JPH10174336A - 回転電機の回転子 - Google Patents
回転電機の回転子Info
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- JPH10174336A JPH10174336A JP8328194A JP32819496A JPH10174336A JP H10174336 A JPH10174336 A JP H10174336A JP 8328194 A JP8328194 A JP 8328194A JP 32819496 A JP32819496 A JP 32819496A JP H10174336 A JPH10174336 A JP H10174336A
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- field winding
- block
- rotor
- wedge
- axial direction
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/26—Rotor cores with slots for windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】回転子の胴部スロット内に配置されるクリペー
ジブロックの構造により、起動運転中の回転子軸に回転
子の軸曲がり及び熱変形振動を生じる。 【解決手段】回転子軸方向端部におけるクリページブロ
ック１Ａは、一端をリティニングリング１０に保持し、
長さを界磁巻線２の熱伸びによる影響の少ない個所であ
って他のクリページブロック１Ｂの長さより長くする。 【効果】界磁巻線の熱伸び影響を受ける回転子軸方向端
部のクリページブロック１Ａの軸方向切れ目をなくし、
界磁巻線の切れ目への食い込みがなくなり、起動運転中
の回転子の軸曲がり及び熱変形振動を低減できるように
なった。
ジブロックの構造により、起動運転中の回転子軸に回転
子の軸曲がり及び熱変形振動を生じる。 【解決手段】回転子軸方向端部におけるクリページブロ
ック１Ａは、一端をリティニングリング１０に保持し、
長さを界磁巻線２の熱伸びによる影響の少ない個所であ
って他のクリページブロック１Ｂの長さより長くする。 【効果】界磁巻線の熱伸び影響を受ける回転子軸方向端
部のクリページブロック１Ａの軸方向切れ目をなくし、
界磁巻線の切れ目への食い込みがなくなり、起動運転中
の回転子の軸曲がり及び熱変形振動を低減できるように
なった。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回転電機の回転子の
クリページブロックの配置構造に関する。
クリページブロックの配置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、火力や原子力などの発電設備に
代表されるタービン発電機においては、特開平6−17848
0 号公報の回転子の構造として、主軸鉄心部に界磁巻線
を挿入するための溝を機械加工し、その溝の中に界磁巻
線を収納し、巻線が遠心力により飛び出さないように巻
線の上部にウェッジと呼ばれる楔を挿入している。定格
運転中の界磁巻線には数１０００アンペアの大電流が流
れ、５００ボルト程度の電圧がかかるため、導電性を有
しながら接地されているウェッジと界磁巻線との間は短
絡防止のため、絶縁物によってクリープ距離を確保させ
て絶縁する必要がある。
代表されるタービン発電機においては、特開平6−17848
0 号公報の回転子の構造として、主軸鉄心部に界磁巻線
を挿入するための溝を機械加工し、その溝の中に界磁巻
線を収納し、巻線が遠心力により飛び出さないように巻
線の上部にウェッジと呼ばれる楔を挿入している。定格
運転中の界磁巻線には数１０００アンペアの大電流が流
れ、５００ボルト程度の電圧がかかるため、導電性を有
しながら接地されているウェッジと界磁巻線との間は短
絡防止のため、絶縁物によってクリープ距離を確保させ
て絶縁する必要がある。
【０００３】従来、ウェッジと界磁巻線とを絶縁させる
構造として、図９に示すように界磁巻線全体をスロット
絶縁によって囲み、溝内に収納したウェッジ３と界磁巻
線２との間でスロット絶縁５を二重に折り返す形でクリ
ープ距離を確保していた。この構造はウェッジ３と界磁
巻線２との間の距離を小さくすることができるため、ロ
ータ径を小さくできる反面、界磁巻線２の更新等の際に
スロット絶縁５を一度折り戻してしまうと、再使用でき
なくなり、新品と交換しなければならなくなるため、界
磁巻線３ごとスロットから抜き出さなくてはならないと
いう問題点があった。尚、４はウェッジ下絶縁、６は層
間絶縁、７はサブスロットである。
構造として、図９に示すように界磁巻線全体をスロット
絶縁によって囲み、溝内に収納したウェッジ３と界磁巻
線２との間でスロット絶縁５を二重に折り返す形でクリ
ープ距離を確保していた。この構造はウェッジ３と界磁
巻線２との間の距離を小さくすることができるため、ロ
ータ径を小さくできる反面、界磁巻線２の更新等の際に
スロット絶縁５を一度折り戻してしまうと、再使用でき
なくなり、新品と交換しなければならなくなるため、界
磁巻線３ごとスロットから抜き出さなくてはならないと
いう問題点があった。尚、４はウェッジ下絶縁、６は層
