JPH0819217A - 全閉外扇形回転電機 - Google Patents
全閉外扇形回転電機Info
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- JPH0819217A JPH0819217A JP14721894A JP14721894A JPH0819217A JP H0819217 A JPH0819217 A JP H0819217A JP 14721894 A JP14721894 A JP 14721894A JP 14721894 A JP14721894 A JP 14721894A JP H0819217 A JPH0819217 A JP H0819217A
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- rib
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- ribs
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Abstract
(57)【要約】
【目的】同一外径Ｄo において、出力を約３０％以上増
大し、換言すれば同一出力において、外径Ｄo を一回り
小さくする。 【構成】電磁気的有効領域１１ｅの外周にリブ要素を一
体にプレス抜きした電気鉄板を積層して円筒状の固定子
鉄心１１にリブ１１ａを形成する。リブ１１ａの隙間Ｂ
と厚さＴを極端に小さくしてリブ１１ａの個数を極端に
増加させる。これにより、リブ１１ａによる固定子鉄心
１１の冷却表面積を極端に増大させる。このとき、薄い
リブの高さは低くてよい。この分を電磁気的有効領域１
１ｅの増大に配分し、リブ１１ａの先端の直径Ｄo を一
定のまま出力を増大させる。
大し、換言すれば同一出力において、外径Ｄo を一回り
小さくする。 【構成】電磁気的有効領域１１ｅの外周にリブ要素を一
体にプレス抜きした電気鉄板を積層して円筒状の固定子
鉄心１１にリブ１１ａを形成する。リブ１１ａの隙間Ｂ
と厚さＴを極端に小さくしてリブ１１ａの個数を極端に
増加させる。これにより、リブ１１ａによる固定子鉄心
１１の冷却表面積を極端に増大させる。このとき、薄い
リブの高さは低くてよい。この分を電磁気的有効領域１
１ｅの増大に配分し、リブ１１ａの先端の直径Ｄo を一
定のまま出力を増大させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自力外扇又は他力外
扇を持つ全閉外扇形回転電機の固定子の冷却に関する。
扇を持つ全閉外扇形回転電機の固定子の冷却に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来例１を示す図９の固定子の要
部正面図、図９は図８の電機の半断面図であり、図１０
は従来例２を示す図１１の固定子の要部正面図、図１１
は図１０の電機の半断面図である。以下、各図において
同一符号をつけるものはおよそ同一部材などであり、重
複説明を省くこともある。
部正面図、図９は図８の電機の半断面図であり、図１０
は従来例２を示す図１１の固定子の要部正面図、図１１
は図１０の電機の半断面図である。以下、各図において
同一符号をつけるものはおよそ同一部材などであり、重
複説明を省くこともある。
【０００３】図９は最も標準的な２．２ｋＷ、４Ｐ、３
φ−２００Ｖの電動機を示し、リブ１ａを持つフレーム
１に固定される固定子２と、固定子２の内側に空隙を介
して配置される回転子３と、この回転子３を固定する軸
４を軸受５を介して支承して前記フレーム１に取付けら
れるブラケット６ａ、６ｂと、軸４に取付けた外扇７を
覆うカバー８とからなる。
φ−２００Ｖの電動機を示し、リブ１ａを持つフレーム
１に固定される固定子２と、固定子２の内側に空隙を介
して配置される回転子３と、この回転子３を固定する軸
４を軸受５を介して支承して前記フレーム１に取付けら
れるブラケット６ａ、６ｂと、軸４に取付けた外扇７を
覆うカバー８とからなる。
【０００４】図８において固定子の要部の実寸法が示さ
れ、リブ１ａの先端の直径Ｄo ＝２００ｍｍ、電磁気的
有効領域２ｅの有効直径Ｄe ＝１６０ｍｍ、有効直径率
ｘ＝Ｄe ／Ｄo ＝０．８、リブの高さの半分の位置の隣
のリブとの隙間Ｂ＝１３．６ｍｍ（比率ｂ＝Ｂ／Ｄe ＝
１３．６／１６０＝０．０８５）、リブの高さの半分の
