JPH0328900B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はタービン発電機等の回転電機における
素線転位接続装置に関する。

〔発明の背景〕

タービン発電機等の大容量回転電機において
は、積層固定鉄心の内周部に、軸方向に延びる多
数の巻線溝を切り、この溝内に電機子巻線を構成
する多重素線導体を収納し、これら多重素線導体
を巻線溝外に突出した両端部でそれぞれ電気的に
接続している。

このような構成の多重素線導体に交流電流が流
れると、巻線溝を周方向に横切る漏れ磁束によつ
て、導体の長手方向の各部分における素線間に電
圧が誘起される。そして、素線間の誘起電圧に非
常に大きな差が生ずると、閉ループ状の素線対に
は大きな循環電流が流れ、損失を増大させると共
に導体内部での発生熱も増大する。

そこで、導体の全長にわたつて素線間に誘起さ
れる電圧をほぼ等しくして循環電流が流れないよ
うにするため、導体の各素線を各種の方法によつ
て転位することが行なわれている。

この転位は、導体内における各素線の位置を順
次変更してなされるが、導体断面において、ある
素線が断面中心の回りを円状に移動すると考え、
その回転の角度で転位の程度を表わすことができ
る。例えば各素線が導体断面において全ての位置
を経て溝の反対端で出発位置と同位置になる転位
は、一般に、360度転位と言われる。

通常の発電機は、各電機子導体の全ての素線を
両端部で互いに短絡しており、また発電機の端部
には漏れ磁束があるため、損失を減少するには、
導体の両端部における素線の位置を正確に逆転
し、同一素線の両端部に誘起される各電圧の方向
を互いに逆にし、これらを相殺すれば良い。

先ず、転移について第１図および第２図を用い
て説明する。同図は一般に知られるレーベル転位
を施した電機子導体１の一例を示しており、転位
の角度は540度、つまり１回転半となつている。

導体１は、回転電機の巻線溝内に設置される素
線を撚つた真直ぐな溝内導体部分２と、この溝内
導体部分２の両端において円周方向かつ半径方向
に複雑に彎曲した溝外導体部分３，４とを備え、
各列６本、計12本の素線ａ〜ｌを含む２つの列
５，６から構成されている。

転位は、最上部において一方の列６から他方の
列５へ素線を繰り返し折り曲げ、また底部では最
上部とは逆に列５から列６へと素線を繰り返し折
り曲げて行なわれている。尚、各素線ａ〜ｌの転
位箇所には当該素線の符号〜ｌを付している。溝
内導体部分２における両端部付近の転位ピツチ
P₁は、中央部付近の転位ピツチP₂のほぼ半分に
選ばれている。このような転位ピツチとすること
により、各素線が溝内で持つインダクタンスをほ
ぼ均等にすることができる。

ところが、このように素線転位を行なつても素
線電流は必ずしも均一にならない。その原因は
種々あるが、発電機端部の磁束分布の影響をその
１つとして挙げることができる。つまり素線対ａ
〜ｌは、多重素線導体の一方の端部３において導
体の上側にあるが、他方の端部４では底側に位置
している。このように上記素線対は導体内の位置
が異なり、また端部の磁束分布は非常に複雑であ
るため、各端部の素線対に鎖交する磁束量は必ず
しも等しくならない。従つて、素線間に誘起する
電圧の高さに差が生じ、各端部の誘起電圧の差分
に対応した電流が流れることになる。

このように従来の転位法では、多重素線導体の
端部で素線を単に短絡するだけであつたため、素
線の転位状況を変えることができない。従つて素
線電流を均一にするのが難しく、場合によつては
大きな循環電流が流れ導体内部に局部加熱が生じ
たり、また最悪の場合には素線導体の絶縁被膜が
破損して素線間短絡を引き起こす危険があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は循環電流を小さくして損失を減
少することができる素線転位接続装置を提供する
にある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、多重素線
導体の端部で、対を成す素線間を選択接続可能な
板状の導体板によつて接続したことを特徴とする
もので、この導体板の接続変更によつて電機子巻
線の素線転位状況を調整し、これによつて最適な
素線転位接続を得るものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面に示す実施例によつて説明す
る。

通常、タービン発電機等では１個のスロツト内
に２本の多重素線導体が納められており、以下の
説明において、空隙に近い方を上導体と言い、空
隙から遠い方を底導体という。

