JP5387121B2 - Rotating electric machine - Google Patents
Rotating electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP5387121B2 JP5387121B2 JP2009114490A JP2009114490A JP5387121B2 JP 5387121 B2 JP5387121 B2 JP 5387121B2 JP 2009114490 A JP2009114490 A JP 2009114490A JP 2009114490 A JP2009114490 A JP 2009114490A JP 5387121 B2 JP5387121 B2 JP 5387121B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator core
- hole
- tubular member
- rotor
- stator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
本発明は、固定子鉄心を冷却媒体により冷却するようにした回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine in which a stator core is cooled by a cooling medium.
回転電機は、主として固定子と回転子とから構成され、固定子側には、固定子鉄心と固定子巻線が設けられている。この固定子巻線には交流電流が通電されるため、固定子鉄心には交流磁束が生じ、固定子側には固定子巻線電流によるジュール損失の他に固定子鉄心内に鉄損(ヒステリシス損および渦電流損)が発生する。このため、固定子側を冷却する必要がある。
このため、回転電機においては固定子側を冷却することが一般的に行われるが、固定子側を冷却する方法としては、冷却媒体として冷却水を用いた水冷方式が知られている(特許文献1、2参照)。特許文献1、2による水冷方式を用いた従来の回転電機の構成を図4、図5、図6に基づいて説明する。
図4は固定子を水冷する回転電機の断面図であり、図5は図4に示された回転電機の固定子鉄心と固定子鉄心枠の断面図、図6は冷却装置の円周方向展開図である。
The rotating electrical machine is mainly composed of a stator and a rotor, and a stator core and a stator winding are provided on the stator side. Since an alternating current is applied to the stator winding, an alternating magnetic flux is generated in the stator core. In addition to the Joule loss due to the stator winding current, iron loss (hysteresis) is generated in the stator core. Loss and eddy current loss). For this reason, it is necessary to cool the stator side.
For this reason, in the rotating electrical machine, the stator side is generally cooled. As a method for cooling the stator side, a water cooling method using cooling water as a cooling medium is known (Patent Document). 1 and 2). A configuration of a conventional rotating electric machine using a water cooling system according to Patent Documents 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6.
4 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine that cools the stator with water, FIG. 5 is a cross-sectional view of the stator core and the stator core frame of the rotating electrical machine shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a circumferential development of the cooling device. FIG.
図4において、永久磁石2をその表面に取り付けた回転子1は回転軸10に止着され、軸受11を介して固定子枠13と回転自在に支承されている。永久磁石2に対向して固定子鉄心3および固定子巻線4が配置され、これらは固定子鉄心枠5を介して固定子枠13に固設されている。固定子鉄心枠5内には貫通孔6が円周方向に複数箇所設けられており、その軸方向両端は水室7に接続されている。この貫通孔6には水室7から冷却水が供給される。なお、8は冷却ファン、9はコイルエンド、12は攪拌ファンである。
図5は、図4に示した固定子鉄心3と固定子鉄心枠5の断面図であり、貫通孔6が固定子鉄心枠5内に所定の間隔で設けられている。スロット13に挿入された固定子巻線4に流れる電流により固定子鉄心3に発生した熱は、固定子鉄心枠5を介して貫通孔6に伝達されて、貫通孔6に流れる冷却水により冷却される。
貫通孔6と水室7とからなる冷却装置の接続関係を図6に基づいて説明する。2本の貫通孔6に対して1個の水室7が接続されており、両端の水室7の円周方向配置は貫通孔6のピッチ分だけずれている。この接続により全ての貫通孔6は直列に接続されたことになり、図示されていない循環ポンプにより冷却水の水流は矢印で示した方向に流れる。
In FIG. 4, the rotor 1 having the permanent magnet 2 attached to the surface thereof is fixed to the rotary shaft 10 and is rotatably supported by a
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
The connection relationship of the cooling device which consists of the through-hole 6 and the water chamber 7 is demonstrated based on FIG. One water chamber 7 is connected to the two through holes 6, and the circumferential arrangement of the water chambers 7 at both ends is shifted by the pitch of the through holes 6. As a result of this connection, all the through holes 6 are connected in series, and the water flow of the cooling water flows in the direction indicated by the arrow by a circulation pump (not shown).
上記のように、従来の回転電機は、固定子鉄心枠に貫通孔が設けられているため、発熱源となる固定子巻線や固定子鉄心から貫通孔までの距離が遠くなり、貫通孔までの熱抵抗が大きくなるため、冷却性能は貫通孔までの距離に左右される。また、固定子鉄心枠は、リング状に構成された円筒であり、多数の貫通孔を形成するために、加工に手間がかかると共に、構造が複雑になるなどの問題があった。
本発明は上記に鑑み、加工に手間がかかることなく、構造も複雑になることなく、冷却性能を高めることのできる回転電機を提供することを目的とする。
As described above, since the conventional rotating electrical machine has a through-hole in the stator core frame, the distance from the stator winding or stator core to the through-hole, which becomes a heat source, is increased and the through-hole is increased. Therefore, the cooling performance depends on the distance to the through hole. In addition, the stator core frame is a ring-shaped cylinder, and there are problems such as troublesome processing and complicated structure because a large number of through holes are formed.
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can increase the cooling performance without taking time and effort for processing and without complicating the structure.
上記課題を解決するために、本発明による回転電機は、回転子軸に取り付けられた回転子と、複数のスロット及び該スロットに巻かれた固定子巻線を有し、スロットと固定子巻線とが空隙を介して回転子外周面に対向するように設置される固定子鉄心とからなる回転電機において、冷却媒体を通流させるための複数の貫通孔が、固定子鉄心の外周面の内側に、所定の間隔で回転子軸方向に設けられ、貫通孔内には、管状部材が設置され、冷却媒体は管状部材内を通流し、貫通孔は、固定子鉄心外周面に向けて前記管状部材の直径より狭い幅の切れ目が設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a rotating electrical machine according to the present invention includes a rotor attached to a rotor shaft, a plurality of slots, and a stator winding wound around the slots, and the slot and the stator winding. In a rotating electrical machine consisting of a stator core that is installed so as to face the rotor outer peripheral surface via a gap, a plurality of through holes for allowing a cooling medium to flow are provided inside the outer peripheral surface of the stator core. in, et al provided in the rotor axis direction at a predetermined interval is, the through hole, the tubular member is disposed, the cooling medium flows through the interior of the tubular member, the through hole, toward the stator core outer circumferential surface the A slit having a width narrower than the diameter of the tubular member is provided.
本発明によれば、冷却水等の冷却媒体が固定子鉄心内を流れるため、冷却媒体が発熱体に近づくことにより、従来の固定子鉄心枠に冷却媒体を通流させる場合に比べて冷却性能を高めることができる。
また、固定子鉄心枠に冷却媒体を通流させる場合には、リング状の固定鉄心枠に多数の貫通孔をあける加工が必要であったため、加工に手間がかかっていた。これに対して、固定子鉄心に多数の貫通孔を設ける場合には、固定子鉄心を形成する積層鋼板を打ち抜き加工する際に、多数の貫通孔を同時に打ち抜けば良いため、加工に手間がかかることなく、構造も複雑になることはない。
さらに、貫通孔は、固定子鉄心外周面に向けて切れ目が設けられていることにより、固定子鉄心を通る磁束は、管状部材を回り込まず、管状部材に電圧を発生しないため、ジュール損失の発生を防止することができる。
According to the present invention, since a cooling medium such as cooling water flows in the stator core, the cooling medium is closer to the heating element, so that the cooling performance is higher than when the cooling medium is passed through the conventional stator core frame. Can be increased.
Further, when the cooling medium is allowed to flow through the stator core frame, it is necessary to process a large number of through holes in the ring-shaped fixed core frame, which requires a lot of work. On the other hand, in the case where a large number of through holes are provided in the stator core, when punching the laminated steel sheet forming the stator core, it is sufficient to punch through the multiple through holes at the same time. In addition, the structure is not complicated.
Furthermore, since the through hole is provided with a cut toward the outer peripheral surface of the stator core, the magnetic flux passing through the stator core does not go around the tubular member and does not generate a voltage in the tubular member. Can be prevented.
図1は、本発明による回転電機の固定子側の実施例を示す構成図である。図において、図4、図5、図6と同じ構成要素は同じ符号で示されており、図示されていない回転子側は、図4に記載された従来の回転電機の回転子と同一である。
本発明による回転電機は、電磁鋼板を積層してなる固定子鉄心3の外周面の内側に、貫通孔6が所定の間隔で設けられる。複数の貫通孔6は、固定子鉄心を形成する積層鋼板を打ち抜き加工する際に、同時に加工形成することができるため、リング状の固定子鉄心枠の軸方向に貫通孔をあけるよりも容易に形成することができる。
この貫通孔6には、管状部材14が貫通孔6に密接するように埋め込まれる。貫通孔6は、固定子鉄心3の全周にわたって所定間隔で設けられており、貫通孔6から突き出した管状部材14同士が接続され、固定子鉄心3の全周に冷却媒体が通流するように構成されている。冷却媒体として、例えば水冷の場合には冷却水が用いられるが、そのために貫通孔6から突き出した管状部材14には水室7が接続され、管状部材14の中に冷却水が通流され、冷却水路として機能する。なお、管状部材14を1対1で接続する場合には、水室7を設けずに管状部材同士を直接接続することもできる。
図2は、図1に示す回転電機のA−A方向の部分断面図であり、図においては、3本の貫通孔5と管状部材14が固定子鉄心3の外周面の内側に設けられている。図5との比較から明らかなとおり、固定子鉄心3に貫通孔6を設けることにより、発熱部である固定子巻線4やその近傍の固定子鉄心3と冷却水路である貫通孔6との距離L1を短くでき、熱抵抗を小さくして固定子巻線4の冷却効果を高めることができる。
また、同じ個数の貫通孔を設ける場合には、固定子鉄心枠5に貫通孔を設ける場合に比べて貫通孔間の距離L2を短くできるため、冷却効果を高めることができる。
図3は、本発明による回転電機の他の実施例を示す断面図であり、図2と同様に図1に示す回転電機のA−A方向の断面図である。
この実施例による回転電機は、貫通孔6の回転軸方向に切れ込み部15が設けられている点が、図2に示す実施例とは相違している。この切れ込み部15により、貫通孔6は、固定子鉄心枠5側に切れ目が形成されている。この切れ込み部15を設けることにより、冷却水の水路となる管状部材6を回り込む磁束(図2の矢印B)が発生しない。
固定子鉄心3の外周上に配置された複数の管状部材14は、水路を形成するために端部で順次接続されることになるが、矢印Bで示すような回り込む磁束が発生した場合、管状部材14の両端に電圧が発生し、順次接続された管状部材14間に循環電流が流れてしまい、これにより損失が発生する。
しかし、本発明のように切れ込み部15を形成すると、冷却水の水路となる管状部材6を回り込む磁束の発生がなくなるため、管状部材14の両端に発生する電圧がなくなり、損失の発生を防止することができる。なお、切れ込み部15を設けた場合でも、管状部材6が設けられているため、冷却媒体が漏れることはない。
以上の実施例の説明では、冷却媒体として冷却水を用いた水冷方式を説明したが、冷却媒体として空気を用いた空冷方式にも適用できることは勿論である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment on the stator side of a rotating electrical machine according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIGS. 4, 5, and 6 are denoted by the same reference numerals, and the rotor side not shown is the same as the rotor of the conventional rotating electric machine described in FIG. .
In the rotating electrical machine according to the present invention, through holes 6 are provided at predetermined intervals inside the outer peripheral surface of a
The
FIG. 2 is a partial cross-sectional view in the AA direction of the rotating electrical machine shown in FIG. 1, in which three through holes 5 and a
Further, when the same number of through holes are provided, the distance L2 between the through holes can be shortened as compared with the case where the stator core frame 5 is provided with a through hole, so that the cooling effect can be enhanced.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the rotating electrical machine according to the present invention, and is a cross-sectional view of the rotating electrical machine shown in FIG.
The rotating electrical machine according to this embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 2 in that a cut portion 15 is provided in the direction of the rotation axis of the through hole 6. Due to the cut portion 15, the through hole 6 is cut on the stator core frame 5 side. By providing the notch 15, magnetic flux (arrow B in FIG. 2) that circulates around the tubular member 6 serving as a cooling water channel is not generated.
The plurality of
However, when the cut portion 15 is formed as in the present invention, magnetic flux that circulates around the tubular member 6 serving as the cooling water channel is eliminated, so that no voltage is generated at both ends of the
In the above description of the embodiment, the water cooling method using the cooling water as the cooling medium has been described. However, it is needless to say that the present invention can also be applied to an air cooling method using air as the cooling medium.
