JP7011616B2 - Synchronous rotary electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、同期回転電機に関する。 The present invention relates to a synchronous rotary electric machine.
同期回転電機においては、通常、固定子側に電機子巻線を設け、回転子側で回転磁界を形成する。回転磁界を形成する構成としては、回転子に界磁巻線を設ける場合と、永久磁石を設ける場合がある。すなわち、たとえば、同期発電機において、進み遅れの調整などのために界磁調整が必要な場合には界磁巻線を設ける方式がある。あるいは、界磁調整が不要な場合には、巻線によるのではなく永久磁石を用いる方式がある。 In a synchronous rotary electric machine, an armature winding is usually provided on the stator side, and a rotating magnetic field is formed on the rotor side. As a configuration for forming a rotating magnetic field, there are cases where a field winding is provided in the rotor and cases where a permanent magnet is provided. That is, for example, in a synchronous generator, there is a method of providing a field winding when field adjustment is required for adjustment of advance / lag. Alternatively, when field adjustment is not required, there is a method of using a permanent magnet instead of using a winding.
同期回転電機の場合において、回転子側から界磁を形成することもあり、回転子の冷却を効率よく行う必要がある。このため、たとえば、突極形の回転子において、互いに隣接する突極の間に、軸方向に互いに間隔をあけて、径方向の内側から外側へ貫通する複数の流路を形成して、冷却通路を確保する例がある(特許文献1参照)。 In the case of a synchronous rotary electric machine, a field may be formed from the rotor side, and it is necessary to efficiently cool the rotor. Therefore, for example, in a salient pole-shaped rotor, a plurality of flow paths penetrating from the inside to the outside in the radial direction are formed at intervals in the axial direction between the salient poles adjacent to each other to cool the rotor. There is an example of securing a passage (see Patent Document 1).
しかしながら、これらの流路は界磁の磁力線が通過するはずだった磁路を横切ることから、磁路を狭めることになる。このため、局所的に磁気飽和の発生がもたらされる。これを防止するためには、界磁の磁路となる構造体の寸法を大きくする必要があった。 However, these channels cross the magnetic path through which the magnetic field lines of the field were supposed to pass, thus narrowing the magnetic path. This causes the occurrence of magnetic saturation locally. In order to prevent this, it was necessary to increase the size of the structure that becomes the magnetic path of the field magnet.
そこで、本発明は、同期回転電機において、回転子の冷却機能を確保しながら、磁気飽和を抑制することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to suppress magnetic saturation in a synchronous rotary electric machine while ensuring a cooling function of the rotor.
上述の目的を達成するため、本発明に係る同期回転電機は、回転軸方向に延びたロータシャフトと、前記ロータシャフトに取り付けられた回転子磁路部とを有する回転子と、前記回転子に対向する固定子磁路部を有する固定子と、前記固定子を囲むように径方向の外側に配されたフレームと、前記回転子を2箇所でそれぞれ回転可能に支持する軸受と、を備え、前記回転子および前記固定子の少なくとも一方は、磁力生成部を有し、前記回転子磁路部および前記固定子磁路部の少なくとも一方は板状であり、その厚さ方向に貫通する複数の磁界中冷却路を有する少なくとも一つのグループを有し、前記一つのグループにおいて前記複数の磁界中冷却路は、一方の表面においては一つの方向に向かって一列に並んでおり、前記一列に並ぶ列の中心線を含み前記一方の表面に垂直な面に沿った方向および前記面を挟んだ互いに反対の方向から選択された所定の複数の方向について、前記一つの方向に並ぶ前記複数の磁界中冷却路のうちの互いに隣接する前記磁界中冷却路は、互いに同一方向または異なる方向に貫通するように形成されている、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the synchronous rotary electric machine according to the present invention has a rotor shaft extending in the direction of the rotation axis, a rotor having a rotor magnetic path portion attached to the rotor shaft, and the rotor. It is provided with a stator having an opposing stator magnetic path portion, a frame arranged radially outside so as to surround the stator, and a bearing that rotatably supports the rotor at two locations. At least one of the rotor and the stator has a magnetic force generating portion, and at least one of the rotor magnetic path portion and the stator magnetic path portion is plate-shaped and has a plurality of penetrating portions in the thickness direction thereof. It has at least one group having cooling paths in a magnetic field, and in the one group, the plurality of cooling paths in a magnetic field are arranged in a row in one direction on one surface, and the rows arranged in the same row. Cooling in a plurality of magnetic fields arranged in one direction in a predetermined plurality of directions selected from a direction along a plane perpendicular to the one surface including the center line of the above surface and directions opposite to each other across the surface. The magnetic cooling paths adjacent to each other among the paths are formed so as to penetrate in the same direction or different directions from each other.
