、スペーサ８、上側コイル３、スペーサ７－１、下側コイル４、およびスペーサ７－２の順で配置される。
A
次に、楔材６の構成について説明する。図２は、実施形態に係る積層鉄心スロット部で用いられる楔材の部分断面模式図である。
図２の左側に示されるように、楔材６は、摺動ブロック６ａ、圧力片（加圧片）６ｂ、および皿ばね６ｃを基本構成とし、楔材６がスロット２内に配置される前に皿ばね６ｃが予め圧縮されるときに用いられるボルト６ｄが楔材６の一時的な構成として加えられる。
Next, the configuration of the
As shown on the left side of FIG. 2, the
摺動ブロック６ａは、スロット２の長手方向である、回転電機の軸方向に延びる部材である。スロット２の開口部付近の両側面に設けられた楔溝である切欠き５に摺動ブロック６ａが嵌合されることで、スロット２の開口部が閉塞される。
摺動ブロック６ａにおける、皿ばね６ｃおよび圧力片６ｂとの対向面は平面に形成されており、この対向面の四辺から直角に側壁が形成される。この摺動ブロック６ａの長手方向である、回転電機の軸方向に形成される二面の側壁の間隔は、鉄心スロット２に噛み合わない程度に、この鉄心スロット２の溝幅よりも小さい寸法である。
The sliding
The facing surface of the sliding
この摺動ブロック６ａの二面の側壁からは、切欠き５の反転形状を示す係止片が延出し、摺動ブロック６ａの、切欠き５に係止される両端を形成する。この摺動ブロック６ａの側壁から延出する一対の係止片は、鉄心スロット２の開口部に向かうに従い上記両端の間隔を縮幅するテーパー形状を有する。
Locking pieces showing the inverted shape of the
摺動ブロック６ａの両端のテーパー面は、対向する切欠き５のテーパー面に当接することにより、皿ばね６ｃの後述する付勢力により摺動ブロック６ａが鉄心スロット２の開口部から飛び出すことを防止するとともに、摺動ブロック６ａが動かないよう安定力を与える。
また、摺動ブロック６ａの両端の間隔は、上記の側壁の間隔と異なり、鉄心スロット２の溝幅よりも大きい寸法である。これにより摺動ブロック６ａは、鉄心スロット２の開口部からその内部である底部に落ち込むことなく、付勢力が無いときは切欠き５に沿ってスムーズに移動可能である。
By contacting the tapered surfaces at both ends of the sliding
Further, the distance between both ends of the sliding
圧力片６ｂは、鉄心スロット２の長手方向である、回転電機の軸方向に延びる部材であって、スペーサ８と摺動ブロック６ａの間に設けられる。このスペーサ８は、圧力片６ｂと上側コイル３との間に設けられ、皿ばね６ｃのたわみ量の調整に用いられる。皿ばね６ｃは、摺動ブロック６ａと圧力片６ｂとの間に設けられる。
The
圧力片６ｂは、皿ばね６ｃとの対向面及び上側コイル３との当接面３１を有し、これらの面がそれぞれ平面に互いに平行に形成される。
本実施形態では、皿ばね６ｃの表面抵抗は５０オーム以上である。このように、皿ばね６ｃの表面抵抗が５０オーム以上であると、回転電機が運転される際に生じて、かつ変化する磁束に対して、渦電流損の発生を抑制することができるので、電力損失および温度上昇のリスクが軽減される。
The
In this embodiment, the surface resistance of the
また、皿ばね６ｃの中央部には、鉄心スロット２の長手方向である、回転電機の半径方向に沿う、ボルト６ｄを貫通可能な貫通孔３２が設けられる。
また、スロット２内に配置された皿ばね６ｃの貫通孔３２を含有するように、摺動ブロック６ａの中央部には、上記半径方向に沿う、ボルト６ｄを挿通可能な挿通孔３３が設けられる。
また、圧力片６ｂにおける、上記半径方向に沿う上面から下面にわたる、摺動ブロック６ａの挿通孔３３に相対する位置に雌ねじ３４が設けられる。これにより、圧力片６ｂの上面から下面まで雌ねじが貫通する。
Further, in the central portion of the
Further, an
Further, a
