JPH05111205A - 高周波発電機用の一体の水冷回路リング−母線アセンブリ - Google Patents
高周波発電機用の一体の水冷回路リング−母線アセンブリInfo
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- JPH05111205A JPH05111205A JP3216558A JP21655891A JPH05111205A JP H05111205 A JPH05111205 A JP H05111205A JP 3216558 A JP3216558 A JP 3216558A JP 21655891 A JP21655891 A JP 21655891A JP H05111205 A JPH05111205 A JP H05111205A
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- H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
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- H—ELECTRICITY
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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- H02K3/00—Details of windings
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- H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
- H02K3/505—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto for large machine windings, e.g. bar windings
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】発電機、電動機などの電気機械に用いる改良し
た回路リングおよび母線アセンブリおよびその組立方法
を提供する。 【構成】このアセンブリは電流を機械の端子に送るため
の一体の母線を含む。回路リング１０を中空な銅チュー
ブ４０ａ，４０ｂから作製し、チューブの断面を長方形
とし、またその寸法は、絶縁体への損傷を回避する態様
で電気回路リードをそこにろう付けできる寸法とする。
冷却流体をチューブに通すので、複数のリング１０を組
み立て、高出力密度の電気機械に使用することができ
る。
た回路リングおよび母線アセンブリおよびその組立方法
を提供する。 【構成】このアセンブリは電流を機械の端子に送るため
の一体の母線を含む。回路リング１０を中空な銅チュー
ブ４０ａ，４０ｂから作製し、チューブの断面を長方形
とし、またその寸法は、絶縁体への損傷を回避する態様
で電気回路リードをそこにろう付けできる寸法とする。
冷却流体をチューブに通すので、複数のリング１０を組
み立て、高出力密度の電気機械に使用することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は一般に発電機、電動機
などの電磁機械に関する。さらに詳しくは、この発明
は、このような回転電気機械の回路リングを水冷して、
リングの寸法を小さくすると共に、ボルト締め接続部の
代わりにろう付け電気接続部を使用できるようにした回
路リング−母線アセンブリに関する。
などの電磁機械に関する。さらに詳しくは、この発明
は、このような回転電気機械の回路リングを水冷して、
リングの寸法を小さくすると共に、ボルト締め接続部の
代わりにろう付け電気接続部を使用できるようにした回
路リング−母線アセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】以前から、発電機や電動機などの回転電
気機械の電磁要素がその作動中にエネルギー損を引き起
こし、そのエネルギー損が機械構成部品内に発生する熱
として現れることは周知である。また以前から、このよ
うなダイナモ電気装置での正常な効率よいエネルギー変
換を維持するために、そのような熱を除去する種々の機
構を設けることも周知である。
気機械の電磁要素がその作動中にエネルギー損を引き起
こし、そのエネルギー損が機械構成部品内に発生する熱
として現れることは周知である。また以前から、このよ
うなダイナモ電気装置での正常な効率よいエネルギー変
換を維持するために、そのような熱を除去する種々の機
構を設けることも周知である。
【０００３】たとえば、この種の装置の回転子（ロー
タ）および固定子（ステータ）要素を、空気その他のガ
スを回転機械要素にかなり精巧に組み込んだ冷却ダクト
に流すことにより、冷却するのが普通である。
タ）および固定子（ステータ）要素を、空気その他のガ
スを回転機械要素にかなり精巧に組み込んだ冷却ダクト
に流すことにより、冷却するのが普通である。
【０００４】また、他の電磁回転装置は、外側領域で
は、たとえば、空気をコア材料の外面に強制的に流すこ
とにより、熱を除去することのできるので、外側領域へ
の熱伝導通路を与える目的で、コア材料内に高伝導性積
層体を設けている。従来技術では、他の方法も利用され
ている。たとえば、電気導体を冷却するために銅チュー
ブに液体を使用する思想がよく知られており、長年の間
大型商用発電機に採用されている。たとえば、このよう
なチューブを用いて、この種の発電機の液冷電機子バー
および回路リングを形成している。このような冷却方法
には、誘電性冷却液の適切な供給の維持に関する問題が
あるが、冷却液が銅導体と直接接触しており、直冷作用
をなし、すなわち熱が銅から直接冷却液に伝わるので、
この方法から得られる結果は優れたものである。すぐに
分かるように、このような直冷には他の冷却系統と比べ
