JP6522272B1 - Rotating electrical machine and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
この発明による回転電機は、電機子と、回転子と、を備え、上記回転子は、半径方向外方に開口し、かつ軸方向に延びるスロットが周方向に複数形成された回転子コアと、上記スロットのそれぞれに収納された界磁巻線と、上記スロットのそれぞれの開口側に軸方向に配列して収納され、上記界磁巻線を上記スロット内に固定保持する複数の分割くさびと、上記回転子コアの軸方向両端部に装着された保持環と、を有する。上記複数の分割くさびは、複合くさびを含み、上記複合くさびは、上記界磁巻線を保持する本体部と、上記本体部に保持され、渦電流が流れる通電体と、を備え、上記本体部は、上記通電体より高強度の非磁性材で作製され、上記通電体は、上記本体部より高導電性の金属で作製されている。A rotating electrical machine according to the present invention comprises an armature and a rotor, wherein the rotor is opened radially outward, and a rotor core in which a plurality of axially extending slots are circumferentially formed, A field winding housed in each of the slots, and a plurality of split wedges axially arranged and housed on the opening side of each of the slots and fixedly holding the field winding in the slots; And a holding ring mounted on both axial ends of the rotor core. The plurality of split wedges include a composite wedge, and the composite wedge includes a main body portion for holding the field winding, and a conductive body held by the main body portion and through which an eddy current flows, and the main body portion The conductive body is made of a nonmagnetic material of higher strength than the conductive body, and the conductive body is made of a metal of higher conductivity than the main body portion.
Description
この発明は、円筒形の回転子を有する回転電機およびその製造方法に関し、例えば、タービン発電機に適用される回転電機の回転子構造に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine having a cylindrical rotor and a method of manufacturing the same, and more particularly to a rotor structure of a rotating electrical machine applied to a turbine generator.
回転子の界磁巻線に界磁電流を流して電磁石とする従来の発電機においては、界磁巻線は、回転子コアに設けられた溝状のスロット内に設置されている。スロットには、界磁巻線以外にも、電機子巻線からの磁束により誘起された渦電流が流れるダンパーバー、ダンパーバーと界磁巻線との間を絶縁する絶縁物、およびスロット内容物の飛散防止用のくさびが設置されている(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional generator in which a field current is passed through a field winding of a rotor to form an electromagnet, the field winding is disposed in a groove-shaped slot provided in a rotor core. In addition to the field winding, the slot also includes a damper bar through which an eddy current induced by the magnetic flux from the armature winding flows, an insulator that insulates between the damper bar and the field winding, and a slot content A wedge for preventing scattering is installed (see, for example, Patent Document 1).
従来の発電機では、絶縁物、ダンパーバーおよびくさびが、界磁巻線よりも回転子コアの外周側に設置されている。飛散防止用のくさびは、回転子コアの軸方向中央部におけるダンパーバー間を導電させ、かつ回転子コアの軸方向端部におけるダンパーバーと保持環とを導電させる機能を有する。そのため、くさびは、導電性が高い金属、例えば、BeCu合金により作製されている。なお、導電性が高いとは、電気を通しやすいことを意味する。 In conventional generators, insulators, damper bars and wedges are placed on the outer periphery of the rotor core relative to the field windings. The scattering prevention wedge has a function of electrically conducting between the damper bars in the axial center portion of the rotor core, and electrically conducting the damper bar and the holding ring at the axial end portion of the rotor core. Therefore, the wedge is made of a highly conductive metal, such as a BeCu alloy. In addition, having high conductivity means that it is easy to conduct electricity.
くさびが導電性の高い金属で作製されているので、界磁巻線、絶縁物、ダンパーバーに作用する遠心力に耐えるために、くさびを半径方向に厚くする必要があった。これにより、界磁巻線と電機子巻線との間の距離が長くなり、界磁巻線で発生させた磁束の一部が電機子巻線に鎖交しなくなり、回転子コアでの損失が大きくなっていた。 Since the wedge is made of highly conductive metal, it has been necessary to make the wedge radially thicker to withstand the centrifugal forces acting on the field windings, insulation and damper bars. As a result, the distance between the field winding and the armature winding is increased, and a part of the magnetic flux generated in the field winding does not interlink with the armature winding, and the loss in the rotor core Was getting bigger.
ここで、くさびを高強度非磁性材、例えばステンレス鋼で作製した場合、くさびは、半径方向に厚くすることなく、界磁巻線、絶縁物、ダンパーバーに作用する遠心力に耐えることができる。これにより、界磁巻線と電機子巻線との間の距離が短くなり、界磁巻線で発生させた磁束の電機子巻線を鎖交する量が多くなり、回転子コアでの損失を低減することができる。その結果、界磁電流を削減でき、効率が向上される。しかしながら、ステンレス鋼などの高強度非磁性材料は、導電性が低い。そのため、回転子コアの軸方向中央部および軸方向両端部において、ダンパーバーからの渦電流がくさびを流れにくくなり、くさびでの発熱が増大し、渦電流損が大きくなるという課題があった。 Here, if the wedge is made of a high strength non-magnetic material, such as stainless steel, the wedge can withstand the centrifugal forces acting on the field windings, insulators, and damper bars without radial thickening. . As a result, the distance between the field winding and the armature winding is shortened, and the amount of magnetic flux generated by the field winding interlinking the armature winding increases, and the loss in the rotor core Can be reduced. As a result, the field current can be reduced and the efficiency can be improved. However, high strength non-magnetic materials such as stainless steel have low conductivity. Therefore, the eddy current from the damper bar is less likely to flow through the wedge at the axial center portion and both axial end portions of the rotor core, and heat generation by the wedge is increased, resulting in an increase in eddy current loss.
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、渦電流によるくさびでの発熱を抑えて、効率を向上させることができる回転電機およびその製造方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to obtain a rotating electrical machine capable of improving efficiency by suppressing heat generation by a wedge due to eddy current and a method of manufacturing the same. .
この発明による回転電機は、電機子巻線を備える電機子と、上記電機子の内径側に配置された回転子と、を備える。上記回転子は、半径方向外方に開口し、かつ軸方向に延びるスロットが周方向に複数形成された回転子コアと、上記スロットのそれぞれに収納された界磁巻線と、上記スロットのそれぞれの開口側に軸方向に配列して収納され、上記界磁巻線を上記スロット内に固定保持する複数の分割くさびと、上記回転子コアの軸方向両端部に装着された保持環と、を有する。上記複数の分割くさびは、複合くさびを含み、上記複合くさびは、上記界磁巻線を保持する本体部と、上記本体部に保持され、渦電流が流れる通電体と、を備え、上記本体部は、上記通電体より高強度の非磁性材で作製され、上記通電体は、上記本体部より高導電性の金属で作製されている。上記本体部は、分割上くさびと、分割下くさびと、を備え、上記複合くさびは、上記通電体が上記分割上くさびと上記分割下くさびとの間に挟まれて保持された状態で、上記分割上くさびと上記分割下くさびとを一体化して構成されている。 A rotating electrical machine according to the present invention includes an armature including an armature winding, and a rotor disposed on the inner diameter side of the armature. The rotor is opened radially outward, and has a rotor core in which a plurality of slots extending in the axial direction are circumferentially formed, field windings accommodated in the slots, and the slots, respectively. A plurality of divided wedges axially arranged and stored on the opening side of the rotor, and holding the field winding fixedly in the slot; holding rings mounted on both axial ends of the rotor core; Have. The plurality of split wedges include a composite wedge, and the composite wedge includes a main body portion for holding the field winding, and a conductive body held by the main body portion and through which an eddy current flows, and the main body portion The conductive body is made of a nonmagnetic material of higher strength than the conductive body, and the conductive body is made of a metal of higher conductivity than the main body portion. The body portion includes a split upper wedge and a split lower wedge, and the composite wedge is in a state in which the conductor is held between the split upper wedge and the split lower wedge. A split upper wedge and the split lower wedge are integrated.
この発明によれば、通電体が本体部より高導電性の金属で作製されているので、渦電流による複合くさびでの発熱が抑制される。本体部が通電体より高強度の非磁性材で作製されているので、厚みを薄くして、スロット内容物の飛散を防止できる。そこで、スロット内での界磁巻線の位置が電機子巻線に近づき、界磁電流の削減を可能として、効率を向上させることができる。 According to the present invention, since the current-carrying member is made of a metal having higher conductivity than the main body, heat generation in the composite wedge due to the eddy current is suppressed. Since the main body is made of a nonmagnetic material having a strength higher than that of the current-carrying member, the thickness can be reduced to prevent scattering of the contents of the slot. Therefore, the position of the field winding in the slot approaches the armature winding, and the field current can be reduced to improve the efficiency.
以下、この発明の各実施の形態の回転電機について、図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材、部位には同一符号を付して説明する。 Hereinafter, although the rotary electric machine of each embodiment of this invention is demonstrated based on figures, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to an identical or equivalent member and site | part.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る回転電機を示す縦断面図、図2は、この発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子を示す斜視図である。なお、縦断面図とは、回転軸の軸心を含む断面を示す断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a rotating electrical machine according to
図1および図2において、回転電機100は、フレーム1と、フレーム1に回転可能に支持された回転軸7、および回転軸7に固着されてフレーム1の内部に回転可能に設けられ、電磁石となる回転子コア8を有する回転子6と、フレーム1に保持されて、回転子コア8を取り囲み、かつ同軸に設けられた電機子コア4、および電機子コア4に保持されて、回転子コア8による磁束が鎖交して出力電流を発生する電機子巻線5を有する電機子3と、を備える。回転軸7は、原動機(図示せず)に接続されている。これにより、回転子コア8は、回転軸7を介して原動機の回転力が付与される。さらに、回転子コア8に装着された界磁巻線(図示せず)、電機子巻線5などでの発熱を抑えるための空気、または水素の冷媒を冷却するガスクーラー2が、フレーム1内に設けられている。
1 and 2, the rotating
回転子コア8には、スロット10が、それぞれ、溝方向を軸方向として回転子コア8の軸方向の一端から他端に至るように、かつ回転子コア8の外周面に開口するように、周方向に複数設けられている。界磁巻線が、図示されていないが、スロット10内に設置されている。くさびが、スロット10内に設置され、遠心力による界磁巻線などのスロット内容物の飛び出しを阻止している。スロット10に設置されている界磁巻線を結合する構造(図示せず)が回転子コア8の軸方向両端部に設置されている。この界磁巻線を結合する構造の遠心力による変形を抑制するための金属製の保持環9が回転子コア8の軸方向両端部に設置されている。
In the
このように構成された回転電機100は、回転軸7を介して原動機の回転力が回転子6に付与される。これにより、回転磁界が電機子巻線5に与えられ、起電力が電機子巻線5に発生する。このように、回転電機100は発電機として動作する。
In the rotary
ここで、比較例の回転子構造を図3および図4を参照して説明する。図3は、比較例の回転電機における回転子のスロット周りを示す要部横断面図、図4は、比較例の回転電機における回転子のスロット周りを示す要部縦断面図である。なお、横断面図とは、回転軸の軸心に直交する断面を示す断面図である。 Here, the rotor structure of the comparative example will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a cross-sectional view of relevant parts showing the surroundings of the slots of the rotor in the rotating electrical machine of the comparative example, and FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of the relevant parts showing the surroundings of the slots of the rotor in the rotating electrical machine of the comparative example. In addition, a cross-sectional view is a cross-sectional view which shows the cross section orthogonal to the axial center of a rotating shaft.
比較例の回転子においては、界磁巻線11、絶縁物12、ダンパーバー13が、内径側からこの順番で、各スロット10に設置されている。Uチャネル14が、開口を径方向外方に向けて、各スロット10の界磁巻線11の内径側に設置され、軸方向通風路15が構成されている。くさびが、各スロット10のダンパーバー13の外径側に設置され、界磁巻線11、絶縁物12、ダンパーバー13の飛び出しを阻止している。ここで、くさびは、スロット10の軸方向の中央部に設置される第1分割くさび16、スロット10の軸方向の両端部に設置される第2分割くさび17と、スロット10の第1分割くさび16と第2分割くさび17との間に設置される複数の第3分割くさび18と、からなる。つまり、第1分割くさび16、第2分割くさび17、および複数の第3分割くさび18は、各スロット10の開口側に、軸方向に1列に配列して収納されている。半径方向通風路20が、軸方向の複数位置で、第1分割くさび16、第2分割くさび17、第3分割くさび18、ダンパーバー13、絶縁物12、界磁巻線11を径方向に貫通するように形成され、軸方向通風路15と外部とを連通している。
In the rotor of the comparative example, the field winding 11, the
第1分割くさび16は、軸方向の中央部で軸方向に分離して設置されているダンパーバー13に接し、ダンパーバー13間を電気的に短絡している。第2分割くさび17は、ダンパーバー13と保持環9とに接し、ダンパーバー13と保持環9とを電気的に短絡している。これにより、電機子巻線5からの磁束により誘起されて、軸方向他側に設置されているダンパーバー13を流れる渦電流が、図4中矢印19で示されるように、第1分割くさび16を通って、軸方向一側に設置されているダンパーバー13に流れる。さらに、ダンパーバー13を流れる渦電流が、第2分割くさび17を通って保持環9に流れる。保持環9に流れた渦電流は、保持環9から他のスロット10内に設置されている第2分割くさび17を通ってダンパーバー13に流れる。これにより、回転子内に保持環9を介した渦電流の経路が形成され、第1分割くさび16および第2分割くさび17を含めた回転子の渦電流による発熱が抑制される。このように、第1分割くさび16と第2分割くさび17には、高い導電性が求められることから、導電性の高い金属、例えばBeCu合金で作製されている。第1分割くさび16と第2分割くさび17に必要な導電率は、導電率の基準IACS(International Annealed Copper Stanraed)によれば20%IACSである。一方、第3分割くさび18には導電性が必要ないので、高強度の非磁性材、例えばステンレス鋼で作製される。第3分割くさび18に必要な材料強度は、0.2%耐力により規定され、196MPa以上である。これにより、第3分割くさび18は、電機子巻線5からの磁束により発熱することが抑制されている。
The
つぎに、実施の形態1による回転子構造を図5から図10を参照して説明する。図5は、この発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子のスロット周りを示す要部縦断面図、図6は、この発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子の第1分割くさびを示す縦断面図、図7は、この発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子の第1分割くさびを軸方向から見た端面図、図8は、この発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子の第2分割くさびを示す縦断面図、図9は、この発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子の第2分割くさびを軸方向他端側から見た端面図、図10は、この発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子の第2分割くさびを軸方向一端側から見た端面図、図11は、この発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子のスロット周りを示す要部分解斜視図、図12は、この発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子の第1分割クサビを示す分解斜視図、図13は、この発明の実施の形態1に係る回転電機における回転子の第2分割クサビを示す分解斜視図である。
Next, a rotor structure according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 10. FIG. 5 is an essential part longitudinal cross sectional view showing around a slot of a rotor in a rotary electric machine according to
実施の形態1による回転子6は、図5および図12に示されるように、第1分割くさび30が第1分割くさび16に替えてスロット10の軸方向中央部に設置され、第2分割くさび35が第2分割くさび17に替えてスロット10の軸方向両端部に設置されている点を除いて、比較例の回転子と同様に構成されている。実施の形態1では、くさびは、第1分割くさび30、第2分割くさび35、および第3分割くさび18に分割構成されている。
In the
第1分割くさび30は、図6、図7および図13に示されるように、第1分割上くさび31と、第1分割下くさび32と、導電性金属板33と、を備える複合くさびである。第1分割下くさび32は、溝方向を軸方向とする凹部32aが上面中央部に形成された略直方体に作製されている。導電性金属板33は、矩形平板状に作製され、凹部32aに配置され、第1分割下くさび32から軸方向両側への突出部を折り返して、第1分割下くさび32の軸方向の両端面に沿って延びて第1分割下くさび32の下面に沿うように配置される。このとき、第1分割下くさび32の軸方向の両端面の導電性金属板33の載置領域が凹部に形成されており、第1分割下くさび32の軸方向の両端面と導電性金属板33は面一となっている。同様に、第1分割下くさび32の下面の導電性金属板33の載置領域が凹部に形成されており、第1分割下くさび32の下面と導電性金属板33は面一となっている。第1分割上くさび31は、下面中央部に凹部32aと嵌合可能な凸部31aを有している。
The
第1分割くさび30は、凸部31aを凹部32aに嵌着して、導電性金属板33が第1分割上くさび31と第1分割下くさび32との間に挟まれて保持された状態で、第1分割上くさび31と第1分割下くさび32とを一体化して構成される。このとき、第1分割上くさび31と第1分割下くさび32は、軸方向の両端面が面一となっている。ここで、一体化された第1分割上くさび31と第1分割下くさび32とが本体部となり、導電性金属板33が通電体となる。
In the state where the first divided
第1分割くさび30においても、第1分割上くさび31、第1分割下くさび32および導電性金属板33に、半径方向通風路20が形成されている。第1分割上くさび31および第1分割下くさび32は、高強度の非磁性材、例えばステンレス鋼で作製されている。導電性金属板33は、比較例における第1分割くさび16および第2分割くさび17と同等以上の導電性を有する材料、例えば銅又は銅合金で作製される。このように、第1分割上くさび31および第1分割下くさび32は、導電性金属板33より高強度の非磁性材で作製される。一方、導電性金属板33は、第1分割上くさび31および第1分割下くさび32より高伝導性の金属で作製される。
Also in the
第2分割くさび35は、図8から図10および図14に示されるように、第2分割上くさび36と、第2分割下くさび37と、第1導電性金属板38aと、第2導電性金属板38bと、を備える複合くさびである。第2分割下くさび37は、第2分割上くさび36より軸方向長さが長い略直方体に作製され、溝方向を軸方向とする凹部37aが上面中央部に形成されている。第1導電性金属板38aは、矩形平板状に作製され、凹部37aに配置され、第2分割下くさび37から軸方向両側への突出部を折り返して、第2分割下くさび37の軸方向の両端面に沿って延びて第2分割下くさび37の下面に沿うように配置される。このとき、第2分割下くさび37の軸方向の両端面の第1導電性金属板38aの載置領域が凹部に形成されており、第2分割下くさび37の軸方向の両端面と第1導電性金属板38aは面一となっている。同様に、第2分割下くさび37の下面の第1導電性金属板38aの載置領域が凹部に形成されており、第2分割下くさび37の下面と第1導電性金属板38aは面一となっている。
As shown in FIGS. 8 to 10 and 14, the
第2分割上くさび36は、下面中央部に凹部37aと嵌合可能な凸部36aを有している。第2導電性金属板38bは、矩形平板状に作製され、凸部36aに配置され、第2分割上くさび36から軸方向一端側への突出部を折り返して、第2分割上くさび36の軸方向の一端面に沿うように配置される。このとき、第2分割上くさび36の軸方向の一端面の第2導電性金属板38bの載置領域が凹部に形成されており、第2分割上くさび36の軸方向の一端面と第2導電性金属板38bは面一となっている。そして、第2分割くさび35は、凸部36aを凹部37aに嵌着して、第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bが第2分割上くさび36と第2分割下くさび37との間に挟まれて保持された状態で、第2分割上くさび36と第2分割下くさび37とを一体化して構成される。このとき、第2分割下くさび37は、第2分割上くさび36から軸方向一端側に突出し、第2分割上くさび36と第2分割下くさび37の軸方向の他端面は、面一となっている。ここで、一体化された第2分割上くさび36と第2分割下くさび37とが本体部となり、第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bが通電体となる。
The second
第2分割くさび35においても、第2分割上くさび36、第2分割下くさび37、第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bに、半径方向通風路20が形成されている。第2分割上くさび36および第2分割下くさび37は、高強度の非磁性材、例えばステンレス鋼で作製されている。第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bは、導電性金属板33と同じ材料で作製される。このように、第2分割上くさび36および第2分割下くさび37は、第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bより高強度の非磁性材で作製される。一方、第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bは、第2分割上くさび36および第2分割下くさび37より高伝導性の金属で作製される。
Also in the
