JPH01500956A - 電気機械及び電気機械の運転効率を増加する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気機械及び電気機械の運転効率を増加する方法発明の分野 本発明は電気機械に関し、特に、電気機械の運転効率を増大させることに関する ものである。

発明の背景 電動機もしくは発電機のような電気機械は、概してうず電流が回転子の磁極面で 発生されるという事実によりうず電流積を受けるということが知られている。こ のことは、回転子及び固定子間のエアーギャップにおける高周波束のために生じ る。損失すなわちうず電流積は、発生された周波数及び回転子の製作に用いられ る物質に依存するが、特に高速電気機械においてそれら損失は非常ここに、■は 、回転子の表面に誘導された電圧であり、Ｒは、うず電流に対する抵抗である。

回転子及び固定子間のエアーギャップの東によって誘導されるうず電流によって 生じる損失を減じるために、導電性物質及び絶縁の交互の層から成る積層回転子 が通常用いられ、その理由は、絶縁層がうず電流をこわし、その結果、うず電流 積を減じる傾向を有するからである。不運にも、高速尽　・。

び大きい回転子直径の電気機械、すなわち３．５インチの回転子直径を有して４ ０．００ＯＲＰ　Ｍを超えて運転される電気機械と共に積層回転子を使用するこ とは実際的ではない。

本発明は、電気機械及び電気機械の効率を改善する方法を提供することによって 、上述した問題を克服し、かつ上述の目的を達成することに向けられている。

発明の概要 従って、本発明は、高周波束によって誘導されるうず電流によって生じる損失を 減じる方法に向けられる。該方法は、もっばら導電性物質から形成される外部表 面を有する回転子を提供する段階と、軸方向に離間された関係で複数の円周みぞ を設けるよう該外部表面を機械加工する段階と、を含んでいる。好ましくは、機 械加工する段階は、レーザ切断によって該みぞを作ることを含んでおり、これに より、うず電流に対する抵抗を増大させることによって損失を最大限に減少させ るよう、みぞの幅及び間隔が最小にされるのを可能とする、。

さらに特定的には、回転子は塊状回転子であるのが好ましく、みぞは、回転子の 全長に沿って等しく離間されて配置される０次に、与えられた電気機械の特定の 運転特性に依存して、みぞの幅、深さ及び間隔は、うず電流に対する抵抗を増大 させることによって損失を最大限に減少させるよう選択され得る。さらに、みぞ は各々、回転子の外部表面から半径方向内方の円周状底部表面で終結する一対の 平行な側壁によって区画されている。

典型的な実施例においては、電気機械は、回転子の磁極面にうず電流を誘導する 高周波束が発生される型のものである０本発明は、導電性物質から形成される外 部表面を有した回転子を含む、かかる電気機械の改良体であリ、それにおいて、 該回転子の外部表面には、軸方向に離間された関係で複数の円周みぞが提供され る。この構成でもって、電気機械の運転効率は、誘導されたうず電流により生じ る損失を減じることによって、大いに増大される。

本発明の他の目的、長所及び特徴は、添付図面と共に為される以下の詳細から明 瞭となるであろう。

図面の簡単な説明 図は、すべて本発明に従った方法を用いて電気機械のための機械加工された回転 子を示している、部分的な概略断面図である。

好適な実施例の詳細な説明 本発明による電気機械のためのみぞ付き回転子の典型的な実施例が図に示されて いる０回転子１０は、回転子磁極面にうず電流を誘導する高周波束が発生される 、電動機もしくは発電機のような電気機械と共に使用するのに特に良く適してい る。示されるように、回転子１０は、もっばら磁石鋼もしくは磁気合金のような 導電性物質から形成される外部表面１２を有している。

回転子１０に関して、外部表面１２は、軸方向に離間された関係で複数の円周み ぞ１４を有しているのが分かる。以後より詳細に説明するように、みぞ１４は、 誘導されたうず電流によって生じる損失を減じることによって電気機械の運転効 率を増加させる。みぞ１４は、好ましくは、レーザ発生装置１６でのレーザ切断 により回転子１０の外部表面１２を機械加工することによって形成される。

