JPH11168845A - 回転電機の回転子巻線 - Google Patents

回転電機の回転子巻線

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JPH11168845A
JPH11168845A JP33267597A JP33267597A JPH11168845A JP H11168845 A JPH11168845 A JP H11168845A JP 33267597 A JP33267597 A JP 33267597A JP 33267597 A JP33267597 A JP 33267597A JP H11168845 A JPH11168845 A JP H11168845A
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JP
Japan
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winding
rotor winding
rotor
electric machine
edgewise bending
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JP33267597A
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English (en)
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Hideki Chiba
英樹 千葉
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】回転子巻線を、多層積みした導体をエッジワイ
ズ曲げ及びロー付けにより製造することを特徴とする回
転子巻線を提供する。 【解決手段】エッジワイズ曲げ部の通風溝をエッジワイ
ズ曲げ外径側に寄せ、回転電機運転時の巻線間絶縁物の
面圧を下げる。また、エッジワイズ曲げ部に発生する隙
間をあらかじめ想定して巻線冷却構造を最適化する。ま
た、エッジワイズ曲げ部の通風溝をエッジワイズ曲げ外
径側に寄せることにより、巻線を多層積みしてエッジワ
イズ曲げを行っても通風溝部の偏肉が大きくならない。
また、巻線ロー付け部の接続面積を大きくしロー付け部
での局所的発熱量を小さくし、更にロー付け部の強度上
の信頼性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回転電機、特にター
ビン発電機の回転子巻線に関する。
【0002】
【従来の技術】大型のタービン発電機の回転子巻線の製
造方法は、図9に示す如く、回転子シャフト5のスロッ
ト内に納められる2個の回転子巻線直線部1bとエンド
リング内周面に納められる2個の円弧状の回転子巻線エ
ンドターン部1c及び2個の回転子巻線直線部1bと2
個の回転子巻線エンドターン部1cを接続するための4
個の回転子巻線接続片1dにより1巻の回転子鞍形巻線
1eとし、その回転子鞍形巻線1eを多重環状に積み上
げ回転子鞍形巻線1fとするものである。
【0003】また、他の大型のタービン発電機の回転子
巻線の製造方法は、回転子巻線直線部1bまたは回転子
巻線エンドターン部1cを上層・下層の2個構成とし、
この2個または4個の回転子巻線直線部1bと2個また
は4個の回転子巻線エンドターン部1c及びそれらを接
続するための4個の回転子巻線接続片1dにより1巻の
回転子鞍形巻線1eとし、この1巻の回転子鞍形巻線1
eを多重環状に積み上げ回転子鞍形巻線1fとするもの
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如き
従来のタービン発電機の巻線製造方法では、巻線1巻あ
たり8個またはそれ以上の部品を必要とし、また、ロー
付け接続部が4個所またはそれ以上あることになる。
【0005】そこで、直線状の導体をエッジワイズ曲げ
によりコの字形に成形し、そのコの字形導体2個をロー
付け等の接続手段により接続し鞍形巻線1巻とし、その
1巻の鞍形コイルを多重環状に積み上げ回転子巻線とす
れば、部品数は巻線1巻あたり4個となり、ロー付け個
所が巻線1巻あたり2個所となるので固定子巻線の部品
・製造方法の合理化が可能となる。さらに、巻線を多重
積みした状態でエッジワイズ曲げを行えば、製造方法は
さらに合理化される。
【0006】しかし、回転電機、特に大型のタービン発
電機では、巻線のエッジワイズ曲げ部で偏肉部、すなわ
ち板厚の不均一部が発生することにより、発電機運転時
