JP5564341B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、インバータ駆動に適した回転電機の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a rotating electrical machine suitable for driving an inverter.
近年、省エネルギー化の観点から、インバータ電源を用いた回転電機の可変速運転が、電力、産業、自動車、鉄道、家電などの様々な分野で盛んに行われている。 In recent years, from the viewpoint of energy saving, variable speed operation of a rotating electrical machine using an inverter power supply has been actively performed in various fields such as electric power, industry, automobiles, railways, and home appliances.
しかしながら、回転電機では、インバータ駆動に伴い、軸受電食、絶縁、EMI/EMCなどの様々な問題が発生し、これらの問題に対して様々な対策技術が開発されている。 However, in rotating electrical machines, various problems such as electric corrosion of bearings, insulation, and EMI / EMC are generated along with inverter driving, and various countermeasure technologies have been developed for these problems.
インバータ駆動に伴う軸受電食に対しては、固定子巻線(電機子巻線あるいは励磁巻線)から回転子へのインバータコモンモード電圧の静電結合を導電材でシールドすることで、回転子に誘起されるコモンモード電圧を低減し、回転子を支える軸受の内輪と外輪の間に加わる電圧を低減して、軸受の電食を防止する方法がある。 For the electric corrosion of bearings that accompanies inverter drive, the rotor can be shielded with a conductive material by electrostatically coupling the inverter common mode voltage from the stator winding (armature winding or excitation winding) to the rotor. There is a method for preventing the electrolytic corrosion of the bearing by reducing the common mode voltage induced in the bearing and reducing the voltage applied between the inner ring and the outer ring of the bearing supporting the rotor.
しかしながら、電機子巻線やコアの表面に導電層を直接設けると、コアの積層鋼板同士が短絡して渦電流が流れて回転機の損失が増加する恐れがあった。また、大型回転機では最悪の場合、コアが溶解する恐れがあった。 However, when a conductive layer is directly provided on the surface of the armature winding or the core, the laminated steel sheets of the core are short-circuited, and an eddy current flows to increase the loss of the rotating machine. Further, in the worst case for a large rotating machine, the core may be dissolved.
このような問題に対し、特許文献1,2のように、コアをモールド樹脂で絶縁してから、導電層を設置する方法が有効である。
For such a problem, as in
しかしながら、特許文献1,2においては、コア全体を絶縁するため、高周波に対する接地が適切に行えていない場合にはコアが浮動電位となり、この結果、導電層がかえって電極となり、固定子巻線のコモンモード電圧が回転子に誘起されやすくなる恐れがあった。
However, in
また、導電層でコア全体を覆っていたため、高周波交番磁束が鎖交すると、導電層に高周波渦電流が流れ発熱し、この結果、導電層の下部の絶縁層が焼損する恐れがあった。 Further, since the entire core is covered with the conductive layer, when the high-frequency alternating magnetic flux is linked, a high-frequency eddy current flows through the conductive layer and heat is generated. As a result, the insulating layer below the conductive layer may be burned out.
さらに、近年、インバータのスイッチングのdV/dtが高くなると、静電シールド部にi=C・dV/dtの変位電流が流れ、この電流が加わる事でさらに静電シールドが発熱し、導電層下部の絶縁層の焼損が加速される恐れがあった。 Further, in recent years, when the dV / dt of switching of the inverter becomes high, a displacement current of i = C · dV / dt flows through the electrostatic shield part, and the electrostatic shield further generates heat by adding this current, and the lower part of the conductive layer There was a risk of burning out of the insulating layer.
以上の理由から、従来の方法では、近年の高速・高周波インバータ駆動回転機の軸受の電食を防止することが困難になっていた。 For the above reasons, it has been difficult for conventional methods to prevent electrolytic corrosion of bearings in recent high-speed, high-frequency inverter-driven rotating machines.
本発明の目的は、高速高周波インバータで駆動する回転電機においても、電機子巻線あるいは励磁巻線から発生する高周波電界を静電シールドし、インバータ駆動に伴う軸受の電食を防止し、信頼性の高いインバータ駆動回転電機システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a high-frequency electric field generated from an armature winding or an excitation winding by electrostatic shielding even in a rotating electric machine driven by a high-speed high-frequency inverter, thereby preventing the electric corrosion of the bearing caused by the inverter driving and improving reliability. It is to provide a high-speed inverter-driven rotating electrical machine system.
