JPH05153743A - 回転電機の冷却方法と装置 - Google Patents
回転電機の冷却方法と装置Info
- Publication number
- JPH05153743A JPH05153743A JP33959991A JP33959991A JPH05153743A JP H05153743 A JPH05153743 A JP H05153743A JP 33959991 A JP33959991 A JP 33959991A JP 33959991 A JP33959991 A JP 33959991A JP H05153743 A JPH05153743 A JP H05153743A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- rotor
- cooling
- electric machine
- inner diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、高速回転する回転電機の回転子の
冷却、メカロス低減と回転子強度の維持を同時に解決し
ようというものである。 【構成】このような課題を解決するため、励磁コイルを
巻回した固定子鉄心に設けた径方向の空気通路を介し、
回転電機の外部に設けた空気源装置により、回転子表面
に冷却空気を吹きつける回転電機の冷却方法において、
固定子鉄芯を軸方向に分割し、その分割部分に軸方向の
間隙を持たせ空気通路とし、励磁コイルの内径を固定子
鉄心の内径より大きくし、空気通路のコイル内径と固定
子内径間に、回転方向のほぼ接線方向に傾斜させた複数
個のエアガイドを設け、回転子表面に冷却空気を吐出す
るようにしたものである。
冷却、メカロス低減と回転子強度の維持を同時に解決し
ようというものである。 【構成】このような課題を解決するため、励磁コイルを
巻回した固定子鉄心に設けた径方向の空気通路を介し、
回転電機の外部に設けた空気源装置により、回転子表面
に冷却空気を吹きつける回転電機の冷却方法において、
固定子鉄芯を軸方向に分割し、その分割部分に軸方向の
間隙を持たせ空気通路とし、励磁コイルの内径を固定子
鉄心の内径より大きくし、空気通路のコイル内径と固定
子内径間に、回転方向のほぼ接線方向に傾斜させた複数
個のエアガイドを設け、回転子表面に冷却空気を吐出す
るようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高速回転電機の回転
子の通風冷却方法と装置に関する。
子の通風冷却方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転電機は、回転子を支持する軸受と回
転体表面部に摩擦によるメカロスが生じ、電流を流す導
体部と固定側及び回転側の鉄芯部に電気ロスが生じるこ
とが知られている。回転電機が高速回転すればする程、
また、体積当りの出力を上げれば上げる程この傾向は著
しくなり、発生ロスのために回転子や固定子の温度が上
昇して様々な問題をひき起こすことも知られている。こ
のため回転子の冷却に関していろいろな方法がとられて
きた。その一つに、ケーシング内の気体を攪拌させる方
法があるが、低速回転のものには向いているが、高速形
のものには冷却能力の点で不足である。第２の方法に固
定子に設けた径方向の空気通路を介し、回転電機の外部
に設けた送風機により、回転子のエアギャップ部に冷却
空気を吐出する方法があるが（例えば、特開平３−５６
０４８）、この方法は、冷却能力は向上するが、吐出空
気が回転子に直角にあたり回転子と冷却空気の相対速度
が大きいためメカロスは減らせず、効率の点で問題であ
った。第３の方法に、回転子に冷却空気を導く通路を設
け、傾斜させたガイドを通じ空気を流し、回転子表面か
ら吐出す方法がある（例えば、特開昭６１−２１０８４
８）。この方法は、回転子の冷却能力を高めることには
大きな効果があるが、回転子側に空気の通路を設けたた
め、回転子の強度が低下し、最高回転数が低下して、回
転電機の性能を低下させるという問題があった。
転体表面部に摩擦によるメカロスが生じ、電流を流す導
体部と固定側及び回転側の鉄芯部に電気ロスが生じるこ
とが知られている。回転電機が高速回転すればする程、
また、体積当りの出力を上げれば上げる程この傾向は著
しくなり、発生ロスのために回転子や固定子の温度が上
昇して様々な問題をひき起こすことも知られている。こ
のため回転子の冷却に関していろいろな方法がとられて
きた。その一つに、ケーシング内の気体を攪拌させる方
法があるが、低速回転のものには向いているが、高速形
のものには冷却能力の点で不足である。第２の方法に固
定子に設けた径方向の空気通路を介し、回転電機の外部
に設けた送風機により、回転子のエアギャップ部に冷却
空気を吐出する方法があるが（例えば、特開平３−５６
０４８）、この方法は、冷却能力は向上するが、吐出空
気が回転子に直角にあたり回転子と冷却空気の相対速度
が大きいためメカロスは減らせず、効率の点で問題であ
った。第３の方法に、回転子に冷却空気を導く通路を設
け、傾斜させたガイドを通じ空気を流し、回転子表面か
ら吐出す方法がある（例えば、特開昭６１−２１０８４
８）。この方法は、回転子の冷却能力を高めることには
大きな効果があるが、回転子側に空気の通路を設けたた
め、回転子の強度が低下し、最高回転数が低下して、回
転電機の性能を低下させるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のいくつかの方法
は、回転子の冷却能力は向上できるが、空気との摩擦に
よるメカロスは減らせないとか、回転子の強度低下をま
ねいたり、コストがかかるという問題があった。この発
明は、回転子の冷却、メカロス低減と回転子強度の維持
を同時に解決しようというものである。
は、回転子の冷却能力は向上できるが、空気との摩擦に
よるメカロスは減らせないとか、回転子の強度低下をま
ねいたり、コストがかかるという問題があった。この発
明は、回転子の冷却、メカロス低減と回転子強度の維持
を同時に解決しようというものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、励磁コイルを巻回した固定子鉄心に設けた径方
向の空気通路を介し、回転電機の外部に設けた空気源装
置により、回転子表面に冷却空気を吹きつける回転電機
の冷却方法において、固定子鉄芯を軸方向に分割し、そ
の分割部分に軸方向の間隙を持たせ空気通路とし、励磁
コイルの内径を固定子鉄心の内径より大きくし、空気通
路のコイル内径と固定子内径間に、回転方向のほぼ接線
方向に傾斜させた複数個のエアガイドを設け、回転子表
面に冷却空気を吐出するようにしたものである。
るため、励磁コイルを巻回した固定子鉄心に設けた径方
向の空気通路を介し、回転電機の外部に設けた空気源装
置により、回転子表面に冷却空気を吹きつける回転電機
の冷却方法において、固定子鉄芯を軸方向に分割し、そ
の分割部分に軸方向の間隙を持たせ空気通路とし、励磁
コイルの内径を固定子鉄心の内径より大きくし、空気通
路のコイル内径と固定子内径間に、回転方向のほぼ接線
方向に傾斜させた複数個のエアガイドを設け、回転子表
面に冷却空気を吐出するようにしたものである。
【０００５】
【作用】このようにすることにより、吐出された空気と
回転子表面との相対速度は小さくなり、空気と回転子表
面の摩擦が小さくなってメカロスが低減し、冷却能力も
保持されるのである。
回転子表面との相対速度は小さくなり、空気と回転子表
面の摩擦が小さくなってメカロスが低減し、冷却能力も
保持されるのである。
【０００６】
【実施例】本発明の具体的実施例を、モータを例とし
て、図を用いて説明する。図１は、固定子にコイルを持
つモータの軸方向断面図であり、その一部分のＡ部を拡
大したのが図２である。図３は、Ａ部の中心部分の紙面
に垂直な面の断面図であり、図４は、固定子Ａ部を内径
側からみた図である。いずれも記号は共通する。１は、
図示しない軸受で支配された回転子であり、回転自在で
ある。固定子２は、コイル３を巻回されておりフレーム
４に固定されて、回転子１との間のエアギャップ９を介
して、電磁力を作用させ回転子１に回転力を与える。固
定子２は、軸方向中央部で２分割され、２つの鉄芯２
１、２２との間に、空気通路８をもっている。フレーム
４には、外周面に空気入口５と、空気入口５から軸方向
にのびた空気通路６と周方向に形成された空気通路７が
設けられている。２つの固定子鉄芯２１、２２の間の空
気通路８であり、且つエアギャップ９からコイル３の内
径ＤC までのＡ部は、次のようになっている。固定子鉄
芯２１、２２の軸方向内側面には、リング状の板１０が
設けられ、この板１０にエアガイド１１が設けられてい
る。エアガイド１１は、板１０に垂直に設けられ、図３
に示す如く、回転子１の表面に対し回転方向のほぼ接線
方向に傾斜させて、円周方向に等間隔に設けられ、これ
により、隣合うエアガイド１１間に空気の吐出口１２を
成している。エアガイド１１のエアギャップ９側は、内
径が固定子内径ＤS と同一円となるように形成され、エ
アガイド１１のコイル３側は、端部がコイル３内径ＤC
と少し間をおくように形成されている。従ってＡ部を内
径側からみると図４のように、２つの板１０の間に、エ
アガイド１１と吐出口１２が、交互に設けられ矩形の空
気吐出口が形成される。このような構成において、回転
子１が、矢印の方向に回転している時、空気入口５から
冷却用空気を導入すると、空気入口５から入った空気
は、空気通路６を通って軸方向に流れ、空気通路７にお
いて周方向に流れる。そして周方向の全域から、空気通
路８に流れ入る。空気通路８内では、周方向に何ヶ所か
あるコイル３間を通って内側に流れ、コイル内径部より
内側では、全周に亘って流れていき、エアガイド１１に
よって形成された吐出口１２に流れ、さらに内径側へ流
れていき、エアギャップ９の所で、回転子１の表面の回
転方向のほぼ接続方向に吐出される。この時の空気の流
出速度と回転子１表面の移動速度が、同じであれば摩擦
は生じない。エアギャップ９内に吐出された空気は、回
転子１の回転とともに、エアギャップ９内を旋回しなが
らまた旋回速度を減少させながら、軸方向２手に分かれ
ていき、固定子２の軸方向両端部から放出される。な
お、モータが発電機であっても同様である。また、空気
通路８とエアガイド１１は軸方向に複数ヶ所設けてもよ
い。
て、図を用いて説明する。図１は、固定子にコイルを持
つモータの軸方向断面図であり、その一部分のＡ部を拡
大したのが図２である。図３は、Ａ部の中心部分の紙面
に垂直な面の断面図であり、図４は、固定子Ａ部を内径
側からみた図である。いずれも記号は共通する。１は、
図示しない軸受で支配された回転子であり、回転自在で
ある。固定子２は、コイル３を巻回されておりフレーム
４に固定されて、回転子１との間のエアギャップ９を介
して、電磁力を作用させ回転子１に回転力を与える。固
定子２は、軸方向中央部で２分割され、２つの鉄芯２
１、２２との間に、空気通路８をもっている。フレーム
４には、外周面に空気入口５と、空気入口５から軸方向
にのびた空気通路６と周方向に形成された空気通路７が
設けられている。２つの固定子鉄芯２１、２２の間の空
気通路８であり、且つエアギャップ９からコイル３の内
径ＤC までのＡ部は、次のようになっている。固定子鉄
芯２１、２２の軸方向内側面には、リング状の板１０が
設けられ、この板１０にエアガイド１１が設けられてい
る。エアガイド１１は、板１０に垂直に設けられ、図３
に示す如く、回転子１の表面に対し回転方向のほぼ接線
方向に傾斜させて、円周方向に等間隔に設けられ、これ
により、隣合うエアガイド１１間に空気の吐出口１２を
成している。エアガイド１１のエアギャップ９側は、内
径が固定子内径ＤS と同一円となるように形成され、エ
アガイド１１のコイル３側は、端部がコイル３内径ＤC
と少し間をおくように形成されている。従ってＡ部を内
径側からみると図４のように、２つの板１０の間に、エ
アガイド１１と吐出口１２が、交互に設けられ矩形の空
気吐出口が形成される。このような構成において、回転
子１が、矢印の方向に回転している時、空気入口５から
冷却用空気を導入すると、空気入口５から入った空気
は、空気通路６を通って軸方向に流れ、空気通路７にお
いて周方向に流れる。そして周方向の全域から、空気通
路８に流れ入る。空気通路８内では、周方向に何ヶ所か
あるコイル３間を通って内側に流れ、コイル内径部より
内側では、全周に亘って流れていき、エアガイド１１に
よって形成された吐出口１２に流れ、さらに内径側へ流
れていき、エアギャップ９の所で、回転子１の表面の回
転方向のほぼ接続方向に吐出される。この時の空気の流
出速度と回転子１表面の移動速度が、同じであれば摩擦
は生じない。エアギャップ９内に吐出された空気は、回
転子１の回転とともに、エアギャップ９内を旋回しなが
らまた旋回速度を減少させながら、軸方向２手に分かれ
ていき、固定子２の軸方向両端部から放出される。な
お、モータが発電機であっても同様である。また、空気
通路８とエアガイド１１は軸方向に複数ヶ所設けてもよ
い。
【０００７】
【発明の効果】このように冷却空気が、固定子に設けた
吐出口１２から吐出される時、回転子表面との相対速度
を小さくすることができるので、エアギャップ部のメカ
ロスを小さくすることができる、とともに回転子をソリ
ッドやラミネート等従来の構造のままに出来るので強度
を維持できる。従って、回転電機の高速化により増大す
るメカロスを、低減することができ、全体効率を向上す
る効果があり、性能向上に帰与するところ大である。
吐出口１２から吐出される時、回転子表面との相対速度
を小さくすることができるので、エアギャップ部のメカ
ロスを小さくすることができる、とともに回転子をソリ
ッドやラミネート等従来の構造のままに出来るので強度
を維持できる。従って、回転電機の高速化により増大す
るメカロスを、低減することができ、全体効率を向上す
る効果があり、性能向上に帰与するところ大である。
【図１】本発明の実施例を示す側断面図
【図２】図１のＡ部の詳細を示す部分断面図
【図３】本発明の実施例を示す断面図
【図４】図２をエアギャップ側から見た平面図
１ 回転子 ２ 固定子 ２１、２２ 固定子鉄芯 ３ コイル ４ フレーム ５ 空気入口 ６、７、８ 空気通路 ９ エアギャップ １０ 板 １１ エアガイド １２ 吐出口 ＤC コイル内径 ＤS 固定子内径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 崇男 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内
Claims (3)
- 【請求項１】 励磁コイルを巻回した固定子鉄心に設け
た径方向の空気通路を介し、回転電機の外部に設けた空
気源装置により、回転子表面に冷却空気を吹きつける回
転電機の冷却方法において、 前記固定子鉄芯を軸方向に分割し、その分割部分に軸方
向の間隙を持たせ空気通路とし、前記励磁コイルの内径
を前記固定子鉄心の内径より大きくし、前記空気通路の
コイル内径と固定子内径間に、回転方向のほぼ接線方向
に傾斜させた複数個のエアガイドを設け、回転子表面に
冷却空気を吐出することを特徴とする回転電機の冷却方
法。 - 【請求項２】 前記冷却空気の吐出速度が、回転子の周
速と同等もしくは以上とする請求項１記載の回転電機の
冷却方法。 - 【請求項３】 固定子鉄心のスロット内に巻回した励磁
コイルと、固定子鉄心に設けた径方向の空気通路と、回
転電機の外部に設けた空気源装置とよりなる回転電機の
冷却装置において、 軸方向に分割した前記固定子鉄心を空隙を持たせ対峙さ
せた空気通路と、前記固定子鉄心の内径よりも内径を大
きくした励磁コイルと、前記空気通路の励磁コイル内径
と固定子鉄心の内径間に、回転方向のほぼ接線方向に傾
斜させた複数個のエアガイドを挿入したことを特徴とす
る回転電機の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33959991A JPH05153743A (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 回転電機の冷却方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33959991A JPH05153743A (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 回転電機の冷却方法と装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05153743A true JPH05153743A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18329010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33959991A Pending JPH05153743A (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 回転電機の冷却方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05153743A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104810949A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-07-29 | 上海优耐特斯压缩机有限公司 | 高速电机用离心压缩机或鼓风机的电机冷却结构 |
| JP7092234B1 (ja) * | 2021-05-19 | 2022-06-28 | 株式会社明電舎 | ハイブリッド励磁式回転電機 |
| CN115514119A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-23 | 中国核动力研究设计院 | 一种超临界二氧化碳发电系统中的孔状定子结构 |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP33959991A patent/JPH05153743A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104810949A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-07-29 | 上海优耐特斯压缩机有限公司 | 高速电机用离心压缩机或鼓风机的电机冷却结构 |
| JP7092234B1 (ja) * | 2021-05-19 | 2022-06-28 | 株式会社明電舎 | ハイブリッド励磁式回転電機 |
| WO2022244398A1 (ja) * | 2021-05-19 | 2022-11-24 | 株式会社明電舎 | ハイブリッド励磁式回転電機 |
| CN115514119A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-23 | 中国核动力研究设计院 | 一种超临界二氧化碳发电系统中的孔状定子结构 |
| CN115514119B (zh) * | 2022-10-19 | 2024-01-23 | 中国核动力研究设计院 | 一种超临界二氧化碳发电系统中的孔状定子结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2494200A (en) | Electric machine | |
| US4536672A (en) | Flat type rotary electric machine | |
| US4547688A (en) | Dynamoelectric machine with rotor ventilation system including prewhirl inlet guide vanes | |
| JPS5914968B2 (ja) | 回転電機の通風冷却装置 | |
| JPS5952622B2 (ja) | ガス冷却式電気機械 | |
| JP2003523157A (ja) | 同心コイルロータを備えた機械のための直接ガス冷却式縦流／横流コイル端通気方式 | |
| US6617717B2 (en) | Alternator | |
| GB1306711A (en) | Dynamo-electric machines having salient pole rotors and low loss ventilation | |
| JPH08340653A (ja) | 回転電機の回転子 | |
| US3784851A (en) | Ventillating arrangement for dynamo-electric machines | |
| JPH05153743A (ja) | 回転電機の冷却方法と装置 | |
| CA1288795C (en) | Cooling arrangement for a dc motor | |
| JPH08275421A (ja) | 回転電機のロータ構造 | |
| US4039871A (en) | Cooling device for use in a low inertia electric motor | |
| EP0133571A2 (en) | Flat type rotary electric machine | |
| JP2006074866A (ja) | 回転電機 | |
| JPS6026502Y2 (ja) | 回転電機の回転子 | |
| EP4165753A1 (en) | Air flow control apparatus | |
| JP2002171731A (ja) | ランデル型ロータを有するタンデム式回転電機 | |
| US2381296A (en) | Direct-current dynamoelectric machine and ventilating system therefor | |
| JPH0993868A (ja) | 車両用主電動機 | |
| JPH10229653A (ja) | 回転電機の通風冷却構造 | |
| JPH0746045Y2 (ja) | 回転電機の回転子 | |
| JPH04351439A (ja) | 回転電機 | |
| JPH02133049A (ja) | 回転電機の回転子 |