JP7046027B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機および回転電機の組み立て方法に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine and a method for assembling a rotary electric machine.
回転電機は、ロータシャフトおよび回転子鉄心を有する回転子と、固定子とを備えており、通常は、回転子鉄心および固定子は、フレーム内に収納されている。 The rotary electric machine includes a rotor having a rotor shaft and a rotor core, and a stator. Normally, the rotor core and the stator are housed in a frame.
回転電機の運転中に、回転子および固定子には、銅損や鉄損による熱が生ずる。回転子および固定子の各要素間の電気的な絶縁のため各種の絶縁材が使用されている。絶縁材の健全性を維持するためには、これらの温度を所定のレベル以下に保持する必要があり、そのために、回転子および固定子から熱を除去する必要がある。 During the operation of the rotary electric machine, heat is generated in the rotor and the stator due to copper loss and iron loss. Various insulating materials are used for electrical insulation between each element of the rotor and stator. In order to maintain the integrity of the insulator, these temperatures must be kept below a predetermined level, which requires the removal of heat from the rotor and stator.
回転電機を、全閉形とする必要がなければ、回転子および固定子の冷却のために外気を用いることができる。 If the rotating machine does not need to be fully closed, outside air can be used to cool the rotor and stator.
たとえば、フレームの一方の端部に外気の取り入れ口を設け、ロータシャフトに取り付けた内扇により、外気をフレーム内部に取り入れ、回転子鉄心および固定子を一方向に通過させて冷却する方式が知られている(特許文献1参照)。 For example, it is known that an outside air intake is provided at one end of the frame, and the outside air is taken into the frame by an internal fan attached to the rotor shaft, and the rotor core and stator are passed in one direction for cooling. (See Patent Document 1).
回転子鉄心および固定子鉄心での鉄損による発熱が大きくなると、これを効率的に除去するために、それぞれの鉄心内に軸方向に互いに間隔を空けてダクトすなわち径方向外側に向かう複数の流路を形成する方式が知られている。このような方式の場合、一方向に外気を流す方式とは整合しない。 When the heat generated by the iron loss in the rotor core and the stator core becomes large, in order to efficiently remove this, a plurality of ducts, that is, radial outwards, are spaced apart from each other in the axial direction in each core. A method of forming a road is known. In the case of such a method, it is inconsistent with the method of flowing outside air in one direction.
また、たとえば、可変速の回転電機の場合、ロータシャフトの回転数により内扇の回転数が変化するが、フレーム内の発熱量は必ずしも回転数には比例しない場合がある。このような場合、駆動源を別にする外部ファン冷却方式も多く用いられている。 Further, for example, in the case of a variable speed rotary electric machine, the rotation speed of the inner fan changes depending on the rotation speed of the rotor shaft, but the amount of heat generated in the frame may not always be proportional to the rotation speed. In such a case, an external fan cooling system in which the drive source is separated is often used.
このように、外部ファン冷却方式の場合を含めて、鉄心にダクトが設けられている回転電機において効率的に冷却する構成が必要である。 As described above, including the case of the external fan cooling method, it is necessary to have a configuration for efficient cooling in the rotary electric machine provided with the duct in the iron core.
そこで、本発明は、鉄心にダクトが設けられている回転電機において効率的に冷却を行うことを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to efficiently perform cooling in a rotary electric machine provided with a duct in the iron core.
