JPH02219430A

JPH02219430A - 回転電機の回転子

Info

Publication number: JPH02219430A
Application number: JP3510789A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Nanaumi; 秀幸七海; Aiichi Suyama; 陶山　愛一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1990-09-03

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、産業機械の駆動用または発電用に用いられる
回転電機の回転子に関するものである。

（従来の技術）従来、回転電機、特に電動機においては、始動特性の良
さ、また、多頻度始動に適しているなどの理由により回
転子に３相巻線を施した巻線形回転電機が多く用いられ
ている。また、発電機においては最近のパワーエレクト
ロニクス技術の進歩により可変速化が可能となったが、
その場合回転子を３相巻線形構造にする必要がある。巻
線形発電機においては、巻線形電動機と比較すると大形
になるという問題も発生してくる。

次に、巻線形回転電機の回転子端部の構造を説明する。

第１図は、巻線形回転電機の回転子の巻線端部を示す斜
視図であり、第２図はその断面図を示す。

第１図および第２図において、１は回転子鉄心、２Ａ、
２Ｂは回転子巻線、３は回転子軸、４は鉄心外の回転子
巻線を遠心力に対し支持するために巻回されたバインド
である。このバインド４は、回転子巻線の重量や回転子
の回転数などにより発生する遠心力に見合った材質と巻
回数が選択される。このバインド４の主な種類は、ガラ
ステープおよび金属線であり、回転子上巻線２Ａの外周
に沿って複数回巻き付けられ、回転子上巻線２Ａと回転
子下巻線２Ｂの両方を遠心力に対し支持する。

５は回転子上巻線２Ａと回転子下巻線２Ｂの間に挿入さ
れた絶縁物で、両者間の摩擦による巻線損傷を防止して
いる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述した従来のような構成により回転子
巻線２Ａ、２Ｂの固定を行うと、回転子鉄心１外の回転
子巻線部分の押えを行うためのバインド量を、回転子の
周速などより求め、ガラステープまたは金属線を選択す
るが、この選択において判断し難いケースが出てしまい
、安全面を考え金属線を使用することになると高価なも
のとなってしまう。

また、バインドによる場合は、回転子を回しながら巻き
付ける作業が付随し、このため特種設備が不可欠なもの
になっている。

さらに、回転子巻線２Ａ、２Ｂに事故が発生した場合は
、回転子上巻線２Ａの外周に沿って施したバインド４を
全て取外し、回転子巻線２Ａ、２Ｂの修理や補修を行わ
なければならない。

また、回転機の大形化、その他の理由により、回転子製
造を現地で行う場合もしくは現地修理の場合、バインド
を施すための設備や治具を現地まで輸送しなければなら
ない。

そこで、本発明の目的は、回転子巻線固定の安全性を向
上し、容易に作業ができ、分解、再組立も簡単なものと
し、特種設備を不要とした回転電機の回転子を提供する
ことにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、端部に押え板が設けられた回転子鉄心のスロ
ットに回転子巻線を挿入し、この回転子巻線の端部を固
定する回転電機の回転しにおいて、押え板に着脱自在と
しかつ通風穴を設けた円筒状の支持環、または押え板に
固着しかつ通風穴を設けた円筒状の支持環に着脱自在と
した固定部材を介して、回転子巻線の端部を固定するよ
うにしたものである。

（作　用）回転子巻線の端部が、押え板に着脱自在とじた支持環ま
たは押え板に固着した支持環に着脱自在とした固定部材
を介して固定されるので、機械的な組立構造となり、回
転子巻線の固定の安全性が増し、組立時の複雑なバイン
ド掛けが不要となり、これに伴って特殊の設備も不要と
なる。そこで、現地作業による組立や回転子巻線の事故
時の修理等が容易になり、かつ所要時間を大幅に低減で
きる。