3 固定子鉄心
4 固定子巻線
5 固定子鉄心枠
6 貫通孔
13 スロット
14 管状部材
15 切れ込み部
3 Stator Core 4 Stator Winding 5 Stator Core Frame 6 Through
Claims (1)
冷却媒体を通流させるための複数の貫通孔が、前記固定子鉄心の外周面の内側に、所定の間隔で前記回転子軸方向に設けられ、
前記貫通孔内には、管状部材が設置され、前記冷却媒体は前記管状部材内を通流し、
前記貫通孔は、前記固定子鉄心外周面に向けて前記管状部材の直径より狭い幅の切れ目が設けられ、
前記回転子は、永久磁石を備えた永久磁石式回転子であることを特徴とする回転電機。
A rotor attached to the rotor shaft, a plurality of slots and windings wound around the slots, and installed so that the slots and the windings face the outer peripheral surface of the rotor through a gap. In the rotating electrical machine consisting of the stator core
A plurality of through holes for allowing flow through the cooling medium, on the inner side of the outer peripheral surface of the stator core, provided we are in the rotor axis direction at predetermined intervals,
A tubular member is installed in the through hole, and the cooling medium flows through the tubular member,
The through hole is provided with a cut having a width narrower than the diameter of the tubular member toward the outer peripheral surface of the stator core,
The rotating electric machine is a permanent magnet type rotor provided with a permanent magnet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009114490A JP5387121B2 (en) | 2009-05-11 | 2009-05-11 | Rotating electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009114490A JP5387121B2 (en) | 2009-05-11 | 2009-05-11 | Rotating electric machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010263744A JP2010263744A (en) | 2010-11-18 |
JP5387121B2 true JP5387121B2 (en) | 2014-01-15 |
Family
ID=43361358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009114490A Active JP5387121B2 (en) | 2009-05-11 | 2009-05-11 | Rotating electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5387121B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012148189A2 (en) * | 2011-04-27 | 2012-11-01 | 엘지전자 주식회사 | Electric motor and electric vehicles equipped with same |
KR101398458B1 (en) * | 2011-05-16 | 2014-05-30 | 엘지전자 주식회사 | Electric motor and electric vehicle having the same |
KR101412589B1 (en) * | 2011-05-16 | 2014-06-27 | 엘지전자 주식회사 | Electric motor and electric vehicle having the same |
JP5944346B2 (en) * | 2013-05-21 | 2016-07-05 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Rotating electric machine |
JP6327889B2 (en) * | 2014-03-11 | 2018-05-23 | 住友重機械工業株式会社 | Armature for linear motor |
CN110663160B (en) | 2017-05-25 | 2022-08-19 | 三菱电机株式会社 | Motor, compressor, and air conditioner |
JP2023023564A (en) * | 2021-08-05 | 2023-02-16 | 日本電産株式会社 | motor |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5949781B2 (en) * | 1976-10-21 | 1984-12-05 | 株式会社東芝 | rotating electric machine |
JP4882346B2 (en) * | 2005-11-10 | 2012-02-22 | 富士電機株式会社 | Cooling device for rotating electrical machine with permanent magnet |
-
2009
- 2009-05-11 JP JP2009114490A patent/JP5387121B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010263744A (en) | 2010-11-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5387121B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6302736B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5904827B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2009284756A (en) | Rotating electric machine | |
JP5951131B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2014023413A (en) | Induction motor and rolling stock using the same | |
JP2010166816A (en) | Rotating electrical machine | |
JP2011259691A (en) | Rotator of rotating electrical machine | |
JP6425065B2 (en) | Electric rotating machine | |
JP2011055645A (en) | Rotary electric machine | |
JP2015012620A (en) | Permanent magnet type rotary electric machine | |
JP5892091B2 (en) | Multi-gap rotating electric machine | |
JP7125864B2 (en) | Rotating electric machine | |
FI20175653A1 (en) | An electric machine | |
JP2017050913A (en) | Rotary electric machine | |
JP2017184529A (en) | Rotary electric machine | |
JP2020010510A (en) | Rotary electric machine and rotor | |
JP2017093195A (en) | Rotary electric machine | |
JP2009142024A (en) | Reluctance motor | |
WO2014155914A1 (en) | Dynamo-electric machine | |
JP2008283737A (en) | Salient-pole rotating electrical machine | |
JP2021197826A (en) | Rotating machine | |
WO2020261561A1 (en) | Rotating electric machine | |
JP2017050926A (en) | Rotary electric machine | |
JP6116365B2 (en) | Liquid cooling motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20110422 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110913 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130425 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130910 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130923 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5387121 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |