JP6789878B2 - Rotating machine - Google Patents
Rotating machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP6789878B2 JP6789878B2 JP2017096458A JP2017096458A JP6789878B2 JP 6789878 B2 JP6789878 B2 JP 6789878B2 JP 2017096458 A JP2017096458 A JP 2017096458A JP 2017096458 A JP2017096458 A JP 2017096458A JP 6789878 B2 JP6789878 B2 JP 6789878B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- short
- rotor
- ring
- main body
- holding ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Induction Machinery (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Description
本発明の実施形態は、複数本のロータバーが互いに間隔を保って環状に配置され、これらロータバーの端部が導電性の短絡環により相互に短絡されている回転子を有する回転電機に関する。 An embodiment of the present invention relates to a rotary electric machine having a rotor in which a plurality of rotor bars are arranged in an annular shape at intervals from each other and the ends of the rotor bars are short-circuited with each other by a conductive short-circuit ring.
回転電機の一種である誘導機の回転子は、円柱状の鉄心に、その軸方向に沿って複数本のロータバーを、互いに間隔を保って環状に配置し、これらロータバーの端部を導電性の短絡環により相互に短絡している。この短絡環が運転時の遠心力により膨張するのを防ぐため、短絡環には保持環が一体的に嵌合取付けされている。 The rotor of an induction machine, which is a type of rotary electric machine, has a plurality of rotor bars arranged in a ring shape on a columnar iron core along the axial direction at intervals from each other, and the ends of these rotor bars are made conductive. They are short-circuited to each other by a short-circuit ring. In order to prevent the short-circuit ring from expanding due to centrifugal force during operation, a holding ring is integrally fitted and attached to the short-circuit ring.
このような誘導機の回転子における保持環は、その構造上、冷却表面積(放熱面積)が小さく、誘導機運転時に加熱され易い。加熱した保持環は0.2%耐力が低下するため、それを防ぐには熱容量を増大させるために大形に形成するか、あるい耐熱性の高い素材を使わざるを得なかった。 Due to its structure, the holding ring in the rotor of such an induction machine has a small cooling surface area (heat dissipation area) and is easily heated during operation of the induction machine. Since the heated holding ring has a 0.2% decrease in yield strength, in order to prevent it, it was necessary to form it in a large shape in order to increase the heat capacity, or to use a material having high heat resistance.
このように、誘導機の保持環は運転時に加熱され易く、温度上昇により強度が低下する問題があった。 As described above, the holding ring of the induction machine is easily heated during operation, and there is a problem that the strength is lowered due to the temperature rise.
本発明は、保持環に対する通風路を確保してその温度上昇を抑えることにより強度低下を防止した回転電機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rotary electric machine which prevents a decrease in strength by securing a ventilation path for a holding ring and suppressing an increase in temperature thereof.
本発明の実施の形態に係る回転電機は、円柱状を成し、その軸方向に沿う複数本のロータバーが、互いに間隔を保って環状に配置され、これらロータバーの端部は導電性の短絡環により相互に短絡されている回転子を有する回転電機であって、前記短絡環は、前記各ロータバーと接続する環状の本体部、及びこの本体部の内周寄りの部分を前記回転子の軸端方向に延出させた筒状部を有し、この筒状部の外周には保持環が嵌合取付けされており、前記筒状部には、前記保持環の、前記短絡環の本体部寄りの部分に通じる通風路が形成されており、前記短絡環の前記本体部の端面と、この本体部の端面と対向する前記保持環の端面とは、これら短絡環と保持環との電位差によるアーク発生を防止できる間隔で対峙し、前記通風路は、前記筒状部の内周から前記間隔を有する間隙に通じる貫通孔であることを特徴とする。 The rotary electric machine according to the embodiment of the present invention has a columnar shape, and a plurality of rotor bars along the axial direction thereof are arranged in an annular shape at intervals from each other, and the ends of these rotor bars are conductive short-circuit rings. A rotary electric machine having rotors short-circuited to each other by means of a short-circuited ring having an annular main body connected to each rotor bar and a portion near the inner circumference of the main body at the shaft end of the rotor. It has a tubular portion that extends in the direction, and a holding ring is fitted and attached to the outer periphery of the tubular portion, and the holding ring is attached to the tubular portion near the main body of the short-circuit ring. A ventilation path is formed, and the end face of the main body of the short-circuit ring and the end face of the holding ring facing the end face of the main body are arcs due to the potential difference between the short-circuit ring and the holding ring. The ventilation passages are opposed to each other at intervals that can prevent the occurrence, and are characterized in that the ventilation passages are through holes leading from the inner circumference of the tubular portion to the gap having the distance .
上記構成によれば、保持環への通風路が確保されるので、保持環を効果的に冷却でき、高温による強度低下を防止することができる。 According to the above configuration, since the ventilation path to the holding ring is secured, the holding ring can be effectively cooled, and the strength decrease due to the high temperature can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1はこの実施の形態に係る回転電機の全体構成を示している。この回転電機11は、回転子12及び固定子13を有する本体部を、フレーム15内に収容している。このフレーム15の上部には冷却用の空気室16が一体的に構成されている。空気室16内には熱交換用の通気パイプ17が多数設けられており、これら通気パイプ17には、空気室16の図示左右に連結する通気カバー18,19を通じて外気が流通する。
FIG. 1 shows the overall configuration of the rotary electric machine according to this embodiment. The rotary
すなわち、図示左方の吸気側の通気カバー18内には回転子12の回転軸121と同軸の外部ファン21が設けられており吸気用のカバー22に設けられた吸気口から外気を吸気し、通気カバー18を通じて空気室16内の多数の通気パイプ17に送風する。通気パイプ17を通った空気は図示右側の通気カバー19を通って、この通気カバー19に設けられた排気口から外部に排気される、所謂全閉外扇形の冷却構造を示している。
That is, an
ただし、本発明の実施形態における特徴部分は、以下に述べるように、回転子12部分の構造にあり、本発明は上述した全閉外扇形の冷却構造を採用した回転電機に限られることなく、全閉外扇形以外の冷却構造を用いた回転電機にも、もちろん適用可能である。
However, the characteristic portion in the embodiment of the present invention lies in the structure of the
回転子12は、円柱状を成し回転軸121と一体的に構成された回転子鉄心122を有し、その軸方向に沿う複数本のロータバー25が、所定間隔で環状に配置されている。なお、図1ではロータバー25の端部のみが図示されている。固定子13は、円筒状を成す固定子鉄心131及び固定子巻線26を有する。この固定子鉄心131の内周面は、回転子鉄心122の外周面と間隔を保って対峙している。なお、図1では固定子巻線26の端部のみが図示されている。
The
回転子12の回転軸121の、フレーム15内における左右の部分には内部ファン28がそれぞれ設けられており、フレーム15内の空気を、回転子12の軸方向に沿って設けられた図示しない通風路を通してその中央に向って送風する。この中央に向って送風された空気は、回転子鉄心122及び固定子鉄心131の軸方向数か所に、それらの半径方向に沿って形成された図示しない通風ダクトを通って空気室16内に流れる。この空気室16内には導風板161が設けられており、固定子鉄心131から空気室16内に流れた空気を矢印で示すように左右に振り分け、空気室16の図示左右壁内面に沿って下降させ、フレーム15内に戻す循環経路を形成する。
このように、フレーム15内の空気を、回転子12及び固定子13を通じて空気室16内に流し、空気室16内において多数の通気パイプ17の外面に接触させて熱交換し、再びフレーム15内に戻すことにより、運転時に、回転子12及び固定子13から発生する熱を効果的に通風冷却する。
In this way, the air in the
回転子12は、前述したように円柱状を成す回転子鉄心122を有し、その軸方向に沿う複数本のロータバー25が、所定間隔で環状に配置されており、それらの端部は図1で示したように回転子鉄心122の端面から突出している。これら複数のロータバー25の端部は環状に配置されており、導電性の短絡環により相互に短絡されている。以下、この短絡環の構造を図2及び図3を用いて説明する。
As described above, the
図2は複数のロータバー25の端部短絡構造を示し、図3はその要部であるロータバー25が1本分、接続された部分の断面構造を示している。図2で示すように複数のロータバー25は所定間隔を保って環状に配置されており、これらロータバー25の各端部は、導電性材料による短絡環31にそれぞれ接続され、相互に短絡されている。
FIG. 2 shows an end short-circuit structure of a plurality of
短絡環31は、図3で示すように、各ロータバー25と接続する環状の本体部311、及びこの本体部311の内周(図示下面)寄りの部分を図示左方(図1で示した回転子12の軸端方向)に延出させた筒状部312を有する。また、この筒状部312の外周には保持環32が嵌合取付けされている。この保持環32としては、機械的強度の高い、例えばステンレス材などを用いる。
As shown in FIG. 3, the short-
前述した短絡環31の本体部311の端面311aと、この本体部311の端面311aと対向する保持環32の端面32aとは、所定の間隔gを保って対峙するように構成する。この所定の間隔gとは、運転時における短絡環31と保持環32との電位差によるアーク発生を防止できる間隔(数ミリ程度)とする。また、短絡環31の筒状部312には、その内周から外周面に貫通し、間隔gを有する間隙に通じる貫通孔35を設ける。この貫通孔35は、保持環32の、短絡環31の本体部311寄りの部分(間隔gを有する間隙)に通じる通風路として機能する。
The
上記構成において、回転電機の運転時、回転子12や固定子13には通電に伴い、熱が発生する。特に、起動時においては大電流が流れるため、発生熱も大きい。この発生熱に対し、回転軸121に直結する外部ファン21及び内部ファン28の回転により、外気を空気室16内の通気パイプ17に流し、かつフレーム15内の空気を空気室16内との間で循環させることにより、回転子12や固定子13を冷却している。
In the above configuration, when the rotary electric machine is operated, heat is generated in the
ロータバー25の端部においても、図1で示した内部ファン28からの風が、回転子の軸端方向から送風されるので、図3の図示左方から右方へ空気が流れ、短絡環31の内周部分の空気の一部は、遠心力により貫通孔35を通り、本体部311の端面311aと保持環32の端面32aとの間隔gを有する間隙に流れる。このため、保持環32は、図示左面及び図示上面に加えて、短絡環31の本体部311と対向する端面32aにも空気が流れることにより放熱面積を従来に比べて大きく確保でき、その温度上昇を抑止できる。
Also at the end of the
すなわち、従来の構造では、短絡環31の本体部311と保持環32の端面32aとの間隔gが無いため、保持環32は充分な放熱面積を確保できず、また、この間隔gに通じる貫通孔35もなかったため、通風による冷却効果も期待できなかった。また、上述した間隔gがないため、短絡環31と保持環32とは微小間隙で対向することとなるため、この間の電位差により部分的にアークが生じ、損傷することがあった。また、アークによる発熱も加わることになり、保持環32が著しく加熱されることとなっていた。
That is, in the conventional structure, since there is no distance g between the
これに対し、この実施の形態では、前述のように、短絡環31の本体部311の端面311aと、保持環32の端面32aとが、この間の電位差によるアーク発生を防止できる間隔g(数ミリ程度)を有する間隙を保って対峙しているので、この間にアークが発生することはなく、アークによる損傷を防止でき、かつアーク発生に伴うや加熱を防止できる。また、短絡環31の筒状部312に、間隔gを有する間隙に通じる貫通孔35を通風路として設けたので、保持環32の端面32aを効果的に通風冷却することができ、放熱面積の増大と併せて、保持環32の加熱を抑止することができる。
On the other hand, in this embodiment, as described above, the distance g (several millimeters) between the
このように、保持環32が効果的に冷却されることにより、温度上昇による強度低下を防ぐことができる。また、保持環32と短絡環31の間に間隔gを有する間隙を作ることによって、短絡環31から保持環32に流入する熱や電流を低減することも可能となる。
By effectively cooling the holding
なお、通風路として機能する貫通孔35の個数は、多いほど通風効果は増大するが、機械的強度との関係で、円周角度360度に対し10度毎に1個、或いはロータバーが118本の場合、ロータバー3本に1個程度の割合で設ければよい
図4は、短絡環31の筒状部312の軸方向の長さが大きい場合の実施形態を示す。この場合、この筒状部312の外周に嵌合する保持環32も、その軸方向長さが大きい形状となる。そこで保持環32には、その短絡環31の本体部311寄りの部分に、半径方向に貫通する通気孔37が設ける。これに対し、短絡環31の筒状部312には、その本体部311寄りの内周面から外周面まで貫通し、通気孔37に通じる貫通孔35を設ける。すなわち、短絡環31の筒状部312には、保持環32の、短絡環31の本体部311寄りの部分(通気孔37)に通じる貫通孔35が形成され、これが通風路として機能する。
The larger the number of through
このように構成しても、保持環32の、短絡環31の本体部311寄りの部分に設けた通気孔37に、短絡環31の筒状部312内周側からの空気が貫通孔35を通って流れるために効果的に通風冷却することができ、保持環32の温度上昇による強度低下を防止できる。
Even with this configuration, the air from the inner peripheral side of the
図5及び図6の実施形態は、保持環32の、短絡環31の本体部311寄りの部分(端面32a)に通じる通風路として、短絡環31の筒状部312の外周面に、その軸方向に沿って形成された通風溝38を設ける。この通風溝38は、短絡環31の本体部311の端面311aと保持環32の端面32aとの間隔gを有する間隙に通じるものであり、この間を効果的に通風冷却する。
In the embodiment of FIGS. 5 and 6, the holding
また、この通風溝38と対向する保持環32の内周面に、その軸方向に沿って形成された通風溝39を設けてもよい。この通風溝39も、短絡環31の本体部311の端面311aと保持環32の端面32aとの間隔gを有する間隙に通じるものであり、この間を効果的に通風冷却する。
Further, a
さらに、これら通風溝38,39は、いずれか一方のみを設けてもよく、いずれにしても筒状部312及び保持環32の図示左方から、図1で示した内部ファン28により送風される空気を、短絡環31の本体部311の端面311aと保持環32の端面32aとの間隔gを有する間隙に流すことによりこの間を効果的に通風冷却でき、保持環32の温度上昇による強度低下を防止できる。
Further, these
このように、本発明の各実施形態では、保持環32と短絡環31の筒状部312の少なくとも一方に、保持環32の、短絡環31の本体部311寄りの部分に通じる通風路(貫通孔35,通風溝38,39)が形成されているので、保持環32を効果的に通風冷却でき、運転時における保持環の温度上昇を抑止して、加熱による強度低下を防止できる。
As described above, in each embodiment of the present invention, at least one of the holding
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの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。これら新規な実施形態は、その他のさまざま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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
11…回転電機
12…回転子
13…固定子
15…フレーム
16…空気室
25…ロータバー
31…短絡環
311…本体部
312…筒状部
32…保持環
35,38,39…通風路
g…所定の間隔
11 ...
Claims (1)
前記短絡環は、前記各ロータバーと接続する環状の本体部、及びこの本体部の内周寄りの部分を前記回転子の軸端方向に延出させた筒状部を有し、
この筒状部の外周には保持環が嵌合取付けされており、
前記筒状部には、前記保持環の、前記短絡環の本体部寄りの部分に通じる通風路が形成されており、
前記短絡環の前記本体部の端面と、この本体部の端面と対向する前記保持環の端面とは、これら短絡環と保持環との電位差によるアーク発生を防止できる間隔で対峙し、
前記通風路は、前記筒状部の内周から前記間隔を有する間隙に通じる貫通孔であることを特徴とする回転電機。 A rotation having a columnar structure in which a plurality of rotor bars along the axial direction are arranged in an annular shape at intervals from each other, and the ends of these rotor bars are short-circuited with each other by a conductive short-circuit ring. It ’s an electric machine,
The short-circuit ring has an annular main body portion connected to each rotor bar, and a tubular portion in which a portion closer to the inner circumference of the main body portion extends in the axial end direction of the rotor.
A holding ring is fitted and attached to the outer circumference of this tubular portion.
A ventilation path leading to a portion of the holding ring near the main body of the short-circuit ring is formed in the tubular portion .
The end face of the main body of the short-circuit ring and the end face of the holding ring facing the end face of the main body face each other at intervals that can prevent arc generation due to a potential difference between the short-circuit ring and the holding ring.
The rotary electric machine is characterized in that the ventilation passage is a through hole leading from the inner circumference of the tubular portion to a gap having the interval .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017096458A JP6789878B2 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Rotating machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017096458A JP6789878B2 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Rotating machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018196200A JP2018196200A (en) | 2018-12-06 |
JP6789878B2 true JP6789878B2 (en) | 2020-11-25 |
Family
ID=64571783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017096458A Active JP6789878B2 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Rotating machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6789878B2 (en) |
-
2017
- 2017-05-15 JP JP2017096458A patent/JP6789878B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018196200A (en) | 2018-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
BRPI0716803A2 (en) | ELECTRIC MACHINE WITH AN INTERNALLY COOLED ROTOR | |
CN106329828A (en) | Heat radiation structure of motor | |
JP5388961B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2010206977A (en) | Fully closed motor device | |
JP4897587B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2001078390A (en) | Dynamo-electric machine | |
US20170141652A1 (en) | An electric machine | |
KR101668547B1 (en) | Rotating electric machine | |
JP2016054591A (en) | Totally-enclosed rotary electric machine | |
JP6789878B2 (en) | Rotating machine | |
JP2016220395A (en) | Rotary electric machine | |
CN107710562B (en) | Rotating electrical machine | |
JP6944418B2 (en) | Rotating machine and rotor | |
JP6686295B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6988108B2 (en) | Rotating machine | |
WO2022044450A1 (en) | Rotary electrical machine | |
JP2017184529A (en) | Rotary electric machine | |
US2515973A (en) | Totally enclosed motor | |
JP2019205254A (en) | Rotary electric machine | |
JP2016010266A (en) | Squirrel-cage rotary electric machine | |
JP5517714B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2012070549A (en) | Totally-enclosed motor device | |
US972850A (en) | Rotary field member of dynamo-electric machines. | |
US3075105A (en) | Ventilating system for dynamoelectric machines | |
JP2015100197A (en) | Rotor of rotary electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190805 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20200417 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200512 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200730 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201027 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201104 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6789878 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |