JPH10191598A - ロータ・スロット内構成材の熱曲がり検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】運転負荷上昇時のロータにおけるシャフト軸方
向端部でのコイルの熱伸び時のすべりによって生じる各
スロット間摩擦力のアンバランスを低減し、回転電気機
械のロータの軸曲がり及び熱変形振動を低減させるため
のロータ・スロット内構成材の簡便な検査方法及び装置
を提供する。 【解決手段】シャフト１，ウエッジ２，クリページブロ
ック３，コイル４及びコイル間の層間絶縁材５を配置さ
せ、対向した２個のスロット構成について、二つのスロ
ット下部の空間に加圧治具を挿入し、コイル４に面圧を
負荷して加熱させ、シャフト１の軸方向に配置した変位
計を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロータ・スロット内
構成材の熱曲がり検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】タービン発電機のような回転電気機械の
ロータ・スロット内は、層間にガラス繊維基材入り合成
樹脂からなる電気絶縁シートを片面に接着した帯状の複
数のコイルを半径方向に積み重ねて収納し、コイルの最
上部にクリページブロックと呼ばれる電気絶縁物を入れ
てから、コイルが運転中の回転による遠心力により飛び
出さないようにクリページブロックの上にウエッジを挿
入した構造になっている。回転電気機械の起動，停止な
どの負荷変動時に生じるロータの熱振動の直接的な原因
であるロータ・スロット内構成材によるロータ・シャフ
トの熱曲がりを検査する簡便な方法は見当らず、実機と
同じように回転させて、かつ、コイルに通電して負荷さ
せながら振動量を測定する試験で実施するしかなかっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術に置けるロー
タ・スロット内構成材の中でクリページブロックは、ウ
エッジとコイルとの間の電気絶縁を確保し、かつコイル
の遠心力に充分耐えられる強度を備えたガラス繊維基材
入り合成樹脂を使用し、加工性とコスト性のよいものが
求められてきた。

【０００４】しかし、発電機ロータの定格運転時におけ
る回転数は二極型のもので３０００あるいは３６００rp
m 、ロータの外周表面では５０００Ｇあるいは７２００
Ｇもの遠心加速度がかかる。そのような環境中でコイル
に定格電流を流すと、ロータ・シャフトより線膨張率の
大きいコイルは温度上昇により伸びようとするが、遠心
力によってシャフト軸方向中央部では熱伸びが完全に抑
えられて固着するが、シャフト軸方向端部のある部分を
起点として左右にすべる。その際に、コイルがすべる部
分に接しているクリページブロックの表面性状の如何に
より、コイルの軸方向へのすべる量が決まり、その結果
として生じる各スロット毎のコイルのすべり量の差は、
シャフトへ伝達される摩擦力のアンバランスとなり、シ
ャフトの軸曲がりを生じさせ、結果として回転中のロー
タの熱変形振動をもたらす。したがって、新たにクリペ
ージブロックの表面性状についても着目し、かつ、ロー
タ・スロット内構成材の構造開発を行うための簡便な検
査方法及び装置が必要である。

【０００５】本発明の目的は、運転負荷上昇時のロータ
におけるシャフト軸方向端部でのコイルの熱伸び時のす
べりによって生じる各スロット間摩擦力のアンバランス
を低減し、回転電気機械のロータの軸曲がり及び熱変形
振動を低減させるためのロータ・スロット内構成材の簡
便な検査方法及び装置を提供することにある。尚、回転
子の曲り診断装置として特開昭63−31448 号公報があ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、シャフト，ウエッジ，クリページブロッ
ク，コイル及びコイル間の層間絶縁材を配置させ、か
つ、対向した２個のスロット構成について、前記二つの
スロット下部の空間に加圧治具を挿入し、前記コイルに
面圧を負荷して加熱させ、シャフトの軸方向に配置した
変位計を用いてロータ・スロット内構成材によるシャフ
トの熱曲がりを回転させずに検査できるようにする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を述べる前に、ま
ず、ロータ・スロット内構成材について述べる。図１
は、回転電気機械のロータ・スロット内構成を表した図
である。シャフト１に設けられたスロット内は、層間に
ガラス繊維基材入り合成樹脂からなる電気絶縁シート５
を片面に接着した帯状の複数のコイル４を半径方向に積
み重ねて収納し、コイル４の最上部にクリページブロッ
ク３と呼ばれる電気絶縁物を入れてから、コイル４が運
転中の回転による遠心力により飛び出さないようにクリ
ページブロック３の上にウエッジ２を挿入した構造にな
っている。

【０００８】請求項１による発明の実施例を図２に示
す。シャフト１，ウエッジ２，クリページブロック（電
気絶縁物）３，コイル４及びコイル間の層間絶縁材５を
配置させた実機大の長さの対向するスロット構成モデル
の２組に対して図２のようにコイル４を上側の２ないし
３層のみとし、空いた隙間に油圧ジャッキ６を挿入し、
かつ、シャフトの軸方向に複数の油圧ジャッキ６を並列
に配置させて、コイルと油圧ジャッキ６の間に金属製の
押し板８とポリテトラフルオロエチレンを塗布した熱遮
蔽板７を入れてコイルに均一な面圧が負荷できるように
し、かつ、加熱したコイルの熱が逃げないようにしてあ
る。次に、２組のスロット構成モデルの軸方向において
所定の位置でシャフトの表面に変位計を設置しておく。
コイル４は直列につないで、直流電流を通電させて加熱
できるようにする。

【０００９】遠心力相当の面圧を複数の油圧ジャッキで
両スロットのコイルに与える。例えば、コイル面圧５１
ＭＰａを負荷後、コイル温度７５℃への昇温保持により
種々のクリページブロックを用いた場合のロータの熱曲
がり変形を変位計で測定する。

【００１０】本実施例により回転電気機械のための最適
なクリページブロックあるいはロータ・スロット内構成
材の選択を回転することなく実施できる。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、回転電気機械の起動，
停止などの負荷変動時に生じるロータの熱振動の直接的
な原因であるロータ・スロット内構成材によるロータ・
シャフトの熱曲がりを多大な時間と費用のかかる回転試
験に依らず、簡便な方法で検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来構造によるロータ・スロット内構成材の断
面図。

【図２】本発明の実施例を示すロータ・スロット内構成
材の断面図。

【符号の説明】

１…シャフト、２…ウエッジ、３…クリページブロッ
ク、４…コイル、５…電気絶縁シート、６…油圧ジャッ
キ、７…熱遮蔽板、８…押し板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転電気機械のロータ・シャフトの周方向
   に設けられスロット内のコイル，前記コイル間の電気的
   な層間絶縁材，前記コイルが回転中の遠心力による飛び
   出しを防止するウエッジ，前記ウエッジとコイル間に配
   置されるクリページブロックからなるスロット内構成材
   による負荷時のロータ・シャフトの熱曲がり検査方法に
   おいて、前記シャフト，前記ウエッジ，前記クリページ
   ブロック，前記コイル及び前記コイル間の前記層間絶縁
   材を配置させ、対向した２個のスロット構成について、
   前記二つのスロットの下部に加圧治具を挿入し、前記コ
   イルに面圧を負荷して加熱させ、前記シャフトの軸方向
   に配置した変位計を用いてロータ・スロット内構成材に
   よる前記シャフトの熱曲がりを回転させずに検査できる
   ようにしたことを特徴とするロータ・スロット内構成材
   の熱曲がり検査方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記複数の加圧治具を
   並列に配置させて、前記コイルと前記加圧治具の間に金
   属性の押し板とポリテトラフルオロエチレンを塗布した
   熱遮蔽板を入れて前記コイルに均一な面圧が負荷できる
   ようにし、加熱したコイルの熱が逃げないようにしたロ
   ータ・スロット内構成材の熱曲がり検査方法。
3. 【請求項３】請求項１において、前記シャフト，前記ウ
   エッジ，前記クリページブロック，前記コイルの軸方向
   のすべりを計測するための変位計を端部に設置した回転
   電気機械のロータ・スロット内構成材の熱曲がり検査方
   法。