本発明はまた高周波束によって誘導されたうず電流によって生じる損失を減じる 方法にも向けられる。該方法は、もっばら導電性物質から形成される外部表面１ ２を有する回転子１０を提供する段階と、その後軸方向に離間した関係に複数の 円周みぞ１４と設けるよう外部表面１２を機械加工する段階とを含む、さらに、 該方法は、好ましくは、うず電流に対する抵抗を増大させることによって損失を 最大限に減少させるよう、みぞ１４の幅、深さ及び間隔を選択する段階を含む。

示されるように、回転子１０は塊状回転子であるのが好ましく、そしてみぞ１４ は、回転子１０の全長に沿って等しく離間されて配置されるのが好ましい、みぞ １４は、各々、回転子１０の外部表面１２の半径方向内方の円周状の底部表面２ ２で終結している一対の平行な側壁１８及び２０によって区画されている。この 構成でもって、側壁１８及び２０は、回転子１０の軸線を横断するのが好ましく 、底部表面２２は、回転子１０の外部表面１２と概して同心であるのが好ましい 。

レーザ発生装置１６でのレーザ切断を利用することによって、みぞ１４の幅及び 間隔は最小にされ得、うず電流に対する抵抗を増大することによって損失を最大 限に減少させる０次に、同様の態様で損失を最大限に減少させるようみぞの深さ を選択することも可能である。みぞ１４を形成するための通常の機械加工技術を 使用することも可能ではあるが、このことが達成され得る高められた運転効率の ためにレーザ切断を使用することが有利である。

理解されるように、レーザ発生装置１６によるレーザ切断は、大変薄いみぞ１４ を作るのを可能にする８例えば、みぞ１４は、深さ１７８インチで幅ｏ、ｏｏｓ インチ程度に形成され得、そして０．０３０−０．０４０インチ程度の距離で離 間され得る。高周波束により誘導されるうず電流によって生じる損失を最小にす るために、みぞ１４の幅及び間隔は、可能な限り最小にされる。

この点について、みぞ１４の幅及び間隔を最小にすることは、うず電流路の長さ を増大させる。このことは、であるという事実の理由によって損失が相当に減じ られる。ここに、■は、回転子１０の外部表面１２に誘導される電圧であり、Ｒ は、うず電流に対する抵抗である。

みぞ１４の幅、深さ及び間隔は、与えられた性能パラメータに対して制御されか つ最適にされ得る。

それぞれの対の側壁１８及び２０間にできる限りの薄いエアーギャップを設ける ことによって、回転子１０の軸線に対して垂直に延びる高周波束がこわされる。

このことは、エアーギャップにおいてうず電流に対する抵抗を増大させ、その結 果、損失を減少させる。どのような高速電気機械にも有用であるが、宇宙局に使 用され得る型の有機（ｏｒｇａｎｉｃ　）ランキンサイクル・エンジンに使用す るのに特に有利である。

以上、本発明の好適な実施例を述べてきたけれども本発明は、添付の請求範囲の 精神並びに範囲によってのみ制限されるべきであることを理解すべきである。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）昭和６３年　５月３１日