第３図に示すように素線転位を行なう接続装置
７は、発電機端部に取り付けられ、上導体９と底
導体１０の接続部付近に配置されている。この上
導体９と底導体１０は固定子鉄心８０から外側に
伸ばされて設置されている。

第４図は上記した接続装置７の構成を示す斜視
図で、上導体９と底導体１０の素線対を接続する
導体板８は、素線対の数だけあり、各導体板８間
に絶縁板１４が設けられている。導体板８と絶縁
板１４を貫通する接続素線導体１１は、両導体
９，１０の素線２７，２８に接続されている。こ
の接続部は案内箱１５によつて覆われている。
導体板８は第５図に示すように、接続素線導体１
１の断面形状より少し大きめの貫通部、例えば孔
８ａ〜８ｌを両導体９，１０の素線数だけ有して
いる。各孔８ａ〜８ｌには接続素線導体１１ａ〜
１１ｌが貫通されるが、最も望ましい素線対が素
線２７ａ〜２８ｇである場合は、孔８ａ〜８ｇを
貫通した接続素線導体１１ａ，１１ｇの貫通部の
絶縁被膜を取り除き、銀ろう付等の適当な手段１
２によつて導体板８と接続する。このようにし
て、導体板８，接続素線導体１１ａ，１１ｇを介
して素線２７ａ〜２８ｇが接続される。上述した
ように、導体板８を介して両導体９，１０の素線
間を接続するため、任意の素線を選んで接続する
ことができ、任意の素線転位が可能となる。第７
図に示すように、他の素線対も専用の導体板８に
よつて接続がなされ、各導体板８間は絶縁板１４
により電気的に絶縁されている。この絶縁板１４
にも導体板８の孔８ａ〜８ｌに対応して孔が形成
され、この孔は接続素線導体１１ａ〜１１ｌの断
面形状とほぼ同じ断面形状を持つており、接続素
線導体が貫通されている。この貫通部や、導体板
８と絶縁板１４間には適当な絶縁性充填材を入
れ、空間や空隙が生じないようにすることもでき
る。

第６図は他の実施例による導体板８を示し、第
５図の導体板８が孔８ａ〜８ｌによつて貫通部を
形成しているのに対して切り欠き３０ａ〜３０ｌ
によつて貫通部を形成している。

更に異なる実施例による導体板を第８図および
第９図に示している。第８図の実施例では全体を
絶縁部２５で成形しており、絶縁物２５の内部に
埋め込んだ導体２６によつて接続素線導体１１
ａ，１１ｇ間が接続されている。このように構成
された導体板８を用いれば、導体板間に配置され
る絶縁板１４を省略することができる。第９図に
示す導体板８は、第５図の導体板８における重ね
方向の両面を絶縁物２４によつて被覆したもので
あり、第８図の場合と同様に絶縁板１４を省略す
ることができる。

このようにして構成された導体板８は、いずれ
の実施例においても接続素線導体１１の軸線に対
してほぼ直交する平面を持つ板状であつて、軸線
の方向に複数枚設けられている。しかも、望まし
い実施例にあつて各導体板８はそれぞれ全ての素
線２７，２８に接続される接続素線導体１１ａ〜
１１ｌが貫通する貫通部を有している。このた
め、貫通部を利用して、任意の組合せによつて素
線対を形成するよう接続することが可能となる。
また導体板８を全て同一形状にすることによつて
経済的に構成することができる。

次に、各実施例によつて説明した導体板８の固
定構造における一実施例を、第１０図によつて説
明する。

同図は第５図および第７図等に示す方式の導体
板８と絶縁板１４の固定構造を示している。素線
対と同じ数の導体板８は１枚毎に絶縁板１４を介
在して案内箱１５内に納められ、右端面に固定用
金具１６を当てボルト１７を締め付けることによ
つて、積層固方向に圧接して固定されている。

次に、両導体９，１０の素線導体２７，２８と
接続素線導体１１との接続について説明する。こ
れら接続される両導体の対向部は、先ず絶縁被膜
を取り除き、次いで同対向部を第１１図に示す接
続部品１８により接続し、更に第１２図に示すよ
うに絶縁被覆１９を設けて他からの電気的絶縁を
行なう。

このようにして、上導体９と底導体１０の任意
の素線同志を接続することができる。実機におけ
る電機子巻線の素線に流れる循環電流が大きく発
生する損失が多い場合には、接続部品１８による
素線２７，２８と接続素線導体１１間の固定に先
立つて、導体板８の配置順の変更、あるいは導体
板８の配置順を変えて構成した別の接続装置７を
接続することによつて、電機子巻線の素線転位状
況を変え、巻線の損失を減らして最適な転位にす
ることができる。

第１３図〜第１５図は他の実施例による導体板
８を示している。

この実施例における導体板８は、第１３図およ
び第１４図に示す２つの導体板片８０ａ，８０ｂ
から第１５図に示す１つの導体板８として構成さ
れている。つまり、第５図に示した導体板８を、
第１３図および第１４図に示すように２分割し、
その分割面に絶縁物２２ａ，２２ｂを設け、その
後、第１５図の如く結合している。この分割は、
分割後の２つの導体板片８０ａ，８０ｂにおい
て、それぞれ素線対１１ａ，１１ｇおよび１１
ｃ，１１ｆが他から絶縁された状態で電気的に接
続できるような組合せを考慮して行なわれてい
る。他の例では３分割しても良く、このように分
割された導体板８を用いることにより、第１０図
の案内箱１５の軸長を短縮することができる。こ
の分割形導体板８の考え方は第８図の導体板にも
適用することができる。

上述した第４図で代表される電機子導体は、空
冷の場合を示しているが、液冷方式においては第
１６図の如く構成することができる。この場合、
各素線２７，２８および接続素線導体１１を中空
に成し、この中空部内に冷却液体を通す。このた
め接続装置７の軸方向端に、上記中空部内を流れ
る冷却液体が流出あるいは流入するための通液箱
２３を設けている。この通液箱２３は接続素線導
体間を電気的に短絡しないよう絶縁物で製作され
ている。尚、その他の構成については先の実施例
と同様である。

上記実施例では、電機子巻線における多重素線
導体を固定子溝で転位する方式について説明した
が、必ずしも固定子溝内の転位を必要としない小
型回転機にも本発明を適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による素線転位接続
装置は、多重素線導体の端部に接続装置を設け、
両導体の素線対間の接続を他から電気的に絶縁し
て導体板により行なつたため、任意の素線間の電
気的な接続が容易に行なえるようになり、循環電
流を十分小さくして素線の損失を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の転位導体の正面図
および平面図、第３図は本発明の一実施例による
素線転位接続装置の外観図、第４図は第３図の部
分断面要部斜視図、第５図および第６図は導体板
のそれぞれ異なる実施例を示す斜視図、第７図は
第４図の要部組立てを示す展開斜視図、第８図お
よび第９図は他のそれぞれ異なる実施例による導
体板の斜視図および側面図、第１０図は第４図の
要部断面図、第１１図は接続部品の斜視図、第１
２図は接続素線導体と素線間の接続部を示す断面
図、第１３図、第１４図および第１５図は更に他
の実施例による導体板の斜視図、第１６図は本発
明の他の実施例による接続装置の斜視図である。 ７…素線転位接続装置、８…導体板、８ａ〜８
ｌ…孔、９…上導体、１０…底導体、１１ａ〜１
１ｌ…接続素線導体、１４…絶縁板、２７，２８
…素線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の素線から成る多重素線導体の端部を電
   気的に接続する回転電機の素線転位接続装置にお
   いて、上記多重素線導体の端部に接続装置を設
   け、この接続装置は、上記多重素線導体の各素線
   にそれぞれ接続された接続素線導体と、この接続
   素線導体の軸方向に複数枚配置され、かつ、上記
   多重素線導体のそれぞれの素線から成る素線対を
   他の素線対から電気的に絶縁し上記接続素線導体
   を介して接続する導体板とを有することを特徴と
   する回転電機の素線転位接続装置。 ２ 上記特許請求の範囲第１項記載のものにおい
   て、上記各導体板は、上記各素線が貫通する貫通
   部を有し、所定の上記素線対に接続された上記接
   続素線導体は上記貫通部で上記導体板に接続した
   ことを特徴とする回転電機の素線転位接続装置。 ３ 上記特許請求の範囲第１項記載のものにおい
   て、上記導体板は、電気的に絶縁して結合された
   複数の導体板片から成り、この各導体板片でそれ
   ぞれ異なる上記素線対に接続された上記接続素線
   導体間を接続したことを特徴とする回転電機の素
   線転位接続装置。 ４ 上記特許請求の範囲第１項記載のものにおい
   て、上記各素線および上記接続素線導体は中空状
   に成し、上記接続装置は、上記素線と反対側の上
   記接続素線導体の端部に、上記中空部と連通した
   通液箱を有することを特徴とする回転電機の素線
   転位接続装置。