また、摺動ブロック６ａ、圧力片６ｂ、および皿ばね６ｃがスロット２に収納される前に、ボルト６ｄが、摺動ブロック６ａの挿通孔３３および皿ばね６ｃの貫通孔３２に挿入されて、このボルト６ｄの端部が圧力片６ｂの雌ねじ３４にねじ込まれることで、摺動ブロック６ａおよび圧力片６ｂが締め付けられて皿ばね６ｃが圧縮され、弾性変形に伴う反発力が蓄積される。
Further, before the sliding
詳しくは、ボルト６ｄが、摺動ブロック６ａの挿通孔３３および皿ばね６ｃの貫通孔３２に挿入されて、ボルト６ｄの回転と共にその先端が圧力片６ｂの雌ねじ３４に螺入されると、ボルト６ｄの頭部が、摺動ブロック６ａの上面に当接する。さらにボルト６ｄを回転させると、皿ばね６ｃが圧縮されながら摺動ブロック６ａと圧力片６ｂの間隔が狭まっていく。
この摺動ブロック６ａと圧力片６ｂとの間隔は、皿ばね６ｃが弾性変形のみで塑性変形の生じない、あるいは破壊されない範囲まで狭めることができる。
Specifically, when the
The distance between the sliding
皿ばね６ｃが圧縮された状態で、楔材６が鉄心スロット２内に配置された後にボルト６ｄが緩められて、あるいは、さらにボルト６ｄが除去されることにより、皿ばね６ｃの弾性変形に伴う反発力が当該皿ばね６ｃに発現し、つまり上記蓄積された反発力が開放され、コイルに付勢力が与えられる。
With the
また、図２の右側に示されるように、摺動ブロック６ａは、楔材６の厚さ方向に沿って分割された複数の部材からなり、これら複数の部材が、厚さが楔材６の長手方向、ここでは回転電機の軸方向に沿って異ならせるようにしたテーパー形状を有するようにしてもよい。
Further, as shown on the right side of FIG. 2, the sliding
図２の右側に示された例では、摺動ブロック６ａは、鉄心スロット２の開口部側に位置する部材６ａ１と、圧力片６ｂ側またはコイル側に位置する部材６ａ２とでなる。この部材６ａ２は、部材６ａ１と皿ばね６ｃとの間のスペーサの役割をなし、部材６ａ２の寸法が調整されることで、皿ばね６ｃのたわみ量が調整され得る。
In the example shown on the right side of FIG. 2, the sliding
これら複数の部材６ａ１および６ａ２が組み合わされてなる１つの摺動ブロック６ａの上記開口部側の面と、圧力片６ｂ側またはコイル側の面、つまり図２における摺動ブロック６ａの上面と底面は平行である。
つまり、部材６ａ２における圧力片６ｂ側またはコイル側の面と圧力片６ｂとの間に皿ばね６ｃが配置されることで、楔材６が構成され得る。
The surface on the opening side and the surface on the
That is, the
また、鉄心スロット２内に、摺動ブロック６ａの複数の部材のうち鉄心スロットの開口部側の部材６ａ１、皿ばね６ｃ、圧力片６ｂ、および上側コイル３の順で配置された状態で、開口部側の部材６ａ１と皿ばね６ｃとの間に、圧力片側の部材６ａ２が挿入され、部材６ａ１，６ａ２が有するテーパー形状によって皿ばね６ｃに反発力を発現させることに伴い、同じ鉄心スロット２内の各コイルに付勢力が与えられることで各コイルが固定される。
また、この付勢力に対するコイルからの反力が切欠き５に付与されることで摺動ブロック６ａの動きも固定される。
Further, in the
Further, the movement of the sliding
次に、皿ばね６ｃの寸法について説明する。図３は、実施形態に係る積層鉄心スロット部で用いられる皿ばねの部分断面模式図である。図３は、例えば皿ばねにおけるアルメン・ラスロ（Aimen, Laszlo）の近似式の説明で用いられる図である。
図３に示されるｄｅ、ｄｉ、ｄｏ、ｔ、ｈｏ、およびＲの意味は以下の通りである。
ｄｅ：皿ばねの外径
ｄｉ：皿ばねの内径
ｄｏ：円周長が変化しない回転中心の外径
ｔ：皿ばねの板厚
Ｈｏ：皿ばねの円錐上側部分から円錐下側部分までの高さ
ｈｏ：皿ばねの自由高さ（ライズ寸法（傾斜面の高さ寸法））（＝Ｈｏ－ｔ）
Ｒ：皿ばねの端部の角部（I, II, III, IV）の曲率半径
Next, the dimensions of the
The meanings of de, di , do, t , ho , and R shown in FIG. 3 are as follows.