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. １．もっばら導電性物質から形成される外部表面を有する回転子を提供する段階 と、 軸方向に離間された関係で複数の円周みぞを設けるよう前記外部表面を機械加工 する段階と、を含んだ、高周波束によって誘導された回転子内のうず電流により 生じる電気機械における損失を減じる方法。
2. ２．前記回転子が塊状回転子である請求の範囲第１項記載の損失を減じる方法。
3. ３．前記みぞが等しく離間される請求の範囲第１項記載の損失を減じる方法。
4. ４．前記みぞが実質的に前記回転子の全長に沿って配置される請求の範囲第１項 記載の損失を減じる方法。
5. ５．うず電流に対する抵抗を増大させることによって損失を最大限に減少させる よう、前記みぞの幅、深さ及び間隔を選択する段階を含んでいる請求の範囲第１ 項記載の損失を減じる方法。
6. ６．前記みぞは各々、前記回転子の前記外部表面から半径方向内方に延びる請求 の範囲第１項記載の損失を減じる方法。
7. ７．前記みぞは各々、円周状底部表面で終結する一対の平行な側壁によって区画 されている請求の範囲第６項記載の損失を減じる方法。
8. ８．前記側壁が前記回転子の軸線を横断し、そして前記底部表面が前記回転子の 前記外部表面と概して同心である請求の範囲第７項記載の損失を減じる方法。
9. ９．前記機械加工を行う段階が、レーザ切断によって前記みぞを形成することを 含む請求の範囲第１項記載の損失を減じる方法。
10. １０．うず電流に対する抵抗を増大させることによって損失を最大限に減少させ るよう前記みぞの幅及び間隔を最小にする段階を含んでいる請求の範囲第９項記 載の損失を減じる方法。
11. １１．うず電流に対する抵抗を増大させることによって損失を最大限に減少させ るよう前記みぞの深さを選択する段階を含んでいる請求の範囲第１０項記載の損 失を減じる方法。
12. １２．導電性物質から形成される外部表面を有する塊状回転子を提供する段階と 、 前記回転子の実質的に全長に沿って等しく離間され、かつ各々が、前記外部表面 から半径方向内方に円周状底部表面まで延びる一対の平行な側壁によって区画さ れる複数の円周みぞを、軸方向に離間された関係で設けるよう前記外部表面をレ ーザ切断する段階と、を含んだうず電流によって生じた損失を減じることにより 高速電気機械の運転効率を増大させる方法。
13. １３．うず電流に対する抵抗を増大させることによって損失を最大限に減少させ るよう前記みぞの幅、深さ及び間隔を選択する段階を含んでいる請求の範囲第１ ２項記載の運転効率を増大させる方法。
14. １４．前記側壁が前記回転子の軸線を横断し、前記底部表面が前記回転子の前記 外部表面と概して同心である請求の範囲第１２項記載の運転効率を増大させる方 法。
15. １５．うず電流に対する抵抗を増大させることによって損失を最大限に減少させ るよう前記みぞの幅及び間隔を最小にする段階を含んでいる請求の範囲第１２項 記載の運転効率を増大させる方法。
16. １６．うず電流に対する抵抗を増大させることによって損失を最大限に減少させ るよう前記みぞの深さを選択する段階を含んでいる請求の範囲第１２項記載の運 転効率を増大させる方法。
17. １７．回転子の磁極面にうず電流を誘導する高周波束が発生される電気機械にお いて、 軸方向に離間された関係で複数の円周みぞを有するもっばら導電物質で形成され た外部表面を持った回転子を含みように改良されており、 それにより、誘導されたうず電流により生じる損失を減じることによって運転効 率が増大されるようにした電気機械。
18. １８．前記回転子が塊状回転子である請求の範囲第１７項記載の電気機械。
19. １９．前記みぞが等しく離間される請求の範囲第１７項記載の電気機械。
20. ２０．前記みぞが前記回転子の実質的に全長に沿って配置される請求の範囲第１ ７項記載の電気機械。
21. ２１．前記みぞは各々、前記回転子の前記外部表面から半径方向内方に延びる請 求の範囲第１７項記載の電気機械。
22. ２２．前記みぞは各々、円周状底部表面で終結する一対の平行な側壁によって区 画される請求の範囲第２１項記載の電気機械。
23. ２３．前記側壁は前記回転子の軸線を横断し、そして前記底部表面は前記回転子 の前記外部表面と概して同心である請求の範囲第２２項記載の電気機械。
24. ２４．前記みぞはレーザ切断によって形成される請求の範囲第１７項記載の電気 機械。
25. ２５．前記みぞの幅及び間隔は最小にされ、そして前記みぞの深さは、うず電流 に対する抵抗を増大することによって損失を最大限に減少させるよう選択される 請求の範囲第２４項記載の電気機械。