JP6118308B2 - 回転電機および共振回避方法 - Google Patents

Description

本発明は、本体部と端子箱との共振を回避可能に構成された回転電機、および共振回避方法に関する。

一般に、回転電機においては、その回転電機の本体側電線と、外部側電線すなわち、回転電機が電動機の場合の電源や、回転電機が発電機の場合の負荷側あるいは電力系統側との取り合い用の電線との接続部は、端子箱に収納されている。端子箱を設けることによって、人体の接触による感電の防止、雨水や異物などの付着による相間短絡等の防止を図っている。端子箱は、通常、回転電機のフレームの側部あるいは上部に取り付けられ、本体と一体化している場合が多い（特許文献１、２）。

端子箱が本体と一体化している場合、本体側電線は、端子箱内の接続部に接続された状態である。設置場所に回転電機が据え付けられた後に、外部側電線が、端子箱内の接続部に接続される。外部側電線は、回転電機以外の設備の改造等によっても、再度、端子箱に接続する必要が生じる。

端子箱が小さいと、端子箱内の空間が狭くなり、端子箱内での接続作業や点検作業がやりにくくなる。この結果、接続状態が不完全となる可能性があり、このような場合は、発熱等が生じ火災の原因や、振動による電線の位置ずれによる相間短絡、接続部からの脱落等の事象の原因となる可能性がある。

このため、作業性を確保した端子箱が指定されるケースも出てきている。

特開２００３−２４４８８９号公報 特開２００７−０１４０４４号公報

端子箱内での作業性を確保するためには、端子箱内にしかるべきスペースを確保する必要がある。この結果、近年は、端子箱の寸法は従来に比べて大きくなる傾向がある。このように端子箱が大型化すると、端子箱を回転電機の本体部に取り付けることは困難となる。

端子箱を回転電機のフレームと独立して設置する場合でも、端子箱を回転電機のフレームから距離を置いて設けようとすると、フレームと端子箱の間の電線を覆うためにコンジット等を敷設する必要がある。

このため、端子箱をフレームの近傍に設置することが好ましい。この場合は、回転電機本体と端子箱間で共振が発生しないような注意が必要である。

そこで、本発明は、回転電機において本体部と端子箱間の共振を回避することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、ロータシャフトおよび回転子鉄心を有する回転子と、固定子鉄心および固定子コイルを有する固定子と、前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームとを有する本体部と、前記本体部に隣接して設けられ、前記本体部からの本体側電線と外部からの外部側電線とを接続する電線接続部を内蔵する端子箱と、前記本体部とは独立して前記端子箱を支持し前記端子箱と前記本体部との共振を回避するために剛性が変化可能に構成された支持機構と、前記フレームと前記端子箱とを連結し前記本体側電線を収納する連絡ダクトと、を備え、前記支持機構は、前記端子箱の下方に設けられ上面部と、底面部と、これらのそれぞれと剛に接続してこれら相互間を接続する板状の上下接続部とを有し前記端子箱の自重を支持する支持部材と、当該支持機構の剛性を調節するため前記上面部と前記底面部間に設けられたジャッキを有する調節部と、を具備することを特徴とする。

また、本発明に係る共振回避方法は、本体部を設置し、本体部と連絡ダクトで接続される端子箱を、前記端子箱の下方に設けられ上面部と、底面部と、これらのそれぞれと剛に接続してこれら相互間を接続する板状の上下接続部とを有し前記端子箱の自重を支持する支持部材と、当該支持機構の剛性を調節するため前記上面部と前記底面部間に設けられたジャッキを有する調節部とが備えられた支持機構により支持して設置する設置ステップと、前記設置ステップの後に、前記調節部で前記支持機構の剛性を調節する調節ステップと、前記調節ステップの後に、回転電機を運転する運転ステップと、前記運転ステップでの回転電機の運転の結果として、前記端子箱と前記本体部との間で共振が発生したか否かを判定し、共振が発生したと判定した場合は前記調節ステップに戻り、共振が発生していないと判定した場合は終了とする判定ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、回転電機において本体部と端子箱間の共振を回避することができる。

