JPH07123644A - 乾式水中形電動機の冷却構造 - Google Patents
乾式水中形電動機の冷却構造Info
- Publication number
- JPH07123644A JPH07123644A JP27033293A JP27033293A JPH07123644A JP H07123644 A JPH07123644 A JP H07123644A JP 27033293 A JP27033293 A JP 27033293A JP 27033293 A JP27033293 A JP 27033293A JP H07123644 A JPH07123644 A JP H07123644A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- stator core
- fins
- temperature rise
- dry
- 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
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- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 特に小型化する場合に電動機の温度上昇を低
減する。 【構成】 フレーム６の固定子鉄心１が位置する部分
（小径部６ａ）の内周に複数のフィン１５ａを、固定子
鉄心１の位置しない部分（大径部６ｂ）の内周に複数の
フィン１５ｂをそれぞれ突設する。
減する。 【構成】 フレーム６の固定子鉄心１が位置する部分
（小径部６ａ）の内周に複数のフィン１５ａを、固定子
鉄心１の位置しない部分（大径部６ｂ）の内周に複数の
フィン１５ｂをそれぞれ突設する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポンプ羽根により揚水
された水をフレームの外周に設けた冷却水路に流す乾式
水中形電動機の冷却構造に関する。
された水をフレームの外周に設けた冷却水路に流す乾式
水中形電動機の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】水中形電動機は、電動機の周囲に常時電
動機の冷却用として水を使用することができる。この冷
却用の水を効果的に使用することで、電動機として最も
重要な課題である温度上昇を規定値以内に抑え、更に小
型化を進める場合でも温度上昇が満足できるように種々
技術的検討、開発が進められている。冷却媒体が水の場
合、一般的な使用環境での空気の場合に比べ、発熱部か
らの熱伝達率をはるかに大きくとることができる。水中
形電動機では、空気を冷却媒体とするときよりマシンサ
イズを小さくすることができる。水中形電動機には、内
部に水を封入する湿式水中形電動機と、内部に水が入ら
ないように外被部分で密封し、内部に空気を封入する乾
式水中形電動機とがある。
動機の冷却用として水を使用することができる。この冷
却用の水を効果的に使用することで、電動機として最も
重要な課題である温度上昇を規定値以内に抑え、更に小
型化を進める場合でも温度上昇が満足できるように種々
技術的検討、開発が進められている。冷却媒体が水の場
合、一般的な使用環境での空気の場合に比べ、発熱部か
らの熱伝達率をはるかに大きくとることができる。水中
形電動機では、空気を冷却媒体とするときよりマシンサ
イズを小さくすることができる。水中形電動機には、内
部に水を封入する湿式水中形電動機と、内部に水が入ら
ないように外被部分で密封し、内部に空気を封入する乾
式水中形電動機とがある。
【０００３】この乾式水中形電動機の代表的な構造を図
５に示す。固定子鉄心１の内周側に近い部分には、図示
しない複数の溝が形成され、これらの溝には固定子コイ
ル２が設けられている。なお、符号２ａは固定子コイル
エンド部である。それらの固定子鉄心１、コイル２及び
コイルエンド部は円筒状のフレーム６Ａの内周側に強固
に固定されている。他方、回転子鉄心３の外周側に近い
部分には、図示しない複数の溝が形成され、これらの溝
にはアルミダイキャストにより回転子巻線（かご形巻
線）４が設けられている。この回転子鉄心３の内周側
は、シャフト１１に焼ばめ等により強固に固定され、シ
ャフト１１の上下部は、軸受１２、１３を介してフレー
ム６Ａに固設されたエンドブラケット８、９に回転自在
に支持されている。このシャフト１１の下端には、ポン
プ羽根１４が設けられ、電動機の回転により揚水するよ
うになっている。なお、固定子鉄心１の内径側と回転子
鉄心３の外周側との間には、空隙δ（図６）が設けられ
ている。
５に示す。固定子鉄心１の内周側に近い部分には、図示
しない複数の溝が形成され、これらの溝には固定子コイ
ル２が設けられている。なお、符号２ａは固定子コイル
エンド部である。それらの固定子鉄心１、コイル２及び
コイルエンド部は円筒状のフレーム６Ａの内周側に強固
に固定されている。他方、回転子鉄心３の外周側に近い
部分には、図示しない複数の溝が形成され、これらの溝
にはアルミダイキャストにより回転子巻線（かご形巻
線）４が設けられている。この回転子鉄心３の内周側
は、シャフト１１に焼ばめ等により強固に固定され、シ
ャフト１１の上下部は、軸受１２、１３を介してフレー
ム６Ａに固設されたエンドブラケット８、９に回転自在
に支持されている。このシャフト１１の下端には、ポン
プ羽根１４が設けられ、電動機の回転により揚水するよ
うになっている。なお、固定子鉄心１の内径側と回転子
鉄心３の外周側との間には、空隙δ（図６）が設けられ
ている。
【０００４】この電動機に通電して運転すると、回転す
るポンプ羽根１４により揚水された冷却用水１０は矢印
に示すように、フレーム６Ａとウォータジャケット７と
で画成された冷却室Ａを還流する。他方、固定子鉄心１
及びコイル２、コイルエンド部２ａには、それぞれ鉄損
及び銅損の電気損失が発生し、この損失のほとんどが熱
に変る。その熱の移動方向は、内周側より外周側に向け
て放射状に移動し、フレーム６Ａにその大部分が集り、
冷却室Ａ内の冷却用水１０と熱交換が行われる。そし
て、コイルエンド部２ａの発熱は、電動機内部の空気に
接しているために内気方向に放散される。また、回転子
鉄心３は、主に回転子巻線４の部分に２次銅損が発生
し、その熱の一部は空隙δを介して固定子鉄心１側に流
れ、上記の熱交換が行われる。また、一部は回転子巻線
４の両端に設けたフィン５及び回転子鉄心３の側面を通
じ内気側に放熱され、更に一部は回転子鉄心３の内周側
からシャフト１１を介して放熱される。
るポンプ羽根１４により揚水された冷却用水１０は矢印
に示すように、フレーム６Ａとウォータジャケット７と
で画成された冷却室Ａを還流する。他方、固定子鉄心１
及びコイル２、コイルエンド部２ａには、それぞれ鉄損
及び銅損の電気損失が発生し、この損失のほとんどが熱
に変る。その熱の移動方向は、内周側より外周側に向け
て放射状に移動し、フレーム６Ａにその大部分が集り、
冷却室Ａ内の冷却用水１０と熱交換が行われる。そし
て、コイルエンド部２ａの発熱は、電動機内部の空気に
接しているために内気方向に放散される。また、回転子
鉄心３は、主に回転子巻線４の部分に２次銅損が発生
し、その熱の一部は空隙δを介して固定子鉄心１側に流
れ、上記の熱交換が行われる。また、一部は回転子巻線
４の両端に設けたフィン５及び回転子鉄心３の側面を通
じ内気側に放熱され、更に一部は回転子鉄心３の内周側
からシャフト１１を介して放熱される。
【０００５】図６において、フレーム６Ａは円筒状に形
成されている。したがって、このフレーム６Ａの外周部
の表面積Ｓは、フレーム６Ａの外径をＤ、長手方向の長
さをＬとすると、Ｓ＝πＤＬである。同様にフレーム６
Ａの内径をＤ１、固定子鉄心１の積厚（軸方向の長さ）
をＬｇとすると、フレーム６Ａの内周部の表面積Ｓ１
は、Ｓ１＝πＤ１（Ｌ−Ｌｇ）である。
成されている。したがって、このフレーム６Ａの外周部
の表面積Ｓは、フレーム６Ａの外径をＤ、長手方向の長
さをＬとすると、Ｓ＝πＤＬである。同様にフレーム６
Ａの内径をＤ１、固定子鉄心１の積厚（軸方向の長さ）
をＬｇとすると、フレーム６Ａの内周部の表面積Ｓ１
は、Ｓ１＝πＤ１（Ｌ−Ｌｇ）である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにフレーム
６Ａの外周部及び内周部の表面積は、略フレーム６Ａの
外径と長さを決めれば、ほとんどが決ってしまうことに
なる。特に水中形電動機の小型化を進める場合は、内気
の熱放散が内部空気を介し主としてフレーム６Ａの壁面
から行われる。したがって、小型化によるフレーム６Ａ
の外周部表面積の減少及び固定子鉄心１が挿入されてい
る内周部表面積の減少により、電動機の温度上昇が著し
くなる欠点があり、小型化を妨げる。
６Ａの外周部及び内周部の表面積は、略フレーム６Ａの
外径と長さを決めれば、ほとんどが決ってしまうことに
なる。特に水中形電動機の小型化を進める場合は、内気
の熱放散が内部空気を介し主としてフレーム６Ａの壁面
から行われる。したがって、小型化によるフレーム６Ａ
の外周部表面積の減少及び固定子鉄心１が挿入されてい
る内周部表面積の減少により、電動機の温度上昇が著し
くなる欠点があり、小型化を妨げる。
【０００７】本発明は、特に小型化する場合に電動機の
温度上昇を低減する乾式水中形電動機の冷却構造を提供
することを目的としている。
温度上昇を低減する乾式水中形電動機の冷却構造を提供
することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ポンプ
羽根により揚水された水をフレームの外周に設けた冷却
水路に流す乾式水中形電動機の冷却構造において、前記
フレームを鋳鉄又は鋼板溶接構造とし、固定子鉄心が位
置する外周部に複数の凸型フィンを、該固定子鉄心が位
置しない内周部に複数の凸型フィンをそれぞれ一体成形
している。
羽根により揚水された水をフレームの外周に設けた冷却
水路に流す乾式水中形電動機の冷却構造において、前記
フレームを鋳鉄又は鋼板溶接構造とし、固定子鉄心が位
置する外周部に複数の凸型フィンを、該固定子鉄心が位
置しない内周部に複数の凸型フィンをそれぞれ一体成形
している。
【０００９】また本発明によれば、ポンプ羽根により揚
水された水をフレームの外周に設けた冷却水路に流す乾
式水中形電動機の冷却構造において、前記フレームを鋳
鉄又は鋼板溶接構造とし、固定子鉄心が位置する外周部
に複数の凸型フィンを一体に成形し、該固定子鉄心が位
置しない内周部に複数の凸型フィンを別材の押し出し等
で別体成形している。
水された水をフレームの外周に設けた冷却水路に流す乾
式水中形電動機の冷却構造において、前記フレームを鋳
鉄又は鋼板溶接構造とし、固定子鉄心が位置する外周部
に複数の凸型フィンを一体に成形し、該固定子鉄心が位
置しない内周部に複数の凸型フィンを別材の押し出し等
で別体成形している。
【００１０】
【作用】上記のように構成された乾式水中形電動機の冷
却構造においては、フレームの外周及び内周には、それ
ぞれフィンが突設されているので、これらの表面積は従
来より格段に大きくなる。したがって、熱交換が効果的
に行われ、温度上昇が低減される。
却構造においては、フレームの外周及び内周には、それ
ぞれフィンが突設されているので、これらの表面積は従
来より格段に大きくなる。したがって、熱交換が効果的
に行われ、温度上昇が低減される。
【００１１】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。なお、これらの図面において、図５に対応する部分
については、同じ符号を付して重複説明を省略する。
る。なお、これらの図面において、図５に対応する部分
については、同じ符号を付して重複説明を省略する。
【００１２】図１ないし図３において、フレーム６は、
鋳鉄又は鋼板溶接構造で形成され、そのフレーム６の固
定子鉄心１が挿入されている部分は、小径部６ａに形成
され、挿入されていない部分は、大径部６ｂに形成され
ている。
鋳鉄又は鋼板溶接構造で形成され、そのフレーム６の固
定子鉄心１が挿入されている部分は、小径部６ａに形成
され、挿入されていない部分は、大径部６ｂに形成され
ている。
【００１３】その小径部には、半径方向外方に向けて複
数（図示の例では２４枚）の外側フィン１５ａが円周等
配に突設されている。そして、大径部６ｂには、半径方
向内方に向けて複数（図示の例では２４枚）の内側フィ
ン１５ｂが円周等配に小径部６ａの内径より若干大径に
突設されている。なお、内側フィン１５ｂは、一体成形
しないで、例えばアルミ押し出し等で成形したものを別
体成形することができる。
数（図示の例では２４枚）の外側フィン１５ａが円周等
配に突設されている。そして、大径部６ｂには、半径方
向内方に向けて複数（図示の例では２４枚）の内側フィ
ン１５ｂが円周等配に小径部６ａの内径より若干大径に
突設されている。なお、内側フィン１５ｂは、一体成形
しないで、例えばアルミ押し出し等で成形したものを別
体成形することができる。
【００１４】次に作用について説明する。
【００１５】電動機内部における熱の流れは、内部から
外部に向けて流れ、フレーム６、エンドブラケット８、
９、シャフト１１から外部に放出される。
外部に向けて流れ、フレーム６、エンドブラケット８、
９、シャフト１１から外部に放出される。
【００１６】特に、固定子鉄心１を介してフレーム６へ
の熱の流れが大きく、フレーム６の外周からの放熱が重
要である。このフレーム６の表面からの熱伝達量は、前
記したように外周面の表面積に比例する。
の熱の流れが大きく、フレーム６の外周からの放熱が重
要である。このフレーム６の表面からの熱伝達量は、前
記したように外周面の表面積に比例する。
【００１７】そのフレーム６の固定子鉄心１の位置する
小径部６ａには、外側フィン１５ａが形成されていて、
従来の表面積に対し、例えば約２倍以上が確保でき、し
たがって、この部分の温度上昇が半分以下に抑えられ
る。
小径部６ａには、外側フィン１５ａが形成されていて、
従来の表面積に対し、例えば約２倍以上が確保でき、し
たがって、この部分の温度上昇が半分以下に抑えられ
る。
【００１８】また、フレーム６の固定子鉄心１が位置し
ていない両端の大径部６ｂには、内側フィン１５ｂが突
設されていて、内気と接する表面積が、従来に対し例え
ば約２倍以上となり、内気（コイルエンド部２ａや回転
子巻線４等からの発熱により昇温した空気）の温度を冷
却面であるフレーム６に伝達する効率が高くなり、内気
の温度上昇が低く抑えられる。
ていない両端の大径部６ｂには、内側フィン１５ｂが突
設されていて、内気と接する表面積が、従来に対し例え
ば約２倍以上となり、内気（コイルエンド部２ａや回転
子巻線４等からの発熱により昇温した空気）の温度を冷
却面であるフレーム６に伝達する効率が高くなり、内気
の温度上昇が低く抑えられる。
【００１９】また、フィン５が遠心ファンとして作用
し、内気を循環する風の流れを形成する。この風がフレ
ーム６の内周面に衝突することで、フレーム６及びフィ
ン１５ｂとの間で熱伝達が行われる。
し、内気を循環する風の流れを形成する。この風がフレ
ーム６の内周面に衝突することで、フレーム６及びフィ
ン１５ｂとの間で熱伝達が行われる。
【００２０】図４には、固定子コイル２の軸方向の上昇
温度分布が示されている。図から本発明の分布Ｘは従来
装置の分布Ｙに対して各部とも約６〜１０℃の温度上昇
の低減効果があることが判る。なお、内周面凸型フィン
は固定子鉄心１を挟み、図１では左右に設けているが必
要性に応じ一方だけに設けることも効果がある。
温度分布が示されている。図から本発明の分布Ｘは従来
装置の分布Ｙに対して各部とも約６〜１０℃の温度上昇
の低減効果があることが判る。なお、内周面凸型フィン
は固定子鉄心１を挟み、図１では左右に設けているが必
要性に応じ一方だけに設けることも効果がある。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、フレームの表面積を大きくし、特に小型化
する場合に電動機の温度上昇を低減することができる。
ているので、フレームの表面積を大きくし、特に小型化
する場合に電動機の温度上昇を低減することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す側断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図４】本発明の効果を示す固定子コイルの軸方向各部
の上昇温度分布図。
の上昇温度分布図。
【図５】従来の乾式水中形電動機を示す側断面図。
【図６】図５のフレーム回りを示す側断面図。
Ａ・・・冷却室 １・・・固定子鉄心 ２・・・固定子コイル ２ａ・・・固定子コイルエンド部 ３・・・回転子鉄心 ４・・・回転子巻線 ５・・・フィン ６、６Ａ・・・フレーム ６ａ・・・小径部 ６ｂ・・・大径部 ７・・・ウォータジャケット ８、９・・・エンドブラケット １０・・・冷却用水 １１・・・シャフト １２、１３・・・軸受 １４・・・ポンプ羽根 １５ａ・・・外側フィン １５ｂ・・・内側フィン
Claims (2)
- 【請求項１】 ポンプ羽根により揚水された水をフレー
ムの外周に設けた冷却水路に流す乾式水中形電動機の冷
却構造において、前記フレームを鋳鉄又は鋼板溶接構造
とし、固定子鉄心が位置する外周部に複数の凸型フィン
を、該固定子鉄心が位置しない内周部に複数の凸型フィ
ンをそれぞれ一体成形したことを特徴とする乾式水中形
電動機の冷却構造。 - 【請求項２】 ポンプ羽根により揚水された水をフレー
ムの外周に設けた冷却水路に流す乾式水中形電動機の冷
却構造において、前記フレームを鋳鉄又は鋼板溶接構造
とし、固定子鉄心が位置する外周部に複数の凸型フィン
を一体に成形し、該固定子鉄心が位置しない内周部に複
数の凸型フィンを別材の押し出し等で別体成形したこと
を特徴とする乾式水中形電動機の冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27033293A JPH07123644A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 乾式水中形電動機の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27033293A JPH07123644A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 乾式水中形電動機の冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07123644A true JPH07123644A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17484788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27033293A Pending JPH07123644A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 乾式水中形電動機の冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07123644A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0899853A1 (de) * | 1997-08-26 | 1999-03-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Ständergehäuse eines Elektromotors |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP27033293A patent/JPH07123644A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0899853A1 (de) * | 1997-08-26 | 1999-03-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Ständergehäuse eines Elektromotors |
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