JP7184729B2 - Induction heating device and induction heating method for rotary electric machine stator core - Google Patents

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Description

本開示は、回転電機ステータコアの誘導加熱装置及び誘導加熱方法に関し、特にティースを効率よく加熱することに関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to an induction heating device and an induction heating method for a stator core of a rotating electrical machine, and more particularly to efficient heating of teeth.

従来からモータ、発電機等の回転電機は、ステータコアとロータコアとが径方向に対向して配置することにより構成される。ステータコアにおいて、加工硬化による内部の歪を取り除き、コアの損失である鉄損を低減させるために、焼鈍が行われる場合がある。ステータコアは、特にティースにおいて加工硬化により残留歪が発生するので、その部分を焼鈍する場合がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, rotary electric machines such as motors and generators are configured by arranging a stator core and a rotor core to face each other in the radial direction. Stator cores are sometimes annealed to remove internal strain due to work hardening and to reduce core loss. In the stator core, residual strain is generated due to work hardening, especially in the teeth, so that portion may be annealed.

例えば、ステータコアの全体に、軸方向一方側から高周波磁束を印加し、ステータコアの端部に面内渦電流を流して、それに起因するジュール損を利用してステータコアを加熱する方法が考えられる。 For example, a high-frequency magnetic flux is applied to the entire stator core from one side in the axial direction, in-plane eddy currents are caused to flow through the ends of the stator core, and the resulting Joule loss is used to heat the stator core.

また、特許文献1,2に記載された構成のように、誘導加熱を行うコイル(誘導加熱部)がステータコアの外周全体を近接して覆い、そのコイルに通電することで、ステータコアに誘導電流を流してそのステータコアを加熱する方法が知られている。 Further, as in the configurations described in Patent Documents 1 and 2, a coil (induction heating section) that performs induction heating closely covers the entire outer periphery of the stator core, and by energizing the coil, an induced current is generated in the stator core. It is known to flow and heat the stator core.

また、特許文献3に記載された構成のように、コイルの内側に一次側ヨークを貫通させ、その一次側ヨークに磁気的に結合した二次側ヨークを、ステータコアの中心部に貫通させ、コイルへ交流電流を通電し、一次側ヨークによりステータコアの内側に軸方向の磁束を流す方法も知られている。この方法によれば、この軸方向の磁束によりステータコアに誘導電流を流して、ステータコアを加熱できる可能性がある。 Further, as in the configuration described in Patent Document 3, the primary side yoke is passed through the inside of the coil, and the secondary side yoke magnetically coupled to the primary side yoke is passed through the center of the stator core to It is also known to pass an alternating current through the primary yoke to cause an axial magnetic flux to flow inside the stator core. According to this method, it is possible that the stator core can be heated by causing an induced current to flow in the stator core due to this axial magnetic flux.

特開2013-5553号JP 2013-5553 A 特開2012-5283号JP 2012-5283 特開2018-81896号JP 2018-81896

ステータコアの全体に、軸方向一方側から高周波磁束を印加する場合には、ステータコアにおける磁束の鎖交面積が大きいので渦電流による反磁界が大きくなり、無効電力が大きくなる。また、この場合には、特に焼鈍が必要なティース以外も多く加熱されるので、消費電力が大きい。 When high-frequency magnetic flux is applied to the entire stator core from one side in the axial direction, the magnetic flux interlinkage area in the stator core is large, so the demagnetizing field due to the eddy current increases, and the reactive power increases. Moreover, in this case, a large amount of heat is applied to parts other than the teeth that require annealing, resulting in large power consumption.

また、特許文献1~3に記載された方法では、ステータコアの外周部における環状のヨーク部分にしか誘導電流が流れないので、そのヨーク部分のみしか加熱できない。 Further, in the methods described in Patent Documents 1 to 3, since the induced current flows only in the annular yoke portion on the outer circumference of the stator core, only the yoke portion can be heated.

本開示の回転電機ステータコアの誘導加熱装置及び誘導加熱方法の目的は、ティースを効率よく加熱することにある。 An object of the induction heating device and the induction heating method for a rotating electric machine stator core of the present disclosure is to efficiently heat the teeth.

本開示の回転電機ステータコアの誘導加熱装置は、環状のヨークと、前記ヨークの周方向複数位置から径方向内側に延びる複数のティースとを備える回転電機ステータコアの誘導加熱装置であって、前記回転電機ステータコアの内周側に配置され、励磁コイルが巻かれた柱状の中心コアと、前記中心コアの軸方向両側に配置され、一部が前記ティースと軸方向に対向する2つの端部コアと、前記端部コアと前記回転電機ステータコアとの間に配置された第1断熱部と、前記励磁コイルの外周面と前記回転電機ステータコアとの間に配置された第2断熱部とを備える、回転電機ステータコアの誘導加熱装置である。 An induction heating apparatus for a rotating electric machine stator core of the present disclosure is an induction heating apparatus for a rotating electric machine stator core including an annular yoke and a plurality of teeth extending radially inward from a plurality of positions in the circumferential direction of the yoke, wherein the rotating electric machine a columnar center core disposed on the inner peripheral side of the stator core and wound with an excitation coil; two end cores disposed on both sides of the center core in the axial direction and partially facing the teeth in the axial direction; A rotating electrical machine comprising: a first heat insulating section arranged between the end core and the rotating electrical machine stator core; and a second heat insulating section arranged between the outer peripheral surface of the excitation coil and the rotating electrical machine stator core. It is an induction heating device for the stator core.

本開示の回転電機ステータコアの誘導加熱方法は、本開示の回転電機ステータコアの誘導加熱装置を用いて前記回転電機ステータコアの前記ティースを誘導加熱する方法であって、前記励磁コイルに交流電流を供給することで、前記中心コア及び前記2つの端部コアと前記2つの端部コアの間に配置された前記ティースに磁束を流し、前記ティースを誘導加熱する磁束発生ステップを含む、回転電機ステータコアの誘導加熱方法である。 A rotary electric machine stator core induction heating method of the present disclosure is a method of induction heating the teeth of the rotary electric machine stator core using the rotary electric machine stator core induction heating apparatus of the present disclosure, wherein an alternating current is supplied to the excitation coil. Induction of a rotating electric machine stator core, including a magnetic flux generation step of inductively heating the teeth by causing the magnetic flux to flow through the central core and the two end cores and the teeth arranged between the two end cores. heating method.

本開示の回転電機ステータコアの誘導加熱装置及び誘導加熱方法によれば、ティースを効率よく加熱できる。 According to the induction heating device and the induction heating method for the rotating electric machine stator core of the present disclosure, the teeth can be efficiently heated.

実施形態の回転電機ステータコアの誘導加熱装置及び誘導加熱方法を用いて回転電機ステータコアを加熱する状態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a state in which a rotary electric machine stator core is heated using the rotary electric machine stator core induction heating device and the induction heating method of the embodiment; FIG. 図1の誘導加熱装置の中心軸を含む切断面図である。2 is a cross-sectional view including the central axis of the induction heating device of FIG. 1; FIG. 図1において端部コアの端面図である。Figure 2 is an end view of the end core in Figure 1; 図1から2つの端部コアを取り除いて示す斜視図である。Figure 2 is a perspective view of Figure 1 with two end cores removed; 図4のA部拡大図である。5 is an enlarged view of part A in FIG. 4; FIG. 図2において、ティースが集中的に加熱される理由を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the reason why the teeth are heated intensively in FIG. 2; 実施形態の別例の誘導加熱装置において、図2に対応する図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 in an induction heating device of another example of the embodiment; 実施形態の別例の誘導加熱装置において、図2に対応する図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 in an induction heating device of another example of the embodiment; 実施形態の別例の誘導加熱装置において、図2に対応する図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 in an induction heating device of another example of the embodiment; 実施形態の別例の誘導加熱装置において、図2に対応する図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 in an induction heating device of another example of the embodiment; 実施形態の別例の誘導加熱装置において、図2に対応する図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 in an induction heating device of another example of the embodiment; 実施形態の別例の誘導加熱装置において、図2に対応する図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 in an induction heating device of another example of the embodiment; 図10を上から見た図である。It is the figure which looked at FIG. 10 from the top. 実施形態の別例の誘導加熱装置において、図11に対応する図である。FIG. 12 is a view corresponding to FIG. 11 in an induction heating device of another example of the embodiment; 実施形態の別例の誘導加熱装置において、図11に対応する図である。FIG. 12 is a view corresponding to FIG. 11 in an induction heating device of another example of the embodiment; 実施形態の別例の誘導加熱装置において、図2に対応する図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 in an induction heating device of another example of the embodiment; 実施形態の別例の誘導加熱装置において、図2に対応する図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 in an induction heating device of another example of the embodiment; 実施形態の別例の誘導加熱装置の斜視図である。It is a perspective view of the induction heating apparatus of another example of embodiment. 図16において、2つの端部コアを取り除いて示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view of FIG. 16 with two end cores removed; 図16の誘導加熱装置における端部コアの端面図である。17 is an end view of an end core in the induction heating apparatus of FIG. 16; FIG. 実施形態の別例の誘導加熱装置における端部コアの端面図である。It is an end view of an end core in an induction heating device of another example of an embodiment. 実施形態の誘導加熱装置により回転電機ステータコアを加熱する場合において、ティースとヨークにおける励磁コイルへの供給電流の周波数に対するジュール損を比較した図である。FIG. 5 is a diagram comparing Joule loss with respect to frequency of current supplied to exciting coils in teeth and yokes when a rotating electric machine stator core is heated by the induction heating device of the embodiment. 実施形態の誘導加熱装置により回転電機ステータコアを加熱する場合において、第1断熱部の厚みが小さい(1mmとした)場合における回転電機ステータコアの周方向一部におけるジュール損密度(W/m)の分布の解析結果を示す図である。Joule loss density (W/m 3 ) in a part of the rotating electrical machine stator core in the circumferential direction when the thickness of the first heat insulating portion is small (1 mm) when the rotating electrical machine stator core is heated by the induction heating device of the embodiment. It is a figure which shows the analysis result of distribution. 実施形態の誘導加熱装置により回転電機ステータコアを加熱する場合において、第1断熱部の厚みが大きい(5mmとした)場合における回転電機ステータコアの周方向一部におけるジュール損密度(W/m)の分布の解析結果を示す図である。Joule loss density (W/m 3 ) in a part of the rotating electrical machine stator core in the circumferential direction when the thickness of the first heat insulating portion is large (5 mm) when the rotating electrical machine stator core is heated by the induction heating device of the embodiment. It is a figure which shows the analysis result of distribution. 図9に示した誘導加熱装置により回転電機ステータコアを加熱する場合において、第1断熱部の厚みが大きい(5mmとした)場合における回転電機ステータコアの周方向一部におけるジュール損密度(W/m)の分布の解析結果を示す図である。When the rotating electrical machine stator core is heated by the induction heating device shown in FIG. 9, the Joule loss density (W/m 3 ) is a diagram showing the analysis results of the distribution of . 図8Aに示した誘導加熱装置により回転電機ステータコアを加熱する場合において、第1断熱部の厚みが大きい(5mmとした)場合における回転電機ステータコアの周方向一部におけるジュール損密度(W/m)の分布の解析結果を示す図である。When the rotating electrical machine stator core is heated by the induction heating device shown in FIG. 8A , the Joule loss density (W/m 3 ) is a diagram showing the analysis results of the distribution of .

以下、図面を参照しながら、本開示に係る回転電機ステータコアの誘導加熱装置及び誘導加熱方法の実施形態について詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、数値、数量等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、回転電機ステータコアまたは誘導加熱装置の仕様に合わせて適宜変更することができる。以下では、すべての図面において同様の要素には同一の符号を付して説明する。 Hereinafter, embodiments of an induction heating device and an induction heating method for a rotary electric machine stator core according to the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, specific shapes, materials, numerical values, quantities, etc. are examples for facilitating understanding of the present disclosure, and can be changed as appropriate according to the specifications of the rotating electric machine stator core or the induction heating device. can. In the following description, similar elements are denoted by the same reference numerals in all drawings.

図1は、実施形態の回転電機ステータコア10の誘導加熱装置30及び誘導加熱方法を用いて回転電機ステータコア10を加熱する状態を示す斜視図である。図2は、図1の誘導加熱装置30の中心軸Oを含む切断面図である。図3は、図1において端部コア35の端面図である。図4は、図1から2つの端部コア35を取り除いて示す斜視図である。図5は、図4のA部拡大図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a state in which the rotary electric machine stator core 10 is heated using an induction heating device 30 and an induction heating method for the rotary electric machine stator core 10 of the embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view including the central axis O of the induction heating device 30 of FIG. FIG. 3 is an end view of end core 35 in FIG. FIG. 4 is a perspective view of FIG. 1 with two end cores 35 removed. FIG. 5 is an enlarged view of part A in FIG.

図1、図2、図4、図5を用いて、回転電機ステータコア10を説明する。以下では、回転電機ステータコア10は、ステータコア10と記載する。ステータコア10は、ステータコイル(図示せず)と共に、ステータを形成する。ステータは、ステータの内側に配置されたロータ(図示せず)と共に、回転電機を形成するために用いられる。 The rotating electric machine stator core 10 will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4, and 5. FIG. The rotating electric machine stator core 10 is hereinafter referred to as the stator core 10 . Stator core 10 forms a stator together with stator coils (not shown). A stator, together with a rotor (not shown) located inside the stator, is used to form a rotating electric machine.

ステータコア10は、環状の磁性体部品であり、例えば複数の珪素鋼鈑等の環状の電磁鋼板を軸方向(図1の上下方向)に積層してなる積層体により形成される。 The stator core 10 is an annular magnetic component, and is formed of a laminate formed by stacking, for example, a plurality of annular electromagnetic steel plates such as silicon steel plates in the axial direction (vertical direction in FIG. 1).

ステータコア10は、環状で外周側に配置されるステータヨーク13と、ステータヨーク13の内周面の周方向複数位置から径方向内側に延びる複数のティース14(図2、図4、図5)とを含む。複数のティース14は、周方向に互いに間隔をおいて配置される。隣り合う2つのティース14の間には溝であるスロット16(図5)が形成される。 The stator core 10 includes a stator yoke 13 arranged in an annular shape on the outer peripheral side, and a plurality of teeth 14 (FIGS. 2, 4, and 5) extending radially inward from a plurality of circumferential positions on the inner peripheral surface of the stator yoke 13. including. A plurality of teeth 14 are arranged at intervals in the circumferential direction. A slot 16 (FIG. 5), which is a groove, is formed between two adjacent teeth 14 .

ステータコイルは、U,V,W相の3相のコイルを有し、それぞれのコイルは、ステータコア10の周方向に離れた2つのスロット16にまたがるように複数のティース14に巻回される。 The stator coil has three-phase coils of U, V, and W phases, and each coil is wound around a plurality of teeth 14 so as to straddle two slots 16 separated in the circumferential direction of stator core 10 .

回転電機を構成する場合には、ステータの径方向内側にロータが配置される。回転電機は、使用時に、3相のステータコイルに3相交流電流を供給することで駆動される。例えば、回転電機は、永久磁石型同期モータとして使用される。 When constructing a rotating electric machine, a rotor is arranged radially inside a stator. A rotating electrical machine is driven by supplying a three-phase alternating current to a three-phase stator coil during use. For example, a rotating electric machine is used as a permanent magnet type synchronous motor.

ステータコア10は、上記のように複数の電磁鋼板を積層することにより構成され、ステータヨーク13の内周面から複数のティース14が延びる。各電磁鋼板は、打ち抜き加工等により所定の形状に形成される。これにより、ティース14に加工硬化が生じて歪(残留歪)が発生しやすい。このため、このティース14において、焼鈍を行って内部の歪を取り除き、鉄損を低下させることが行われる。 Stator core 10 is configured by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets as described above, and a plurality of teeth 14 extend from the inner peripheral surface of stator yoke 13 . Each electromagnetic steel sheet is formed into a predetermined shape by punching or the like. As a result, work hardening occurs in the teeth 14, and strain (residual strain) is likely to occur. For this reason, the teeth 14 are annealed to remove internal strain and reduce iron loss.

このために、実施形態では、ステータコア10の焼鈍を行うために、誘導加熱装置30を用いる。誘導加熱装置30は、ステータコア10の内周側に配置され、励磁コイル33(図2、図4、図5)が巻かれた柱状の中心コア31と、2つの端部コア35と、2つの第1断熱部40(図2)と、第2断熱部42(図2)とを含んで構成される。なお、図2では、図1に示す形状に比べて、端部コア35の軸方向の厚みをステータコア10との関係で小さくし、中心コア31の直径をステータコア10との関係で小さくして模式化した形状を示している。また、図1では、第1断熱部40及び第2断熱部42の図示を省略している。 For this reason, in the embodiment, an induction heating device 30 is used to anneal the stator core 10 . The induction heating device 30 is arranged on the inner peripheral side of the stator core 10 and includes a columnar central core 31 around which an exciting coil 33 (FIGS. 2, 4, and 5) is wound, two end cores 35, and two It includes a first heat insulating portion 40 (FIG. 2) and a second heat insulating portion 42 (FIG. 2). 2, compared to the shape shown in FIG. 1, the axial thickness of the end cores 35 is reduced in relation to the stator core 10, and the diameter of the center core 31 is reduced in relation to the stator core 10. It shows a modified shape. In addition, in FIG. 1, illustration of the first heat insulating portion 40 and the second heat insulating portion 42 is omitted.

中心コア31は、磁性材料製であり、例えば円柱状に形成される。中心コア31は、ステータコア10の中心軸O上に中心軸Oに沿って配置される。2つの端部コア35は、それぞれ磁性材料により連続した塊状であり、円板状に形成される。2つの端部コア35は、中心コア31の軸方向両側に配置される。例えば、2つの端部コア35は、中心コア31の軸方向両端面にそれぞれの中心軸Oが一致するように、直接に固定される。このとき、2つの端部コア35の一方の端部コア35と中心コア31とが一体成形され、ステータコア10の内周側に中心コア31を挿入した後に、2つの端部コア35の他方の端部コア35と中心コア31とを結合してもよい。なお、中心コア31の軸方向両端面と各端部コア35とが、隙間を介して軸方向に離れて対向配置されてもよい。 The central core 31 is made of a magnetic material and has a cylindrical shape, for example. Central core 31 is arranged along central axis O of stator core 10 . Each of the two end cores 35 is a continuous lump of magnetic material and is formed in a disc shape. The two end cores 35 are arranged on both axial sides of the central core 31 . For example, the two end cores 35 are directly fixed so that their respective central axes O coincide with the axial end faces of the central core 31 . At this time, one end core 35 of the two end cores 35 and the center core 31 are integrally molded, and after the center core 31 is inserted into the inner peripheral side of the stator core 10, the other of the two end cores 35 is The end cores 35 and central core 31 may be joined together. Note that the axial end faces of the central core 31 and the respective end cores 35 may be axially spaced apart from each other to face each other.

中心コア31の軸方向両側に端部コア35が配置された状態で、各端部コア35の一部である外周側部分はステータコア10のティース14と軸方向に対向する。また、ステータヨーク13のほとんどの部分が、2つの端部コア35の外周面から径方向(図2の左右方向)について外側に配置される。 With the end cores 35 arranged on both sides of the central core 31 in the axial direction, the outer peripheral side portions of the end cores 35 face the teeth 14 of the stator core 10 in the axial direction. Also, most of the stator yoke 13 is arranged radially outward (horizontal direction in FIG. 2) from the outer peripheral surfaces of the two end cores 35 .

