JPH04248342A - 回転電機の回転子 - Google Patents
回転電機の回転子Info
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- JPH04248342A JPH04248342A JP154591A JP154591A JPH04248342A JP H04248342 A JPH04248342 A JP H04248342A JP 154591 A JP154591 A JP 154591A JP 154591 A JP154591 A JP 154591A JP H04248342 A JPH04248342 A JP H04248342A
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- electric machine
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
- H02K3/16—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots for auxiliary purposes, e.g. damping or commutating
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/26—Rotor cores with slots for windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
- H02K3/487—Slot-closing devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転電機の回転子に係り
、特に回転電機が静止中または低速回転時に回転子表面
電流が流れても、回転子各部に何ら有害な損傷を生じさ
せないようにした回転電機の回転子に関するものである
。
、特に回転電機が静止中または低速回転時に回転子表面
電流が流れても、回転子各部に何ら有害な損傷を生じさ
せないようにした回転電機の回転子に関するものである
。
【０００２】
【従来の技術】一般に、回転電機においては、短絡事故
時に発生する逆相電流、整流器負荷あるいは電流負荷が
ある時に発生する高調波電流によって、回転電機の回転
子表面に電流が流れるが、これらの電流による損失を軽
減するために、回転子に制動巻線を入れたり、あるいは
高調波電流の大きさを制限したりしている。しかし、一
般的には、これらの電流は、回転電機が定格回転数で運
転されている時に流れるものである。ところで、突極機
においては、電機子巻線に全電圧または減電圧を印加し
、制動巻線を用いて直接起動することが一般に行なわれ
ているが、円筒形で一体鋼魂形のタービン発電機タイプ
の回転子は、同様な起動方法を採用しようとすると、回
転電機が静止中または低速回転時では、回転子歯部と固
定部材である楔との間に微小な間隔があるため、表面電
流回路としては不完全であり、大電流が流れると互いの
接触面にア―クが発生し、最悪の場合には局部的な溶損
を起こす危険性があった。
時に発生する逆相電流、整流器負荷あるいは電流負荷が
ある時に発生する高調波電流によって、回転電機の回転
子表面に電流が流れるが、これらの電流による損失を軽
減するために、回転子に制動巻線を入れたり、あるいは
高調波電流の大きさを制限したりしている。しかし、一
般的には、これらの電流は、回転電機が定格回転数で運
転されている時に流れるものである。ところで、突極機
においては、電機子巻線に全電圧または減電圧を印加し
、制動巻線を用いて直接起動することが一般に行なわれ
ているが、円筒形で一体鋼魂形のタービン発電機タイプ
の回転子は、同様な起動方法を採用しようとすると、回
転電機が静止中または低速回転時では、回転子歯部と固
定部材である楔との間に微小な間隔があるため、表面電
流回路としては不完全であり、大電流が流れると互いの
接触面にア―クが発生し、最悪の場合には局部的な溶損
を起こす危険性があった。
【０００３】そこで、これに対して、例えば“特開昭５
４−１４２５０２号”に示されるように、回転子楔の下
部に弾性を有する部材を挿入して、回転子歯部と楔との
接触部に圧力を加え、回転電機が静止中または低速回転
時に回転子表面電流が流れても、当該接触部に不完全な
接触によるア―ク局部溶損等の重大な損傷を生じさせな
いように接触を良くすることが提案されているが、発電
機の大容量化および起動方法によっては耐量が不足する
場合がある。特に、最近の発電プラントの高効率化とい
う観点から注目されているアドバンスト・コンバインド
サイクル（ＡＣＣ）においては、起動方法として、サイ
リスタ変換装置により発電機を電動機として使用し、回
転数制御を行なうスタティックスタータ方式を選択する
場合、サイリスタ変換装置の制約によって、ターニング
運転（通常、数ｒｐｍ）から５〜１０％回転数までは断
続起動運転、またさらにガスタービンによって回転数制
御できる回転数までは自然転流運転を行なうが、断続起
動運転では等価逆相電流レベルが１０％程度にまで達し
、しかも回転数が５〜１０％と非常に低いため、回転子