de e : Belleville spring outer diameter d i : Belleville spring inner diameter do o : Belleville spring outer diameter at the center of rotation t: Belleville spring plate thickness Ho : Belleville spring cone upper part to cone lower part Height to h o : Free height of disc spring (rise dimension (height dimension of inclined surface)) (= Ho -t)
R: Radius of curvature at the corners (I, II, III, IV) of the end of the disc spring
本実施形態では、上記のｈｏとｔの比であるパラメータｈｏ／ｔは、下記の式（１）を満たす。
ｈｏ／ｔ≧１．２ …式（１）
In the present embodiment, the parameter h o / t, which is the ratio of ho and t described above, satisfies the following formula (1).
h o / t ≧ 1.2… Equation (1)
上記式（１）が満たされる場合、皿ばねが圧縮されることによるたわみ量である圧縮たわみ量の増加に伴い、皿ばねの反発力が飽和する。
よって、回転電機の運転中にコイルおよび副資材が収縮することに伴い、皿ばねのたわみが減少した場合でも、例えば、フックの法則に従って、たわみ量に比例して反発力が低減する板ばねが用いられる構成と比較して、コイルの、より高い固定力を発現および維持することができる。
When the above equation (1) is satisfied, the repulsive force of the disc spring saturates as the amount of compressed deflection, which is the amount of deflection due to the compression of the disc spring, increases.
Therefore, even if the deflection of the disc spring is reduced due to the contraction of the coil and auxiliary materials during the operation of the rotary electric machine, for example, a leaf spring whose repulsive force is reduced in proportion to the amount of deflection according to Hooke's law. The higher fixing force of the coil can be developed and maintained as compared to the configuration used.
これにより、摺動ブロック６ａによる鉄心スロット２の開口部の閉蓋状態が安定化するとともに、その内部における各コイルの固定も確実にすることができる。さらに、回転電機の経年使用に伴う、コイルの固定力の低下も抑制することができる。
つまり、コイルに電流が流れることで電磁力が作用しても、各コイルがスロット幅方向および高さ方向には動かないために、コイルが振動することがなく、種々のトラブルから回転電機を保護することができる。
As a result, the closed state of the opening of the
In other words, even if an electromagnetic force acts due to the current flowing through the coils, each coil does not move in the slot width direction and height direction, so the coils do not vibrate and protect the rotating electric machine from various troubles. can do.
