JP6473111B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine.
回転電機は、回転子および固定子を有する。回転子の回転子鉄心と固定子の固定子鉄心の双方にまたがる磁束が存在することにより、電動機においては回転トルクが生じ、発電機においては電圧が発生する。 The rotating electrical machine has a rotor and a stator. The presence of magnetic flux that spans both the rotor core of the rotor and the stator core of the stator causes rotational torque in the motor and voltage in the generator.
一方、回転子鉄心は回転し、固定子鉄心は静止していることから、回転子鉄心の外周面と固定子鉄心の内周面が互いに接触しないように、両者の間には適切な寸法のギャップが必要である。このギャップは、回転子鉄心の外周面の仕上げ精度、固定子鉄心の内周面の仕上げ精度、フレーム、軸受ブラケットおよび軸受を含めた回転子の軸中心と固定子の軸中心の一致の精度、運転中の振動、回転子の径方向の変形等を考慮して設定する必要がある。あるいは、保守・点検時にギャップに治具を挿入するような場合は、その治具の厚み、作業性等も考慮する必要がある。 On the other hand, since the rotor core rotates and the stator core is stationary, the outer peripheral surface of the rotor core and the inner peripheral surface of the stator core do not come into contact with each other with appropriate dimensions between them. A gap is necessary. This gap is the finishing accuracy of the outer peripheral surface of the rotor core, the finishing accuracy of the inner peripheral surface of the stator core, the accuracy of matching between the rotor shaft center including the frame, bearing bracket and bearing, and the stator shaft center, It is necessary to set in consideration of vibration during operation, radial deformation of the rotor, and the like. Alternatively, when a jig is inserted into the gap during maintenance / inspection, it is necessary to consider the thickness of the jig, workability, and the like.
エアギャップにおける磁気抵抗は回転子鉄心および固定子鉄心における磁気抵抗に比べて大きいため、磁束の発生の観点では、エアギャップの寸法が小さいほど性能は向上する。 Since the magnetic resistance in the air gap is larger than the magnetic resistance in the rotor core and the stator core, the performance is improved as the size of the air gap is smaller from the viewpoint of magnetic flux generation.
以上のように、電磁気的な性能の観点ではエアギャップが小さいほど性能が向上する一方、機械的な観点ではエアギャップの必要寸法を確保する必要がある。したがって、エアギャップの寸法は、必要な値を確保する一方、できる限り小さくすることが望ましい。また、エアギャップの寸法は電磁気的な性能に深くかかわっている。 As described above, from the viewpoint of electromagnetic performance, the smaller the air gap, the better the performance. On the other hand, from the mechanical viewpoint, it is necessary to secure the necessary air gap dimensions. Therefore, it is desirable that the size of the air gap be as small as possible while ensuring the necessary value. In addition, the size of the air gap is deeply related to the electromagnetic performance.
このように、エアギャップの寸法は重要な値であるため、エアギャップの測定には、高い精度が必要である。 Thus, since the dimension of the air gap is an important value, high accuracy is required for measuring the air gap.
固定子鉄心の内周面には、周方向に互いに間隔を置いて軸方向に貫通する固定子スロットが形成されている。固定子スロットの開口側には、固定子スロット内の固定子巻線導体を保持するためのカバーとなる楔が設けられているが、この楔の開口側の表面と、固定子ティースの表面とは、互いに同一円周上にはなく、楔の開口側の表面が若干スロット内側に後退しているのが通例である(特許文献1参照)。 Stator slots are formed on the inner peripheral surface of the stator core so as to penetrate in the axial direction at intervals in the circumferential direction. On the opening side of the stator slot, a wedge serving as a cover for holding the stator winding conductor in the stator slot is provided. The wedge opening surface, the stator teeth surface, Are generally not on the same circumference, but the surface on the opening side of the wedge is slightly retracted to the inside of the slot (see Patent Document 1).
エアギャップの寸法の測定は、回転子ティースと固定子ティースの間の間隔を、たとえばギャップゲージを用いて行う。この際、固定子側について、固定子ティースではなく固定子スロットの楔にギャップゲージをあてると、誤った寸法を測定することになる。 The measurement of the dimension of the air gap is performed using a gap gauge, for example, between the rotor teeth and the stator teeth. At this time, if a gap gauge is applied to the wedge of the stator slot instead of the stator teeth on the stator side, an incorrect dimension is measured.
固定子鉄心の内周面は曲率を有する局面であるので、固定子スロットの楔部分にギャップゲージがあたらないように、ギャップゲージの幅(ギャップの周方向の長さ)を大きくすると、ギャップの測定上の誤差を生ずる原因となる。したがって、幅の小さなギャップゲージを用いる必要があるが、測定上で、位置の確認が必要となり、ギャップ測定には大きな手間を要することになる。 Since the inner peripheral surface of the stator core has a curvature, if the gap gauge width (the length in the circumferential direction of the gap) is increased so that the gap gauge does not hit the wedge portion of the stator slot, It causes a measurement error. Therefore, it is necessary to use a gap gauge having a small width, but it is necessary to confirm the position in the measurement, and the gap measurement requires a lot of trouble.
そこで、本発明は、回転電機の回転子と固定子との間のエアギャップの測定を容易にすることを目的とする。 Then, an object of this invention is to make easy the measurement of the air gap between the rotor of a rotary electric machine, and a stator.
上述の目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、回転軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと前記ロータシャフトの径方向外側に設けられた回転子鉄心とを有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に設けられてその内周面に沿って周方向に互いに間隔をもって前記回転軸方向に延びるように配された複数のスロットにより形成された複数の固定子ティースを有する円筒状の固定子鉄心と、前記スロット内を前記回転軸方向に貫通する固定子巻線導体を含む固定子巻線と、を有する固定子と、前記回転子鉄心と前記固定子とを収納するフレームと、前記ロータシャフトを回転可能に軸支する2つの軸受と、を備え、前記固定子巻線導体は、前記複数のスロットのそれぞれの開口を塞ぐように配されて前記回転軸方向に延びた巻線導体押さえクサビにより保持され、軸方向端部においてのみ前記巻線導体押さえクサビの前記開口側の面は、前記開口側に張り出していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a rotating electrical machine according to the present invention includes a rotor shaft that extends in the direction of the rotation axis and is rotatably supported, and a rotor iron core that is provided radially outside the rotor shaft. And a plurality of stator teeth formed by a plurality of slots provided on the outer side in the radial direction of the rotor core and extending along the inner peripheral surface thereof in the circumferential direction with a space therebetween. A stator having a cylindrical stator core having a stator winding including a stator winding conductor penetrating through the slot in the direction of the rotation axis, and the rotor core and the stator. A frame for housing, and two bearings for rotatably supporting the rotor shaft, wherein the stator winding conductor is disposed so as to close each opening of the plurality of slots, and the rotation axis direction Is held by winding conductor pressing wedge extending, only the surface of the opening side of the winding conductor pressing wedge in the axial direction end portion, characterized in that it overhangs the opening side.
本発明によれば、回転電機の回転子と固定子との間のエアギャップの測定を容易にすることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to make easy the measurement of the air gap between the rotor and stator of a rotary electric machine.
[第1の実施形態]
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。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、第1の実施形態に係る回転電機の構成を示す立断面図である。 FIG. 1 is an elevational sectional view showing the configuration of the rotating electrical machine according to the first embodiment.
回転電機100は、回転子10、固定子20、軸受30、フレーム40および軸受ブラケット45を有する。
The rotating
回転子10は、水平方向に延びたロータシャフト11と、ロータシャフト11の径方向外側に設けられて、ロータシャフト11とともに回転する回転子鉄心12を有する。ロータシャフト11は、回転子鉄心12の両側で、それぞれ軸受30により回転可能に軸支されている。
The
固定子20は、回転子鉄心12の径方向外側にエアギャップ50を空けて設けられた円筒状の固定子鉄心21と、固定子鉄心21内を貫通する固定子巻線25を有する。
The
回転子鉄心12および固定子20の径方向外側には、フレーム40が設けられている。フレーム40は軸方向の両端が開放されており、両端のそれぞれは軸受ブラケット45により閉止されている。軸受ブラケット45はそれぞれ軸受30を支持している。
A
図2は、回転子鉄心および固定子鉄心の周方向4分の1の部分を示す横断面図である。回転子鉄心12の外周には、周方向に互いに間隔をおいて、軸方向に貫通する複数の回転子スロット13が形成されている。回転子スロット13のそれぞれの回転子鉄心12の外周側は、幅の狭い回転子スロット開口13aが形成されている。互いに隣接する回転子スロット13に挟まれて回転子ティース14が形成されている。なお、図2では、回転子スロット13内に設けられる導体バーの図示を省略している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a quarter portion in the circumferential direction of the rotor core and the stator core. A plurality of
固定子鉄心21の内周に沿って複数の固定子スロット23が形成されている。固定子スロット23は周方向に互いに間隔をおいて設けられており、それぞれ固定子鉄心21の軸方向の両端まで延びている。互いに隣接する固定子スロット23に挟まれて固定子ティース22が形成されている。なお、図2では、固定子スロット23内に設けられる固定子巻線導体25a(図3)の図示を省略している。また、固定子スロット23の形状は、図3で説明する。
A plurality of
回転子ティース14の外周面を含む第1の円筒と、固定子ティース22の内周面を含む第2の円筒との間にエアギャップ50が形成されその半径方向の間隔がエアギャップ50の幅gである。
An
図3は、固定子鉄心の固定子スロットまわりの詳細を示す横断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing details around the stator slot of the stator core.
固定子スロット23は、開口28の近傍に窪み部23aおよび突出部23bが形成されている。窪み部23aは、周方向の両側に広がっている。突出部23bは、窪み部23aの開口28側にあって、周方向の広がりが狭くなっている部分である。突出部23bの径方向の奥行きはd1である。
The
窪み部23aおよび突出部23bには、巻線導体押さえクサビ24が嵌め込まれている。
A winding
図4は、固定子鉄心の固定子スロットに用いられる巻線導体押さえクサビを示す横断面図である。また、図5は、巻線導体押さえクサビを示す側面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a winding conductor pressing wedge used in a stator slot of the stator core. FIG. 5 is a side view showing the winding conductor pressing wedge.
巻線導体押さえクサビ24の断面は、図4に示すように長方形の嵌め込み部24aの断面と、嵌め込み部24aの断面長手方向に沿って延びる長方形の後退補償部24bの断面からなる形状である。後退補償部24bの周方向の幅L2は、固定子スロット23の開口28の周方向の幅に対応しており、嵌め込み部24aの周方向の幅L1よりも小さい。言い換えれば、長手方向の両端近傍の厚みが小さくなっている。
As shown in FIG. 4, the cross section of the winding
巻線導体押さえクサビ24は、軸方向には、複数個に分割され、巻線導体押さえクサビ24の固定子スロット23からの取り外しおよび固定子スロット23への組み込みを容易にしている。
The winding
後退補償部24bの周方向の幅は、開口28の幅に対応し、嵌め込み部24aの周方向の幅より小さい。後退補償部24bは、嵌め込み部24aに隣接している。
The circumferential width of the
後退補償部24bは、突出部23bに囲まれた空間を、開口28側に、d2の厚さで張り出している。後退補償部24bの厚さd2は、突出部23bの奥行きd1(図3)に等しくなるように形成されている。
The
この結果、巻線導体押さえクサビ24の内面、すなわち後退補償部24bの開口28側の面は、固定子ティース22の内面と、段差なく隣接することになる。
As a result, the inner surface of the winding
以上のように形成された本実施形態により、エアギャップ50の寸法g(図2)の測定の際には、エアギャップ50の測定用の治具を、固定子ティース22の内面に厳密にあてるための準備を要さずに、容易に、回転電機の回転子と固定子との間のエアギャップの測定をすることが可能となる。
According to the present embodiment formed as described above, when measuring the dimension g (FIG. 2) of the
[第2の実施形態]
本実施形態は、第1の実施形態の変形であり、巻線導体押さえクサビの部分のみが異なり、その他については第1の実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
The present embodiment is a modification of the first embodiment, and only the winding conductor pressing wedge portion is different, and the others are the same as the first embodiment.
図6は、第2の実施形態に係る固定子鉄心の固定子スロットに用いられる巻線導体押さえクサビを示す側面図である。本第2の実施形態における巻線導体押さえクサビ24は、固定子スロット23の軸方向の両端のみに後退補償部24cが設けられている。実際にエアギャップ50の寸法gの測定は、回転子10が固定子鉄心21の内部に位置している状態で行われる。したがって、エアギャップ50の寸法gの測定は、固定子鉄心21の軸方向の両方の端部において行われる。
FIG. 6 is a side view showing a winding conductor pressing wedge used in the stator slot of the stator core according to the second embodiment. In the winding
したがって、巻線導体押さえクサビ24の後退補償部24cは、固定子鉄心21の端部において設けられていれば十分である。こうすることにより、エアギャップ50の寸法gの測定においては第1の実施形態と同様の効果が得られる。また、両端を除いて、巻線導体押さえクサビ24は後退補償部24cを有さず、長方形の断面であるので、それぞれの固定子スロット23への挿入、固定子スロット23からの抜き取りがさらに容易となる。
Accordingly, it is sufficient that the
[その他の実施形態]
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。たとえば、実施形態では、ロータシャフト11が水平方向に延びた横型の回転電機の場合を例にとって示したが、立形の回転電機の場合であってもよい。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. For example, in the embodiment, the case of a horizontal rotating electric machine in which the
さらに、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。 Furthermore, the embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention.
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。 The embodiments and the modifications thereof are included in the scope of the invention and the scope of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…回転子、11…ロータシャフト、12…回転子鉄心、13…回転子スロット、13a…回転子スロット開口、14…回転子ティース、20…固定子、21…固定子鉄心、22…固定子ティース、23…固定子スロット、23a…窪み部、23b…突出部、24…巻線導体押さえクサビ、24a…嵌め込み部、24b、24c…後退補償部、25…固定子巻線、25a…固定子巻線導体、28…開口、30…軸受、40…フレーム、45…軸受ブラケット、50…エアギャップ、100…回転電機
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記回転子鉄心の径方向外側に設けられてその内周面に沿って周方向に互いに間隔をもって前記回転軸方向に延びるように配された複数の固定子スロットにより形成された複数の固定子ティースを有する円筒状の固定子鉄心と、前記固定子スロット内を前記回転軸方向に貫通する固定子巻線導体を含む固定子巻線と、を有する固定子と、
前記回転子鉄心と前記固定子とを収納するフレームと、
前記ロータシャフトを回転可能に軸支する2つの軸受と、
を備え、
前記固定子巻線導体は、前記複数の固定子スロットのそれぞれの開口を塞ぐように配されて前記回転軸方向に延びた巻線導体押さえクサビにより保持され、
軸方向端部においてのみ前記巻線導体押さえクサビの前記開口側の面は、前記開口側に張り出していることを特徴とする回転電機。 A rotor having a rotor shaft that extends in the direction of the rotation axis and is rotatably supported; and a rotor core that is provided radially outside the rotor shaft;
A plurality of stator teeth formed by a plurality of stator slots provided on the outer side in the radial direction of the rotor core and extending along the inner circumferential surface thereof in the circumferential direction with a space therebetween. A stator having a cylindrical stator core, and a stator winding including a stator winding conductor penetrating through the stator slot in the direction of the rotation axis;
A frame for housing the rotor core and the stator;
Two bearings rotatably supporting the rotor shaft;
With
The stator winding conductor is held by a winding conductor pressing wedge that is arranged so as to close each opening of the plurality of stator slots and extends in the rotation axis direction ,
The rotating electrical machine characterized in that the opening-side surface of the winding conductor pressing wedge extends only to the opening side only at the end portion in the axial direction.
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