なお、第1導電性金属板38aと第2導電性金属板38bとの2枚の金属板を用いているが、1枚の金属板を用い、第2分割くさび35から軸方向一端側への突出部を分割して上下に折り返してもよい。ここでは、スロット10の軸方向一端部に設置される第2分割くさび35について説明しているが、スロット10の軸方向他端部では、第2分割くさび35は、第2分割下くさび37が第2分割上くさび36から軸方向他端側に突出するように設置されている。
Although two metal plates of the first
第1分割くさび30を第1分割上くさび31と第1分割下くさび32とに分割する箇所は、回転子6が回転時に遠心力を受ける際に圧縮の荷重となる箇所とすることが好ましい。第1分割上くさび31と第1分割下くさび32とは、焼嵌め、冷やし嵌め、接着、溶接、ロウ付け、撹拌接合のいずれかの方法を用いて一体化される。なお、第2分割くさび35においても、第1分割くさび30と同様である。これにより、スロット10に第1分割くさび30および第2分割くさび35を分離することなく挿入でき、組み立て作業性が高められる。
It is preferable that a portion where the first
また、第1分割くさび30および第2分割くさび35は、接着、 溶接、ロウ付けおよび撹拌接合のいずれかと、焼嵌めおよび冷やし嵌めのいずれかと、を併用して一体化してもよい。これにより、焼嵌めまたは冷やし嵌めによる結合部が外れるような温度分布が第1分割くさび30および第2分割くさび35に発生しても、接着、 溶接、ロウ付けおよび撹拌接合のいずれかによる接合部が維持される。その結果、第1分割くさび30および第2分割くさび35の接合部が外れることに起因する、導電性金属とくさびとの摩耗による金属粉の発生を抑制できる。
Also, the
このように構成された回転子6においては、第1分割くさび30の本体部からの導電性金属板33の突出部が、軸方向中央部で軸方向に分離して設置されているダンパーバー13に接し、ダンパーバー13間を電気的に短絡している。第2分割くさび35の本体部からの第1導電性金属板38aと第2導電性金属板38bとの突出部が、ダンパーバー13と保持環9とに接し、ダンパーバー13と保持環9とを電気的に短絡している。このとき、第1分割くさび30の第1分割下くさび32の下面と導電性金属板33とが面一となっているので、導電性金属板33とダンパーバー13とが面接触し、両者の電気的接続が確実に確保される。第2分割くさび35の第2分割下くさび37の下面と第1導電性金属板38aとが面一となっているので、第1導電性金属板38aとダンパーバー13とが面接触し、両者の電気的接続が確実に確保される。第2分割下くさび37の第2分割上くさび36から軸方向一端側への突出部の上面と第1導電性金属板38aとが面一となっているので、第1導電性金属板38aと保持環9の内周面とが面接触し、両者の電気的接続が確実に確保される。第2分割上くさび36の軸方向一端面と第2導電性金属板38bとが面一となっているので、第2導電性金属板38bと保持環9の軸方向他端面とが面接触し、両者の電気的接続が確実に確保される。さらに、第1導電性金属板38aと第2導電性金属板38bの保持環9との接触面積が増大し、接触抵抗が低減される。
In the
比較例の回転子においては、ダンパーバー13に流れる渦電流を第1分割くさび16および第2分割くさび17に流しているので、第1分割くさび16および第2分割くさび17をBeCu合金などの高い導電性の材料で作製されていた。しかし、高い導電性と高強度の両立は困難であり、第1分割くさび16および第2分割くさび17の厚さを厚くして、スロット内容物の飛散防止機能を確保していた。これにより、界磁巻線11と電機子巻線5との間の距離が長くなり、界磁巻線11から生じる磁束の電機子巻線5に交差する量が少なくなってしまう。
In the rotor of the comparative example, since the eddy current flowing in the
実施の形態1では、第1分割くさび30は、第1分割上くさび31と、第1分割下くさび32と、導電性金属板33と、を備えた複合くさびである。導電性金属板33は、第1分割上くさび31および第1分割下くさび32より高導電性の金属で作製されている。導電性金属板33が導電性の機能を担っているので、導電性金属板33を保持する第1分割上くさび31と第1分割下くさび32とには、高い導電性が不要となる。第2分割くさび35においても、同様である。そこで、第1分割上くさび31、第1分割下くさび32、第2分割上くさび36および第2分割下くさび37に求められる特性を強度に特化できる。これにより、第1分割上くさび31、第1分割下くさび32、第2分割上くさび36および第2分割下くさび37を、導電性金属板33、第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bよりも高強度の材料で作製することができる。そこで、第1分割上くさび31、第1分割下くさび32、第2分割上くさび36および第2分割下くさび37の材料として、第1分割くさび16および第2分割くさび17の材料として用いられているBeCu合金よりも高強度な非磁性材、例えばステンレス鋼を用いることができる。その結果、第1分割くさび30および第2分割くさび35の厚さを薄くすることができる。これにより、スロット内容物の飛散を防止できるとともに、スロット10内の界磁巻線11を回転子コア8の外周部に設置できる。そこで、界磁巻線11と電機子巻線5との間の距離が短くなり、界磁巻線11から生じる磁束がより多く電機子巻線5に鎖交するので、設定された出力電流を得るために界磁巻線11に通電される界磁電流を削減できる。その結果、界磁銅損が削減され、効率が向上される。また、導電性金属板33、第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bが、第1分割上くさび31、第1分割下くさび32、第2分割上くさび36および第2分割下くさび37より高い導電性の材料、例えば銅、銅合金などで作製されているので、第1分割くさび30および第2分割くさび35での発熱が抑制され、渦電流損の低減が図られる。
In the first embodiment, the
第1分割くさび30がスロット10の軸方向中央部に収納され、第2分割くさび35がスロット10の軸方向両端部に収納されている。そこで、電機子巻線5からの磁束により誘起されて、軸方向他側に設置されているダンパーバー13を流れる渦電流が、図5中矢印19で示されるように、第1分割くさび30の導電性金属板33を通って、軸方向一側に設置されているダンパーバー13に流れる。さらに、ダンパーバー13を流れる渦電流が、第2分割くさび35の第1導電性金属板38aと第2導電性金属板38bを通って保持環9に流れる。保持環9に流れた渦電流は、保持環9から他のスロット10内に設置されている第2分割くさび35の第1導電性金属板38aと第2導電性金属板38bを通ってダンパーバー13に流れる。
The
第1分割クサビ30が軸方向中央部に収納されているので、軸方向中央部でのダンパーバー13間の導通が第1分割クサビ30の導電性金属板33により維持される。第2分割くさび35が軸方向両端部に収納されているので、軸方向両端部でのダンパーバー13と保持環9との導通が第2分割クサビ35の第1導電性金属板38a第2導電性金属板38bにより維持される。そのうえで、第1分割上くさび31および第1分割下くさび32が導電性金属板33より高強度の非磁性体で作製されている。同様に、第2分割上くさび36および第2分割下くさび37が第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bより高強度の非磁性体で作製されている。そこで、第1分割上くさび31、第1分割下くさび32、第2分割上くさび36および第2分割下くさび37の厚みを薄くしても、スロット内容物の飛散を防止できる。それにより、スロット10内での界磁巻線11の位置が電機子巻線5に近づき、界磁電流の削減を可能にして、効率を向上させることができる。
Since the first divided
第1分割くさび30は、導電性金属板33が第1分割上くさび31と第1分割下くさび32との間に挟まれて保持された状態で、第1分割上くさび31と第1分割下くさび32とを一体化して構成されている。そこで、回転子6の回転時に、遠心力が第1分割下くさび32を介して導電性金属板33を第1分割上くさび31に押し付けるように作用する。これにより、導電性金属板33が第1分割くさび30から外れるような事態の発生が抑制される。第2分割くさび35においても、同様である。
The
なお、上記実施の形態1では、軸方向通風路15がスロット10の底部にのみ設けられているが、図14および図15に示されるように、軸方向通風路21の半径方向位置を変えて界磁巻線11に複数形成してもよい。この場合、図15に示されるように、回転子コア8の軸方向中央部で、半径方向通風路20を、第1分割くさび30、ダンパーバー13、絶縁物12および界磁巻線11に形成し、複数の軸方向通風路21と外部とを連通するようにする。このとき、半径方向通風路20は、第2分割くさび35および第3分割くさび18に必ずしも形成する必要はない。このように、実施の形態1による回転子は、半径方向通風形式、軸方向通風形式のどちらの回転電機にも適用できる。なお、他の実施の形態による回転子も、半径方向通風形式、軸方向通風形式のどちらの回転電機にも適用できる。
In the first embodiment, the
また、上記実施の形態1において、導電性金属板33、第1導電性金属板38a、および第2導電性金属板38bのダンパーバー13又は保持環9との接触面に、導電性金属板33、第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bよりも高い導電性の金属、例えば金、銀などのメッキを施し、接触抵抗を低減してもよい。なお、他の実施の形態においても、導電性金属板の、ダンパーバーなどの他の部材との電気的接触面に、金、銀などの高い導電性の金属メッキを施してもよい。
In the first embodiment, the
また、上記実施の形態1では、第1分割くさび30および第2分割くさび35が、それぞれ、焼嵌め、冷やし嵌め、接着、溶接、ロウ付け、撹拌接合のいずれか1つの方法で、または接着と、溶接、ロウ付けおよび撹拌接合のいずれかと、を併用して、それぞれ一体化している。他の実施の形態においても、第1分割くさびおよび第2分割くさびは、同様に、それぞれ、焼嵌め、冷やし嵌め、接着、溶接、ロウ付け、撹拌接合のいずれか1つの方法、または接着と、溶接、ロウ付けおよび撹拌接合のいずれかと、を併用して、それぞれ一体化される。
Further, in the first embodiment, the
また、上記実施の形態1では、第1分割くさび30および第2分割くさび35を上下に分割する箇所は、回転子の回転時に遠心力を受ける際に圧縮の荷重となる箇所としているが、他の実施の形態においても、第1分割くさびおよび第2分割くさびを上下に分割する箇所は、回転子の回転時に遠心力を受ける際に圧縮の荷重となる箇所とすることが望ましい。
Further, in the first embodiment, the
実施の形態2.
図16は、この発明の実施の形態2に係る回転電機における回転子のスロット周りを示す要部縦断面図、図17は、この発明の実施の形態2に係る回転電機における回転子の第1分割くさびを示す縦断面図、図18は、この発明の実施の形態2に係る回転電機における回転子の第1分割くさびを軸方向から見た端面図、図19は、この発明の実施の形態2に係る回転電機における回転子の第2分割くさびを示す縦断面図、図20は、この発明の実施の形態2に係る回転電機における回転子の第2分割くさびを軸方向他端側から見た端面図、図21は、この発明の実施の形態2に係る回転電機における回転子の第2分割くさびを軸方向一端側から見た端面図である。Second Embodiment
FIG. 16 is an essential part longitudinal sectional view showing around a slot of a rotor in a rotary electric machine according to
実施の形態2では、図16に示されるように、第1分割くさび40が第1分割くさび30に替えてスロット10の軸方向中央部に設置され、第2分割くさび45が第2分割くさび35に替えてスロット10の軸方向両端部に設置されている点を除いて、実施の形態1と同様に構成されている。実施の形態2では、くさびは、第1分割くさび40、第2分割くさび45、および第3分割くさび18に分割構成されている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 16, the
第1分割くさび40は、図17および図18に示されるように、第1分割上くさび41と、第1分割下くさび42と、導電性金属板43と、を備える複合くさびである。第1分割下くさび42は、軸方向の延びる凸部42aが上面中央部に形成された略直方体に作製されている。導電性金属板43は、矩形平板状に作製され、凸部42aに配置され、第1分割下くさび42から軸方向両側への突出部を折り返して、第1分割下くさび42の軸方向の両端面に沿って延びて第1分割下くさび42の下面に沿うように配置される。このとき、第1分割下くさび42の軸方向の両端面の導電性金属板43の載置領域が凹部に形成されており、第1分割下くさび42の軸方向の両端面と導電性金属板43は面一となっている。同様に、第1分割下くさび42の下面の導電性金属板43の載置領域が凹部に形成されており、第1分割下くさび42の下面と導電性金属板43は面一となっている。第1分割上くさび41は、下面中央部に凸部42aと嵌合可能な凹部41aを有している。
The
第1分割くさび40は、凹部41aを凸部42aに嵌着して、第1分割上くさび41と第1分割下くさび42とを一体化して構成される。このとき、第1分割上くさび41と第1分割下くさび42は、軸方向の両端面が面一となっている。ここで、一体化された第1分割上くさび41と第1分割下くさび42とが本体部となり、導電性金属板43が通電体となる。なお、第1分割上くさび41と第1分割下くさび42とを一体化する方法は,上記実施の形態1と同様である。
The
第1分割くさび40においても、第1分割上くさび41、第1分割下くさび42および導電性金属板43に、半径方向通風路20が形成されている。第1分割上くさび41および第1分割下くさび42は、高強度の非磁性材、例えばステンレス鋼で作製されている。導電性金属板43は、導電性金属板33と同等の導電性を有する材料、例えば銅又は銅合金で作製される。
Also in the
第2分割くさび45は、図19から図21に示されるように、第2分割上くさび46と、第2分割下くさび47と、導電性金属板48と、を備える複合くさびである。第2分割下くさび47は、第2分割上くさび46より軸方向長さが長く作製され、軸方向に延びる凸部47aが上面中央部に形成されている。導電性金属板48は、矩形平板状に作製され、凸部47aに配置され、第2分割下くさび47から軸方向他側への突出部を折り返して、第2分割下くさび47の軸方向の他端面に沿って延びて第2分割下くさび47の下面に沿うように配置される。このとき、第2分割下くさび47の軸方向の他端面の導電性金属板48の載置領域が凹部に形成されており、第2分割下くさび47の軸方向の他端面と導電性金属板48は面一となっている。同様に、第2分割下くさび47の下面の導電性金属板48の載置領域が凹部に形成されており、第2分割下くさび47の下面と導電性金属板48は面一となっている。
The
また、導電性金属板48は、凸部47aに配置されて、第2分割下くさび47から軸方向一側への突出部を折り返して、第2分割下くさび47の軸方向の一端面に沿って延びる。さらに、導電性金属板48は、第2分割下くさび47の軸方向一端側への突出部の上面、軸方向の一端面および下面に沿うように配置される。このとき、第2分割下くさび47の軸方向の一端面、さらに第2分割下くさび47の軸方向一側への突出部の上面、軸方向一端面および下面の導電性金属板48の載置領域が凹部に形成されており、導電性金属板48が第2分割下くさび47に面一に配置されている。
In addition, the
第2分割上くさび46は、下面中央部に凸部47aと嵌合可能な凹部46aを有している。そして、第2分割くさび45は、凹部46aを凸部47aに嵌着して、第2分割上くさび46と第2分割下くさび47とを一体化して構成される。このとき、第2分割下くさび47は、第2分割上くさび46から軸方向一端側に突出し、第2分割上くさび46と第2分割下くさび47の軸方向の他端面は、面一となっている。ここで、一体化された第2分割上くさび46と第2分割下くさび47とが本体部となり、導電性金属板48が通電体となる。なお、第2分割上くさび46と第2分割下くさび47とを一体化する方法は、上記実施の形態1と同様である。
The second
第2分割くさび45においても、第2分割上くさび46、第2分割下くさび47、および導電性金属板48に、半径方向通風路20が形成されている。第2分割上くさび46および第2分割下くさび47は、高強度の非磁性材、例えばステンレス鋼で作製されている。導電性金属板48は、導電性金属板43と同じ材料で作製される。ここでは、スロット10の軸方向一端部に設置される第2分割くさび45について説明しているが、スロット10の軸方向他端部では、第2分割くさび45は、第2分割下くさび47が第2分割上くさび46から軸方向他端側に突出するように設置されている。
Also in the
実施の形態2では、第1分割くさび40は、導電性金属板43が導電性の機能を担っているので、導電性金属板43を保持する第1分割上くさび41と第1分割下くさび42とには、高い導電性が不要となる。第2分割くさび45においても,同様である。そこで、第1分割上くさび41、第1分割下くさび42、第2分割上くさび46および第2分割下くさび47に求められる特性を強度に特化できる。これにより、第1分割上くさび41、第1分割下くさび42、第2分割上くさび46および第2分割下くさび47を、導電性金属板43および導電性金属板48よりも高強度の非磁性材、例えばステンレス鋼を用いることができる。
In the second embodiment, since the
したがって、実施の形態2においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
また、実施の形態2によれば、導電性金属板43,48が、第1分割下くさび42の凸部42aおよび第2分割下くさび47の凸部47aに設置されているので、導電性金属板43,48と電機子巻線5との間の距離が短くなる。これにより、電機子巻線5からの磁束により導電性金属板43,48に誘起される渦電流が多くなり、渦電流による回転子コア8の発熱が抑制される。Therefore, also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
Further, according to the second embodiment, since the
実施の形態3.
図22は、この発明の実施の形態3に係る回転電機における回転子のスロット周りを示す要部縦断面図である。Third Embodiment
FIG. 22 is an essential part longitudinal cross sectional view showing around a slot of a rotor in a rotary electric machine according to
実施の形態3では、図22に示されるように、第3分割くさび30Aを第3分割くさび18のそれぞれに替えてスロット10に設置し、ダンパーバー13を省略している点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。実施の形態3では、くさびは、第1分割くさび30、第2分割くさび35、および第3分割くさび30Aに分割構成されている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 22, the
第3分割くさび30Aは、軸方向長さが短い点を除いて、第1分割くさび30と同様に構成された複合くさびである。
この実施の形態3では、回転子コア8のスロット10のそれぞれに設置されるすべてのくさびが、第1分割くさび30、第2分割くさび35および第3分割くさび30Aの複合くさびにより構成されているので、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。The
In the third embodiment, all the wedges installed in each of the
実施の形態3によれば、第2分割くさび35が回転子コア8のスロット10の軸方向両端部に設置され、第1分割くさび30および第3分割くさび30Aが第2分割くさび35間に1列に配列してスロット10に設置されている。これにより、第1分割くさび30および第3分割くさび30Aの導電性金属板33と第2分割くさび35の第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bとが互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列されている。このように、互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列された導電性金属板33、第1導電性金属板38aおよび第2導電性金属板38bが、ダンパーバー13として機能し、ダンパーバー13を省略することができる。これにより、界磁巻線11と電機子巻線5との間の距離がさらに短くなり、界磁巻線11から生じる磁束がより多く電機子巻線5に鎖交する。その結果、設定された出力電流を得るために界磁巻線11に通電される界磁電流を削減できるので、界磁銅損が削減され、効率が一層向上される。
According to the third embodiment, the
なお、実施の形態3においては、接着と、溶接、ロウ付けおよび撹拌接合のいずれかと、を併用して、第1分割くさび30、第2分割くさび35、および第3分割くさび30Aをそれぞれ一体化してもよい。この場合、溶接、ロウ付けおよび撹拌接合のいずれかによる接合工程に先立って、接着により分割上くさびと分割下くさびとを接合することにより、分割上くさびと分割下くさびとを高精度に位置決め固定できる。これにより、溶接、ロウ付けおよび撹拌接合のいずれかによる接合後の形状の精度が高められる。その結果、第1分割くさび30、第2分割くさび35および第3分割くさび30Aの軸方向の端面における軸方向の凹凸が低減される。そこで、第1分割くさび30と第3分割くさび30Aとの間、第3分割くさび30A間、および第3分割くさび30Aと第2分割くさび35との間の接触面積が拡大され、導電性金属板33同士の接触部、および導電性金属板33と第1導電性金属板38aとの接触部での発熱が低減される。
In the third embodiment, the
実施の形態4.
図23は、この発明の実施の形態4に係る回転電機における回転子のスロット周りを示す要部縦断面図である。Fourth Embodiment
FIG. 23 is an essential part longitudinal cross sectional view showing around a slot of a rotor in a rotary electric machine according to
実施の形態4では、図23に示されるように、第3分割くさび40Aを第3分割くさび18のそれぞれに替えてスロット10に設置し、ダンパーバー13を省略している点を除いて、上記実施の形態2と同様に構成されている。実施の形態4では、くさびは、第1分割くさび40、第2分割くさび45、および第3分割くさび40Aに分割構成されている。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 23, the
第3分割くさび40Aは、軸方向長さが短い点を除いて、第1分割くさび40と同様に構成された複合くさびである。
この実施の形態4では、回転子コア8のスロット10のそれぞれに設置されるすべてのくさびが、第1分割くさび40、第2分割くさび45、および第3分割くさび40Aの複合くさびにより構成されているので、上記実施の形態2と同様の効果が得られる。The
In the fourth embodiment, all the wedges installed in each of the
実施の形態4によれば、第2分割くさび45が回転子コア8のスロット10の軸方向両端部に設置され、第1分割くさび40および第3分割くさび40Aが第2分割くさび45間に1列に配列してスロット10に設置されている。これにより、第1分割くさび40および第3分割くさび40Aの導電性金属板43と第2分割くさび45の導電性金属板48とが互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列されている。このように、互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列された導電性金属板43および導電性金属板48が、ダンパーバー13として機能し、ダンパーバー13を省略することができる。これにより、界磁巻線11と電機子巻線5との間の距離がさらに短くなり、界磁巻線11から生じる磁束がより多く電機子巻線5に鎖交する。その結果、設定された出力電流を得るために界磁巻線11に通電される界磁電流を削減できるので、界磁銅損が削減され、効率が一層向上される。
According to the fourth embodiment, the
なお、実施の形態4においては、上記実施の形態3と同様に、接着と、溶接、ロウ付けおよび撹拌接合のいずれかと、を併用して、第1分割くさび40、第2分割くさび45、および第3分割くさび40Aをそれぞれ一体化してもよい。
また、また、他の実施の形態においても、上記実施の形態3,4と同様に、接着と、溶接、ロウ付けおよび撹拌接合のいずれかと、を併用して、第1分割くさびおよび第2分割くさびをそれぞれ一体化してもよい。In the fourth embodiment, as in the third embodiment, the first
Also, in the other embodiments, as in the third and fourth embodiments, the first division wedge and the second division are combined using adhesion and any of welding, brazing and stir welding. Each wedge may be integrated.
実施の形態5.
図24は、この発明の実施の形態5に係る回転電機における回転子のスロット周りを示す要部縦断面図である。
FIG. 24 is an essential part longitudinal cross sectional view showing around a slot of a rotor in a rotary electric machine according to
実施の形態5では、図24に示されるように、第1塊状くさび50を第1分割くさび30に替えてスロット10の軸方向中央部に設置し、第2塊状くさび51を第2分割くさび35に替えてスロット10の軸方向両端部に設置している点を除いて、上記実施の形態3と同様に構成されている。実施の形態5では、くさびは、第1塊状くさび50、第2塊状くさび51、および第3分割くさび30Aに分割構成されている。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 24, the first
第1塊状くさび50および第2塊状くさび51は、導電性金属板33と同様の高い導電性の材料、例えば銅又は銅合金で一塊に作製されている。
The first
この実施の形態5では、第1塊状くさび50、第2塊状くさび51、および第3分割くさび30Aの導電性金属板33が、互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列されている。このように、互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列された第1塊状くさび50、第2塊状くさび51、および導電性金属板33が、ダンパーバー13として機能し、ダンパーバー13を省略することができる。したがって、実施の形態5においても、上記実施の形態3と同様の効果が得られる。
In the fifth embodiment, the
また、第1塊状くさび50および第2塊状くさび51が、高い導電性の金属で塊状体に作製されているので、第1塊状くさび50と回転子コア8との間の接触抵抗が低減され、第2塊状くさび51と保持環9との間の接触抵抗が低減される。これにより、回転子コア8の表面に流れる渦電流をより多く、ダンパーバーとして機能する導電性金属板33に流すことができる。その結果、渦電流による回転子コア8の発熱を抑制することができる。
In addition, since the first
ここで、第1塊状くさび50および第2塊状クサビ51の導電性金属板33および保持環9との接触面に、第1塊状くさび50および第2塊状クサビ51よりも高い導電性の金属、例えば金、銀などのメッキを施し、接触抵抗を低減してもよい。
Here, on the contact surfaces of the first
なお、上記実施の形態5では、実施の形態3の回転子において、第1塊状くさび50が第1分割くさび30に替えてスロット10の軸方向中央部に設置され、第2塊状くさび51が第2分割くさび35に替えてスロット10の軸方向両端部に設置されているが、実施の形態4の回転子において、第1塊状くさび50が第1分割くさび40に替えてスロット10の軸方向中央部に設置され、第2塊状くさび51が第2分割くさび45に替えてスロット10の軸方向両端部に設置されてもよい。
In the fifth embodiment, in the rotor of the third embodiment, the first
実施の形態6.
図25は、この発明の実施の形態6に係る回転電機における回転子のスロット周りを示す要部縦断面図、図26は、この発明の実施の形態6に係る回転電機における回転子の第1分割くさびを示す縦断面図、図27は、この発明の実施の形態6に係る回転電機における回転子の第1分割くさびを軸方向から見た端面図、図28は、この発明の実施の形態6に係る回転電機における回転子の第2分割くさびを示す縦断面図、図29は、この発明の実施の形態6に係る回転電機における回転子の第2分割くさびを軸方向他端側から見た端面図、図30は、この発明の実施の形態6に係る回転電機における回転子の第2分割くさびを軸方向一端側から見た端面図である。Sixth Embodiment
FIG. 25 is an essential part longitudinal cross sectional view showing around a slot of a rotor in a rotary electric machine according to
実施の形態6では、図25に示されるように、第1分割くさび60が第1分割くさび30に替えてスロット10の軸方向の中央部に設置され、第2分割くさび65が第2分割くさび35に替えてスロット10の軸方向の両端部に設置され、複数の第3分割くさび60Aが第3分割くさび30Aに替えてスロット10の第1分割くさび60と第2分割くさび65との間に設置されている。実施の形態6では、くさびは、第1分割くさび60、第2分割くさび65、および第3分割くさび60Aに分割構成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態3と同様に構成されている。In the sixth embodiment, as shown in FIG. 25, the
The other configuration is the same as that of the third embodiment.
第1分割くさび60は、図26および図27に示されるように、第1分割上くさび61と、第1分割下くさび62と、導電性金属板63と、を備える複合くさびである。第1分割下くさび62は、軸方向一側に傾いた平行四辺形の縦断面形状の角柱に作製され、溝方向を軸方向とする凹部62aが上面中央部に形成されている。導電性金属板63は、矩形平板状に作製され、凹部62aに配置され、第1分割下くさび62から軸方向両側への突出部を折り返して、第1分割下くさび62の軸方向の両端面に沿って延びて第1分割下くさび62の下面に沿うように配置される。このとき、第1分割下くさび62の軸方向の両端面の導電性金属板63の載置領域が凹部に形成されており、第1分割下くさび62の軸方向の両端面と導電性金属板63は面一となっている。同様に、第1分割下くさび62の下面の導電性金属板63の載置領域が凹部に形成されており、第1分割下くさび62の下面と導電性金属板63は面一となっている。第1分割上くさび61は、下面中央部に凹部62aと嵌合可能な凸部61aを有している。ここで、導電性金属板63の軸方向両側の露出面が傾斜面64となっている。
The
第1分割くさび60は、凸部61aを凹部62aに嵌着して、第1分割上くさび61と第1分割下くさび62とを一体化して構成される。ここで、一体化された第1分割上くさび61と第1分割下くさび62とが本体部となり、導電性金属板63が通電体となる。
The
第1分割くさび60においても、第1分割上くさび61、第1分割下くさび62および導電性金属板63に、半径方向通風路20が形成されている。第1分割上くさび61および第1分割下くさび62は、高強度の非磁性材、例えばステンレス鋼で作製されている。導電性金属板63は、導電性金属板33と同じ材料、例えば銅又は銅合金で作製される。
第3分割くさび60Aは、軸方向長さが短い点を除いて、第1分割くさび60と同様に構成された複合くさびである。この第3分割くさび60Aにおいても、導電性金属板63の軸方向両側の露出面が傾斜面64となっている。Also in the
The
第2分割くさび65は、図28から図30に示されるように、第2分割上くさび66と、第2分割下くさび67と、第1導電性金属板68aと、第2導電性金属板68bと、を備える複合くさびである。第2分割下くさび67は、第2分割上くさび66より軸方向長さが長い、直方体の軸方向他端面が軸方向一側に傾いた角柱に作製され、溝方向を軸方向とする凹部67aが上面中央部に形成されている。第2分割下くさび67の軸方向他端面の傾斜角度は、第1分割下くさび62の軸方向他端面の傾斜角度と同じである。第1導電性金属板68aは、矩形平板状に作製され、凹部67aに配置され、第2分割下くさび67から軸方向両側への突出部を折り返して、第2分割下くさび67の軸方向の両端面に沿って延びて第2分割下くさび67の下面に沿うように配置される。このとき、第2分割下くさび67の軸方向の両端面の第1導電性金属板68aの載置領域が凹部に形成されており、第2分割下くさび67の軸方向の両端面と第1導電性金属板68aは面一となっている。同様に、第2分割下くさび67の下面の第1導電性金属板68aの載置領域が凹部に形成されており、第2分割下くさび67の下面と第1導電性金属板68aは面一となっている。
The
第2分割上くさび66は、下面中央部に凹部67aと嵌合可能な凸部66aを有している。第2導電性金属板68bは、矩形平板状に作製され、凸部66aに配置され、第2分割上くさび66から軸方向一端側への突出部を折り返して、第2分割上くさび66の軸方向の一端面に沿うように配置される。このとき、第2分割上くさび66の軸方向の一端面の第2導電性金属板68bの載置領域が凹部に形成されており、第2分割上くさび66の軸方向の一端面と第2導電性金属板68bは面一となっている。そして、第2分割くさび65は、凸部66aを凹部67aに嵌着して、第2分割上くさび66と第2分割下くさび67とを一体化して構成される。このとき、第2分割下くさび67は、第2分割上くさび66から軸方向一端側に突出している。ここで、一体化された第2分割上くさび66と第2分割下くさび67とが本体部となり、第1導電性金属板68aおよび第2導電性金属板68bが通電体となる。第1導電性金属板68aの第2分割上くさび66の軸方向他側の露出面は、傾斜面69となっている。
The second
第2分割くさび65においても、第2分割上くさび66、第2分割下くさび67、第1導電性金属板68aおよび第2導電性金属板68bに、半径方向通風路20が形成されている。第2分割上くさび66および第2分割下くさび67は、高強度の非磁性材、例えばステンレス鋼で作製されている。第1導電性金属板68aおよび第2導電性金属板68bは、導電性金属板63と同じ材料で作製される。なお、第1導電性金属板68aと第2導電性金属板68bとの2枚の金属板を用いているが、1枚の金属板を用い、第2分割くさび65から軸方向一端側への突出部を分割して上下に折り返してもよい。ここでは、スロット10の軸方向一端部に設置される第2分割くさび65について説明しているが、スロット10の軸方向他端部では、第2分割くさび65は、第2分割下くさび67が第2分割上くさび66から軸方向他端側に突出するように設置されている。
Also in the
第1分割くさび60、第2分割くさび65、および第3分割くさび60Aは、回転子6が回転時に遠心力を受ける際に圧縮の荷重となる箇所で上下部分割されている。第1分割くさび60、第2分割くさび65、および第3分割くさび60Aは、例えば、上位実施の形態1と同様の方法で一体化される。
The
このように構成された回転子においては、第2分割くさび65がスロット10の軸方向両端部に設置され、第1分割くさび60および第3分割くさび60Aが第2分割くさび65間に1列に配列してスロット10に設置されている。第1分割くさび60および第3分割くさび60Aでは、導電性金属板63の軸方向両側の露出面が傾斜面64となっている。また、第2分割くさび65では、第1導電性金属板68aの第3分割くさび60A側の露出面が傾斜面69となっている。これらの傾斜面64,69の傾斜角度は同じである。
In the rotor configured in this manner, the
これにより、隣り合う第1分割くさび60の導電性金属板63と第3分割くさび60Aの導電性金属板63とが電気的に接触している。隣り合う第3分割くさび60Aの導電性金属板63同士が電気的に接触している。隣り合う第3分割くさび60Aの導電性金属板63と第2分割くさび65の第1導電性金属板68aとが電気的に接触している。このように、互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列された導電性金属板63、第1導電性金属板68aおよび第2導電性金属板68bが、ダンパーバー13として機能し、ダンパーバー13を省略することができる。これにより、界磁巻線11と電機子巻線5との間の距離が短くなり、界磁巻線11から生じる磁束がより多く電機子巻線5に鎖交する。その結果、設定された出力電流を得るために界磁巻線11に通電される界磁電流を削減できるので、界磁銅損が削減され、効率が向上される。
Thereby, the
また、導電性金属板63、第1導電性金属板68aおよび第2導電性金属板68bが導電性の機能を担っているので、第1分割くさび60、第2分割くさび65、および第3分割くさび60Aの本体部を高強度の非磁性材で作製でき、厚みを薄くすることができる。これにより、界磁巻線11と電機子巻線5との間の距離が短くなり、界磁巻線11から生じる磁束がより多く電機子巻線5に鎖交する。その結果、設定された出力電流を得るために界磁巻線11に通電される界磁電流を削減できるので、界磁銅損が削減され、効率が向上される。
In addition, since the
また、隣り合う第1分割くさび60と第3分割くさび60Aの導電性金属板63の傾斜面64同士が、半径方向に重なって面接触状態となっている。隣り合う第3分割くさび60Aの導電性金属板63の傾斜面64同士が、半径方向に重なって面接触状態となっている。隣り合う第3分割くさび60Aの導電性金属板63と第2分割くさび65の第1導電性金属板68aとの傾斜面64,69同士が、半径方向に重なって面接触となっている。そこで、回転子の回転中の遠心力により、これらの電気的接続部の接触面圧が上昇する。これにより、導電性金属板63、第1導電性金属板68aおよび第2導電性金属板68bの電気的接続部の接触抵抗が減少し、接触部における発熱が抑制される。
Further, the
なお、上記実施の形態6による第1分割くさび60、第2分割くさび65、および第3分割くさび60Aは、実施の形態3における第1分割くさび30、第2分割くさび35、および第3分割くさび30Aの導電性金属板の露出面を傾斜面に構成したものと同等の構成である。そこで、実施の形態4における第1分割くさび40、第2分割くさび45、および第3分割くさび40Aの導電性金属板の露出面を傾斜面に構成しても、同様の効果が得られる。
The
実施の形態7.
図31は、この発明の実施の形態7に係る回転電機における回転子のスロット周りを示す要部縦断面図、図32は、この発明の実施の形態7に係る回転電機における回転子の第1塊状くさびを示す縦断面図、図33は、この発明の実施の形態7に係る回転電機における回転子の第2塊状くさびを示す縦断面図である。
31 is a longitudinal sectional view of relevant parts showing around a slot of a rotor in a rotary electric machine according to
実施の形態7では、図31に示されるように、第1塊状くさび70が第1分割くさび60に替えてスロット10の軸方向中央部に設置され、第2塊状くさび72が第2分割くさび65に替えてスロット10の軸方向両端部に設置されている点を除いて、上記実施の形態6と同様に構成されている。実施の形態7では、くさびは、第1塊状くさび70、第2塊状くさび72、および第3分割くさび60Aに分割構成されている。
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 31, the first
第1塊状くさび70は、導電性金属板63と同様の高い導電性の材料、例えば銅又は銅合金で一塊に作製されている。傾斜面71が、図32に示されるように、第1塊状くさび70の軸方向の両端面の下部側に形成されている。
第2塊状くさび72は、導電性金属板63と同様の高い導電性の材料、例えば銅又は銅合金で一塊に作製されている。傾斜面73が、図33に示されるように、第2塊状くさび72の軸方向の他端面の下部側に形成されている。The first
The second
この実施の形態7では、第1塊状くさび70、第2塊状くさび72、および第3分割くさび60Aの導電性金属板63が、互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列されている。このように、互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列された第1塊状くさび70、第2塊状くさび72、および導電性金属板63が、ダンパーバー13として機能し、ダンパーバー13を省略することができる。したがって、実施の形態7においても、上記実施の形態6と同様の効果が得られる。
In the seventh embodiment, the conductive
また、第1塊状くさび70および第2塊状くさび72が、高い導電性の金属で塊状体に作製されているので、第1塊状くさび70と回転子コア8との間の接触抵抗が低減され、第2塊状くさび72と保持環9との間の接触抵抗が低減される。これにより、回転子コア8の表面に流れる渦電流をより多く、ダンパーバーとして機能する導電性金属板63に流すことができる。その結果、渦電流による回転子コア8の発熱を抑制することができる。
In addition, since the first
また、隣り合う第1塊状くさび70と第3分割くさび60Aの導電性金属板63の傾斜面71,64同士が、半径方向に重なって面接触状態となっている。隣り合う第3分割くさび60Aの導電性金属板63の傾斜面64同士が、半径方向に重なって面接触状態となっている。隣り合う第3分割くさび60Aの導電性金属板63と第2塊状くさび72との傾斜面64,73同士が、半径方向に重なって面接触となっている。そこで、回転子の回転中の遠心力により、これらの電気的接続部の接触面圧が上昇する。これにより、第1塊状くさび70と第3分割くさび60Aの導電性金属板63との電気的接続部、第3分割くさび60Aの導電性金属板63同士の電気的接続部、さらに第3分割くさび60Aの導電性金属板63と第2塊状くさび72との電気的接続部の接触抵抗が減少し、接触部における発熱が抑制される。
Further, the
なお、上記実施の形態7において、第3分割くさび60Aに替えて、実施の形態4における第3分割くさび40Aの導電性金属板43の露出面を傾斜面とした第3分割くさびを用いてもよい。
In the seventh embodiment, the
ここで、第1塊状くさび70および第2塊状くさび72の導電性金属板63および保持環9との接触面に、第1塊状くさび70および第2塊状くさび72よりも高い導電性の金属、例えば金、銀などのメッキを施し、接触抵抗を低減してもよい。
Here, on the contact surfaces of the first
実施の形態8.
図34は、この発明の実施の形8に係る回転電機における回転子のスロット周りを示す要部縦断面図、図35は、この発明の実施の形態8に係る回転電機における回転子の第1塊状くさびを示す縦断面図、図36は、この発明の実施の形態8に係る回転電機における回転子の第1塊状くさびを軸方向から見た端面図、図37は、この発明の実施の形態8に係る回転電機における回転子の第2塊状くさびを示す縦断面図、図38は、この発明の実施の形態8に係る回転電機における回転子の第2塊状くさびを軸方向から見た端面図、図39は、この発明の実施の形態8に係る回転電機における回転子の第4分割くさびを示す縦断面図、図40は、この発明の実施の形態8に係る回転電機における回転子の第4分割くさびを軸方向から見た端面図、図41は、この発明の実施の形態8に係る回転電機における回転子のくさび間接続導体を示す縦断面図、図42は、この発明の実施の形態8に係る回転電機における回転子のくさび間接続導体を軸方向から見た端面図である。Eighth Embodiment
FIG. 34 is an essential part longitudinal cross sectional view showing around a slot of a rotor in a rotary electric machine according to
実施の形態8では、図34に示されるように、第1塊状くさび74がスロット10の軸方向中央部に設置され、第2塊状くさび76がスロット10の軸方向両端部に設置されている。また、複数の第4分割クサビ77が第1塊状くさび74と第2塊状クサビ76との間に軸方向に1列に設置されている。さらに、第1塊状くさび74と第4分割くさび77とが、第4分割くさび77同士が、さらに、第4分割くさび77と第2塊状くさび76とが、くさび間接続導体75を用いて接続されている。なお、他の構成は、上記実施の形態7と同様に構成されている。実施の形態8では、くさびは、第1塊状くさび74、第2塊状くさび76、および第4分割くさび77に分割構成されている。
In the eighth embodiment, as shown in FIG. 34, the first
第1塊状くさび74は、導電性金属板63と同様の高い導電性の材料、例えば銅又は銅合金で一塊に作製されている。くぼみ79が、図35および図36に示されるように、穴方向を軸方向として、第1塊状くさび74の軸方向の両端面の下部側に形成されている。くぼみ79は、軸方向と直交する断面を矩形とする穴形状を有し、くぼみ79の上面がくぼみ79の深さ方向に漸次下面側に近づく傾斜面79aとなっている。なお、第1塊状くさび74は、くぼみ79が形成されている点を除いて、第1塊状くさび70と同様に構成されている。
The first
第2塊状くさび76は、導電性金属板63と同様の高い導電性の材料、例えば銅又は銅合金で一塊に作製されている。くぼみ80が、図37および図38に示されるように、第2塊状くさび76の、第4分割くさび77と相対する端面の下部側に形成されている。くぼみ80は、軸方向と直交する断面を矩形とする穴形状を有し、くぼみ80の上面がくぼみ80の深さ方向に漸次下面側に近づく傾斜面80aとなっている。なお、第2塊状くさび76は、くぼみ80が形成されている点を除いて、第2塊状くさび72と同様に構成されている。
The second
第4分割くさび77は、図39および図40に示されるように、第4分割上くさび81ろ、第4分割下くさび82と、導電性金属板78と、を備える複合くさびである。くぼみ83が、第4分割下くさび82の軸方向の両端面の下部側に形成されている。くぼみ83は、軸方向と直交する断面を矩形とする穴形状を有し、くぼみ83上面がくぼみ83の深さ方向に漸次下面側に近づく傾斜面となっている。導電性金属板78は、矩形平板状に作製され、軸方向両側に突出した状態で、第4分割上くさび81と第4分割下くさび82との間に挟み込まれる。導電性金属板78の突出部は、第4分割下くさび82の軸方向の両端面に沿って下方に延び、くぼみ83内に引き入れられている。くぼみ83内に引き入れられた導電性金属板78は、くぼみ83の傾斜面に沿って配置される。ここで、くぼみ83の傾斜面に沿って配置された導電性金属板78の部分の下面が傾斜面78aとなっている。第4分割上くさび81および第4分割下くさび82は、高強度の非磁性材、例えばステンレス鋼で作製されている。導電性金属板78は、導電性金属板63と同じ材料、例えば銅又は銅合金で作製される。
The
第1塊状くさび74、第2塊状くさび76、および第4分割くさび77は、軸方向と直交する断面形状が同じである。くぼみ79、くぼみ80、および導電性金属板78の端部が配置された状態のくぼみ83は、同じ穴形状となっている。第1塊状くさび74と第4分割くさび77とは、くぼみ79とくぼみ83とが相対するように配置される。第2塊状くさび76と第4分割くさび77とは、くぼみ80とくぼみ83とが相対するように配置される。
The first
第4分割くさび77は、第4分割上くさび81と第4分割下くさび82とを一体化して構成される。ここで、一体化された第4分割上くさび81と第4分割下くさび82とが本体部となり、導電性金属板78が通電体となる。
The
くさび間接続導体75は、導電性金属板78と同じ材料、例えば銅又は銅合金で作製される。くさび間接続導体75は、図41および図42に示されるように、軸方向両端部がくぼみ79、くぼみ80、および導電性金属板78の端部が配置された状態のくぼみ83と嵌合可能な形状に形成されている。くさび間接続導体75の軸方向両端部の上面が、くぼみ79、くぼみ80、および導電性金属板78の端部が配置された状態のくぼみ83の傾斜面79a,80a,78aに半径方向に重なった状態で面接触する傾斜面75aとなる。
The
このように構成された第1塊状くさび74、第2塊状クサビ76、第4分割クサビ77は、くさび間接続導体75を介在させてスロット10内に軸方向に1列に設置される。このとき、くさび間接続導体75の両端部がくぼみ79,80および83に嵌合させている。そこで、くさび間接続導体75の軸方向両端部の上面である傾斜面75aは、くぼみ79,80および83傾斜面79a,80a,78aと半径方向に重なって面接触状態となっている。これにより、スロット10内に1列に配列された第1塊状くさび74、第2塊状クサビ76および第4分割クサビ77が電気的に接続状態となっている。
The first
この実施の形態8では、第1塊状くさび74、第2塊状くさび76、および第4分割くさび77の導電性金属板78が、くさび間接続導体75により互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列されている。このように、互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列された第1塊状くさび74、第2塊状くさび76、および導電性金属板78が、ダンパーバー13として機能し、ダンパーバー13を省略することができる。したがって、実施の形態8においても、上記実施の形態7と同様の効果が得られる。
In the eighth embodiment, the
また、第1塊状くさび74および第2塊状くさび76が、高い導電性の金属で塊状体に作製されているので、第1塊状くさび74と回転子コア8との間の接触抵抗が低減され、第2塊状くさび76と保持環9との間の接触抵抗が低減される。これにより、回転子コア8の表面に流れる渦電流をより多く、ダンパーバーとして機能する導電性金属板78に流すことができる。その結果、渦電流による回転子コア8の発熱を抑制することができる。
Also, since the first
また、第1塊状くさび74に形成されたくぼみ79の内壁面の上面が、くぼみ79の深さ方向に漸次内径側に変位する傾斜面79aとなっている。第2塊状くさび76に形成されたくぼみ80の内壁面の上面が、くぼみ80の深さ方向に漸次内径側に変位する傾斜面80aとなっている。第4分割クサビ77に形成されたくぼみ83の内壁面の上面に配置された導電性金属板78の下面が、くぼみ83の深さ方向に漸次内径側に変位する傾斜面78aとなっている。くさび間接続導体75の軸方向両端部が、くぼみ79、80および83に嵌合され、傾斜面75aが傾斜面79a,80a,78aに半径方向に重なって面接触状態となっている。そこで、回転子6の回転中の遠心力により、これらの電気的接続部の接触面圧が上昇する。これにより、第1塊状くさび74とくさび間接続導体75との電気的接続部、第4分割くさび77の導電性金属板78とくさび間接続導体75との電気的接続部、および第2塊状くさび76とくさび間接続導体75との電気的接続部の接触抵抗が減少し、接触部における発熱が抑制される。
In addition, the upper surface of the inner wall surface of the
なお、上記実施の形態8において、第4分割くさび77に替えて、実施の形態4における第3分割くさび40Aの導電性金属板43の露出面に傾斜したくぼみ設けた第3分割くさびを用いてもよい。
In the eighth embodiment described above, instead of the
ここで、第1塊状くさび74のくさび間接続導体75との接触面、第2塊状くさび76のくさび間接続導体75との接触面、および第2塊状くさび76の保持環9との接触面に、第1塊状くさび74および第2塊状くさび76よりも高い導電性の金属、例えば金、銀などのメッキを施し、接触抵抗を低減してもよい。また、第4分割くさび77の導電性金属板85のくさび間接続導体75との接触面に、導電性金属板85よりも高い導電性の金属、例えば金、銀などのメッキを施し、接触抵抗を低減してもよい。
Here, on the contact surface of the first
実施の形態9.
図43は、この発明の実施の形態9に係る回転電機における回転子のスロット周りを示す要部縦断面図、図44は、この発明の実施の形態9に係る回転電機における回転子の第5分割くさびを示す縦断面図、図45は、この発明の実施の形態9に係る回転電機における回転子の第5分割くさびを軸方向から見た端面図である。
43 is a main part longitudinal cross sectional view showing around a slot of a rotor in a rotary electric machine according to
実施の形態9では、図43に示されるように、第4分割くさび77がスロット10の軸方向中央部に設置され、第5分割くさび84がスロット10の軸方向両端部に設置されている。さらに、複数の第4分割くさび77が、中央部に設置された第4分割くさび77と両端部に設置された第5分割くさび84との間に設置されている。第4分割くさび77同士がくさび間接続導体75により電気的に接続され、第4分割くさび77と第5分割くさび84とがくさび間接続導体75により電気的に接続されている。なお、他の構成は、上記実施の形態8と同様に構成されている。実施の形態9では、くさびは、第4分割くさび77および第5分割くさび84に分割構成されている。
In the ninth embodiment, as shown in FIG. 43, the
第5分割くさび84は、図44および図45に示されるように、第5分割上くさび88と、第5分割下くさび87と、導電性金属板85と、を備える複合くさびである。くぼみ86が、第5分割下くさび87の、第4分割くさび77と相対する端面の下部側に形成されている。くぼみ86は、軸方向と直交する断面を矩形とする穴形状を有し、くぼみ86上面がくぼみ86の深さ方向に漸次下面側に近づく傾斜面となっている。導電性金属板85は、矩形平板状に作製され、軸方向両側に突出した状態で、第5分割上くさび88と第5分割下くさび87との間に挟み込まれる。導電性金属板85の一方の突出部は、第5分割下くさび87の端面に沿って下方に延び、くぼみ86内に引き入れられている。くぼみ86内に引き入れられた導電性金属板85は、くぼみ86の傾斜面に沿って配置される。ここで、くぼみ86の傾斜面に沿って配置された導電性金属板85の部分の下面が傾斜面85aとなっている。第5分割上くさび88および第5分割下くさび87は、高強度の非磁性材、例えばステンレス鋼で作製されている。導電性金属板85は、導電性金属板63と同じ材料、例えば銅又は銅合金で作製される。なお、第5分割くさび84の保持環9との電気的接続部は、第2分割くさび45と同様に構成されている。
The
第4分割くさび77および第5分割くさび84は、軸方向と直交する断面形状が同じである。導電性金属板78の端部が配置された状態のくぼみ83と導電性金属板85の端部が配置された状態のくぼみ86は、同じ穴形状となっている。第4分割くさび77同士は、くぼみ83が相対するように配置される。第4分割くさび77と第5分割くさび84とは、くぼみ83とくぼみ86とが相対するように配置される。
The
第5分割くさび84は、第5分割上くさび88と第5分割下くさび87とを一体化して構成される。ここで、一体化された第5分割上くさび88と第5分割下くさび87とが本体部となり、導電性金属板85が通電体となる。
The
この実施の形態9では、第4分割くさび77の導電性金属板78同士、および第4分割くさび77の導電性金属板78と第5分割くさび84の導電性金属板85とが、くさび間接続導体75により互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列されている。このように、互いに電気的に接触する状態で軸方向に1列に配列された第4分割くさび77の導電性金属板78および第5分割くさび84の導電性金属板85が、ダンパーバー13として機能し、ダンパーバー13を省略することができる。したがって、実施の形態9においても、上記実施の形態8と同様の効果が得られる。
In the ninth embodiment, the
また、第4分割クサビ77に形成されたくぼみ83の内壁面の上面に配置された導電性金属板78の下面が、くぼみ83の深さ方向に漸次内径側に変位する傾斜面78aとなっている。第5分割クサビ84に形成されたくぼみ86の内壁面の上面に配置された導電性金属板85の下面が、くぼみ86の深さ方向に漸次内径側に変位する傾斜面85aとなっている。くさび間接続導体75の軸方向両端部が、くぼみ83および86に嵌合され、傾斜面75aが傾斜面78a,85aに半径方向に重なって面接触状態となっている。そこで、回転子6の回転中の遠心力により、これらの電気的接続部の接触面圧が上昇する。これにより、第4分割くさび77の導電性金属板78とくさび間接続導体75との電気的接続部、および第5分割くさび84の導電性金属板85とくさび間接続導体75との電気的接続部の接触抵抗が減少し、接触部における発熱が抑制される。
In addition, the lower surface of the
なお、上記実施の形態9において、第4分割くさび77に替えて、実施の形態4における第3分割くさび40Aの導電性金属板43の露出面に傾斜したくぼみ設けた第3分割くさびを用いてもよい。
In the above ninth embodiment, instead of the
ここで、第4分割クサビ77の導電性金属板78のくさび間接続導体75との接触面、第5分割くさび84の導電性金属板85のくさび間接続導体75との接触面、および第5分割くさび84の導電性金属板85の保持環9との接触面に、導電性金属板78、85よりも高い導電性の金属、例えば金、銀などのメッキを施し、接触抵抗を低減してもよい。
Here, the contact surface of the
なお、上記各実施の形態では、発電機について説明されているが、本発明は、発電機に限定されず、電動機、発電電動機などの回転電機に適用できる。 Although the generator is described in each of the above embodiments, the present invention is not limited to the generator, and can be applied to a rotating electrical machine such as a motor or a generator motor.
3 電機子、5 電機子巻線、6 回転子、8 回転子コア、9 保持環、10 スロット、11 界磁巻線、18 第3分割くさび、30,40,60 第1分割くさび(複合くさび)、30A,40A,60A 第3分割くさび(複合くさび)、31,41,61 第1分割上くさび(本体部)、32,42,62 第1分割下くさび(本体部)、33,43,48,63,78,85 導電性金属板(通電体)、35,45,65 第2分割くさび(複合くさび)、36,46,66 第2分割上くさび(本体部)、37,47,67 第2分割下くさび(本体部)、38a,68a 第1導電性金属板(通電体)、38b,68b 第2導電性金属板(通電体)、50,70,74 第1塊状くさび(分割くさび)、51,72,76 第2塊状くさび(分割くさび)、64,69,75a,78a,79a,80a,85a 傾斜面、75 くさび間接続導体、77 第4分割くさび(複合くさび)、81 第1分割上くさび(本体部)、82 第1分割下くさび(本体部)、84 第5分割くさび(複合くさび)、87 第2分割上くさび(本体部)、88 第1分割下くさび(本体部)。 Reference Signs List 3 armature, 5 armature winding, 6 rotor, 8 rotor core, 9 holding ring, 10 slots, 11 field winding, 18 third split wedge, 30, 40, 60 first split wedge (composite wedge , 30A, 40A, 60A third split wedge (composite wedge), 31, 41, 61 first split upper wedge (main body), 32, 42, 62 first split lower wedge (main body), 33, 43, 48, 63, 78, 85 Conductive metal plate (electrically conductive body), 35, 45, 65 Second split wedge (composite wedge), 36, 46, 66 Second split upper wedge (body portion), 37, 47, 67 2nd division lower wedge (body part), 38a, 68a 1st conductive metal plate (electric conduction body), 38b, 68b 2nd conductive metal plate (electric conduction body), 50, 70, 74 1st lump wedge (division wedge ), 51, 72, 76 second lump Rust (split wedge), 64, 69, 75a, 78a, 80a, 85a inclined surface, 75 inter-wedge connecting conductor, 77 fourth split wedge (composite wedge), 81 first split upper wedge (body portion), 82 First split lower wedge (main body), 84 Fifth split wedge (composite wedge), 87 Second split upper wedge (main body), 88 First split lower wedge (main body).
Claims (15)
上記電機子の内径側に配置された回転子と、を備え、
上記回転子は、半径方向外方に開口し、かつ軸方向に延びるスロットが周方向に複数形成された回転子コアと、上記スロットのそれぞれに収納された界磁巻線と、上記スロットのそれぞれの開口側に軸方向に配列して収納され、上記界磁巻線を上記スロット内に固定保持する複数の分割くさびと、上記回転子コアの軸方向両端部に装着された保持環と、を含み、
上記複数の分割くさびは、複合くさびを含み、
上記複合くさびは、上記界磁巻線を保持する本体部と、上記本体部に保持され、渦電流が流れる通電体と、を備え、
上記本体部は、上記通電体より高強度の非磁性材で作製され、
上記通電体は、上記本体部より高導電性の金属で作製され、
上記本体部は、分割上くさびと、分割下くさびと、を備え、
上記複合くさびは、上記通電体が上記分割上くさびと上記分割下くさびとの間に挟まれて保持された状態で、上記分割上くさびと上記分割下くさびとを一体化して構成されている回転電機。 And armature comprising an armature winding,
And a rotating element which is arranged on the inner diameter side of the armature,
The rotor includes a rotor core in which slots that open radially outwardly, and extending in the axial direction is formed with a plurality of circumferentially, a field winding which is housed in each of said slots, said slots each stored and arranged in the axial direction on the opening side, and the field plurality of divided bitterness Vito the winding is fixed and held in the slot, retaining ring mounted to both axial ends of the rotor core of , Including
The plurality of split wedge includes a composite bitterness beauty,
The composite bitterness beauty includes a main body portion for holding the field winding, held in the main body, energizing body eddy current flows, and
The body portion is made of a nonmagnetic material of a high strength Ri by the energizing member,
The energizing body is fabricated by highly conductive metal Ri by said body portion,
The body portion comprises a split upper wedge and a split lower wedge,
The composite wedge is formed by integrating the upper division wedge and the lower division wedge in a state where the current-carrying member is held between the upper division wedge and the lower division wedge . Electric.
上記分割上くさびと上記分割下くさびは、上記凹部と上記凸部とが嵌合され、かつ上記通電体が上記凹部と上記凸部との間に挟まれて保持された状態で一体化されている請求項1記載の回転電機。 Concave portion for the groove direction and the axial direction is formed on the lower surface of the split on the bitterness beauty, protrusions extending in the axial direction is formed on the upper surface of the divided lower grass beauty
The division on bitterness Vito the divided lower grass beauty is fitted with the concave portion and the convex portion, and integrally while being held sandwiched between the above-mentioned energization body the recessed portion and the projecting portion The rotating electrical machine according to claim 1, wherein
上記複合くさびは、上記通電体が互いに電気的に接続された状態で上記スロットのそれぞれに軸方向に1列に配列して収納されている請求項1又は請求項2記載の回転電機。 All of the plurality of split wedge is the composite bitterness beauty,
The composite bitterness beauty is rotating electric machine according to claim 1 or claim 2, wherein said energizing member is accommodated and arranged in the axial direction in a row in each of the slots in a state of being electrically connected to each other.
上記塊状くさびと上記複合くさびは、上記塊状くさびおよび上記通電体が互いに電気的に接続された状態で上記スロットのそれぞれに軸方向に1列に配列して収納されている請求項1又は請求項2記載の回転電機。 The plurality of split wedge, said slots each axially central portion and are housed in axially opposite end portions, the body portion by Ri highly conductive metals produced clot grass Vito, of the slot are accommodated except respective axially central portion and axially opposite end portions the composite bitterness Vito comprises,
The massive grass Vito the composite bitterness beauty is claim is housed in axially aligned in a row in each of the slot in a state where the bulk grass Biot and the energization bodies are electrically connected to each other 1 Or the rotary electric machine of Claim 2 .
上記複合くさびの上記通電体と上記くさび間接続導体との電気的接続部のそれぞれが、半径方向に重なった状態で面接触する傾斜面に構成されている請求項4記載の回転電機。 Further comprising a wedge between the connection conductors disposed respectively between the composite bitterness beauty adjacent,
The respective electrical connection between the composite bitterness beauty the energizing body and the wedge connection between conductors of rotating electrical machine according to claim 4, characterized in that configured on the inclined surface to surface contact in a state of overlapping in the radial direction.
上記塊状くさびと上記くさび間接続導体との電気的接続部、および上記複合くさびの上記通電体と上記くさび間接続導体との電気的接続部のそれぞれが、半径方向に重なった状態で面接触する傾斜面に構成されている請求項5記載の回転電機。 Further comprising a wedge between the connection conductors disposed respectively between between adjacent said bulk grass Vito the composite bitterness arbitration, and adjacent the composite bitterness beauty,
While electrical connections, and the respective electrical connection between the current supply element and the wedge connection between conductors of the composite bitterness beauty is overlapped in the radial direction between the massive grass Vito the wedge connection between conductors The rotating electrical machine according to claim 5 , wherein the rotating electrical machine is configured in an inclined surface in surface contact.
上記電機子の内径側に配置された回転子と、を備え、
上記回転子は、半径方向外方に開口し、かつ軸方向に延びるスロットが周方向に複数形成された回転子コアと、上記スロットのそれぞれに収納された界磁巻線と、上記スロットのそれぞれの開口側に軸方向に配列して収納され、上記界磁巻線を上記スロット内に固定保持する複数の分割くさびと、上記回転子コアの軸方向両端部に装着された保持環と、を含み、
上記複数の分割くさびは、複合くさびを含み、
上記複合くさびは、上記界磁巻線を保持する本体部と、上記本体部に保持され、渦電流が流れる通電体と、を備え、
上記本体部は、上記通電体より高強度の非磁性材で作製され、
上記通電体は、上記本体部より高導電性の金属で作製され、
上記複合くさびは、上記スロットのそれぞれの軸方向中央部と軸方向両端部とのみに収納され、
軸方向中央部と軸方向両端部とのみに収納されている上記複合くさびを電気的に接続するダンパーバーをさらに備えている回転電機。 And armature comprising an armature winding,
And a rotating element which is arranged on the inner diameter side of the armature,
The rotor includes a rotor core in which slots that open radially outwardly, and extending in the axial direction is formed with a plurality of circumferentially, a field winding which is housed in each of said slots, said slots each stored and arranged in the axial direction on the opening side, and the field plurality of divided bitterness Vito the winding is fixed and held in the slot, retaining ring mounted to both axial ends of the rotor core of , Including
The plurality of split wedge includes a composite bitterness beauty,
The composite bitterness beauty includes a main body portion for holding the field winding, held in the main body, energizing body eddy current flows, and
The body portion is made of a nonmagnetic material of a high strength Ri by the energizing member,
The energizing body is fabricated by highly conductive metal Ri by said body portion,
The compound wedge is housed only in the axial center and the axial ends of each of the slots;
A rotating electrical machine further comprising a damper bar electrically connecting the composite wedge housed only in an axial center portion and both axial end portions .
上記通電体は、上記分割上くさびと上記分割下くさびとの間に挟まれて保持され、
上記通電体の上記本体部からの突出部が、上記ダンパーバーと面接触している請求項9記載の回転電機。 The body portion is provided with divided on bitterness Vito, divided under grass Vito, a,
Said energizing member is held sandwiched between the divided on bitterness Vito the divided lower grass Vito,
Protrusion of the energization of the main body or colleagues, the rotary electric machine according to claim 9, wherein contacting the Danpaba over the surface.
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