間絶縁、７はサブスロットである。
【０００４】この問題点を解消するため、図１０に示す
ようにスロット絶縁５は界磁巻線側面のみの絶縁とし、
ウェッジ３と界磁巻線２との間の絶縁として、容易に設
置、取り外しができるクリページブロック１を今日では
通常採用している。
ようにスロット絶縁５は界磁巻線側面のみの絶縁とし、
ウェッジ３と界磁巻線２との間の絶縁として、容易に設
置、取り外しができるクリページブロック１を今日では
通常採用している。
【０００５】このクリページブロック１は、高さ方向で
ウェッジ３と界磁巻線２との間のクリープ距離を確保
し、対地絶縁をすると共に、界磁巻線２の遠心力に充分
耐えられるガラス基材により構成されている。形状は、
軸方向にはほぼ等間隔，複数個に分割され、幅方向と高
さ方向は分割されていない。軸方向においてほぼ等間
隔，複数個に分割されているのは、製法上による理由
で、１スロット全長にわたって１本につくるのが困難で
あり、加工しやすいよう適当な長さに区切られている。
幅方向と高さ方向に分割されていないのは、作業性を考
慮にいれて、最も手軽で確実にクリープ距離を確保でき
るようにするためである。
ウェッジ３と界磁巻線２との間のクリープ距離を確保
し、対地絶縁をすると共に、界磁巻線２の遠心力に充分
耐えられるガラス基材により構成されている。形状は、
軸方向にはほぼ等間隔，複数個に分割され、幅方向と高
さ方向は分割されていない。軸方向においてほぼ等間
隔，複数個に分割されているのは、製法上による理由
で、１スロット全長にわたって１本につくるのが困難で
あり、加工しやすいよう適当な長さに区切られている。
幅方向と高さ方向に分割されていないのは、作業性を考
慮にいれて、最も手軽で確実にクリープ距離を確保でき
るようにするためである。
【０００６】コイルエンド部における界磁巻線２は、図
１１及び図１２に示すように外径側のリティニングリン
グ１０により固定される仕組みになっている。この際の
界磁巻線２とリティニングリング１０との間は円筒状の
リティニングリング絶縁１１によって絶縁され、回転子
表面に流れるうず電流はダンパリング１３によって循環
する仕組みとなっている。リティニングリング絶縁１１
は回転子胴部９の端部付近でクリページブロック１Ａと
接触している。
１１及び図１２に示すように外径側のリティニングリン
グ１０により固定される仕組みになっている。この際の
界磁巻線２とリティニングリング１０との間は円筒状の
リティニングリング絶縁１１によって絶縁され、回転子
表面に流れるうず電流はダンパリング１３によって循環
する仕組みとなっている。リティニングリング絶縁１１
は回転子胴部９の端部付近でクリページブロック１Ａと
接触している。
【０００７】軸方向の最端部に位置するクリページブロ
ック１Ａは、スロット内の界磁巻線２とダンパリング１
３とを絶縁するために高さが低くなっており、ダンパリ
ング１３と軸方向最端部のクリページブロック１Ａとの
間にはチャンネル１４と呼ばれる絶縁物が挿入されてい
る。回転子胴部９において界磁巻線２はスロット内に納
められ、クリページブロック１Ａを介しウェッジ３によ
って固定されている。つまり、界磁巻線２とウェッジ３
及びクリページブロック１Ａの軸方向両端をリティニン
グリング１０により保持されている。
ック１Ａは、スロット内の界磁巻線２とダンパリング１
３とを絶縁するために高さが低くなっており、ダンパリ
ング１３と軸方向最端部のクリページブロック１Ａとの
間にはチャンネル１４と呼ばれる絶縁物が挿入されてい
る。回転子胴部９において界磁巻線２はスロット内に納
められ、クリページブロック１Ａを介しウェッジ３によ
って固定されている。つまり、界磁巻線２とウェッジ３
及びクリページブロック１Ａの軸方向両端をリティニン
グリング１０により保持されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、発電機の回転
子の定格運転時における回転数は毎分3000〜3600回転、
ロータの外周表面では約５０００Ｇもの遠心力がかか
る。そのような環境下で界磁巻線２に定格電流を流す
と、線膨張率の大きい銅製の巻線は温度上昇により膨張
しようとするものの、巨大な遠心力によって胴部軸方向
中央部では熱伸びが完全に抑えられ、胴部軸方向端部の
ある部分を起点として軸端方向に伸びる。その際に、界
磁巻線２が伸びる部分に接しているクリページブロック
１Ａの表面性状の如何により、図１２のＡで示された部
分のクリページブロック１Ａとクリページブロック１Ｂ
との間の切れ目を介して回転による巨大な遠心力が界磁
巻線２にかかると、界磁巻線２がクリページブロック１
Ａ，１Ｂの切れ目に食い込み、回転子胴部９の軸方向端
部で熱伸びしようとする界磁巻線２を拘束するため、回
転子軸へ伝達される摩擦力が大きくなる。また、切れ目
の微妙な形状の違いは、周方向での摩擦力のアンバラン
スを生じ、軸曲がりを誘発し、結果として回転中の回転
子の熱変形振動へとつながる。
子の定格運転時における回転数は毎分3000〜3600回転、
ロータの外周表面では約５０００Ｇもの遠心力がかか
る。そのような環境下で界磁巻線２に定格電流を流す
と、線膨張率の大きい銅製の巻線は温度上昇により膨張
しようとするものの、巨大な遠心力によって胴部軸方向
中央部では熱伸びが完全に抑えられ、胴部軸方向端部の
ある部分を起点として軸端方向に伸びる。その際に、界
磁巻線２が伸びる部分に接しているクリページブロック
１Ａの表面性状の如何により、図１２のＡで示された部
分のクリページブロック１Ａとクリページブロック１Ｂ
との間の切れ目を介して回転による巨大な遠心力が界磁
巻線２にかかると、界磁巻線２がクリページブロック１
Ａ，１Ｂの切れ目に食い込み、回転子胴部９の軸方向端
部で熱伸びしようとする界磁巻線２を拘束するため、回
転子軸へ伝達される摩擦力が大きくなる。また、切れ目
の微妙な形状の違いは、周方向での摩擦力のアンバラン
スを生じ、軸曲がりを誘発し、結果として回転中の回転
子の熱変形振動へとつながる。
【０００９】更に、回転子の熱変形振動について図１３
乃至図１６により詳細に説明する。即ち、図１３，図１
４に示すようにクリページブロック１Ａに加わる遠心力
ＦCBとコイル２の熱の伸びによる力ＦT により、クリペ
ージブロック１Ａは図のように持ち上げられる形とな
り、その際にクリページブロック１Ａとコイル２との間
の摩擦係数が低下するため、コイル２はコイルエンド
（図１５，図１６）の矢印方向に伸びようとする。その
際、各コイルはスペーサ１６により軸方向変位を固定さ
れているため、結果として図１５，図１６のような変形
２０を引越し、コイル２が変形する結果として、回転子
周方向でのアンバランスと成り、振動を引き起こす。
尚、１８は間隔ブロックである。
乃至図１６により詳細に説明する。即ち、図１３，図１
４に示すようにクリページブロック１Ａに加わる遠心力
ＦCBとコイル２の熱の伸びによる力ＦT により、クリペ
ージブロック１Ａは図のように持ち上げられる形とな
り、その際にクリページブロック１Ａとコイル２との間
の摩擦係数が低下するため、コイル２はコイルエンド
（図１５，図１６）の矢印方向に伸びようとする。その
際、各コイルはスペーサ１６により軸方向変位を固定さ
れているため、結果として図１５，図１６のような変形
２０を引越し、コイル２が変形する結果として、回転子
周方向でのアンバランスと成り、振動を引き起こす。
尚、１８は間隔ブロックである。
【００１０】又図１４のように、持ち上げられたクリペ
ージブロック１Ａ（遠心力ＦCBと熱の伸びによる力ＦT
による）の角部分にコイル２が当たる（又はつかえる）
ことにより、コイル２の熱伸が妨げられ、コイル２はつ
かえた部分で摩擦力ＦN を持つ。各ストットによる回転
子の周方向での摩擦力ＦN のアンバランスは、回転子軸
に伝わる力のアンバランスとなり、振動を引き起こす。
ージブロック１Ａ（遠心力ＦCBと熱の伸びによる力ＦT
による）の角部分にコイル２が当たる（又はつかえる）
ことにより、コイル２の熱伸が妨げられ、コイル２はつ
かえた部分で摩擦力ＦN を持つ。各ストットによる回転
子の周方向での摩擦力ＦN のアンバランスは、回転子軸
に伝わる力のアンバランスとなり、振動を引き起こす。
【００１１】本発明の目的は、起動運転中の回転子にお
ける胴部軸方向端部での界磁巻線の熱伸びによって生じ
る各部材間摩擦力のアンバランスを低減し、回転子の軸
曲がりおよび熱変形振動を低減させた回転電機の回転子
を提供することにある。
ける胴部軸方向端部での界磁巻線の熱伸びによって生じ
る各部材間摩擦力のアンバランスを低減し、回転子の軸
曲がりおよび熱変形振動を低減させた回転電機の回転子
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明には、一端がリティニングリングに保持されたク
リページブロックの長さを界磁巻線の熱伸びによる影響
の少ない個所であって他のクリページブロックの長さよ
り長くすることにある。または一端がリティニングリン
グに保持されたクリページブロックの長さＬCBは界磁巻
線の熱伸びによって動きうる範囲ＬCよりも大きく、Ｌ
CB＞ＬCの値の関係を満たすことにある。
本発明には、一端がリティニングリングに保持されたク
リページブロックの長さを界磁巻線の熱伸びによる影響
の少ない個所であって他のクリページブロックの長さよ
り長くすることにある。または一端がリティニングリン
グに保持されたクリページブロックの長さＬCBは界磁巻
線の熱伸びによって動きうる範囲ＬCよりも大きく、Ｌ
CB＞ＬCの値の関係を満たすことにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施を図１及び図２によ
り説明する。
り説明する。
【００１４】図１は図の回転電機の回転子の右側を表し
た回転子胴部９の端部の軸方向断面図であり、図２は図
１を上から見た平面図である。コイルエンド部における
界磁巻線２は、外径側のリティニングリング１０により
固定される仕組みになっている。この際の界磁巻線２と
リティニングリング１０との間は円筒状のリティニング
リング絶縁１１によって絶縁され、回転子表面に流れる
うず電流はダンパリング１３によって循環する仕組みと
なっている。リティニングリング絶縁１１は回転子胴部
９の端部付近でクリページブロック１Ａと接触してい
る。
た回転子胴部９の端部の軸方向断面図であり、図２は図
１を上から見た平面図である。コイルエンド部における
界磁巻線２は、外径側のリティニングリング１０により
固定される仕組みになっている。この際の界磁巻線２と
リティニングリング１０との間は円筒状のリティニング
リング絶縁１１によって絶縁され、回転子表面に流れる
うず電流はダンパリング１３によって循環する仕組みと
なっている。リティニングリング絶縁１１は回転子胴部
９の端部付近でクリページブロック１Ａと接触してい
る。
【００１５】軸方向の最端部に位置するクリページブロ
ック１Ａは、スロット内の界磁巻線２とダンパリング１
３とを絶縁するために高さが低くなっており、ダンパリ
ング１３と軸方向最端部のクリページブロック１Ａとの
間にはチャンネル１４と呼ばれる絶縁物が挿入されてい
る。回転子胴部９において界磁巻線２はスロット内に納
められ、クリページブロック１Ａを介しウェッジ３によ
って固定されている。つまり、界磁巻線２とウェッジ３
及びクリページブロック１Ａの軸方向両端をリティニン
グリング１０により保持されている。そして、一端が上
記リティニングリング１０に保持されたクリページブロ
ック１Ａの長さＬCBは、回転通電中の界磁巻線２の熱伸
範囲よりも長く、且つ他のクリページブロック１Ｂの長
さより長く形成されている。
ック１Ａは、スロット内の界磁巻線２とダンパリング１
３とを絶縁するために高さが低くなっており、ダンパリ
ング１３と軸方向最端部のクリページブロック１Ａとの
間にはチャンネル１４と呼ばれる絶縁物が挿入されてい
る。回転子胴部９において界磁巻線２はスロット内に納
められ、クリページブロック１Ａを介しウェッジ３によ
って固定されている。つまり、界磁巻線２とウェッジ３
及びクリページブロック１Ａの軸方向両端をリティニン
グリング１０により保持されている。そして、一端が上
記リティニングリング１０に保持されたクリページブロ
ック１Ａの長さＬCBは、回転通電中の界磁巻線２の熱伸
範囲よりも長く、且つ他のクリページブロック１Ｂの長
さより長く形成されている。
【００１６】回転電機を運転して回転子を回転中には、
界磁巻線２に熱的伸びを生じるが、この熱的伸びは界磁
巻線２の両端方向に伸ばされ、伸びた界磁巻線２の両端
に回転中の遠心力が加わると、伸びの影響の大きい界磁
巻線２の両端には図の従来技術に比べて他のクリページ
ブロック１Ｂと隣接する軸方向に切れ目がなく、伸びた
界磁巻線２が切れ目に食い込んで変形することが出来
ず、回転子の軸曲がりや、熱変形が低減され、回転電機
の回転子中の振動が少なくなり、回転電機の効率を従来
技術のそれに比べて良くすることが出来るばかりか、ま
た界磁巻線２の変形を補正する期間を大幅に引き延ばす
こと出来る。
界磁巻線２に熱的伸びを生じるが、この熱的伸びは界磁
巻線２の両端方向に伸ばされ、伸びた界磁巻線２の両端
に回転中の遠心力が加わると、伸びの影響の大きい界磁
巻線２の両端には図の従来技術に比べて他のクリページ
ブロック１Ｂと隣接する軸方向に切れ目がなく、伸びた
界磁巻線２が切れ目に食い込んで変形することが出来
ず、回転子の軸曲がりや、熱変形が低減され、回転電機
の回転子中の振動が少なくなり、回転電機の効率を従来
技術のそれに比べて良くすることが出来るばかりか、ま
た界磁巻線２の変形を補正する期間を大幅に引き延ばす
こと出来る。
【００１７】更に、クリページブロック１Ａの長さにつ
いて図４により説明する。
いて図４により説明する。
【００１８】従来の構造のように、図１１のＡで示され
た部分のクリページブロック１Ａと１Ｂとの間の切れ目
に回転による巨大な遠心力がかかると、界磁巻線２がク
リページブロック１Ａ，１Ｂの切れ目に食い込み、回転
子胴部９の軸方向端部で熱伸びしようとする界磁巻線２
を拘束するため、回転子軸へ伝達される摩擦力が大きく
なる。また、切れ目の微妙な形状の違いは、周方向での
摩擦力のアンバランスを生じ、軸曲がりを誘発し、結果
として回転中の回転子の熱変形振動へとつながる。
た部分のクリページブロック１Ａと１Ｂとの間の切れ目
に回転による巨大な遠心力がかかると、界磁巻線２がク
リページブロック１Ａ，１Ｂの切れ目に食い込み、回転
子胴部９の軸方向端部で熱伸びしようとする界磁巻線２
を拘束するため、回転子軸へ伝達される摩擦力が大きく
なる。また、切れ目の微妙な形状の違いは、周方向での
摩擦力のアンバランスを生じ、軸曲がりを誘発し、結果
として回転中の回転子の熱変形振動へとつながる。
【００１９】これ対して、図３のように界磁巻線２の熱
伸びが生じる回転子胴部９の軸方向端部に対して、軸方
向に切れ目がないクリページブロック１Ａを配置するこ
とにより、界磁巻線２は遠心力下で一様に伸びるように
なり、摩擦力および摩擦力のアンバランスを低減するこ
とができ、結果として回転子の軸曲がりおよび熱変形振
動を低減できる効果がある。
伸びが生じる回転子胴部９の軸方向端部に対して、軸方
向に切れ目がないクリページブロック１Ａを配置するこ
とにより、界磁巻線２は遠心力下で一様に伸びるように
なり、摩擦力および摩擦力のアンバランスを低減するこ
とができ、結果として回転子の軸曲がりおよび熱変形振
動を低減できる効果がある。
【００２０】即ち、図１における軸方向端部のクリペー
ジブロック１Ａの軸方向長さＬCBについて説明する。先
ず、界磁巻線２の遠心力と熱伸び力との関係には図３の
ような関係があり、摩擦係数μが小さい程拘束される部
分が少なくなることがわかる。詳細を示すと図４のよう
になり、界磁巻線２の熱伸びによって動きうる範囲ＬC
は次式で表される。
ジブロック１Ａの軸方向長さＬCBについて説明する。先
ず、界磁巻線２の遠心力と熱伸び力との関係には図３の
ような関係があり、摩擦係数μが小さい程拘束される部
分が少なくなることがわかる。詳細を示すと図４のよう
になり、界磁巻線２の熱伸びによって動きうる範囲ＬC
は次式で表される。
【００２１】ＬC＝ＦＴ／（μＣＢＦＣＢ−μＣＦＣ） ここで ＦＴ ：熱伸び力 μＣＢ：クリページブロック１と界磁巻線２との摩擦係
数 ＦＣＢ：クリページブロック１に働く単位長さあたりの
遠心力 μＣ ：界磁巻線２同士の摩擦係数 ＦＣ ：界磁巻線２に働く単位長さあたりの遠心力 また、熱伸び力ＦＴは次式で表される。
数 ＦＣＢ：クリページブロック１に働く単位長さあたりの
遠心力 μＣ ：界磁巻線２同士の摩擦係数 ＦＣ ：界磁巻線２に働く単位長さあたりの遠心力 また、熱伸び力ＦＴは次式で表される。
【００２２】ＦＴ＝Ａ Ｅ（αΔＴＣ−βΔＴＳ） ここで Ａ ：クリページブロック１と接触している
界磁巻線２の断面積 Ｅ ：界磁巻線２のヤング率、α：界磁巻線２の線膨
張率、 ΔＴＣ：界磁巻線２の温度上昇、β：軸材８の線膨張
率、 ΔＴＳ：軸材８の温度上昇 つまり、１スロット内に生じる熱伸びによる力は遠心力
によって生じる摩擦力により釣り合う。この時、１スロ
ットの各ターン間では熱伸びによる力及び界磁巻線同士
の摩擦係数がほぼ等しいため、滑ることなく一体となっ
て伸びると考えられる。一方、クリページブロック１Ａ
と界磁巻線２との間では、クリページブロック１Ａ自身
には熱伸び力がほとんど発生せず、界磁巻線２だけが伸
びる。
界磁巻線２の断面積 Ｅ ：界磁巻線２のヤング率、α：界磁巻線２の線膨
張率、 ΔＴＣ：界磁巻線２の温度上昇、β：軸材８の線膨張
率、 ΔＴＳ：軸材８の温度上昇 つまり、１スロット内に生じる熱伸びによる力は遠心力
によって生じる摩擦力により釣り合う。この時、１スロ
ットの各ターン間では熱伸びによる力及び界磁巻線同士
の摩擦係数がほぼ等しいため、滑ることなく一体となっ
て伸びると考えられる。一方、クリページブロック１Ａ
と界磁巻線２との間では、クリページブロック１Ａ自身
には熱伸び力がほとんど発生せず、界磁巻線２だけが伸
びる。
【００２３】従って、図１における軸方向端部における
クリページブロック１Ａの軸方向長さＬCBは、界磁巻線
２の熱伸びによって動きうる範囲ＬC よりも大きければ
よいので、次式を満たすような値にすればよい。
クリページブロック１Ａの軸方向長さＬCBは、界磁巻線
２の熱伸びによって動きうる範囲ＬC よりも大きければ
よいので、次式を満たすような値にすればよい。
【００２４】ＬCB＞ＬC 更に本発明の他の実施例を図５乃至図８により説明す
る。
る。
【００２５】図５のように、回転子胴部９の軸方向中央
部に対しては軸方向に複数に、ほぼ等間隔に分割された
クリページブロック１Ｅ，回転子胴部９の軸方向端部に
対しては軸方向に配置されていない１個のクリページブ
ロック１Ｆを配置することにより、回転子胴部９の軸方
向端部における界磁巻線２は遠心力下で一様に伸びるよ
うになり、回転子軸８に伝わる摩擦力のアンバランスを
低減することができる。
部に対しては軸方向に複数に、ほぼ等間隔に分割された
クリページブロック１Ｅ，回転子胴部９の軸方向端部に
対しては軸方向に配置されていない１個のクリページブ
ロック１Ｆを配置することにより、回転子胴部９の軸方
向端部における界磁巻線２は遠心力下で一様に伸びるよ
うになり、回転子軸８に伝わる摩擦力のアンバランスを
低減することができる。
【００２６】また、回転子胴部９の軸方向端部に高さ方
向を２つ以上に配置した多層構造クリページブロック１
Ｆ，１Ｇを配置することにより、回転子胴部９の軸方向
端部での界磁巻線２の熱伸びに対して、界磁巻線２とク
リページブロック１Ｆとの接触面が何らかの影響で滑ら
ずに固渋してしまった場合に、クリページブロックとク
リページブロックとの間で滑らせることが可能となるた
め、回転子軸８（図１１を参照）に伝わる摩擦力を低減
することができる。
向を２つ以上に配置した多層構造クリページブロック１
Ｆ，１Ｇを配置することにより、回転子胴部９の軸方向
端部での界磁巻線２の熱伸びに対して、界磁巻線２とク
リページブロック１Ｆとの接触面が何らかの影響で滑ら
ずに固渋してしまった場合に、クリページブロックとク
リページブロックとの間で滑らせることが可能となるた
め、回転子軸８（図１１を参照）に伝わる摩擦力を低減
することができる。
【００２７】更に、回転子胴部９の軸方向端部におい
て、界磁巻線２との接触面またはウェッジ３との接触面
に対しては軸方向に分割がないクリページブロック１
Ｆ、それ以外の部分に対しては軸方向に滑り易くするた
めに軸方向に配置した複数のクリページブロック１Ｇを
軸方向切れ目が重ならないように互い違いに配置し、各
クリページブロック１Ｇの層間接触面での高さ方向にお
ける段差をなくすことで滑りを円滑にし、回転子軸８に
伝わる摩擦力を低減することができる。
て、界磁巻線２との接触面またはウェッジ３との接触面
に対しては軸方向に分割がないクリページブロック１
Ｆ、それ以外の部分に対しては軸方向に滑り易くするた
めに軸方向に配置した複数のクリページブロック１Ｇを
軸方向切れ目が重ならないように互い違いに配置し、各
クリページブロック１Ｇの層間接触面での高さ方向にお
ける段差をなくすことで滑りを円滑にし、回転子軸８に
伝わる摩擦力を低減することができる。
【００２８】以上の構造により、起動運転中の回転子軸
に伝わる摩擦力および摩擦力のアンバランスを低減する
ことができ、結果として回転子の軸曲がりおよび熱変形
振動を低減できる効果がある。
に伝わる摩擦力および摩擦力のアンバランスを低減する
ことができ、結果として回転子の軸曲がりおよび熱変形
振動を低減できる効果がある。
【００２９】図６のように、界磁巻線２とウェッジ３と
の接触するクリページブロック１Ｈの表面にクリページ
ブロックの摩擦係数μより小さい摩擦係数μを有する絶
縁物１５例えばテフロンを貼り付けて、一体クリページ
ブロック１Ｈとすることにより、界磁巻線２は遠心力下
で一様に伸びる時に絶縁物１５に接触しながら移動する
のが、絶縁物１５の摩擦係数μがクリページブロック１
Ｈの摩擦係数μより小く、界磁巻線２が絶縁物上を均一
に滑るようになり、クリページブロック１Ｈを破損し
て、回転子軸８に伝わる摩擦力のアンバランスを低減す
ることができ、結果として回転子の軸曲がりおよび熱変
形振動を低減できる効果がある。絶縁物１５は表面摩擦
係数μのばらつきの少ない安定した絶縁物である。
の接触するクリページブロック１Ｈの表面にクリページ
ブロックの摩擦係数μより小さい摩擦係数μを有する絶
縁物１５例えばテフロンを貼り付けて、一体クリページ
ブロック１Ｈとすることにより、界磁巻線２は遠心力下
で一様に伸びる時に絶縁物１５に接触しながら移動する
のが、絶縁物１５の摩擦係数μがクリページブロック１
Ｈの摩擦係数μより小く、界磁巻線２が絶縁物上を均一
に滑るようになり、クリページブロック１Ｈを破損し
て、回転子軸８に伝わる摩擦力のアンバランスを低減す
ることができ、結果として回転子の軸曲がりおよび熱変
形振動を低減できる効果がある。絶縁物１５は表面摩擦
係数μのばらつきの少ない安定した絶縁物である。
【００３０】クリページブロックと界磁巻線２との接触
面の摩擦係数μが小さいほど、界磁巻線２が遠心力下で
熱伸びする際の回転子軸８が蓄える摩擦力は小さくなっ
て、理想的であるが、摩擦係数μが小さすぎると軸方向
端部への界磁巻線２の熱伸び量は大きくなり、リティニ
ングリング１０下のコイルエンド部にしわ寄せとなって
押し寄せる。コイルエンド部は図７のような構造になっ
ており、コイルエンド部の軸方向端部における界磁巻線
２は、スペーサ１６を介してセンタリングリング１２に
よって固定されている。従って、界磁巻線２がコイルエ
ンド部にしわ寄せとなって押し寄せると、スペーサ１６
に当たることにより、軸方向に伸びきれなくなった界磁
巻線２は大きく変形してしまい、結果的に回転子の熱変
形振動は増加してしまう。
面の摩擦係数μが小さいほど、界磁巻線２が遠心力下で
熱伸びする際の回転子軸８が蓄える摩擦力は小さくなっ
て、理想的であるが、摩擦係数μが小さすぎると軸方向
端部への界磁巻線２の熱伸び量は大きくなり、リティニ
ングリング１０下のコイルエンド部にしわ寄せとなって
押し寄せる。コイルエンド部は図７のような構造になっ
ており、コイルエンド部の軸方向端部における界磁巻線
２は、スペーサ１６を介してセンタリングリング１２に
よって固定されている。従って、界磁巻線２がコイルエ
ンド部にしわ寄せとなって押し寄せると、スペーサ１６
に当たることにより、軸方向に伸びきれなくなった界磁
巻線２は大きく変形してしまい、結果的に回転子の熱変
形振動は増加してしまう。
【００３１】このため、図１，図５，図６に示すような
クリページブロックと界磁巻線２との接触面の摩擦係数
μを適切な値(０.２〜０.３)で均一にすることにより、
コイルエンド部の界磁巻線２を大きく変形させることな
く、回転子軸８がもつ摩擦力および摩擦力のアンバラン
スを低減させることができ、結果として回転子の軸曲が
りおよび熱変形振動を低減できる効果がある。摩擦係数
μが０.２ 以下ではコイルエンド部の界磁巻線２が伸び
すぎて、外周側に変形して回転子の軸曲がりが大きく、
熱変形振動を生じる。また摩擦係数μが０.３ 以上では
コイルエンド部の界磁巻線２が伸びる所と伸びにくい所
を生じ、伸びにくい所で貯えた力により、外周側に変形
して回転子の軸曲がりが大きく、周方向の振動を生じ
る。
クリページブロックと界磁巻線２との接触面の摩擦係数
μを適切な値(０.２〜０.３)で均一にすることにより、
コイルエンド部の界磁巻線２を大きく変形させることな
く、回転子軸８がもつ摩擦力および摩擦力のアンバラン
スを低減させることができ、結果として回転子の軸曲が
りおよび熱変形振動を低減できる効果がある。摩擦係数
μが０.２ 以下ではコイルエンド部の界磁巻線２が伸び
すぎて、外周側に変形して回転子の軸曲がりが大きく、
熱変形振動を生じる。また摩擦係数μが０.３ 以上では
コイルエンド部の界磁巻線２が伸びる所と伸びにくい所
を生じ、伸びにくい所で貯えた力により、外周側に変形
して回転子の軸曲がりが大きく、周方向の振動を生じ
る。
【００３２】図８のように、クリページブロック１ｉと
界磁巻線２との間およびクリページブロック１ｉとウェ
ッジ３との間に摩擦係数μのばらつきの少ない安定した
薄板状のスライディングシート１７を挿入することによ
り、起動運転中の回転子における界磁巻線２とスライデ
ィングシート１７との接触部分およびウェッジ３とスラ
イディングシート１７との間の接触部分で均一に滑るよ
うになり、回転子軸８に伝わる摩擦力のアンバランスを
低減することができ、結果として回転子の軸曲がりおよ
び熱変形振動を低減できる効果がある。
界磁巻線２との間およびクリページブロック１ｉとウェ
ッジ３との間に摩擦係数μのばらつきの少ない安定した
薄板状のスライディングシート１７を挿入することによ
り、起動運転中の回転子における界磁巻線２とスライデ
ィングシート１７との接触部分およびウェッジ３とスラ
イディングシート１７との間の接触部分で均一に滑るよ
うになり、回転子軸８に伝わる摩擦力のアンバランスを
低減することができ、結果として回転子の軸曲がりおよ
び熱変形振動を低減できる効果がある。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、起動運
転中の回転子における胴部軸方向端部での界磁巻線の熱
伸びによって生じる各部材間の摩擦力および摩擦力のア
ンバランスを低減できるので、回転子の軸曲がりおよび
熱変形振動を低減できる効果がある。
転中の回転子における胴部軸方向端部での界磁巻線の熱
伸びによって生じる各部材間の摩擦力および摩擦力のア
ンバランスを低減できるので、回転子の軸曲がりおよび
熱変形振動を低減できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す回転子端部の軸方向断
面図である。
面図である。
【図２】図１の上側から断面した時に上から見た平面断
面図である。
面図である。
【図３】図１の界磁巻線の熱伸び量と摩擦係数との関係
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図４】図１の回転子が起動運転中の界磁巻線とクリペ
ージブロック関係を示す模式図である。
ージブロック関係を示す模式図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す回転子端部の軸方向
断面図である。
断面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示すクリページブロック
の軸方向断面図である。
の軸方向断面図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す回転子端部の平面図
である。
である。
【図８】本発明の他の実施例を示すクリページブロック
の軸方向断面図である。
の軸方向断面図である。
【図９】従来構造による回転子胴部径方向スロット断面
図である。
図である。
【図１０】従来構造による回転子胴部径方向スロット断
面図である。
面図である。
【図１１】従来の回転子の全体構成を表した軸方向断面
図である。
図である。
【図１２】図１１の回転子の右側端部の軸方向断面図で
ある。
ある。
【図１３】図１１の回転子の右側端部の軸方向部分断面
図である。
図である。
【図１４】図１３の回転子の右側端部を拡大した軸方向
部分断面図である。
部分断面図である。
【図１５】図１１の回転子の右側軸方向端部の斜視図で
ある。
ある。
【図１６】図１１の回転子の右側軸方向端部の一部を示
す斜視図である。
す斜視図である。
１，１Ａ〜１ｉ…クリページブロック、２…界磁巻線、
３…ウェッジ、４…ウェッジ下絶縁、５…スロット絶
縁、６…層間絶縁、７…サブスロット、８…回転子軸、
９…回転子胴部、１０…リティニングリング、１１…リ
ティニングリング絶縁、１２…センタリングリング、１
３…ダンパリング、１４…チャンネル、１５…絶縁物、
１６…スペーサ、１７…スライディングシート。
３…ウェッジ、４…ウェッジ下絶縁、５…スロット絶
縁、６…層間絶縁、７…サブスロット、８…回転子軸、
９…回転子胴部、１０…リティニングリング、１１…リ
ティニングリング絶縁、１２…センタリングリング、１
３…ダンパリング、１４…チャンネル、１５…絶縁物、
１６…スペーサ、１７…スライディングシート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木本 寛 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】鉄心の周方向に設けた複数の溝内に収納さ
れている界磁巻線と、界磁巻線が遠心力で飛び出すのを
防止する溝内に嵌め込んだウェッジと、界磁巻線とウェ
ッジとの間の軸方向に配置された複数のクリページブロ
ックと、界磁巻線とウェッジ及びクリページブロックの
軸方向両端を保持したリティニングリングとを備えた回
転子において、一端が上記リティニングリングに保持さ
れたクリページブロックの長さは他のクリページブロッ
クの長さより長くすることを特徴とする回転電機の回転
子。 - 【請求項２】鉄心の周方向に設けた複数の溝内に収納さ
れている界磁巻線と、界磁巻線が遠心力で飛び出すのを
防止する溝内に嵌め込んだウェッジと、界磁巻線とウェ
ッジとの間の軸方向に配置された複数のクリページブロ
ックと、界磁巻線とウェッジ及びクリページブロックの
軸方向両端を保持したリティニングリングとを備えた回
転子において、一端が上記リティニングリングに保持さ
れたクリページブロックの長さＬCBは界磁巻線の熱伸び
によって動きうる範囲ＬC よりも大きく、ＬCB＞ＬCの
関係を満たす値にすることを特徴とする回転電機の回転
子。 - 【請求項３】鉄心の周方向に設けた複数の溝内に収納さ
れている界磁巻線と、界磁巻線が遠心力で飛び出すのを
防止する溝内に嵌め込んだウェッジと、界磁巻線とウェ
ッジとの間の軸方向に配置された複数のクリページブロ
ックと、界磁巻線とウェッジ及びクリページブロックの
軸方向両端を保持したリティニングリングとを備えた回
転子において、一端が上記リティニングリングに保持さ
れたクリページブロックの他端の長さは界磁巻線の熱伸
びによる影響の少ない個所であって他のクリページブロ
ックの長さより長くし、上記界磁巻線とウェッジとに接
触するクリページブロックの摩擦係数μを０.２〜０.３
とすることを特徴とする回転電機の回転子。 - 【請求項４】上記界磁巻線に接触する内周側クリページ
ブロックと外周側クリページブロックとの間の軸方向に
配置された複数の分割されたクリページブロックを少な
くとも１層以上配置することを特徴とする請求項１ない
し３いずれか１項記載の回転電機の回転子。 - 【請求項５】上記クリページブロックを少なくとも１層
以上配置した多層クリページブロックの各層でのクリペ
ージブロックの軸方向切れ目が重ならないように互い違
いに配置することを特徴とする請求項１ないし４いずれ
か１項記載の回転電機の回転子。 - 【請求項６】上記クリページブロックと界磁巻線との間
またはクリページブロックとウェッジとの間に薄板状の
スライディングシートを挿入することを特徴とする請求
項１ないし５いずれか１項記載の回転電機の回転子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32819496A JP3641886B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 回転電機の回転子 |
| CN97125430A CN1185051A (zh) | 1996-12-09 | 1997-12-08 | 一种用于电动发电机的转子 |
| KR1019970066605A KR19980063885A (ko) | 1996-12-09 | 1997-12-08 | 회전 전기기계의 회전자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32819496A JP3641886B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 回転電機の回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10174336A true JPH10174336A (ja) | 1998-06-26 |
| JP3641886B2 JP3641886B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=18207515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32819496A Expired - Lifetime JP3641886B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 回転電機の回転子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3641886B2 (ja) |
| KR (1) | KR19980063885A (ja) |
| CN (1) | CN1185051A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065064A (en) * | 1990-05-31 | 1991-11-12 | General Electric Company | Rotor slot insulation in rotors with subslots |
| US5329197A (en) * | 1992-10-29 | 1994-07-12 | General Electric Company | Generator rotor winding with two coils per slot |
| US5430340A (en) * | 1993-04-15 | 1995-07-04 | General Electric Co. | Harmonic current path spring device between retaining ring and rotor wedge of a dynamoelectric generator |
-
1996
- 1996-12-09 JP JP32819496A patent/JP3641886B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-12-08 KR KR1019970066605A patent/KR19980063885A/ko not_active Application Discontinuation
- 1997-12-08 CN CN97125430A patent/CN1185051A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980063885A (ko) | 1998-10-07 |
| JP3641886B2 (ja) | 2005-04-27 |
| CN1185051A (zh) | 1998-06-17 |
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