中心コア31には、圧粉磁心やフェライトなど、絶縁性の高い粉体コアを用いてもよい。中心コア31を電磁鋼板により形成してもよい。このとき、中心コア31は、複数の電磁鋼板を積層した積層コアとしたり、1枚の電磁鋼板を渦巻状に巻いて円筒状の巻きコアとしたり、複数の電磁鋼板を半径方向に放射状に配置したラジアルコアとしてもよい。 A highly insulating powder core such as a dust core or ferrite may be used for the central core 31 . The central core 31 may be made of an electromagnetic steel sheet. At this time, the central core 31 may be a laminated core obtained by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets, a cylindrical wound core obtained by spirally winding a single electromagnetic steel sheet, or a plurality of electromagnetic steel sheets arranged radially in the radial direction. It is good also as a radial core which carried out.

中心コアの中心軸Oに対し直交する平面で切断した場合の断面形状が矩形であれば、中心コアが、幅方向等の一辺に平行な方向に分割した複数の要素を含み、複数の要素を結合することにより形成されてもよい。中心コアが円筒状であれば、中心コアを周方向の複数位置で分割した複数の要素から形成してもよい。 If the central core has a rectangular cross-sectional shape when cut along a plane orthogonal to the central axis O, the central core includes a plurality of elements divided in a direction parallel to one side, such as the width direction, and the plurality of elements It may be formed by bonding. If the central core is cylindrical, it may be formed from a plurality of elements divided at a plurality of positions in the circumferential direction.

端部コア35は、軸方向と半径方向との両方に磁束を通過可能とする必要があるので、等方性の磁気特性を持つ圧粉磁心やフェライトなど、絶縁性の高い粉体コアを用いることが好ましい。端部コア35を複数の電磁鋼板で形成することもでき、その場合には、複数の電磁鋼板を半径方向に放射状に配置したラジアルコアとすることが好ましい。 Since the end cores 35 need to allow passage of magnetic flux in both the axial direction and the radial direction, powder cores with high insulating properties such as dust cores and ferrite having isotropic magnetic properties are used. is preferred. The end core 35 can also be formed of a plurality of electromagnetic steel sheets, in which case it is preferable to form a radial core in which a plurality of electromagnetic steel sheets are radially arranged in the radial direction.

さらに、各第1断熱部40(図2)は、リング形の円板状であり、中心コア31の外周側で端部コア35の軸方向内側面とステータコア10の複数のティース14の軸方向端面との間に配置される。第1断熱部40は、樹脂やセラミック等の断熱性を有する絶縁材料製のブロックとすることができる。端部コア35とステータコア10とを、第1断熱部40に接触させてもよい。なお、第1断熱部は、固体とせずに、高断熱性を有するガスや、空気層としてもよく、また、誘導加熱装置30及びステータコア10を真空状態で配置することで、端部コア35とステータコア10との間に形成される真空の隙間を第1断熱部としてもよい。端部コア35の軸方向内側面とステータコア10の軸方向端面との間に第1断熱部40が配置されることにより、ティース14の軸方向両端からの熱の逃げを抑制して、ティース14を効率的に加熱できる。 Further, each first heat insulating portion 40 ( FIG. 2 ) has a ring-shaped disc shape, and is arranged on the outer peripheral side of the center core 31 so as to extend axially from the inner side surface of the end core 35 and the plurality of teeth 14 of the stator core 10 in the axial direction. placed between the end faces. The first heat insulating part 40 can be a block made of an insulating material having heat insulating properties, such as resin or ceramic. The end cores 35 and the stator core 10 may be brought into contact with the first heat insulating portion 40 . It should be noted that the first heat insulating portion may not be solid, but may be gas having high heat insulating properties or an air layer. A vacuum gap formed between the stator core 10 and the stator core 10 may be used as the first heat insulating portion. By disposing the first heat insulating portion 40 between the axial inner surface of the end core 35 and the axial end surface of the stator core 10 , heat escape from both ends of the teeth 14 in the axial direction is suppressed, can be efficiently heated.

さらに、第2断熱部42は、円筒状であり、励磁コイル33の外周面とステータコア10の内周面との間に配置される。第2断熱部42は、第1断熱部40と同様に、樹脂やセラミック等の断熱性を有する絶縁材料製としてもよい。ステータコア10の内周面と励磁コイル33の外周面とは、第2断熱部42に接触させてもよい。なお、第2断熱部は、固体とせずに、高断熱性を有するガスや、空気層としてもよく、また、誘導加熱装置30及びステータコア10を真空状態で配置することで、励磁コイル33の外周面とステータコア10の内周面との間に形成される真空の隙間を第2断熱部としてもよい。励磁コイル33の外周面とステータコア10の内周面との間に第2断熱部42が配置されることにより、励磁コイル33がステータコア10からの輻射熱で過度に加熱されることを防止できる。これにより、励磁コイル33の保護を図れると共に、励磁コイル33の性能低下を抑制できる。 Further, the second heat insulating portion 42 is cylindrical and arranged between the outer peripheral surface of the exciting coil 33 and the inner peripheral surface of the stator core 10 . As with the first heat insulating portion 40, the second heat insulating portion 42 may be made of an insulating material having heat insulating properties, such as resin or ceramic. The inner peripheral surface of stator core 10 and the outer peripheral surface of exciting coil 33 may be brought into contact with second heat insulating portion 42 . It should be noted that the second heat insulating portion may be a gas having high heat insulating properties or an air layer instead of being solid. A vacuum gap formed between the surface and the inner peripheral surface of the stator core 10 may be used as the second heat insulating portion. By disposing the second heat insulating portion 42 between the outer peripheral surface of the exciting coil 33 and the inner peripheral surface of the stator core 10 , it is possible to prevent the exciting coil 33 from being excessively heated by the radiant heat from the stator core 10 . As a result, the excitation coil 33 can be protected and performance degradation of the excitation coil 33 can be suppressed.

実施形態のステータコア10の誘導加熱方法は、上記の誘導加熱装置30を用いて、ステータコア10の複数のティース14を誘導加熱する。このとき、まず配置ステップとして、図1、図2に示すように、ステータコア10の内周側に、励磁コイル33が巻かれた中心コア31を挿入し、中心コア31の軸方向両側に2つの端部コア35を配置した状態で、ステータコア10のティース14の軸方向両端に端部コア35の軸方向内側面を対向させる。 The induction heating method for the stator core 10 of the embodiment induction-heats the plurality of teeth 14 of the stator core 10 using the induction heating device 30 described above. At this time, first, as an arrangement step, as shown in FIGS. With the end cores 35 arranged, the axial inner side surfaces of the end cores 35 are opposed to the axial ends of the teeth 14 of the stator core 10 .

そして、磁束発生ステップとして、電源部(図示せず)から励磁コイル33に交流電流を供給することにより、図2の実線矢印α方向または実線矢印αと反対方向に、中心コア31及び端部コア35と、ステータコア10のティース14とに磁束を流す。図2の実線矢印α方向は、励磁コイル33の図2の右側部分で紙面の表側に電流が流れ、左側部分で紙面の裏側に電流が流れる場合の磁束方向である。これにより、ティース14の軸方向に高周波磁束が流れることでティース14が誘導加熱されることにより焼鈍される。このとき、励磁コイル33に流す交流電流の周波数を、ステータコア10に流れる高周波磁束による渦電流に起因する表皮厚みがティース14の周方向幅の1/3以下となる周波数(下限周波数)とすることが好ましい。より好ましくは、交流電流周波数が、高周波磁束による渦電流に起因する表皮厚みが、ステータコア10を形成する電磁鋼板の板厚以上となる周波数(上限周波数)で、かつ、ティース14の周方向幅の1/3以下となる周波数(下限周波数)となることが好ましい。これにより、ステータコア10において加熱が必要なティース14及びその根元部分に電流を多く流すことができるので加熱が特に必要な部分をジュール損により集中的に加熱できる。 Then, as a magnetic flux generation step, by supplying an alternating current from a power source (not shown) to the excitation coil 33, the center core 31 and the end cores are moved in the direction of the solid line arrow α in FIG. 2 or in the direction opposite to the solid line arrow α. 35 and the teeth 14 of the stator core 10 . The direction of the solid-line arrow α in FIG. 2 is the magnetic flux direction when the current flows in the right side of FIG. As a result, high-frequency magnetic flux flows in the axial direction of the teeth 14, whereby the teeth 14 are induction-heated and annealed. At this time, the frequency of the alternating current flowing through the excitation coil 33 is set to a frequency (lower limit frequency) at which the skin thickness caused by eddy currents due to the high-frequency magnetic flux flowing through the stator core 10 is 1/3 or less of the circumferential width of the teeth 14. is preferred. More preferably, the alternating current frequency is a frequency (upper limit frequency) at which the skin thickness caused by eddy current due to the high-frequency magnetic flux is equal to or greater than the plate thickness of the electromagnetic steel sheet forming the stator core 10, and the circumferential width of the teeth 14 It is preferable that the frequency (lower limit frequency) is 1/3 or less. As a result, a large amount of electric current can be supplied to the teeth 14 and their root portions that need to be heated in the stator core 10, so that the portions that particularly need to be heated can be heated intensively by Joule loss.

図6は、図2において、ティース14が集中的に加熱される理由を説明するための図である。図2と同様に励磁コイル33に交流電流が供給されることで、ティース14の軸方向に高周波磁束が流れる。このとき、励磁コイル33の通電によって、図6の実線矢印α方向または実線矢印αと反対方向に、中心コア31から端部コア35を介してティース14の軸方向に磁束が流れると共に、励磁コイル33の起磁力の一部がステータヨーク13の周方向に誘導電流を発生させる。誘導電流により、図6の一点鎖線矢印β方向にステータヨーク13の周囲を流れる磁束が発生する。この磁束は、ティース14にも流れ、そのときの磁束方向は、実線矢印αの磁束方向と一致する。このため、ティース14を軸方向に流れる磁束の磁束密度を高く維持しやすくなるので、ティース14の内部に流れる渦電流の強さも高く維持しやすくなり、その渦電流のジュール損でティース14の加熱が促進される。 FIG. 6 is a diagram for explaining why the teeth 14 are heated intensively in FIG. A high-frequency magnetic flux flows in the axial direction of the teeth 14 by supplying an alternating current to the excitation coil 33 as in FIG. At this time, when the excitation coil 33 is energized, magnetic flux flows in the axial direction of the teeth 14 from the central core 31 through the end cores 35 in the direction of the solid line arrow α in FIG. 6 or in the direction opposite to the solid line arrow α. Part of the magnetomotive force of 33 generates an induced current in the circumferential direction of the stator yoke 13 . The induced current generates a magnetic flux that flows around the stator yoke 13 in the direction of the dashed-dotted line arrow β in FIG. This magnetic flux also flows through the teeth 14, and the magnetic flux direction at that time coincides with the magnetic flux direction of the solid-line arrow α. Therefore, since the magnetic flux density of the magnetic flux flowing through the teeth 14 in the axial direction can be easily maintained high, the strength of the eddy current flowing inside the teeth 14 can be easily maintained high, and the Joule loss of the eddy currents can heat the teeth 14 . is promoted.

上記のステータコア10の誘導加熱装置30及び誘導加熱方法によれば、ステータコア10の内周側に配置された中心コア31の周囲に巻かれた励磁コイル33に交流電流が供給されることで、2つの端部コア35の間に配置されたティース14に高周波磁束が流れてジュール損が高くなり、それによってティース14が加熱される。これにより、加熱が特に必要なティース14が集中的に加熱されるので、ティース14を効率よく加熱できる。このため、ティース14の加熱に必要な電力を小さく抑制できると共に、ティース14を短時間で加熱することが可能となる。また、ティース14の軸方向端部のみが集中して加熱されることを抑制できるので、過焼鈍による磁気特性悪化を防止できる。 According to the induction heating device 30 and the induction heating method for the stator core 10 described above, an alternating current is supplied to the exciting coil 33 wound around the central core 31 arranged on the inner peripheral side of the stator core 10, thereby A high-frequency magnetic flux flows through the teeth 14 arranged between the two end cores 35 to increase Joule loss, thereby heating the teeth 14 . As a result, the teeth 14 that particularly require heating are heated intensively, so that the teeth 14 can be efficiently heated. Therefore, the electric power required for heating the teeth 14 can be reduced, and the teeth 14 can be heated in a short time. In addition, since it is possible to suppress the concentrated heating of only the axial end portions of the teeth 14, it is possible to prevent deterioration of the magnetic properties due to over-annealing.

図7は、実施形態の別例の誘導加熱装置30aにおいて、図2に対応する図である。本例の構成の場合には、各第1断熱部40aがティース14の軸方向端面だけではなく、ティース14及びステータヨーク13を含むステータコア10の軸方向端面の全体に対向するように配置される。 FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 2 in an induction heating device 30a of another example of the embodiment. In the case of the configuration of this example, each first heat insulating portion 40a is arranged to face not only the axial end face of the tooth 14 but also the entire axial end face of the stator core 10 including the tooth 14 and the stator yoke 13. .

上記の構成によれば、ステータヨーク13の軸方向端面からの熱の逃げを抑制できるので、ステータヨーク13の温度上昇によりティース14を加熱する効果を高くできる。本例において、その他の構成及び作用は、図1~図6の構成と同様である。 According to the above configuration, heat escape from the axial end surface of the stator yoke 13 can be suppressed, so the temperature rise of the stator yoke 13 can increase the effect of heating the teeth 14 . Other configurations and actions in this example are the same as those in FIGS.

図8Aは、実施形態の別例の誘導加熱装置30bにおいて、図2に対応する図である。本例の構成の場合には、誘導加熱装置30bにおいて、2つの端部コア35の外周側で、ステータヨーク13の軸方向両端面上の空間に、端面側補助コイル相当部材としての周方向に連続した2つの金属環44が配置される。金属環44は、例えば銅等の導電性の高い材料により形成され、端部コア35の外周側に端部コア35を囲うように配置される。金属環44の周方向に対し直交する断面は矩形であるが、断面を円形等の他の形状としてもよい。 FIG. 8A is a diagram corresponding to FIG. 2 in an induction heating device 30b as another example of the embodiment. In the case of the configuration of this example, in the induction heating device 30b, on the outer peripheral side of the two end cores 35, in the space on both axial end faces of the stator yoke 13, in the circumferential direction as members corresponding to the end face side auxiliary coils. Two continuous metal rings 44 are arranged. The metal ring 44 is made of a highly conductive material such as copper, and is arranged on the outer peripheral side of the end core 35 so as to surround the end core 35 . Although the cross section perpendicular to the circumferential direction of the metal ring 44 is rectangular, the cross section may be circular or other shape.

上記の構成によれば、ステータヨーク13の軸方向端面付近が過度に集中的に加熱されることを防止できるので、ステータヨーク13の過焼鈍や変形を抑制できる。具体的には、端部コア35の内側面とステータコア10の軸方向端面との間の第1断熱部40aの厚みを大きくする等によって、端部コア35の内側面とステータコア10の軸方向端面との間の軸方向における間隔が比較的大きくなる場合がある。この場合、励磁コイル33に交流電流が流れることにより、励磁コイル33の起磁力の一部がステータヨークの周方向に誘導電流を発生させる。この誘導電流の周方向についての方向は、励磁コイル33の電流方向と逆である。この誘導電流によって、図8Aの一点鎖線矢印β方向にステータヨーク13の周囲を流れる磁束が発生する。この磁束によって、ステータヨーク13の軸方向端面付近に渦電流が増加し、ステータヨーク13の軸方向端部が過度に集中的に加熱される可能性がある。 According to the above configuration, it is possible to prevent the vicinity of the axial end surface of the stator yoke 13 from being excessively and intensively heated, so that over-annealing and deformation of the stator yoke 13 can be suppressed. Specifically, by increasing the thickness of the first heat insulating portion 40 a between the inner surface of the end core 35 and the axial end surface of the stator core 10 , the inner surface of the end core 35 and the axial end surface of the stator core 10 can be separated from each other. may be relatively large in the axial direction. In this case, when an alternating current flows through the exciting coil 33, part of the magnetomotive force of the exciting coil 33 generates an induced current in the circumferential direction of the stator yoke. The direction of the induced current in the circumferential direction is opposite to the current direction of the exciting coil 33 . This induced current generates a magnetic flux that flows around the stator yoke 13 in the direction of the dashed-dotted arrow β in FIG. 8A. This magnetic flux may increase eddy currents near the axial end faces of the stator yoke 13 and cause excessive and concentrated heating of the axial ends of the stator yoke 13 .

本例の構成によれば、金属環44に誘導電流が流れることによって、例えば、図8Aの破線矢印γ方向に金属環44の周囲を流れる磁束を発生させることができる。その磁束の方向は、上記のステータヨーク13の軸方向端面付近の一点鎖線矢印β方向の磁束と逆になるので、その磁束によるステータヨーク13の軸方向端部の集中加熱を、金属環44を流れる誘導電流による磁束で相殺または緩和することができ、その集中加熱を抑制できる。本例において、その他の構成及び作用は、図1~図6の構成、または図7の構成と同様である。 According to the configuration of this example, it is possible to generate magnetic flux flowing around the metal ring 44 in the direction of the dashed arrow γ in FIG. Since the direction of the magnetic flux is opposite to the magnetic flux in the direction of the dashed-dotted arrow β near the axial end face of the stator yoke 13, the concentrated heating of the axial end of the stator yoke 13 by the magnetic flux is caused by the metal ring 44. It can be canceled or mitigated by the magnetic flux generated by the flowing induced current, and the concentrated heating can be suppressed. In this example, other configurations and actions are the same as the configuration in FIGS. 1 to 6 or the configuration in FIG.

図8Bは、実施形態の別例の誘導加熱装置30cにおいて、図2に対応する図である。本例の構成の場合には、誘導加熱装置30cにおいて、2つの端部コア35の外周側で、ステータヨーク13の軸方向両端面上の空間に、端面側補助コイルとして、巻き始めと巻き終わりを短絡させた2つの短絡コイル46が配置される。短絡コイル46の軸方向は、励磁コイル33の軸方向と一致させる。 FIG. 8B is a diagram corresponding to FIG. 2 in an induction heating device 30c as another example of the embodiment. In the case of the configuration of this example, in the induction heating device 30c, a winding start and a winding end are provided as end face side auxiliary coils in spaces on both axial end faces of the stator yoke 13 on the outer peripheral side of the two end cores 35. Two short-circuited coils 46 are arranged. The axial direction of the short-circuit coil 46 is aligned with the axial direction of the exciting coil 33 .

上記の構成の場合も、図8Aの構成の金属環44の代わりに短絡コイル46に誘導電流が流れることによって、例えば、破線矢印δ方向に短絡コイル46の周囲を流れる磁束を発生させることができる。その磁束の方向は、上記のステータヨーク13の周方向に発生する誘導電流によってステータヨーク13の軸方向端部付近を流れる磁束の方向と逆になるので、その磁束によるステータヨーク13の軸方向端部の集中加熱を抑制できる。本例において、その他の構成及び作用は、図1~図6の構成、または図7の構成、または図8Aの構成と同様である。なお、短絡コイル46の巻方向は、図8Bのように励磁コイル33の巻方向と逆とすることができるが、励磁コイル33と同方向としてもよい。 In the above configuration as well, by causing the induced current to flow through the short-circuited coil 46 instead of the metal ring 44 in the configuration of FIG. . The direction of the magnetic flux is opposite to the direction of the magnetic flux flowing near the axial ends of the stator yoke 13 due to the induced current generated in the circumferential direction of the stator yoke 13. Concentrated heating of the part can be suppressed. In this example, other configurations and actions are similar to the configuration of FIGS. 1 to 6, the configuration of FIG. 7, or the configuration of FIG. 8A. The winding direction of the short-circuit coil 46 can be opposite to the winding direction of the exciting coil 33 as shown in FIG.

図8Cは、実施形態の別例の誘導加熱装置30dにおいて、図2に対応する図である。本例の構成の場合には、誘導加熱装置30dにおいて、2つの端部コア35の外周側で、ステータヨーク13の軸方向両端面上の空間に、端面側補助コイルとして、励磁コイル33に対して逆極性となるように接続された2つの端面側逆極性コイル48が配置される。「逆極性」とは、誘導加熱装置30dの軸方向について2つのコイルの極性が逆となることである。端面側逆極性コイル48の軸方向は、励磁コイル33の軸方向と一致させる。例えば、端面側逆極性コイル48と励磁コイル33との巻方向を逆にする場合に、軸方向一方側(図8Cの上側)の端面側逆極性コイル48の巻き終わり端を励磁コイル33の巻き始め端に接続し、励磁コイル33の巻き終わり端を軸方向他方側(図8Cの下側)の端面側逆極性コイル48の巻き始め端に接続する。また、軸方向他方側の端面側逆極性コイル48の巻き終わり端を、電源部を介して軸方向一方側の端面側逆極性コイル48の巻き始め端に接続する。なお、端面側逆極性コイルの巻き方向は、励磁コイル33の巻き方向と同じにしてもよい。このとき、軸方向一方側の端面側逆極性コイルの巻き終わり端を励磁コイル33の巻き終わり端に接続し、励磁コイル33の巻き始め端を軸方向他方側の端面側逆極性コイルの巻き始め端に接続する。また、軸方向他方側の端面側逆極性コイルの巻き終わり端を、電源部を介して軸方向一方側の端面側逆極性コイルの巻き始め端に接続する。 FIG. 8C is a diagram corresponding to FIG. 2 in an induction heating device 30d of another example of the embodiment. In the case of the configuration of this example, in the induction heating device 30d, on the outer peripheral side of the two end cores 35, in the space above both axial end faces of the stator yoke 13, as an end face side auxiliary coil, for the exciting coil 33 Two end-side opposite-polarity coils 48 are arranged so that they are connected so that they have opposite polarities. "Reverse polarity" means that the polarities of the two coils are opposite in the axial direction of the induction heating device 30d. The axial direction of the end surface side reverse polarity coil 48 is made to coincide with the axial direction of the excitation coil 33 . For example, when the winding directions of the end face side reverse polarity coil 48 and the excitation coil 33 are reversed, the winding end of the end face side reverse polarity coil 48 on one side in the axial direction (upper side in FIG. 8C) is the winding end of the excitation coil 33. The winding end of the excitation coil 33 is connected to the winding start end of the end surface side opposite polarity coil 48 on the other side in the axial direction (lower side in FIG. 8C). In addition, the winding end of the end face side reversed polarity coil 48 on the other axial side is connected to the winding start end of the end face side reversed polarity coil 48 on the one side in the axial direction via the power supply section. The winding direction of the end surface side reverse polarity coil may be the same as the winding direction of the exciting coil 33 . At this time, the winding end of the end face side reverse polarity coil on one axial side is connected to the winding end end of the excitation coil 33, and the winding start end of the excitation coil 33 is connected to the winding start end of the end face side reverse polarity coil on the other axial side. connect to the ends. In addition, the winding end of the opposite-polarity coil on the other side in the axial direction is connected to the starting end of the opposite-polarity coil on the one side in the axial direction via the power supply unit.

上記の構成の場合には、励磁コイル33に交流電流が供給されることで、2つの端面側逆極性コイル48にも交流電流が流れる。このとき、例えば、図8Cの破線矢印δ方向に端面側逆極性コイル48の周囲を流れる磁束を発生させることができる。その磁束の方向は、ステータヨーク13の周方向に発生する誘導電流によってステータヨーク13の軸方向端部付近を流れる磁束の方向と逆になるので、その磁束によるステータヨーク13の軸方向端部の集中加熱を、端面側逆極性コイル48を流れる電流による磁束で相殺または緩和することができ、その集中加熱を抑制できる。本例において、その他の構成及び作用は、図1~図6の構成、または図7の構成、または図8Aの構成と同様である。 In the case of the above configuration, alternating current is supplied to the exciting coil 33 , so that alternating current also flows through the two end face side opposite polarity coils 48 . At this time, for example, a magnetic flux can be generated that flows around the end surface side reverse polarity coil 48 in the direction of the dashed arrow δ in FIG. 8C. The direction of the magnetic flux is opposite to the direction of the magnetic flux flowing near the axial ends of the stator yoke 13 due to the induced current generated in the circumferential direction of the stator yoke 13. The concentrated heating can be canceled or mitigated by the magnetic flux generated by the current flowing through the end surface side reverse polarity coil 48, and the concentrated heating can be suppressed. In this example, other configurations and actions are similar to the configuration of FIGS. 1 to 6, the configuration of FIG. 7, or the configuration of FIG. 8A.

なお、図8Cの構成において、2つの端面側逆極性コイル48の巻き数(ターン数)の合計は、励磁コイル33の巻き数の半分以下とすることが好ましい。 In the configuration of FIG. 8C, the total number of turns of the two opposite polarity coils 48 is preferably half or less than the number of turns of the excitation coil 33 .

図9は、実施形態の別例の誘導加熱装置30eにおいて、図2に対応する図である。本例の構成の場合には、誘導加熱装置30eにおいて、ステータヨーク13の外周側に、励磁コイル33の巻き数の半分以下の巻き数で、励磁コイル33と逆極性で接続された外周側逆極性コイル50が配置される。「逆極性」とは、誘導加熱装置30eの軸方向について2つのコイルの極性が逆となることである。外周側逆極性コイル50の軸方向は、励磁コイル33の軸方向と一致する。外周側逆極性コイル50と励磁コイル33との巻方向を一致させる場合に、例えば、励磁コイル33の一端側(図9の下側)の巻き終わり端を、外周側逆極性コイル50の一端側(図9の下側)の巻き終わり端に接続する。また、励磁コイル33の他端側(図9の上側)の巻き始め端を、電源部を介して、外周側逆極性コイル50の他端側(図9の上側)の巻き始め端に接続する。外周側逆極性コイル50と励磁コイル33との巻方向を逆とする場合には、例えば、励磁コイル33の一端側(図9の下側)の巻き終わり端を、外周側逆極性コイル50の他端側(図9の上側)の巻き始め端に接続し、励磁コイル33の他端側(図9の上側)の巻き始め端を、電源部を介して、外周側逆極性コイル50の一端側(図9の下側)の巻き終わり端に接続する。 FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 2 in an induction heating device 30e of another example of the embodiment. In the case of the configuration of this example, in the induction heating device 30 e , the outer peripheral side reverse coil is connected to the outer peripheral side of the stator yoke 13 with the number of turns less than half the number of turns of the exciting coil 33 and the polarity opposite to that of the exciting coil 33 . A polarizing coil 50 is arranged. "Reverse polarity" means that the polarities of the two coils are opposite in the axial direction of the induction heating device 30e. The axial direction of the outer peripheral reverse polarity coil 50 coincides with the axial direction of the excitation coil 33 . When the winding directions of the outer circumference side reverse polarity coil 50 and the excitation coil 33 are matched, for example, the winding end of one end side (the lower side in FIG. 9) of the excitation coil 33 (lower side in FIG. 9). In addition, the winding start end of the other end side (upper side in FIG. 9) of the excitation coil 33 is connected to the winding start end of the other end side (upper side in FIG. 9) of the outer reverse polarity coil 50 via the power supply section. . When the winding directions of the outer circumference side reverse polarity coil 50 and the excitation coil 33 are reversed, for example, one end side (lower side in FIG. 9) of the excitation coil 33 is connected It connects to the winding start end on the other end side (upper side in FIG. 9), and the winding start end on the other end side (upper side in FIG. 9) of the exciting coil 33 is connected to one end of the outer peripheral reverse polarity coil 50 via the power supply unit. side (lower side in FIG. 9).

さらに、外周側逆極性コイル50の内周面とステータコア10の外周面との間には、円筒状の第3断熱部52が配置される。第3断熱部52は、第2断熱部42と同様の構成で、第2断熱部42より直径が大きくなっている。第3断熱部52によって、ステータコア10の外周面からの輻射熱で外周側逆極性コイル50が過度に加熱されることを防止できるので、外周側逆極性コイル50の保護を図れると共に外周側逆極性コイル50の性能低下を抑制できる。 Furthermore, a cylindrical third heat insulating portion 52 is arranged between the inner peripheral surface of the outer peripheral side reverse polarity coil 50 and the outer peripheral surface of the stator core 10 . The third heat insulating portion 52 has the same configuration as the second heat insulating portion 42 and has a larger diameter than the second heat insulating portion 42 . Since the third heat insulating portion 52 can prevent the outer reverse polarity coil 50 from being excessively heated by the radiant heat from the outer peripheral surface of the stator core 10, the outer reverse polarity coil 50 can be protected and the outer reverse polarity coil can be protected. 50 performance degradation can be suppressed.

上記の構成の場合も、図8A~図8Cの構成と同様に、ステータヨーク13の軸方向端部が過度に集中的に加熱されることを防止できることにより、ステータヨーク13の変形を抑制できる。具体的には、外周側逆極性コイル50がないと仮定した場合に、端部コア35の内側面とステータコア10の軸方向端面との間の軸方向における間隔が比較的大きくなる場合に、図9に実線矢印αのうち、Xを付した実線矢印で示すように、励磁コイル33に交流電流が流れることにより励磁コイル33の起磁力の一部による磁束が、ステータヨーク13に広がって流れる。そして、ステータヨーク13の軸方向端部付近に流れる磁束によって、ステータヨーク13の軸方向端面付近に渦電流が増加する。このため、ステータヨーク13の軸方向端部が過度に集中的に加熱される可能性がある。本例の構成によれば、励磁コイル33に交流電流が供給されることで、外周側逆極性コイル50にも交流電流が流れる。このとき、例えば、図9の一点鎖線矢印η方向に外周側逆極性コイル50の周囲を流れる磁束を発生させることができる。その磁束のうち、Xを付した一点鎖線矢印で示すように流れる磁束は、励磁コイル33の起磁力によってステータヨーク13の軸方向端部付近に流れる磁束の方向(Xを付した実線矢印方向)と逆になるので、その磁束によるステータヨーク13の軸方向端部の集中加熱を、外周側逆極性コイル50を流れる電流による磁束で相殺または緩和することができ、その集中加熱を抑制できる。本例において、その他の構成及び作用は、図1~図6の構成、または図7の構成と同様である。 8A to 8C, deformation of the stator yoke 13 can be suppressed by preventing the axial ends of the stator yoke 13 from being excessively and intensively heated. Specifically, assuming that the outer peripheral reverse polarity coil 50 does not exist, if the axial distance between the inner surface of the end core 35 and the axial end surface of the stator core 10 becomes relatively large, As shown by the solid line arrows with X attached to the solid line arrows α at 9 , magnetic flux due to part of the magnetomotive force of the exciting coils 33 spreads and flows through the stator yoke 13 when an alternating current flows through the exciting coils 33 . Eddy current increases near the axial end face of the stator yoke 13 due to the magnetic flux flowing near the axial end of the stator yoke 13 . Therefore, the axial ends of the stator yoke 13 may be heated excessively and in a concentrated manner. According to the configuration of this example, an alternating current flows through the outer-peripheral-side opposite-polarity coil 50 by supplying an alternating current to the excitation coil 33 . At this time, for example, a magnetic flux can be generated that flows around the outer-periphery-side opposite-polarity coil 50 in the direction of the dashed-dotted line arrow η in FIG. 9 . Among the magnetic fluxes, the magnetic flux flowing as indicated by the dashed-dotted arrow with X is the direction of the magnetic flux flowing near the axial end of the stator yoke 13 due to the magnetomotive force of the excitation coil 33 (the direction of the solid arrow with X). , the concentrated heating of the axial end portion of the stator yoke 13 due to the magnetic flux can be canceled or mitigated by the magnetic flux due to the current flowing through the reverse polarity coil 50 on the outer peripheral side, and the concentrated heating can be suppressed. In this example, other configurations and actions are the same as the configuration in FIGS. 1 to 6 or the configuration in FIG.

図10は、実施形態の別例の誘導加熱装置30fにおいて、図2に対応する図である。図11は、図10を上から見た図である。本例の構成の場合には、図7の誘導加熱装置30aと同様の構成において、外周ヨーク54が、ステータコア10、中心コア31、及び2つの端部コア35を覆うように配置されている。外周ヨーク54は、図10に示すように中心軸を含む切断面で見た形状が矩形となるように、筒部55の両端に筒部55の両端開口を塞ぐように2つの板部56が連結される。筒部55は、円筒状であり、各板部56は円板状である。外周ヨーク54は、中心コア31の軸方向両端に、2つの板部56の軸方向内側面が面接触するように連結される。これにより、外周ヨーク54は、2つの端部コア35の軸方向外側面に対向して配置される。この状態で、外周ヨーク54の筒部55の内周面とステータコア10の外周面との間には隙間が形成される。外周ヨーク54は、磁性材製である。例えば外周ヨーク54には、中心コア31と同様に、圧粉磁心やフェライトなど、絶縁性の高い粉体コアを用いてもよい。外周ヨーク54を電磁鋼板の積層体により形成してもよい。 FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 2 in an induction heating device 30f of another example of the embodiment. 11 is a top view of FIG. 10. FIG. In the case of the configuration of this example, the outer yoke 54 is arranged to cover the stator core 10, the center core 31 and the two end cores 35 in the same configuration as the induction heating device 30a of FIG. The outer yoke 54 has two plate portions 56 at both ends of the cylindrical portion 55 so as to close the openings at both ends of the cylindrical portion 55 so that the shape of the outer yoke 54 when viewed on a cross section including the central axis is rectangular as shown in FIG. concatenated. The cylindrical portion 55 is cylindrical, and each plate portion 56 is disk-shaped. The outer yoke 54 is connected to both ends of the central core 31 in the axial direction so that the inner side surfaces of the two plate portions 56 are in surface contact with each other. Thereby, the outer yoke 54 is arranged to face the axial outer surfaces of the two end cores 35 . In this state, a gap is formed between the inner peripheral surface of cylindrical portion 55 of outer yoke 54 and the outer peripheral surface of stator core 10 . The outer yoke 54 is made of a magnetic material. For example, for the outer yoke 54, similarly to the central core 31, a highly insulating powder core such as a dust core or ferrite may be used. The outer yoke 54 may be formed of a laminate of electromagnetic steel sheets.

上記の外周ヨーク54により、各端部コア35から誘導加熱装置30fの外側への漏れ磁束を抑制できる。2つの端部コア35の少なくとも一方の端部コア35の軸方向外側面と、外周ヨーク54の2つの板部56の軸方向内側面との間には、隙間が形成されてもよい。本例において、その他の構成及び作用は、図1~図6の構成または図7の構成と同様である。 The outer yoke 54 described above can suppress leakage magnetic flux from each end core 35 to the outside of the induction heating device 30f. A gap may be formed between the axial outer surface of at least one of the two end cores 35 and the axial inner surface of the two plate portions 56 of the outer yoke 54 . In this example, other configurations and actions are the same as the configuration in FIGS. 1 to 6 or the configuration in FIG.

なお、図10の構成において、外周ヨーク54の筒部は、円筒状以外、例えば四角筒状等としてもよい。例えば、四角筒状の筒部と、2つの四角形状の板部とにより外周ヨークが形成されてもよい。 In the configuration of FIG. 10, the cylindrical portion of the outer yoke 54 may have a shape other than a cylindrical shape, such as a square cylindrical shape. For example, the outer yoke may be formed by a square tube-shaped cylindrical portion and two square plate portions.

図12は、実施形態の別例の誘導加熱装置30gにおいて、図11に対応する図である。本例の構成の場合には、外周ヨーク54aが、断面が矩形のヨーク要素57を含んで形成される。ヨーク要素57は、2つの平行な長方形状の板部57aの長手方向両端に2つの平行な長方形状の板部57bを連結してなる矩形枠状である。これにより、外周ヨーク54の幅方向(図12の上下方向)中央で切断した断面形状は、図10と同様の形状となる。上記の外周ヨーク54aを用いた誘導加熱装置30gの場合も、図10、図11の構成と同様に、各端部コア35から誘導加熱装置30gの外側への漏れ磁束を抑制できる。本例において、その他の構成及び作用は、図10、図11の構成と同様である。 FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 11 in an induction heating device 30g of another example of the embodiment. In the configuration of this example, the outer yoke 54a is formed including a yoke element 57 having a rectangular cross section. The yoke element 57 has a rectangular frame shape formed by connecting two parallel rectangular plate portions 57b to the longitudinal ends of two parallel rectangular plate portions 57a. As a result, the cross-sectional shape of the outer yoke 54 taken at the center in the width direction (vertical direction in FIG. 12) is similar to that shown in FIG. Also in the case of the induction heating device 30g using the outer peripheral yoke 54a, leakage magnetic flux from the end cores 35 to the outside of the induction heating device 30g can be suppressed as in the configuration of FIGS. Other configurations and actions in this example are the same as those in FIGS. 10 and 11 .

図13は、実施形態の別例の誘導加熱装置30hにおいて、図11に対応する図である。本例の構成の場合には、外周ヨーク54bが、図12の外周ヨーク54aの形状と同様の形状の第1ヨーク要素58の幅方向(図13の上下方向)両端の長手方向中央に2つのゲート形状の第2ヨーク要素59が連結されて形成される。各第2ヨーク要素59は、2つの平行な長方形状の板部59aの長手方向の先端に長方形状の連結板部59bが板部59aに直交するように連結される。これにより、外周ヨーク54bの第1ヨーク要素58の幅方向(図13の上下方向)中央で切断した断面形状と、第2ヨーク要素59の幅方向(図13の左右方向)中央で切断した断面形状とは、いずれも図10と同様の形状となる。図13のように、外周ヨーク54bを軸方向一端から見た形状は、十字形となっている。上記の外周ヨーク54を用いた誘導加熱装置30hの場合も、図10、図11の構成、または図12の構成と同様に、各端部コア35から誘導加熱装置30hの外側への漏れ磁束を抑制できる。本例において、その他の構成及び作用は、図10、図11の構成と同様である。 FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 11 in an induction heating device 30h of another example of the embodiment. In the case of the configuration of this example, the outer yoke 54b has two yokes at the center in the longitudinal direction of both ends in the width direction (vertical direction in FIG. 13) of the first yoke element 58 having the same shape as the shape of the outer yoke 54a in FIG. A gate-shaped second yoke element 59 is connected and formed. Each second yoke element 59 is connected to the ends of two parallel rectangular plate portions 59a in the longitudinal direction so that a rectangular connecting plate portion 59b is perpendicular to the plate portions 59a. As a result, the cross-sectional shape of the outer yoke 54b taken at the center in the width direction (vertical direction in FIG. 13) of the first yoke element 58 and the cross-section taken at the center in the width direction (horizontal direction in FIG. 13) of the second yoke element 59 The shape is the same shape as in FIG. As shown in FIG. 13, the shape of the outer yoke 54b when viewed from one end in the axial direction is a cross. In the case of the induction heating device 30h using the outer peripheral yoke 54, similarly to the configuration of FIG. 10, FIG. 11, or the configuration of FIG. can be suppressed. Other configurations and actions in this example are the same as those in FIGS. 10 and 11 .

図14は、実施形態の別例の誘導加熱装置60において、図2に対応する図である。本例の構成の場合には、図8Aと同様の構成において、図10、図11の構成と同様に、外周ヨーク54が、中心コア31及び2つの端部コア35を覆って、2つの端部コア35の軸方向外側面に対向して配置される。これにより、本例の構成により得られる作用は、図8Aの構成の金属環44による作用と、図10、図11の構成の外周ヨーク54による作用とを組み合わせたものである。本例において、その他の構成及び作用は、図8Aの構成、または図10、図11の構成と同様である。なお、本例の構成において、図8Aの構成の代わりに、図8Bの構成の短絡コイル46、または図8Cの構成の端面側逆極性コイル48を組み合わせることもできる。 FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 2 in an induction heating device 60 of another example of the embodiment. In the case of the configuration of this example, in a configuration similar to that of FIG. 8A, the outer yoke 54 covers the central core 31 and the two end cores 35, similar to the configurations of FIGS. It is arranged so as to face the axial outer surface of the partial core 35 . Thus, the effect obtained by the structure of this example is a combination of the effect of the metal ring 44 of the structure shown in FIG. 8A and the effect of the outer yoke 54 of the structure shown in FIGS. Other configurations and actions in this example are the same as the configuration in FIG. 8A or the configurations in FIGS. 10 and 11 . In addition, in the configuration of this example, instead of the configuration of FIG. 8A, the short-circuiting coil 46 of the configuration of FIG. 8B or the end surface side reverse polarity coil 48 of the configuration of FIG. 8C can be combined.

図15は、実施形態の別例の誘導加熱装置60aにおいて、図2に対応する図である。本例の構成の場合には、図9と同様の構成において、図10、図11の構成と同様に、外周ヨーク54が、中心コア31及び2つの端部コア35を覆って、2つの端部コア35の軸方向外側面に対向して配置される。これにより、本例の構成により得られる作用は、図9の構成の外周側逆極性コイル50による作用と、図10、図11の構成の外周ヨーク54による作用とを組み合わせたものである。本例において、その他の構成及び作用は、図9の構成、または図10、図11の構成と同様である。 FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 2 in an induction heating device 60a of another example of the embodiment. In the case of the configuration of this example, in a configuration similar to that of FIG. 9, the outer yoke 54 covers the central core 31 and the two end cores 35, as in the configurations of FIGS. It is arranged so as to face the axial outer surface of the partial core 35 . Thus, the effect obtained by the configuration of this example is a combination of the effect of the outer reverse polarity coil 50 of the configuration of FIG. 9 and the effect of the outer yoke 54 of the configuration of FIGS. Other configurations and actions in this example are the same as those of the configuration of FIG. 9 or the configurations of FIGS.

なお、図14の構成、または図15の構成において、図10、図11の構成の代わりに、図12の構成または図13の構成の外周ヨーク54a、54bを組み合わせることもできる。 14 or 15, the outer yokes 54a and 54b having the configuration shown in FIG. 12 or 13 can be combined instead of the configurations shown in FIGS.

図16は、実施形態の別例の誘導加熱装置60bの斜視図である。図17は、図16において、2つの端部コア35aを取り除いて示す斜視図である。図18は、図16の誘導加熱装置60bにおける端部コア35aの端面図である。本例の構成の場合には、図1~図6の構成において、中心コア31a及び2つの端部コア35aの中心部に軸方向に貫通する孔61が形成される。このとき、各端部コア35は、中心コア31の軸方向両端に連結される。孔61には、冷却液配管(図示せず)が接続される。冷却液配管の上流側に接続された冷却液ポンプ(図示せず)の吐出口から油や水等の冷却液が孔61の上流端に供給され、孔61に冷却液が流通する。孔61の下流端から排出された冷却液は、冷却液ポンプの吸入口に戻される。これにより、中心コア31aが冷却される。本例において、その他の構成及び作用は、図1~図6の構成と同様である。 FIG. 16 is a perspective view of an induction heating device 60b as another example of the embodiment. FIG. 17 is a perspective view of FIG. 16 with two end cores 35a removed. FIG. 18 is an end view of the end core 35a in the induction heating device 60b of FIG. In the case of the configuration of this example, in the configuration of FIGS. 1 to 6, a hole 61 is formed through the central portion of the central core 31a and the two end cores 35a in the axial direction. At this time, each end core 35 is connected to both axial ends of the center core 31 . A coolant pipe (not shown) is connected to the hole 61 . A coolant such as oil or water is supplied to the upstream end of the hole 61 from a discharge port of a coolant pump (not shown) connected to the upstream side of the coolant pipe, and the coolant flows through the hole 61 . Coolant discharged from the downstream end of hole 61 is returned to the inlet of the coolant pump. This cools the central core 31a. Other configurations and actions in this example are the same as those in FIGS.

図19は、実施形態の別例の誘導加熱装置における端部コア35bの端面図である。本例の構成では、端部コア35bが、中心部に孔61が形成された円板部62と、円板部62の外周面の周方向複数位置から放射状に延びる径方向板部63とを含んで形成される。円板部62は、中心コア31の軸方向端面に連結される。径方向板部63の数は、ステータコア10のティース14(図17参照)の数と一致する。複数の径方向板部63は、複数のティース14の軸方向端面に対向して配置される。本例において、その他の構成及び作用は、図1~図6の構成、または図16~図18の構成と同様である。 FIG. 19 is an end view of an end core 35b in an induction heating device of another example of the embodiment. In the configuration of this example, the end core 35b includes a disc portion 62 having a hole 61 formed in the center thereof, and radial plate portions 63 radially extending from a plurality of positions on the outer peripheral surface of the disc portion 62 in the circumferential direction. formed including The disk portion 62 is connected to the axial end surface of the central core 31 . The number of radial plate portions 63 matches the number of teeth 14 (see FIG. 17) of stator core 10 . The plurality of radial plate portions 63 are arranged facing the axial end surfaces of the plurality of teeth 14 . Other configurations and actions in this example are the same as the configurations in FIGS. 1 to 6 or 16 to 18 .

なお、図16~図18の構成、または図19の構成において、孔61に冷却液を流通させるのではなく、中心コア31a及び端部コア35a、35bより熱伝導性が高い冷却用部材(図示せず)が孔61に挿入されてもよい。例えば冷却用部材は、棒状である。冷却用部材は、例えば、アルミニウム合金等の熱伝導性の高い金属により形成される。冷却用部材は、孔61の内面に接触させてもよい。冷却用部材の孔61から突出させた部分は、ヒートシンク等の冷却源(図示せず)に接続してもよい。このような構成によっても、中心コア31aを冷却できる。 16 to 18 or the configuration of FIG. 19, instead of circulating the coolant through the holes 61, a cooling member having higher thermal conductivity than the central core 31a and the end cores 35a and 35b (not shown) may be inserted into hole 61 . For example, the cooling member is rod-shaped. The cooling member is made of, for example, metal with high thermal conductivity such as aluminum alloy. A cooling member may be brought into contact with the inner surface of the hole 61 . The portion of the cooling member protruding from the hole 61 may be connected to a cooling source (not shown) such as a heat sink. Such a configuration can also cool the central core 31a.

なお、図19の構成で、図1~図6の構成と同様に、端部コア35b及び中心コアに孔が形成されない構成としてもよい。 19, the end cores 35b and the central core may be configured without holes, as in the configurations of FIGS. 1 to 6. FIG.

次に、実施形態の効果を確認するために行った解析結果を説明する。図20は、図1~図6に示した実施形態の誘導加熱装置30によりステータコア10を加熱する場合において、ティース14とステータヨーク13における励磁コイル33への供給電流の周波数に対するジュール損を比較した図である。 Next, the results of analysis performed to confirm the effects of the embodiment will be described. FIG. 20 compares the Joule loss with respect to the frequency of the current supplied to the exciting coil 33 in the teeth 14 and the stator yoke 13 when the stator core 10 is heated by the induction heating device 30 of the embodiment shown in FIGS. It is a diagram.

図20に示すように、実施形態によれば、励磁コイル33への供給電流の周波数の違いに関係なく、ティース14のジュール損をステータヨーク13より大幅に高くできるので、ティース14を集中的に加熱できることを確認できた。 As shown in FIG. 20, according to the embodiment, the joule loss of the teeth 14 can be significantly higher than that of the stator yoke 13 regardless of the difference in the frequency of the current supplied to the exciting coil 33. I was able to confirm that it can be heated.

図21~図24は、実施形態の誘導加熱装置によりステータコア10を加熱する場合におけるジュール損密度(W/m)の分布の解析結果を示している。図21は、図1~図6の実施形態の誘導加熱装置30によりステータコア10を加熱する場合において、第1断熱部40(図2)の厚みが小さい(1mmとした)場合におけるステータコア10の周方向一部におけるジュール損密度の分布の解析結果を示している。図21において、ステータコア10において最もジュール損密度が低い部分を無地部で示している。そして、無地部、砂地部、斜線部、斜格子部の順にジュール損密度が高くなり、黒地部で最もジュール損密度が高くなることを示している。 21 to 24 show analysis results of distribution of Joule loss density (W/m 3 ) when stator core 10 is heated by the induction heating device of the embodiment. FIG. 21 shows the circumference of the stator core 10 when the thickness of the first heat insulating portion 40 (FIG. 2) is small (1 mm) when the stator core 10 is heated by the induction heating device 30 of the embodiment of FIGS. It shows the analysis results of the distribution of Joule loss density in a part of directions. In FIG. 21 , the portion with the lowest Joule loss density in the stator core 10 is indicated by the non-coated portion. The joule loss density increases in the order of the non-coated portion, the sandy portion, the hatched portion, and the slanted lattice portion, and the joule loss density is highest in the black portion.

図21の解析結果から、実施形態により、ティース14のジュール損密度を高くできると共に、ステータヨーク13のジュール損密度を低くできるので、ティース14を集中的に加熱できることを確認できた。 From the analysis results of FIG. 21, it was confirmed that according to the embodiment, the Joule loss density of the teeth 14 can be increased and the Joule loss density of the stator yoke 13 can be decreased, so that the teeth 14 can be heated intensively.

図22は、実施形態の誘導加熱装置によりステータコア10を加熱する場合において、第1断熱部40(図2)の厚みが大きい(5mmとした)場合におけるステータコア10の周方向一部におけるジュール損密度の分布の解析結果を示している。図22において、ステータコア10において最もジュール損密度が低い部分を無地部で示している。そして、無地部、砂地部、斜線部の順にジュール損密度が高くなり、黒地部で最もジュール損密度が高くなることを示している。 FIG. 22 shows the Joule loss density in a part of the stator core 10 in the circumferential direction when the thickness of the first heat insulating portion 40 (FIG. 2) is large (5 mm) when the stator core 10 is heated by the induction heating device of the embodiment. shows the analysis results of the distribution of In FIG. 22 , the portion with the lowest Joule loss density in the stator core 10 is indicated by the non-coated portion. The Joule loss density increases in the order of the non-coated portion, the sandy portion, and the hatched portion, and the Joule loss density is highest in the black portion.

図22の解析結果から、第1断熱部40の厚みを大きくした場合には、図21の場合よりステータヨーク13の端面付近でジュール損密度が高くなることで、温度上昇が大きくなりやすいことが確認された。この理由として、励磁コイル33からの漏れ磁束により、ステータヨーク13の軸方向端部が集中的に加熱されやすいことが考えられる。 From the analysis results of FIG. 22, when the thickness of the first heat insulating portion 40 is increased, the Joule loss density near the end surface of the stator yoke 13 becomes higher than in the case of FIG. confirmed. A possible reason for this is that the axial ends of the stator yoke 13 tend to be heated in a concentrated manner due to the leakage magnetic flux from the exciting coil 33 .

一方、図23は、図9に示した誘導加熱装置30eによりステータコア10を加熱する場合において、第1断熱部40aの厚みが大きい(5mmとした)場合におけるステータコア10の周方向一部におけるジュール損密度の分布の解析結果を示している。図23において、無地部、砂地部、斜線部、斜格子部、黒地部の意味は図21の場合と同様である。 On the other hand, FIG. 23 shows the Joule loss in a part of the stator core 10 in the circumferential direction when the thickness of the first heat insulating portion 40a is large (5 mm) when the stator core 10 is heated by the induction heating device 30e shown in FIG. 4 shows analysis results of density distribution. In FIG. 23, the non-patterned portion, the sanded portion, the hatched portion, the slanted grid portion, and the black portion have the same meanings as in FIG.

図23の解析結果から、図22の場合と同様に第1断熱部40aの厚みを大きくした場合でも、図22の場合より、ステータヨーク13の端面付近でジュール損密度が低くなった。このことから、図9の構成のように、誘導加熱装置30eに外周側逆極性コイル50を設ける場合には、励磁コイル33からの漏れ磁束により、ステータヨーク13の軸方向端部が集中的に加熱されることを抑制できることを確認できた。また、図24は、図8Aに示した誘導加熱装置30bによりステータコア10を加熱する場合において、第1断熱部40aの厚みが大きい(5mmとした)場合におけるステータコア10の周方向一部におけるジュール損密度の分布の解析結果を示している。図8Aの構成のように、誘導加熱装置に金属環44を設けた場合には、図24のような結果を得られた。これにより、第1断熱部40aの厚みを大きくした場合でも、ステータヨーク13の端面付近でジュール損密度が低くなる解析結果を得られた。誘導加熱装置に短絡コイル46、または端面側逆極性コイル48を設けた場合も、図24に示すような解析結果と同様であった。 From the analysis result of FIG. 23, even when the thickness of the first heat insulating portion 40a is increased as in the case of FIG. 22, the Joule loss density near the end face of the stator yoke 13 is lower than in the case of FIG. For this reason, when the induction heating device 30e is provided with the reverse polarity coil 50 on the outer peripheral side as in the configuration of FIG. It was confirmed that heating could be suppressed. 24 shows the Joule loss in a part of the stator core 10 in the circumferential direction when the thickness of the first heat insulating portion 40a is large (5 mm) when the stator core 10 is heated by the induction heating device 30b shown in FIG. 8A. 4 shows analysis results of density distribution. When the induction heating device was provided with the metal ring 44 as in the configuration of FIG. 8A, the results shown in FIG. 24 were obtained. As a result, even when the thickness of the first heat insulating portion 40a is increased, an analysis result is obtained in which the Joule loss density is low near the end surface of the stator yoke 13 . When the induction heating device was provided with the short-circuited coil 46 or the reverse polarity coil 48 on the end surface side, the analysis results as shown in FIG. 24 were obtained.

10 回転電機ステータコア(ステータコア)、13 ステータヨーク、14 ティース、16 スロット、30,30a~30h 誘導加熱装置、31,31a 中心コア、33 励磁コイル、35,35a 端部コア、40,40a 第1断熱部、42 第2断熱部、44 金属環、46 短絡コイル、48 端面側逆極性コイル、50 外周側逆極性コイル、52 第3断熱部、54,54a,54b 外周ヨーク、55 筒部、56 板部、57 ヨーク要素、57a,57b 板部、58 第1ヨーク要素、59 第2ヨーク要素、60,60a,60b,60c 誘導加熱装置、61 孔、62 円板部、63 径方向板部。 10 rotary electric machine stator core (stator core), 13 stator yoke, 14 tooth, 16 slot, 30, 30a to 30h induction heating device, 31, 31a center core, 33 excitation coil, 35, 35a end core, 40, 40a first heat insulation Part 42 Second heat insulating part 44 Metal ring 46 Short-circuiting coil 48 End surface side reverse polarity coil 50 Outer circumference side reverse polarity coil 52 Third heat insulation part 54, 54a, 54b Outer circumference yoke 55 Cylindrical part 56 Plate Part 57 Yoke element 57a, 57b Plate part 58 First yoke element 59 Second yoke element 60, 60a, 60b, 60c Induction heating device 61 Hole 62 Disk part 63 Radial plate part.

Claims (6)

環状のヨークと、前記ヨークの周方向複数位置から径方向内側に延びる複数のティースとを備える回転電機ステータコアの誘導加熱装置であって、
前記回転電機ステータコアの内周側に配置され、励磁コイルが巻かれた柱状の中心コアと、
前記中心コアの軸方向両側に配置され、一部が前記ティースと軸方向に対向する2つの端部コアと、
前記端部コアと前記回転電機ステータコアとの間に配置された第1断熱部と、
前記励磁コイルの外周面と前記回転電機ステータコアとの間に配置された第2断熱部とを備える、
回転電機ステータコアの誘導加熱装置。
An induction heating device for a rotating electric machine stator core, comprising: an annular yoke; and a plurality of teeth extending radially inward from a plurality of positions in the circumferential direction of the yoke,
a columnar center core disposed on the inner peripheral side of the rotating electric machine stator core and wound with an exciting coil;
two end cores arranged on both sides of the central core in the axial direction and partially facing the teeth in the axial direction;
a first heat insulating portion disposed between the end core and the rotating electric machine stator core;
a second heat insulating portion disposed between the outer peripheral surface of the exciting coil and the rotating electric machine stator core,
Induction heating device for rotating electric machine stator core.
請求項1に記載の回転電機ステータコアの誘導加熱装置において、
前記2つの端部コアの外周側で、前記ヨークの軸方向両端面上の空間に、周方向に連続した金属環、または、巻き始めと巻き終わりを短絡させた短絡コイル、または前記励磁コイルに対して逆極性となるように接続された端面側逆極性コイルが配置される、
回転電機ステータコアの誘導加熱装置。
In the induction heating device for a rotating electric machine stator core according to claim 1,
On the outer peripheral side of the two end cores, in the space on both axial end faces of the yoke, a metal ring continuous in the circumferential direction, a short-circuited coil whose winding start and winding end are short-circuited, or the excitation coil An end face side reverse polarity coil connected so as to have a reverse polarity is arranged,
Induction heating device for rotating electric machine stator core.
請求項1に記載の回転電機ステータコアの誘導加熱装置において、
前記ヨークの外周側に、前記励磁コイルの巻き数の半分以下の巻き数で、前記励磁コイルと逆極性で接続された外周側逆極性コイルが配置される、
回転電機ステータコアの誘導加熱装置。
In the induction heating device for a rotating electric machine stator core according to claim 1,
An outer-peripheral-side reverse-polarity coil connected to the excitation coil in a reverse polarity with a number of turns equal to or less than half the number of turns of the excitation coil is arranged on the outer periphery of the yoke.
Induction heating device for rotating electric machine stator core.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機ステータコアの誘導加熱装置において、
筒部の両端に前記筒部の両端開口を塞ぐように2つの板部が連結されるか、または断面が矩形のヨーク要素を含んで構成される外周ヨークが、前記中心コア及び前記2つの端部コアを覆って、前記2つの端部コアの軸方向外側面に対向して配置される、
回転電機ステータコアの誘導加熱装置。
In the induction heating device for a rotating electric machine stator core according to any one of claims 1 to 3,
Two plate portions are connected to both ends of the cylindrical portion so as to close the openings at both ends of the cylindrical portion, or an outer peripheral yoke configured to include a yoke element having a rectangular cross section includes the central core and the two ends. positioned opposite the axially outer surfaces of the two end cores over the end cores;
Induction heating device for rotating electric machine stator core.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転電機ステータコアの誘導加熱装置において、
前記中心コアと前記端部コアの中心部に、軸方向に貫通する孔が形成され、前記孔に冷却液が流通するか、または前記中心コア及び前記端部コアより熱伝導性が高い冷却用部材が挿入されることにより、前記中心コアが冷却される、
回転電機ステータコアの誘導加熱装置。
In the induction heating device for a rotating electric machine stator core according to any one of claims 1 to 4,
An axially penetrating hole is formed in the center of the central core and the end core, and a cooling liquid flows through the hole, or a cooling device having higher thermal conductivity than the central core and the end core. The central core is cooled by inserting a member,
Induction heating device for rotating electric machine stator core.
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回転電機ステータコアの誘導加熱装置を用いて前記回転電機ステータコアの前記ティースを誘導加熱する方法であって、
前記励磁コイルに交流電流を供給することで、前記中心コア及び前記2つの端部コアと前記2つの端部コアの間に配置された前記ティースに磁束を流し、前記ティースを誘導加熱する磁束発生ステップを含む、
回転電機ステータコアの誘導加熱方法。
A method for induction heating the teeth of the rotating electrical machine stator core using the induction heating device for the rotating electrical machine stator core according to any one of claims 1 to 5, comprising:
By supplying an alternating current to the excitation coil, magnetic flux is caused to flow through the central core and the two end cores and the teeth disposed between the two end cores, thereby generating magnetic flux for induction heating of the teeth. including steps,
An induction heating method for a rotating electric machine stator core.
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