本発明によれば、同期回転電機において、回転子の冷却機能を確保しながら、磁気飽和を抑制することができる。 According to the present invention, in a synchronous rotary electric machine, magnetic saturation can be suppressed while ensuring a cooling function of the rotor.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る同期回転電機および回転子について説明する。 Hereinafter, the synchronous rotary electric machine and the rotor according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る同期回転電機の構成を示す立断面図である。同期回転電機100は、回転子110、固定子120、フレーム130、2つの軸受32、冷却器140を有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a synchronous rotary electric machine according to the first embodiment. The synchronous rotary
回転子110は、回転軸方向(以下、軸方向とも呼ぶ)に延びたロータシャフト11と、ロータシャフト11の径方向外側に取り付けられた回転子110側の回転子磁路部13としての円筒状の回転子胴部112と、回転子胴部112に支持された回転子110側の磁力生成部15としての複数の磁極117とを有する。ロータシャフト11は、回転子胴部112を挟んだ軸方向の両側でそれぞれ、軸受32により回転可能に支持される。
The
ロータシャフト11には、回転子胴部112とそれぞれの軸受32との間において、それぞれ内扇119が取り付けられており、ロータシャフト11の回転とともに回転する。内扇119は、軸受32側の冷却用気体を、吸い込み、回転子胴部112および固定子120側に押し出す。
An
固定子120は、空隙116を介して磁極117の径方向外側に配された固定子磁路部14としての円筒形状の固定子鉄心121と、固定子鉄心121内を貫通する複数の固定子巻線122とを有する。
The
フレーム130は、回転子胴部112と磁極117、および固定子120を囲むようにこれらの径方向の外側に配されている。フレーム130の軸方向の両側の端部にはそれぞれ軸受ブラケット34が取り付けられている。軸受ブラケット34は、それぞれ軸受32を静止支持する。
The
冷却器140は、たとえば、外気あるいは水などの冷却媒体が管内を流れる冷却管141と、冷却管141を収納する冷却器カバー142を有し、回転子110および固定子120を冷却する空気などの冷却用気体を冷却する。
The
フレーム130内の空間と冷却器カバー142内の空間は、冷却器入口開口143および2つの冷却器出口開口144で連通している。冷却器入口開口143は、固定子120の上方に形成されている。また、2つの冷却器出口開口144は、冷却器入口開口143を挟んで軸方向の両側に形成されている。
The space in the
フレーム130、軸受ブラケット34、および冷却器カバー142は、互いにあいまって全体として、1つの密閉空間を形成する。
The
図2は、第1の実施形態に係る同期回転電機の回転子の構成を示す図3のII-II線矢視軸方向部分縦断面図であり、図3は、図2のIII-III線矢視横断面図である。 FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 3 showing the configuration of the rotor of the synchronous rotary electric machine according to the first embodiment, and FIG. 3 is a line III-III in FIG. It is a cross-sectional view of the arrow.
回転子110において回転子110側の回転子磁路部13としての回転子胴部112は、その軸方向の両端部分を円板状の胴部支持板115によって径方向内側から支持されている。
In the
それぞれの胴部支持板115は穴あき円板状で、径方向内側がロータシャフト11に固定されており、径方向外側が回転子胴部112に接続されている。胴部支持板115には、ロータシャフト11が貫通する部分以外にも複数の円形の支持板開口115aが周方向に互いに間隔をもって形成されている。なお、支持板開口115aの形状は円形に限らず、たとえば楕円形あるいは多角形でもよい。また、図2では回転子胴部112が2つの胴部支持板115を介してロータシャフト11に取り付けられている場合を例にとって示しているが、これに限定されない。たとえば、回転子胴部112の軸方向の中央付近で、1つの胴部支持板115を介してロータシャフト11に取り付けられている場合であってもよい。
Each
回転子磁路部13としての回転子胴部112の径方向表面には、磁力生成部15としての複数の磁極117が取り付けられている。それぞれの磁極117は、ほぼ直方体で軸方向に伸びた永久磁石117bと、回転子胴部112の径方向表面に取り付けられて永久磁石117bを支持する磁石支持部117aを有する。これら複数の磁極117は、周方向に互いに間隔をおいて配されている。なお、磁極117が永久磁石117bを有する場合を例にとって示したが、これに限定されない。すなわち、磁極117が、界磁巻線を有する電磁石の場合でもよい。
A plurality of
図4は、第1の実施形態に係る同期回転電機の回転子の構成を示す図2のIV-IV線矢視部分横断面図、図5は、図2のV-V線矢視部分横断面図である。また、図6は、第1の実施形態に係る同期回転電機の回転子の回転子胴部を径方向外側から見た周方向への展開図、図7は、回転子胴部を径方向内側から見た周方向への展開図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the IV-IV line arrow section of FIG. 2 showing the configuration of the rotor of the synchronous rotary electric machine according to the first embodiment, and FIG. 5 is a cross section of the VV line arrow view portion of FIG. It is a top view. Further, FIG. 6 is a development view of the rotor body of the rotor of the synchronous rotary electric machine according to the first embodiment in the circumferential direction when viewed from the outside in the radial direction, and FIG. 7 is a development view of the rotor body in the radial direction. It is a development view in the circumferential direction seen from.
図4ないし図7は、回転子磁路部13としての回転子胴部112に形成された磁界中冷却路17としての胴部通気孔113の詳細を示すものである。
4 to 7 show details of the
回転子胴部112を径方向外側から見た周方向への展開図である図6に示すように、胴部通気孔113は、互いに隣接する磁極117に挟まれて軸方向に拡がった回転子胴部112の径方向外側の表面において、軸方向に一列に並ぶように配されている。これらを一つのグループと呼ぶものとする。全ての互いに隣接する磁極117に挟まれた領域にそれぞれのグループが配されている。従って、回転子胴部112には、全体で磁極117の数だけグループが形成されているが、これに限定されない。たとえば、一つおきに形成されていてもよい。あるいは、それぞれのグループに、2列が形成されていてもよい。
As shown in FIG. 6, which is a development view of the
軸方向に垂直な断面である図4および図5に示すように、胴部通気孔113は、それぞれ軸方向に垂直な平面に沿って形成されている。しかしながら、胴部通気孔113のそれぞれが径方向内側に向かって貫通する方向は、回転中心軸方向すなわち、回転子胴部112の表面に垂直な方向ではない。
As shown in FIGS. 4 and 5, which are cross sections perpendicular to the axial direction, the body vent holes 113 are formed along a plane perpendicular to the axial direction, respectively. However, the direction in which each of the body vent holes 113 penetrates inward in the radial direction is not the direction of the center axis of rotation, that is, the direction perpendicular to the surface of the
すなわち、図4における周方向に時計回り方向をΘ方向の正の方向であるとすると、第1通気孔113aは、径方向外側から径方向内側に向かって、回転中心軸方向よりΘ方向の負の方向に傾いた方向に形成されている。また、図5に示すように、軸方向に第1通気孔113aに隣接する第2通気孔113bは、径方向外側から径方向内側に向かって、回転中心軸方向よりΘ方向の正の方向に傾いた方向に形成されている。
That is, assuming that the clockwise direction in FIG. 4 is the positive direction in the Θ direction, the
この結果、回転子胴部112を径方向内側から見た周方向への展開図である図7に示すように、胴部通気孔113は、回転子胴部112の径方向内側の表面において、径方向外側の表面に比べて、互いの距離が拡がるように形成されている。
As a result, as shown in FIG. 7, which is a development view of the
図4ないし図7では、磁界中冷却路17としての胴部通気孔113が第1通気孔113aと第2通気孔113bの2種の場合を例にとって示しているが、これに限定されない。たとえば、前述第1通気孔113aと第2通気孔113bに加え、回転子胴部112の表面に垂直な方向に第3通気孔を形成し、3種類の通気孔を順に配置してもよい。以下に変形例を説明する。
4 to 7 show an example in which the
図8は、第1の変形例による回転子胴部を示す部分横断面図であり、図9は、回転子胴部を径方向内側から見た周方向への展開図である。 FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the rotor body portion according to the first modification, and FIG. 9 is a development view of the rotor body portion in the circumferential direction when viewed from the inside in the radial direction.
第1の変形例においては、磁界中冷却路17としての胴部通気孔113が、第1通気孔113c、第2通気孔113d、および第3通気孔113eを有する。第1通気孔113c、第2通気孔113d、および第3通気孔113eは、この順に繰り返し軸方向に配列されている。第2通気孔113dは、径方向に沿って形成されている。第1通気孔113cと第3通気孔113eは、互いに周方向について反対方向に傾いている。
In the first modification, the
図10は、第2の変形例による回転子胴部を示す部分横断面図であり、図11は、回転子胴部を径方向内側から見た周方向への展開図である。 FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing the rotor body portion according to the second modification, and FIG. 11 is a development view of the rotor body portion in the circumferential direction when viewed from the inside in the radial direction.
第2の変形例においては、磁界中冷却路17としての胴部通気孔113が、第1通気孔113f、第2通気孔113g、第3通気孔113h、および第通気孔113jを有する。第1通気孔113f、第2通気孔113g、第3通気孔113h、および第4通気孔113jは、この順に繰り返し軸方向に配列されている。第2通気孔113gと第3通気孔113hは、互いに周方向について反対方向に傾いている。また、第1通気孔113fと第4通気孔113jは、さらに大きな傾きで互いに周方向の反対方向に傾いている。
In the second modification, the
以上に説明した本実施形態および第1、第2の変形例においては、軸方向に順次、周方向の傾きが異なる通気孔が配列された例を示したが、これに限定されない。たとえば、それぞれが、1つではなく、複数が並んで配列されている場合でもよい。あるいは、特定の方向のものが複数並んでいる場合であってもよい。あるいは、軸方向に、領域ごとに配列の仕方が異なってもよい。また、周方向に互いに配列が異なっている場合でもよい。 In the present embodiment and the first and second modifications described above, examples are shown in which vent holes having different inclinations in the circumferential direction are arranged sequentially in the axial direction, but the present invention is not limited to this. For example, each of them may be arranged side by side instead of one. Alternatively, there may be a case where a plurality of objects in a specific direction are lined up. Alternatively, the arrangement may be different for each region in the axial direction. Further, the arrangement may be different from each other in the circumferential direction.