本発明の目的は以下の方法によって実現できる。すなわち、電機子巻線あるいは励磁巻線から発生する磁束の流れに対し、垂直方向の導電率が異なる導電層を設けた回転電機であり、例えばこの垂直方向に異なる導電率は、磁束の流れに対し垂直方向に導電材と絶縁を交互に設けることで実現する。具体的には、回転軸方向に対し平行に導電材と絶縁を交互配置する、回転軸方向に対し垂直に導電材と絶縁を交互配置する、回転軸方向に対し導電材と絶縁を格子状に配置する。また、上記の導電層はいずれも電機子巻線あるいは励磁巻線を納めたコアの軸方向端部でコアに接続する。以上の導電層は、電機子巻線あるいは励磁巻線を納めたコア表面に設けた絶縁層表面か、あるいは表面を絶縁処理した磁性コアの表面に設ける。絶縁層は絶縁樹脂をコア表面に塗布するかあるいは導電材料を表面に塗布した絶縁シートをコア表面に貼り付けて形成する。絶縁層の表面に設ける導電層は所定のパターンを刻んだマスクの上から塗布して形成するか、あるいは可動式のノズルで導電材料の所定のパターンを描画する。あるいは、絶縁シートを使用する場合には、予め絶縁シート表面に導電材料を塗布あるいは貼り付けることができる。なお、この際、特にスロット部とコイルエンド部では導電塗料のパターンを変え、コイルエンド部で導電層部分の総面積を広くした回転電機によって実現できる。 The object of the present invention can be realized by the following method. That is, it is a rotating electric machine provided with conductive layers having different conductivity in the vertical direction with respect to the flow of magnetic flux generated from the armature winding or the excitation winding. On the other hand, this is realized by alternately providing conductive material and insulation in the vertical direction. Specifically, the conductive material and insulation are alternately arranged in parallel to the rotation axis direction, the conductive material and insulation are alternately arranged perpendicular to the rotation axis direction, and the conductive material and insulation are arranged in a lattice pattern in the rotation axis direction. Deploy. Further, each of the conductive layers is connected to the core at the axial end of the core containing the armature winding or the excitation winding. The above conductive layer is provided on the surface of the insulating layer provided on the surface of the core containing the armature winding or the excitation winding, or on the surface of the magnetic core whose surface is insulated. The insulating layer is formed by applying an insulating resin to the core surface or attaching an insulating sheet having a conductive material applied to the surface to the core surface. The conductive layer provided on the surface of the insulating layer is formed by applying from a mask engraved with a predetermined pattern, or a predetermined pattern of the conductive material is drawn with a movable nozzle. Or when using an insulating sheet, a conductive material can be previously apply | coated or affixed on the surface of an insulating sheet. In this case, it can be realized by a rotating electric machine in which the pattern of the conductive paint is changed particularly in the slot portion and the coil end portion and the total area of the conductive layer portion is widened in the coil end portion.
本発明によって、高速高周波のインバータ駆動する回転電機においても電機子巻線あるいは励磁巻線から発生する高周波電界を静電シールドし、回転子の軸受の電食を防止し、信頼性の高い高効率可変速インバータ駆動回転電機システムを提供することができる。 According to the present invention, even in a rotating electric machine driven by a high-speed and high-frequency inverter, a high-frequency electric field generated from an armature winding or an excitation winding is electrostatically shielded to prevent galvanic corrosion of the rotor bearing, and high reliability and high efficiency. A variable-speed inverter-driven rotating electrical machine system can be provided.