て顕著な利点がある。そして、この利点は、高出力（パ
ワー）密度の電気機械が望ましい場合に特に有用であ
る。そのような機械は物理的にコンパクトでありなが
ら、最大パワー出力を発揮しなければならないからであ
る。
は、たとえば、空気をコア材料の外面に強制的に流すこ
とにより、熱を除去することのできるので、外側領域へ
の熱伝導通路を与える目的で、コア材料内に高伝導性積
層体を設けている。従来技術では、他の方法も利用され
ている。たとえば、電気導体を冷却するために銅チュー
ブに液体を使用する思想がよく知られており、長年の間
大型商用発電機に採用されている。たとえば、このよう
なチューブを用いて、この種の発電機の液冷電機子バー
および回路リングを形成している。このような冷却方法
には、誘電性冷却液の適切な供給の維持に関する問題が
あるが、冷却液が銅導体と直接接触しており、直冷作用
をなし、すなわち熱が銅から直接冷却液に伝わるので、
この方法から得られる結果は優れたものである。すぐに
分かるように、このような直冷には他の冷却系統と比べ
て顕著な利点がある。そして、この利点は、高出力（パ
ワー）密度の電気機械が望ましい場合に特に有用であ
る。そのような機械は物理的にコンパクトでありなが
ら、最大パワー出力を発揮しなければならないからであ
る。
【０００５】上述した背景は主として回転子および固定
子の全体的設計に関するものであるが、このような冷却
方法は、たとえば、電機子巻線の多数の並列回路から電
流を集電し、その電流を単一の機械端子に通電する機能
をなす、回路リング−母線アセンブリの設計にも適用で
きる。ダイナモ電気機械では、代表的には各相ごとに２
つの回路リングおよび母線があるので、三相機械にはそ
のようなアセンブリが６つ、また六相機械には１２あ
る、などとなる。そのようなリングの１組を通常、回路
リードが電機子巻線から外に出る機械の片端または両端
で軸線方向に積み重ねる。
子の全体的設計に関するものであるが、このような冷却
方法は、たとえば、電機子巻線の多数の並列回路から電
流を集電し、その電流を単一の機械端子に通電する機能
をなす、回路リング−母線アセンブリの設計にも適用で
きる。ダイナモ電気機械では、代表的には各相ごとに２
つの回路リングおよび母線があるので、三相機械にはそ
のようなアセンブリが６つ、また六相機械には１２あ
る、などとなる。そのようなリングの１組を通常、回路
リードが電機子巻線から外に出る機械の片端または両端
で軸線方向に積み重ねる。
【０００６】このようなアセンブリの設計では、リン
グ、リードおよび母線間の電気接続部は、導体をろう付
けまたははんだ付けできる場合に、その信頼性がもっと
も高くなることが周知である。接合部寸法が極めて大き
くてろう付けが不可であるか、ろう付け法が実用的でな
い場合に、ボルト継手（ジョイント）を使用する。さら
に、継手をしばしば分解する必要がある場合、あるいは
前述したように、他の接合方法が実用的でない場合にだ
け、ボルト継手が好適である。
グ、リードおよび母線間の電気接続部は、導体をろう付
けまたははんだ付けできる場合に、その信頼性がもっと
も高くなることが周知である。接合部寸法が極めて大き
くてろう付けが不可であるか、ろう付け法が実用的でな
い場合に、ボルト継手（ジョイント）を使用する。さら
に、継手をしばしば分解する必要がある場合、あるいは
前述したように、他の接合方法が実用的でない場合にだ
け、ボルト継手が好適である。
【０００７】このようなボルト継手を使用する場合、電
流の伝達は、たとえば、リード・コネクタと回路リング
との界面での機械的接触に依拠する。ボルトが発揮する
圧力により良好な機械的接触が維持される限りでのみ、
効率よい安全な電流伝達が保証される。
流の伝達は、たとえば、リード・コネクタと回路リング
との界面での機械的接触に依拠する。ボルトが発揮する
圧力により良好な機械的接触が維持される限りでのみ、
効率よい安全な電流伝達が保証される。
【０００８】代表的な回路リング−母線アセンブリで
は、電流はリングにその周囲に沿ったいくつかの位置
で、リングにボルト締めされたリードおよびコネクタを
介して入る。その後、電流は回路リングのまわりを通っ
て母線に移る。母線も代表的には、リングにボルト締め
されるが、回路リングのいずれよりも著しく大きい。代
表的には、このようなリングアセンブリをステンレス鋼
シュラウドに取り付ける。シュラウドは、リングとシュ
ラウドとの間に配置した電気絶縁体を介してリングの機
械的支持を行う。このようなシュラウドは空冷または水
冷して、銅回路リングからの熱伝導による冷却を行うこ
とができるが、このような方法は、前述した冷却液と銅
との直接接触より劣っている。前者の構成では、熱が冷
却材に達する前に絶縁体および鋼の層を通過しなければ
ならないのに対して、直冷では、熱は銅から直接水に伝
わる。
は、電流はリングにその周囲に沿ったいくつかの位置
で、リングにボルト締めされたリードおよびコネクタを
介して入る。その後、電流は回路リングのまわりを通っ
て母線に移る。母線も代表的には、リングにボルト締め
されるが、回路リングのいずれよりも著しく大きい。代
表的には、このようなリングアセンブリをステンレス鋼
シュラウドに取り付ける。シュラウドは、リングとシュ
ラウドとの間に配置した電気絶縁体を介してリングの機
械的支持を行う。このようなシュラウドは空冷または水
冷して、銅回路リングからの熱伝導による冷却を行うこ
とができるが、このような方法は、前述した冷却液と銅
との直接接触より劣っている。前者の構成では、熱が冷
却材に達する前に絶縁体および鋼の層を通過しなければ
ならないのに対して、直冷では、熱は銅から直接水に伝
わる。
【０００９】回路リング−母線アセンブリの設計におけ
るもう一つの問題として、回路リード・クリップを回路
リングに、リング間の絶縁体を損なうことなく、ろう付
けすることが、不可能ではないにしても、困難である。
このような損傷が起こるのは、ろう付け接続を形成して
いる間、リング積重体内の絶縁体を接合部から遠ざける
ことができないからである。
るもう一つの問題として、回路リード・クリップを回路
リングに、リング間の絶縁体を損なうことなく、ろう付
けすることが、不可能ではないにしても、困難である。
このような損傷が起こるのは、ろう付け接続を形成して
いる間、リング積重体内の絶縁体を接合部から遠ざける
ことができないからである。
【００１０】
【発明の概要】本発明者は、中空な銅チューブ、好まし
くは長方形断面の中空な銅チューブからリングを作製
し、このとき銅チューブを実質的に完全な円に成形し、
銅チューブの２つの端部を細長い平行な配列体として成
形することにより、既知の従来例に比べていくつもの利
点が得られることを見出した。
くは長方形断面の中空な銅チューブからリングを作製
し、このとき銅チューブを実質的に完全な円に成形し、
銅チューブの２つの端部を細長い平行な配列体として成
形することにより、既知の従来例に比べていくつもの利
点が得られることを見出した。
【００１１】たとえば、液体冷却材、たとえば水を回路
リング導体の構成に適用し、水がチューブの一方の平行
端部に入り、リング内を円周方向に流れ、他方の平行端
部で外に出るようにすると、効果的な冷却が達成され、
リング寸法を小さくでき、したがってボルト締め継手で
はなくろう付け電気接続が可能になる。
リング導体の構成に適用し、水がチューブの一方の平行
端部に入り、リング内を円周方向に流れ、他方の平行端
部で外に出るようにすると、効果的な冷却が達成され、
リング寸法を小さくでき、したがってボルト締め継手で
はなくろう付け電気接続が可能になる。
【００１２】この発明の別の利点は、回路リングと母線
の機能を一緒にして単一のアセンブリとする態様で回路
リング−母線アセンブリを作製し、こうして水圧的−電
気的ジョイントをなくすことである。
の機能を一緒にして単一のアセンブリとする態様で回路
リング−母線アセンブリを作製し、こうして水圧的−電
気的ジョイントをなくすことである。
【００１３】この発明の他の目的および効果は、導体に
低い平均温度を維持し、こうしてアセンブリの信頼性を
改良することである。
低い平均温度を維持し、こうしてアセンブリの信頼性を
改良することである。
【００１４】さらに、この発明では、回路リングの直接
内部液体冷却を採用し、こうしてリングの寸法を小さく
するとともに、隣接する回路リング間の絶縁体から回路
リード接続部での接合部までの間隔を大きくする。この
ような余分な間隔が得られるので、回路リード・コネク
タを回路リングにボルト締めするのではなく、ろう付け
することができ、その上、回路リング間の絶縁体の高さ
を低くすることができ、こうして絶縁体を接合部から遠
ざけ、ろう付けを可能にする。
内部液体冷却を採用し、こうしてリングの寸法を小さく
するとともに、隣接する回路リング間の絶縁体から回路
リード接続部での接合部までの間隔を大きくする。この
ような余分な間隔が得られるので、回路リード・コネク
タを回路リングにボルト締めするのではなく、ろう付け
することができ、その上、回路リング間の絶縁体の高さ
を低くすることができ、こうして絶縁体を接合部から遠
ざけ、ろう付けを可能にする。
【００１５】またさらに、この発明の構造と方法によれ
ば、回路リード・コネクタをろう付けする際に、空気ま
たは水のような冷却流体を中空な回路リングに循環させ
ることができ、こうして絶縁体の損傷防止をさらに確実
にする。
ば、回路リード・コネクタをろう付けする際に、空気ま
たは水のような冷却流体を中空な回路リングに循環させ
ることができ、こうして絶縁体の損傷防止をさらに確実
にする。
【００１６】この発明は、高出力密度の機械の熱的性能
を改良する。このような機械は種々の用途、たとえば高
周波船舶用発電機、航空宇宙用発電機、駆動モータなど
に使用できる。当業者には他の用途も想起できるであろ
う。
を改良する。このような機械は種々の用途、たとえば高
周波船舶用発電機、航空宇宙用発電機、駆動モータなど
に使用できる。当業者には他の用途も想起できるであろ
う。
【００１７】この発明の上述したまた他の目的および効
果をさらに明瞭に理解できるように、以下に図面を参照
しながら、この発明の好適な実施例について詳しく説明
する。
果をさらに明瞭に理解できるように、以下に図面を参照
しながら、この発明の好適な実施例について詳しく説明
する。
【００１８】
【具体的な構成】図１Ａおよび図１Ｂに従来の回路リン
グ−母線アセンブリを示す。このアセンブリでは、電機
子（アーマチャー）巻線回路リード３が、回路リング１
の内径上の、たとえば５つの周囲箇所に接続され、これ
により多数の並列回路が回路リード３およびリング１を
介して母線（ブスバー）２に電流を、図面に矢印で示す
大体の方向に流すことができる。電磁回転機械に高い出
力（パワー）密度が望まれる場合には、導体の寸法がろ
う付け接続部の使用を避けるような寸法となる。その結
果、ろう付けまたははんだ付け継手（ジョイント）の使
用により得られる電気接続の信頼性が最も高いという周
知の事実にもかかわらず、図２Ａおよび図２Ｂに示す形
式のボルト継手を利用する。
グ−母線アセンブリを示す。このアセンブリでは、電機
子（アーマチャー）巻線回路リード３が、回路リング１
の内径上の、たとえば５つの周囲箇所に接続され、これ
により多数の並列回路が回路リード３およびリング１を
介して母線（ブスバー）２に電流を、図面に矢印で示す
大体の方向に流すことができる。電磁回転機械に高い出
力（パワー）密度が望まれる場合には、導体の寸法がろ
う付け接続部の使用を避けるような寸法となる。その結
果、ろう付けまたははんだ付け継手（ジョイント）の使
用により得られる電気接続の信頼性が最も高いという周
知の事実にもかかわらず、図２Ａおよび図２Ｂに示す形
式のボルト継手を利用する。
【００１９】５つの回路リード３は、図２に示すような
ボルト締め接続部を介して回路リングにつながる。具体
的には、回路リード３を銅コネクタまたはクリップ５に
ろう付けした後、銅クリップ５を回路リング１に１対の
ステンレス鋼ボルトでボルト締めする。クリップと回路
リングとの間の内面に酸化物その他の不純物がなけれ
ば、ボルトが内面に接触圧を維持するかぎり、適切な電
気接触が維持される。しかし、そのような接触が失われ
ることが知られており、したがって、ろう付け継手を実
用できる条件を設定するのが望ましい。
ボルト締め接続部を介して回路リングにつながる。具体
的には、回路リード３を銅コネクタまたはクリップ５に
ろう付けした後、銅クリップ５を回路リング１に１対の
ステンレス鋼ボルトでボルト締めする。クリップと回路
リングとの間の内面に酸化物その他の不純物がなけれ
ば、ボルトが内面に接触圧を維持するかぎり、適切な電
気接触が維持される。しかし、そのような接触が失われ
ることが知られており、したがって、ろう付け継手を実
用できる条件を設定するのが望ましい。
【００２０】図１Ａおよび図１Ｂに略図的に示した例で
は、電流は電機子巻線の並列な回路、それに接続された
回路リード３、そして銅コネクタクリップ５を通り、回
路リング１をまわって、母線タブ２に進み、そこから電
流は別のボルト締め継手を介して、電流を発電機端子に
通電するための図３の母線４に進む。図示の例では、電
流のリングへの入口は５か所で、出口は１つの母線タブ
である。したがって、この大きな電流を搬送するため
に、母線の断面積は１本の回路リードより著しく大き
い。
は、電流は電機子巻線の並列な回路、それに接続された
回路リード３、そして銅コネクタクリップ５を通り、回
路リング１をまわって、母線タブ２に進み、そこから電
流は別のボルト締め継手を介して、電流を発電機端子に
通電するための図３の母線４に進む。図示の例では、電
流のリングへの入口は５か所で、出口は１つの母線タブ
である。したがって、この大きな電流を搬送するため
に、母線の断面積は１本の回路リードより著しく大き
い。
【００２１】図示した回路リングは、通常、電機子巻線
からの接続部を取れるダイナモ電気機械の端部に配置さ
れる。従来の技術では、図２に示すように、多数の回路
リング（たとえば１、１ａおよび１ｂ）を横に並べて重
ね、電気絶縁体６をリングとリングを機械的に支持する
ステンレス鋼シュラウド８との間に配置する。また、電
気絶縁体７をリング同士の間に配置する。複数の回路リ
ングは、たとえば、１つの発電機または電動機の別々の
相と関連させることができる。
からの接続部を取れるダイナモ電気機械の端部に配置さ
れる。従来の技術では、図２に示すように、多数の回路
リング（たとえば１、１ａおよび１ｂ）を横に並べて重
ね、電気絶縁体６をリングとリングを機械的に支持する
ステンレス鋼シュラウド８との間に配置する。また、電
気絶縁体７をリング同士の間に配置する。複数の回路リ
ングは、たとえば、１つの発電機または電動機の別々の
相と関連させることができる。
【００２２】図１〜図３に示した従来の構造における上
記シュラウド８を水冷して、銅回路リングからシュラウ
ド内の水への熱伝達による冷却を行う。しかし、前述し
たように、このような冷却方法は、銅と水との直接接触
による冷却に比べて劣る。前者の構成では、熱が、冷却
水に到達するまでに、絶縁体層および鋼を通過しなけれ
ばならないからである。しかし、直冷システムでは、熱
を銅から直接水に通過させる。
記シュラウド８を水冷して、銅回路リングからシュラウ
ド内の水への熱伝達による冷却を行う。しかし、前述し
たように、このような冷却方法は、銅と水との直接接触
による冷却に比べて劣る。前者の構成では、熱が、冷却
水に到達するまでに、絶縁体層および鋼を通過しなけれ
ばならないからである。しかし、直冷システムでは、熱
を銅から直接水に通過させる。
【００２３】図２Ａおよび図２Ｂに示した細部を見ると
分かるように、接続部を形成する際に、リング間の絶縁
体アーマ７を接続部から離しておくことができない従来
の設計では、それ以外の点ではろう付け継手を使用する
のが実際的であるとしても、ろう付け継手の使用を避け
ることになる。すなわち、図２の回路リング３と回路リ
ード・クリップ５との間に、ろう付け継手を使用しよう
とすると、ろう付けの際に生じる高温のため、絶縁体７
を破壊し、破損に至ることになる。
分かるように、接続部を形成する際に、リング間の絶縁
体アーマ７を接続部から離しておくことができない従来
の設計では、それ以外の点ではろう付け継手を使用する
のが実際的であるとしても、ろう付け継手の使用を避け
ることになる。すなわち、図２の回路リング３と回路リ
ード・クリップ５との間に、ろう付け継手を使用しよう
とすると、ろう付けの際に生じる高温のため、絶縁体７
を破壊し、破損に至ることになる。
【００２４】しかし、この発明によれば、図４Ａおよび
図４Ｂに全体を示すように、また図５Ａおよび図５Ｂに
細部を示すように、断面が大体長方形である銅チューブ
を用いて実質的に円状の回路リング１０を作製すること
により、回路リングの直接の内部水冷を使用することが
できるばかりでなく、このようなリングに必要な寸法条
件も緩和される。したがって、ここに示した実施例で
は、回路リードの位置で絶縁体と継手との間に一層大き
な空間が得られ、回路リード・クリップを回路リングに
ボルト締めするのではなく、ろう付けすることができ
る。さらに、たとえば、図４Ｂに示すように、チューブ
端４０ａおよび４０ｂは回路リングと一体の細長い母線
を形成し、これにより大電流のボルト締め継手をなく
し、その結果単一のアセンブリとなる。現在のところ好
適な実施例では、チューブの断面が大体長方形である
が、他の断面形状も使用できる。
図４Ｂに全体を示すように、また図５Ａおよび図５Ｂに
細部を示すように、断面が大体長方形である銅チューブ
を用いて実質的に円状の回路リング１０を作製すること
により、回路リングの直接の内部水冷を使用することが
できるばかりでなく、このようなリングに必要な寸法条