回転子巻線に数千Gの加速度が発生する際に、巻線間に
挟まれている絶縁物と巻線との接触面の面圧が偏肉によ
り局所的に高い部分が発生し、絶縁破壊を起こすという
問題があった。
【0007】また、エッジワイズ曲げ部に発生する隙間
により巻線内部の冷却ガス通風路から冷却ガスが漏れ、
巻線冷却に悪影響を及ぼすという問題があった。さら
に、巻線を多重積みしてエッジワイズ曲げを行うと巻線
の通風溝部で通風溝を有する面の反対側の面で偏肉が大
きくなるという問題があった。
【0008】図10は通風溝が巻線幅方向中央位置にあ
り、多層積みエッジワイズ曲げを行った場合の巻線変形
例を示す。この図から分かるように、通風溝2の裏側に
巻線中央凸型変形部8が発生し、巻線間に絶縁物を挟み
発電機の運転時、回転子巻線に数千Gの加速度が発生す
る際に巻線中央凸部変形部8で局所的に大きな面圧が発
生し、絶縁破壊を起こすという問題があった。
【0009】また、図11に示すように巻線断面をロー
付けにより接続部とした場合、その接続部面積が小さ
く、巻線に界磁電流を流した際に局所的に発熱量が大き
くなり、高温部が発生し絶縁物を損傷するとか、または
巻線のロー付け部の強度の信頼性が低いという問題があ
った。
【0010】本発明は前述のような事情に基づいてなさ
れたもので、その目的は巻線のエッジワイズ曲げ部で偏
肉部の板厚の不均一が発生しても巻線間の絶縁物が絶縁
破壊を起さず、また、エッジワイズ曲げ部に発生する隙
間が巻線冷却に悪影響を及ぼさず、また、巻線を多重積
みしてエッジワイズ曲げを行っても通風溝部で大きな偏
肉とならない回転電機の回転子巻線を提供することにあ
る。
【0011】また、本発明の他の目的は、ロー付け等に
よる巻線の接続部の面積を広くすることで、局所的に発
熱量が大きくならず強度的信頼性が高い回転電機の回転
子巻線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、本発明の請求項1は、回転子鉄心に巻装される回転
電機の回転子巻線において、直線状の導体をエッジワイ
ズ曲げによりコ字形に成形し、そのコ字形導体2本をロ
ー付け等の固着手段により接続し鞍形コイル1巻とし、
その1巻の鞍形コイルを多重環状に積み上げ回転子巻線
としたことを特徴とする。
【0013】本発明の請求項2は、請求項1記載の回転
電機の回転子巻線において、前記回転子巻線は冷却ガス
の通風溝を有し、その通風溝位置をエッジワイズ曲げ部
で導体幅方向の中心位置からエッジワイズ曲げ外径側に
ずらしたことを特徴とする。
【0014】この請求項1及び請求項2によると、エッ
ジワイズ曲げ部の通風溝をエッジワイズ曲げ外径側に寄
せることにより巻線間絶縁物の面圧を下げることが可能
となる。
【0015】本発明の請求項3は、請求項1記載の回転
電機の回転子巻線において、前記回転子巻線は冷却ガス
の通風溝を有し、エッジワイズ曲げによる導体に生じる
板厚の不均一部の隙間を冷却ガスの通風路入口としたこ
とを特徴とする。この請求項3によると、エッジワイズ
曲げ部に発生する隙間をあらかじめ想定して巻線冷却構
造を最適化することができる。
【0016】本発明の請求項4は、請求項1記載の回転
電機の回転子巻線において、巻線を多重積みした状態で
当該巻線のエッジワイズ曲げを行うことを特徴とする。
この請求項4によると、エッジワイズ曲げ部の通風溝を
エッジワイズ曲げ外径側に寄せている巻線を多層積みし
てエッジワイズ曲げを行っても通風溝部の偏肉が大きく
ならないので、巻線の製作能率が向上する。
【0017】本発明の請求項5は、請求項1記載の回転
電機の回転子巻線において、エッジワイズ曲げ部の巻線
を巻線幅方向に2列以上に分割することを特徴とする。
この請求項5によると、巻線を巻線幅方向に数分割する
と、エッジワイズ曲げ部の偏肉が小さくなり、エッジワ
イズ曲げによる板厚の不均一を少なくすることができ
る。
【0018】本発明の請求項6は、請求項1記載の回転
電機の回転子巻線において、コの字形導体2本をロー付
け等により接続するロー付け面積を、導体の突合せ接続
するロー付け面積より広くしたことを特徴とする。
【0019】本発明の請求項7は、請求項6記載の回転
電機の回転子巻線において、ロー付け面積を広くする手
段は巻線の接続部に接続片を設けたことを特徴とする。
この請求項6及び請求項7によると、巻線ロー付け部の
接続部面積が大きくなることにより巻線の発熱量が局所
的に大きくならず、ロー付け部強度の信頼性を確保す
