JPH11136887A - 回転電機の回転子 - Google Patents
回転電機の回転子Info
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- JPH11136887A JPH11136887A JP10230958A JP23095898A JPH11136887A JP H11136887 A JPH11136887 A JP H11136887A JP 10230958 A JP10230958 A JP 10230958A JP 23095898 A JP23095898 A JP 23095898A JP H11136887 A JPH11136887 A JP H11136887A
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Classifications
-
- 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
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
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- H02K17/02—Asynchronous induction motors
- H02K17/16—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
- H02K17/20—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors having deep-bar rotors
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- 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
- H02K3/487—Slot-closing devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Synchronous Machinery (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １００００ｒｐｍを超える回転数に使用し得
る回転電機の回転子を提供する。 【解決手段】 回転子継鉄１２を回転子継鉄の材料の弾
性限度を超えて押し広げることにより、締付けスリーブ
１５が径方向に弾性的にバイアスを加えられ、回転子継
鉄１２の外側部位を形成する磁化可能な鋼が４００Ｎ／
ｍｍ2 以下の弾性限度を有し、締付けスリーブ１５は少
なくとも３ｍｍの壁厚を有し１０００Ｎ／ｍｍ2 より大
きい強度の鋼よりなる。
る回転電機の回転子を提供する。 【解決手段】 回転子継鉄１２を回転子継鉄の材料の弾
性限度を超えて押し広げることにより、締付けスリーブ
１５が径方向に弾性的にバイアスを加えられ、回転子継
鉄１２の外側部位を形成する磁化可能な鋼が４００Ｎ／
ｍｍ2 以下の弾性限度を有し、締付けスリーブ１５は少
なくとも３ｍｍの壁厚を有し１０００Ｎ／ｍｍ2 より大
きい強度の鋼よりなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回転電機に関し、横
断面円環状の回転子外側部位が磁界を発生するために使
用され、このために回転子継鉄とこの回転子継鉄に配置
された磁界発生用の構造部分と回転子の全長にわたって
延びる管状の締付けスリーブとから成っている回転子を
構造的に仕上げる際に利用されるものである。
断面円環状の回転子外側部位が磁界を発生するために使
用され、このために回転子継鉄とこの回転子継鉄に配置
された磁界発生用の構造部分と回転子の全長にわたって
延びる管状の締付けスリーブとから成っている回転子を
構造的に仕上げる際に利用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】この形式の公知の回転子の場合、回転子
継鉄は円板状の積層金属板から成っているか磁化可能な
材料から成る中実円筒体から成り、磁界を発生する構造
部分として永久磁石セグメントが使用され、この永久磁
石セグメントは回転子継鉄上に装着されるか、あるいは
弾性的なバイアスをかけられた状態にあるステンレス鋼
のような高張力材料から成る薄い締付けスリーブによっ
て回転子継鉄上に径方向および軸方向に固定されてい
る。その締付けスリーブは加熱によって広げられ、永久