なお、上述した摺動ブロック６ａ、圧力片６ｂ、皿ばね６ｃ及びボルト６ｄは、電気絶縁性を示す繊維強化樹脂（ＦＲＰ）で構成されている。
これにより、ボルト６ｄの取り外し時にバリ等が発生しても楔材６の各部材が絶縁性であるため、短絡などの事故の発生可能性を大幅に低下させることができる。
The sliding
As a result, even if burrs or the like occur when the
図１に示された例では、１つの皿ばね６ｃがスロット２内に収納される例を説明したが、これに限らず、例えば複数の皿ばね６ｃが回転電機の半径方向に沿って重ねてスロット２内に設けられても良い。これにより、皿ばねの上記の反発力を調整することができる。
In the example shown in FIG. 1, an example in which one
図１乃至図３に示された構成では、図４および図５に示される、従来の第１の例のように、テーパースライド材を有する楔材がハンマー打撃にて回転電機の軸方向に沿って打込まれる必要がなく、楔材６のボルト６ｄが緩められて、あるいはさらにボルト６ｄが除去されることによりコイルの固定力が発現するので、作業時間の短縮および作業安全性の向上が見込める。
In the configuration shown in FIGS. 1 to 3, the wedge material having the tapered slide material is hammered along the axial direction of the rotary electric machine as in the first conventional example shown in FIGS. 4 and 5. Since the coil fixing force is generated by loosening the
また、図１乃至図３に示された構成では、コイル絶縁部が更新される際にコイルがスロットから取り出される際にも、楔材６の摺動ブロック６ａ、圧力片６ｂ、および皿ばね６ｃにボルト６ｄが差し込まれた状態で、ボルト６ｄが緩められて、あるいは、さらにボルト６ｄが除去されることで皿ばね６ｃの反発力が発現する。よって、コイル絶縁部が更新される際に通常行なわれる、グラインダー（grinder）などによる切断が不要で、作業時間の短縮および作業安全性の向上が見込める。
Further, in the configurations shown in FIGS. 1 to 3, the sliding
さらに、図１乃至図３に示された構成では、皿ばね６ｃは、圧縮たわみ量に応じて反発力が飽和する式（１）が満たされたときは、スペーサ８などにより皿ばね６ｃの圧縮たわみ量が厳密に調整される必要はない。
また、長期にわたる回転電機の運転時にコイルとスペーサとが馴染むことで、これらの寸法が変化したことにより、皿ばね６ｃの圧縮たわみ量が減少したとしても、上記の式（１）が満たされる皿ばね６ｃが用いられることで、フックの法則に従う通常の波状板ばね等が用いられる場合と比較して、コイルの十分な固定力を確保することができる。
Further, in the configuration shown in FIGS. 1 to 3, the
Further, even if the compression deflection amount of the
また、鉄心スロット２の長手方向である、回転電機の半径方向に垂直な面、および鉄心スロット２の幅方向である、回転電機の周方向に垂直な面のいずれの面においても、皿ばね６ｃの反発力の圧力が伝達される箇所が１か所の接触点となることはなく、コイルの電磁振動等による摩耗に対しても、これを抑制することができる。
Further, the
また、上記の図２に示されるように、摺動ブロック６ａが複数の部材６ａ１，６ａ２に分割される構成で、部材６ａ１と皿ばね６ｃとの間に部材６ａ２が挿入されて皿ばね６ｃのたわみ量が調整される際に、上記の式（１）が満たされていれば、皿ばね６ｃの反発力がたわみ量の増加につれて飽和する。
このため、スペーサとしての部材６ａ２による、上記たわみ量の調整の厳密さを軽減することができるので、工程短縮につながる。
Further, as shown in FIG. 2 above, the sliding
Therefore, the strictness of adjusting the amount of deflection by the member 6a2 as a spacer can be reduced, which leads to shortening of the process.
加えて、圧力片６ｂに形成される雌ねじ３４は、圧力片６ｂを貫通するように形成される。
これにより、ボルト６ｄが緩められて、あるいは、さらにボルト６ｄが除去された後に、摺動ブロック６ａの上面から当該摺動ブロック６ａの挿通孔３３にデプスゲージ（depth gauge）等が差し込まれることで、摺動ブロック６ａの上面と圧力片６ｂの下面（雌ねじ３４が貫通していない場合）との距離、あるいは摺動ブロック６ａの上面と上側コイル３の上面との距離、あるいは摺動ブロック６ａの上面とスペーサ８の上面との距離が測定可能である。
In addition, the
As a result, after the
この距離が管理されることで、皿ばね６ｃの見かけ上の厚さが把握され得るので、皿ばね６ｃの反発力が管理され得る。そして、この反発力が所定の範囲に収まるような、スペーサ８の厚みの調整量が把握可能である。
By managing this distance, the apparent thickness of the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１…積層鉄心、２…鉄心スロット、３…上側コイル、４…下側コイル、５…切欠き、６，１１，１２…楔材、６ａ…摺動ブロック、６ｂ…圧力片、６ｃ…皿ばね、６ｄ…ボルト、７，８…スペーサ、９，１０…波状板ばね。 1 ... Laminated iron core, 2 ... Iron core slot, 3 ... Upper coil, 4 ... Lower coil, 5 ... Notch, 6,11,12 ... Wedge material, 6a ... Sliding block, 6b ... Pressure piece, 6c ... Belleville spring , 6d ... Bolt, 7,8 ... Spacer, 9,10 ... Wavy leaf spring.
