JP5129034B2 - AC excitation rotating electric machine - Google Patents

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Description

この発明は、交流励磁可変速発電電動機等の交流励磁回転電機に関し、特にその回転子くさびの改良に関するものである。   The present invention relates to an AC excitation rotating electric machine such as an AC excitation variable speed generator motor, and more particularly to improvement of a rotor wedge thereof.

周知のように、交流励磁回転電機は、固定子スロットに収納された固定子コイルと、回転子スロットに収納された回転子コイルとを備えているが、一般に、固定子スロットは、固定子コアの内周面に開口した開放スロットであり、回転子スロットは、回転子コアの外周面に開口した開放スロットである。このため、固定子コアの内周面と回転子コアの外周面との間の空隙部では、固定子スロットと回転子スロットによる磁気抵抗の脈動が発生し、固定子コイルに誘起される出力電圧に波形歪(高調波)が発生する。この現象は、スロット高調波と呼ばれる。   As is well known, an AC excitation rotating electric machine includes a stator coil housed in a stator slot and a rotor coil housed in the rotor slot. The rotor slot is an open slot opened on the outer peripheral surface of the rotor core. For this reason, in the gap between the inner peripheral surface of the stator core and the outer peripheral surface of the rotor core, pulsation of magnetic resistance due to the stator slot and the rotor slot occurs, and the output voltage induced in the stator coil Waveform distortion (harmonic) occurs. This phenomenon is called slot harmonic.

この波形歪の大きさは、固定子スロットの数と回転子スロットの数の組合せに大きく依存するため、スロット数の選定は非常に重要な設計項目となっている。しかし、これらスロット数の選定は、波形歪のみを考慮して決め得るものではなく、各部の磁束密度や励磁電流、励磁電圧等の電気設計の最適化、及び小型化等をも考慮して決定される必要がある。   Since the magnitude of this waveform distortion largely depends on the combination of the number of stator slots and the number of rotor slots, the selection of the number of slots is a very important design item. However, the selection of the number of slots cannot be determined by considering only waveform distortion, but also by taking into account optimization of electrical design such as magnetic flux density, excitation current, excitation voltage, etc. of each part and miniaturization. Need to be done.

一方、従来の水車発電機等の回転電機では、スロット高調波を抑制するために、固定子スロットに磁性くさびを設けて波形歪の改善を図る手法が採られることがあった(例えば、特許文献1参照)。この従来の回転電機では、固定子スロットに磁性くさびを使用することにより、空隙部の磁気抵抗の脈動を小さくし、スロット高調波を抑制する効果がある。なお、特許文献1に示された回転電機は、永久磁石式回転電機であるが、永久磁石を用いない回転電機についても同様の効果が得られる。   On the other hand, in conventional rotating electrical machines such as water turbine generators, in order to suppress slot harmonics, a method of providing a magnetic wedge in a stator slot to improve waveform distortion has been employed (for example, Patent Documents). 1). In this conventional rotating electric machine, by using a magnetic wedge in the stator slot, there is an effect of reducing the pulsation of the magnetic resistance in the gap and suppressing the slot harmonic. In addition, although the rotary electric machine shown by patent document 1 is a permanent magnet type rotary electric machine, the same effect is acquired also about the rotary electric machine which does not use a permanent magnet.

特開平11−252835号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-252835

前述したように、交流回転電機では、スロット数の選定は、波形歪のみを考慮して決め得るものではなく各部の磁束密度や励磁電流、励磁電圧等の電気設計の最適化、及び小型化等をも考慮して決定される必要があり、このため、電気設計面では最適なスロット数であっても波形歪が大きいとそのスロット数を採用することができず、或いは電気設計面及び波形歪を満足するスロット数であっても回転電機の体格の拡大等コストアップを招く等の課題があった。   As described above, in the AC rotating electrical machine, the selection of the number of slots cannot be determined considering only waveform distortion, but optimization of the electrical design such as magnetic flux density, excitation current, excitation voltage, etc. of each part, miniaturization, etc. Therefore, even if the number of slots is optimal in terms of electrical design, if the waveform distortion is large, the number of slots cannot be adopted, or the electrical design and waveform distortion Even if the number of slots satisfies the above, there are problems such as an increase in cost such as an increase in the size of the rotating electrical machine.

一方、特許文献1に示された従来の回転電機では、磁束が固定子の磁性くさびを通るため磁性くさびに電磁力が作用するが、周波数fで動作する回転電機では2fの関数で表わされる電磁力が固定子の磁性くさびに作用し、振動により磁性くさびが疲労破壊する可能性があるという課題があった。   On the other hand, in the conventional rotating electric machine shown in Patent Document 1, electromagnetic force acts on the magnetic wedge because the magnetic flux passes through the magnetic wedge of the stator. There is a problem that the force acts on the magnetic wedge of the stator, and the magnetic wedge may be fatigued by vibration.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、交流励磁回転電機のスロット高調波による電圧波形の歪を低減し高品質の電力を供給し得る交流回転電機を得ることを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an AC rotating electrical machine that can supply high-quality electric power by reducing distortion of a voltage waveform due to slot harmonics of the AC excitation rotating electrical machine. It is intended.

この発明による交流励磁回転電機は、軸方向に磁性薄板を積層して構成された環状の固定子コアを有する固定子と、前記固定子コアに設けられ前記固定子コアの内周面に開口部を有する固定子スロットと、前記固定子スロットに収納された固定子コイルと、前記軸方向に磁性薄板を積層して構成され前記固定子コアの前記内周面と間隙を介して外周面が対向するように前記固定子コアの内側空間部に配置された回転子コアを有する回転子と、前記回転子コアに設けられ前記外周面に開口部を有する回転子スロットと、前記回転子スロットに収納された回転子コイルと、前記回転子コイルに対して前記回転子コアの外周面側に位置して前記回転子スロットに設置された非磁性くさびと、前記非磁性くさびに対して前記回転子コアの外周面側に位置して前記回転子スロットに設置され前記回転子コアに係合して少なくとも前記回転子コアの半径方向外側への移動が阻止される磁性くさびとを備えた交流励磁回転電機であって、前記磁性くさびは、その長さ方向端部に於いて前記非磁性くさびと係合して前記長さ方向への移動を阻止する係合部を備えたものである。 An AC-excited rotating electrical machine according to the present invention includes a stator having an annular stator core configured by laminating magnetic thin plates in an axial direction, and an opening provided on an inner peripheral surface of the stator core. And a stator coil housed in the stator slot, and a magnetic thin plate laminated in the axial direction, and the outer peripheral surface of the stator core is opposed to the inner peripheral surface through a gap. A rotor having a rotor core disposed in an inner space of the stator core, a rotor slot provided in the rotor core and having an opening on the outer peripheral surface, and housed in the rotor slot A rotor coil, a non-magnetic wedge positioned on the outer peripheral surface side of the rotor core with respect to the rotor coil and installed in the rotor slot, and the rotor core with respect to the non-magnetic wedge On the outer surface side An AC excitation electric rotating machine and a magnetic wedge movement is prevented in the radial direction outer side of at least the rotor core engaged with the rotor core is disposed in the rotor slot and the magnetic The wedge includes an engaging portion that engages with the non-magnetic wedge at an end portion in the length direction thereof and prevents movement in the length direction .

また、この発明による交流励磁回転電機に於いて、好適には、前記回転子コアは、その半径方向内側から半径方向外側に延びる回転子通風ダクトを備え、前記磁性くさびは、前記回転子通風ダクトに対応する部分に前記回転子通風ダクトに繋がる切欠部を備えるものである。   In the AC excitation rotating electric machine according to the present invention, preferably, the rotor core includes a rotor ventilation duct extending from a radially inner side to a radially outer side, and the magnetic wedge is the rotor ventilation duct. Is provided with a cutout portion connected to the rotor ventilation duct in a portion corresponding to.

更に、この発明による交流励磁回転電機に於いて、好適には、前記切欠部は、前記磁性くさびの側部に、前記磁性くさびの前記半径方向内側の表面から前記半径方向外側の表面の幅方向内側へ傾斜する傾斜面を備えるものである。   Furthermore, in the AC-excited rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the notch portion is formed on a side portion of the magnetic wedge, in a width direction of the radially outer surface from the radially inner surface of the magnetic wedge. An inclined surface inclined inward is provided.

この発明による交流励磁回転電機によれば、回転子の回転による遠心力により磁性くさびが回転子コアにその半径方向外側に押圧され、電磁力が磁性くさびに作用しても磁性くさびが振動することはなく、従がって、磁性くさびが振動により疲労破壊を生じることがない。また、磁性くさびにより固定子と回転子との間の空隙部の磁気抵抗脈動が小さくなるため、スロット高調波を改善することができ、スロット高調波による電圧波形の歪を低減し、高品質の電力を供給し得る交流励磁回転電機を得ることができる。
According to the AC excitation electric rotating machine according to the invention, the magnetic wedge is pressed in the radially outward on the rotor core by the centrifugal force generated by the rotation of the rotating rotor, the electromagnetic force is magnetic wedge vibrates also act on the magnetic wedge Therefore, the magnetic wedge does not cause fatigue failure due to vibration. Also, the magnetic wedge reduces the magnetoresistance pulsation in the gap between the stator and the rotor, so that slot harmonics can be improved, distortion of the voltage waveform due to slot harmonics is reduced, and high quality An AC excitation rotating electric machine that can supply electric power can be obtained.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る交流励磁回転電機の一部分の横断面図、図2は、図1のA部の拡大図である。この実施の形態1では、交流励磁回転電機の例として交流励磁可変速発電電動機を示しており、以下の説明では、交流励磁可変速発電電動機として説明する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of an AC-excited rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. In the first embodiment, an AC excitation variable speed generator motor is shown as an example of the AC excitation rotating electric machine, and in the following description, the AC excitation variable speed generator motor will be described.

図1及び図2に於いて、交流励磁可変速発電電動機の固定子は、多数の磁性薄板である薄板鋼板を軸方向に積層した積層体からなる環状の固定子コア1を備えている。固定子コア1の内周側に設置された固定子スロット2は、固定子コア1の内周面に開口部を有している。固定子スロット2には、3相固定子コイル(図示せず)が収納されている。また、固定子スロット2には、固定子コイルを保持する非磁性くさび(図示せず)が設置され、固定子スロット2の開口部はこの非磁性くさびにより閉塞されている。   1 and 2, the stator of the AC excitation variable speed generator motor includes an annular stator core 1 made of a laminate in which thin steel plates that are magnetic thin plates are laminated in the axial direction. The stator slot 2 installed on the inner peripheral side of the stator core 1 has an opening on the inner peripheral surface of the stator core 1. The stator slot 2 accommodates a three-phase stator coil (not shown). The stator slot 2 is provided with a nonmagnetic wedge (not shown) for holding the stator coil, and the opening of the stator slot 2 is closed by this nonmagnetic wedge.

交流励磁可変速発電電動機の回転子は、多数の磁性薄板である薄板鋼板を軸方向に積層した積層体からなる回転子コア3を備えている。回転子コア3の外周側に設置された回転子スロット4は、回転子コア3の外周面に開口部を有している。回転子スロット4には、3相交流励磁巻線を構成する回転子コイルの下口コイル6と上口コイル7が収納されている。下口コイル6は回転子スロット4の底部に配置され、上口コイル7は下口コイル6に対して回転子コア3の外周面側に位置して回転子スロット4に収納されている。回転子コア3は、固定子コア1の内側空間部に挿入され、外周面が固定子コア1の内周面に所定の空隙部5を介して対向している。 The rotor of the AC excitation variable speed generator motor includes a rotor core 3 made of a laminate in which a plurality of thin steel plates, which are magnetic thin plates, are laminated in the axial direction. The rotor slot 4 installed on the outer peripheral side of the rotor core 3 has an opening on the outer peripheral surface of the rotor core 3. The rotor slot 4 houses a lower coil 6 and an upper coil 7 of a rotor coil that constitute a three-phase AC exciting winding. The lower opening coil 6 is disposed at the bottom of the rotor slot 4, and the upper opening coil 7 is positioned on the outer peripheral surface side of the rotor core 3 with respect to the lower opening coil 6 and is accommodated in the rotor slot 4. The rotor core 3 is inserted into the inner space of the stator core 1, and the outer peripheral surface thereof faces the inner peripheral surface of the stator core 1 via a predetermined gap portion 5.

非磁性材料により構成された非磁性くさび8は、上口コイル7に対して回転子コア3の外周面側に位置して回転子スロット4に設置されている。非磁性くさび8は、その側面部が回転子スロット4の側壁に設けられた凹部に係合しており、回転子コア3の半径方向への移動及び周方向への移動が阻止されている。   A nonmagnetic wedge 8 made of a nonmagnetic material is located on the outer peripheral surface side of the rotor core 3 with respect to the upper opening coil 7 and is installed in the rotor slot 4. The nonmagnetic wedge 8 has a side surface engaged with a recess provided on the side wall of the rotor slot 4, and the movement of the rotor core 3 in the radial direction and the circumferential direction is prevented.

磁性くさび9の側面部は、断面が三角形状に構成され、回転子スロット4の開口部近傍の側壁に設けられた断面が三角形状の凹部に強固に係合している。これにより、非磁性くさび9は、回転子コア3の半径方向への移動、及び周方向への移動が阻止されている。また、磁性くさび9は、回転子スロット4の開口部を閉塞し、その外表面が回転子コア3の外周面とほぼ同一面となるように構成されている。下口コイル6と上口コイル7は、くさび下スペーサ11及びコイル間スペーサ10を介して、非磁性くさび8により回転子スロット4内に強固に保持されている。   The side surface of the magnetic wedge 9 has a triangular cross section, and the cross section provided on the side wall in the vicinity of the opening of the rotor slot 4 is firmly engaged with the triangular recess. Thereby, the nonmagnetic wedge 9 is prevented from moving in the radial direction and in the circumferential direction of the rotor core 3. The magnetic wedge 9 is configured so as to close the opening of the rotor slot 4 and its outer surface is substantially flush with the outer peripheral surface of the rotor core 3. The lower coil 6 and the upper coil 7 are firmly held in the rotor slot 4 by a nonmagnetic wedge 8 via a wedge lower spacer 11 and an inter-coil spacer 10.

前述のように構成された交流励磁可変速発電電動機は、発電機として動作するとき、回転子コイルに三相交流の励磁電流が通電されて回転磁界が発生し、その回転磁界が回転子の回転と相俟って固定子コイルを横切り、固定子コイルに三相交流電圧が発生する。回転子コイルに印加される電圧の周波数は、例えば2乃至6[Hz]程度であるが、回転子の回転速度の設定により、固定子コイルに誘起される電圧の周波数は例えば商用周波数となる。   When the AC excitation variable speed generator motor configured as described above operates as a generator, a three-phase AC excitation current is applied to the rotor coil to generate a rotating magnetic field, and the rotating magnetic field is rotated by the rotor. In combination with this, a three-phase AC voltage is generated across the stator coil. The frequency of the voltage applied to the rotor coil is, for example, about 2 to 6 [Hz], but the frequency of the voltage induced in the stator coil is, for example, a commercial frequency depending on the setting of the rotation speed of the rotor.

固定子コア1と回転子コア3との間の空隙部5での回転子スロット4による磁気抵抗脈動は、磁性くさび9により低減される。このため、スロット高調波を抑制することできる。また、回転子スロット4内の回転子コイルである下口コイル6及び上口コイル7、更にそれらに設けられている絶縁物等に作用する回転子の回転による遠心力は、非磁性くさび8により強固に受け止められる。従がって、磁性くさび9は、自身の遠心力のみを保持できればよいことになる。   Magnetoresistive pulsation due to the rotor slot 4 in the gap 5 between the stator core 1 and the rotor core 3 is reduced by the magnetic wedge 9. For this reason, slot harmonics can be suppressed. In addition, the centrifugal force generated by the rotation of the rotor acting on the lower coil 6 and the upper coil 7, which are the rotor coils in the rotor slot 4, and the insulators provided on them, is caused by the nonmagnetic wedge 8. Taken firmly. Therefore, the magnetic wedge 9 need only hold its own centrifugal force.

また、交流励磁可変速発電電動機の運転中は、常に回転子の半径方向外側に遠心力が作用し磁性くさび9が回転子コア3に押圧されて強固に固定されるため、従来の回転電機に於いて固定子スロットに設けた磁性くさびに発生したような電磁振動は発生し難くなる。また、交流励磁可変速発電電動機の回転子側の周波数は、前述したように一般的に数[Hz]であり、固定子側に比べ周波数が低いため、固定子スロット2に磁性くさびを設けた場合に比べ疲労破壊も発生し難い。このように、スロット数の変更等電気設計を変更することなく、容易に電圧波形を良好にすることができるとともに、電磁振動による磁性くさびの割れが発生し難い構造の交流励磁可変速発電電動機を得ることができる。   Further, during operation of the AC excitation variable speed generator motor, centrifugal force always acts on the outer side in the radial direction of the rotor, and the magnetic wedge 9 is pressed against the rotor core 3 and firmly fixed. In this case, the electromagnetic vibration generated in the magnetic wedge provided in the stator slot is hardly generated. Further, as described above, the frequency on the rotor side of the AC excitation variable speed generator motor is generally several [Hz], and the frequency is lower than that on the stator side. Therefore, a magnetic wedge is provided in the stator slot 2. Fatigue failure is less likely to occur than in the case. Thus, an AC excitation variable speed generator motor having a structure that can easily improve the voltage waveform without changing the electrical design, such as changing the number of slots, and that does not easily cause breakage of the magnetic wedge due to electromagnetic vibration. Can be obtained.

実施の形態2.
次にこの発明の実施の形態2に係る交流励磁回転電機について説明する。図3は、この発明の実施の形態2に係る交流励磁回転電機の一部分の縦断面図であり、図2のB−B線に沿う断面に相当する。この実施の形態2では、交流励磁回転電機の例として交流励磁可変速発電電動機を示しており、以下の説明では、交流励磁可変速発電電動機として説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, an AC excited rotating electrical machine according to Embodiment 2 of the present invention will be described. 3 is a longitudinal sectional view of a part of an AC excitation rotating electric machine according to Embodiment 2 of the present invention, and corresponds to a cross section taken along line BB in FIG. In the second embodiment, an AC excitation variable speed generator-motor is shown as an example of an AC excitation rotating electric machine. In the following description, an AC excitation variable-speed generator motor will be described.

図3に示す交流励磁可変速発電電動機は、中心軸12が垂直方向に設置されている。この中心軸12は、回転子コア3及び固定子コア(図示せず)の中心軸をなし、回転子コア3の中心部に設けられている回転子軸(図示せず)の中心軸でもある。回転子コア3の回転子スロットに設置された非磁性くさび8は、その軸方向端部、即ち長さ方向端部である下端部に於ける半径方向外側の表面に、半径方向外側に突出する環状の凸部81からなる係合部が形成されている。また、回転子コア3の回転子スロットに設置された磁性くさび9は、その軸方向端部、即ち長さ方向端部である半径方向内側の表面に、環状の凹部91からなる係合部が形成されている。   In the AC excitation variable speed generator motor shown in FIG. 3, the central shaft 12 is installed in the vertical direction. The central axis 12 forms the central axis of the rotor core 3 and the stator core (not shown), and is also the central axis of a rotor axis (not shown) provided at the center of the rotor core 3. . The non-magnetic wedge 8 installed in the rotor slot of the rotor core 3 protrudes radially outward on the radially outer surface at the axial end, that is, the lower end which is the longitudinal end. An engaging portion composed of an annular convex portion 81 is formed. In addition, the magnetic wedge 9 installed in the rotor slot of the rotor core 3 has an engagement portion composed of an annular recess 91 on the radially inner surface which is the end in the axial direction, that is, the end in the length direction. Is formed.

磁性くさび9の凹部91と非磁性くさび8の凸部81とは、図3に示すように互いに係合して、磁性くさび9が軸方向に移動して抜け落ちるのを防止する係合構造13を構成している。なお、非磁性くさび8は、軸方向端部の下端に於いて脱落防止用のテープを巻回する等により、従来と同様の方法にて軸方向に保持され抜け止めされている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。   As shown in FIG. 3, the concave portion 91 of the magnetic wedge 9 and the convex portion 81 of the non-magnetic wedge 8 are engaged with each other to form an engagement structure 13 that prevents the magnetic wedge 9 from moving off in the axial direction. It is composed. The non-magnetic wedge 8 is held and prevented in the axial direction by a method similar to that of the prior art, such as by winding a tape for preventing dropping at the lower end of the axial end portion. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

このように構成されたこの発明の実施の形態2に係る交流励磁可変速発電電動機によれば、実施の形態1の場合と同様の効果を得ることができると共に、非磁性くさびと磁性くさびが軸方向に係合されるため、磁性くさびの抜け落ちを防止することができる。   According to the AC excitation variable speed generator-motor according to the second embodiment of the present invention configured as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the non-magnetic wedge and the magnetic wedge are shafts. Since it is engaged in the direction, it is possible to prevent the magnetic wedge from falling off.

なお、前述の説明では、係合部13を、磁性くさび8及び非磁性くさび9の軸方向下端部にのみ形成した場合を示したが、軸方向上端部に同様に形成しても良く、この場合、磁性くさび9の熱による伸縮等により磁性くさび9が脱落するのを防止できる効果が得られる。   In the above description, the case where the engaging portion 13 is formed only at the lower end in the axial direction of the magnetic wedge 8 and the nonmagnetic wedge 9 is shown, but it may be formed in the same manner at the upper end in the axial direction. In this case, the magnetic wedge 9 can be prevented from falling off due to expansion and contraction of the magnetic wedge 9 due to heat.

実施の形態3.
次に、この発明の実施の形態3に係る交流励磁回転電機について説明する。図4は、この発明の実施の形態3に係る交流励磁回転電機の一部分の縦断面図、図5は、図4のC−Cに沿う横断面図、図6は、この発明の実施の形態3に於ける交流励磁回転電機の磁性くさびの平面図である。この実施の形態3では、交流励磁回転電機の例として交流励磁可変速発電電動機を示しており、以下の説明では、交流励磁可変速発電電動機として説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, an AC excitation rotating electric machine according to Embodiment 3 of the present invention will be described. 4 is a longitudinal sectional view of a part of an AC excited rotating electric machine according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 5 is a transverse sectional view taken along the line CC of FIG. 4, and FIG. 6 is an embodiment of the present invention. 3 is a plan view of a magnetic wedge of the AC excitation rotating electric machine at No. 3. In the third embodiment, an AC excitation variable speed generator motor is shown as an example of the AC excitation rotating electric machine, and in the following description, the AC excitation variable speed generator motor will be described.

図4、図5、図6に於いて、回転子コア3は、その半径方向内側から半径方向外側に延びる複数の回転子通風ダクト14を備えている。これらの複数の回転子通風ダクト14は、回転子コア3の積層方向に所定の間隔を介して設置されている。非磁性くさび8は、回転子通風ダクト14に対応する部分の両側部に回転子通風ダクト14に繋がる通風用の切欠部82を夫々備えている。また、磁性くさび9は、回転子通風ダクト14に対応する部分の両側部に回転子通風ダクト14に繋がる通風用の切欠部92を夫々備えている。   4, 5, and 6, the rotor core 3 includes a plurality of rotor ventilation ducts 14 that extend from the radially inner side to the radially outer side. The plurality of rotor ventilation ducts 14 are installed in the stacking direction of the rotor core 3 via a predetermined interval. The nonmagnetic wedge 8 includes ventilation cutout portions 82 connected to the rotor ventilation duct 14 on both sides of the portion corresponding to the rotor ventilation duct 14. Further, the magnetic wedge 9 includes ventilation notches 92 connected to the rotor ventilation duct 14 on both sides of the portion corresponding to the rotor ventilation duct 14.

非磁性くさび8に設けられた切欠部82の底面、及び磁性くさび9に設けられた切欠部92の底面は、夫々、回転子通風ダクト14の方向と同一の方向である回転子コア3の半径方向となるように形成されている。その他の構成は、実施の形態1又は実施の形態2と同様である。   The bottom surface of the notch portion 82 provided in the non-magnetic wedge 8 and the bottom surface of the notch portion 92 provided in the magnetic wedge 9 each have a radius of the rotor core 3 that is the same as the direction of the rotor ventilation duct 14. It is formed to be in the direction. Other configurations are the same as those in the first or second embodiment.

以上のように構成されたこの発明の実施の形態3による交流励磁形可変速発電電動機によれば、図5に示すように、通風ダクト14内を冷却風16が回転子コア3の内径側から外径側に向けて半径方向に流れるが、非磁性くさび8の両側部に設けられた切欠部82と磁性くさび9の両側部に設けられた切欠部92により、冷却風16が通風の阻害を受けることなく流れることができる。従がって、実施の形態1又は実施の形態2の場合と同様の効果を奏することができる上に、通風特性が非磁性くさび8及び磁性くさび9により阻害されることがない。   According to the AC excitation type variable speed generator-motor according to Embodiment 3 of the present invention configured as described above, as shown in FIG. 5, the cooling air 16 passes through the ventilation duct 14 from the inner diameter side of the rotor core 3. Although it flows in the radial direction toward the outer diameter side, the cooling air 16 impedes ventilation by the notch portions 82 provided on both sides of the nonmagnetic wedge 8 and the notches 92 provided on both sides of the magnetic wedge 9. It can flow without receiving. Therefore, the same effect as in the first embodiment or the second embodiment can be obtained, and the ventilation characteristics are not inhibited by the nonmagnetic wedge 8 and the magnetic wedge 9.

実施の形態4.
次に、この発明の実施の形態4に係る交流励磁回転電機について説明する。図7は、この発明の実施の形態4に係る交流励磁回転電機の回転子通風ダクト部の横断面図、図8は、この発明の実施の形態4に係る交流励磁回転電機の磁性くさびの平面図である。この実施の形態4では、交流励磁回転電機の例として交流励磁可変速発電電動機を示しており、以下の説明では、交流励磁形可変速発電電動機として説明する。
Embodiment 4 FIG.
Next, an AC excited rotating electric machine according to Embodiment 4 of the present invention will be described. 7 is a cross-sectional view of a rotor ventilation duct portion of an AC excited rotating electrical machine according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 8 is a plan view of a magnetic wedge of the AC excited rotating electrical machine according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. In the fourth embodiment, an AC excitation variable speed generator motor is shown as an example of an AC excitation rotating electric machine. In the following description, an AC excitation variable speed generator motor will be described.

図7及び図8に於いて、磁性くさび9は、回転子通風ダクト14に対応する部分の両側部に、切欠部93を備えている。この切欠部93は、磁性くさび9の下面側即ち回転子コア3の半径方向内側の表面から上面側即ち回転子コア3の半径方向外側の表面の幅方向内側へ傾斜する傾斜面931を備えている。その他の構成は、実施の形態3と同様である。   7 and 8, the magnetic wedge 9 includes notches 93 on both sides of the portion corresponding to the rotor ventilation duct 14. The notch 93 includes an inclined surface 931 that is inclined from the lower surface side of the magnetic wedge 9, that is, the radially inner surface of the rotor core 3, to the upper surface side, that is, the radially outer surface of the rotor core 3. Yes. Other configurations are the same as those of the third embodiment.

回転子通風ダクト14に流れる冷却風16は、図7に示すように回転子コア3の内径側から外径側に向けて半径方向に流れるが、回転子通風ダクト14に於ける回転子と固定子との空隙部への出口部では、冷却風16は回転子の回転方向遅れ側に向かう成分161を持つこととなる。この発明の実施の形態4による交流励磁可変速発電電動機によれば、磁性くさび9の両側部には、前述のように、磁性くさび9に、磁性くさび9の下面側即ち回転子コア3の半径方向内側の表面から上面側即ち回転子コア3の半径方向外側の表面の幅方向内側へ傾斜する傾斜面931を備えた切欠部93を備えているので、回転方向遅れ側に向かう冷却風161が空隙に出る際の通風抵抗を低減することができる。   As shown in FIG. 7, the cooling air 16 flowing in the rotor ventilation duct 14 flows in the radial direction from the inner diameter side to the outer diameter side of the rotor core 3, but is fixed to the rotor in the rotor ventilation duct 14. At the exit to the gap with the child, the cooling air 16 has a component 161 that is directed toward the rotor in the direction of rotation delay. According to the AC excitation variable speed generator-motor according to the fourth embodiment of the present invention, as described above, the magnetic wedge 9 is provided on both sides of the magnetic wedge 9 on the lower surface side of the magnetic wedge 9, that is, the radius of the rotor core 3. Since the notched portion 93 is provided with the inclined surface 931 inclined from the inner surface in the direction to the upper surface side, that is, the outer surface in the radial direction of the rotor core 3 in the width direction, the cooling air 161 directed toward the rotational direction delay side is provided. Ventilation resistance when exiting the gap can be reduced.

また、回転子通風ダクト14から空隙部へ冷却風16が出る際、通風路の断面が急拡大することにより圧力損失が発生するので、この圧力損失を減らすためは、通風空間の断面積を急拡大させずに徐々に拡大させる必要があるが、実施の形態4によれば、磁性くさびの切欠部93は、磁性くさび9の下面側即ち回転子コア3の半径方向内側の表面から上面側即ち回転子コア3の半径方向外側の表面の幅方向内側へ傾斜する傾斜面931を備えているので、回転子通風ダクト14から空隙部にかけて通風路の断面積の急拡大を抑制でき通風特性を改善することができる。   Further, when the cooling air 16 is emitted from the rotor ventilation duct 14 to the gap, a pressure loss occurs due to a sudden expansion of the cross section of the ventilation path. In order to reduce the pressure loss, the cross sectional area of the ventilation space is rapidly increased. According to the fourth embodiment, the magnetic wedge notch 93 is formed on the lower surface side of the magnetic wedge 9, that is, from the radially inner surface of the rotor core 3. Since the inclined surface 931 that is inclined inward in the width direction of the radially outer surface of the rotor core 3 is provided, rapid expansion of the cross-sectional area of the ventilation path from the rotor ventilation duct 14 to the gap can be suppressed, and ventilation characteristics are improved. can do.

なお、交流励磁可変速発電電動機では、一般的に回転子は両方向に回転するため、磁性くさびの切欠部92は、左右両側部に設ける必要があるが、回転子が一方向にのみ回転する回転電機であれば、磁性くさびの回転方向進み側の側部にのみ磁性くさびの下面側から上面側へ延び且つ磁性くさびの幅方向中央部に向かって傾斜する切欠部を設けても良い。   In the AC excitation variable speed generator motor, since the rotor generally rotates in both directions, the magnetic wedge notches 92 need to be provided on both the left and right sides, but the rotor rotates only in one direction. If it is an electric machine, you may provide the notch part which extends from the lower surface side of a magnetic wedge to an upper surface side, and inclines toward the width direction center part of a magnetic wedge only in the side part of the rotation direction advance side of a magnetic wedge.

以上述べた実施の形態1乃至4では、交流励磁可変速発電電動機を例に説明したが、この発明は交流励磁可変速発電電動機に限られるものではなく、回転子に交流励磁コイルを備えた交流励磁回転電機全てに適用できるものである。   In the first to fourth embodiments described above, the AC excitation variable speed generator motor has been described as an example. However, the present invention is not limited to the AC excitation variable speed generator motor, and the rotor is provided with an AC excitation coil. It can be applied to all exciting rotating electrical machines.

この発明の実施の形態1に係る交流励磁回転電機の一部分の横断面図である。It is a cross-sectional view of a part of the AC excitation rotating electric machine according to Embodiment 1 of the present invention. 図1のA部の拡大図である。It is an enlarged view of the A section of FIG. この発明の実施の形態2に係る交流励磁回転電機の一部分の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a part of an AC excitation rotating electric machine according to Embodiment 2 of the present invention. この発明の実施の形態3に係る交流励磁回転電機の一部分の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a part of an AC excitation rotating electric machine according to Embodiment 3 of the present invention. 図4のC−Cに沿う横断面図である。It is a cross-sectional view which follows CC of FIG. この発明の実施の形態3に於ける交流励磁回転電機の磁性くさびの平面図である。It is a top view of the magnetic wedge of the alternating current excitation rotary electric machine in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る交流励磁回転電機の回転子通風ダクト部の横断面図である。It is a cross-sectional view of the rotor ventilation duct part of the alternating current excitation rotary electric machine which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4に係る交流励磁回転電機の磁性くさびの平面図である。It is a top view of the magnetic wedge of the alternating current excitation rotary electric machine which concerns on Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定子コア
2 固定子スロット
3 回転子コア
4 回転子スロット
5 空隙
6 下口コイル
7 上口コイル
8 非磁性くさび
9 磁性くさび
10 コイル間スペーサ
11 くさび下スペーサ
12 中心軸
13 係合構造
14 冷却ダクト
16、161 冷却風
17 磁性くさび空隙面の切り欠き
81、91 係合部
92、93 切欠部
931 傾斜面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator core 2 Stator slot 3 Rotor core 4 Rotor slot 5 Air gap 6 Lower coil 7 Upper coil 8 Nonmagnetic wedge 9 Magnetic wedge 10 Inter-coil spacer 11 Wedge lower spacer 12 Central shaft 13 Engagement structure 14 Cooling Duct 16, 161 Cooling air 17 Notch 81, 91 Engagement part 92, 93 Notch part 931 Inclined surface

Claims (3)

軸方向に磁性薄板を積層して構成された環状の固定子コアを有する固定子と、前記固定子コアに設けられ前記固定子コアの内周面に開口部を有する固定子スロットと、前記固定子スロットに収納された固定子コイルと、前記軸方向に磁性薄板を積層して構成され前記固定子コアの前記内周面と間隙を介して外周面が対向するように前記固定子コアの内側空間部に配置された回転子コアを有する回転子と、前記回転子コアに設けられ前記外周面に開口部を有する回転子スロットと、前記回転子スロットに収納された回転子コイルと、前記回転子コイルに対して前記回転子コアの外周面側に位置して前記回転子スロットに設置された非磁性くさびと、前記非磁性くさびに対して前記回転子コアの外周面側に位置して前記回転子スロットに設置され前記回転子コアに係合して少なくとも前記回転子コアの半径方向外側への移動が阻止される磁性くさびとを備えた交流励磁回転電機であって、
前記磁性くさびは、その長さ方向端部に於いて前記非磁性くさびと係合して前記長さ方向への移動を阻止する係合部を備えた、
ことを特徴とする交流励磁回転電機。
A stator having an annular stator core configured by laminating magnetic thin plates in the axial direction, a stator slot provided in the stator core and having an opening on an inner peripheral surface of the stator core, and the fixed A stator coil housed in a child slot and a magnetic thin plate laminated in the axial direction, and the inner surface of the stator core so that the outer peripheral surface faces the inner peripheral surface of the stator core with a gap therebetween A rotor having a rotor core disposed in the space; a rotor slot provided in the rotor core having an opening in the outer peripheral surface; a rotor coil housed in the rotor slot; and the rotation A non-magnetic wedge disposed on the outer peripheral surface side of the rotor core with respect to the rotor coil and installed in the rotor slot, and an outer peripheral surface side of the rotor core with respect to the non-magnetic wedge. Installed in the rotor slot Serial engage the rotor core and an AC excitation electric rotating machine and a magnetic wedge which moves radially outward of at least the rotor core is prevented,
The magnetic wedge includes an engaging portion that engages with the non-magnetic wedge at an end portion in the length direction thereof and prevents movement in the length direction.
AC excitation rotating electrical machine characterized by that.
前記回転子コアは、その半径方向内側から半径方向外側に延びる回転子通風ダクトを備え、前記磁性くさびは、前記回転子通風ダクトに対応する部分に前記回転子通風ダクトに繋がる切欠部を備えた、
ことを特徴とする請求項1に記載の交流励磁回転電機。
The rotor core includes a rotor ventilation duct extending from a radially inner side to a radially outer side, and the magnetic wedge includes a notch portion connected to the rotor ventilation duct at a portion corresponding to the rotor ventilation duct. ,
The alternating current excitation rotating electric machine according to claim 1 characterized by things.
前記切欠部は、前記磁性くさびの側部に、前記磁性くさびの前記半径方向内側の表面から前記半径方向外側の表面の幅方向内側へ傾斜する傾斜面を備えた、
ことを特徴とする請求項に記載の交流励磁回転電機。
The notch includes an inclined surface that is inclined at the side of the magnetic wedge from the radially inner surface of the magnetic wedge to the inner side in the width direction of the radially outer surface.
The alternating current excitation rotating electric machine according to claim 2 characterized by things.
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