実施形態に係る本体部の断面を含む回転電機の全体正面図である。 実施形態に係る回転電機の付属端子箱の正面側の断面を示す立断面図である。 実施形態に係る回転電機の付属端子箱の側面側の断面を示す側断面図である。 実施形態に係る共振回避方法の手順を示すフロー図である。 実施形態に係る回転電機の効果を説明する概念図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る回転電機について説明する。

図１は、実施形態に係る本体部の断面を含む回転電機の全体正面図である。回転電機１００は、本体部１０、端子箱２０、連絡ダクト３０、および支持機構４０を有する。

本体部１０は、回転子１１、固定子１２およびフレーム１５を有する。回転子１１は、ロータシャフト１１ａおよび回転子鉄心１１ｂを有する。固定子１２は、回転子１１の径方向外側に配された円筒形の固定子鉄心１２ａおよび図示しない固定子コイルを有する。フレーム１５は、回転子鉄心１１および固定子１２を収納する。本体部１０は、自重を支持する脚部１６を有する。脚部１６はベース５上に取り付けられており、自重は脚部１６を経由してベース５に伝達される。

端子箱２０は、本体部１０に隣接して、本体部１０からの本体側電線２１（図２、３）と外部からの外部側電線２３とを接続する電線接続部２２（図２、３）を内蔵する。連絡ダクト３０は、本体部１０のフレーム１５と端子箱２０とを接続し、本体側電線２１を収納する。

支持機構４０は、ベース５上に設置されている。支持機構４０は、本体部１０とは独立して端子箱２０の自重を受ける。端子箱２０の自重は支持機構４０を経由してベース５に伝達される。支持機構４０は、支持部材４１と、調節部４２、および弾性部材４３を有する。支持部材４１は、端子箱２０の下方に設けられ、上面部４１ａと、底面部４１ｂと、上面部４１ａと底面部４１ｂのそれぞれと剛に接続してこれら相互間を接続する上下接続部４１ｃとを有する。支持部材４１の断面はチャンネル材と同様の形状であり、長手方向に延びている。

調節部４２は、上面部４１ａと底面部４１ｂとの間に、上下接続部４１ｃと並列に設けられており、その全長が可変で調節可能である。具体的には、ジャッキを用いることでよい。調節部４２の長さを変化させることによって、支持部材４１の鉛直方向、水平方向かつ長手方向に垂直方向の剛性が変化する。

弾性部材４３は、端子箱２０と支持部材４１との間に設けられている。弾性部材４３は、たとえば、板状の弾性ゴムである。なお、弾性部材４３を設けない場合でもよい。この場合は、後述する支持バネ（図５）の剛性は大きな値となる。

図２は、付属端子箱の正面側の断面を示す立断面図である。また、図３は、側断面図である。電線接続部２２の本体側接続部２２ａに本体側電線２１が接続される。また、電線接続部２２の外部側接続部２２ｂに外部側電線２３が接続される。外部側電線２３の接続作業は、蓋２５を外して実施することができ、端子箱２０は十分な内部スペースを有し、作業性が確保されている。

図４は、実施形態に係る共振回避方法の手順を示すフロー図である。まず、回転電機１００を設置する（ステップＳ０１）。すなわち、本体部１０を設置する。端子箱２０の設置は、また、調節部４２を設置し、その上部に端子箱２０を設置する。また、端子箱２０と本体部１０に連絡ダクト３０を取付けて端子箱２０と本体部１０とを接続する。なお、連絡ダクト３０の取り付けの順序は、本体側電線２１の取り扱いがしやすいように決めればよい。

設置ステップＳ０１の後に、調節部４２で支持機構４０の剛性を調節する（ステップＳ０２）。なお、最初の回転電機１００の設置時は、支持機構４０の上に端子箱２０を搭載する前に、調節状態を計画して計画した状態に調節部４２を調節してもよい。

次に、回転電機１００を運転する（ステップＳ０３）。回転電機１００を運転している状態において、共振の有無を確認する。

回転電機１００の運転の結果として、端子箱２０と本体部１０との間での共振が発生したか否かを判定する（ステップＳ０４）。共振が発生したと判定した場合はステップＳ０２に戻り、調節部４２で調節する。また、共振状態が発生していないと判定した場合は終了とする。

図５は、実施形態に係る回転電機の効果を説明する概念図である。端子箱２０は、本体部１０と連結バネで結合している。連結バネは連絡ダクト３０の剛性、連絡ダクト３０と本体部１０との結合部の剛性、および連絡ダクト３０と端子箱２０との接続部の剛性を含む総合的な剛性である。

また、端子箱２０は、支持バネで支持されている。ここで、支持バネは、支持機構４０の剛性、および支持機構４０と端子箱２０との接続部の剛性を含む総合的な剛性である。支持バネの剛性は、調節部４２を調節することによって変化する。

本体部１０は脚部１６によって支持されている。本体部１０は、フレーム１５の剛性、脚部１６の剛性、および脚部１６のフレーム１５への取付け部の剛性の総合的な剛性を有する。

以上のように、回転電機１００は、本体部１０、連結バネ、端子箱２０、および支持バネが結合した形で、連成した振動系となっている。振動の原因は、回転子１１を有する本体部１０であり、条件によっては、端子箱２０と本体部１０との共振が発生する。この場合、支持バネの剛性を変化させることによって、連成した振動系の振動特性が変化し、共振状態から外れることになる。

なお、弾性部材４３の剛性が著しく低く、調整部４２で調整しても支持バネの剛性が弾性部材４３の剛性でほとんど決まり、調整部４２での調整が効かない場合は、弾性部材４３を除くか、薄くすることにより調整可能範囲を大幅にずらすことができる。

以上のように、本実施形態によれば、回転電機１００において本体部１０と端子箱２０間の共振を回避することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

５…ベース、１０…本体部、１１…回転子、１１ａ…ロータシャフト、１１ｂ…回転子鉄心、１２…固定子、１２ａ…固定子鉄心、１５…フレーム、１６…脚部、２０…端子箱、２１…本体側電線、２２…電線接続部、２２ａ…本体側接続部、２２ｂ…外部側接続部、２３…外部側電線、２５…蓋、３０…連絡ダクト、４０…支持機構、４１…支持部材、４１ａ…上面部、４１ｂ…底面部、４１ｃ…上下接続部、４２…調節部、４３…弾性部材、１００…回転電機

Claims (3)

1. ロータシャフトおよび回転子鉄心を有する回転子と、固定子鉄心および固定子コイルを有する固定子と、前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームとを有する本体部と、
   前記本体部に隣接して設けられ、前記本体部からの本体側電線と外部からの外部側電線とを接続する電線接続部を内蔵する端子箱と、
   前記本体部とは独立して前記端子箱を支持し前記端子箱と前記本体部との共振を回避するために剛性が変化可能に構成された支持機構と、
   前記フレームと前記端子箱とを連結し前記本体側電線を収納する連絡ダクトと、
   を備え、
   前記支持機構は、
   前記端子箱の下方に設けられ上面部と、底面部と、これらのそれぞれと剛に接続してこれら相互間を接続する板状の上下接続部とを有し前記端子箱の自重を支持する支持部材と、
   当該支持機構の剛性を調節するため前記上面部と前記底面部間に設けられたジャッキを有する調節部と、
   を具備することを特徴とする回転電機。
2. 前記支持機構は、前記端子箱と前記支持部材の間に設けられた弾性部材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 本体部を設置し、本体部と連絡ダクトで接続される端子箱を、前記端子箱の下方に設けられ上面部と、底面部と、これらのそれぞれと剛に接続してこれら相互間を接続する板状の上下接続部とを有し前記端子箱の自重を支持する支持部材と、当該支持機構の剛性を調節するため前記上面部と前記底面部間に設けられたジャッキを有する調節部とが備えられた支持機構により支持して設置する設置ステップと、
   前記設置ステップの後に、前記調節部で前記支持機構の剛性を調節する調節ステップと、
   前記調節ステップの後に、回転電機を運転する運転ステップと、
   前記運転ステップでの回転電機の運転の結果として、前記端子箱と前記本体部との間で共振が発生したか否かを判定し、共振が発生したと判定した場合は前記調節ステップに戻り、共振が発生していないと判定した場合は終了とする判定ステップと、
   を有することを特徴とする共振回避方法。

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