また、通風穴から空気を吸込み、これを回転子巻線の固
定部に導き、回転子巻線間を流通させるので、従来のバ
インド掛けの場合よりも冷却効果が大幅に向上し、回転
電機の小形、軽量化が図れると共に、絶縁性能を長期に
亘り良好に維持することができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明の一実施例の要部を示す断面図であり、第
２図は第１図のＡ−Ａ線断面図を示し、第３図は第２図
のＡ矢視部の展開図を示し、第４図は本発明の一実施例
の支持環を切断した斜視図を示す。

第１図乃至第３図において、１は回転子鉄心、２Ａは回
転子上巻線、２Ｂは回転子下巻線、３は回転子軸、６は
外側間隔片、７は回転子鉄心１用の押え板、８は支持環
、９はこの支持環８を押え板７に固定するスタッドボル
トを示す。

この押え板７は、回転子上巻線２Ａ、回転子下巻線２Ｂ
の巻線端部側の内周面を機械加工（符号７ａは加工面を
示す）し、この加工面７ａには支持環８の内筒部８ａを
嵌め込んで取付ける。

支持環８は、断面が口字形をし、内筒部８ａと外筒部８
ｂが底部８Ｃで連結された二重円筒状に形成され、回転
子上巻線２Ａヤ回転子下巻線２Ｂの重量、回転子の回転
数、巻線部外径等によって寸法が決定される。

また、この支持環８には、第４図に示すように内筒部８
ａと外筒部８ｂ＠貫通する取付穴（スタッドボルト９用
）１０および通風穴１１と外筒部８ｂには通風穴１２が
、円周方向に沿って複数個設けられる。なお、これらの
取付穴１０．通風穴１１．１２は、第３図にも示すよう
に回転子上巻線２Ａや回転子下巻線２Ｂが位置しない部
分に配置され、取付穴１０と通風穴１１は略同じ円周上
に配置される。

一方、押え板７には、この支持環８の取付穴１０および
通風穴１１に対応した位置に取付穴１３および通風穴１
４を円周方向に沿って複数個設ける。

次に、上記構成による支持環８の取付方法を説明する。

まず、支持環８の取付前に、押え板７と回転子下巻線２
Ｂの間には絶縁物１５ａ、回転子下巻線２Ｂと回転子上
巻線２Ａの間には絶縁物１５ｂ１回転子上巻線２Ａ、回
転子下巻線２Ｂの端部と支持環８の底辺部内面との間に
は絶縁物１５ｃを挿入しておく。ここで、絶縁物１５ａ
は、押え板７の外周面を覆うようにし、押え板７の取付
穴１２および通風穴１３に対応した位置に穴１６および
１７が設けられている。また、絶縁物１５ｂは、回転子
軸方向に沿って２分割され、外側間隔片６の外側面から
スタッドボルト９の若干前側までのものと、スタッドボ
ルト９の若干後側から絶縁物１５ｃの面までのものとで
構成される。したがって、回転子上巻線２Ａと回転子下
巻線２Ｂの間には、スタッドボルト９を中心としたある
幅（回転軸の軸方向）で絶縁物が挿入されず、通風路（
第２図に示す）を形成することができる。

これらの絶縁物を挿入後、支持環８を押え板７に嵌め込
む。このとき、支持環８の取（＝ｌ穴１０および通風穴
１１を、押え板７の取付穴１３および通風穴１４に合わ
せる。このようにして支持環８を嵌め込む。この後、回
転子上巻線２Ａと支持環８の外筒部８ｂの内周面との隙
間に、絶縁物１５ｄを挿入して遊びがないように隙間調
整をする。ここで、絶縁物１５ｄには、支持環８の取付
穴１０および通風穴１１、１２に対応した位置に穴１８
．１９が設けられている。この隙間調整後、取付穴１０
．１３．１８．１６にスタッドボルト９を貫通し、両端
をナツト２０．２０で締付ける。