件も緩和される。したがって、ここに示した実施例で
は、回路リードの位置で絶縁体と継手との間に一層大き
な空間が得られ、回路リード・クリップを回路リングに
ボルト締めするのではなく、ろう付けすることができ
る。さらに、たとえば、図４Ｂに示すように、チューブ
端４０ａおよび４０ｂは回路リングと一体の細長い母線
を形成し、これにより大電流のボルト締め継手をなく
し、その結果単一のアセンブリとなる。現在のところ好
適な実施例では、チューブの断面が大体長方形である
が、他の断面形状も使用できる。
【００２５】さらに、長方形断面の中空な銅チューブか
ら一体の回路リング−母線を形成することは、多くの点
で、銅板から回路リングを切削加工した後、母線とのボ
ルト締め継手を形成する従来技術より、著しく簡単であ
る。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、電流はリングに
多数の周囲位置で回路リードからの接続部を介して入り
続ける。さらに、電流はリングのまわりを周囲方向に通
過し続けるが、母線と回路リングとの継手を通過するこ
となく、母線を形成する銅チューブの２つの平行な部分
（４０ａおよび４０ｂ）で出て行く。
ら一体の回路リング−母線を形成することは、多くの点
で、銅板から回路リングを切削加工した後、母線とのボ
ルト締め継手を形成する従来技術より、著しく簡単であ
る。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、電流はリングに
多数の周囲位置で回路リードからの接続部を介して入り
続ける。さらに、電流はリングのまわりを周囲方向に通
過し続けるが、母線と回路リングとの継手を通過するこ
となく、母線を形成する銅チューブの２つの平行な部分
（４０ａおよび４０ｂ）で出て行く。
【００２６】冷却材としては、現在のところ好適な実施
例では水を用いる。冷却材は、水圧クリップ（図示せ
ず）を介して銅チューブにその一端４０ｂから入り、リ
ング内を円周方向に通過し、他端４０ａでチューブから
出て、同じ水圧クリップに入る。
例では水を用いる。冷却材は、水圧クリップ（図示せ
ず）を介して銅チューブにその一端４０ｂから入り、リ
ング内を円周方向に通過し、他端４０ａでチューブから
出て、同じ水圧クリップに入る。
【００２７】図５Ａおよび図５Ｂは、回路リングと１つ
の回路リードとの間に継手を形成する好適な実施例を示
す。図５Ｃに示す従来の回路リングの輪郭と比較すると
明らかなように、この発明の水冷回路リングは従来の回
路リングの大きさより著しく小さい。本発明の中空な銅
チューブリングと従来の回路リード３およびクリップ５
との間に継手を形成する場合、銅アダプタ８０を使用す
る。アダプタ８０は「工」形のものとして図示したが、
任意の適当な形状とすることができる。アダプタ８０を
回路リング１０の内径に５０でろう付けしてから、リン
グおよびそれに固着したアダプタを電磁機械に取り付け
る。アダプタをリングにろう付けするとき絶縁体６０お
よび７０が存在しないので、絶縁体への高温損傷は起こ
らない。さらに、図５Ｂと図２Ｂとの比較から分かるよ
うに、絶縁体７０は絶縁体７より実質的に短く、したが
って、リングを電磁機械に装填した後、クリップ５を銅
アダプタ８０に固着する時、絶縁体７０はろう付け継手
５５の近くに位置しない。
の回路リードとの間に継手を形成する好適な実施例を示
す。図５Ｃに示す従来の回路リングの輪郭と比較すると
明らかなように、この発明の水冷回路リングは従来の回
路リングの大きさより著しく小さい。本発明の中空な銅
チューブリングと従来の回路リード３およびクリップ５
との間に継手を形成する場合、銅アダプタ８０を使用す
る。アダプタ８０は「工」形のものとして図示したが、
任意の適当な形状とすることができる。アダプタ８０を
回路リング１０の内径に５０でろう付けしてから、リン
グおよびそれに固着したアダプタを電磁機械に取り付け
る。アダプタをリングにろう付けするとき絶縁体６０お
よび７０が存在しないので、絶縁体への高温損傷は起こ
らない。さらに、図５Ｂと図２Ｂとの比較から分かるよ
うに、絶縁体７０は絶縁体７より実質的に短く、したが
って、リングを電磁機械に装填した後、クリップ５を銅
アダプタ８０に固着する時、絶縁体７０はろう付け継手
５５の近くに位置しない。
【００２８】回路リード３にろう付けされた従来のクリ
ップ５をこの発明ではアダプタ８０にろう付けするの
で、従来使用していたボルトの代わりに、位置決め用の
銅製位置合わせピン９０を用いる。さらに、図５Ｂの細
部を図２Ｂに示したものと比較すると分かるように、絶
縁体７０は絶縁体７より高さが低いが、それにもかかわ
らず、図２Ｂに示す態様でリングを重ね合わせるとき、
絶縁体７０は１つのリングを他のリングから絶縁するの
に十分な高さである。絶縁体６０は図２Ｂに示す絶縁体
６と実質的に同じように作用する。さらに、相回路リン
グそれぞれのアダプタ８０がリングのまわりに位置する
周囲位置は同じではないので、７０のような絶縁シート
をクリップまたはアダプタ間に設ける必要はない。ろう
付け継手５５を形成する際に絶縁体７０を損傷する恐れ
に対する追加の予防措置として、回路リードおよびクリ
ップをアダプタにろう付けするときに、冷却空気または
水を中空な回路リングに循環させてもよい。
ップ５をこの発明ではアダプタ８０にろう付けするの
で、従来使用していたボルトの代わりに、位置決め用の
銅製位置合わせピン９０を用いる。さらに、図５Ｂの細
部を図２Ｂに示したものと比較すると分かるように、絶
縁体７０は絶縁体７より高さが低いが、それにもかかわ
らず、図２Ｂに示す態様でリングを重ね合わせるとき、
絶縁体７０は１つのリングを他のリングから絶縁するの
に十分な高さである。絶縁体６０は図２Ｂに示す絶縁体
６と実質的に同じように作用する。さらに、相回路リン
グそれぞれのアダプタ８０がリングのまわりに位置する
周囲位置は同じではないので、７０のような絶縁シート
をクリップまたはアダプタ間に設ける必要はない。ろう
