JPH04236144A - 回転電機の回転子巻線 - 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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は二次側巻線（回転子巻線
）端部の保持構造を改善した回転電機の回転子巻線に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より回転電機、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等の理由
により、回転子に多相巻線を施した巻線形回転電機が汎
用されている。

【０００３】一方今日パワ―エレクトロニクス技術の進
歩に伴い、ある回転速度範囲内で運転制御を行うことが
可能となり、その利点を活かして、種々の機器に適用さ
れるようになった。この場合も同様に多相巻線形の回転
子巻線構造とする必要がある。　　巻線形回転電機の回
転子巻線端部の構造を図１２と図１３を用いて説明する
。図１２は一般的な巻線形回転子巻線端部を表す斜視図
である。 （１）は回転子鉄心、（２）は回転子巻線で各コイルを
回転子鉄心の外周面に設けたスロット（３）に収納し、
鉄心（１）外部に突出したコイル端部（４）に働く半径
方向の遠心力を支持するために、コイル端部（４）全体
を周回する１体化したバインド帯（５）を巻き付ける。 このバインド帯（５）は回転子コイル（２Ａ），（２Ｂ
）の重量、鉄心（１）外部に突出したコイル端部（４）
長さや回転子の回転速度等により、その材質と巻回数が
決定される。図１３に同様の巻線形回転子端部の軸方向
縦断面図を示す。

【０００４】回転子鉄心（１）の外周部に設けたスロッ
ト（３）に収納した回転子コイル（２Ａ）、同下コイル
（２Ｂ）の鉄心部を打込んだスロット楔（６）により固
定する。コイル端部（４）を支持するバインド帯（５）
の素材は一般にガラステ―プや金属線からなり、コイル
端部（４）外周に沿って固着剤と共に複数個、巻き付け
コイル端部（４）全体を一体化することにより、回転子
上コイル（２Ａ）、同下コイル（２Ｂ）の両者を固定支
持している。

【０００５】上下コイル（２Ａ）（２Ｂ）間に絶縁性を
有する詰物（７）を挿入し、上下コイル（２Ａ）（２Ｂ
）間の機械的摩擦による回転子巻線（２）の損傷を防止
している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年回転機の大形化に
伴い、工場回転試験の有無に係わらず、必ず輸送制限を
踏え、分解、組立や部分的修理補修が容易に行える構造
としなければならない。

【０００７】しかも、回転子コイル（２Ａ）（２Ｂ）の
寸法や通電電流が増大するので、働く遠心力や電磁力が
格段に大きくなり、従来の実績を越えた厳しい遠心力場
を許容できる信頼性の高い構造としなければならない。 以上のような新しい需要に対し、従来のコイル端部保持
構造によると次のような問題点があった。図１２からわ
かるように複数の素材を巻回してなるバインド帯（５）
によりコイル端部（４）全体を支持しているため

【００
０８】ａ）部分的な回転子コイル（２Ａ）（２Ｂ）の補
修、修理を行う場合分解範囲が全体に及び、しかも改め
てバインド帯（５）を施すための設備や治具を使用現地
へ輸送する必要があり、補修の作業性や経済性が低く、
主機の稼働率が低下する。

【０００９】ｂ）輸送制限上の制約を受けるので、工場
回転試験を行った後出荷する場合、施したバインド帯（
５）を１度分解し現地で再度バインド帯（５）を施す必
要があり、分解時に回転子コイル（２Ａ）（２Ｂ）に加
わる傷み、ストレスも無視できず、主機の信頼性、経済
性や分解組立の作業性が低下する。

【００１０】ｃ）バインド帯（５）の各素材に加わる張
力を組立、構成上均一化し難く各回転子コイル（２Ａ）
（２Ｂ）のバインド帯（５）による拘束力を点検、調整
できないので、信頼性を維持するための保守性に難点が
ある。

【００１１】本発明の目的は以上の課題に鑑み、堅牢で
信頼性が高く分解組立の作業性、保守性及び総合的な経
済性を改善した、回転電機の回転子巻線を提供すること
にある。［発明の構成］

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、回転電機の二層式回転巻線にお
いて、スロット部とエンド部を直線形状化し、且つ分割
したスロット部とエンド部を電気的に接続して形成した
各回転子コイルのエンド部を回転子端面において間隔を
あけて円周方向及び半径方向に配置したエンド部相互間
に密着するように回転子端面にボルトにより固定した絶
縁性支持部材とコイルの軸方向の熱伸びを吸収する波板
バネを配置し、運転時、コイルに生ずる遠心力、電磁力
等に対し、コイルの熱変位を拘束することなくコイル端
部を均一保持、固定することを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記した手段により回転子巻線を固定すること
により、使用現地での回転子巻線の組立時あるいは回転
子巻線の事故修理に際しては巻線外周にバインドを施す
時の様な特殊な設備が不要となる。また事故修理の場合
は必要個所のみのコイルの分解を行なえば良いことにな
る。

【００１４】しかも上下各回転子コイルが個々に配置し
た絶縁性支持部材により支持、固定するので各回転子コ
イルの拘束力の維持と均一化が図れる。更に従来方式と
異なりコイルエンド相互間に確保された空間が通風回路
として活かせる作用がある。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例を示す図１，図２，図３並
びに図４を用いて説明する。図１は巻線形回転電機の回
転子巻線（２）挿入前の鉄心端部平面図であり、図２は
図１要部縦断面図である。回転子鉄心（１）を両端部に
外側間隔片（８）、押え板（９）を配して締付けスタッ
ド（１０）により固定した上、スポ―ク（１１）を介し
て回転子軸（１２）と連結し、押え板（９）やスポ―ク
（１１）に接して合成レジンを含浸成形した積層板から
なるコイル支持ブロック（１３）（１４）を所定の位置
に配置する。 そして回転子コイル（２Ａ）（２Ｂ）を各々直線形状化
したスロット部（２ＡＳ）（２ＢＳ）とエンド（２ＡＥ
）（２ＢＥ）に分割した構造とする。図５及び図７は回
転子コイルエンド部を支持する各コイル支持ブロックの
斜視図、であり、各々所定の位置に締付けボルトを通す
貫通穴を設け回転子コイルエンド部の下コイル（２ＢＥ
）側を支持する（１３Ｂ）（１４Ｂ）と同上コイル（２
ＡＥ）側を支持する（１３Ａ）（１４Ａ）により構成す
る。

【００１６】図３は図１において回転子巻線（２）挿入
後の巻線端部の平面図であり、図４は図３の要部縦断面
図である。先ず回転子下コイル（２Ｂ）のスロット部（
２ＢＳ）をスロット（３）に挿入し、同コイル（２Ｂ）
のエンド部（２ＢＥ）を支持ブロック（１３Ｂ）（１４
Ｂ）に接して位置決めし、接続部（１５）にて溶接し、
電気的及び、機械的に接続する。

【００１７】次に図６及び図８の斜視図に示すように、
支持ブロック（１３Ｂ）（１４Ｂ）の底部と同形状で同
材質からなる絶縁ブロック（１６Ａ）（１６Ｂ）を図９
及び図１０に示すガラス繊維を基材とし、合成レジンを
含浸成形した絶縁性積層板からなる波板バネ（２０Ａ）
（２０Ｂ）を介して、各支持ブロック（１３Ｂ）（１４
Ｂ）の上に重なるように配した後、回転子上コイル（２
Ａ）のスロット部（２ＡＳ）及びエンド部（２ＡＥ）も
同様な手順で組立て、接続する。

【００１８】上コイルエンド部（２ＡＥ）を絶縁ブロッ
ク（１６Ａ）（１６Ｂ）上に接して配し、支持ブロック
（１３Ａ）（１４Ａ）を所定の位置に当て両コイルのス
ロット部（２ＡＳ）（２ＢＳ）をスロット（３）に対し
楔（６）打ちにより支持、固定する。そして上下コイル
エンド部（２ＡＥ）（２ＢＥ）両端を接続片（１７）を
介して、溶接により接続し、各支持ブロック（１３Ａ）
（１４Ａ）の上に重なるように、再度波板バネ（２０Ａ
）（２０Ｂ）を介して絶縁ブロック（１６Ａ）（１６Ｂ
）を乗せ、各ブロックが一体となるように設けた貫通穴
（１８）に締付けボルト（１９）を通して、押え板（９
）やスポ―ク（１２）に対し所定のトルクで締付け個々
のコイルエンド部を支持すると同時にコイルエンド相互
間の拘束力を強化し、コイルエンド全体の剛性を高める
ように構成する。

【００１９】以上のように構成すると、先ず各支持部材
自体は締付けボルト（１９）や相互に密着配置した構造
により飛散や移動することはない。運転中、コイル端部
（４）に生ずる遠心力並びに電磁力等に対しては、各コ
イルエンド部（２ＡＥ）（２ＢＥ）の相互間に接して配
した支持ブロック（１３），（１４）により回転子の半
径方向、周方向ともコイル端部（４）を均一に保持でき
る。

【００２０】しかも締付けボルト（１９）の緩みや締付
けトルクを目視や点検工具により容易に検査できるので
、回転子コイル端部へ（４）の拘束状態を任意に点検、
調整することが可能となる。一方軸方向に対しては、絶
縁ブロック（１６）下に配置しコイルの熱変位量を考慮
した縮みしろを見込んだ寸法に加工した波板バネ（２０
Ａ，２０Ｂ）のバネ作用により、コイルの熱変位を吸収
、緩衝でき、常時、コイルに損傷を与えることない拘束
力が維持できる。次にコイルを交換や修理する場合隣接
する絶縁ブロック（１６）支持ブロック（１３）（１４
）、締付けボルト（１９）及び接続片（１７）を分解組
立する容易な作業により、損傷を与えることなく任意の
コイルの分解組立が行える。また状況によっては接続部
（１５）を分解することにより、その目的をより早く達
成することも可能となる。