この締付けにより、支持環８は押え板７に固定されるが
、押え板７に設けた通風穴１４．絶縁物１５ｄに設けた
穴１９．支持環８に設けた通風穴１２は、連通した通風
路を形成する。

次に、以上のように構成された実施例の作用を説明する
。回転子が回転すると、回転子上巻線２Ａ、回転子下巻
線２Ｂの回転子鉄心１から出た部分に作用する遠心）Ｊ
は、支持環８によって押えられる。また、押え板７の通
風穴１４から吸い込まれた空気は第２図に矢印で示すよ
うに通風路を流れて支持環８の通風穴１１から回転子の
外部へ排出され、また、一部は巻線２Ａと回転子下巻線
２Ｂの隙間を流れて支持環８の通風穴１２から回転子の
外部へ排出され、この間に回転子上巻線２Ａや回転子下
巻線２Ｂに接触して冷却する。

したがって、以上の構成によれば、支持環は回転子上巻
線や回転子下巻線の端部側から挿入し、スタッドボルト
を介して押え板に固定するから機械的な組立構造となっ
て安全性が増し、構成も簡単になって巻線端部の固定作
業の能率が向上し、従来のバインド掛けに比べて機械的
強度も向上する。この固定が強固になることから回転子
鉄心外の回転子巻線の長さを、従来のバインデｌトけの
場合のバインド量に制約を受けることなく決められるの
で、従来より短くすることが可能となる。また、着脱も
簡単な工具ででき、現地での修理や取り替え等の作業も
特殊設備なしで行うことができる。ざらに、巻線端部も
積極的に通風するから、冷却効果が向上し、回転電機の
小形、軽量化を図ることができるばかりでなく、絶縁性
能を長期に亘り良好に維持することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
なく、種々変形実施できる。第５図乃至第８図は、本発
明の他の実施例を示す。すなわち、第５図は回転子巻線
を挿入前の状態を示す断面図、第６図は第５図のＡ矢視
部の展開図、第７図（ａ）（ｂ）は、巻線端部の固定構
成を示す正面図および側面図、第８図は回転子巻線端部
を示す平面図でおる。

第５図において、１は回転鉄心、３は回転子軸、６は外
側間隔片、２１は回転子鉄心１の押え板、２２は押え板
２１に固定された支持環、２３はこの支持環２２に設け
た通風穴である。

支持環２２は、円筒状に形成され、押え板２１の外周に
近接した外側面に固着されており、その円筒部には、第
６図に示すように角形の通風穴２３が円周方向に沿って
複数個設けられ、各通風穴２３の周囲に後述するりボル
トを貫通させるための穴２４が８個設けられている。こ
の穴２４は、隣接する２本の回転子上巻線２Ａと２本の
回転子下巻線２Ｂを、上述したＵボルトがそれぞれ１個
所支持できるように配置されている。

Ｕボルトは、回転子上巻線２Ａを支持するものと、回転
子下巻線２Ｂを支持するものの２種類がある。第７図（
ａ）（ｂ）は、説明の都合上回転子上巻線２Ａを支持す
るＵボルト２５Ａを示すものとする。

Ｕボルト２５Ａは、半円部に絶縁ブロック２６を係止さ
せ、この絶縁ブロック２６の下面を回転子上巻線２Ａの
上面に当接させ、端部を上記した支持環２２の穴２４に
貫通してナツト２７で締付は固定する。

なお、回転子下巻線２Ｂを支持するりボルト２５Ｂは、
長さがＵボルト２５Ａより短い以外は同様の形状である
。また、これらＵボルト２５Ａ、２５Ｂの材料２寸法２
本数は、回転子上巻線２Ａや回転子下巻線２Ｂの寸法２
重量２回転子の回転数等により決定される。

絶縁ブロック２６は、絶縁材で角棒状に形成され、上面
および側面にＵボルト２５Ａ、２５Ｂの折曲部が挿入す
る溝が設けられており、下面が回転子上巻線２Ａや回転
子下巻線２Ｂの上面に当接し、Ｕボルト２５Ａ、２５Ｂ
が回転子巻線を損傷するのを防止している。

以上、説明したＵボルト２５Ａ、２５Ｂは、第８図に示
すように配置されてそれぞれ回転子上巻線２Ａ、回転子
下巻線２Ｂを支持する。ここで、同図に符号を付したり
ボルト２５Ａ、２５Ｂは、支持環２２に設けた同一の通
風穴２３の周囲に設けた穴２４に固定されるものを示し
ている。

以上の実施例の場合には、回転子が回転すると、回転子
上巻線２Ａ、回転子下巻線２Ｂの回転子鉄心１から出た
部分に作用する遠心力は、それぞれＵボルト２５Ａ、２
５Ｂによって押えられる。また、通風穴２３から吸込ま
れた空気は、回転子上巻線２Ａや回転子下巻線２Ｂの間
の隙間を流れ、回転子の外部へ排出され、この間に回転
子上巻線２Ａや回転子下巻線２Ｂに接触して冷却する。

したがって、以上の構成によれば、押え板に固着した円
筒状の支持環に、回転子上巻線や回転子下巻線を支持す
るＵボルトを固定するので、巻線事故が生じこの事故部
分の巻線を修理、補修する場合、その近傍のＵボルトを
取外すことにより直に作業ができる。つまり、巻線事故
時には、最少箇所のＵボルトを分解するだけで済むので
、従来のようにバインド縛り全体を分解する必要がなく
、修理費が安価となり、修理時間も短縮できる。

また、回転子組立を回転電機の使用現地で行う場合、特
殊設備が不要で従来のようなバインド縛りのために困難
を伴う特殊設備を輸送しなくてもよいので、現地におい
ても容易に回転子組立を行うことができる。ざらに、巻
線端部も積極的に通風するので、冷却効果が向上し、回
転電機の小形。

軽量化を図ることでできるばかりでなく、絶縁性能を長
期に亘り良好に維持することができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、回転子巻線の固定
構造が簡単となり、回転子巻線の事故時に現地で修理す
るための特殊設備が不要となり、修理作業に要する時間
や費用等を低減できる。また、巻線端部の冷却効果が従
来より大幅に向上し、回転電機の小形、軽量化を図るこ
とができると共に、絶縁性能を長期に亘り良好に維持し
、保守点検作業を容易にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を示す断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第２図のＡ矢視部
の展開図、第４図は本発明の一実施例の支持環を切断し
て示す斜視図、第５図は本発明の他の実施例の要部を回
転子巻線の装着前の状態で示す断面図、第６図は第５図
のＡ矢視部の展開図、第７図（ａ）（ｂ）は本発明の他
の実施例の回転子巻線端部の固定構成を示す正面図およ
び側面図、第８図は本発明の他の実施例°の回転子巻線
端部を示す平面図、第９図は従来の回転電機の回転子巻
線端部を示す斜視図、第１０図は第９図に示す回転子巻
線端部の断面図である。１・・・回転子鉄心２Ａ・・・回転子上巻線２Ｂ・・・回転子下巻線３・・・回転子軸７・・・押え板８．２２・・・支持環９・・・スタッドボルト１１、２３・・・通風穴２５Ａ、２５Ｂ・・・Ｕボルト（８７３３）代理人

Claims

【特許請求の範囲】

端部に押え板が設けられた回転子鉄心のスロットに回転
子巻線を挿入し、この回転子巻線の端部を固定する回転
電機の回転子において、前記押え板に着脱自在としかつ
通風穴を設けた円筒状の支持環、または前記押え板に固
着し、かつ通風穴を設けた円筒状の支持環に着脱自在と
した固定部材を介して、前記回転子巻線の端部を固定す
るようにしたことを特徴とする回転電機の回転子。