磁石セグメント上に焼きばめされる。あるいはまた、磁
石セグメントがまず鋼製締付けブッシュにはめ込まれ、
磁石セグメントが押広げ装置を利用して押し広げられ、
これによって締付けスリーブが弾性的に広げられ、続い
て磁石セグメントおよび締付けスリーブが回転子継鉄上
に押し被せられる。その種々の部品の径方向寸法は、締
付けスリーブ内における組立完了後に磁石セグメントが
回転子継鉄に押しつけられて、高速回転中に遠心力に対
抗する残留応力が残存するような寸法にされている。回
転子がそのような構造をしている回転電機は約５０ｍｍ
の回転子直径を有し、即ちこれは約１ｋＷの出力範囲の
回転電機である（ドイツ特許第３９３８００７号明細書
参照）。
継鉄は円板状の積層金属板から成っているか磁化可能な
材料から成る中実円筒体から成り、磁界を発生する構造
部分として永久磁石セグメントが使用され、この永久磁
石セグメントは回転子継鉄上に装着されるか、あるいは
弾性的なバイアスをかけられた状態にあるステンレス鋼
のような高張力材料から成る薄い締付けスリーブによっ
て回転子継鉄上に径方向および軸方向に固定されてい
る。その締付けスリーブは加熱によって広げられ、永久
磁石セグメント上に焼きばめされる。あるいはまた、磁
石セグメントがまず鋼製締付けブッシュにはめ込まれ、
磁石セグメントが押広げ装置を利用して押し広げられ、
これによって締付けスリーブが弾性的に広げられ、続い
て磁石セグメントおよび締付けスリーブが回転子継鉄上
に押し被せられる。その種々の部品の径方向寸法は、締
付けスリーブ内における組立完了後に磁石セグメントが
回転子継鉄に押しつけられて、高速回転中に遠心力に対
抗する残留応力が残存するような寸法にされている。回
転子がそのような構造をしている回転電機は約５０ｍｍ
の回転子直径を有し、即ちこれは約１ｋＷの出力範囲の
回転電機である（ドイツ特許第３９３８００７号明細書
参照）。
【０００３】回転電機の別の公知の回転子の場合、磁界
は回転子体にある溝の中に挿入されたコイルあるいは短
絡片によって発生され、その短絡片の回転子体から軸方
向に突出する先端あるいはコイル端はバンドによって固
定される。特にタービン発電機の場合、バンドとして鍛
造成形された中空円筒状リングが使用され、このリング
は片側縁が回転子体上に置かれ、その残りの片持ち部位
でコイル端を包囲している。「キャップ」とも呼ばれる
このようなバンドは熱い状態で締めしろをもって被せら
れ、回転子体上に焼きばめられる。キャップの加熱は例
えば誘導式で行われる（ドイツ特許出願公開第２５３０
４３７号明細書、同第１９５３２８４８号明細書参
照）。そのようなキャップを押し被せる前に、その強度
を高めるために伸張すること即ち塑性変形することも知
られている（ドイツ特許出願公開第２１４０３５８号明
細書参照）。
は回転子体にある溝の中に挿入されたコイルあるいは短
絡片によって発生され、その短絡片の回転子体から軸方
向に突出する先端あるいはコイル端はバンドによって固
定される。特にタービン発電機の場合、バンドとして鍛
造成形された中空円筒状リングが使用され、このリング
は片側縁が回転子体上に置かれ、その残りの片持ち部位
でコイル端を包囲している。「キャップ」とも呼ばれる
このようなバンドは熱い状態で締めしろをもって被せら
れ、回転子体上に焼きばめられる。キャップの加熱は例
えば誘導式で行われる（ドイツ特許出願公開第２５３０
４３７号明細書、同第１９５３２８４８号明細書参
照）。そのようなキャップを押し被せる前に、その強度
を高めるために伸張すること即ち塑性変形することも知
られている（ドイツ特許出願公開第２１４０３５８号明
細書参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に記載したような回転子において、横断面円環状の回転
子外側部位を、１０００ｋＷを超える出力範囲で作動し
１００００ｒｐｍを超える回転数で運転される回転電機
でも遠心力が支配されるように形成することにある。
に記載したような回転子において、横断面円環状の回転
子外側部位を、１０００ｋＷを超える出力範囲で作動し
１００００ｒｐｍを超える回転数で運転される回転電機
でも遠心力が支配されるように形成することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
を解決するために、構造部分および締付けスリーブを装
備した回転子継鉄をその材料の弾性限度を超えて押し広
げることによって、管状締付けスリーブが径方向に弾性
的にバイアスを与えられ、回転子継鉄の磁化可能な鋼が
４００Ｎ／ｍｍ2 以下の弾性限度を有し、管状締付けス
リーブが少なくとも３ｍｍの壁厚を有し１０００Ｎ／ｍ
ｍ2 より大きな強度の鋼から成っている。
を解決するために、構造部分および締付けスリーブを装
備した回転子継鉄をその材料の弾性限度を超えて押し広
げることによって、管状締付けスリーブが径方向に弾性
的にバイアスを与えられ、回転子継鉄の磁化可能な鋼が
４００Ｎ／ｍｍ2 以下の弾性限度を有し、管状締付けス
リーブが少なくとも３ｍｍの壁厚を有し１０００Ｎ／ｍ
ｍ2 より大きな強度の鋼から成っている。
【０００６】回転子をこのように形成する場合、回転子
継鉄、磁界を発生する構造部分および締付けシリンダ
は、完全な能動部分として予め組み立てられ、それから
回転子軸上に取り付けられる固く結合された複合体を形
成する。能動部分の予組立において必要な回転子継鉄の
押し広げ塑性変形およびこれに伴う締付けスリーブの押
し広げ弾性変形は、タービン発電機の回転子に対するキ
ャップリングを押し広げるためにドイツのクルップ社が
販売しているような（二重くさびの軸方向移動による）
それ自体公知の装置に類似して形成されている装置によ
って行うことができる（ドイツ特許出願公開第２１４０
３５８号明細書に類似）。
継鉄、磁界を発生する構造部分および締付けシリンダ
は、完全な能動部分として予め組み立てられ、それから
回転子軸上に取り付けられる固く結合された複合体を形
成する。能動部分の予組立において必要な回転子継鉄の
押し広げ塑性変形およびこれに伴う締付けスリーブの押
し広げ弾性変形は、タービン発電機の回転子に対するキ
ャップリングを押し広げるためにドイツのクルップ社が
販売しているような（二重くさびの軸方向移動による）
それ自体公知の装置に類似して形成されている装置によ
って行うことができる（ドイツ特許出願公開第２１４０
３５８号明細書に類似）。
【０００７】予め組み立てられた完全な能動部分の回転
子軸上への固定は公知の油圧ばめで行うことができる
（ドイツ特許第１２００７６０号明細書類似）。回転子
軸と能動部分との間にバイアスを与えるための別の方式
は回転中に生ずる遠心力を利用することにある。そのた
めに回転子軸および回転子継鉄が逆向きに僅かに円錐状
に形成され相対回転される。そしてバイアスを与えられ
たばね要素が能動部分を超過回転数の際に軸方向に回転
子軸に向けて移動する。
子軸上への固定は公知の油圧ばめで行うことができる
（ドイツ特許第１２００７６０号明細書類似）。回転子
軸と能動部分との間にバイアスを与えるための別の方式
は回転中に生ずる遠心力を利用することにある。そのた
めに回転子軸および回転子継鉄が逆向きに僅かに円錐状
に形成され相対回転される。そしてバイアスを与えられ
たばね要素が能動部分を超過回転数の際に軸方向に回転
子軸に向けて移動する。
【０００８】回転子継鉄、磁界を発生する構成要素およ
び締付けスリーブから成る完全な能動部分を製造するた
めに、相応した強度の鋼から成る締付けスリーブを利用
することが有利である。しかしセラミック繊維あるいは
炭素繊維で強化されたアルミニウムから成る締付けスリ
ーブも適している。
び締付けスリーブから成る完全な能動部分を製造するた
めに、相応した強度の鋼から成る締付けスリーブを利用
することが有利である。しかしセラミック繊維あるいは
炭素繊維で強化されたアルミニウムから成る締付けスリ
ーブも適している。
【０００９】回転子継鉄を押し広げると回転子継鉄は弾
性的に塑性変形されるが、そのために直径約５００ｍｍ
の回転子継鉄の場合約３〜４ｍｍだけ広げる必要があ
る。締付けスリーブにただ弾性変形しか生じさせない回
転子継鉄の塑性変形分は回転子継鉄と締付けスリーブと
を結合する内部バイアスとして作用する。
性的に塑性変形されるが、そのために直径約５００ｍｍ
の回転子継鉄の場合約３〜４ｍｍだけ広げる必要があ
る。締付けスリーブにただ弾性変形しか生じさせない回
転子継鉄の塑性変形分は回転子継鉄と締付けスリーブと
を結合する内部バイアスとして作用する。
【００１０】磁界を発生するために使用する構成要素を
固定するための本発明に基づく実施形態は、回転子継鉄
がコイル又は導体バーを受けるための軸方向溝を有して
いる回転子並びに回転子継鉄中又は回転子継鉄上に永久
磁石が挿入ないし設置されている回転子に適用すること
ができる。永久磁石が装着されている回転子継鉄の場
合、押し広げの際に締付けスリーブ側からの不均一な圧
縮荷重に対して磁石を保護するために、永久磁石と締付
けスリーブとの間に管状の機械的な保護層が配置されて
いることが有利である。その保護層として好適にはブッ
シュの形の銅層が考えられ、場合によっては樹脂含浸ガ
ラス繊維リボンから成るバンドも考えられる。
固定するための本発明に基づく実施形態は、回転子継鉄
がコイル又は導体バーを受けるための軸方向溝を有して
いる回転子並びに回転子継鉄中又は回転子継鉄上に永久
磁石が挿入ないし設置されている回転子に適用すること
ができる。永久磁石が装着されている回転子継鉄の場
合、押し広げの際に締付けスリーブ側からの不均一な圧
縮荷重に対して磁石を保護するために、永久磁石と締付
けスリーブとの間に管状の機械的な保護層が配置されて
いることが有利である。その保護層として好適にはブッ
シュの形の銅層が考えられ、場合によっては樹脂含浸ガ
ラス繊維リボンから成るバンドも考えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図１〜図３に示した本発明に
基づく回転子の二つの実施例について説明する。
基づく回転子の二つの実施例について説明する。
【００１２】図１および図２はそれぞれ本発明の短絡コ
イル付き回転子の実施例の縦断面図および横断面図で、
回転電機の回転子１は、軸１１、この軸上に配置された
回転子継鉄１２および締付けスリーブ１５から成り、そ
の回転子継鉄１２は長手溝の中に導体バー１３を収納
し、これらの導体バー１３は両側端面が短絡リング１４
で互いに接続されている。回転子継鉄１２は強度が３８
０Ｎ／ｍｍ2 の市販の鋼から成り、締付けスリーブ１５
は強度が１３００Ｎ／ｍｍ2 の高張力鋼例えばクルップ
社のＰ５００Ｎ鋼から成っている。この回転子を製造す
るためにまず、挿入された導体バー１３、短絡リング１
４及び締付けスリーブ１５を備えた回転子継鉄１２が回
転子継鉄材料の弾性限度を超えて広げられ、これによっ
て締付けスリーブ１５が、挿入された導体バー１３と短
絡リング１４とを備えた回転子継鉄１２を大きなバイア
スをもって包囲する。続いて回転子継鉄、導体バー、短
絡リングおよび締付けスリーブから成る能動部分が軸１
１上に二段油圧式はめ合い技術を利用して設けられる。
イル付き回転子の実施例の縦断面図および横断面図で、
回転電機の回転子１は、軸１１、この軸上に配置された
回転子継鉄１２および締付けスリーブ１５から成り、そ
の回転子継鉄１２は長手溝の中に導体バー１３を収納
し、これらの導体バー１３は両側端面が短絡リング１４
で互いに接続されている。回転子継鉄１２は強度が３８
０Ｎ／ｍｍ2 の市販の鋼から成り、締付けスリーブ１５
は強度が１３００Ｎ／ｍｍ2 の高張力鋼例えばクルップ
社のＰ５００Ｎ鋼から成っている。この回転子を製造す
るためにまず、挿入された導体バー１３、短絡リング１
４及び締付けスリーブ１５を備えた回転子継鉄１２が回
転子継鉄材料の弾性限度を超えて広げられ、これによっ
て締付けスリーブ１５が、挿入された導体バー１３と短
絡リング１４とを備えた回転子継鉄１２を大きなバイア
スをもって包囲する。続いて回転子継鉄、導体バー、短
絡リングおよび締付けスリーブから成る能動部分が軸１
１上に二段油圧式はめ合い技術を利用して設けられる。
【００１３】図３は本発明の永久磁石付き回転子の実施
例の横断面図で、回転子軸２１上に設置すべき能動部分
２は、回転子継鉄２２、回転子継鉄の外周面上に装着さ
れた永久磁石セグメント２３、約０．８ｍｍの壁厚の銅
ブッシュの形をした保護ブッシュ２４および締付けスリ
ーブ２５から成っている。回転子継鉄２２および締付け
スリーブ２５の材料は図１および図２における実施例に
相当している。この能動部分の製造および回転子軸２１
上への能動部分の装着は図１における実施例と同じよう
に行われる。
例の横断面図で、回転子軸２１上に設置すべき能動部分
２は、回転子継鉄２２、回転子継鉄の外周面上に装着さ
れた永久磁石セグメント２３、約０．８ｍｍの壁厚の銅
ブッシュの形をした保護ブッシュ２４および締付けスリ
ーブ２５から成っている。回転子継鉄２２および締付け
スリーブ２５の材料は図１および図２における実施例に
相当している。この能動部分の製造および回転子軸２１
上への能動部分の装着は図１における実施例と同じよう
に行われる。
【図１】本発明の実施例の縦断面図である。
【図２】本発明の実施例の横断面図である。
【図３】本発明の他の実施例の横断面図である。
１ 回転子 １１ 軸 １２ 回転子継鉄 １３ 導体バー １４ 短絡リング １５ 締付けスリーブ ２ 能動部分 ２１ 回転子軸 ２２ 回転子継鉄 ２３ 永久磁石セグメント ２４ 保護ブッシュ ２５ 締付けスリーブ
Claims (2)
- 【請求項１】 横断面円環状の外側部位が磁化可能な鋼
から成る回転子継鉄、この回転子継鉄上に配置された磁
界を発生するための構造部分および回転子の全長にわた
って延び圧力ばめされた高張力材料製の管状締付けスリ
ーブから成っている回転電機の回転子において、構造部
分（１３）および締付けスリーブを装備した回転子継鉄
（１２）を回転子継鉄の材料の弾性限度を超えて押し広
げることによって管状締付けスリーブ（１５）が径方向
に弾性的にバイアスを与えられ、回転子継鉄（１２）の
磁化可能な鋼が４００Ｎ／ｍｍ2 以下の弾性限度を有
し、管状締付けスリーブ（１５）が少なくとも３ｍｍの
壁厚を有し１０００Ｎ／ｍｍ2 より大きな強度の鋼から
成っていることを特徴とする回転電機の回転子。 - 【請求項２】 磁界を発生するために使用する構造部分
が回転子継鉄（２２）上に装着された永久磁石セグメン
ト（２３）から成り、この永久磁石セグメント（２３）
と締付けスリーブ（２５）との間に管状の機械的保護層
（２４）が配置されていることを特徴とする請求項１記
載の回転子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19736710A DE19736710B4 (de) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | Rotor für eine dynamoelektrische Maschine |
| DE19736710.0 | 1997-08-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11136887A true JPH11136887A (ja) | 1999-05-21 |
| JP4057710B2 JP4057710B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=7839936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23095898A Expired - Fee Related JP4057710B2 (ja) | 1997-08-18 | 1998-08-17 | 回転電機の回転子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0977340B1 (ja) |
| JP (1) | JP4057710B2 (ja) |
| DE (1) | DE19736710B4 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111682663A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-18 | 哈尔滨电气动力装备有限公司 | 异步电机实心转子结构 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10224776A1 (de) | 2002-06-04 | 2004-03-11 | Magnet-Motor Gesellschaft Für Magnetmotorische Technik Mbh | Elektrische Maschine |
| CN102582118B (zh) * | 2012-03-05 | 2013-05-22 | 浙江超伟机械有限公司 | 一种制袋机 |
| EP2887502B1 (en) | 2013-12-18 | 2016-10-05 | Skf Magnetic Mechatronics | Rotor assembly with permanent magnets and method of manufacture |
| GB201521579D0 (en) | 2015-12-08 | 2016-01-20 | Rolls Royce Plc | An induction motor rotor and a method of manufacturing the same |
| DE102022212073A1 (de) | 2022-11-15 | 2024-05-16 | Zf Friedrichshafen Ag | Elektrische Maschine, Fahrzeug und Kurzschlussläufer für eine elektrische Maschine |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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