JP3080315B2 - 回転電機の巻線導体端部の押圧式固定装置 - Google Patents
回転電機の巻線導体端部の押圧式固定装置Info
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- Y10S174/13—High voltage cable, e.g. above 10kv, corona prevention
- Y10S174/14—High voltage cable, e.g. above 10kv, corona prevention having a particular cable application, e.g. winding
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、タービン発電機固定子の巻線導体端部を半
径方向と円周方向の両方向に支持できる押圧式固定装置
に関する。
径方向と円周方向の両方向に支持できる押圧式固定装置
に関する。
大型タービン発電機の巻線導体端部は従来通り、導体
と、導体を包囲する種々の支持リングとの間に配置され
た整合可能なパッド又はブロックにより支持又は固定さ
れている。これらのパットは通常は、樹脂含浸弾性材料
で形成されたフェルト・パッド又はホース状部材であ
る。
と、導体を包囲する種々の支持リングとの間に配置され
た整合可能なパッド又はブロックにより支持又は固定さ
れている。これらのパットは通常は、樹脂含浸弾性材料
で形成されたフェルト・パッド又はホース状部材であ
る。
本出願人に譲渡された米国特許第3,949,257号で論じ
られているように、パッドを用いる場合、特定の所要厚
さになるように種々のサイズのパッドを準備しておく必
要がある。長期間に亘る通常運転の間、導体を緊締状態
に保つためにパッドをしっかりと取り付ける必要があ
る。米国特許第3,949,257号に記載されている改良例で
は、支持リングが巻線導体端部の内面及び外面に設けら
れ、これらとの別の支持リングが導体の間に更に配設さ
れている。強化ホースが、支持リングと導体との間に配
設された状態で支持リングの周囲に延び、これら強化ホ
ースにはエポキシ樹脂が詰め込んであり、エポキシ樹脂
は硬化すると、導体と支持リングとの間の圧力を維持す
ると共に巻線導体端部をしかっりと半径方向に支持す
る。
られているように、パッドを用いる場合、特定の所要厚
さになるように種々のサイズのパッドを準備しておく必
要がある。長期間に亘る通常運転の間、導体を緊締状態
に保つためにパッドをしっかりと取り付ける必要があ
る。米国特許第3,949,257号に記載されている改良例で
は、支持リングが巻線導体端部の内面及び外面に設けら
れ、これらとの別の支持リングが導体の間に更に配設さ
れている。強化ホースが、支持リングと導体との間に配
設された状態で支持リングの周囲に延び、これら強化ホ
ースにはエポキシ樹脂が詰め込んであり、エポキシ樹脂
は硬化すると、導体と支持リングとの間の圧力を維持す
ると共に巻線導体端部をしかっりと半径方向に支持す
る。
かかる固定子コイル端部のブロック手段は、巻線導体
端部の過度の振動現象及び構成要素の亀裂または摩耗の
発生を防止するために必要である。発電機の耐用年数に
亘り保守の必要を最少限に抑えて上述の機能を発揮させ
るため、ブロック手段の設計にあたり、材料の熱膨張及
びクリープ現象を考慮する必要がある。大抵の設計で
は、ボルト、バンドまたはバネ付勢式の楔の使用により
コイルを半径方向に締め付ける幾つかの手段が用いられ
ている。コイルを取り付けるバックボーンとして大径の
支持リングを用いるような設計では、コイルを極く僅か
ながらも外方へ動かして支持リングに押し付ける必要が
あり、このようにすると半径方向の緊締状態が確保され
る。それでも、巻線導体端部が支持リングの周りで円周
方向に緩む傾向が依然として存在する。
端部の過度の振動現象及び構成要素の亀裂または摩耗の
発生を防止するために必要である。発電機の耐用年数に
亘り保守の必要を最少限に抑えて上述の機能を発揮させ
るため、ブロック手段の設計にあたり、材料の熱膨張及
びクリープ現象を考慮する必要がある。大抵の設計で
は、ボルト、バンドまたはバネ付勢式の楔の使用により
コイルを半径方向に締め付ける幾つかの手段が用いられ
ている。コイルを取り付けるバックボーンとして大径の
支持リングを用いるような設計では、コイルを極く僅か
ながらも外方へ動かして支持リングに押し付ける必要が
あり、このようにすると半径方向の緊締状態が確保され
る。それでも、巻線導体端部が支持リングの周りで円周
方向に緩む傾向が依然として存在する。
従前、楔作用のある押圧手段を用いず、楔をコイル端
部の全ての間に設けることが提案された。また、別の設
計では、巻線導体端部によって形成された「バスケッ
ト」の外周部に荷重を半径方向内方に及ぼすように配向
した皿バネ式の楔が用いられている。この方法は、巻線
導体端部を外周部から圧縮することにより半径方向の荷
重と円周方向の荷重の両方を生ぜしめるのに役立つと共
に巻線をアーチ状に結合するが、簡単で一層堅牢な単一
の大型支持リングを効率的に利用することが不可能にな
る。
部の全ての間に設けることが提案された。また、別の設
計では、巻線導体端部によって形成された「バスケッ
ト」の外周部に荷重を半径方向内方に及ぼすように配向
した皿バネ式の楔が用いられている。この方法は、巻線
導体端部を外周部から圧縮することにより半径方向の荷
重と円周方向の荷重の両方を生ぜしめるのに役立つと共
に巻線をアーチ状に結合するが、簡単で一層堅牢な単一
の大型支持リングを効率的に利用することが不可能にな
る。
本発明の目的は、巻線の周囲に大型の支持リングを用
い、巻線導体端部を半径方向と円周方向の両方向に圧縮
する巻線導体端部の固定装置を提供することにある。
い、巻線導体端部を半径方向と円周方向の両方向に圧縮
する巻線導体端部の固定装置を提供することにある。
タービンの巻線導体端部の押圧式固定装置は、複数本
のかかる巻線の周囲に配設された支持リング及び巻線端
部を半径方向と円周方向の両方向に圧縮する押圧式楔手
段とを有する。押圧式楔手段は、一対の対向関係にある
スペーサ・ブロック及びスペーサ・ブロックの間に配置
された楔を有し、押圧手段、例えば皿バネ座金が楔を支
持リングに向って押圧するよう設けられている。スペー
サ・ブロックは、支持リングの内面と面一をなしてい
る。
のかかる巻線の周囲に配設された支持リング及び巻線端
部を半径方向と円周方向の両方向に圧縮する押圧式楔手
段とを有する。押圧式楔手段は、一対の対向関係にある
スペーサ・ブロック及びスペーサ・ブロックの間に配置
された楔を有し、押圧手段、例えば皿バネ座金が楔を支
持リングに向って押圧するよう設けられている。スペー
サ・ブロックは、支持リングの内面と面一をなしてい
る。
一実施例では、スペーサ・ブロックはＬ字形のもので
あり、その垂直部分と水平部分との間には、巻線導体端
部が嵌入できる中空部を有し、これに対し、別の実施例
では、矩形のスペーサ・ブロックが用いられている。ス
ペーサ・ブロックは、支持リングの方向へ狭まり、三角
形の楔と接触する対向した傾斜面を有する。楔は、これ
を貫通して支持リングに設けられたボアに螺合するボル
トによって支持リングに固定され、皿バネ座金のような
バネ手段が楔とボルトの頭部との間に配置されて楔及び
巻線端部を押圧する。
あり、その垂直部分と水平部分との間には、巻線導体端
部が嵌入できる中空部を有し、これに対し、別の実施例
では、矩形のスペーサ・ブロックが用いられている。ス
ペーサ・ブロックは、支持リングの方向へ狭まり、三角
形の楔と接触する対向した傾斜面を有する。楔は、これ
を貫通して支持リングに設けられたボアに螺合するボル
トによって支持リングに固定され、皿バネ座金のような
バネ手段が楔とボルトの頭部との間に配置されて楔及び
巻線端部を押圧する。
本発明の内容は添付の図面に例示的に示すにすぎない
好ましい実施例の以下の説明を読むと一層容易に明らか
になろう。
好ましい実施例の以下の説明を読むと一層容易に明らか
になろう。
今、第１図を参照すると、タービン発電機１が、その
励磁機側端部５とタービン側端部７の両方に位置した巻
線導体端部３が示された状態で図示されている。タービ
ン発電機１の固定子鉄心（以下、「コア」ともいう）９
がボルトによってコア支持板11の間に保持されている。
巻線導体端部３の間にはスペーサ13が配設され、支持コ
ーン又は支持リング15が巻線導体端部３の外周部を包囲
している。半径方向スタッド17が巻線導体端部３の間を
通って支持リング15に設けられた孔19を貫通しており、
ナット21がスタッド17の頭部25と反対側の螺設端部23で
スタッドを固定している。支持リング15から見て巻線導
体端部３の反対側に位置していて補足的に用いられる支
持リング27が、該支持リング27に設けられた孔31を貫通
し、支持リング15に設けられたネジ孔33に螺合するボル
ト29によって定位置で巻線導体端部３に密着保持されて
いる。
励磁機側端部５とタービン側端部７の両方に位置した巻
線導体端部３が示された状態で図示されている。タービ
ン発電機１の固定子鉄心（以下、「コア」ともいう）９
がボルトによってコア支持板11の間に保持されている。
巻線導体端部３の間にはスペーサ13が配設され、支持コ
ーン又は支持リング15が巻線導体端部３の外周部を包囲
している。半径方向スタッド17が巻線導体端部３の間を
通って支持リング15に設けられた孔19を貫通しており、
ナット21がスタッド17の頭部25と反対側の螺設端部23で
スタッドを固定している。支持リング15から見て巻線導
体端部３の反対側に位置していて補足的に用いられる支
持リング27が、該支持リング27に設けられた孔31を貫通
し、支持リング15に設けられたネジ孔33に螺合するボル
ト29によって定位置で巻線導体端部３に密着保持されて
いる。
本発明の押圧式楔手段35は、支持リング15の軸方向外
端部に配設された状態で示されると共に、第２図ではタ
ービン発電機１の励磁機側端部５に位置し、第３図では
タービン発電機１のタービン側端部７に位置した状態で
一層分かりやすく示されている。
端部に配設された状態で示されると共に、第２図ではタ
ービン発電機１の励磁機側端部５に位置し、第３図では
タービン発電機１のタービン側端部７に位置した状態で
一層分かりやすく示されている。
第２図に示すように、発電機の励磁機側端部５で用い
られる第１の実施例としての押圧式楔手段35では、一対
のスペーサ・ブロック37,39が、支持リング15の内面41
と面一をなした状態で導体の分相部において巻線導体端
部３の間に配設されている。ブロック37,39はＬ字形の
状態で示されており、垂直部分43及び水平脚部分45を有
している。ブロック37,39は第６図に示すように、ター
ビンの軸線に沿って見て軸方向外側部分47及び軸方向内
側部分49を有し、これら２つの部分47,49は一体ユニッ
トとして形成されるか、或いは互いに固着される。ブロ
ック37,39はそれぞれ、外側部分47として示された一方
の部分に、支持リング15の方向に狭まる対向した傾斜面
51,53を有し、内側部分49は互いに間隔を置いた状態で
対向したフェース55,57を有している。整合可能なスペ
ーサ59,8例えば樹脂を含浸させたダクロン（Dacron）製
フェルトパッドが、ブロック37の半径方向外端で61と隣
接の巻線導体端部３との間及びブロック39の半径方向外
端63と隣接の巻線導体端部３との間に位置している。第
２図及び第３図に示すように、薄い可撓性の剪断層65が
支持リング15の内面41に付着した状態で押圧式楔手段と
支持リング15との間に設けられている。
られる第１の実施例としての押圧式楔手段35では、一対
のスペーサ・ブロック37,39が、支持リング15の内面41
と面一をなした状態で導体の分相部において巻線導体端
部３の間に配設されている。ブロック37,39はＬ字形の
状態で示されており、垂直部分43及び水平脚部分45を有
している。ブロック37,39は第６図に示すように、ター
ビンの軸線に沿って見て軸方向外側部分47及び軸方向内
側部分49を有し、これら２つの部分47,49は一体ユニッ
トとして形成されるか、或いは互いに固着される。ブロ
ック37,39はそれぞれ、外側部分47として示された一方
の部分に、支持リング15の方向に狭まる対向した傾斜面
51,53を有し、内側部分49は互いに間隔を置いた状態で
対向したフェース55,57を有している。整合可能なスペ
ーサ59,8例えば樹脂を含浸させたダクロン（Dacron）製
フェルトパッドが、ブロック37の半径方向外端で61と隣
接の巻線導体端部３との間及びブロック39の半径方向外
端63と隣接の巻線導体端部３との間に位置している。第
２図及び第３図に示すように、薄い可撓性の剪断層65が
支持リング15の内面41に付着した状態で押圧式楔手段と
支持リング15との間に設けられている。
貫通路69を有する三角形の楔67が、ブロック37,39の
傾斜面51,53の間に嵌入してこれらに摺動自在に係合す
る。ボルト71が頭部73を有し、ボルト71は、反対側に位
置した螺設端部75が支持リング15に形成されたネジ孔77
と螺合するに十分な長さを有している。皿バネ座金79が
ボルト71の頭部73と三角形の楔67の上面81との間に配置
されている。固定手段として、エポキシ含浸ガラス・コ
ードをボルト頭部及び楔67の中のピンに巻き付けるのが
良い。
傾斜面51,53の間に嵌入してこれらに摺動自在に係合す
る。ボルト71が頭部73を有し、ボルト71は、反対側に位
置した螺設端部75が支持リング15に形成されたネジ孔77
と螺合するに十分な長さを有している。皿バネ座金79が
ボルト71の頭部73と三角形の楔67の上面81との間に配置
されている。固定手段として、エポキシ含浸ガラス・コ
ードをボルト頭部及び楔67の中のピンに巻き付けるのが
良い。
第２図に示すように、発電機１の励磁機側端部５にお
いて、巻線導体端部３がＬ字形ブロック37,39の凹み83
の中に位置し、Ｌ字形ブロックの半径方向最外方端85は
半径方向に間隔を置いた隣接の巻線導体端部３と接触し
ている。このようにすると、円周方向にずれた巻線導体
端部が存在していても、上述の構成のスペーサ・ブロッ
ク37,39が使用できる。
いて、巻線導体端部３がＬ字形ブロック37,39の凹み83
の中に位置し、Ｌ字形ブロックの半径方向最外方端85は
半径方向に間隔を置いた隣接の巻線導体端部３と接触し
ている。このようにすると、円周方向にずれた巻線導体
端部が存在していても、上述の構成のスペーサ・ブロッ
ク37,39が使用できる。
使用方法を説明すると、楔67をブロックと一緒に分相
部に位置させた状態で、対向した傾斜面51,53の間の空
間に差し込み、好ましくはガラス繊維製のボトル71を皿
バネ座金79に差し込んで貫通路60を通し、そして支持リ
ング15のネジ孔77に螺合させる。ボルト71を締付ける
と、巻線導体端部３は半径方向と円周方向の両方向に圧
縮される。発電機が作動すると、巻線導体端部３は、導
体の自由熱膨張量が支持リング15の熱膨張量よりも大き
いので支持リング15に更に押し付けられる。使用中、全
ての材料についてクリープが幾分生じることが予測さ
れ、かくして楔による押圧力が減少する傾向がある。リ
ラクセイションが十分生じると、皿バネ79は三角形の楔
67を移動させて緊締状態を維持するよう働く。温度が低
下すると、熱収縮量の差に起因して押圧力の減少傾向が
一段と強くなるが、これに対応する皿バネ79の追従作用
が生じる。圧縮される材料のクリープ特性の知識の活用
により、楔67及び皿バネ79は、緊締状態が適当な長い期
間に亘って得られるような寸法形状に設定される。本発
明の構成を用いると、必要ならばボルト71を締め付ける
ことによって保守の際、追従能を容易且つ完全に元通り
にできるという新たな利点が得られる。楔作用を受けて
巻線導体端部が円周方向に僅かに移動できるようにする
ため、薄い可撓性の剪断層41が巻線導体端部３と支持リ
ング15との間に設けられている。層41は、薄いけれども
半径方向に剛性を有し、しかもエポキシ接合部を破損せ
ず、不都合を生じないような状態で円周方向に永久剪断
変形できる。好ましくは、ボルト71,皿バネ座金79及び
スペーサ・ブロック37,39は全てエポキシとガラスの複
合材料で作られる。
部に位置させた状態で、対向した傾斜面51,53の間の空
間に差し込み、好ましくはガラス繊維製のボトル71を皿
バネ座金79に差し込んで貫通路60を通し、そして支持リ
ング15のネジ孔77に螺合させる。ボルト71を締付ける
と、巻線導体端部３は半径方向と円周方向の両方向に圧
縮される。発電機が作動すると、巻線導体端部３は、導
体の自由熱膨張量が支持リング15の熱膨張量よりも大き
いので支持リング15に更に押し付けられる。使用中、全
ての材料についてクリープが幾分生じることが予測さ
れ、かくして楔による押圧力が減少する傾向がある。リ
ラクセイションが十分生じると、皿バネ79は三角形の楔
67を移動させて緊締状態を維持するよう働く。温度が低
下すると、熱収縮量の差に起因して押圧力の減少傾向が
一段と強くなるが、これに対応する皿バネ79の追従作用
が生じる。圧縮される材料のクリープ特性の知識の活用
により、楔67及び皿バネ79は、緊締状態が適当な長い期
間に亘って得られるような寸法形状に設定される。本発
明の構成を用いると、必要ならばボルト71を締め付ける
ことによって保守の際、追従能を容易且つ完全に元通り
にできるという新たな利点が得られる。楔作用を受けて
巻線導体端部が円周方向に僅かに移動できるようにする
ため、薄い可撓性の剪断層41が巻線導体端部３と支持リ
ング15との間に設けられている。層41は、薄いけれども
半径方向に剛性を有し、しかもエポキシ接合部を破損せ
ず、不都合を生じないような状態で円周方向に永久剪断
変形できる。好ましくは、ボルト71,皿バネ座金79及び
スペーサ・ブロック37,39は全てエポキシとガラスの複
合材料で作られる。
押圧式楔手段35が発電機のタービン側端部７に用いら
れているような第３図に示す実施例では、対をなすスペ
ーサ・ブロック37,39は実質的に台形の形状になってお
り、その半径方向最外方の真直ぐな端85は、一対の平行
に間隔を置いた巻線導体端部３に接触している。また、
ボルト71を支持リング15に固定する別の手段が図示され
ており、その特徴を述べると、ネジ山が設けられていな
い孔77が支持リング15を貫通して形成されると共にボル
ト71が楔67と支持リング15の両方を貫通してナット86に
より支持リングに固着される。
れているような第３図に示す実施例では、対をなすスペ
ーサ・ブロック37,39は実質的に台形の形状になってお
り、その半径方向最外方の真直ぐな端85は、一対の平行
に間隔を置いた巻線導体端部３に接触している。また、
ボルト71を支持リング15に固定する別の手段が図示され
ており、その特徴を述べると、ネジ山が設けられていな
い孔77が支持リング15を貫通して形成されると共にボル
ト71が楔67と支持リング15の両方を貫通してナット86に
より支持リングに固着される。
第７図に示す押圧式楔手段の変形例では、スペーサ・
ブロック37,39はそれぞれ単一ユニットとして形成され
ている。スペーサ・ブロック37,39はそれぞれ溝87,89を
備え、溝87,89はスペーサ・ブロックが組立て位置に在
る場合、対向関係に置かれる。溝87,89はそれぞれ傾斜
面又はフェース91,93を画定し、これら傾斜面91,93は支
持リング15の方向に狭まっている。三角形の楔67は溝8
7,89内に嵌入してブロック37,39の傾斜面91,93に摺動自
在に係合し、ボルトが三角形の楔67に設けられた通路69
を貫通し、皿バネ座金と共に支持リング15に設けられた
ネジ孔に係合すると、所望の楔作用が得られる。
ブロック37,39はそれぞれ単一ユニットとして形成され
ている。スペーサ・ブロック37,39はそれぞれ溝87,89を
備え、溝87,89はスペーサ・ブロックが組立て位置に在
る場合、対向関係に置かれる。溝87,89はそれぞれ傾斜
面又はフェース91,93を画定し、これら傾斜面91,93は支
持リング15の方向に狭まっている。三角形の楔67は溝8
7,89内に嵌入してブロック37,39の傾斜面91,93に摺動自
在に係合し、ボルトが三角形の楔67に設けられた通路69
を貫通し、皿バネ座金と共に支持リング15に設けられた
ネジ孔に係合すると、所望の楔作用が得られる。
第１図は、本発明の押圧式固定装置を用いるタービン発
電機の部分切欠き図であり、その励磁機側端部及びター
ビン側端部の両方を示す図である。 第２図は、第１図のタービン発電機の励磁機側端部に位
置した巻線導体端部を固定する押圧式固定装置を示す部
分図である。 第３図は、第１図のタービン発電機のタービン側端部に
位置した巻線導体端部を固定する押圧式固定装置を示す
部分図である。 第４図は、第２図に示すスペーサ・ブロックの背面図で
ある。 第５図は、第３図に示すスペーサ・ブロックの背面図で
ある。 第６図は、ボルト及び皿バネを除去した状態の第２図に
示すスペーサ・ブロックの後ろ側を示す平面図である。 第７図は、本発明の押圧式固定装置に用いられるスペー
サ・ブロックの変形例を示す平面図である。 １……タービン発電機 ３……巻線導体端部 ５……励磁機側端部 ７……タービン側端部 15……支持リング 35……押圧式楔手段 37,39……スペーサ・ブロック 51,53……傾斜面 67……楔 69……貫通路 71……ボルト 77……ネジ孔 79……皿バネ座金 87,89……溝
電機の部分切欠き図であり、その励磁機側端部及びター
ビン側端部の両方を示す図である。 第２図は、第１図のタービン発電機の励磁機側端部に位
置した巻線導体端部を固定する押圧式固定装置を示す部
分図である。 第３図は、第１図のタービン発電機のタービン側端部に
位置した巻線導体端部を固定する押圧式固定装置を示す
部分図である。 第４図は、第２図に示すスペーサ・ブロックの背面図で
ある。 第５図は、第３図に示すスペーサ・ブロックの背面図で
ある。 第６図は、ボルト及び皿バネを除去した状態の第２図に
示すスペーサ・ブロックの後ろ側を示す平面図である。 第７図は、本発明の押圧式固定装置に用いられるスペー
サ・ブロックの変形例を示す平面図である。 １……タービン発電機 ３……巻線導体端部 ５……励磁機側端部 ７……タービン側端部 15……支持リング 35……押圧式楔手段 37,39……スペーサ・ブロック 51,53……傾斜面 67……楔 69……貫通路 71……ボルト 77……ネジ孔 79……皿バネ座金 87,89……溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘクター・オズワルド・ポンス アメリカ合衆国，フロリダ州，ペンサコ ーラ，ベイウインド・サークル 8063 (56)参考文献 特開 昭64−89936（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−153457（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−132157（ＪＰ，Ｕ) 仏国公開2320653（ＦＲ，Ａ１) 東独国特許36035（ＤＤ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】回転電機の巻線導体端部の押圧式固定装置
であって、支持リングが、複数本の周囲方向に間隔を置
いて配置された前記巻線端部の周りに位置し、押圧式楔
手段が、巻線端部を半径方向と円周方向の両方向に圧縮
するよう、間隔を置いた前記巻線端部の間に配設され、
押圧式楔手段は、一対の対向関係にあるスペーサ・ブロ
ックを有し、スペーサ・ブロックは、支持リングの内面
と面一をなしており、楔が、一対のスペーサ・ブロック
を円周方向に押圧するよう該スペーサ・ブロックの間に
配置され、押圧手段が、楔を支持リングに向かって押圧
するよう設けられ、更に、楔を支持リングに締結する締
結手段が設けられていることを特徴とする押圧式固定装
置。 - 【請求項２】前記締結手段は、楔に形成された貫通路を
通って支持リングに設けられたネジ孔に螺合するボルト
から成ることを特徴とする請求項第１項記載の押圧式固
定装置。 - 【請求項３】前記締結手段は、楔に形成された貫通路及
び支持リングに設けられた貫通孔を通り、ナットにより
支持リングに固着されるボルトから成ることを特徴とす
る請求項１記載の押圧式固定装置。
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