る。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の第1実施例(請求項
1乃至請求項4対応)の要部であり、同図(a)は斜視
図、同図(b)は同図(a)のA−A断面図、同図
(c)はエッジワイズ部巻線多層積の断面図である。
【0021】図に示す如く、本実施例の回転電機の回転
子巻線1は、回転子冷却のための通風溝2を有してい
る。この通風溝2をエッジワイズ曲げ外径側に寄せてい
るため、回転子巻線1を多層積みし、エッジワイズ曲げ
部に高い面圧をかけエッジワイズ曲げを行うと、図1
(b)に示す如く、通風溝2のエッジワイズ曲げ内径側
(断面A−Aの通風溝2から左側)はほぼ平らな面であ
るが、エッジワイズ曲げ外径側(断面A−Aの通風溝2
から右側)では偏肉が発生する。
【0022】また、これらのエッジワイズ曲げ後の回転
子巻線1を図1(c)のように絶縁物3と一層ずつ交互
に積み上げると、エッジワイズ曲げ部通風溝2が巻線中
央部にある従来例(図10参照)に比べ、通風溝2のエ
ッジワイズ曲げ内径側(断面A−Aの通風溝2から左
側)の絶縁物3と回転子巻線1との接触面積が大きくな
り、発電機運転中に数千Gの大きな遠心力が発生した場
合でも絶縁物破損に至る程の局所的な高面圧部が発生し
ない。また、エッジワイズ曲げ外径側には隙間4が生じ
るが、回転子巻線1が多層積みされた後にできる隙間4
を通風溝2への冷却ガス入口とすることを前提として通
風冷却構造を最適化しているため、隙間4が冷却上悪影
響を及ぼすことはない。
【0023】ところで、回転子シャフト5への回転子巻
線の取付けは、図2に示す手順で行われる。すなわち上
記したような通風溝2を形成した回転子巻線直線部1a
をエッジワイズ曲げした後、回転子シャフト5へ組込み
巻線端部のロー付けを行うことにより終了する。このと
き、上記の如き通風溝2を形成した回転子巻線直線部1
aを多重積みした状態でエッジワイズ曲げを行えば、製
造方法はさらに合理化される。
【0024】図3は本発明の第2実施例(請求項5対
応)の要部であり、同図(a)は斜視図、同図(b)は
同図(a)のB−B断面図である。図に示すように、本
実施例の回転子巻線1は幅方向に数分割されている。図
では巻線を幅方向に4分割した例であり、分割された回
転子巻線1hはそれぞれ偏肉するものの、偏肉量は図1
の実施例で示す断面A−Aより小さい。
【0025】本実施例では幅方向に分割された回転子巻
線1hのうち一つの板厚を小さくすることで通風溝を設
けることが可能である。また、エッジワイズ曲げを行っ
た後、図2の如き方法、すなわち回転子巻線直線部1a
をエッジワイズ曲げを行い、シャフト5へ組み込み、巻
線端部のロー付けを行った場合の接続部となる接続部断
面積を、従来例の図11に示す如く巻線長さ方向に対し
垂直な面として接続する接続部断面積のものと比べる
と、大きくすることができるので、接続部における局所
的発熱を小さくすることができる。
【0026】図4及び図5はそれぞれ本発明の第3実施
例及び第4実施例(請求項6対応)に係るロー付け接続
部の斜視図である。図4は巻線端部の接続を段付接続、
すなわち接続部の巻線板厚を他の巻線板厚の約半分と
し、重ね合わせる形状としたものである。また、図5は
巻線端部の接続を斜面接続、すなわち接続部形状を巻線
厚さ方向に対し斜めに切断し重ね合わせる形状としたも
のである。いずれの実施例も従来例の巻線長さ方向に対
し垂直な面として接続する接続部断面積(図11参照)
と比べると、接続部断面積は大きくすることができるの
で、接続部における局所的発熱を小さくすることができ
る。
【0027】図6乃至図8はそれぞれ本発明の第5実施
例乃至第7実施例(請求項7対応)に係るロー付け接続
部の斜視図である。各図に示すように第5本実施例乃至
第7実施例は、いずれも巻線接続部に接続片を用いる構
造としたものである。すなわち、図6の第5本実施例は
段付けされた巻線端部と長方形の接続片7aとを重ね合
せて接合面をロー付け6cしたものである。図7の第6
実施例は斜めに切断された巻線端部とこの巻線端部に梯
形状接続片7bを接合してその接合面をロー付け6dし
たものである。図8の第7実施例は段付けと斜面を有す
る巻線端部とこの巻線端部に断面梯形状の接続片7cを
接合してその接合面をロー付け6eしたものである。い
ずれの場合も従来例の巻線長さ方向に対し垂直な面とし
て接続する接続部断面積(図11参照)と比べると、接
続部断面積は大きくすることができるので、接続部にお
ける局所的発熱を小さくすることができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明(請求項1乃
至請求項7対応)によれば、エッジワイズ部絶縁物の絶
縁破壊を起こす恐れがなく、通風冷却にも影響がなく、
また巻線突き合わせ部の局所的発熱がなく十分な強度を
有する回転電機回転子巻線を、エッジワイズ曲げ及びロ
ー付けを利用して製造することができる、という効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の要部であり、同図(a)
は斜視図、同図(b)は同図(a)のA−A断面図、同
図(c)はエッジワイズ部巻線多層積の断面図。
【図2】図1の回転子巻線を回転子シヤフトへ組込み手
順を示す図。
【図3】本発明の第2実施例の要部であり、同図(a)
は斜視図、同図(b)は同図(a)のB−B断面図。
【図4】本発明の第3実施例に係るロー付け接続部の斜
視図。
【図5】本発明の第4実施例に係るロー付け接続部の斜
視図。
【図6】本発明の第5実施例に係るロー付け接続部の斜
視図。
【図7】本発明の第6実施例に係るロー付け接続部の斜
視図。
【図8】本発明の第7実施例に係るロー付け接続部の斜
視図。
【図9】従来の回転子巻線製造方法を示す図。
【図10】従来の巻線構造での多層エッジワイズ曲げ時
の変形例を示す断面図。
【図11】従来の巻線端部の接続部の斜視図。
【符号の説明】
1…回転子巻線、1a,1b…回転子巻線直線部、1c
…回転子巻線エンドターン部、1d…回転子巻線接続
片、1e…回転子鞍形巻線(1巻)、1f…回転子鞍形
巻線(多重環状)、1g…回転子巻線(通風溝中央)、
1h…回転子巻線(巻線幅方向分割)、2…通風溝、3
…絶縁物、4…隙間、5…回転子シャフト、6…回転子
巻線ロー付け部、7a,7b,7c…回転子巻線接続
片、8…巻線中央凸型変形部。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転子鉄心に巻装される回転電機の回転
    子巻線において、直線状の導体をエッジワイズ曲げによ
    りコ字形に成形し、そのコ字形導体2本をロー付け等の
    固着手段により接続し鞍形コイル1巻とし、その1巻の
    鞍形コイルを多重環状に積み上げ回転子巻線としたこと
    を特徴とする回転電機の回転子巻線。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の回転電機の回転子巻線に
    おいて、前記回転子巻線は冷却ガスの通風溝を有し、そ
    の通風溝位置をエッジワイズ曲げ部で導体幅方向の中心
    位置からエッジワイズ曲げ外径側にずらしたことを特徴
    とする回転電機の回転子巻線。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の回転電機の回転子巻線に
    おいて、前記回転子巻線は冷却ガスの通風溝を有し、エ
    ッジワイズ曲げによる導体に生じる板厚の不均一部の隙
    間を冷却ガスの通風路入口としたことを特徴とする回転
    電機の回転子巻線。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の回転電機の回転子巻線に
    おいて、巻線を多重積みした状態で当該巻線のエッジワ
    イズ曲げを行うことを特徴とする回転電機の回転子巻
    線。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の回転電機の回転子巻線に
    おいて、エッジワイズ曲げ部の巻線を巻線幅方向に2列
    以上に分割することを特徴とする回転電機の回転子巻
    線。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の回転電機の回転子巻線に
    おいて、コの字形導体2本をロー付け等により接続する
    ロー付け面積を、導体の突合せ接続するロー付け面積よ
    り広くしたことを特徴とする回転電機の回転子巻線。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の回転電機の回転子巻線に
    おいて、ロー付け面積を広くする手段は巻線の接続部に
    接続片を設けたことを特徴とする回転電機の回転子巻
    線。
JP33267597A 1997-12-03 1997-12-03 回転電機の回転子巻線 Pending JPH11168845A (ja)

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