Claims (6)
前記鉄心スロットの長手方向に延び、前記鉄心スロットの開口部付近の両側面にそれぞれ設けられた楔溝に嵌合するように成形された楔材が前記鉄心スロット内に配置され、
前記楔材は、
前記鉄心スロットの長手方向に延び、前記楔溝に嵌合される摺動ブロックと、前記鉄心スロットの長手方向に延び、前記鉄心スロット内にて前記摺動ブロックおよび前記コイルの間に配置される圧力片と、前記摺動ブロックおよび前記圧力片の間に挟まれる少なくとも一つの皿ばねとを含み、
前記摺動ブロックおよび前記圧力片により前記皿ばねが圧縮された状態で前記鉄心スロット内に前記楔材が配置されることで前記皿ばねに発現する反発力によって前記コイルが固定され、
前記皿ばねの傾斜面の高さを前記皿ばねの板厚で除した値が、前記皿ばねが圧縮されることによる当該皿ばねのたわみ量の増加に応じて前記反発力が飽和する条件を満たす、
回転電機。 At least one coil is housed in an iron core slot having a rectangular cross-sectional shape and an opening provided along the axial direction of the rotor.
A wedge material extending in the longitudinal direction of the core slot and formed so as to fit into wedge grooves provided on both side surfaces near the opening of the core slot is arranged in the core slot.
The wedge material is
A sliding block extending in the longitudinal direction of the iron core slot and fitted in the wedge groove, and extending in the longitudinal direction of the iron core slot and arranged between the sliding block and the coil in the iron core slot. It comprises a pressure piece and at least one disc spring sandwiched between the sliding block and the pressure piece.
The coil is fixed by the repulsive force generated in the disc spring by arranging the wedge material in the iron core slot in a state where the disc spring is compressed by the sliding block and the pressure piece.
The value obtained by dividing the height of the inclined surface of the disc spring by the plate thickness of the disc spring is a condition in which the repulsive force is saturated according to the increase in the amount of deflection of the disc spring due to the compression of the disc spring. Fulfill,
Rotating machine.
請求項１に記載の回転電機。 The value obtained by dividing the height of the inclined surface of the disc spring by the plate thickness of the disc spring is 1.2 or more.
The rotary electric machine according to claim 1.
前記摺動ブロックにおける、前記楔材が前記鉄心スロット内に配置された状態で前記皿ばねの貫通孔を包含する位置に前記径方向に沿う挿通孔が設けられ、
前記圧力片における、前記楔材が前記鉄心スロット内に配置された状態で前記皿ばねの貫通孔に相対する位置に前記径方向に沿う雌ねじが形成され、
前記楔材が前記鉄心スロット内に配置される前に、前記摺動ブロックの挿通孔および前記皿ばねの貫通孔にボルトが挿入されて前記圧力片の雌ねじに前記ボルトがねじ込まれることに伴い前記摺動ブロックおよび前記圧力片が締め付けられることで前記皿ばねが圧縮され、
前記楔材が前記鉄心スロット内に配置された後に前記ボルトが緩められることに伴い前記皿ばねに反発力を発現させることで前記コイルが固定された、
請求項１または請求項２に記載の回転電機。 A through hole along the radial direction of the rotary electric machine is provided in the center of the disc spring.
In the sliding block, an insertion hole along the radial direction is provided at a position including the through hole of the disc spring in a state where the wedge material is arranged in the iron core slot.
In the pressure piece, a female screw along the radial direction is formed at a position facing the through hole of the disc spring in a state where the wedge material is arranged in the iron core slot.
