JP6324180B2 - 回転電機または風力発電システム - Google Patents
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Description
Ktotal = Σ[a=1〜n](1/Ka)・・・(1)
ただし、式(1)において、Kaはコイル接続線が1箇所弛んでいる場合のばね定数である。これは、図4のコイル接続線5をコの字形状とした場合も同様である。
P = 3EIY/L3 ・・・(2)
ただし、Eはニュートラルリング6のヤング率、Iはニュートラルリング6の断面二次モーメント、Yは界磁巻線4の強制変位量、Lはニュートラルリング6の梁部の長さとする。つまり、接続箇所20cを可能な限り接続箇所20bに対して離れた位置に設けることで、その距離となるLの3乗に応じた応力低減効果を得ることができる。つまり、このニュートラルリング6の梁は長ければ長いほど良い。ただし、他の構成部材との配置の都合上、その接合距離は限られる場合が多い。交流励磁型同期回転電機のコイル接続線5の本数をmとすると、ニュートラルリング6の外径をRとした時、ニュートラルリング6の梁部の長さLは次式(3)で限定されることになる。
L < 2πR/m・・・(3)
また、ニュートラルリング6の形状を改良するだけで大きな応力低減効果が得られるため、従来の交流励磁型同期回転電機を基に改良することも可能である。具体的には、円環状のニュートラルリング6を一度切断して、導体の円弧部品を継ぎ足して接合することで、本実施例を適用することも可能である。なお、本実施例ではニュートラルリング6を導体から成る複数の円弧形状の部品を接合して製造した場合について記述しているが、ニュートラルリング6をダイカスト等の一体成型によって製造した場合でも本発明の範囲内である。また片持ち梁部の中でも特に支持される側とは反対の先端側に接続箇所を設けることで、変形量を大きくできる。
Claims (15)
- 回転子鉄心に設けられた界磁巻線と、
前記界磁巻線とは独立して支持されるニュートラルリングとを備え、
前記界磁巻線と前記ニュートラルリングは接続線を介して電気的に接続され、
前記ニュートラルリングは前記回転子鉄心に対して空間を介して配置され、
前記接続線は、遠心力付加時における前記界磁巻線と前記ニュートラルリングの応力差を吸収することを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
前記接続線のうち、前記界磁巻線側における接続位置と前記ニュートラルリング側における接続位置との間の長さは、前記界磁巻線側における接続位置と前記ニュートラルリング側における接続位置との間の直線距離よりも長いことを特徴とする回転電機。 - 請求項2に記載の回転電機であって、
前記接続線は弛みを有することを特徴とする回転電機。 - 請求項1ないし3のいずれか一つに記載の回転電機において、
前記接続線は可撓性を有することを特徴とする回転電機。 - 請求項1ないし4のいずれか一つに記載の回転電機であって、
前記ニュートラルリングは径方向に動作しない様に、前記界磁巻線とは独立して支持されることを特徴とする回転電機。 - 請求項5に記載の回転電機であって、
前記ニュートラルリングは回転子のシャフトに対して固定される支持部によって、径方向に動作しない様に支持されることを特徴とする回転電機。 - 請求項6に記載の回転電機であって、
前記支持部が、回転軸方向について前記回転子鉄心と前記ニュートラルリングの間に配置されることを特徴とする回転電機。 - 請求項1ないし7のいずれか一つに記載の回転電機であって、
前記ニュートラルリングに電気的に接続されると共に、前記ニュートラルリングに一端が支持される片持ち梁部を備え、
前記接続線は前記片持ち梁部に接続されることを特徴とする回転電機。 - 請求項8に記載の回転電機であって、
前記片持ち梁部の長さLは、前記ニュートラルリングの外径Rと前記接続線の本数mに対して、L<2πR/mを満たすことを特徴とする回転電機。 - 請求項1ないし9のいずれか一つに記載の回転電機であって、
前記接続線は、前記ニュートラルリングに沿った部分を有し、該ニュートラルリングに沿った部分で前記ニュートラルリングに接続されることを特徴とする回転電機。 - 請求項10に記載の回転電機であって、
前記接続線は階段状に形成されることを特徴とする回転電機。 - 請求項1ないし11のいずれか一つに記載の回転電機であって、
前記接続線は、前記界磁巻線側における接続位置から回転中心に向かって直線状に伸び、かつ一箇所のみ直角状の曲げ部を有し、更に前記ニュートラルリングに接続される箇所において前記ニュートラルリングに対し、周方向に沿って配置されて接続されることを特徴とする回転電機。 - 請求項1ないし12のいずれか一つに記載の回転電機であって、
前記接続線は周方向について対称となる曲げ部を有することを特徴とする回転電機。 - 請求項13に記載の回転電機であって、
前記接続線は、各相の界磁巻線から複数本引き出されており、かつ前記接続線が複数本引き出される当該界磁巻線から回転中心に向かって伸びる直線に対して、線対称に前記ニュートラルリングと前記接続線が配置されることを特徴とする回転電機。 - 請求項1ないし14のいずれか一つに記載の回転電機を備える風力発電システムであって、
前記回転電機は、交流励磁型同期発電機であって、界磁巻線には電力変換器を介して励磁電流が供給され、
該交流励磁型同期発電機の回転子は風を受けて羽根が回転することによって回転し、
該交流励磁型同期発電機はタワー上に支持されるナセルの内部に収納されることを特徴とする風力発電システム。
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