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に実施例1の回転電機1を示す。本回転電機は電機子巻線7を納めた固定子コア2と、電機子巻線7から発生した回転磁束に同期して回転する回転子3および回転子軸4からなり、回転子軸4は軸受5,6によって機械的に支持される。なお、電機子巻線7には、図示しないインバータから三相交流電圧が印加され、流れる電流によって回転磁束が作られる。
FIG. 1 shows a rotating
回転子3に相対する固定子コア2の内周面には、絶縁層8が、周方向に360°に亘って配置される。また、コア2から軸方向に張り出したコイル7のコイルエンド部にも、絶縁層9,10が、周方向に360°に亘って配置される。この絶縁層8,9,10の表面には、それぞれ導電層11,12,13が配置される。導電層11,12,13は軸方向端部14.15でコアと接続される。コア2はコア外周面に接続されたハウジング16を介して接地される。
On the inner peripheral surface of the
図2は、図1のコア2の中央部を軸に垂直方向に断面したA−A’断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ in which the central portion of the
この実施例1では、固定子コア2の内周のうち、スロット開口部に磁束18の流れに対し垂直方向に複数条(図では3条)づつの導電層11を設けている。このようにすることで、スロット開口部から漏れ、ロータ3に誘導される高周波コモンモード電圧を遮蔽できる。なお、これらは、内周面の周方向に、導電材料と絶縁層(ここでは空気)が交互に配置されるように、周方向に間隔を置きながら、軸方向に細長い多数(図では18条)の導電層11を配置している。これにより、固定子コア2の内周面において、電機子巻線7で作られた磁束あるいは回転子から発せられた磁束と垂直方向(周方向)には、導電層が広がりを持つこと無く、導電層と絶縁層が交互に配置されることによって、電機子巻線7で作られた磁束あるいは回転子から発せられた磁束による渦電流の発生を防止している。さらに、導電層と電機子巻線の間の静電容量を低減し、導電層を流れて接地部分14、15に流れ込む変位電流量を抑制することで、接地部分付近の導電層の発熱量を低減することができる。なお、スロット開口部では、導電層の幅を2mm以下にすると渦電流と変位電流(i=Cdv/dt)を低減し、導電層の発熱を防止することができる。一方、周方向の導電層の幅を0.5mm以上にしないと、高周波コモンモード電圧の遮蔽効果が低下する。したがって、本発明では、スロット開口部の導電層の幅を0.5〜2mmにすることで、渦電流や変位電流の抑制と高周波コモンモード電圧の遮蔽を効果的に行うことができる。なお、導電層と導電層の間に配置する絶縁層の幅は0.1mm以上あれば渦電流を十分絶縁できる。
In the first embodiment, among the inner periphery of the
図3は、図1のコイルエンド部を、軸に垂直方向に断面したB−B’断面図である。この実施例1では、固定子のコイルエンド部の内周面には、周方向に一様に磁束18の流れに対し垂直方向となるように間隔を置きながら、軸方向に細長い多数(図では42条)の導電層13を縞模様に配置している。このようにすることで、コイルエンド部から漏れ、ロータ3に誘導される高周波コモンモード電圧を遮蔽できる。また、コイルエンド内周面の周方向には、導電層が広がりを持つこと無く、導電層と絶縁層が交互に配置されており、電機子巻線7で作られたコイルエンド漏れ磁束あるいは回転子から発せられた磁束による渦電流の発生を防止している。さらに、導電層と電機子巻線の間の静電容量を低減し、導電層を流れて接地部分14,15に流れ込む変位電流量を抑制することで、接地部分付近の導電層の発熱量を低減することができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ in which the coil end portion of FIG. 1 is cut in a direction perpendicular to the axis. In the first embodiment, on the inner peripheral surface of the coil end portion of the stator, a large number (in the drawing) are elongated in the axial direction while being spaced apart so as to be perpendicular to the flow of the
なお、図面ではコイルエンド部の導電層の幅をスロット部の導電層の幅と同じにしているが、コイルエンド部では磁束および電束量がスロット部よりも少ないことから、スロット部よりも導電層の幅を広くしても効果がある。具体的には0.5mm〜概ね固定子のティース17の幅までの範囲であれば渦電流や変位電流の抑制と高周波コモンモード電圧の遮蔽を効果的に行うことができる。なお、導電層と導電層の間に配置する絶縁層の幅は0.1mm以上あれば渦電流を十分絶縁できる。しかし、1mm以上では遮蔽効果が低下するため、本発明では0.1〜1mmの範囲にすることが望ましい。
In the drawing, the width of the conductive layer in the coil end portion is the same as the width of the conductive layer in the slot portion. However, the coil end portion has a smaller amount of magnetic flux and electric flux than the slot portion. Increasing the layer width is also effective. Specifically, in the range from 0.5 mm to approximately the width of the
図4は、本発明の実施例2による回転電機の軸方向断面構造図である。 FIG. 4 is an axial sectional view of the rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention.
本実施例2の回転電機は、電機子巻線407を納めた固定子コア402と、電機子巻線407から発生した回転磁束に同期して回転する回転子403および回転子軸404からなり、回転子軸404は、軸受405,406によって機械的に支持される。なお、電機子巻線407には、図示しないインバータから三相交流電圧が印加され、流れる電流によって回転磁束が作られる。
The rotating electrical machine according to the second embodiment includes a
電機子巻線を納めた固定子コア402の内周面には、絶縁層408が周方向に360°に亘って配置される。また、コア402から軸方向に張り出したコイル407のコイルエンド部にも絶縁層409,410が周方向に360°に亘って配置される。この絶縁層408,409,410の表面には、それぞれ導電層411,412,413が配置される。
On the inner peripheral surface of the
これらの導電層411,412,413は、いずれも周方向に360°に亘って連続した細いリング状であって、軸方向に間隔を置きながら、多数(図では11輪)のリング状導電層411,412,413が配置されている。導電層411、412、413は軸方向端部414.415でコアと接続される。コア402はコア外周面に接続されたハウジング416を介して接地される。
These
このように、実施例2においては、電機子巻線407からロータ403に誘導される高周波コモンモード電圧を遮蔽できる。また、電機子巻線407で作られた磁束あるいは回転子から発せられた磁束と垂直方向(軸方向)には、導電層が広がりを持つこと無く、導電層と絶縁層が交互に配置されるているため、電機子巻線407で作られた磁束あるいは回転子から発せられた磁束による渦電流の発生を防止できる。さらに、導電層と電機子巻線の間の静電容量を低減し、導電層を流れて接地部分14、15に流れ込む変位電流量を抑制することで、接地部分付近の導電層の発熱量を低減することができる。
Thus, in Example 2, the high frequency common mode voltage induced from the armature winding 407 to the
図5は、図4のコア402の中央部を軸に垂直方向に断面したA−A’断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ in which the central portion of the core 402 in FIG. 4 is cut in a direction perpendicular to the axis.
リング状の導電層411は、固定子コア402の内周面に、周方向360°に配置されている。しかし、図4で示したように、この導電層411は、軸方向への広がりを持たず(ここでは空気で絶縁されている)、渦電流の発生を防止している。
The ring-shaped
ところが、反面、コアとの導通がとれなくなる問題が発生する。このため、実施例2では、軸方向に細長い複数(図では6本)の短絡線501が設けられ、軸方向に独立した5条の導電層411間を接続すると共に、コア402とコアの軸方向端部414.415において電気的に接続している。
However, on the other hand, there arises a problem that conduction with the core cannot be obtained. Therefore, in the second embodiment, a plurality of (six in the figure) short-
図6は、図4のコイルエンド部を、軸に垂直方向に断面したB−B’断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of the coil end portion of FIG. 4 taken in the direction perpendicular to the axis.
コイルエンド部においても、導電層412,413は周方向に360°繋がるリング状であり、図4に示したように、これらの導電層412,413も、軸方向への広がりを持たず(ここでは空気で絶縁されている)、渦電流の発生を防止している。また、コア部と同様に、コアとの導通がとれなくなる問題が発生する。このため、実施例2では軸方向に短絡線601が設けられ、軸方向に独立した導電層412,413間を接続すると共に、コア402とコアの軸方向端部414.415において電気的に接続している。
Also in the coil end portion, the
図7に実施例3の回転電機701を示す。本回転電機は電機子巻線707を納めた固定子コア702と、電機子巻線707から発生した回転磁束に同期して回転する回転子703および回転子軸704からなり、回転子軸704は軸受705、706によって機械的に支持される。なお、電機子巻線707には、図示しないインバータから三相交流電圧が印加され、流れる電流によって回転磁束が作られる。電機子巻線を納めた固定子コア702と回転子が相対する固定子コア702内周面には絶縁層708が周方向に360°設けられる。また、コアから軸方向に突き出したコイル707のコイルエンド部にも絶縁層709、710が周方向に360°設けられる。この絶縁層708、709、710の表面にはそれぞれ導電層711、712、713が軸方向に導電材料と絶縁(ここでは空気)が交互になるように配置されている。
FIG. 7 shows a rotating
これらの導電層711,712,713は、いずれも周方向に360°に亘って連続した細いリング状であって、軸方向に間隔を置きながら、多数(図では11輪)のリング状導電層711,712,713が配置されている。導電層711,712,713は軸方向端部714,715でコアと接続される。コア702はコア外周面に接続されたハウジング716を介して接地される。
These
このようにすることで、電機子巻線707からロータ703に誘導される高周波コモンモード電圧を遮蔽できる。また、電機子巻線707で作られた磁束あるいは回転子から発せられた磁束と垂直方向(軸方向ならびに周方向)には、導電層が広がりを持つこと無く、電機子巻線7で作られた磁束あるいは回転子から発せられた磁束による渦電流の発生を防止している。さらに、導電層と電機子巻線の間の静電容量を低減し、導電層を流れて接地部分714、715に流れ込む変位電流量を抑制することで、接地部分付近の導電層の発熱量を低減することができる。
By doing in this way, the high frequency common mode voltage induced | guided | derived to the
ところで、実施例3では、さらに導電層711、712、713の表面に絶縁層7080、7090、7100が配置されており、この表面に導電層7110、7120、7130が内周面の周方向に、導電材料と絶縁層(ここでは空気)が交互に格子状になるように配置される。このように、径方向に二重に独立した導電層を格子状にすることで、電機子巻線707からロータ703に誘導される高周波コモンモード電圧をより効率的に遮蔽できる。
By the way, in Example 3, insulating
図8に図7のコア部のA−A’断面図を示す。導電層711は軸方向に短絡線801で相互に接続されている。一方、内周側の導電層7110は導電材料と絶縁(ここでは空気)が周方向に交互に配置されている。このため、導電層7110でも、電機子巻線707で作られた磁束あるいは回転子から発せられた磁束と垂直方向(軸方向ならびに周方向)には、導電層が広がりを持つこと無く、導電層と絶縁層が交互に配置されることにより、電機子巻線707で作られた磁束あるいは回転子から発せられた磁束による渦電流の発生を防止している。また、導電層と電機子巻線の間の静電容量を低減し、導電層を流れて接地部分714、715に流れ込む変位電流量を抑制することで、接地部分付近の導電層の発熱量を低減している。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of the core portion of FIG. 7. The
図9に図7のコア部のB−B’断面図を示す。導電層713は軸方向に短絡線901で相互に接続されている。一方、内周側の導電層7130は導電材料と絶縁(ここでは空気)が周方向に交互に配置されされている。このため、導電層7130でも、電機子巻線707で作られた磁束あるいは回転子から発せられた磁束による渦電流の発生を防止している。
FIG. 9 shows a B-B ′ cross-sectional view of the core portion of FIG. 7. The
図10に実施例4の回転電機1001を示す。実施例1〜3では、ラジアルギャップ型回転電機の導電層パターンであった。しかし、アキシャルギャップ型の回転電機でもインバータ駆動に伴う軸受電食問題が発生するため、対策が必要である。実施例4の回転電機では電機子巻線1007を納めた固定子コア1002と、電機子巻線1007から発生した回転磁束に同期して回転する回転子1003および回転子軸1004からなり、回転子軸1004は軸受1005、1006によって機械的に支持される。なお、電機子巻線107には、図示しないインバータから三相交流電圧が印加され、流れる電流によって回転磁束が作られる。電機子巻線を納めた固定子コア1002と回転子が相対する固定子コア1002表面全体に絶縁層1008が設けられる。この絶縁層1008の表面に導電層1011が配置される。
FIG. 10 shows a rotating
図11に実施例4の導電層1011のパターンを示す。実施例4では、32条の導電層1011が放射状に配置されている。導電層1011は、周方向には導電材料と絶縁(ここでは空気)が交互に配置されているため、渦電流の発生を防止できる。なお、導電層は内径側と外径側でコアと接続されている。
FIG. 11 shows a pattern of the
図12に実施例5の回転電機1201を示す。実施例5の回転電機では電機子巻線1207を納めた固定子コア1202と、電機子巻線1207から発生した回転磁束に同期して回転する回転子1203および回転子軸1204からなり、回転子軸1204は軸受1205、1206によって機械的に支持される。なお、電機子巻線1207には、図示しないインバータから三相交流電圧が印加され、流れる電流によって回転磁束が作られる。電機子巻線を納めた固定子コア1202と回転子が相対する固定子コア1202表面全体に絶縁層1208が設けられる。この絶縁層1208の表面に導電層1211が配置される。
FIG. 12 shows a rotating
図12に実施例5の導電層1211のパターンを示す。実施例5では導電層が同心円状に配置されている。導電層は径方向に導電材料と絶縁(ここでは空気)が交互に配置されているため、渦電流の発生を防止できる。なお、同心円状に導電材料を配置する実施例5ではコアとの導通のため、少なくとも1本の短絡線1212が設けられ、内径側から外径側の導電層をコアと接続している。
FIG. 12 shows a pattern of the
図14は、実施例6の回転電機1401を示す。実施例6の回転電機では電機子巻線1407を納めた固定子コア1402と、電機子巻線1407から発生した回転磁束に同期して回転する回転子1403および回転子軸1404からなり、回転子軸1404は軸受1405、1406によって機械的に支持される。なお、電機子巻線1407には、図示しないインバータから三相交流電圧が印加され、流れる電流によって回転磁束が作られる。電機子巻線を納めた固定子コア1402と回転子が相対する固定子コア1402表面全体に絶縁層1408が設けられる。この絶縁層1408の表面に導電層1411が配置される。さらに、この導電層1411の表面には絶縁層14080が配置され、この上に導電層14110が配置される。
FIG. 14 illustrates a rotating
図15に実施例6の図14のA−A‘視図を示す。実施例6では導電層14110が周方向に交互に配置されている。このため、渦電流の発生を防止できる。図16に図14のB−B‘視図を示す。絶縁層1408の下の導電層1411は径方向に交互に配置されている。このため、電機子巻線1407で作られた磁束あるいは回転子1403から発せられた磁束渦電流の発生を防止できる。なお、実施例6では、外径側で導電層をコアが接続されている。また、導電層1411は短絡線1412によって相互に接続され、外径が和でコアと接続されている。
FIG. 15 shows an A-A ′ view of FIG. In Example 6, the
図17に実施例7の回転電機1701を示す。実施例7の回転電機では電機子巻線1707を納めた固定子コア1702と、電機子巻線1707から発生した回転磁束に同期して回転する回転子1703および回転子軸1704からなり、回転子軸1704は軸受1705、1706によって機械的に支持される。なお、電機子巻線1707には、図示しないインバータから三相交流電圧が印加され、流れる電流によって回転磁束が作られる。電機子巻線を納めた固定子コア1702は表面を絶縁処理した軟磁性体粉を圧縮成型して製作されている。このため、実施例1〜6のようにけい素鋼板を使ったコアと異なり、コア表面に絶縁層を設けずに直接、表面に導電層1711を配置できる。
FIG. 17 shows a rotating
図18に実施例7の導電層1711のパターンを示す。実施例7では導電層は、周方向に導電材料と絶縁(ここでは空気)が交互に配置されている。このため、電機子巻線1707で作られた磁束あるいは回転子1703から発せられた磁束による渦電流の発生を防止している。
FIG. 18 shows a pattern of the
実施例8で実施例1の回転電機の絶縁層と導電層の製作方法の例を説明する。図19に絶縁層の製作工程の例を示す。実施例8では、電機子コイル7を格納した固定子コア2の内径側から可動ノズル1901によって絶縁樹脂をコア表面および電機子コイル7のコイルエンド表面に塗布する。この結果、絶縁層8、9、10を製作することができる。
In Example 8, an example of a method for manufacturing the insulating layer and the conductive layer of the rotating electrical machine of Example 1 will be described. FIG. 19 shows an example of an insulating layer manufacturing process. In the eighth embodiment, an insulating resin is applied to the core surface and the coil end surface of the
図20に導電層の製作工程の例を示す。また、図21、22にそれぞれ、製作工程における図20のA−A‘断面、B−B’断面を示す。実施例8ではパターンを刻んだマスク2002の上から銀、アルミ、銅などの非磁性金属粉を含んだ樹脂や導電性高分子などの導電材料を可動ノズル2001で塗布する。この結果、導電層11や13を製作することができる。
FIG. 20 shows an example of the manufacturing process of the conductive layer. FIGS. 21 and 22 respectively show the A-A ′ section and the B-B ′ section in FIG. 20 in the manufacturing process. In Example 8, a conductive material such as a resin containing a nonmagnetic metal powder such as silver, aluminum, or copper, or a conductive polymer is applied on the
以上の実施例8では、コイル表面に絶縁樹脂と導電材料を塗布したが、図23に示すように導電材料2301を表面に塗布した絶縁シートフィルム2302をコア表面に所定のパターン状に貼り付けるか、あるいは、図24のように、予めパターン状に導電材料2401を塗布した
絶縁シートフィルム2402をコア表面に貼り付けることでも実施例1の回転電機の絶縁層と導電層を製作できる。
In Example 8 above, the insulating resin and the conductive material are applied to the coil surface. However, as shown in FIG. 23, is the
あるいは、集中巻回転電機では、絶縁ボビンの表面に導電材料を配置することもできる。 Alternatively, in the concentrated winding rotary electric machine, a conductive material can be disposed on the surface of the insulating bobbin.
図25に、絶縁ボビンの側面図を示す。また、図26、27に図25のボビンのA−A‘,B−B’断面を示す。絶縁ボビン2501の内径側にスロット部とコイルエンド部にそれぞれ導電材料2502、2503を、電機子巻線を巻きつける巻き付ける前に設置しておくことで、電機子巻線表面への導電塗料の付着を防止することができる。
FIG. 25 shows a side view of the insulating bobbin. 26 and 27 show A-A 'and B-B' cross sections of the bobbin of FIG. By attaching
本発明によって、高速高周波のインバータ駆動する回転電機においても、電機子巻線あるいは励磁巻線から発生する高周波電界を静電シールドし、回転子の軸受の電食を防止し、信頼性の高い高効率可変速インバータ駆動回転電機システムを提供することができる。 According to the present invention, even in a rotating electric machine driven by a high-speed and high-frequency inverter, a high-frequency electric field generated from an armature winding or an excitation winding is electrostatically shielded to prevent galvanic corrosion of the rotor bearing and to provide a high reliability. An efficient variable speed inverter-driven rotating electrical machine system can be provided.
1…回転電機、2…固定子コア、3…回転子、4…回転子軸、5,6…軸受、7…電機子巻線、8,9,10…絶縁層、11,12,13…導電層、14.15…軸方向端部、16…ハウジング、17…ティース、18…磁束。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記絶縁層の表面に、前記固定子コアの磁束の流れに垂直の方向に導電層と絶縁部を交互に形成し、
前記固定子巻線を埋め込んだ前記固定子コア部及び/又は前記コイルエンド部の前記回転子と向合う面に、周方向に前記導電層と前記絶縁部を交互に形成し、
前記導電層と前記絶縁部の交互配置が、回転軸方向に対し垂直面上に形成されていることを特徴とする回転電機。 An insulating layer is arranged only on the face of the stator core part in which the stator winding is embedded and / or the coil end part facing the rotor,
On the surface of the insulating layer, conductive layers and insulating portions are alternately formed in a direction perpendicular to the magnetic flux flow of the stator core ,
On the surface of the stator core portion and / or the coil end portion in which the stator winding is embedded facing the rotor, the conductive layers and the insulating portions are alternately formed in the circumferential direction,
The rotating electrical machine wherein the alternating arrangement of the conductive layer and the insulating portion is formed on a plane perpendicular to the rotation axis direction .
前記絶縁層の表面に、前記固定子コアの磁束の流れに垂直の方向に、細長い複数の導電層を間隔を置いて配置し、
前記固定子巻線を埋め込んだ前記固定子コア部及び/又は前記コイルエンド部の前記回転子と向合う面に、周方向に前記導電層と前記絶縁部を交互に形成し、
前記導電層と前記絶縁部の交互配置が、回転軸方向に対し垂直面上に形成されていることを特徴とする回転電機。 An insulating layer is arranged only on the face of the stator core part in which the stator winding is embedded and / or the coil end part facing the rotor,
On the surface of the insulating layer, a plurality of elongated conductive layers are arranged at intervals in a direction perpendicular to the magnetic flux flow of the stator core ,
On the surface of the stator core portion and / or the coil end portion in which the stator winding is embedded facing the rotor, the conductive layers and the insulating portions are alternately formed in the circumferential direction,
The rotating electrical machine wherein the alternating arrangement of the conductive layer and the insulating portion is formed on a plane perpendicular to the rotation axis direction .
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