すなわち、以上をまとめると、以下のように形成されている。すなわち、一つのグループにおいて、複数の磁界中冷却路17としての胴部通気孔113は、一方の表面においては軸方向に向かって一列に並んでいる。また、この一列に並ぶ列の中心線を含み、この一方の表面に垂直な面に沿った方向およびその面を挟んだ互いに反対の方向から、所定の複数の方向が選択される。この一方の方向について並ぶ複数の胴部通気孔113のうちの互いに隣接する胴部通気孔113は、互いに同一方向または異なる方向に貫通するように形成されている。
That is, the above can be summarized as follows. That is, in one group, the body vent holes 113 as the plurality of cooling
なお、以上では、それぞれの胴部通気孔113は、直線的に延びている場合を示したが、これに限定されない。すなわち、曲線的に形成されていてもよい。
In the above, the case where each
図12は、第1の実施形態に係る同期回転電機の回転子の作用を説明するための部分横断面図であり、図13は図12のXIII-XIII線矢視部分横断面図である。回転子胴部112の断面において、軸方向に、第1通気孔113aおよび第2通気孔113bを透視した図である。
FIG. 12 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the rotor of the synchronous rotary electric machine according to the first embodiment, and FIG. 13 is a partial cross-sectional view taken along the line XIII-XIII of FIG. It is a figure which see through the
互いに隣接する磁力生成部15すなわち磁極117の永久磁石117bの間を通過する複数の磁力線Mが太い破線で示されている。それぞれの磁力線Mは、永久磁石117bから出て、磁石支持部117aおよび回転子磁路部13としての回転子胴部112を通過する。
A plurality of magnetic force lines M passing between the magnetic
図12および図13に示すように、本実施形態による回転子110の回転子磁路部13としての回転子胴部112は、磁力線Mの分布を阻害する磁界中冷却路17としての胴部通気孔113、具体的には、第1通気孔113aおよび第2通気孔113bが、特定の箇所に集中せずに散在している。この結果、回転子の冷却機能を確保しながら、磁気飽和を抑制することができる。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
[第2の実施形態]
図14は第2の実施形態に係る同期回転電機の構成を示す図16のXIV-XIV線矢視縦断面図、図15は図16のXV-XV線矢視縦断面図、図16は図14のXVI-XVI線矢視横断面図、また、図17は第2の実施形態に係る同期回転電機の構成を示す図14のXVII-XVII線矢視横断面図である。
[Second Embodiment]
14 is a vertical cross-sectional view taken along the line XIV-XIV of FIG. 16 showing the configuration of the synchronous rotary electric machine according to the second embodiment, FIG. 15 is a vertical cross-sectional view taken along the line XV-XV of FIG. 16, and FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line XVI-XVI, and FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line XVII-XVII showing the configuration of the synchronous rotary electric machine according to the second embodiment.
本第2の実施形態は、第1の実施形態の変形である。本第2の実施形態における同期回転電機200は、回転子210、固定子220、フレーム230、軸受32および軸受ブラケット34を有する。本実施形態に係る同期回転電機200は、ロータシャフト11が鉛直方向に延びた縦置き形でもよい。あるいは、ロータシャフト11が水平方向に延びた横置き形でもよい。
The second embodiment is a modification of the first embodiment. The synchronous rotary
本第2の実施形態においては、フレーム230に、通風路231が形成されており、内扇232により、冷却用気体は、以下に説明する固定子220に形成された流路および回転子210に形成された流路を通過した後に、通風路入口231aから通風路231に流入し、通風路出口231bから再び内扇232に流入する一巡の流路が形成されている。
In the second embodiment, the
回転子210は、ロータシャフト11、これに取り付けられて径方向に拡がった円板状の回転子鉄心212、およびと周方向に互いに間隔をおいて配された径方向に延びた複数の永久磁石213を有する。なお、永久磁石に代えて電磁石であってもよい。
The
回転子鉄心212には、径方向にロータシャフト11への取付け部と永久磁石213との間に、周方向に互いに間隔を空けて厚み方向に貫通する複数の回転子通気孔214が形成され、冷却用気体が回転子210を軸方向に通過する流路が確保されている。
The
固定子220は、回転子鉄心212を軸方向の両側で挟む固定子磁路部14としての円板状の2つの固定子鉄心221およびそれぞれの固定子鉄心221に配された固定子巻線223を有する。
The
それぞれの固定子鉄心221は、中央にロータシャフト11が貫通するロータシャフト11の径方向外側表面と間隙を有する開口212aが形成された孔あき円板状である。それぞれの固定子鉄心221の回転子鉄心212に面する側の表面には、周方向に互いに間隔をおいて配された複数の固定子ティース222が形成されている。それぞれの固定子ティース222は、軸方向に投影した形状は、ほぼ台形で、上辺が径方向内側、下辺は径方向外側になるように配されている。また、軸方向に厚みを有する。
Each
固定子巻線223は、固定子ティース222に巻回されている。固定子ティース222と固定子巻線223とは、磁力生成部15を構成する。
The stator winding 223 is wound around the
固定子鉄心221の互いに隣接する固定子ティース222の間の領域には、磁界中冷却路17としての複数の固定子通気孔224が形成されている。
In the region between the
固定子鉄心221の固定子ティース222が形成されている側の表面、すなわち、回転子鉄心212に対向する側の表面においては、図16に示すように、磁界中冷却路17としての固定子通気孔224は、互いに隣接する固定子ティース222に挟まれて径方向に延びた領域において、径方向に一列に並ぶように配されている。これらを一つのグループと呼ぶものとする。全ての互いに隣接する固定子ティース222に挟まれた領域にそれぞれのグループが配されている。従って、回転子胴部112には、全体で固定子ティース222の数だけグループが形成されているが、これに限定されない。たとえば、一つおきに形成されていてもよい。あるいは、それぞれのグループに、2列が形成されていてもよい。
On the surface of the
回転軸を含み、回転子鉄心212に対向する側の表面における固定子通気孔224の中心に沿った平面を想定すると、図16および図17に示すように、それぞれのグループにおいて、固定子通気孔224は径方向に交互に、この平面を挟んで互いに反対方向に貫通している。この状態は、第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態と同様の効果を生ずる。
Assuming a plane along the center of the stator vents 224 on the surface facing the
なお、本第2の実施形態においては、回転子側が永久磁石を有する界磁側で、固定子側が電機子巻線を有する電機子側の場合を例にとって示したが、これに限定されない。たとえば、電機子巻線を有する電機子側が回転子側、すなわち、回転子ティースに電機子巻線としての回転子巻線が巻回され、界磁側が固定子側の場合であって、互いに隣接する電機子巻線に挟まれた領域のそれぞれの通気孔のグループについて、同様の構成とすることであってもよい。 In the second embodiment, the case where the rotor side is the field side having a permanent magnet and the stator side is the armature side having an armature winding is shown as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the armature side having the armature winding is the rotor side, that is, the rotor winding as the armature winding is wound around the rotor teeth, and the field side is the stator side, and they are adjacent to each other. The same configuration may be used for each group of ventilation holes in the region sandwiched between the armature windings.
[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、ロータシャフトが水平方向に延びた横型の同期回転電機の場合を例にとって示したが、これに限定されない。たとえば、縦型の同期回転電機の場合であってもよい。
[Other embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. For example, in the embodiment, the case of a horizontal synchronous rotary electric machine in which the rotor shaft extends in the horizontal direction is shown as an example, but the present invention is not limited to this. For example, it may be the case of a vertical synchronous rotary electric machine.
さらに、これらの実施形態は、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。これら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。 Furthermore, these 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 variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
11…ロータシャフト、13…回転子磁路部、14…固定子磁路部、15…磁力生成部、17…磁界中冷却路、32…軸受、34…軸受ブラケット、100…同期回転電機、110…回転子、112…回転子胴部、113…胴部通気孔(磁界中冷却路)、113a…第1通気孔、113b…第2通気孔、113c…第1通気孔、113d…第2通気孔、113e…第3通気孔、113f…第1通気孔、113g…第2通気孔、113h…第3通気孔、113j…第4通気孔、115…胴部支持板、115a…支持板開口、116…空隙、117…磁極、117a…磁石支持部、117b…永久磁石、119…内扇、120…固定子、121…固定子鉄心、122…固定子巻線、130…フレーム、140…冷却器、141…冷却管、142…冷却器カバー、143…冷却器入口開口、144…冷却器出口開口、200…同期回転電機、210…回転子、212…回転子鉄心、212a…間隙、213…永久磁石、214…回転子通気孔、220…固定子、221…固定子鉄心、222…固定子ティース、223…固定子巻線、224…固定子通気孔(磁界中冷却路)、230…フレーム、231…通風路、231a…通風路入口、231b…通風路出口、232…内扇 11 ... rotor shaft, 13 ... rotor magnetic path, 14 ... stator magnetic path, 15 ... magnetic force generating section, 17 ... cooling path in magnetic field, 32 ... bearing, 34 ... bearing bracket, 100 ... synchronous rotary electric machine, 110 ... Rotor, 112 ... Rotor body, 113 ... Body vent (cooling path in magnetic field), 113a ... First vent, 113b ... Second vent, 113c ... First vent, 113d ... Second Pore, 113e ... 3rd vent, 113f ... 1st vent, 113g ... 2nd vent, 113h ... 3rd vent, 113j ... 4th vent, 115 ... Body support plate, 115a ... Support plate opening, 116 ... void, 117 ... magnetic pole, 117a ... magnet support, 117b ... permanent magnet, 119 ... internal fan, 120 ... stator, 121 ... stator core, 122 ... stator winding, 130 ... frame, 140 ... cooler , 141 ... cooling pipe, 142 ... cooler cover, 143 ... cooler inlet opening, 144 ... cooler outlet opening, 200 ... synchronous rotor, 210 ... rotor, 212 ... rotor core, 212a ... gap, 213 ... permanent Magnet, 214 ... rotor vent, 220 ... stator, 221 ... stator core, 222 ... stator teeth, 223 ... stator winding, 224 ... stator vent (cooling path in magnetic field), 230 ... frame, 231 ... Ventilation path, 231a ... Ventilation path entrance, 231b ... Ventilation path exit, 232 ... Inner fan
Claims (8)
前記回転子に対向する固定子磁路部を有する固定子と、
前記固定子を囲むように径方向の外側に配されたフレームと、
前記回転子を2箇所でそれぞれ回転可能に支持する軸受と、
を備え、
前記回転子および前記固定子の少なくとも一方は、磁力生成部を有し、
前記回転子磁路部および前記固定子磁路部の少なくとも一方は板状であり、その厚さ方向に貫通する複数の磁界中冷却路を有する少なくとも一つのグループを有し、
前記一つのグループにおいて前記複数の磁界中冷却路は、一方の表面においては一つの方向に向かって一列に並んでおり、
前記一列に並ぶ列の中心線を含み前記一方の表面に垂直な面に沿った方向および前記面を挟んだ互いに反対の方向から選択された所定の複数の方向について、前記一つの方向に並ぶ前記複数の磁界中冷却路のうちの互いに隣接する前記磁界中冷却路は、互いに同一方向または異なる方向に貫通するように形成されている、
ことを特徴とする同期回転電機。 A rotor having a rotor shaft extending in the direction of the rotation axis and a rotor magnetic path portion attached to the rotor shaft,
A stator having a stator magnetic path portion facing the rotor, and a stator,
A frame arranged radially outside so as to surround the stator, and
A bearing that rotatably supports the rotor at two locations,
Equipped with
At least one of the rotor and the stator has a magnetic force generator.
At least one of the rotor magnetic path portion and the stator magnetic path portion is plate-shaped and has at least one group having a plurality of cooling paths in a magnetic field penetrating in the thickness direction thereof.
In the one group, the plurality of cooling paths in a magnetic field are arranged in a row in one direction on one surface.
The said one lined up in the one direction with respect to a plurality of predetermined directions selected from the direction along the plane perpendicular to the one surface and the opposite directions sandwiching the plane including the center line of the row arranged in the same row. The magnetic field cooling paths adjacent to each other among the plurality of magnetic field cooling paths are formed so as to penetrate in the same direction or different directions from each other.
Synchronous rotary electric machine characterized by that.
前記回転子は、前記磁力生成部として前記回転子胴部に互いに周方向に間隔をおいて配されそれぞれ軸方向に延びた複数の永久磁石または界磁巻線を有し、
周方向に互いに隣接する前記永久磁石または界磁巻線に挟まれた前記回転子胴部に、前記複数の磁界中冷却路として複数の胴部通気孔が形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の同期回転電機。 The rotor magnetic path portion is a cylindrical rotor body portion that is concentric with the rotor shaft and is attached to the rotor shaft via a body support plate.
The rotor has a plurality of permanent magnets or field windings arranged in the rotor body portion at intervals in the circumferential direction as the magnetic force generating portion and extending in the axial direction, respectively.
A plurality of body vent holes are formed as cooling paths in a plurality of magnetic fields in the rotor body portion sandwiched between the permanent magnets or field windings adjacent to each other in the circumferential direction.
The synchronous rotary electric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the synchronous rotary electric machine is characterized.
前記固定子磁路部は、前記回転子鉄心を軸方向に挟みかつ中央に前記ロータシャフトと間隙をもって前記ロータシャフトと同芯に配された円形の開口が形成された穴あき円板状の固定子鉄心であり、
前記回転子は、前記磁力生成部として前記回転子鉄心に互いに周方向に間隔をおいて配されそれぞれ径方向に延びた複数の永久磁石または電磁石を有し、
前記固定子は、前記磁力生成部として前記固定子鉄心の前記回転子鉄心に対向する側の表面に周方向に互いに間隔をおいて径方向に延びるように形成された複数の固定子ティースと前記複数の固定子ティースに巻回された複数の固定子巻線を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の同期回転電機。 The rotor magnetic path portion is a disk-shaped rotor core attached to the rotor shaft.
The stator magnetic path portion is fixed in the shape of a perforated disk having a circular opening arranged concentrically with the rotor shaft so as to sandwich the rotor core in the axial direction and having a gap with the rotor shaft in the center. It is a child iron core,
The rotor has a plurality of permanent magnets or electromagnets arranged in the rotor core at intervals in the circumferential direction and extending in the radial direction as the magnetic force generating portion.
The stator includes a plurality of stator teeth formed as the magnetic force generating portion on the surface of the stator core on the side facing the rotor core so as to extend radially at intervals from each other in the circumferential direction. With multiple stator windings wound around multiple stator teeth,
The synchronous rotary electric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the synchronous rotary electric machine is characterized.
前記固定子磁路部は、前記回転子鉄心を軸方向に挟みかつ中央に前記ロータシャフトの外表面に間隙をもって前記ロータシャフトと同芯に配された穴あき円板状の固定子鉄心であり、
前記固定子は、前記磁力生成部として前記固定子鉄心に互いに周方向に間隔をおいて配されそれぞれ径方向に延びた複数の永久磁石または電磁石を有し、
前記回転子は、前記磁力生成部として前記回転子鉄心の前記固定子鉄心に対向する側の表面に周方向に互いに間隔をおいて径方向に延びるように形成された複数の回転子ティースと前記複数の回転子ティースに巻回された複数の回転子巻線を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の同期回転電機。 The rotor magnetic path portion is a disk-shaped rotor core attached to the rotor shaft.
The stator magnetic path portion is a perforated disc-shaped stator core arranged concentrically with the rotor shaft so as to sandwich the rotor core in the axial direction and having a gap on the outer surface of the rotor shaft in the center. ,
The stator has a plurality of permanent magnets or electromagnets arranged in the stator core at intervals in the circumferential direction and extending in the radial direction as the magnetic force generating portion.
The rotor includes a plurality of rotor teeth formed as the magnetic force generating portion on the surface of the rotor core facing the stator core so as to extend radially at intervals from each other in the circumferential direction. With multiple rotor windings wound around multiple rotor teeth,
The synchronous rotary electric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the synchronous rotary electric machine is characterized.
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