【００２１】そして従来方式では十分期待できなかった
、通風冷却の観点からコイルエンド相互間に確保された
空間が通風回路として活かせ、冷却効果が向上したコイ
ルエンド保持構造が得られる。以上述べたように本実施
例によれば、従来技術の難点が解決され、故障時等に行
う補修の作業性向上、停止期間の短縮による主機の稼働
率向上が図れる。

【００２２】また工場回転試験後に分解する階段で回転
子コイル（２Ａ）（２Ｂ）に損傷を与える心配がなく、
現地用に再手配する部品もほとんど不要となり、現地に
おける組立後も当該部の点検、調整が行えるので、信頼
性、経済性及び保守性の改善も同時に図れる。更に製作
組立上、回転子コイル（２Ａ）（２Ｂ）寸法には各々所
定の公差が見込まれている。万一同寸法の再調整が必要
となったとしても、半径方向に対しては、コイル接続部
（１５）の接続作業上における寸法再調整により、軸方
向に対しては、波板バネ（２０）の介在による誤差吸収
機能により、対処可能となる。この為各部品の寸法公差
を粗くでき、各部品の組立性の向上や不良率の向上も図
れる。

【００２３】もちろん本発明の主旨を変えない範囲で種
々の変形例が考えられる。例えば支持ブロック（１３）
（１４）絶縁ブロック（１６）を各スロット（３）ごと
に分割して配置する替りに、複数スロット分を１本構造
とした支持ブロック、絶縁ブロックとすることも考えら
れる。

【００２４】またコイルと支持ブロック（１３）（１４
）の密着度を高めるために、室温硬化性エポキシレジン
を含浸した反発復元力を有するポリエステルフエルトを
要部に当てることも考えられる。

【００２５】そして図１１に示すように、両端に縁（２
１）を設けた波板バネ（２０Ａ）（２０Ｂ）を回転子コ
イルエンド部（２ＡＥ）（２ＢＥ）に接し、しかも隣接
して配置している絶縁ブロック（１６Ａ）（１６Ｂ）の
合せ目を中心として当て、その縁（２１）を絶縁ブロッ
ク（１６Ａ）（１６Ｂ）に設けた溝（２２）にはめ合せ
る構造とすることも考えられる。

【００２６】更に一般的なコイル構造と同様に、当初よ
りスロット部とエンジン部を一体とした回転子コイルと
し、そのコイルエンド部を回転子端面において円周方向
及び半径方向に配置することも考えられる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、経済
性、作業性上の利点と共に、長期的に見た信頼性維持、
保守点検、並びに補修の簡便さが、特に重要視されるよ
うになってきた。このような時代的背景と需要に対し、
本考案は十分応えるものでありその意義と効果は非常に
大きいと言える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す鉄心端部平面図。

【図２】図１の要部縦断面図。

【図３】本発明の一実施例を示す鉄心端部平面図。

【図４】図３の要部縦断面図。

【図５】図１における支持ブロック１３Ａ，１３Ｂの斜
視図。

【図６】図１における絶縁ブロツク１６Ａの斜視図。

【図７】図１における支持ブロック１４Ａ，１４Ｂの斜
視図

【図８】図１における絶縁ブロツク１６Ｂの斜視図
。

【図９】図１における波板バネ２０Ａの斜視図。

【図１０】図１における波板バネ２０Ｂの斜視図。

【図１１】本発明の他の実施例を示す絶縁ブロックと波
板バネの斜視図。

【図１２】従来の回転子巻線端部を示す斜視図

【図１３
】図１２の軸方向縦断面図。

【符号の説明】

１…回転子鉄心　　　　　　　　　　　　３…スロット
８…外側間隔片　　　　　　　　　　　　９…押え板、
１０…締付スタッド　　　　　　　　　　１１…スポ―
ク１２…回転子軸　　　　　　　　　　　　　　１３Ａ
，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ…コイル支持ブロック １６Ａ，１６Ｂ…絶縁ブロック　　１８…貫通穴２０Ａ
，２０Ｂ…波板バネ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転電機の二層式において、直線形状
   としたスロット部とエンド部を電気的に接続して形成し
   た各回転子コイルのエンド部を、回転子端面にて間隔を
   あけて円周方向及び半径方向に配置し、コイルエンド部
   相互間に回転子端面に固定した絶縁特性を有する支持部
   材と回転子コイルの軸方向熱変位に追従して変形し、所
   定の圧力で回転子コイルを保持し、絶縁特性を有する波
   板バネを密着して配置して回転子コイル端部を保持する
   ことを特徴とする回転電機の回転子巻線。
2. 【請求項２】　　回転電機の二層式回転子巻線において
   、直線形状としたスロット部とエンド部から形成した各
   回転子コイルのエンド部を、回転子端面にて間隔をあけ
   て円周方向及び半径方向に配置し、コイルエンド部相互
   間に回転子端面に固定した絶縁特性を有する支持部材と
   回転子コイルの軸方向熱変位に追従して変形し、所定の
   圧力で回転子コイルを保持し、絶縁特性を有する波板バ
   ネを密着して配置して回転子コイル端部を保持すること
   を特徴とする回転電機の回転子巻線。