位置のリブの厚さＴ＝２．５ｍｍであり、リブ個数ｎ＝
３６、フレーム１の軸方向単位長さ（ｍｍ）あたりの冷
却表面積ｓ＝１６０９ｍｍ2 である。
れ、リブ１ａの先端の直径Ｄo ＝２００ｍｍ、電磁気的
有効領域２ｅの有効直径Ｄe ＝１６０ｍｍ、有効直径率
ｘ＝Ｄe ／Ｄo ＝０．８、リブの高さの半分の位置の隣
のリブとの隙間Ｂ＝１３．６ｍｍ（比率ｂ＝Ｂ／Ｄe ＝
１３．６／１６０＝０．０８５）、リブの高さの半分の
位置のリブの厚さＴ＝２．５ｍｍであり、リブ個数ｎ＝
３６、フレーム１の軸方向単位長さ（ｍｍ）あたりの冷
却表面積ｓ＝１６０９ｍｍ2 である。
【０００５】図１１は工作機械用の電動機の一例を示
し、電磁気的有効領域２ｅの外周にリブ要素を一体にプ
レス抜きした電気鉄板を積層して円筒状の固定子鉄心に
リブ２ａを形成する。ブラケット６ｃ、６ｄが固定子に
対応する形状を持ち、他は図９とおよそ同一である。図
１０において固定子の要部の実寸法が示され、リブ個数
は少なく、有効直径率ｘ＝Ｄe ／Ｄo ≒０．８、リブの
隙間Ｂ＝１８〜２３ｍｍ（比率ｂ＝Ｂ／Ｄe＝０．０９
８〜０．１２５）、軸方向単位長さ（ｍｍ）あたりの冷
却表面積ｓ＝２０２４ｍｍ2 である。
し、電磁気的有効領域２ｅの外周にリブ要素を一体にプ
レス抜きした電気鉄板を積層して円筒状の固定子鉄心に
リブ２ａを形成する。ブラケット６ｃ、６ｄが固定子に
対応する形状を持ち、他は図９とおよそ同一である。図
１０において固定子の要部の実寸法が示され、リブ個数
は少なく、有効直径率ｘ＝Ｄe ／Ｄo ≒０．８、リブの
隙間Ｂ＝１８〜２３ｍｍ（比率ｂ＝Ｂ／Ｄe＝０．０９
８〜０．１２５）、軸方向単位長さ（ｍｍ）あたりの冷
却表面積ｓ＝２０２４ｍｍ2 である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記の２従来例におい
て、固定子の有効直径率ｘ、リブの隙間Ｂ（比率ｂ）
は、数十年以来慣習的な数値を採用し、ｘ≒０．８と小
さく、回転電機のスペースに大きく関係する外径Ｄo の
割りに出力を大きく規定するＤe （出力はＤe 3 に比例
する）が小さい。また冷却能力に大きく関係するｂ≒
０．０８５〜０．１２５と大きい。そして、ｘやｂは、
外径Ｄo の基準となる大きさの約±５０％のものに、設
計上の相似則を適用するのが一般である。
て、固定子の有効直径率ｘ、リブの隙間Ｂ（比率ｂ）
は、数十年以来慣習的な数値を採用し、ｘ≒０．８と小
さく、回転電機のスペースに大きく関係する外径Ｄo の
割りに出力を大きく規定するＤe （出力はＤe 3 に比例
する）が小さい。また冷却能力に大きく関係するｂ≒
０．０８５〜０．１２５と大きい。そして、ｘやｂは、
外径Ｄo の基準となる大きさの約±５０％のものに、設
計上の相似則を適用するのが一般である。
【０００７】この発明の目的は、同一外径Ｄo におい
て、出力を約３０％以上増大し、換言すれば同一出力に
おいて、外径Ｄo を一回り小さくでき、基準となる外径
Ｄo の約±５０％のものに、設計上の相似則を適用でき
る全閉外扇形回転電機を提供することにある。
て、出力を約３０％以上増大し、換言すれば同一出力に
おいて、外径Ｄo を一回り小さくでき、基準となる外径
Ｄo の約±５０％のものに、設計上の相似則を適用でき
る全閉外扇形回転電機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明１の全閉外扇形回転
電機は、電磁気的有効領域の外周にリブ要素を一体にプ
レス抜きした電気鉄板を積層して円筒状の固定子鉄心に
リブを形成する全閉外扇形回転電機において、リブの先
端の直径をＤo 、電磁気的有効領域の有効直径をＤe 、
有効直径率ｘ＝Ｄe ／Ｄo 、リブの高さの半分の位置の
隣のリブとの隙間をＢ、リブの高さの半分の位置のリブ
の厚さをＴとしたとき、 １００≦Ｄo ≦３００、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ とするものである。
電機は、電磁気的有効領域の外周にリブ要素を一体にプ
レス抜きした電気鉄板を積層して円筒状の固定子鉄心に
リブを形成する全閉外扇形回転電機において、リブの先
端の直径をＤo 、電磁気的有効領域の有効直径をＤe 、
有効直径率ｘ＝Ｄe ／Ｄo 、リブの高さの半分の位置の
隣のリブとの隙間をＢ、リブの高さの半分の位置のリブ
の厚さをＴとしたとき、 １００≦Ｄo ≦３００、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ とするものである。
【０００９】発明２の全閉外扇形回転電機は、電磁気的
有効領域の外周にリブ要素を一体にプレス抜きした電気
鉄板を積層して非円筒の筒状の固定子鉄心にリブを形成
する全閉外扇形回転電機において、全てでｎ個のｉ番目
のリブの先端の半径の２倍をＤoi、その電磁気的有効領
域の有効半径の２倍をＤei、有効直径率ｘ＝Ｄei／
Ｄoi、そのリブの高さの半分の位置の隣のリブとの隙間
をＢi 、そのリブの高さの半分の位置のリブの厚さをＴ
i としたとき、 Ｄo ＝ΣＤoi／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｄe ＝ΣＤei／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｂ＝ΣＢi ／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｔ＝ΣＴi ／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ） とし、 １００≦Ｄo ≦３００、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ とするものである。
有効領域の外周にリブ要素を一体にプレス抜きした電気
鉄板を積層して非円筒の筒状の固定子鉄心にリブを形成
する全閉外扇形回転電機において、全てでｎ個のｉ番目
のリブの先端の半径の２倍をＤoi、その電磁気的有効領
域の有効半径の２倍をＤei、有効直径率ｘ＝Ｄei／
Ｄoi、そのリブの高さの半分の位置の隣のリブとの隙間
をＢi 、そのリブの高さの半分の位置のリブの厚さをＴ
i としたとき、 Ｄo ＝ΣＤoi／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｄe ＝ΣＤei／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｂ＝ΣＢi ／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｔ＝ΣＴi ／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ） とし、 １００≦Ｄo ≦３００、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ とするものである。
【００１０】なお、発明２に円筒状の固定子鉄心の限定
を加えた特殊解が発明１である。発明１又は発明２の要
旨は、リブの隙間と厚さを極端に小さくしてリブの個数
を極端に増加させることにより、リブによる固定子鉄心
の冷却表面積を極端に増大させる。このとき、薄いリブ
の高さは低くてよい。この分を電磁気的有効領域の増大
に配分し、リブの先端の直径を一定のまま出力の増大を
図ろうとするものである。
を加えた特殊解が発明１である。発明１又は発明２の要
旨は、リブの隙間と厚さを極端に小さくしてリブの個数
を極端に増加させることにより、リブによる固定子鉄心
の冷却表面積を極端に増大させる。このとき、薄いリブ
の高さは低くてよい。この分を電磁気的有効領域の増大
に配分し、リブの先端の直径を一定のまま出力の増大を
図ろうとするものである。
【００１１】
【作用】図１と実施例１の解析を参照して発明１の作用
を解析する。発明２の作用は発明１の作用が適用でき
る。図８に示す従来例１の電動機を基準にして、冷却増
大率をｑ、出力増大率をｐとしたとき、ｑ／ｐ≧１なら
ば電動機は温度的に適合する。
を解析する。発明２の作用は発明１の作用が適用でき
る。図８に示す従来例１の電動機を基準にして、冷却増
大率をｑ、出力増大率をｐとしたとき、ｑ／ｐ≧１なら
ば電動機は温度的に適合する。
【００１２】実施例１の解析における式（８）によれ
ば、 である。
ば、 である。
【００１３】式（８）において、Ｋ2(x)＝Ｋ2(0.8)＝一
定と仮定し、Ｔ、Ｂをパラメータとして数値を代入し、
ｘの値の変化に対してｑ／ｐをグラフ化すると、図４の
カーブＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４及びＣ４．５となる。結
論として、ｑ／ｐ≒１の付近では、Ｋ2(x)≒Ｋ2(0.8)の
条件に置くことにより、また、ｑ／ｐ≫１の付近では、
Ｋ2(x)≒Ｋ2(0.8)／（ｑ／ｐ）まで低下させても、いず
れも出力を従来例１のｐ倍に出力を増大できる。
定と仮定し、Ｔ、Ｂをパラメータとして数値を代入し、
ｘの値の変化に対してｑ／ｐをグラフ化すると、図４の
カーブＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４及びＣ４．５となる。結
論として、ｑ／ｐ≒１の付近では、Ｋ2(x)≒Ｋ2(0.8)の
条件に置くことにより、また、ｑ／ｐ≫１の付近では、
Ｋ2(x)≒Ｋ2(0.8)／（ｑ／ｐ）まで低下させても、いず
れも出力を従来例１のｐ倍に出力を増大できる。
【００１４】一般解として、図４から、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ なら、 １．３３≦ｐ≦１．７３ となり、発明の目的を達成する。
【００１５】
【実施例】図１は実施例１の実験機を示す図２の固定子
の要部正面図、図２は図１の電機の半断面図、図３は実
験機の冷却試験装置の構成図であり、図４は実験機の解
析にもとづく、出力増大率曲線図及び冷却増大率／出力
増大率曲線図であり、図５は実施例２の固定子の要部正
面図であり、図６は実施例３の半断面図であり、図７は
実施例４の半断面図である。
の要部正面図、図２は図１の電機の半断面図、図３は実
験機の冷却試験装置の構成図であり、図４は実験機の解
析にもとづく、出力増大率曲線図及び冷却増大率／出力
増大率曲線図であり、図５は実施例２の固定子の要部正
面図であり、図６は実施例３の半断面図であり、図７は
実施例４の半断面図である。
【００１６】図２の実験機は、フレームを持たない。電
磁気的有効領域１１ｅの外周にリブ要素を一体にプレス
抜きした電気鉄板を積層して円筒状の固定子鉄心１１に
リブ１１ａを形成する。この電動機は、リブ１１ａ及び
巻線１２ａを持つ固定子１２と、固定子１２の内側に空
隙を介して配置される回転子３と、この回転子３を固定
する軸４を軸受５を介して支承して前記固定子１２に取
付けられるブラケット１６ａ、１６ｂと、軸４に取付け
た外扇７を覆うカバー８とからなる。
磁気的有効領域１１ｅの外周にリブ要素を一体にプレス
抜きした電気鉄板を積層して円筒状の固定子鉄心１１に
リブ１１ａを形成する。この電動機は、リブ１１ａ及び
巻線１２ａを持つ固定子１２と、固定子１２の内側に空
隙を介して配置される回転子３と、この回転子３を固定
する軸４を軸受５を介して支承して前記固定子１２に取
付けられるブラケット１６ａ、１６ｂと、軸４に取付け
た外扇７を覆うカバー８とからなる。
【００１７】図１において実験機の固定子の要部の実寸
法が示され、諸元を図８の従来例１と比較して下記す
る。比較のためにリブの先端の直径Ｄo を同一にした。 なお、ｘ、ｎ、ｓ以外の単位はｍｍ、ｓは軸方向単位長
さ（ｍｍ）あたりであって単位はｍｍ2 、Ｄe は電磁気
的有効領域の有効直径、Ｂ及びＴはリブの高さＨの半分
の位置の値であり、冷却試験は図２の電動機から外扇７
を外して図３の試験装置で行った。 〔解析〕 出力増大率と冷却増大率との関係 従来例の出力と冷却とに関係する寸法の諸元を大幅に変
えて電動機の新系列を開発する場合、基準となる電動機
の出力を従来例のｐ倍に大きくしたとき、電動機の効率
がほぼ一定ならば、発熱量もｐ倍となる。したがって、
冷却増大率ｑが出力増大率ｐを上回ればよい。この条件
は、基準となる外径Ｄo の約±５０％のものに、設計上
の相似則を適用する。 出力増大率 固定子鉄心が或る寸法範囲、例えば、１００≦Ｄo ≦３
００の電動機において、設計上の相似則を適用すれば、
電動機の出力Ｐは次式で表される。
法が示され、諸元を図８の従来例１と比較して下記す
る。比較のためにリブの先端の直径Ｄo を同一にした。 なお、ｘ、ｎ、ｓ以外の単位はｍｍ、ｓは軸方向単位長
さ（ｍｍ）あたりであって単位はｍｍ2 、Ｄe は電磁気
的有効領域の有効直径、Ｂ及びＴはリブの高さＨの半分
の位置の値であり、冷却試験は図２の電動機から外扇７
を外して図３の試験装置で行った。 〔解析〕 出力増大率と冷却増大率との関係 従来例の出力と冷却とに関係する寸法の諸元を大幅に変
えて電動機の新系列を開発する場合、基準となる電動機
の出力を従来例のｐ倍に大きくしたとき、電動機の効率
がほぼ一定ならば、発熱量もｐ倍となる。したがって、
冷却増大率ｑが出力増大率ｐを上回ればよい。この条件
は、基準となる外径Ｄo の約±５０％のものに、設計上
の相似則を適用する。 出力増大率 固定子鉄心が或る寸法範囲、例えば、１００≦Ｄo ≦３
００の電動機において、設計上の相似則を適用すれば、
電動機の出力Ｐは次式で表される。
【００１８】 Ｐ＝Ｋ1 Ｄe 3 Ｌ ………（１） ここで、Ｋ1 ；相似則を適用したときの一定の定数 Ｄe ；電磁気的有効領域の有効直径 Ｌ ；固定子長さ いま、従来例１のｘ＝Ｄe ／Ｄo ＝０．８を基準に式
（１）を出力増大率ｐで表すと、Ｌが同一のとき、 ｐ＝Ｐ(x) ／Ｐ(0.8) ＝Ｋ1(ｘＤo )3Ｌ／Ｋ1(0.8 Ｄo )3Ｌ ＝（ｘ／0.8 )3 ………（２） すなわち、式（２）は無次元化されてｘに関する単位長
さあたりの出力増大率ｐを与え、グラフ化すると図４の
カーブＡとなる。 冷却増大率 電動機の冷却能力は熱伝導量ＱT であり次式で表され
る。
（１）を出力増大率ｐで表すと、Ｌが同一のとき、 ｐ＝Ｐ(x) ／Ｐ(0.8) ＝Ｋ1(ｘＤo )3Ｌ／Ｋ1(0.8 Ｄo )3Ｌ ＝（ｘ／0.8 )3 ………（２） すなわち、式（２）は無次元化されてｘに関する単位長
さあたりの出力増大率ｐを与え、グラフ化すると図４の
カーブＡとなる。 冷却増大率 電動機の冷却能力は熱伝導量ＱT であり次式で表され
る。
【００１９】 ＱT ＝（α・η1 ・η2 ・η3 ）Ｓ ………（３） ここで、ＱT ；同一温度上昇値内（現実には固定子巻
線）で伝導できる熱量 α ；熱伝達係数 η1 ；リブの形状、材質、表面粗さで定まる係数 η2 ；冷却風の速度、流れの形、比重、比熱、熱伝導率
で定まる係数 η3 ；電動機の発熱部からリブにいたる熱回路の熱抵抗
で定まる係数 Ｓ ；リブなどの冷却全表面積 式（３）の括弧内の諸係数を個別に求めることは解析と
説明をいたずらに複雑にするが、諸係数の合成された数
値は、無数の系列設計を行ってきた製造業者によって容
易に得られる。そこで、固定子鉄心の単位長さあたりに
ついて考えたうえでα・η1 ・η2 ・η3 ＝Ｋ2 と置く
と式（３）は、 Ｑ＝Ｋ2 ｓ ………（４） となる。
線）で伝導できる熱量 α ；熱伝達係数 η1 ；リブの形状、材質、表面粗さで定まる係数 η2 ；冷却風の速度、流れの形、比重、比熱、熱伝導率
で定まる係数 η3 ；電動機の発熱部からリブにいたる熱回路の熱抵抗
で定まる係数 Ｓ ；リブなどの冷却全表面積 式（３）の括弧内の諸係数を個別に求めることは解析と
説明をいたずらに複雑にするが、諸係数の合成された数
値は、無数の系列設計を行ってきた製造業者によって容
易に得られる。そこで、固定子鉄心の単位長さあたりに
ついて考えたうえでα・η1 ・η2 ・η3 ＝Ｋ2 と置く
と式（３）は、 Ｑ＝Ｋ2 ｓ ………（４） となる。
【００２０】ｘ＝Ｄe ／Ｄo を大きくするとき、ｂ＝Ｂ
／Ｄe を小さくして冷却面積ｓを増加したとき、従来例
１の電動機に対する実施例１の電動機のＱの比率を冷却
増大率ｑとすれば、ｑは次式で表される。 ｑ＝Ｑ(x) ／Ｑ(0.8) ＝Ｋ2(x)ｓ(x) ／Ｋ2(0.8)ｓ(0.8) ………（５） 固定子鉄心の単位長さあたりのｓ(x) 及びｓ(0.8) は、
図１及び図８を参照してそれぞれ、次式（６）及び
（７）となる。
／Ｄe を小さくして冷却面積ｓを増加したとき、従来例
１の電動機に対する実施例１の電動機のＱの比率を冷却
増大率ｑとすれば、ｑは次式で表される。 ｑ＝Ｑ(x) ／Ｑ(0.8) ＝Ｋ2(x)ｓ(x) ／Ｋ2(0.8)ｓ(0.8) ………（５） 固定子鉄心の単位長さあたりのｓ(x) 及びｓ(0.8) は、
図１及び図８を参照してそれぞれ、次式（６）及び
（７）となる。
【００２１】 ｓ(0.8) ＝３６×（２×１５．５＋２＋１１．７） ＝１６０９ ………（７） ｑ／ｐ 前述のはｑ／ｐ≧１であれば、実施例１の電動機は従
来例１の電動機以上に冷却されることを意味する。式
（２）、（５）、（６）及び（７）より、 式（８）において、Ｋ2(x)＝Ｋ2(0.8)＝一定と仮定し、
Ｔ、Ｂをパラメータとして数値を代入し、ｘの値の変化
に対してｑ／ｐをグラフ化すると、図４のカーブＣ１、
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４及びＣ４．５となる。 結論 ｑ／ｐ≒１の付近では、Ｋ2(x)≒Ｋ2(0.8)の条件に置く
ことにより、また、ｑ／ｐ≫１の付近では、Ｋ2(x)≒Ｋ
2(0.8)／（ｑ／ｐ）まで低下させても、いずれも出力を
従来例１のｐ倍に出力を増大できる。
来例１の電動機以上に冷却されることを意味する。式
（２）、（５）、（６）及び（７）より、 式（８）において、Ｋ2(x)＝Ｋ2(0.8)＝一定と仮定し、
Ｔ、Ｂをパラメータとして数値を代入し、ｘの値の変化
に対してｑ／ｐをグラフ化すると、図４のカーブＣ１、
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４及びＣ４．５となる。 結論 ｑ／ｐ≒１の付近では、Ｋ2(x)≒Ｋ2(0.8)の条件に置く
ことにより、また、ｑ／ｐ≫１の付近では、Ｋ2(x)≒Ｋ
2(0.8)／（ｑ／ｐ）まで低下させても、いずれも出力を
従来例１のｐ倍に出力を増大できる。
【００２２】そして、実施例１の電動機は、ｘ＝０．９
２、ｂ＝３、Ｔ＝１．５、Ｈ＝８、リブ個数ｎ＝１１４
本であったから、ｑ／ｐ＝１．０７（図４のＦ点）が得
られ、Ｋ2(x)≒Ｋ2(0.8)に近づければ、ｐ＝(0.92/0.8)
3 ＝１．５２倍（図４のＥ点）に出力の増大が可能とな
る。例えば、「ＪＩＳ Ｃ ４２１０ 一般低圧三相か
ご形誘導電動機」には、枠番号順に０．７５ｋＷ、１．
５ｋＷ、２．２ｋＷ、３．７ｋＷ、５．５ｋＷ、７．５
ｋＷ・・・・が規定されている所からみても、ｐ＝１．
５２倍は、同一出力の要求に対して枠番号をほぼ１つ下
げ、外径を一回り下げられることを意味する。
２、ｂ＝３、Ｔ＝１．５、Ｈ＝８、リブ個数ｎ＝１１４
本であったから、ｑ／ｐ＝１．０７（図４のＦ点）が得
られ、Ｋ2(x)≒Ｋ2(0.8)に近づければ、ｐ＝(0.92/0.8)
3 ＝１．５２倍（図４のＥ点）に出力の増大が可能とな
る。例えば、「ＪＩＳ Ｃ ４２１０ 一般低圧三相か
ご形誘導電動機」には、枠番号順に０．７５ｋＷ、１．
５ｋＷ、２．２ｋＷ、３．７ｋＷ、５．５ｋＷ、７．５
ｋＷ・・・・が規定されている所からみても、ｐ＝１．
５２倍は、同一出力の要求に対して枠番号をほぼ１つ下
げ、外径を一回り下げられることを意味する。
【００２３】外径Ｄo （＝２００）の基準とした大きさ
の約±５０％のものに、設計上の相似則を適用すること
は容易であり、１００≦Ｄo ≦３００に適用できる。一
般解として、図４から、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ なら、 １．３３≦ｐ≦１．７３ となり、発明の目的を達成する。なお、Ｂ、Ｔについ
て、図４からは上限が読めるが、下限はプレス形の刃の
寿命の点から選ばれるべきである。 吟味 実験機の試験では、リブが多いので冷却通風路の抵抗が
大きく式（３）のη2が減少したが、フレームがなく鉄
心から直接リブに熱伝導してη3 が向上し、結果的に、
Ｋ2(0.92) ≒Ｋ2(0.8)となり、巻線の温度上昇は従来例
１と同等となった。実験機は、Ｂ／Ｔ＝２としたが、式
（８）に従いその前後にしてもよい。 〔以上で解析を終わる〕図５に示す実施例２は、方形の
電機鉄板から電磁気的有効領域２１ｅの外周にリブ要素
を一体にプレス抜きし、積層して角筒状の固定子鉄心２
１にリブ２１ａを形成する。
の約±５０％のものに、設計上の相似則を適用すること
は容易であり、１００≦Ｄo ≦３００に適用できる。一
般解として、図４から、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ なら、 １．３３≦ｐ≦１．７３ となり、発明の目的を達成する。なお、Ｂ、Ｔについ
て、図４からは上限が読めるが、下限はプレス形の刃の
寿命の点から選ばれるべきである。 吟味 実験機の試験では、リブが多いので冷却通風路の抵抗が
大きく式（３）のη2が減少したが、フレームがなく鉄
心から直接リブに熱伝導してη3 が向上し、結果的に、
Ｋ2(0.92) ≒Ｋ2(0.8)となり、巻線の温度上昇は従来例
１と同等となった。実験機は、Ｂ／Ｔ＝２としたが、式
（８）に従いその前後にしてもよい。 〔以上で解析を終わる〕図５に示す実施例２は、方形の
電機鉄板から電磁気的有効領域２１ｅの外周にリブ要素
を一体にプレス抜きし、積層して角筒状の固定子鉄心２
１にリブ２１ａを形成する。
【００２４】この場合、全てでｎ個のｉ番目のリブ２１
ａの先端の半径の２倍をＤoi、その電磁気的有効領域の
有効半径の２倍をＤei、有効直径率ｘ＝Ｄei／Ｄoi、そ
のリブの高さの半分の位置のリブの隣のリブとの隙間を
Ｂi 、そのリブの高さの半分の位置のリブの厚さをＴi
としたとき、 Ｄo ＝ΣＤoi／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｄe ＝ΣＤei／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｂ＝ΣＢi ／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｔ＝ΣＴi ／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ） として、実施例１の〔解析〕を適用し、 １００≦Ｄo ≦３００、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ なら、 １．３３≦ｐ≦１．７３ となり、発明の目的を達成する。
ａの先端の半径の２倍をＤoi、その電磁気的有効領域の
有効半径の２倍をＤei、有効直径率ｘ＝Ｄei／Ｄoi、そ
のリブの高さの半分の位置のリブの隣のリブとの隙間を
Ｂi 、そのリブの高さの半分の位置のリブの厚さをＴi
としたとき、 Ｄo ＝ΣＤoi／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｄe ＝ΣＤei／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｂ＝ΣＢi ／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｔ＝ΣＴi ／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ） として、実施例１の〔解析〕を適用し、 １００≦Ｄo ≦３００、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ なら、 １．３３≦ｐ≦１．７３ となり、発明の目的を達成する。
【００２５】図６に示す実施例３が図２の実施例１と異
なる点は、巻線１２ａが合成樹脂３１でモールドされ、
その端部にブラケット３６ａ、３６ｂが取付けられる点
である。熱抵抗が少なくη3 が大幅に改善され、よりＤ
o やｘが大きい電動機に適する。図７に示す実施例４が
図６の実施例３と異なる点は、回転子４３にアルミニウ
ム合金などの冷却ファン４４が直接に取付けられ、回転
子４３の熱の多くを固定子１２を通さないで、直接に冷
却風の中に放出する点である。ブラケット４６ａはカバ
ーを兼ねる。η3 が更に改善され、よりＤo やｘが大き
い電動機に適する。
なる点は、巻線１２ａが合成樹脂３１でモールドされ、
その端部にブラケット３６ａ、３６ｂが取付けられる点
である。熱抵抗が少なくη3 が大幅に改善され、よりＤ
o やｘが大きい電動機に適する。図７に示す実施例４が
図６の実施例３と異なる点は、回転子４３にアルミニウ
ム合金などの冷却ファン４４が直接に取付けられ、回転
子４３の熱の多くを固定子１２を通さないで、直接に冷
却風の中に放出する点である。ブラケット４６ａはカバ
ーを兼ねる。η3 が更に改善され、よりＤo やｘが大き
い電動機に適する。
【００２６】
【発明の効果】発明１又は発明２の全閉外扇形回転電機
によれば、リブの隙間と厚さを極端に小さくしてリブの
個数を極端に増加させることにより、リブによる固定子
鉄心の冷却表面積を極端に増大させる。このとき、薄い
リブの高さは低くてよい。この分を電磁気的有効領域の
増大に配分し、リブの先端の直径を一定のまま出力が
１．３３から１．７３まで増大するという効果がある。
同一出力の要求に対しては枠番号をほぼ１つ下げて外径
を一回り小形化できるという効果がある。
によれば、リブの隙間と厚さを極端に小さくしてリブの
個数を極端に増加させることにより、リブによる固定子
鉄心の冷却表面積を極端に増大させる。このとき、薄い
リブの高さは低くてよい。この分を電磁気的有効領域の
増大に配分し、リブの先端の直径を一定のまま出力が
１．３３から１．７３まで増大するという効果がある。
同一出力の要求に対しては枠番号をほぼ１つ下げて外径
を一回り小形化できるという効果がある。
【図１】実施例１の実験機を示す図２の固定子の要部正
面図
面図
【図２】図１の電機の半断面図
【図３】実験機の冷却試験装置の構成図
【図４】実験機の解析にもとづく、出力増大率曲線図及
び冷却増大率／出力増大率曲線図
び冷却増大率／出力増大率曲線図
【図５】実施例２の固定子の要部正面図
【図６】実施例３の半断面図
【図７】実施例４の半断面図
【図８】従来例１を示す図９の固定子の要部正面図
【図９】図８の電機の半断面図
【図１０】従来例２を示す図１１の固定子の要部正面図
【図１１】図１０の電機の半断面図
１１ 固定子鉄心 １１ａ リブ １１ｅ 電磁気的有効領域
Claims (2)
- 【請求項１】電磁気的有効領域の外周にリブ要素を一体
にプレス抜きした電気鉄板を積層して円筒状の固定子鉄
心にリブを形成する全閉外扇形回転電機において、 リブの先端の直径をＤo 、電磁気的有効領域の有効直径
をＤe 、有効直径率ｘ＝Ｄe ／Ｄo 、リブの高さの半分
の位置の隣のリブとの隙間をＢ、リブの高さの半分の位
置のリブの厚さをＴとしたとき、 １００≦Ｄo ≦３００、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ とすることを特徴とする全閉外扇形回転電機。 - 【請求項２】電磁気的有効領域の外周にリブ要素を一体
にプレス抜きした電気鉄板を積層して非円筒の筒状の固
定子鉄心にリブを形成する全閉外扇形回転電機におい
て、 全てでｎ個のｉ番目のリブの先端の半径の２倍をＤoi、
その電磁気的有効領域の有効半径の２倍をＤei、有効直
径率ｘ＝Ｄei／Ｄoi、そのリブの高さの半分の位置の隣
のリブとの隙間をＢi 、そのリブの高さの半分の位置の
リブの厚さをＴ i としたとき、 Ｄo ＝ΣＤoi／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｄe ＝ΣＤei／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｂ＝ΣＢi ／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ）、 Ｔ＝ΣＴi ／ｎ、（ｉ＝１〜ｎ） とし、 １００≦Ｄo ≦３００、 ０．８８≦ｘ≦０．９６、 Ｂ≦４．５、 Ｔ≦２．２５ とすることを特徴とする全閉外扇形回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14721894A JPH0819217A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 全閉外扇形回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14721894A JPH0819217A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 全閉外扇形回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0819217A true JPH0819217A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15425249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14721894A Pending JPH0819217A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 全閉外扇形回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819217A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013188132A (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-19 | Johnson Electric Sa | 電気モータ |
-
1994
- 1994-06-29 JP JP14721894A patent/JPH0819217A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013188132A (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-19 | Johnson Electric Sa | 電気モータ |
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