上述の目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、回転軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に設けられ軸方向に貫通する軸方向流路および軸方向に互いに間隔をおいて形成されて前記軸方向流路から径方向外側への流路となる複数の回転子鉄心ダクトが形成された回転子鉄心とを有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に空隙を介して設けられ軸方向に互いに間隔をおいて形成されて前記空隙から径方向外側への流路となる複数の固定子鉄心ダクトが形成された円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心の径方向内側に周方向に互いに間隔をもって配されて軸方向に貫通する複数の固定子スロット内を貫通する固定子巻線導体を含む固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子の径方向を覆うように配置され外気を取り入れるための取り入れ口および前記固定子を挟んで軸方向の反対側に配されて取り入れた外気を排出する排気口が形成された筒状のフレームと、前記回転子鉄心を挟んで前記回転軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持する結合側軸受および反結合側軸受と、前記結合側軸受および前記反結合側軸受のそれぞれを固定支持し、前記フレームとともに前記取り入れ口から流入する部分である入口空間および前記排気口へ流出する部分である出口空間を有し外気の流路となる機内空間を形成し、前記フレームの前記回転軸方向の両側に接続する結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、前記フレーム内に外気を供給する外気供給装置と、を備え、前記回転子鉄心は、前記軸方向流路の前記出口空間に面する端部を閉止する軸方向流路閉止板を有し、前記フレームは、前記固定子鉄心と前記フレーム間の環状流路の前記入口空間に面する端部を閉止する固定子閉止板を有し、前記固定子鉄心は、前記空隙の前記出口空間に面する端部から前記出口空間への外気の流出を抑制する空隙端部流出抑制板を有し、前記複数の固定子スロットのそれぞれには、前記固定子巻線導体の径方向内側の前記空隙側に配されて軸方向に延びた巻線導体押さえクサビが設けられており、前記空隙端部流出抑制板は、環状部と、周方向に互いに間隔をおいて、前記環状部の径方向外側の互いに隣接する前記巻線導体押さえクサビの間に突出する複数の固定部と、を有し、前記環状部は、径方向に前記空隙の全体を覆うように形成された環状の板である、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the rotary electric machine according to the present invention has a rotor shaft extending in the rotation axis direction and rotatably supported, and an axial flow provided on the radial outer side of the rotor shaft and penetrating in the axial direction. A rotor having a rotor core formed with a plurality of rotor core ducts formed in the path and axially spaced apart from each other to form a flow path from the axial flow path to the outside in the radial direction, and the rotation. Cylindrical fixation in which a plurality of stator core ducts are formed on the radial outer side of the core core via a gap and formed at intervals in the axial direction to form a flow path from the gap to the radial outer side. It has a rotor core and a stator winding including a stator winding conductor penetrating in a plurality of stator slots arranged radially inside the stator core at intervals in the circumferential direction and penetrating in the axial direction. A stator, an intake port arranged so as to cover the radial direction of the stator and an intake port for taking in outside air, and an exhaust port arranged on the opposite side in the axial direction across the stator and discharging the taken in outside air are formed. The tubular frame, the coupling side bearing and the anti-coupling side bearing that support the rotor shaft on both sides in the rotation axis direction with the rotor core in between, and the coupling side bearing and the anti-coupling side bearing, respectively. It is fixedly supported and has an inlet space that is a portion that flows in from the intake port and an outlet space that is a portion that flows out to the exhaust port together with the frame to form an in-flight space that serves as a flow path for outside air, and the rotation of the frame. A coupling side bearing bracket and an anti-coupling side bearing bracket connected to both sides in the axial direction, and an outside air supply device for supplying outside air into the frame are provided, and the rotor core is the outlet space of the axial flow path. The frame has a stator closing plate that closes the end facing the inlet space of the annular flow path between the stator core and the frame. The stator core has a void end outflow suppressing plate that suppresses the outflow of outside air from the end of the void facing the outlet space to the outlet space, and the stator core has the plurality of stator slots. Each of them is provided with a winding conductor holding rust that is arranged on the void side inside the stator winding conductor in the radial direction and extends in the axial direction. The annular portion has a plurality of fixing portions protruding between the winding conductor holding rusts adjacent to each other on the radial outer side of the annular portion, spaced apart from each other in the circumferential direction, and the annular portion is radially outward. An annular plate formed so as to cover the entire void. It is characterized by that.
また、本発明に係る回転電機の組み立て方法は、回転子鉄心が軸方向流路閉止板を有し、フレームが固定子閉止板を有する回転電機の組み立て方法であって、前記フレームの内面に前記固定子閉止板を取り付ける固定子閉止板取り付けステップと、前記固定子閉止板取り付けステップの後に反結合側軸受ブラケットを取り付ける反結合側軸受ブラケット取り付けステップと、前記反結合側軸受ブラケット取り付けステップの後に、固定子を前記フレームに取り付ける固定子取り付けステップと、前記固定子閉止板取り付けステップないし前記固定子取り付けステップに並行して、ロータシャフトに前記回転子鉄心を取り付けた後に軸方向流路の出口空間に面する端部に前記軸方向流路閉止板を取り付ける軸方向流路閉止板取付けステップと、前記軸方向流路閉止板取付けステップの後に、結合側軸受、および結合側軸受ブラケットを取り付ける結合側軸受ブラケット取り付けステップと、前記固定子取り付けステップおよび前記結合側軸受ブラケット取り付けステップの後に、回転子を前記固定子内に挿入する回転子挿入ステップと、を有することを特徴とする。 Further, the method for assembling a rotary electric machine according to the present invention is a method for assembling a rotary electric machine in which the rotor core has an axial flow path closing plate and the frame has a stator closing plate, and the above-mentioned is described on the inner surface of the frame. After the rotor closing plate mounting step for mounting the rotor closing plate, the anti-coupling side bearing bracket mounting step for mounting the anti-coupling side bearing bracket after the stator closing plate mounting step, and the anti-coupling side bearing bracket mounting step. In parallel with the stator mounting step for mounting the stator to the frame and the stator closing plate mounting step or the stator mounting step, after mounting the rotor core on the rotor shaft, in the outlet space of the axial flow path. After the axial flow path closing plate mounting step for attaching the axial flow path closing plate to the facing end and the coupling side bearing and the coupling side bearing bracket for mounting the coupling side bearing bracket after the axial flow path closing plate mounting step. It is characterized by having a bracket mounting step, and a rotor inserting step for inserting a rotor into the stator after the stator mounting step and the coupling side bearing bracket mounting step.
本発明によれば、鉄心にダクトが設けられている回転電機において効率的に冷却を行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to efficiently perform cooling in a rotary electric machine provided with a duct in the iron core.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る回転電機および回転電機の組み立て方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。 Hereinafter, a rotary electric machine and a method for assembling the rotary electric machine according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, common reference numerals are given to parts that are the same as or similar to each other, and duplicate description is omitted.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る回転電機の構成を示す縦断面図である。回転電機100は、本体1および外気供給装置50を有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing the configuration of a rotary electric machine according to the first embodiment. The rotary
本体1は、回転子10、固定子20、結合側軸受30aおよび反結合側軸受30b、フレーム40を有する。
The
回転子10は、回転軸方向に延びたロータシャフト11、およびロータシャフト11の径方向外側に取り付けられた円筒状の回転子鉄心12を有する。ロータシャフト11の一端には、結合対象と結合するための結合部11aが形成されている。以下、結合部11a側を結合側、これと反対側を反結合側と呼ぶ。回転子鉄心12には、軸方向に貫通する軸方向流路12aが形成されている。また、回転子鉄心12には、軸方向に互いに間隔をもって、軸方向流路12aから回転子鉄心12の径方向外側に連通する複数の回転子鉄心ダクト12dが形成されている。軸方向流路12aの結合側の端部は、軸方向流路閉止板12pにより閉止されている。
The
固定子20は、固定子鉄心21および固定子巻線22を有する。固定子鉄心21は、円筒形状であり、回転子鉄心12の径方向外側に空隙18を介して設けられている。固定子鉄心21には、軸方向に互いに間隔をもって、空隙18から固定子鉄心21の径方向外側に連通する複数の固定子鉄心ダクト21dが形成されている。固定子巻線22は、固定子鉄心21内を軸方向に貫通している。
The
フレーム40は、筒状であり、固定子20の径方向外側を囲むように設けられている。フレーム40は、その両端部取り付けられた環状板を有する。結合側の環状板に形成された結合側端部開口40hは、固定子20が通過可能な径を有する。
The
レーム40の両側の端部には、結合側軸受ブラケット45aおよび反結合側軸受ブラケット45bがそれぞれ取り付けられている。結合側軸受ブラケット45aおよび反結合側軸受ブラケット45bは、それぞれ結合側軸受30aおよび反結合側軸受30bを静止支持している。結合側軸受30aおよび反結合側軸受30bは、回転子鉄心12の軸方向の両側で、それぞれロータシャフト11を回転可能に支持している。
A coupling
固定子鉄心21の径方向外側表面と、フレーム40の内面との間には、間隙があり、軸方向に延びた環状流路40fが形成されている。この環状流路40fの反結合側の端部は、フレーム40の内面に取り付けられた固定子閉止板40cによって閉止されている。
There is a gap between the radial outer surface of the
フレーム40には、取り入れ口40pおよび排気口40qが形成されている。取り入れ口40pは、固定子20より反結合側の部分に形成されている。また、排気口40qは、固定子20より結合側の部分に形成されている。取り入れ口40pと排気口40qとは、周方向に、回転軸に対して互いにほぼ反対側に位置している。
The
フレーム40、結合側軸受ブラケット45aおよび反結合側軸受ブラケット45bに囲まれた機内空間40aは、回転子鉄心12および固定子20の上流側であり取り入れ口40pと連通する入口空間40wと、回転子鉄心12および固定子20の下流側であり排気口40qと連通する出口空間40vとを有する。
The in-
外気供給装置50は、外部ファン51、駆動部52、およびファンカバー53を有する。外部ファン51は軸流ファンであり、たとえば電動機などの駆動部52により回転する。外部ファン51はファンカバー53内に収納されている。駆動部52は、ファンカバー53により静止支持されている。ファンカバー53は、フレーム40に取り付けられており、流入口56および給気口57が形成されている。流入口56はファン51の吸込み側、給気口57はファン51の吐出側に形成されている。給気口57は、フレーム40の取り入れ口40pに隣接し、ファンカバー53内の空間と、フレーム40内の機内空間40aは、互いに連通している。
The outside
図2は、第1の実施形態に係る回転電機の組み立て方法の手順を示すフロ―図である。以下、図を参照しながら各ステップについて説明する。 FIG. 2 is a flow diagram showing a procedure of an assembling method of a rotary electric machine according to the first embodiment. Hereinafter, each step will be described with reference to the figure.
図3は、第1の実施形態に係る回転電機の組み立て方法における固定子閉止板の取り付け段階を示す縦断面図である。まず、図3に示すように、フレーム40には、結合側軸受ブラケット45a(図1)および反結合側軸受ブラケット45bは取り付けられておらず、また、外気供給装置50も取り付けられていない。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a mounting stage of a stator closing plate in the method of assembling a rotary electric machine according to the first embodiment. First, as shown in FIG. 3, the coupling
この状態で、フレーム40の内面に固定子閉止板40cを取り付ける(ステップS01)。なお、環状の固定子閉止板40cをフレーム40内に持ち込むことはできないため、たとえば、半割れにして、それぞれを持ち込んだ後に、それぞれをフレーム40の内面に取り付けることができる。
In this state, the
なお、フレーム40の結合側の端板の形成された結合側端部開口40hは、後のステップS03において固定子20が通過可能な大きさである。
The joint-side end opening 40h in which the joint-side end plate of the
次に、図4に示すように、反結合側軸受ブラケット45bをフレーム40に取り付ける(ステップS02)。図4は、第1の実施形態に係る回転電機の組み立て方法における反結合側軸受ブラケットの取り付け段階を示す縦断面図である。
Next, as shown in FIG. 4, the anti-coupling
次に、図5に示すように、固定子鉄心21の端部が、固定子閉止板40cに密着するように、固定子20をフレーム40内に取り付ける(ステップS03)。図5は、第1の実施形態に係る回転電機の組み立て方法における固定子の取り付け段階を示す縦断面図である。
Next, as shown in FIG. 5, the
一方、ステップS01からステップS03の手順と並行して、次のステップS04ないしステップS06により、回転子10の組み立てを行う。
On the other hand, in parallel with the procedure from step S01 to step S03, the
まず、ロータシャフト11に回転子鉄心12を取り付ける(ステップS04)。次に、回転子鉄心12の結合側の端部に、軸方向流路閉止板12p(図1)を取り付ける(ステップS05)。
First, the
次に、反結合側軸受30b、結合側軸受30a、結合側軸受ブラケット45aおよび軸方向流路閉止板12pを回転子10に取り付ける(ステップS06)。なお、反結合側軸受30bについては、後述するステップS07での回転子10の固定子20への挿入時に、挿入を妨げる可能性がある場合がある。この場合には、反結合側軸受30bは、この段階でロータシャフト11に取り付けずに、ステップS07の後に取り付けることとする。
Next, the anti-bonding side bearing 30b, the coupling side bearing 30a, the coupling
なお、ステップS04ないしステップS06は、ステップS01ないしステップS03との前後関係は問わない。 The context of steps S04 to S06 does not matter in relation to steps S01 to S03.
次に、回転子10、反結合側軸受30b、結合側軸受30a、結合側軸受ブラケット45aおよび軸方向流路閉止板12pが一体化された状態で、回転子10を固定子20に挿入する(ステップS07)。図6は、第1の実施形態に係る回転電機の組み立て方法における回転子を挿入中の状態を示す縦断面図である。
Next, the
次に、回転子10、反結合側軸受30b、結合側軸受30a、結合側軸受ブラケット45aおよび軸方向流路閉止板12pが一体化された状態で、これらを正規の状態に取り付ける。
Next, the
図7は、第1の実施形態に係る回転電機の組み立て方法における回転子を取り付け後の状態を示す縦断面図である。ここで、反結合側軸受30bは、フレーム40に取り付けられた反結合側軸受ブラケット45bに支持された状態となる。また、結合側軸受ブラケット45aが、フレーム40に取り付けられる。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a state after the rotor is attached in the method of assembling the rotary electric machine according to the first embodiment. Here, the anti-coupling side bearing 30b is in a state of being supported by the anti-coupling
次に、外気供給装置50を本体1に取り付ける(ステップS08)。
Next, the outside
次に、本第1の実施形態に係る回転電機100の作用について説明する。
Next, the operation of the rotary
図8は、第1の実施形態に係る回転電機の本体内の外気の流れを示す概念的縦断面図である。回転電機100の運転状態においては、外気供給装置50も運転され、外部ファン51が駆動装置により回転している。外気は、ファンカバー53の流入口56からファンカバー53内に流入し、給気口57から流出し、フレーム40の取り入れ口40pからフレーム40内の機内空間40aの反結合側の部分である入口空間40wに流入する。
FIG. 8 is a conceptual vertical sectional view showing the flow of outside air in the main body of the rotary electric machine according to the first embodiment. In the operating state of the rotary
入口空間40wに流入した外気は、固定子20の径方向の外側の環状流路40fの入口に固定子閉止板40cが設けられていることから、回転子10に形成された軸方向流路12a、および回転子鉄心12と固定子鉄心21との間の空隙18のいずれかに流入する。
The outside air flowing into the
回転子10に形成された軸方向流路12aに流入した外気は、軸方向流路12aを反結合側から結合側に向かって流れ、順次、回転子鉄心ダクト12dに流入する。なお、軸方向流路12aの結合側の端部は、前述のように、軸方向流路閉止板12pにより閉止されているので、軸方向流路12aに流入した外気が、回転子鉄心ダクト12dを流れずに直接に出口空間40vに流出することがない。
The outside air flowing into the
軸方向流路12aから回転子鉄心ダクト12dに流入した外気は、回転子鉄心12と固定子鉄心21との間の空隙18に流出する。
The outside air that has flowed into the
空隙18に流出した外気は、フレーム40内の入口空間40wに流入して直接に空隙18に流入した外気と混合し、空隙18から、固定子鉄心21に形成された複数の固定子鉄心ダクト21dのそれぞれに流入する。
The outside air flowing out to the void 18 flows into the
固定子鉄心ダクト21dに流入した外気は、径方向外側に流れ、固定子鉄心21の径方向外側の環状流路40fに流出する。環状流路40fに流入した外気は、軸方向に結合側に向かって流れ、環状流路40fから、機内空間40aの結合側の部分である出口空間40vに流出する。
The outside air flowing into the
環状流路40fから出口空間40vに流出した外気は、互いに合流し、排気口40qを経由して、機内空間40aから本体1の外部に流出する。
The outside air flowing out from the
以上のように、本実施形態においては、外気は、回転子鉄心12の各部、および固定子鉄心21の各部を広く冷却した後に、外部に流出する。
As described above, in the present embodiment, the outside air flows out to the outside after widely cooling each part of the
[第2の実施形態]
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の実施形態に係る回転電機100aは、環状空間である空隙18の下流側の端部からの外気の流出を抑制する空隙端部流出抑制板24を有する。これ以外は、第1の実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
The second embodiment is a modification of the first embodiment. The rotary
図9は、第2の実施形態に係る回転電機の構成を示す縦断面図である。図10は、本実施形態に係る回転電機の固定子鉄心端部の構成を示す横断面図であり、図11は、図9のXI-XI線矢視横断面図である。図10は、空隙端部流出抑制板24より軸方向内側の断面図であり、図11は、空隙端部流出抑制板24を含む断面図である。
FIG. 9 is a vertical sectional view showing the configuration of the rotary electric machine according to the second embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the stator core end portion of the rotary electric machine according to the present embodiment, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view taken axially inside from the void end
図10に示すように、固定子20の端部では、固定子巻線22の固定子巻線導体22aが、固定子鉄心21に形成された固定子スロット21aの軸方向端部から軸方向外側に突出している。固定子巻線導体22aの径方向内側への突出防止用として、固定子スロット21aの空隙18の方向の開口に設けられ軸方向に延びた板状の巻線導体押さえクサビ21tも、固定子鉄心21の軸方向端部から軸方向外側に突出している。
As shown in FIG. 10, at the end of the
図11に示すように、空隙端部流出抑制板24は、環状の板であり、径方向外側に凹凸を有する。空隙端部流出抑制板24は、軸方向から見て、回転子鉄心12と固定子鉄心21との間の空隙18(図10)を覆うように形成されている。
As shown in FIG. 11, the gap end
図12は、固定子鉄心端部の構成を示す図11のYY部分の詳細を示す部分横断面図であり、図13は、図12のXIII-XIII線矢視部分断面図である。 FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing the details of the YY portion of FIG. 11 showing the configuration of the stator core end portion, and FIG. 13 is a partial cross-sectional view taken along the line XIII-XIII of FIG.
空隙端部流出抑制板24は、環状部24aと、固定部24b、および環状シール部材24c(図13)を有する。
The void end
環状部24aは、環状の板であり、軸方向から見ると、径方向に空隙18を覆うように形状、寸法が形成されている。
The
固定部24bは、それぞれが長方形であり、周方向に互いに間隔をおいて、環状部24aの径方向外側の互いに隣接する巻線導体押さえクサビ21tとの間の空間に突出している。なお、固定部24bの形状は、長方形に限らずたとえば、台形でもよい。固定部24bは、環状部24aよりも厚い肉厚を有する。環状部24aと固定部24bは、固定子鉄心21側の面で互いの段差を有する。
Each of the fixed
固定部24bは、たとえば、接着剤等によって、固定子鉄心21に取り付けられている。あるいは、ボルト等によって機械的に取り付けられていてもよい。あるいは、巻線導体押さえクサビ21tに固定されることでもよい。
The fixing
なお、以上は、空隙端部流出抑制板24を、固定子鉄心21の軸方向外側に直接設ける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、固定子鉄心21の軸方向の両外側に、固定子鉄心21を軸方向に挟むクランパが設けられている場合であっても同様である。この場合は、空隙端部流出抑制板24を、クランパに固定することができる。
The above is an example of the case where the void end
環状部24aと固定部24bが固定子鉄心21側の面で互いの段差を有することから、環状部24aと回転子鉄心12との間には、軸方向にギャップが生ずる。環状シール部材24cは、環状部24aの回転子鉄心12側の面に取り付けられて、このギャップを埋める。環状シール部材24cは、伸縮性を有し、回転子鉄心12に接触しても、回転子鉄心12に摩擦力をほとんどか加えない。環状シール部材24cの回転子鉄心12側の面は、滑らかで摩擦係数は出来る限り低いことが好ましい。
Since the
なお、環状シール部材24cが設けられていることによりギャップが小さくなれば、環状シール部材24cは、回転子鉄心12に接触しなくともよい。あるいは、環状シール部材24cが設けられていなくとも、環状部24aが設けられていることにより、空隙18から出口空間40vへの外気の流出が、所期の程度に抑制されるのであれば、環状シール部材24cを必ずしも設けなくともよい。
If the gap is reduced by providing the
なお、本実施形態に係る回転電機100aにおいては、回転子10を固定子20に挿入する際に、結合側軸受ブラケット45aを閉止せずに、空隙端部流出抑制板24を取り付け、その後に、結合側軸受ブラケット45aを閉止する手順により、組み立てが可能である。
In the rotary
以上のように形成された本実施形態に係る回転電機では、回転子10から空隙18に流入する外気、および直接に空隙18に流入する外気は、ほぼ全量が、固定子20側に流入することから、冷却能力をさらに確保することができる。
In the rotary electric machine according to the present embodiment formed as described above, almost all of the outside air flowing into the void 18 from the
[第3の実施形態]
図14は、第3の実施形態に係る回転電機の構成を示す縦断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 14 is a vertical sectional view showing the configuration of the rotary electric machine according to the third embodiment.
本第3の実施形態は、第1の実施形態の変形である。本第3の実施形態に係る回転電機100bは、結合側のガイド48aおよび反結合側のガイド48bを有する。これ以外は、第1の実施形態と同様である。
The third embodiment is a modification of the first embodiment. The rotary
ガイド48aは、フレーム40および結合側軸受ブラケット45aの内面に設けられ、滑らかな流路を形成して、外気の流れの圧力損失を低減する。同様に、ガイド48bは、フレーム40および反結合側軸受ブラケット45bの内面に設けられ、滑らかな流路を形成して、外気の流れの圧力損失を低減する。
The
以上のように、本第3の実施形態に係る回転電機100bにおいては、外気の流れによる圧力損失の低減を図ることができる。
As described above, in the rotary
[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、実施形態においては、横置型の回転電機の場合を例にとって示したが、立置型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 the horizontal rotary electric machine is shown as an example, but the case of the vertical type may be used.
また、実施形態では、入口空間が反結合側の空間、出口空間が結合側の空間の場合を例にとって示したが、逆に、入口空間が結合側の空間、出口空間が反結合側の空間の場合であってもよい。 Further, in the embodiment, the case where the entrance space is the space on the anti-bonding side and the exit space is the space on the coupling side is shown as an example, but conversely, the entrance space is the space on the coupling side and the exit space is the space on the anti-bonding side. It may be the case of.
さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。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。 Further, the embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. The 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.
1…本体、10…回転子、11…ロータシャフト、11a…結合部、12…回転子鉄心、12a…軸方向流路、12d…回転子鉄心ダクト、12p…軸方向流路閉止板、18…空隙、20…固定子、21…固定子鉄心、21a…固定子スロット、21d…固定子鉄心ダクト、21t…巻線導体押さえクサビ、22…固定子巻線、22a…固定子巻線導体、24…空隙端部流出抑制板、24a…環状部、24b…固定部、24c…環状シール部材、30a…結合側軸受、30b…反結合側軸受、40…フレーム、40a…機内空間、40c…固定子閉止板、40f…環状流路、40h…結合側端部開口、40p…取り入れ口、40q…排気口、40v…出口空間、40w…入口空間、45a…結合側軸受ブラケット、45b…反結合側軸受ブラケット、48a、48b…ガイド、50…外気供給装置、51…外部ファン、52…駆動部、53…ファンカバー、56…流入口、57…給気口、100、100a、100b…回転電機 1 ... Main body, 10 ... Rotor, 11 ... Rotor shaft, 11a ... Joint part, 12 ... Rotor core, 12a ... Axial flow path, 12d ... Rotor core duct, 12p ... Axial flow path closing plate, 18 ... Void, 20 ... Stator, 21 ... Stator core, 21a ... Stator slot, 21d ... Stator core duct, 21t ... Stator winding conductor holding wedge, 22 ... Stator winding, 22a ... Stator winding conductor, 24 ... Void end outflow suppression plate, 24a ... annular portion, 24b ... fixing portion, 24c ... annular seal member, 30a ... coupling side bearing, 30b ... anti-coupling side bearing, 40 ... frame, 40a ... in-machine space, 40c ... stator Closing plate, 40f ... annular flow path, 40h ... coupling side end opening, 40p ... intake port, 40q ... exhaust port, 40v ... outlet space, 40w ... inlet space, 45a ... coupling side bearing bracket, 45b ... anti-coupling side bearing Bracket, 48a, 48b ... Guide, 50 ... Outside air supply device, 51 ... External fan, 52 ... Drive unit, 53 ... Fan cover, 56 ... Inlet, 57 ... Air supply port, 100, 100a, 100b ... Rotating electric machine
Claims (2)
前記回転子鉄心の径方向外側に空隙を介して設けられ軸方向に互いに間隔をおいて形成されて前記空隙から径方向外側への流路となる複数の固定子鉄心ダクトが形成された円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心の径方向内側に周方向に互いに間隔をもって配されて軸方向に貫通する複数の固定子スロット内を貫通する固定子巻線導体を含む固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子の径方向を覆うように配置され外気を取り入れるための取り入れ口および前記固定子を挟んで軸方向の反対側に配されて取り入れた外気を排出する排気口が形成された筒状のフレームと、
前記回転子鉄心を挟んで前記回転軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持する結合側軸受および反結合側軸受と、
前記結合側軸受および前記反結合側軸受のそれぞれを固定支持し、前記フレームとともに前記取り入れ口から流入する部分である入口空間および前記排気口へ流出する部分である出口空間を有し外気の流路となる機内空間を形成し、前記フレームの前記回転軸方向の両側に接続する結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、
前記フレーム内に外気を供給する外気供給装置と、
を備え、
前記回転子鉄心は、前記軸方向流路の前記出口空間に面する端部を閉止する軸方向流路閉止板を有し、
前記フレームは、前記固定子鉄心と前記フレーム間の環状流路の前記入口空間に面する端部を閉止する固定子閉止板を有し、
前記固定子鉄心は、前記空隙の前記出口空間に面する端部から前記出口空間への外気の流出を抑制する空隙端部流出抑制板を有し、
前記複数の固定子スロットのそれぞれには、前記固定子巻線導体の径方向内側の前記空隙側に配されて軸方向に延びた巻線導体押さえクサビが設けられており、
前記空隙端部流出抑制板は、
環状部と、
周方向に互いに間隔をおいて、前記環状部の径方向外側の互いに隣接する前記巻線導体押さえクサビの間に突出する複数の固定部と、
を有し、
前記環状部は、径方向に前記空隙の全体を覆うように形成された環状の板である、
ことを特徴とする回転電機。 A rotor shaft that extends in the direction of the rotation axis and is rotatably supported, an axial flow path that is provided on the radial outer side of the rotor shaft and penetrates in the axial direction, and an axial flow path that is formed at a distance from each other in the axial direction. A rotor having a rotor core formed with a plurality of rotor core ducts forming a flow path from the flow path to the outside in the radial direction, and a rotor having a rotor core.
Cylindrical shape formed by a plurality of stator core ducts provided on the radial outer side of the rotor core via a gap and formed at intervals in the axial direction to form a flow path from the gap to the radial outer side. And a stator winding including a stator winding conductor penetrating in a plurality of stator slots arranged radially inside the stator core at intervals in the circumferential direction and penetrating in the axial direction. With a stator with
A tubular shape that is arranged so as to cover the radial direction of the stator and has an intake port for taking in outside air and an exhaust port arranged on the opposite side in the axial direction across the stator to exhaust the taken in outside air. With the frame
A coupling-side bearing and an anti-coupling-side bearing that support the rotor shaft on both sides of the rotor core in the direction of the rotation axis,
Each of the coupling side bearing and the anti-coupling side bearing is fixedly supported, and has an inlet space which is a portion flowing in from the intake port and an outlet space which is a portion flowing out to the exhaust port together with the frame, and a flow path of outside air. The coupling side bearing bracket and the non-coupling side bearing bracket, which form an in-flight space to be connected to both sides of the frame in the rotation axis direction,
An outside air supply device that supplies outside air into the frame,
Equipped with
The rotor core has an axial flow path closing plate that closes an end of the axial flow path facing the outlet space.
The frame has a stator closing plate that closes an end of the annular flow path between the stator core and the frame facing the inlet space .
The stator core has a void end outflow suppression plate that suppresses the outflow of outside air from the end of the void facing the outlet space to the outlet space.
Each of the plurality of stator slots is provided with a winding conductor holding wedge arranged on the air gap side on the radial inner side of the stator winding conductor and extending in the axial direction.
The void end outflow control plate is
Ring road and
A plurality of fixing portions protruding between the winding conductor holding wedges adjacent to each other on the radial outer side of the annular portion at intervals from each other in the circumferential direction.
Have,
The annular portion is an annular plate formed so as to cover the entire void in the radial direction.
A rotating electric machine characterized by that.
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