の逆相耐量という観点からは非常に厳しいレベルとなる
。すなわち、図１７に示すように、回転子歯部９の鳩形
の溝部を通常よりも深くし、楔８の下部に弾性を有する
部材１０を挿入することによって楔８が外周方向に押付
けられ、回転子歯部９の斜めになっている肩部に強力な
面圧がかかって良好な接触を保っているため、電流を流
しても特に問題はなくなる。また、回転電機が回転中で
は、自重による遠心力のみが働くに過ぎず、安全かつ堅
牢な構造にすることができ、しかも楔８と弾性部材１０
との間に短絡バー６を挿入すると、隣接楔間の通電回路
が形成され、さらに鉄心端部での短絡バー６と短絡環４
との接触にも有効で、かくて静止中でも良好な電流回路
を提供することが可能となるものである。しかし、この
場合には、逆相耐量の向上に有効な短絡バー６の位置が
、回転子楔強度の点から回転子表面に配置することがで
きず、逆相耐量の向上効果が減殺されていた。
４−１４２５０２号”に示されるように、回転子楔の下
部に弾性を有する部材を挿入して、回転子歯部と楔との
接触部に圧力を加え、回転電機が静止中または低速回転
時に回転子表面電流が流れても、当該接触部に不完全な
接触によるア―ク局部溶損等の重大な損傷を生じさせな
いように接触を良くすることが提案されているが、発電
機の大容量化および起動方法によっては耐量が不足する
場合がある。特に、最近の発電プラントの高効率化とい
う観点から注目されているアドバンスト・コンバインド
サイクル（ＡＣＣ）においては、起動方法として、サイ
リスタ変換装置により発電機を電動機として使用し、回
転数制御を行なうスタティックスタータ方式を選択する
場合、サイリスタ変換装置の制約によって、ターニング
運転（通常、数ｒｐｍ）から５〜１０％回転数までは断
続起動運転、またさらにガスタービンによって回転数制
御できる回転数までは自然転流運転を行なうが、断続起
動運転では等価逆相電流レベルが１０％程度にまで達し
、しかも回転数が５〜１０％と非常に低いため、回転子
の逆相耐量という観点からは非常に厳しいレベルとなる
。すなわち、図１７に示すように、回転子歯部９の鳩形
の溝部を通常よりも深くし、楔８の下部に弾性を有する
部材１０を挿入することによって楔８が外周方向に押付
けられ、回転子歯部９の斜めになっている肩部に強力な
面圧がかかって良好な接触を保っているため、電流を流
しても特に問題はなくなる。また、回転電機が回転中で
は、自重による遠心力のみが働くに過ぎず、安全かつ堅
牢な構造にすることができ、しかも楔８と弾性部材１０
との間に短絡バー６を挿入すると、隣接楔間の通電回路
が形成され、さらに鉄心端部での短絡バー６と短絡環４
との接触にも有効で、かくて静止中でも良好な電流回路
を提供することが可能となるものである。しかし、この
場合には、逆相耐量の向上に有効な短絡バー６の位置が
、回転子楔強度の点から回転子表面に配置することがで
きず、逆相耐量の向上効果が減殺されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
回転電機の回転子においては、回転電機が静止中または
低速回転時に回転子表面電流が流れると、回転子各部に
有害な損傷が生じるという問題があった。本発明の目的
は、回転電機が静止中または低速回転時に回転子表面電
流が流れても、回転子各部に何ら有害な損傷を生じさせ
ることのない極めて信頼性の高い回転電機の回転子を提
供することにある。
回転電機の回転子においては、回転電機が静止中または
低速回転時に回転子表面電流が流れると、回転子各部に
有害な損傷が生じるという問題があった。本発明の目的
は、回転電機が静止中または低速回転時に回転子表面電
流が流れても、回転子各部に何ら有害な損傷を生じさせ
ることのない極めて信頼性の高い回転電機の回転子を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、回転電機の回転子軸の軸方向の溝内に回転子巻線
を収納し、回転子巻線を、回転子鉄心内は楔により保持
固定すると共に、鉄心から出た部分は保持環または相当
部材により支持するようにした回転電機の円筒形回転子
において、請求項１に記載の発明では、回転子巻線を収
納するスロット間の回転子表面に溝部を設け、当該溝部
に導電性材料からなる固定部材を挿入し、かつ必要に応
じて、固定部材を回転子鉄心の外径方向に押付ける弾性
部材を挿入し、また、請求項２に記載の発明では、回転
子磁極部に溝部を設け、当該溝部寸法を回転子本体の磁
極方向と磁極間方向の軸剛性がほぼ等しくなるようにし
、その空間部に磁性材料を充填して導電性材料からなる
固定部材を挿入し、かつ必要に応じて、固定部材を回転
子鉄心の外径方向に押付ける弾性部材を挿入するように
している。
めに、回転電機の回転子軸の軸方向の溝内に回転子巻線
を収納し、回転子巻線を、回転子鉄心内は楔により保持
固定すると共に、鉄心から出た部分は保持環または相当
部材により支持するようにした回転電機の円筒形回転子
において、請求項１に記載の発明では、回転子巻線を収
納するスロット間の回転子表面に溝部を設け、当該溝部
に導電性材料からなる固定部材を挿入し、かつ必要に応
じて、固定部材を回転子鉄心の外径方向に押付ける弾性
部材を挿入し、また、請求項２に記載の発明では、回転
子磁極部に溝部を設け、当該溝部寸法を回転子本体の磁
極方向と磁極間方向の軸剛性がほぼ等しくなるようにし
、その空間部に磁性材料を充填して導電性材料からなる
固定部材を挿入し、かつ必要に応じて、固定部材を回転
子鉄心の外径方向に押付ける弾性部材を挿入するように
している。
【０００６】
【作用】従って、本発明の回転電機の回転子においては
、回転電機が静止中または低速回転時に、弾性部材によ
る弾性力が固定部材の外径方向に作用し、回転子歯部と
固定部材との接触面（回転すると遠心力を受ける側の面
）が常に面圧を受けて、良好な接触を維持することがで
きるため、回転子表面電流が流れても、回転子各部、特
に固定部材、歯部に何ら有害な損傷を生じさせないよう
にすることができる。
、回転電機が静止中または低速回転時に、弾性部材によ
る弾性力が固定部材の外径方向に作用し、回転子歯部と
固定部材との接触面（回転すると遠心力を受ける側の面
）が常に面圧を受けて、良好な接触を維持することがで
きるため、回転子表面電流が流れても、回転子各部、特
に固定部材、歯部に何ら有害な損傷を生じさせないよう
にすることができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【０００８】図１は本発明による回転電機の円筒形回転
子の構成例を示す要部断面斜視図、図２は図１の非端部
の構成例を示す断面図である。なお、図１および図２に
おいて、図１４と同一要素には同一符号を付して示して
いる。すなわち、図１および図２において、回転電機の
回転子軸１の軸方向の溝内に回転子巻線１１を収納し、
この回転子巻線１１は、回転子鉄心（以下、単に鉄心と
称する）内は固定部材である楔８により保持固定し、鉄
心端部分では楔８の下部に短絡バー６があり、この短絡
バー６は短絡環４と一体になってついている。また、回
転子巻線１１の端部および短絡環４を押えるために、保
持環２を鉄心端に焼きばめしている。図３は図２のスロ
ット部を拡大した要部断面図、図４は図３の要部断面斜
視図である。すなわち、図３および図４において、上記
回転子巻線１１を収納するスロット間の回転子表面の回
転子歯部９に溝部１７を設け、この溝部１７に導電性材
料からなる固定部材である短絡バー１８を挿入し、かつ
この短絡バー１８をボルト１９で回転子歯部９に強固に
固定している。
子の構成例を示す要部断面斜視図、図２は図１の非端部
の構成例を示す断面図である。なお、図１および図２に
おいて、図１４と同一要素には同一符号を付して示して
いる。すなわち、図１および図２において、回転電機の
回転子軸１の軸方向の溝内に回転子巻線１１を収納し、
この回転子巻線１１は、回転子鉄心（以下、単に鉄心と
称する）内は固定部材である楔８により保持固定し、鉄
心端部分では楔８の下部に短絡バー６があり、この短絡
バー６は短絡環４と一体になってついている。また、回
転子巻線１１の端部および短絡環４を押えるために、保
持環２を鉄心端に焼きばめしている。図３は図２のスロ
ット部を拡大した要部断面図、図４は図３の要部断面斜
視図である。すなわち、図３および図４において、上記
回転子巻線１１を収納するスロット間の回転子表面の回
転子歯部９に溝部１７を設け、この溝部１７に導電性材
料からなる固定部材である短絡バー１８を挿入し、かつ
この短絡バー１８をボルト１９で回転子歯部９に強固に
固定している。
【０００９】さて、一体鋼魂形の円筒形回転子では、図
１に示すように回転子表面のいたるところが電流回路を
形成する。すなわち、構成要素のみならず、保持環２と
短絡環４、短絡環４と短絡バー６、短絡バー６と楔８、
隣合う楔８間、楔８と回転子歯部９等の接触部にも電流
が流れる。一方、回転電機が静止中または低速回転中で
は、回転による遠心力も働かないため、これらの接触部
の不完全な接触となっている。この点、本実施例では、
図３および図４に示すように、回転子巻線１１を収納す
るスロット間の回転子表面の回転子歯部９に溝部１７を
設け、この溝部１７に導電性材料からなる固定部材であ
る短絡バー１８を挿入し、かつこの短絡バー１８をボル
ト１９で回転子歯部９に強固に固定している。これによ
り、短絡バー１８は回転子歯部９に押付けられ、回転子
歯部９と短絡バー１８との接触面が常に面圧を受けて、
良好な接触を維持することができるため、回転子表面に
電流を流しても、その電流によって、回転子各部、特に
回転子歯部９、短絡バー１８に、何ら有害な損傷を生じ
させないようにすることができる。また、回転中では、
自重による遠心力のみが働くに過ぎず、安全でしかも堅
牢な構造にすることができる。
１に示すように回転子表面のいたるところが電流回路を
形成する。すなわち、構成要素のみならず、保持環２と
短絡環４、短絡環４と短絡バー６、短絡バー６と楔８、
隣合う楔８間、楔８と回転子歯部９等の接触部にも電流
が流れる。一方、回転電機が静止中または低速回転中で
は、回転による遠心力も働かないため、これらの接触部
の不完全な接触となっている。この点、本実施例では、
図３および図４に示すように、回転子巻線１１を収納す
るスロット間の回転子表面の回転子歯部９に溝部１７を
設け、この溝部１７に導電性材料からなる固定部材であ
る短絡バー１８を挿入し、かつこの短絡バー１８をボル
ト１９で回転子歯部９に強固に固定している。これによ
り、短絡バー１８は回転子歯部９に押付けられ、回転子
歯部９と短絡バー１８との接触面が常に面圧を受けて、
良好な接触を維持することができるため、回転子表面に
電流を流しても、その電流によって、回転子各部、特に
回転子歯部９、短絡バー１８に、何ら有害な損傷を生じ
させないようにすることができる。また、回転中では、
自重による遠心力のみが働くに過ぎず、安全でしかも堅
牢な構造にすることができる。
【００１０】次に、以上の点について、解析結果に基づ
いて説明する。図５、図６、および図７は、それぞれ短
絡バーのない通常の回転子、スロット部に短絡バーを設
けた回転子（前述の特開昭５４−１４２５０２号）、お
よび本実施例のスロット間に短絡バーを設けた回転子に
おいて、等価逆相電流が流れた場合の回転子およびエア
ギャップの磁束分布を示す図である。図からわかるよう
に、図５の短絡バーのない通常の回転子構造の磁束分布
に対して、図６のスロット部に短絡バーを設けた回転子
構造では、短絡バーの効果によって回転子歯部９に発生
する損失が低減し、回転子歯部９に侵入する磁束量が減
少している。さらに、本実施例のスロット間に短絡バー
を設けた回転子構造では、回転子表面に配置された導電
性材料からなる短絡バー１８の効果によって、回転子歯
部９に発生する損失がより一層低減し、回転子歯部９に
侵入する磁束量がより一層減少している。これらの解析
結果をまとめると、図８に示すようになる。通常の鉄心
端部に設けた短絡バーのみを有する端部短絡バー方式の
場合の損失を１．０ＰＵとした場合、スロット部に短絡
バーを設けた回転子構造、および本実施例のスロット間
に短絡バーを設けた回転子構造における損失は、それぞ
れ０．９ＰＵ、０．８ＰＵとなり、回転子歯部、楔に何
ら有害な損傷を与えないように、より一層強化した回転
電機の回転子が得られ、逆相耐量向上効果を奏すること
ができる。
いて説明する。図５、図６、および図７は、それぞれ短
絡バーのない通常の回転子、スロット部に短絡バーを設
けた回転子（前述の特開昭５４−１４２５０２号）、お
よび本実施例のスロット間に短絡バーを設けた回転子に
おいて、等価逆相電流が流れた場合の回転子およびエア
ギャップの磁束分布を示す図である。図からわかるよう
に、図５の短絡バーのない通常の回転子構造の磁束分布
に対して、図６のスロット部に短絡バーを設けた回転子
構造では、短絡バーの効果によって回転子歯部９に発生
する損失が低減し、回転子歯部９に侵入する磁束量が減
少している。さらに、本実施例のスロット間に短絡バー
を設けた回転子構造では、回転子表面に配置された導電
性材料からなる短絡バー１８の効果によって、回転子歯
部９に発生する損失がより一層低減し、回転子歯部９に
侵入する磁束量がより一層減少している。これらの解析
結果をまとめると、図８に示すようになる。通常の鉄心
端部に設けた短絡バーのみを有する端部短絡バー方式の
場合の損失を１．０ＰＵとした場合、スロット部に短絡
バーを設けた回転子構造、および本実施例のスロット間
に短絡バーを設けた回転子構造における損失は、それぞ
れ０．９ＰＵ、０．８ＰＵとなり、回転子歯部、楔に何
ら有害な損傷を与えないように、より一層強化した回転
電機の回転子が得られ、逆相耐量向上効果を奏すること
ができる。
【００１１】上述したように、本実施例の回転電機の円
筒形回転子は、回転子巻線１１を収納するスロット間の
回転子表面の回転子歯部９に溝部１７を設け、この溝部
１７に導電性材料からなる固定部材である短絡バー１８
を挿入し、かつこの短絡バー１８をボルト１９で回転子
歯部９に強固に固定するようにしたものである。従って
、回転電機が静止中または低速回転時に、固定部材であ
る短絡バー１８は回転子歯部９に押付けられ、回転子歯
部９と短絡バー１８との接触面（回転すると遠心力を受
ける側の面）が常に面圧を受けて、良好な接触を維持す
ることができるため、回転子表面電流が流れても、回転
子各部、特に、短絡バー１８、回転子歯部９に何ら有害
な損傷を生じさせないようにすることが可能となり、極
めて信頼性の高い回転電機の円筒形回転子を得ることが
できる。
筒形回転子は、回転子巻線１１を収納するスロット間の
回転子表面の回転子歯部９に溝部１７を設け、この溝部
１７に導電性材料からなる固定部材である短絡バー１８
を挿入し、かつこの短絡バー１８をボルト１９で回転子
歯部９に強固に固定するようにしたものである。従って
、回転電機が静止中または低速回転時に、固定部材であ
る短絡バー１８は回転子歯部９に押付けられ、回転子歯
部９と短絡バー１８との接触面（回転すると遠心力を受
ける側の面）が常に面圧を受けて、良好な接触を維持す
ることができるため、回転子表面電流が流れても、回転
子各部、特に、短絡バー１８、回転子歯部９に何ら有害
な損傷を生じさせないようにすることが可能となり、極
めて信頼性の高い回転電機の円筒形回転子を得ることが
できる。
【００１２】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても同様に実施できるものであ
る。（ａ）図９は本発明の他の実施例による回転電機の