Before the wedge member is placed in the iron core slot, a bolt is inserted into the insertion hole of the sliding block and the through hole of the disc spring, and the bolt is screwed into the female screw of the pressure piece. By tightening the sliding block and the pressure piece, the disc spring is compressed and
After the wedge material was placed in the iron core slot, the coil was fixed by causing the disc spring to exert a repulsive force as the bolt was loosened.
The rotary electric machine according to claim 1 or 2.
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の回転電機。 The surface resistance of the disc spring is 50 ohms or more.
The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3.
前記複数の部材は、厚さが前記楔材の長手方向に沿って異なるテーパー形状を有し、
前記複数の部材が組み合わされてなる前記摺動ブロックの上面および底面が平行であり、
前記複数の部材における前記圧力片側の部材の底面と前記圧力片との間に前記皿ばねが配置されることで、前記楔材が構成され、
前記鉄心スロット内に、前記複数の部材における前記鉄心スロットの開口部側の部材、前記皿ばね、前記圧力片、および前記コイルの順で配置された状態で、前記開口部側の部材と前記皿ばねとの間に前記圧力片側の部材が挿入され、前記複数の部材がそれぞれ有する前記テーパー形状によって前記皿ばねに反発力を発現させることで前記コイルが固定される、
請求項１に記載の回転電機。 The sliding block of the wedge material is composed of a plurality of members divided along the thickness direction of the wedge material.
The plurality of members have tapered shapes having different thicknesses along the longitudinal direction of the wedge member.
The upper and lower surfaces of the sliding block, which is a combination of the plurality of members, are parallel to each other.
The wedge member is formed by arranging the disc spring between the bottom surface of the member on one side of the pressure piece and the pressure piece in the plurality of members.
In the iron core slot, the member on the opening side of the plurality of members, the disc spring, the pressure piece, and the coil are arranged in this order, and the member on the opening side and the disc. A member on one side of the pressure is inserted between the spring and the coil, and the coil is fixed by exerting a repulsive force on the disc spring by the tapered shape of each of the plurality of members.
The rotary electric machine according to claim 1.
前記鉄心スロットの長手方向に延び、前記鉄心スロットの開口部付近の両側面にそれぞれ設けられた楔溝に嵌合するように成形された楔材を前記鉄心スロット内に挿入し、
前記楔材は、
前記鉄心スロットの長手方向に延び、前記楔溝に嵌合される摺動ブロックと、前記鉄心スロットの長手方向に延び、前記摺動ブロックおよび前記コイルの間に配置される圧力片と、前記摺動ブロックおよび前記圧力片の間に挟まれる少なくとも一つの皿ばねとを含み、
前記摺動ブロックおよび前記圧力片により前記皿ばねが圧縮された状態で前記鉄心スロット内に前記楔材が配置されることで前記皿ばねに発現する反発力によって前記コイルを固定し、
前記皿ばねの傾斜面の高さを前記皿ばねの板厚で除した値が、前記皿ばねが圧縮されることによる当該皿ばねのたわみ量の増加に応じて前記反発力が飽和する条件を満たす、
回転電機のコイルの固定方法。 At least one coil is housed in an iron core slot having a rectangular cross-sectional shape and an opening provided along the axial direction of the rotor.
A wedge material extending in the longitudinal direction of the core slot and formed so as to fit into wedge grooves provided on both side surfaces near the opening of the core slot is inserted into the core slot.
The wedge material is
A sliding block extending in the longitudinal direction of the iron core slot and fitted into the wedge groove, a pressure piece extending in the longitudinal direction of the iron core slot and arranged between the sliding block and the coil, and the sliding. Includes a dynamic block and at least one disc spring sandwiched between the pressure pieces.
The coil is fixed by the repulsive force generated in the disc spring by arranging the wedge material in the iron core slot in a state where the disc spring is compressed by the sliding block and the pressure piece.
The value obtained by dividing the height of the inclined surface of the disc spring by the plate thickness of the disc spring is a condition in which the repulsive force is saturated according to the increase in the amount of deflection of the disc spring due to the compression of the disc spring. Fulfill,
How to fix the coil of a rotary electric machine.
Priority Applications (1)
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