JP7045971B2

JP7045971B2 - 回転整流器

Info

Publication number: JP7045971B2
Application number: JP2018197645A
Authority: JP
Inventors: 涼輔丹; 琢真武藤
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: CN111082623A; CN111082623B; JP2020065425A

Description

本発明の実施形態は、同期機の界磁に直流を供給するための回転整流器に関する。

同期機の回転界磁に直流を供給する方法として、同期機の回転軸に回転整流器と交流励磁機の電機子を直結し、交流励磁機の電機子から発生する交流を回転整流器により整流して、整流された直流を同期機の界磁に供給する、所謂ブラシレス方式が広く用いられている。

回転整流器は複数の整流素子（ダイオード）を要するが、各整流素子は比較的大電流を流すため放熱用のフィンを有し、接続導体や押え部材などを含む重量はかなり重いものとなる。回転整流器は、文字通り回転体であるため、回転時のバランスを考慮して、複数の整流素子は、回転フレームの円周上に等間隔で放射状に配置される。

回転整流器の保守点検時、各整流素子は回転フレームから取り外され、必要に応じて交換される。このような整流素子の取り外しを含む作業は、各整流素子が回転フレームに放射状に設置されていることから整流素子個々に行わなければならず、作業に多大な手間がかかる。

また、各整流素子は、前述したように放熱フィンや押え部材、接続導体などの多くの部品と共に、ボルトなどの締結具により回転フレーム上に一体的に締結されている。このため、整流素子を取り外すためにボルトなどによる締結を解除すると、各部品がバラバラに散らばってしまうことがあり、作業を一層困難なものとしている。

特開２０１４－３６４６０号公報

本発明は、整流素子の、回転フレームからの取り外しを含む作業時に、整流素子に関連する複数の部品が散らばることを有効に防止して作業の容易化を可能とした回転整流器を提供することにある。

本発明の実施の形態に係る回転整流器は、環状に形成された回転フレームの円周上に複数の整流素子を配置し、励磁機が発生した交流を前記整流素子で直流に整流し、同期機の界磁に供給する回転整流器であって、前記整流素子の下面側には支持部材、励磁機側接続導体、下部押え部材が順次積層され、前記整流素子の上面側には、前記整流素子の側から順に、上部押え部材と、放熱フィンを有する放熱部とが積層され、前記放熱部の側縁部には第１の貫通孔が、前記上部押え部材の側縁部には第２の貫通孔がそれぞれ形成され、前記放熱部の側縁部上面には前記第１及び第２の貫通孔とほぼ同径の内孔を有する座金が、前記回転フレームに対して脱着可能に設けられ、前記上部押え部材の側縁部の下面には、前記第２の貫通孔より大径の第３の貫通孔を有する界磁側接続導体が、前記界磁側接続導体に対して前記上部押え部材を脱着可能に設けられ、前記座金の内孔、前記第１の貫通孔、前記第２の貫通孔、及び前記第３の貫通孔には、これらを貫通し、前記第２の貫通孔及び前記第３の貫通孔の境部分に段部が形成された絶縁スリーブが嵌合し、この絶縁スリーブの外面には前記座金の内孔が接着しており、前記絶縁スリーブの前記段部は、前記上部押え部材の下面側の前記第２の貫通孔の外縁部であって、前記第３の貫通孔の横断面における中心方向側に迫り出した部分に係合し、前記座金、前記放熱部の側縁部、前記上部押え部材の側縁部、及び前記界磁側接続導体は、前記絶縁スリーブを貫通して前記回転フレーム側にねじ込まれた締結具により一体的に締結されていることを特徴とする。

上記構成によれば、座金を取り外すことにより、絶縁スリーブ、上部押え部材、放熱部が一体的に取り外せるので、作業が容易になると共に、取外し後の部品管理も容易となる。

本発明の一実施形態に係る回転整流器の斜視図である。同回転整流器の整流素子の取付部分を拡大して示す部分正面図である。図２で示した整流素子の取付部分の斜視図である。図２で示した整流素子の取付部分の上面図である。図４のＡ－Ａ断面図である。

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。

図１乃至図３において、回転整流器の主要部を構成する回転フレーム１１は、環状に形成され、図示しない交流励磁機の電機子と共に図示しない同期機の回転軸に嵌着され、同期機の回転子と一体的に回転する。

回転整流器は前述のように、交流励磁機の電機子から供給される交流を直流に整流して同期機の界磁に供給するものであるから、複数個の整流素子（ダイオード）１２を有する。これら複数の整流素子１２は、回転時のバランスを考慮して、後述する関連する部品と共に、環状に形成された回転フレーム１１の円周上に放射状に配置される。

ここで、回転フレーム１１の円周上には図２で示すように整流素子１２を取り付けるための凹部１３が等間隔で形成されている。図２において、凹部１３内には支持部材１５、図示しない交流励磁機の電機子からの導体（以下、励磁機側接続導体と呼ぶ）１６、下部押え部材１７が順次積層され、整流素子１２の下面側に接合してこれを支持している。また、整流素子１２の上面側には、上部押え部材１９及び放熱フィンを有する放熱部２０が積層されている。

放熱部２０の側縁部２０ａ、すなわち、図３及び図４で示すように放熱フィン２０ｂが設けられていない両側縁部には、図５で示すように第１の貫通孔２２が形成されている。また、上部押え部材１９の側縁部１９ａ、すなわち、整流素子１２の上面との接合部分から外れた両側縁部には、同じく図５で示すように第２の貫通孔２３が形成されている。

放熱部２０の側縁部２０ａの上面には、図１及び図５で示すように、比較的肉厚で平面が長方形状の座金２４が設けられている。この座金２４は、前記第１の貫通孔２２及び第２の貫通孔２３とほぼ同径の内孔２４ａを有する。

上部押え部材１９の側縁部１９ａの下面には、図２で示すように、同期機の界磁への接続導体（以下、界磁側接続導体と呼ぶ）２５が接合され、台座２７上に載置されている。この界磁側接続導体２５及び台座２７には、図５で示すように、第２の貫通孔２３より大径の第３の貫通孔２６が形成されている。

上述した座金２４の内孔２４ａ、第１の貫通孔２２、第２の貫通孔２３、及び第３の貫通孔２６には、図５で示すように、これらを貫通する絶縁スリーブ２８が嵌合している。また、この絶縁スリーブ２８の、第１の貫通孔２２及び第２の貫通孔２３との嵌合部の外径より、第３の貫通孔２６との嵌合部の外径の方が大きく、これらの境部分には、第２の貫通孔２３の下端に係合する段部２８ａが形成されている。さらに、この絶縁スリーブ２８と座金２４とは接着剤により一体的に接着されている。すなわち、図５で示すように、絶縁スリーブ２８の外面に、座金２４の内孔２４ａが嵌合した状態で一体的に接着されている。

座金２４、放熱部２０の側縁部２０ａ、上部押え部材１９の側縁部１９ａ、及び界磁側接続導体２５は、図５で示すように、それらに形成された内孔２４ａ、第１の貫通孔２２、第２の貫通孔２３、及び第３の貫通孔２６内に嵌合した絶縁スリーブ２８を貫通して、回転フレーム１１側にねじ込まれたボルトなどの締結具３０により一体的に締結されている。

上記構成において、回転フレーム１１の円周上に等間隔で形成された凹部１３には整流素子１２がそれぞれ取り付けられている。すなわち、凹部１３の底面に設置された支持部材１５上に励磁機側接続導体１６、下部押え部材１７が順次積層され、整流素子１２の下面側に接合している。

また、整流素子１２の上面側には、上部押え部材１９及び放熱フィンを有する放熱部２０が積層され、互いに接合している。さらに、上部押え部材１９の側縁部１９ａの下面には、界磁側接続導体２５が接合されている。

そして、放熱部２０の側縁部２０ａ上に設けられた座金２４の内孔２４ａ、第１の貫通孔２２、第２の貫通孔２３、及び第３の貫通孔２６に絶縁スリーブ２８を嵌合させ、さらに、図５で示すように、この絶縁スリーブ２８を貫通してボルトなどの締結具３０を、回転フレーム１１側にねじ込むことにより、整流素子１２は前述した各部品１５，１６，１７，１９，２０により上下から挟圧され、さらに、上部押え部材１９の側縁部１９ａの下面に接触している界磁側接続導体２５を含めて一体的に締結される。

このような組立状態において、同期機の運転に伴い、図示しない交流励磁機の電機子から供給される交流は励磁機側接続導体１６から下部押え部材１７を経て整流素子１２の下面（＋側）に流れ、整流素子１２で直流に整流され、その上面（－側）から上部押え部材１９、その側縁部１９ａの下面に接合している界磁側接続導体２５を通って図示しない同期機の界磁に供給される。この際、整流素子１２で発生した熱は、上部押え部材１９、及び放熱部２０の放熱フィン２０ｂから放熱される。

回転整流器の保守点検時には、整流素子１２を回転フレーム１１から取り外し、必要に応じて交換する。この場合は、先ず、ボルトなどの締結具３０を取り外す。この後、座金２４をつかんでこれを引き上げる。この座金２４は絶縁スリーブ２８に接着しているので、上述の引き上げ操作により絶縁スリーブ２８も引き上げられる。

絶縁スリーブ２８の、第２の貫通孔２３及び第３の貫通孔２６の境部分には、図５で示したように第２の貫通孔２３の下端に係合する段部２８ａが形成されているので、絶縁スリーブ２８が引き上げられることにより、その段部２８ａと係合している第２の貫通孔２３を有する上部押え部材１９の側縁部１９ａ、及びこの上に積層されている放熱部２０の側縁部２０ａも引き上げられる。

すなわち、座金２４を引き上げることにより、整流素子１２の上部に積層されている上部押え部材１９及び放熱部２０が、絶縁スリーブ２８と共に一体的に引き上げられる。このように、ボルトなどの締結具３０を取外すことにより、座金２４を含む絶縁スリーブ２８や上部押え部材１９及び放熱部２０の各部品を一体的に取外すことができる。

従来は、ボルトなどの締結具３０を取外すと、座金２４、絶縁スリーブ２８や上部押え部材１９及び放熱部２０の各部品が個々に取外されることとなり、各部品がバラバラになることがある。

これに対し、本発明の実施形態によれば、座金２４を含む絶縁スリーブ２８や上部押え部材１９及び放熱部２０の各部品が一体的に取外されるので、これら各部品がバラバラになることはなく、作業性が向上すると共に、部品管理も容易となる。

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。

１１…回転フレーム
１２…整流素子
１５…支持部材
１６…励磁機側接続導体
１７…下部押え部材
１９…上部押え部材
１９ａ…上部押え部材の側縁部
２０…放熱部
２０ａ…放熱部の側縁部
２２…第１の貫通孔
２３…第２の貫通孔
２４…座金
２４ａ…内孔
２５…界磁側接続導体
２６…第３の貫通孔
２７…台座
３０…締結具

Claims

環状に形成された回転フレームの円周上に複数の整流素子を配置し、励磁機が発生した交流を前記整流素子で直流に整流し、同期機の界磁に供給する回転整流器であって、
前記整流素子の下面側には支持部材、励磁機側接続導体、下部押え部材が順次積層され、前記整流素子の上面側には、前記整流素子の側から順に、上部押え部材と、放熱フィンを有する放熱部とが積層され、
前記放熱部の側縁部には第１の貫通孔が、前記上部押え部材の側縁部には第２の貫通孔がそれぞれ形成され、前記放熱部の側縁部上面には前記第１及び第２の貫通孔とほぼ同径の内孔を有する座金が、前記回転フレームに対して脱着可能に設けられ、
前記上部押え部材の側縁部の下面には、前記第２の貫通孔より大径の第３の貫通孔を有する界磁側接続導体が、前記界磁側接続導体に対して前記上部押え部材を脱着可能に設けられ、
前記座金の内孔、前記第１の貫通孔、前記第２の貫通孔、及び前記第３の貫通孔には、これらを貫通し、前記第２の貫通孔及び前記第３の貫通孔の境部分に段部が形成された絶縁スリーブが嵌合し、
この絶縁スリーブの外面には前記座金の内孔が接着しており、
前記絶縁スリーブの前記段部は、前記上部押え部材の下面側の前記第２の貫通孔の外縁部であって、前記第３の貫通孔の横断面における中心方向側に迫り出した部分に係合し、
前記座金、前記放熱部の側縁部、前記上部押え部材の側縁部、及び前記界磁側接続導体は、前記絶縁スリーブを貫通して前記回転フレーム側にねじ込まれた締結具により一体的に締結されている
ことを特徴とする回転整流器。