JP6109052B2 - Canned motor - Google Patents
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Description
本発明は、固定子および回転子の互いに対向する面が固定子キャンおよび回転子キャンでそれぞれ覆われたキャンドモータに関する。 The present invention relates to a canned motor in which surfaces of a stator and a rotor facing each other are covered with a stator can and a rotor can, respectively.
従来、キャンドモータは、例えばキャンドモータポンプなどの分野で用いられている。 Conventionally, a canned motor is used in fields such as a canned motor pump.
キャンドモータの固定子は、複数個の固定子溝を設けた磁性鋼板を積層して構成された円筒状の固定子鉄心、およびこの固定子鉄心の固定子溝に配置された固定子巻線および絶縁部材などで構成されている。また、回転子は、固定子の内側に配置され、固定子巻線に交流電流を流すことで発生する回転磁界によって回転力を得て回転するように構成されている。これら固定子および回転子の互いに対向する面が、薄肉厚の非磁性体板で構成される固定子キャンおよび回転子キャンでそれぞれ覆われている。固定子キャンと回転子キャンとの間のキャン隙間には、回転子の軸受を潤滑し、冷却するためにポンプ取扱液などの液体が流通される。 A stator of a canned motor includes a cylindrical stator core configured by laminating magnetic steel plates provided with a plurality of stator grooves, a stator winding disposed in the stator groove of the stator core, and It is composed of an insulating member. The rotor is arranged inside the stator and is configured to rotate by obtaining a rotational force by a rotating magnetic field generated by passing an alternating current through the stator winding. The mutually opposing surfaces of the stator and the rotor are covered with a stator can and a rotor can each formed of a thin non-magnetic plate. In the can gap between the stator can and the rotor can, a liquid such as a pump handling liquid is circulated in order to lubricate and cool the rotor bearing.
固定子溝は、固定子鉄心の内周面に開口され、その開口部分の幅が固定子巻線が配置される部分の幅より狭く、所謂半閉スロット形となっている。固定子巻線は、断面が円形の丸線が用いられ、乱巻コイル方式によって巻回形成されており、半閉スロット形の固定子溝に開口部を通じて配置可能となっている。固定子溝の開口部に近い場所には、固定子溝内に固定子巻線を固定する巻線固定用楔が設けられている。 The stator groove is opened in the inner peripheral surface of the stator core, and the width of the opening is narrower than the width of the portion where the stator winding is disposed, and has a so-called semi-closed slot shape. The stator winding is a round wire having a circular cross section, and is wound by a random winding coil system, and can be disposed in a semi-closed slot type stator groove through an opening. A winding fixing wedge for fixing the stator winding in the stator groove is provided near the opening of the stator groove.
固定子キャンは、固定子溝の開口部を除いた固定子鉄心の内周面に密着するように配置されている(例えば、特許文献1参照。)。 The stator can is disposed so as to be in close contact with the inner peripheral surface of the stator core excluding the opening of the stator groove (see, for example, Patent Document 1).
キャンドモータの分野では、それほど高出力の需要がなかったこともあるが、高出力のキャンドモータ、1000V級を超える高電圧のキャンドモータを提供することが困難であった。 In the field of canned motors, there has been no demand for such high output, but it has been difficult to provide high-power canned motors and high-voltage canned motors exceeding 1000V class.
高出力のキャンドモータを実現するには、丸線の乱巻コイル方式では高電圧に対する耐久性が不十分であるため、代わりに、矩形の平角銅線を使った型巻コイル方式を採用することが好ましい。この型巻コイル方式は、一般の高出力用モータの分野では既に採用されている。型巻コイル方式の固定子巻線は、その断面が矩形の平角銅線を必要ターン数分だけ巻回し、亀甲状の形に成形し、絶縁テープを巻いた後、固定子溝に配置している。 In order to realize a high-power canned motor, the round wire random winding coil method has insufficient durability against high voltages. Instead, use a die winding coil method using rectangular rectangular copper wire. Is preferred. This die-wound coil system has already been adopted in the field of general high-power motors. The coil winding type stator winding is made by winding a rectangular copper wire with a rectangular cross section for the required number of turns, forming it into a turtle shell shape, winding it with insulating tape, and then placing it in the stator groove. Yes.
しかしながら、型巻コイル方式の固定子巻線を固定子溝に配置する際、固定子巻線は変形できないので、固定子溝の開口部はその開口部側に対して反対側の溝底部と同じ幅にする必要がある。したがって、固定子溝の開口部の幅は、従来の半閉スロット形より広くなる。 However, when the stator winding of the die-wound coil system is arranged in the stator groove, since the stator winding cannot be deformed, the opening of the stator groove is the same as the groove bottom on the opposite side to the opening It needs to be wide. Therefore, the width of the opening of the stator groove is wider than that of the conventional semi-closed slot type.
キャンドモータの場合、キャン隙間に満たされている液体の圧力が固定子キャンを半径方向に変形させる力となり、固定子溝の開口部の幅が広いと、固定子溝内への固定子キャンの変形が大きくなるため、液体の圧力が高い用途には使用できない課題がある。 In the case of a canned motor, the pressure of the liquid filled in the can gap becomes a force that deforms the stator can in the radial direction, and if the width of the opening of the stator groove is wide, the stator can not enter the stator groove. Since deformation becomes large, there is a problem that cannot be used for applications where the pressure of the liquid is high.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、固定子キャンの耐圧を確保できるキャンドモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a canned motor that can ensure the withstand voltage of the stator can.
請求項1記載のキャンドモータは、内周面に開口する開口部を有する固定子溝が設けられた円筒状の固定子鉄心およびこの固定子鉄心の前記固定子溝に配置された固定子巻線を有する固定子と、この固定子の内側で回転する回転子とを備え、これら固定子および回転子の互いに対向する面が固定子キャンおよび回転子キャンでそれぞれ覆われたキャンドモータにおいて、前記固定子は、前記固定子溝部に設けられ、前記固定子巻線を前記固定子溝内に固定する固定子巻線固定用楔と、前記固定子溝の前記開口部に設けられ、前記固定子キャンを支持する固定子キャン支持用楔とを備え、前記固定子巻線固定用楔と前記固定子キャン支持用楔とは同じ断面形状に形成されているものである。 The canned motor according to claim 1 is a cylindrical stator core provided with a stator groove having an opening opened on an inner peripheral surface thereof, and a stator winding disposed in the stator groove of the stator core. a stator having, a rotor which rotates inside of this stator, opposing surfaces of the stator and rotor in a canned motor covered respectively stator scan and rotor-scan, the the stator is provided in the stator grooves, and a stator winding fixed wedge for fixing the stator winding in said stator groove, provided in the opening portion of the stator groove, the stator A stator can support wedge for supporting the can, and the stator winding fixing wedge and the stator can support wedge are formed in the same cross-sectional shape .
請求項2記載のキャンドモータは、請求項1記載のキャンドモータにおいて、前記固定子溝の開口部には、前記固定子キャンと前記固定子キャン支持用楔との間に磁性楔が設けられているものである。 According to a second aspect of the present invention, in the canned motor according to the first aspect, a magnetic wedge is provided between the stator can and the stator can support wedge at the opening of the stator groove. It is what.
請求項3記載のキャンドモータは、請求項1または2記載のキャンドモータにおいて、前記固定子巻線は、型巻コイルであり、前記固定子溝は、前記開口部からこの開口部側とは反対側の溝底部までの溝幅が同じ幅に形成されているものである。 The canned motor according to claim 3 is the canned motor according to claim 1 or 2, wherein the stator winding is a die-wound coil, and the stator groove is opposite to the opening from the opening. The groove width to the groove bottom on the side is formed to the same width.
請求項1記載のキャンドモータによれば、固定子溝の開口部に設けた固定子キャン支持用楔により、固定子キャンに加わる圧力が高い場合でも、固定子溝内への固定子キャンの変形を規制し、固定子キャンの耐圧を確保できる。 According to the can motor of claim 1, even if the pressure applied to the stator can is high by the stator can support wedge provided in the opening of the stator groove, the stator can is deformed into the stator groove. Can be secured and the withstand voltage of the stator can can be secured.
請求項2記載のキャンドモータによれば、請求項1記載のキャンドモータの効果に加えて、固定子キャンと固定子キャン支持用楔との間に設けた磁性楔により、固定子溝の開口部での過電流損の増加を抑制できる。 According to the canned motor of the second aspect, in addition to the effect of the canned motor of the first aspect, the magnetic groove provided between the stator can and the stator can support wedge allows the opening of the stator groove to be opened. The increase in overcurrent loss can be suppressed.
請求項3記載のキャンドモータによれば、請求項1または2記載のキャンドモータの効果に加えて、固定子巻線が型巻コイルであり、固定子溝が開口部からこの開口部側とは反対側の溝底部までの溝幅が同じ幅に形成されていて、固定子溝の開口部の幅が広い場合でも、固定子キャンの耐圧を確保できる。 According to the canned motor of the third aspect, in addition to the effects of the canned motor of the first or second aspect, the stator winding is a die-wound coil, and the stator groove extends from the opening to the opening side. Even when the groove width to the opposite groove bottom is the same, and the width of the opening of the stator groove is wide, the withstand voltage of the stator can can be secured.
以下、一実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
図2に示すように、11はキャンドモータポンプで、このキャンドモータポンプ11は、キャンドモータ12とポンプ13とが液密に一体に結合されて構成されている。
As shown in FIG. 2,
キャンドモータ12は、円筒状の固定子鉄心14の固定子溝15に固定子巻線16が巻回されて構成される固定子17を有し、この固定子17が固定子枠18内に挿着されるとともに固定子17の内周面にステンレスなどの非磁性体で薄肉円筒状に形成された固定子キャン19が密着挿入され、この固定子キャン19の両端縁が固定子枠18に液密に溶着されている。
The canned motor 12 has a
さらに、キャンドモータ12は、円筒状の回転子鉄心20の回転子溝21に回転子導体22が装着されて構成される回転子23を有し、この回転子23が回転軸24に挿着され、回転子23の外周面にステンレスなどの非磁性体で薄肉円筒状に形成された回転子キャン25が被着されている。
Further, the canned motor 12 has a rotor 23 configured by attaching a
そして、固定子17の内側に回転子23が挿入され、これら固定子17の固定子キャン19と回転子23の回転子キャン25とがキャン隙間26を介して対向配設されている。
A rotor 23 is inserted inside the
固定子枠18にはポンプ13側である前側とその反対側である後側とに軸受箱31,32が取り付けられ、これら軸受箱31,32に回転軸24を回転可能に支承するすべり軸受である軸受33,34が装着されている。各軸受33,34には回転軸24を回転可能に支承するスリーブ35,36およびスラストカラー37,38が取り付けられている。
また、ポンプ13は、キャンドモータ12の固定子枠18に液密に取り付けられたケーシング41、およびこのケーシング41内で回転軸24に取り付けられた羽根車42を有している。
The
そして、キャンドモータポンプ11は、固定子巻線16に交流電流を流すことで発生する回転磁界によって回転子23が回転力を得て回転し、回転子23と一体に羽根車42が回転する。キャンドモータポンプ11の運転中は、ケーシング41のポンプ吐出側41aのポンプ取扱液の一部を循環パイプ45を経てキャンドモータ12内に導き、後部の軸受34を潤滑し、固定子キャン19と回転子キャン25とのキャン隙間26に流して固定子17および回転子23を冷却し、前部の軸受33を潤滑した後、羽根車42のバランスホール42aからケーシング41のポンプ吸込側41bへと戻して循環させる構成が採られている。
In the canned
図1および図3に示すように、固定子鉄心14は、複数個の固定子溝15を設けた磁性鋼板を積層して円筒状に形成されている。固定子溝15は、固定子鉄心14の内周面に開口する開口部15aを有し、開口部15aからこの開口部15a側とは反対側の溝底部であって固定子巻線収容部15bまでの溝幅が同じ幅となる長方形状に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
固定子巻線16には、型巻コイルが用いられている。この型巻コイル方式の固定子巻線16は、その断面が矩形の平角銅線16aを必要ターン数分だけ巻回し、亀甲状の形に成形し、絶縁テープを巻いた後、固定子溝15の開口部15aから固定子巻線収容部15bに挿入されて配置されている。
For the stator winding 16, a die winding coil is used. This die-wound coil stator winding 16 is formed by winding a
固定子溝15の開口部15a側には、固定子巻線16を抜け止めするための絶縁材料で形成された固定子巻線固定用楔51が固定子鉄心14の軸方向から挿入されて固定されている。
On the side of the opening 15a of the
さらに、固定子溝15内において、固定子巻線固定用楔51より開口部15a側には、固定子鉄心14の内周面を覆う固定子キャン19を支持するための絶縁材料で形成された固定子キャン支持用楔52が固定子鉄心14の軸方向から挿入されて固定されているとともに、固定子キャン19と固定子キャン支持用楔52との間に比透磁率が高い材料で形成された磁性楔53が配置されている。磁性楔53は開口部15a全体を覆って配置されており、固定子キャン19に対向する磁性楔53の面は、固定子キャン19の外周面に応じた曲面に形成されていてもよいし、平面に形成されていてもよく、少なくとも固定子鉄心14の内周面と略同一面となる部分があればよい。固定子キャン支持用楔52と磁性楔53とは、互いに密着するように固定子溝15内に配置されるか、あるいは張り合わされて固定されている。
Further, in the
そして、このように構成されたキャンドモータポンプ11においては、キャン隙間26に満たされているポンプ取扱液による圧力が固定子キャン19を外径方向へ変形させるように作用する。
In the canned
固定子鉄心14の内周面の部分では、固定子キャン19が固定子鉄心14に当接し、固定子キャン19の変形を規制する。
In the portion of the inner peripheral surface of the
固定子鉄心14の固定子溝15の部分では、固定子キャン19が磁性楔53に当接することで、この磁性楔53を介して固定子キャン支持用楔52が固定子キャン19を支持し、固定子キャン19の変形を規制する。
In the portion of the
このように、固定子溝15の開口部15aに設けた固定子キャン支持用楔52により、固定子キャン19に加わる圧力が高い場合でも、固定子溝15内への固定子キャン19の変形を規制し、固定子キャン19の耐圧を確保できる。
Thus, even when the pressure applied to the stator can 19 is high due to the stator can support
しかも、固定子巻線16が型巻コイルであり、固定子溝15が開口部15aからこの開口部15a側とは反対側の溝底部までの溝幅が同じ幅に形成されていて、固定子溝15の開口部15aの幅が広い場合でも、固定子キャン19の耐圧を確保できる。
Moreover, the stator winding 16 is a die-coil, and the
また、固定子溝15の開口部15aの幅が広い場合、回転磁界方向の磁場の磁気的な脈動が大きくなり、固定子溝15の開口部15a付近における固定子キャン19での過電流損が増加する問題があるが、固定子キャン19と固定子キャン支持用楔52との間に設けた磁性楔53により、過電流損を低減することができる。
Further, when the width of the
以上のように、固定子キャン19の耐圧を確保し、さらに、固定子キャン19での過電流損を低減することにより、高出力のキャンドモータ12を実現することができる。 As described above, the high-power canned motor 12 can be realized by ensuring the withstand voltage of the stator can 19 and further reducing the overcurrent loss in the stator can 19.
なお、過電流損を低減するうえでは磁性楔53を備えることが好ましいが、磁性楔53を省き、固定子キャン支持用楔52で固定子キャン19を直接支持するようにしてもよい。
In order to reduce the overcurrent loss, it is preferable to provide the
また、固定子キャン支持用楔52により固定子巻線固定用楔51の機能を兼用し、固定子巻線固定用楔51を省いてもよい。
Further, the function of the stator winding fixing
12 キャンドモータ
14 固定子鉄心
15 固定子溝
15a 開口部
16 固定子巻線
17 固定子
19 固定子キャン
23 回転子
25 回転子キャン
51 固定子巻線固定用楔
52 固定子キャン支持用楔
53 磁性楔
12 Canned motor
14 Stator core
15 Stator groove
15a opening
16 Stator winding
17 Stator
19 Stator can
23 Rotor
25 Rotor can
51 Wedge for fixing stator winding
52 Stator can support wedge
53 Magnetic wedge
Claims (3)
前記固定子は、
前記固定子溝部に設けられ、前記固定子巻線を前記固定子溝内に固定する固定子巻線固定用楔と、
前記固定子溝の前記開口部に設けられ、前記固定子キャンを支持する固定子キャン支持用楔とを備え、
前記固定子巻線固定用楔と前記固定子キャン支持用楔とは同じ断面形状に形成されている
ことを特徴とするキャンドモータ。 A stator having an inner circumferential surface stator winding stator groove having an opening which opening is disposed in the stator groove of a cylindrical stator core and the stator core provided, in this fixed A can motor that includes a rotor that rotates inside the rotor, and surfaces of the stator and the rotor that are opposed to each other are covered with the stator can and the rotor can, respectively.
The stator is
A stator winding fixing wedge provided in the stator groove for fixing the stator winding in the stator groove;
Provided in the opening portion of the stator grooves, and a stator scanning support wedge for supporting the stator scan,
The canned motor , wherein the stator winding fixing wedge and the stator can support wedge are formed in the same cross-sectional shape .
ことを特徴とする請求項1記載のキャンドモータ。 The canned motor according to claim 1, wherein a magnetic wedge is provided between the stator can and the stator can support wedge at the opening of the stator groove.
前記固定子溝は、前記開口部からこの開口部側とは反対側の溝底部までの溝幅が同じ幅に形成されている
ことを特徴とする請求項1または2記載のキャンドモータ。 The stator winding is a die winding coil,
3. The canned motor according to claim 1, wherein the stator groove is formed to have the same width from the opening to the groove bottom on the side opposite to the opening.
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