付け継手５５を形成する際に絶縁体７０を損傷する恐れ
に対する追加の予防措置として、回路リードおよびクリ
ップをアダプタにろう付けするときに、冷却空気または
水を中空な回路リングに循環させてもよい。
【００２９】以上を要約すると、従来、極めて大型の商
用発電機における液冷電機子バーなどを形成するのに、
銅チューブおよび液体冷却材を用いることは知られてい
た。しかし、ここで開示したように、この発明の好適な
実施例では、回路リングに銅チューブを、回路リングの
寸法を大幅に縮小するような態様で使用する。さらに、
ここに開示したろう付けアダプタは回路リングの延長部
を形成し、そこに回路リードおよびそのクリップをボル
ト締めではなく、ろう付けできる。その上、これらの要
素を、リング間の絶縁を損なうおそれなしに、ろう付け
することができる。さらに、好適な実施例では一体の回
路リングおよび母線アセンブリが得られ、その単一のア
センブリが複数の従来の要素のいくつかの機能を果た
す。したがって、この発明の優れた特徴は、高出力密度
電気回転機械に簡単に適用でき、ここに開示した効果を
得ることができる。なお、この発明に用いる銅チューブ
を誘導加熱装置に使用するのも有効であり、その場合、
装置の作動中冷却水をチューブに循環させる。
用発電機における液冷電機子バーなどを形成するのに、
銅チューブおよび液体冷却材を用いることは知られてい
た。しかし、ここで開示したように、この発明の好適な
実施例では、回路リングに銅チューブを、回路リングの
寸法を大幅に縮小するような態様で使用する。さらに、
ここに開示したろう付けアダプタは回路リングの延長部
を形成し、そこに回路リードおよびそのクリップをボル
ト締めではなく、ろう付けできる。その上、これらの要
素を、リング間の絶縁を損なうおそれなしに、ろう付け
することができる。さらに、好適な実施例では一体の回
路リングおよび母線アセンブリが得られ、その単一のア
センブリが複数の従来の要素のいくつかの機能を果た
す。したがって、この発明の優れた特徴は、高出力密度
電気回転機械に簡単に適用でき、ここに開示した効果を
得ることができる。なお、この発明に用いる銅チューブ
を誘導加熱装置に使用するのも有効であり、その場合、
装置の作動中冷却水をチューブに循環させる。
【００３０】この発明を現在のところもっとも実用的か
つ好適な実施例であると考えられる構成について説明し
たが、この発明は開示した実施例のみに限定されず、逆
にこの発明の要旨から逸脱しない範囲内で、種々の変更
例および均等な配置を包含する。
つ好適な実施例であると考えられる構成について説明し
たが、この発明は開示した実施例のみに限定されず、逆
にこの発明の要旨から逸脱しない範囲内で、種々の変更
例および均等な配置を包含する。
【図１】従来の回路リングの概略説明図であり、図１Ａ
は従来の回路リングの概略形態の正面図で、母線タブ内
での回路リードの配置を示し、図１Ｂは図１Ａの横断面
図で、電機子巻線からの１つの回路リードおよび母線を
示し、矢印は電流の流れ方向を示す。
は従来の回路リングの概略形態の正面図で、母線タブ内
での回路リードの配置を示し、図１Ｂは図１Ａの横断面
図で、電機子巻線からの１つの回路リードおよび母線を
示し、矢印は電流の流れ方向を示す。
【図２】回路リードおよび接続用クリップを電機子巻線
の他の相に関連するいくつかの隣接回路リングの１つに
接続する従来のボルト締め継手の説明図であり、図２Ａ
は部分的軸線方向断面図、図２Ｂは部分的横方向断面図
である。
の他の相に関連するいくつかの隣接回路リングの１つに
接続する従来のボルト締め継手の説明図であり、図２Ａ
は部分的軸線方向断面図、図２Ｂは部分的横方向断面図
である。
【図３】母線を従来の回路リングと一体の母線タブにボ
ルト締めした状態を示す、図２Ｂと同様の図である。
ルト締めした状態を示す、図２Ｂと同様の図である。
【図４】本発明による銅チューブからなる一体の母線お
よび回路リングの略図であり、図４Ａは銅チューブを本
発明にしたがって成形して形成した一体の母線および回
路リングの略図で、実線の矢印は電流を示し、破線の矢
印は冷却材の流れ方向を示し、図４Ｂは図４Ａの回路リ
ングの銅チューブの曲げ部を示し、チューブの平行端部
が細長い一体の母線を形成し、実線の矢印は電流を示
し、破線の矢印は冷却材の流れ方向を示す。
よび回路リングの略図であり、図４Ａは銅チューブを本
発明にしたがって成形して形成した一体の母線および回
路リングの略図で、実線の矢印は電流を示し、破線の矢
印は冷却材の流れ方向を示し、図４Ｂは図４Ａの回路リ
ングの銅チューブの曲げ部を示し、チューブの平行端部
が細長い一体の母線を形成し、実線の矢印は電流を示
し、破線の矢印は冷却材の流れ方向を示す。
【図５】この発明による回路リードと回路リングとの間
のろう付け継手の詳細を示す線図で、図５Ａは軸線方向
断面図、図５Ｂは円周方向断面図であり、図５Ｃは比較
図で、図５Ｂのこの発明の回路リングの高さと形状と比
較するために、従来の回路リングの高さと形状を示す。
のろう付け継手の詳細を示す線図で、図５Ａは軸線方向
断面図、図５Ｂは円周方向断面図であり、図５Ｃは比較
図で、図５Ｂのこの発明の回路リングの高さと形状と比
較するために、従来の回路リングの高さと形状を示す。
１ 回路リング ２ 母線 ３ 回路リード ５ 銅コネクタ（クリップ） １０ 回路リング ４０ａ、４０ｂ チューブ端部 ５０ ろう付け ６０、７０ 絶縁体 ８０ 銅アダプタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
Claims (10)
- 【請求項１】線状導電性中空チューブを実質的に完全な
円状のリングに成形し、チューブと一体の端部が、リン
グと電気機械の電気端子との間に電流を通電するための
２つの平行な母線部分を形成し、 複数の回路リード・コネクタを上記リングの周囲に取り
付けて上記リングと複数の回路リードとの間に電流を通
電するようにした電気機械用の回路リング−母線アセン
ブリ。 - 【請求項２】上記リード・コネクタそれぞれが、 上記リングの周囲に接合した導電性アダプタと、 上記アダプタに固着した導電性リード・クリップと、 上記クリップに接合した導電性回路リードとを含む請求
項１に記載のアセンブリ。 - 【請求項３】上記リングの複数個を互いに隣接して重
ね、隣接リング間に絶縁アーマを配置した請求項１に記
載のアセンブリ。 - 【請求項４】回転電気機械を製造する方法であって、こ
の電気機械は回転子と固定子を含み、固定子は複数の巻
線を有し、複数の並列回路リードが上記巻線と複数の回
路リングの１つとの間に接続され、上記電気機械はさら
に複数の電流通電端子と複数の母線を含み、各母線が１
つの回路リングを１つの端子に接続し、上記方法は、 上記回路リングおよび母線を中空な導電性チューブから
作製し、チューブにより実質的に完全な円状のリングを
形成し、チューブの一体の細長い端部が実質的に平行な
部分を有し、これらの平行な部分により上記母線を形成
することを特徴とする回転電気機械の製造方法。 - 【請求項５】さらに、ろう付けまたははんだ付けにより
各回路リングの周囲に複数のコネクタ継手を形成し、各
継手により上記回路リードの１つを上記リングの１つに
接続する請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】さらに、電気機械の作動中に、上記母線お
よび回路リングのそれぞれに冷却流体を通過させる請求
項４に記載の方法。 - 【請求項７】さらに、それぞれが、上記リングの周囲に
接合した導電性アダプタと、上記アダプタに接合した導
電性リード・クリップと、上記クリップに接合した導電
性回路リードとを含むコネクタ継手を作製する工程を含
む請求項５に記載の方法。 - 【請求項８】導電性アダプタを上記リングに接合した
後、リングを電気機械に装着する請求項５に記載の方
法。 - 【請求項９】上記リングを電気機械に装着した後、導電
性リード・クリップをアダプタに接合する請求項８に記
載の方法。 - 【請求項１０】上記リングの複数個を互いに隣接して重
ね、隣接リング間に絶縁アーマを配置し、 上記アーマを、チューブとアダプタとの継手部を越えて
半径方向に延在するが、リード・クリップとアダプタと
の継手部までは延在しないように作製する請求項７に記
載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US564,638 | 1990-08-09 | ||
| US07/564,638 US5055729A (en) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | Integral water-cooled circuit ring/bus bar assembly for high frequency generators |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05111205A true JPH05111205A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=24255293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3216558A Withdrawn JPH05111205A (ja) | 1990-08-09 | 1991-08-02 | 高周波発電機用の一体の水冷回路リング−母線アセンブリ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5055729A (ja) |
| EP (1) | EP0470844A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05111205A (ja) |
| CN (1) | CN1058864A (ja) |
| MX (1) | MX9100598A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101376224B1 (ko) * | 2013-11-15 | 2014-03-28 | 주식회사 해강알로이 | 발전기용 패러럴 링 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5270598A (en) * | 1992-04-15 | 1993-12-14 | Westinghouse Electric Corp. | Solid connector for stator phase winding and method of assembly |
| US5281877A (en) * | 1992-11-13 | 1994-01-25 | General Electric Company | Dynamoelectric machine rotor endwindings with corner cooling passages |
| US5325007A (en) * | 1993-01-27 | 1994-06-28 | Sundstrand Corporation | Stator windings for axial gap generators |
| US5489810A (en) * | 1994-04-20 | 1996-02-06 | Sundstrand Corporation | Switched reluctance starter/generator |
| US5859482A (en) * | 1997-02-14 | 1999-01-12 | General Electric Company | Liquid cooled electric motor frame |
| US6570290B2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-05-27 | General Electric Company | Single layer interspersed concentric stator winding apparatus and method |
| EP2161819A1 (en) * | 2008-09-08 | 2010-03-10 | Converteam Technology Ltd | Assemblies for electrical machines |
| JP2010130803A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Jtekt Corp | 多相交流モータ及び電動パワーステアリング装置 |
| WO2012114176A1 (es) * | 2011-02-23 | 2012-08-30 | G2M Ingeniería Ltda | Barra conductora intercelda y/o de alimentación de cobre enfriada utilizada en procesos electrolíticos |
| JP5945813B2 (ja) * | 2011-10-13 | 2016-07-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 車両用駆動装置 |
| FR3110039B1 (fr) * | 2020-05-07 | 2023-07-07 | EN Moteurs | Machine électrique polyphasée équipée d'un dispositif de refroidissement |
| CN113270835B (zh) * | 2021-05-25 | 2022-04-29 | 中广核新能源六安有限公司 | 一种通风散热型塔筒母线槽 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2965775A (en) * | 1958-08-15 | 1960-12-20 | Gen Electric Co Ltd | Dynamo electric machines |
| CH450533A (de) * | 1965-07-14 | 1968-01-31 | Asea Ab | Verfahren zum Herstellen eines ferromagnetischen Nutenkeils für elektrische Maschinen und nach diesem Verfahren hergestellter Nutenkeil |
| US3980910A (en) * | 1974-12-16 | 1976-09-14 | Westinghouse Electric Corporation | Phase lead connector |
| DD123719A1 (ja) * | 1976-02-05 | 1977-01-12 | ||
| US4254352A (en) * | 1979-02-28 | 1981-03-03 | Westinghouse Electric Corp. | Parallel ring and ring extension support system for dynamoelectric machines |
| JPS6181151A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-24 | Toshiba Corp | 回転電機の口出装置 |
| JPS61210852A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-19 | Toshiba Corp | 回転電機の口出装置 |
| US4982122A (en) * | 1988-05-23 | 1991-01-01 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for insulating liquid-cooled stator coil headers and connectors |
-
1990
- 1990-08-09 US US07/564,638 patent/US5055729A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-08-02 JP JP3216558A patent/JPH05111205A/ja not_active Withdrawn
- 1991-08-08 EP EP19910307296 patent/EP0470844A3/en not_active Withdrawn
- 1991-08-08 MX MX9100598A patent/MX9100598A/es unknown
- 1991-08-09 CN CN91105621.1A patent/CN1058864A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101376224B1 (ko) * | 2013-11-15 | 2014-03-28 | 주식회사 해강알로이 | 발전기용 패러럴 링 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX9100598A (es) | 1992-04-01 |
| US5055729A (en) | 1991-10-08 |
| EP0470844A2 (en) | 1992-02-12 |
| CN1058864A (zh) | 1992-02-19 |
| EP0470844A3 (en) | 1993-06-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |