JPH07231592A - 回転電機の突極形回転子 - Google Patents
回転電機の突極形回転子Info
- Publication number
- JPH07231592A JPH07231592A JP6017097A JP1709794A JPH07231592A JP H07231592 A JPH07231592 A JP H07231592A JP 6017097 A JP6017097 A JP 6017097A JP 1709794 A JP1709794 A JP 1709794A JP H07231592 A JPH07231592 A JP H07231592A
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- Japan
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- rotor
- field winding
- pole
- surge voltage
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】固定子鉄心に設けられたスロット内に電機子巻
線が配置されて成る固定子に対向配置され、回転子継鉄
の半径方向に突出した積層磁極鉄心に絶縁カラーを介し
て界磁巻線が巻装，固定され、積層磁極鉄心の外周面近
傍に設けた複数個のスロット内にダンパバーを施して成
る回転電機の突極形回転子において、界磁巻線と積層磁
極鉄心の間にあり、回転子の径方向および周方向から界
磁巻線に移行するサージ電圧を抑制する導電材を設け
る。 【効果】電機子巻線に生じたサージ電圧が径方向および
周方向から界磁巻線に移行しようとするのを、磁極鉄心
と界磁巻線の間に設けた導電材によって抑制し、界磁巻
線の層間短絡および絶縁破壊を防ぐ。
線が配置されて成る固定子に対向配置され、回転子継鉄
の半径方向に突出した積層磁極鉄心に絶縁カラーを介し
て界磁巻線が巻装，固定され、積層磁極鉄心の外周面近
傍に設けた複数個のスロット内にダンパバーを施して成
る回転電機の突極形回転子において、界磁巻線と積層磁
極鉄心の間にあり、回転子の径方向および周方向から界
磁巻線に移行するサージ電圧を抑制する導電材を設け
る。 【効果】電機子巻線に生じたサージ電圧が径方向および
周方向から界磁巻線に移行しようとするのを、磁極鉄心
と界磁巻線の間に設けた導電材によって抑制し、界磁巻
線の層間短絡および絶縁破壊を防ぐ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転電機の突極形回転子
に係り、特に、水車発電機等の回転子のように、磁極鉄
心が径方向に突出して形成される回転電機の突極形回転
子に関する。
に係り、特に、水車発電機等の回転子のように、磁極鉄
心が径方向に突出して形成される回転電機の突極形回転
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の回転電機、例えば水車発電機は、
回転子に励磁電源から直流電源を受けて発電機を励磁す
る界磁巻線と、固定子に電気的な出力を取り出す電機子
巻線が設けられている。水車発電機のような突極形回転
子の場合には、界磁巻線は回転子継鉄の半径方向に突出
した積層磁極鉄心に絶縁カラーを介して、集中巻で施さ
れている。
回転子に励磁電源から直流電源を受けて発電機を励磁す
る界磁巻線と、固定子に電気的な出力を取り出す電機子
巻線が設けられている。水車発電機のような突極形回転
子の場合には、界磁巻線は回転子継鉄の半径方向に突出
した積層磁極鉄心に絶縁カラーを介して、集中巻で施さ
れている。
【０００３】電力系統において急変があると、電磁過渡
現象を生じ、この過渡現象により電力系統にサージ電圧
(異常電圧)が発生する。このサージ電圧は急しゅんな過
電圧であり、系統から発電機に侵入し、電機子巻線を経
て回転子に移行する。
現象を生じ、この過渡現象により電力系統にサージ電圧
(異常電圧)が発生する。このサージ電圧は急しゅんな過
電圧であり、系統から発電機に侵入し、電機子巻線を経
て回転子に移行する。
【０００４】そこで、このような問題点を解決するた
め、特公昭60−34340 号公報に記載されているように、
一般に、発電機では、このような非同期成分であるサー
ジ電圧から回転子を保護するために、回転子に数個のス
ロットを設け、これに銅棒あるいは黄銅棒を挿入し、そ
の両端を端絡環にろう付けして、各極を接続したダンパ
バーを施す。このダンパバーに、電磁誘導により電流を
導くことによって、急激な磁場変動を抑制する方法が提
案されている。
め、特公昭60−34340 号公報に記載されているように、
一般に、発電機では、このような非同期成分であるサー
ジ電圧から回転子を保護するために、回転子に数個のス
ロットを設け、これに銅棒あるいは黄銅棒を挿入し、そ
の両端を端絡環にろう付けして、各極を接続したダンパ
バーを施す。このダンパバーに、電磁誘導により電流を
導くことによって、急激な磁場変動を抑制する方法が提
案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、逆
相回転磁界のような定常的な非同期磁場についての補償
は可能であるが、サージ電圧により生じる非定常の非同
期磁場については完全には補償できず、界磁巻線が層間
短絡し、絶縁破壊が生じるという問題があった。本発明
の目的は、サージ電圧のような非定常の非同期成分を抑
制して界磁巻線の層間短絡を防止し、絶縁破壊に至るこ
とのない発電機の突極形回転子を提供することにある。
相回転磁界のような定常的な非同期磁場についての補償
は可能であるが、サージ電圧により生じる非定常の非同
期磁場については完全には補償できず、界磁巻線が層間
短絡し、絶縁破壊が生じるという問題があった。本発明
の目的は、サージ電圧のような非定常の非同期成分を抑
制して界磁巻線の層間短絡を防止し、絶縁破壊に至るこ
とのない発電機の突極形回転子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】固定子鉄心に設けられた
スロット内に電機子巻線が配置されて成る固定子に対向
配置され、回転子継鉄の半径方向に突出した積層磁極鉄
心に絶縁カラーを介して界磁巻線が巻装，固定され、該
積層磁極鉄心の外周面近傍に設けた複数個のスロット内
にダンパバーを施して成る回転電機の突極形回転子にお
いて、界磁巻線と積層磁極鉄心の間に、回転子の径方向
および周方向から界磁巻線に移行するサージ電圧を抑制
する導電材を設けた突極形回転子を構成することによっ
て、所期の目的を達成するようにした。
スロット内に電機子巻線が配置されて成る固定子に対向
配置され、回転子継鉄の半径方向に突出した積層磁極鉄
心に絶縁カラーを介して界磁巻線が巻装，固定され、該
積層磁極鉄心の外周面近傍に設けた複数個のスロット内
にダンパバーを施して成る回転電機の突極形回転子にお
いて、界磁巻線と積層磁極鉄心の間に、回転子の径方向
および周方向から界磁巻線に移行するサージ電圧を抑制
する導電材を設けた突極形回転子を構成することによっ
て、所期の目的を達成するようにした。
【０００７】
【作用】ダンパバーを設けることにより、定常的な非同
期成分を抑制することは可能であるが、サージ電圧のよ
うな非定常な非同期成分はダンパバーだけでは抑制する
ことができず、磁極片周方向端部から界磁巻線に移行し
て、層間短絡し、絶縁破壊が生じるということを見出し
た。本発明は、回転子の径方向および周方向から界磁巻
線に移行するサージ電圧を抑制するように、界磁極の積
層磁極鉄心と界磁巻線との間に導電材を、磁極鉄心を囲
繞するように配置した。したがって、界磁巻線を非定常
な非同期成分から完全に保護することができるため、界
磁巻線の層間短絡を防止することができる。
期成分を抑制することは可能であるが、サージ電圧のよ
うな非定常な非同期成分はダンパバーだけでは抑制する
ことができず、磁極片周方向端部から界磁巻線に移行し
て、層間短絡し、絶縁破壊が生じるということを見出し
た。本発明は、回転子の径方向および周方向から界磁巻
線に移行するサージ電圧を抑制するように、界磁極の積
層磁極鉄心と界磁巻線との間に導電材を、磁極鉄心を囲
繞するように配置した。したがって、界磁巻線を非定常
な非同期成分から完全に保護することができるため、界
磁巻線の層間短絡を防止することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
説明する。
【０００９】図１に本発明の一実施例を示す突極形回転
子の磁極断面、図２に本発明に係る突極機の構造の断面
について示す。
子の磁極断面、図２に本発明に係る突極機の構造の断面
について示す。
【００１０】水車発電機は固定子１と突極形回転子２で
構成され、固定子１には積層鉄心にスロットを設け、電
機子巻線３が施されている。一般に、電機子巻線３は小
形機では丸銅線、中形機以上では平角銅線を用いて、亀
甲形コイルにしたものが用いられる。そして、電機子巻
線３を押さえるために、スロット頭部にくさび４を挿入
している。突極形回転子２は、磁極鉄心５のタブテール
６を回転子継鉄７の溝に挿入して、くさび(図示せず)を
打ち込んで固定している。また、極数の多い低速機の場
合には、絶縁カラー８(８Ａ，８Ｂ，８Ｃから成る)、リ
テーニングカラー９を介して界磁巻線１０を施してい
る。この界磁巻線１０は、一般に裸銅帯を平打ち巻に
し、ロールあるいはプレスを用いて厚みを均一にそろえ
て形成し、層間絶縁としてアスベスト紙１１などを挟ん
でいる。しかし、極数の多い高速機の場合には、遠心力
による界磁巻線１０の脱落を防止するために、当て板１
２を絶縁カラー８Ａと磁極片１３の間に設けている。こ
こで、界磁巻線１０は直流電流を通電するための巻線で
あり、これらの絶縁カラー８Ａ〜８Ｃおよびアスベスト
紙１３は低圧用の絶縁である。また、磁極鉄心５の磁極
片１３にはスロット１４が設けられていて、スロット１
４に銅棒あるいは黄銅棒を挿入し、その両端を短絡環に
ろう付けして、各極を接続したものがダンパバー１５で
ある。
構成され、固定子１には積層鉄心にスロットを設け、電
機子巻線３が施されている。一般に、電機子巻線３は小
形機では丸銅線、中形機以上では平角銅線を用いて、亀
甲形コイルにしたものが用いられる。そして、電機子巻
線３を押さえるために、スロット頭部にくさび４を挿入
している。突極形回転子２は、磁極鉄心５のタブテール
６を回転子継鉄７の溝に挿入して、くさび(図示せず)を
打ち込んで固定している。また、極数の多い低速機の場
合には、絶縁カラー８(８Ａ，８Ｂ，８Ｃから成る)、リ
テーニングカラー９を介して界磁巻線１０を施してい
る。この界磁巻線１０は、一般に裸銅帯を平打ち巻に
し、ロールあるいはプレスを用いて厚みを均一にそろえ
て形成し、層間絶縁としてアスベスト紙１１などを挟ん
でいる。しかし、極数の多い高速機の場合には、遠心力
による界磁巻線１０の脱落を防止するために、当て板１
２を絶縁カラー８Ａと磁極片１３の間に設けている。こ
こで、界磁巻線１０は直流電流を通電するための巻線で
あり、これらの絶縁カラー８Ａ〜８Ｃおよびアスベスト
紙１３は低圧用の絶縁である。また、磁極鉄心５の磁極
片１３にはスロット１４が設けられていて、スロット１
４に銅棒あるいは黄銅棒を挿入し、その両端を短絡環に
ろう付けして、各極を接続したものがダンパバー１５で
ある。
【００１１】例えば、発電機の電機子巻線３において、
各相の負荷状態が異なる不平衡負荷時には、電機子電流
のアンバランスにより、発電機機内には非同期磁界成分
となる逆相回転磁界が発生する。このような逆相回転磁
界が発生すると、回転子の各導体部に渦電流が誘起さ
れ、回転子２の各部の温度が許容範囲以上に上昇する。
したがって、磁極鉄心５の軸方向に流れる電流をダンパ
バー１５に導くことによって、逆相回転磁界を抑制し、
回転子２の磁極鉄心５を保護している。
各相の負荷状態が異なる不平衡負荷時には、電機子電流
のアンバランスにより、発電機機内には非同期磁界成分
となる逆相回転磁界が発生する。このような逆相回転磁
界が発生すると、回転子の各導体部に渦電流が誘起さ
れ、回転子２の各部の温度が許容範囲以上に上昇する。
したがって、磁極鉄心５の軸方向に流れる電流をダンパ
バー１５に導くことによって、逆相回転磁界を抑制し、
回転子２の磁極鉄心５を保護している。
【００１２】このように逆相成分のような定常的な非同
期成分については補償できるが、突極形回転子は磁極鉄
心５の形状が、界磁巻線１０を施すために径方向に突出
しているため、磁極鉄心５の機械的な問題から磁極片１
３の周方向端部にはダンパバーを設けることができず、
サージ電圧のような非定常の非同期成分については、磁
極片１３の端部では完全には抑制することができない。
これは、不平衡負荷時に発生する逆相回転磁界のような
非同期成分は小さく、また突極形回転子２は積層鉄心で
あるため問題とならないが、サージ電圧のような急しゅ
んな過電圧が電機子巻線３を経て回転子２に移行しよう
とした場合、ダンパバー１５を設けることができない磁
極片１３の端部では、電機子巻線３に発生したサージ電
圧を抑制できないためである。したがって、磁極片１３
の端部からサージ電圧は界磁側に移行して、界磁巻線１
０の絶縁は低圧用であるため層間短絡し、絶縁破壊に至
る。
期成分については補償できるが、突極形回転子は磁極鉄
心５の形状が、界磁巻線１０を施すために径方向に突出
しているため、磁極鉄心５の機械的な問題から磁極片１
３の周方向端部にはダンパバーを設けることができず、
サージ電圧のような非定常の非同期成分については、磁
極片１３の端部では完全には抑制することができない。
これは、不平衡負荷時に発生する逆相回転磁界のような
非同期成分は小さく、また突極形回転子２は積層鉄心で
あるため問題とならないが、サージ電圧のような急しゅ
んな過電圧が電機子巻線３を経て回転子２に移行しよう
とした場合、ダンパバー１５を設けることができない磁
極片１３の端部では、電機子巻線３に発生したサージ電
圧を抑制できないためである。したがって、磁極片１３
の端部からサージ電圧は界磁側に移行して、界磁巻線１
０の絶縁は低圧用であるため層間短絡し、絶縁破壊に至
る。
【００１３】また、高速機の場合には、磁極鉄心５から
界磁巻線１０が脱落しないために、当て板１２を磁極片
１３と界磁巻線１０の間に設けているが、当て板１２に
はステンレスなどの導電材が用いられている。したがっ
て、当て板１２はダンパバー１５と同様の機能を持つこ
とになり、図中の破線Ｐで示した矢印のように径方向か
ら界磁巻線１０に移行するサージ電圧を抑制するには効
果がある。
界磁巻線１０が脱落しないために、当て板１２を磁極片
１３と界磁巻線１０の間に設けているが、当て板１２に
はステンレスなどの導電材が用いられている。したがっ
て、当て板１２はダンパバー１５と同様の機能を持つこ
とになり、図中の破線Ｐで示した矢印のように径方向か
ら界磁巻線１０に移行するサージ電圧を抑制するには効
果がある。
【００１４】しかし、電機子側から界磁側に移行するサ
ージ電圧には、径方向から移行するものと、図中の実線
Ｑの矢印で示したように周方向から界磁巻線１０に移行
するものとがあることを見出した。よって、磁極鉄心５
と界磁巻線１０との間に、磁極鉄心５を囲繞するよう
に、絶縁カラー８Ｄを介してＬ形の導電材１６を設け
る。したがって、導電材１６はダンパバー１５と同様の
作用をするため、磁極片１３の周方向端部から界磁側に
移行しようとするサージ電圧を抑制して、界磁巻線１０
の層間短絡を防止し、絶縁破壊に至らないようにするこ
とができる。
ージ電圧には、径方向から移行するものと、図中の実線
Ｑの矢印で示したように周方向から界磁巻線１０に移行
するものとがあることを見出した。よって、磁極鉄心５
と界磁巻線１０との間に、磁極鉄心５を囲繞するよう
に、絶縁カラー８Ｄを介してＬ形の導電材１６を設け
る。したがって、導電材１６はダンパバー１５と同様の
作用をするため、磁極片１３の周方向端部から界磁側に
移行しようとするサージ電圧を抑制して、界磁巻線１０
の層間短絡を防止し、絶縁破壊に至らないようにするこ
とができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、電機子巻線に生じたサ
ージ電圧が径方向および周方向から界磁巻線に移行しよ
うとするのを、磁極鉄心と界磁巻線の間に設けたＬ形の
導電材によって抑制できるため、界磁巻線の層間短絡お
よび絶縁破壊を防止することができる。
ージ電圧が径方向および周方向から界磁巻線に移行しよ
うとするのを、磁極鉄心と界磁巻線の間に設けたＬ形の
導電材によって抑制できるため、界磁巻線の層間短絡お
よび絶縁破壊を防止することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す突極形回転子の磁極の
断面図。
断面図。
【図２】本発明の突極機の構造の断面図。
５…磁極鉄心、６…タブテール、７…回転子継鉄、８…
絶縁カラー、９…リテーニングカラー、１０…界磁巻
線、１３…磁極片、１４…ダンパバー用スロット、１５
…ダンパバー、１６…導電材。
絶縁カラー、９…リテーニングカラー、１０…界磁巻
線、１３…磁極片、１４…ダンパバー用スロット、１５
…ダンパバー、１６…導電材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 身佳 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 岡 潔 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (4)
- 【請求項１】固定子鉄心に設けられたスロット内に電機
子巻線が配置されて成る固定子に対向配置され、回転子
継鉄の半径方向に突出した積層磁極鉄心に絶縁カラーを
介して界磁巻線が巻装，固定され、前記積層磁極鉄心の
外周面近傍に設けた複数個のスロット内にダンパバーを
施して成る回転電機の突極形回転子において、 前記界磁巻線と前記積層磁極鉄心の間にあり、前記回転
子の径方向および周方向から前記界磁巻線に移行するサ
ージ電圧を抑制する導電材を設けたことを特徴とする回
転電機の突極形回転子。 - 【請求項２】請求項１において、前記サージ電圧を抑制
する導電材がＬ形断面形状をなす回転電機の突極形回転
子。 - 【請求項３】請求項１において、前記サージ電圧を抑制
する導電材が前記積層磁極鉄心を囲繞するように設けた
回転電機の突極形回転子。 - 【請求項４】請求項１において、前記サージ電圧を抑制
する導電材が非磁性体で構成されている回転電機の突極
形回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6017097A JPH07231592A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 回転電機の突極形回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6017097A JPH07231592A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 回転電機の突極形回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07231592A true JPH07231592A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=11934510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6017097A Pending JPH07231592A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 回転電機の突極形回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07231592A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000046898A1 (fr) * | 1999-02-05 | 2000-08-10 | Seiko Epson Corporation | Circuit magnetique, generateur d'energie et dispositif electronique le contenant |
| WO2003055036A1 (en) * | 2001-11-23 | 2003-07-03 | Jan Jamali | A synchronous machine, especially hydro power genarator |
-
1994
- 1994-02-14 JP JP6017097A patent/JPH07231592A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000046898A1 (fr) * | 1999-02-05 | 2000-08-10 | Seiko Epson Corporation | Circuit magnetique, generateur d'energie et dispositif electronique le contenant |
| US6800983B1 (en) * | 1999-02-05 | 2004-10-05 | Seiko Epson Corporation | Magnetic circuit structure, and power-generating device and electronic device using the same |
| WO2003055036A1 (en) * | 2001-11-23 | 2003-07-03 | Jan Jamali | A synchronous machine, especially hydro power genarator |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050527 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060711 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061107 |