円筒形回転子のスロット部を拡大した要部断面図、図１
０は図９の要部断面斜視図である。なお、図３および図
４と同一要素には同一符号を付して示している。すなわ
ち、図９および図１０において、回転子巻線１１を収納
するスロット間の回転子表面の回転子歯部９に溝部１７
を設け、この溝部１７に導電性材料からなる固定部材で
ある楔２０を挿入し、かつこの楔２０を鉄心の外径方向
、すなわち回転子歯部９に押付けるばね状の弾性部材２
１を挿入したものである。本実施例では、楔２０はばね
状の弾性部材２１によって回転子歯部９に押付けられ、
回転子歯部９と楔２０との接触面が常に面圧を受けて、
良好な接触を維持することができるため、回転子表面に
電流を流しても、その電流によって、回転子各部、特に
回転子歯部９、楔２０に、何ら有害な損傷を生じさせな
いようにすることができる。また、回転中では、自重に
よる遠心力のみが働くに過ぎず、安全でしかも堅牢な構
造にすることができる。
ではなく、次のようにしても同様に実施できるものであ
る。（ａ）図９は本発明の他の実施例による回転電機の
円筒形回転子のスロット部を拡大した要部断面図、図１
０は図９の要部断面斜視図である。なお、図３および図
４と同一要素には同一符号を付して示している。すなわ
ち、図９および図１０において、回転子巻線１１を収納
するスロット間の回転子表面の回転子歯部９に溝部１７
を設け、この溝部１７に導電性材料からなる固定部材で
ある楔２０を挿入し、かつこの楔２０を鉄心の外径方向
、すなわち回転子歯部９に押付けるばね状の弾性部材２
１を挿入したものである。本実施例では、楔２０はばね
状の弾性部材２１によって回転子歯部９に押付けられ、
回転子歯部９と楔２０との接触面が常に面圧を受けて、
良好な接触を維持することができるため、回転子表面に
電流を流しても、その電流によって、回転子各部、特に
回転子歯部９、楔２０に、何ら有害な損傷を生じさせな
いようにすることができる。また、回転中では、自重に
よる遠心力のみが働くに過ぎず、安全でしかも堅牢な構
造にすることができる。
【００１３】（ｂ）図１１は本発明の他の実施例による
回転電機の円筒形回転子のスロット部を拡大した要部断
面図、図１２は図１１の要部断面斜視図である。なお、
図３および図４と同一要素には同一符号を付して示して
いる。すなわち、図１１および図１２において、回転子
巻線１１を収納するスロット間の回転子表面の回転子歯
部９に溝部１７を設け、この溝部１７に導電性材料から
なる固定部材である中空バー２２を挿入し、かつこの中
空バー２２を溝部１７に挿入した後、図１２に示すよう
に回転子歯部９に拡散法により圧接したものである。本
実施例では、中空バー２２は回転子歯部９に押付けられ
、回転子歯部９と中空バー２２との接触面が常に面圧を
受けて、良好な接触を維持することができるため、回転
子表面に電流を流しても、その電流によって、回転子各
部、特に回転子歯部９、楔２０に、何ら有害な損傷を生
じさせないようにすることができる。また、回転中では
、自重による遠心力のみが働くに過ぎず、安全でしかも
堅牢な構造にすることができる。
回転電機の円筒形回転子のスロット部を拡大した要部断
面図、図１２は図１１の要部断面斜視図である。なお、
図３および図４と同一要素には同一符号を付して示して
いる。すなわち、図１１および図１２において、回転子
巻線１１を収納するスロット間の回転子表面の回転子歯
部９に溝部１７を設け、この溝部１７に導電性材料から
なる固定部材である中空バー２２を挿入し、かつこの中
空バー２２を溝部１７に挿入した後、図１２に示すよう
に回転子歯部９に拡散法により圧接したものである。本
実施例では、中空バー２２は回転子歯部９に押付けられ
、回転子歯部９と中空バー２２との接触面が常に面圧を
受けて、良好な接触を維持することができるため、回転
子表面に電流を流しても、その電流によって、回転子各
部、特に回転子歯部９、楔２０に、何ら有害な損傷を生
じさせないようにすることができる。また、回転中では
、自重による遠心力のみが働くに過ぎず、安全でしかも
堅牢な構造にすることができる。
【００１４】（ｃ）図１３は本発明の他の実施例による
回転電機の円筒形回転子のスロット部を拡大した要部断
面図である。なお、図３および図４と同一要素には同一
符号を付して示している。すなわち、図１３において、
回転子磁極部２３に溝部を設け、この溝部寸法を回転子
本体の磁極方向と磁極間方向の軸剛性がほぼ等しくなる
ようにし、その空間部に磁性材料２４を充填して導電性
材料からなる固定部材である楔２０を挿入して固定し、
かつこの楔２０を回転子磁極部２３に押付けるばね状の
弾性部材２１を挿入したものである。本実施例では、楔
２０は回転子磁極部２３に押付けられ、回転子磁極部２
３と楔２０との接触面が常に面圧を受けて、良好な接触
を維持できるため、回転子表面に電流を流しても、その
電流によって、回転子各部、特に回転子磁極部２３、楔
２０に、何ら有害な損傷を生じさせないようにすること
ができる。また、回転中では、自重による遠心力のみが
働くに過ぎず、安全でしかも堅牢な構造にすることがで
きる。
回転電機の円筒形回転子のスロット部を拡大した要部断
面図である。なお、図３および図４と同一要素には同一
符号を付して示している。すなわち、図１３において、
回転子磁極部２３に溝部を設け、この溝部寸法を回転子
本体の磁極方向と磁極間方向の軸剛性がほぼ等しくなる
ようにし、その空間部に磁性材料２４を充填して導電性
材料からなる固定部材である楔２０を挿入して固定し、
かつこの楔２０を回転子磁極部２３に押付けるばね状の
弾性部材２１を挿入したものである。本実施例では、楔
２０は回転子磁極部２３に押付けられ、回転子磁極部２
３と楔２０との接触面が常に面圧を受けて、良好な接触
を維持できるため、回転子表面に電流を流しても、その
電流によって、回転子各部、特に回転子磁極部２３、楔
２０に、何ら有害な損傷を生じさせないようにすること
ができる。また、回転中では、自重による遠心力のみが
働くに過ぎず、安全でしかも堅牢な構造にすることがで
きる。
【００１５】次に、以上の点について、解析結果に基づ
いて説明する。図１４、図１５は、それぞれ磁極部に短
絡バーを設けた回転子構造、スロット間および磁極部に
短絡バーを設けた回転子構造において、等価逆相電流が
流れた場合の回転子およびエアギャップの磁束分布を示
す図である。図からわかるように、図１４の磁極部に短
絡バーを設けた回転子構造では、短絡バーの効果によっ
て磁極部に発生する損失が減少している。さらに、図１
５のスロット間および磁極部に短絡バーを設けた回転子
構造本実施例のスロット間に短絡バーを設けた回転子構
造では、両方の短絡バーの効果によって、回転子歯部お
よび磁極部に発生する損失がより一層減少している。こ
れらの解析結果をまとめると、図８に示すようになる。 通常の鉄心端部に設けた短絡バーのみを有する端部短絡
バー方式の場合の損失を１．０ＰＵとした場合、磁極部
に短絡バーを設けた回転子構造（２）、スロット間およ
び磁極部に短絡バーを設けた回転子構造（３）における
損失は、それぞれ０．６ＰＵ、０．４５ＰＵとなり、回
転子歯部、楔に何ら有害な損傷を与えないように、より
一層強化した回転電機の回転子が得られ、逆相耐量向上
効果を奏することができる。特に、前述のように磁極部
に短絡バーを設けた回転子構造では、容易にその下部に
更に溝部を掘って磁性材料を充填することができる。こ
の場合、楔下に設けた溝部の寸法を調節することにより
、回転子の磁極方向と磁極間方向の軸剛性を等しくする
ことができる。通常のクロススロットを有する回転子構
造では、図１６に示すようにクロススロット端部の温度
が高く、当該部分が逆相耐量の一番の弱点となっていた
のに対して、本実施例の回転子構造では、クロススロッ
トが不要となるため、シャフトの最高温度が約半分とな
る。これにより、その分だけさらに逆相耐量向上効果を
奏することができる。
いて説明する。図１４、図１５は、それぞれ磁極部に短
絡バーを設けた回転子構造、スロット間および磁極部に
短絡バーを設けた回転子構造において、等価逆相電流が
流れた場合の回転子およびエアギャップの磁束分布を示
す図である。図からわかるように、図１４の磁極部に短
絡バーを設けた回転子構造では、短絡バーの効果によっ
て磁極部に発生する損失が減少している。さらに、図１
５のスロット間および磁極部に短絡バーを設けた回転子
構造本実施例のスロット間に短絡バーを設けた回転子構
造では、両方の短絡バーの効果によって、回転子歯部お
よび磁極部に発生する損失がより一層減少している。こ
れらの解析結果をまとめると、図８に示すようになる。 通常の鉄心端部に設けた短絡バーのみを有する端部短絡
バー方式の場合の損失を１．０ＰＵとした場合、磁極部
に短絡バーを設けた回転子構造（２）、スロット間およ
び磁極部に短絡バーを設けた回転子構造（３）における
損失は、それぞれ０．６ＰＵ、０．４５ＰＵとなり、回
転子歯部、楔に何ら有害な損傷を与えないように、より
一層強化した回転電機の回転子が得られ、逆相耐量向上
効果を奏することができる。特に、前述のように磁極部
に短絡バーを設けた回転子構造では、容易にその下部に
更に溝部を掘って磁性材料を充填することができる。こ
の場合、楔下に設けた溝部の寸法を調節することにより
、回転子の磁極方向と磁極間方向の軸剛性を等しくする
ことができる。通常のクロススロットを有する回転子構
造では、図１６に示すようにクロススロット端部の温度
が高く、当該部分が逆相耐量の一番の弱点となっていた
のに対して、本実施例の回転子構造では、クロススロッ
トが不要となるため、シャフトの最高温度が約半分とな
る。これにより、その分だけさらに逆相耐量向上効果を
奏することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転子巻線を収納するスロット間の回転子表面に溝部を設
け、当該溝部に導電性材料からなる固定部材を挿入し、
必要に応じて、固定部材を回転子鉄心の外径方向に押付
ける弾性部材を挿入するか、または、回転子磁極部に溝
部を設け、当該溝部寸法を回転子本体の磁極方向と磁極
間方向の軸剛性がほぼ等しくなるようにし、その空間部
に磁性材料を充填して導電性材料からなる固定部材を挿
入し、必要に応じて、固定部材を回転子鉄心の外径方向
に押付ける弾性部材を挿入するようにしたので、回転電
機が静止中または低速回転時に回転子表面電流が流れて
も、回転子各部に何ら有害な損傷を生じさせることのな
い極めて信頼性の高い回転電機の回転子が提供できる。
転子巻線を収納するスロット間の回転子表面に溝部を設
け、当該溝部に導電性材料からなる固定部材を挿入し、
必要に応じて、固定部材を回転子鉄心の外径方向に押付
ける弾性部材を挿入するか、または、回転子磁極部に溝
部を設け、当該溝部寸法を回転子本体の磁極方向と磁極
間方向の軸剛性がほぼ等しくなるようにし、その空間部
に磁性材料を充填して導電性材料からなる固定部材を挿
入し、必要に応じて、固定部材を回転子鉄心の外径方向
に押付ける弾性部材を挿入するようにしたので、回転電
機が静止中または低速回転時に回転子表面電流が流れて
も、回転子各部に何ら有害な損傷を生じさせることのな
い極めて信頼性の高い回転電機の回転子が提供できる。
【図１】本発明による回転電機の円筒形回転子の一実施
例を示す要部断面斜視図。
例を示す要部断面斜視図。
【図２】同実施例における円筒形回転子の非端部の構成
例を示す断面図。
例を示す断面図。
【図３】図２のスロット部を拡大した要部断面図。
【図４】図３の要部断面斜視図。
【図５】短絡バーのない通常の回転子における等価逆相
電流が流れた場合の回転子およびエアギャップの磁束分
布を示す図。
電流が流れた場合の回転子およびエアギャップの磁束分
布を示す図。
【図６】スロット部に短絡バーを設けた回転子における
等価逆相電流が流れた場合の回転子およびエアギャップ
の磁束分布を示す図。
等価逆相電流が流れた場合の回転子およびエアギャップ
の磁束分布を示す図。
【図７】スロット間に短絡バーを設けた回転子における
等価逆相電流が流れた場合の回転子およびエアギャップ
の磁束分布を示す図。
等価逆相電流が流れた場合の回転子およびエアギャップ
の磁束分布を示す図。
【図８】各種回転子構造における損失量を示す比較図。
【図９】本発明による回転電機の円筒形回転子の他の実
施例を示す要部断面図。
施例を示す要部断面図。
【図１０】図９の要部断面斜視図。
【図１１】本発明による回転電機の円筒形回転子の他の
実施例を示す要部断面図。
実施例を示す要部断面図。
【図１２】図１１の要部断面斜視図。
【図１３】本発明による回転電機の円筒形回転子の他の
実施例を示す要部断面図。
実施例を示す要部断面図。
【図１４】磁極部に短絡バーを設けた回転子構造におけ
る等価逆相電流が流れた場合の回転子およびエアギャッ
プの磁束分布を示す図。
る等価逆相電流が流れた場合の回転子およびエアギャッ
プの磁束分布を示す図。
【図１５】スロット間および磁極部に短絡バーを設けた
回転子構造における等価逆相電流が流れた場合の回転子
およびエアギャップの磁束分布を示す図。
回転子構造における等価逆相電流が流れた場合の回転子
およびエアギャップの磁束分布を示す図。
【図１６】回転子表面温度を示す図。
【図１７】従来の回転子の構成例を示す要部断面図。
１…回転子軸、２…保持環、３…絶縁筒、４…短絡環、
５…磁極楔、６…短絡バー、７…クロススロット、８…
楔、９…回転子歯部、１１…回転子巻線、１７…溝部、
１８…短絡バー、１９…ボルト、２０…楔、２１…ばね
状の弾性部材、２２…中空バー、２３…回転子磁極部、
２４…磁性材料。
５…磁極楔、６…短絡バー、７…クロススロット、８…
楔、９…回転子歯部、１１…回転子巻線、１７…溝部、
１８…短絡バー、１９…ボルト、２０…楔、２１…ばね
状の弾性部材、２２…中空バー、２３…回転子磁極部、
２４…磁性材料。
Claims (2)
- 【請求項１】 回転電機の回転子軸の軸方向の溝内に
回転子巻線を収納し、前記回転子巻線を、回転子鉄心内
は楔により保持固定すると共に、鉄心から出た部分は保
持環または相当部材により支持するようにした回転電機
の円筒形回転子において、前記回転子巻線を収納するス
ロット間の回転子表面に溝部を設け、当該溝部に導電性
材料からなる固定部材を挿入し、かつ必要に応じて、前
記固定部材を前記回転子鉄心の外径方向に押付ける弾性
部材を挿入して成ることを特徴とする回転電機の回転子
。 - 【請求項２】 回転子軸の軸方向の溝内に回転子巻線
を収納し、前記回転子巻線を、回転子鉄心内は楔により
保持固定すると共に、鉄心から出た部分は保持環または
相当部材により支持するようにした回転電機の回転子に
おいて、回転子磁極部に溝部を設け、当該溝部寸法を回
転子本体の磁極方向と磁極間方向の軸剛性がほぼ等しく
なるようにし、その空間部に磁性材料を充填して導電性
材料からなる固定部材を挿入し、かつ必要に応じて、前
記固定部材を前記回転子鉄心の外径方向に押付ける弾性
部材を挿入して成ることを特徴とする回転電機の回転子
。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP154591A JPH04248342A (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | 回転電機の回転子 |
| DE1992605289 DE69205289T2 (de) | 1991-01-10 | 1992-01-03 | Anker für eine drehende elektrische Maschine. |
| EP19920100074 EP0494611B1 (en) | 1991-01-10 | 1992-01-03 | Rotor of rotary electric-machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP154591A JPH04248342A (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | 回転電機の回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04248342A true JPH04248342A (ja) | 1992-09-03 |
Family
ID=11504494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP154591A Pending JPH04248342A (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | 回転電機の回転子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0494611B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04248342A (ja) |
| DE (1) | DE69205289T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5469009A (en) * | 1993-06-18 | 1995-11-21 | Hitachi, Ltd. | Turbine generator |
| DE102016222356A1 (de) * | 2016-11-15 | 2018-05-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Rotor für eine Elektromaschine mit aufschiebbaren Wicklungen |
| CN107453506B (zh) * | 2017-09-15 | 2023-04-21 | 哈尔滨理工大学 | 一种阻尼环焊接式的发电电动机转子 |
| CN113489175B (zh) * | 2021-06-22 | 2022-06-10 | 南京航空航天大学 | 一种定子阻尼型永磁双凸极电机 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1060981B (de) * | 1958-02-01 | 1959-07-09 | Siemens Ag | Lamellierter Vollpollaeufer fuer vier- und mehrpolige Synchronmaschinen |
| DE1097546B (de) * | 1960-03-30 | 1961-01-19 | Siemens Ag | Einrichtung zur Erhoehung der Belastbarkeit der Wicklungsleiter einer elektrischen Maschine hoher Leistung in der Anwendung fuer schnellaufende Wasserkraftgeneratoren |
| DE2406861A1 (de) * | 1974-02-13 | 1975-08-14 | Siemens Ag | Daempferkaefig |
| JPS54142502A (en) * | 1978-04-28 | 1979-11-06 | Toshiba Corp | Rotor for electrical rotary machine |
| US4307310A (en) * | 1979-07-20 | 1981-12-22 | Westinghouse Electric Corp. | Segmented magnet dynamoelectric machine with series connected rotor conductors |
-
1991
- 1991-01-10 JP JP154591A patent/JPH04248342A/ja active Pending
-
1992
- 1992-01-03 EP EP19920100074 patent/EP0494611B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-03 DE DE1992605289 patent/DE69205289T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0494611B1 (en) | 1995-10-11 |
| EP0494611A3 (en) | 1994-05-18 |
| DE69205289T2 (de) | 1996-03-21 |
| EP0494611A2 (en) | 1992-07-15 |
| DE69205289D1 (de) | 1995-11-16 |
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