JPH11178260A - Cylindrical rotor of electrically rotating machine - Google Patents

Cylindrical rotor of electrically rotating machine

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JPH11178260A
JPH11178260A JP34754297A JP34754297A JPH11178260A JP H11178260 A JPH11178260 A JP H11178260A JP 34754297 A JP34754297 A JP 34754297A JP 34754297 A JP34754297 A JP 34754297A JP H11178260 A JPH11178260 A JP H11178260A
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JP
Japan
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damper bar
rotor
wedge
slot
cylindrical rotor
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JP34754297A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Wakui
真一 湧井
Kazumasa Ide
一正 井出
Miyoshi Takahashi
身佳 高橋
Shigenobu Mori
誉延 森
Iemichi Miyagawa
家導 宮川
Yasuomi Yagi
恭臣 八木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize the thickness of a damper bar, so that the eddy-current loss of a rotor is not increased when a thyristor is stated. SOLUTION: When a wedge 5 is shorter than the axial length of an electrically rotating machine and a plurality of the wedges 5 are placed in one slot 2, a damper bar 4 of copper or copper alloy is installed at the lower part of the wedges 5 over the overall length of the slots 2. Both the ends of the damper bar 4 placed in each slot 2 are connected with a short-circuit ring 8 of copper alloy, and the thickness A of the damper bar 4 in the radial direction is controlled within a range of not less than 1.1 mm but not more than 2.3 mm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は回転電機の円筒形回
転子に関するものであり、特に、タービン発電機のよう
にシャフト,界磁極および鉄心を一塊の鍛鋼から製作す
る回転電機の円筒形回転子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical rotor of a rotary electric machine, and more particularly to a cylindrical rotor of a rotary electric machine in which a shaft, a field pole and an iron core are made of a single piece of forged steel like a turbine generator. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】発電機を駆動するタービンは高速の方が
高効率かつ小形であり、一般に火力用のタービン発電機
は2極機となる。したがって、回転子の遠心力が大きく
なるため、タービン発電機の回転子はシャフト,界磁極
および鉄心を一塊の鍛鋼から製作する。したがって、タ
ービン発電機の回転子は電気的に導電性を示すため、非
同期磁界が生じると回転子表面に渦電流が誘発される。
2. Description of the Related Art A turbine for driving a generator is more efficient and smaller at a higher speed, and a turbine generator for thermal power is generally a two pole machine. Therefore, since the centrifugal force of the rotor increases, the rotor of the turbine generator produces the shaft, the field poles, and the iron core from a block of forged steel. Therefore, since the rotor of the turbine generator is electrically conductive, the generation of an asynchronous magnetic field induces an eddy current on the rotor surface.

【0003】発電機が発電運転している場合、三相電機
子巻線の負荷状態が各相毎異なる不平衡負荷時には、電
機子電流のアンバランスにより回転子に逆相回転磁界が
発生する。この逆相回転磁界は、出力電圧の角周波数ω
の2倍の角周波数2ωの非同期磁界成分を含んでいる。
このような逆相回転磁界が発生すると、回転子の各導体
部に渦電流が誘起され、回転子の各部の温度が許容範囲
以上に上昇する。
[0003] When the generator is in the power generating operation, when the load state of the three-phase armature winding is unbalanced in each phase, an anti-phase rotating magnetic field is generated in the rotor due to imbalance of the armature current. This anti-phase rotating magnetic field has an angular frequency ω of the output voltage.
And an asynchronous magnetic field component having an angular frequency 2ω which is twice as large as the above.
When such a reversed-phase rotating magnetic field is generated, an eddy current is induced in each conductor portion of the rotor, and the temperature of each portion of the rotor rises beyond an allowable range.

【0004】そこで、このような問題点を解決するた
め、特公昭60−34340 号公報に記載されているように、
塊状鉄心の軸方向に流れる電流を導電性ウェッジを介し
てダンパバーに導くことにより、回転子各部の熱的バラ
ンスを取る方法が提案されている。
Therefore, in order to solve such a problem, as described in Japanese Patent Publication No. 60-34340,
A method has been proposed in which a current flowing in the axial direction of a massive iron core is guided to a damper bar via a conductive wedge to thermally balance each part of the rotor.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、発電
運転時において、非同期回転磁界による渦電流を導電性
ウェッジを介してダンパバーに導くことにより、回転子
各部の熱的バランスをとるもので、逆相耐量の観点から
ダンパバーの厚みを3.0mm より厚くしている。一方、
コンバインドサイクル発電システムに用いられるタービ
ン発電機は400MVA級以下のマシンであり、比較的、
容量が大きくないことから、回転子胴部にはダンパバー
を設けないのが一般的である。しかし、サイリスタ始動
時は発電運転時とは異なるから、回転子の温度上昇を抑
制するためにダンパバーを設ける必要がある。これは以
下の理由による。
In the above prior art, during power generation operation, eddy currents due to an asynchronous rotating magnetic field are led to a damper bar via a conductive wedge to balance the thermal balance of each part of the rotor. The thickness of the damper bar is set to be greater than 3.0 mm from the viewpoint of reverse phase resistance. on the other hand,
The turbine generator used in the combined cycle power generation system is a machine of 400 MVA class or less.
Since the capacity is not large, it is common that the rotor body is not provided with a damper bar. However, when the thyristor is started, it is different from the time of the power generation operation. Therefore, it is necessary to provide a damper bar to suppress a rise in the temperature of the rotor. This is for the following reason.

【0006】コンバインドサイクル発電システムは、ガ
スタービンと、ガスタービンの排気ガスの余熱をボイラ
熱源とする蒸気タービンと、タービン発電機から成り、
ガスタービンと蒸気タービンとタービン発電機は同一軸
上に配置される。コンバインドサイクル発電に用いられ
るタービン発電機は400MVA級以下であるため、7
00MVA級以上の大容量機とは異なり、発電運転時に
おける渦電流による回転子の温度上昇は小さく、一般に
回転子胴部にはダンパバーを設置しない。
[0006] The combined cycle power generation system comprises a gas turbine, a steam turbine using the residual heat of the exhaust gas of the gas turbine as a boiler heat source, and a turbine generator.
The gas turbine, steam turbine and turbine generator are arranged on the same axis. Since the turbine generator used for combined cycle power generation is 400 MVA class or less,
Unlike a large capacity machine of 00 MVA class or higher, the temperature rise of the rotor due to the eddy current during the power generation operation is small, and generally no damper bar is provided on the rotor body.

【0007】サイリスタ始動方式とは、サイリスタ電源
を用いてタービン発電機を可変速の同期電動機として始
動するもので、通常の発電運転時と比較してタービン発
電機が負う負荷は充分小さい。したがって、サイリスタ
始動時においてタービン発電機の電機子巻線に通電する
電流は定格電流の10%以下であるが、低速域では回転
子の冷却効果が小さく、回転子の温度上昇が問題とな
る。
In the thyristor starting method, a turbine generator is started as a variable-speed synchronous motor using a thyristor power supply. The load imposed on the turbine generator is sufficiently small as compared with a normal power generation operation. Therefore, the current flowing through the armature winding of the turbine generator at the time of starting the thyristor is 10% or less of the rated current. However, in a low-speed region, the cooling effect of the rotor is small, and the temperature rise of the rotor becomes a problem.

【0008】一般に、容量が大きくなり、発電機の軸長
が長くなると、熱伸びによる諸現象を緩和するため、回
転子ウェッジは軸長に対して充分短い、いわゆる短尺ウ
ェッジが使用される。このように、短尺ウェッジを軸方
向に並べてスロット内の界磁巻線を保持する場合、短尺
ウェッジ間の隙間は通常1mmより小さいが、渦電流回路
としては不完全であり、渦電流はウェッジ間の切れ目を
流れることができない。したがって、このウェッジの切
れ目においてウェッジに流れていた渦電流が回転子ティ
ース部に回り込まないようにするため、ダンパバーを設
置して渦電流損が大きくならないようにする必要があ
る。
Generally, when the capacity is increased and the shaft length of the generator is increased, various phenomena due to thermal expansion are alleviated. In order to reduce the rotor wedge, a so-called short wedge which is sufficiently short with respect to the shaft length is used. In this way, when the short wedges are arranged in the axial direction to hold the field winding in the slot, the gap between the short wedges is usually smaller than 1 mm, but the eddy current circuit is incomplete, and the eddy currents are reduced between the wedges. Can not flow through the breaks. Therefore, in order to prevent the eddy current flowing in the wedge at the cut of the wedge from sneaking into the rotor teeth, it is necessary to install a damper bar so that the eddy current loss does not increase.

【0009】しかし、ダンパバーを設置すると、その分
だけ回転子スロットが深くなり、磁気飽和が大きくなる
ため、できるだけダンパバーの厚みは薄くした方がよ
い。そこで、サイリスタ始動時における最適なダンパバ
ーの厚みを検討した結果、ダンパバーの厚みを現行より
薄くしてもダンパバーの損失はほとんど変わらず、ダン
パバーを3.0mm 以上にする必要性がないことを見い出
した。
However, when the damper bar is installed, the rotor slot becomes deeper by that amount, and the magnetic saturation increases. Therefore, the thickness of the damper bar should be reduced as much as possible. Therefore, as a result of examining the optimum thickness of the damper bar at the time of starting the thyristor, it was found that even if the thickness of the damper bar was made thinner than the current thickness, the loss of the damper bar hardly changed, and it was unnecessary to make the damper bar more than 3.0 mm. .

【0010】本発明の目的は、渦電流による回転子の温
度上昇ができるだけ高くならないようにダンパバーを薄
くして、その分だけ回転子スロットを浅くし、磁気飽和
の小さい回転電機の円筒形回転子を提供することにあ
る。
It is an object of the present invention to reduce the thickness of the damper bar so that the temperature rise of the rotor due to eddy current is not as high as possible, to make the rotor slot shallower by that amount, and to provide a cylindrical rotor for a rotating electric machine having a small magnetic saturation. Is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、円筒形の回転子鉄心と該回転子鉄心の外
周側に切られたスロット内に収納された界磁巻線と該界
磁巻線を該スロット内に保持するウェッジとを備え、該
ウェッジが回転電機の軸長より短く、複数の該ウェッジ
が一つのスロット内に収められた回転電機の円筒形回転
子において、前記スロットの全長にわたって前記ウェッ
ジの下部に銅または銅合金のダンパバーを設け、各スロ
ットに収められた該ダンパバーの両端をそれぞれ銅合金
の短絡環に接続し、該ダンパバーの径方向厚みを1.1m
m以上2.3mm以下の範囲内にしたことを特徴とするもの
である。
To achieve the above object, the present invention provides a cylindrical rotor core and a field winding housed in a slot cut on the outer peripheral side of the rotor core. A wedge for holding the field winding in the slot, wherein the wedge is shorter than the axial length of the rotating electric machine, and a plurality of the wedges are housed in one slot in a cylindrical rotor of the rotating electric machine. A copper or copper alloy damper bar is provided under the wedge over the entire length of the slot, and both ends of the damper bar housed in each slot are connected to a copper alloy short-circuit ring, respectively, so that the radial thickness of the damper bar is 1.1 m.
It is characterized by being within the range of not less than m and not more than 2.3 mm.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】図1に本発明の一実施例を示す回転電機の
円筒形回転子断面について、図2に本発明に関わる回転
電機の円筒形回転子について、図3に本発明に関わるダ
ンパバーに流れる渦電流、図4に本発明に関わる渦電流
の流れについて示す。
FIG. 1 shows a cross section of a cylindrical rotor of a rotary electric machine showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a cylindrical rotor of the rotary electric machine according to the present invention, and FIG. 3 shows a flow through a damper bar according to the present invention. FIG. 4 shows the flow of the eddy current according to the present invention.

【0014】回転電機は固定子(図示せず)と回転子1
から成り、円筒形の回転子1は機械的強度が強く、風損
が小さいことから、蒸気タービンやガスタービンで駆動
されるタービン発電機に用いられる。
The rotating electric machine includes a stator (not shown) and a rotor 1.
The cylindrical rotor 1 is used for a turbine generator driven by a steam turbine or a gas turbine because of its high mechanical strength and small windage loss.

【0015】タービン発電機の円筒形回転子1は主軸,
界磁極および鉄心など全部を一塊の鍛鋼で作るのが最も
一般的な方法で、磁性材の高張力合金鋼が用いられる。
この円筒形回転子1の鉄心部にスロット2が放射状に切
ってあり、スロット2の内部に界磁巻線3をおさめ、界
磁巻線3が飛び出さないようにウェッジ5で固定してい
る。また、界磁巻線3の端部をおさえるために保持環9
が設けられている。
The cylindrical rotor 1 of the turbine generator has a main shaft,
The most common method is to make the whole of the field poles and the iron core with a lump of forged steel, and a high-tensile alloy steel of a magnetic material is used.
Slots 2 are cut radially in the core portion of the cylindrical rotor 1, and a field winding 3 is held inside the slot 2, and is fixed with a wedge 5 so that the field winding 3 does not protrude. . In order to hold down the end of the field winding 3, a holding ring 9 is provided.
Is provided.

【0016】発電機を駆動するタービンは高速の方が高
効率かつ小形であり、一般に火力用のタービン発電機は
2極機となる。したがって、回転速度は60Hz用で36
00rpm 、50Hz用で3000rpm であり、周辺速度が
大きくなるため、回転子直径は1100mm程度に制限さ
れ、軸方向に長い構造となる。軸長が長くなると、熱伸
びによる諸現象を緩和するため、回転子ウェッジ5は軸
長に対して十分短い、いわゆる短尺ウェッジが使用され
る。
The turbine that drives the generator is higher in efficiency and smaller in size at higher speeds. Generally, a turbine generator for thermal power is a two pole machine. Therefore, the rotation speed is 36 for 60 Hz.
Since the rotation speed is 3000 rpm for 00 rpm and 50 Hz, and the peripheral speed increases, the rotor diameter is limited to about 1100 mm, and the structure becomes long in the axial direction. When the shaft length is increased, so-called short wedges, which are sufficiently short with respect to the shaft length, are used for the rotor wedge 5 in order to reduce various phenomena due to thermal elongation.

【0017】一般に、ウェッジ5の材料は鋼またはアル
ミ合金が用いられ、ダンパバー4は銅または銅合金が用
いられる。また、渦電流10は高調波磁束によって生じ
るが、磁束の変化が速くなると渦電流10の周波数が高
くなり、回転子1の表面に集中する。すなわち、図4に
示したようにウェッジ5に流れる渦電流とダンパバー4
に流れる渦電流をそれぞれ渦電流10A、渦電流10B
とすると、ウェッジ5よりもダンパバー4の方が導電率
が高いにも関わらず、周波数が高くなるほど渦電流10
Aの方が渦電流10Bより大きくなる。
Generally, the material of the wedge 5 is steel or an aluminum alloy, and the damper bar 4 is copper or a copper alloy. The eddy current 10 is generated by the harmonic magnetic flux. When the change of the magnetic flux becomes faster, the frequency of the eddy current 10 becomes higher and concentrates on the surface of the rotor 1. That is, as shown in FIG. 4, the eddy current flowing through the wedge 5 and the damper bar 4
Eddy currents flowing through the eddy currents 10A and 10B, respectively.
Then, although the damper bar 4 has higher conductivity than the wedge 5, the higher the frequency, the higher the eddy current 10
A is larger than the eddy current 10B.

【0018】先に述べたように短尺ウェッジ5を軸方向
に並べて、スロット内の界磁巻線3を保持する場合、発
電機機内に非同期磁界が生じて回転子表面に渦電流10
が流れると、短尺ウェッジ5の切れ目においてウェッジ
5に流れていた渦電流10Aは、主にダンパバー4に回
り込み、特定の箇所に集中する。すなわち、図4に示し
たように渦電流10Aは流れ、ダンパバー4より導電率
の低い回転子ティース6に回り込む渦電流10Aは僅か
である。つまり、渦電流10は回転子表面に集中するた
め、主にウェッジ5に流れるが、ウェッジ5の切れ目の
ように渦電流10が回り込む際には、抵抗の小さいダン
パバー4に集中する。
As described above, when the short wedges 5 are arranged in the axial direction to hold the field windings 3 in the slots, an asynchronous magnetic field is generated in the generator, and the eddy current 10 is generated on the rotor surface.
Flows, the eddy current 10A flowing through the wedge 5 at the break of the short wedge 5 mainly flows around the damper bar 4 and concentrates on a specific location. That is, as shown in FIG. 4, the eddy current 10A flows, and the eddy current 10A flowing around the rotor teeth 6 having lower conductivity than the damper bar 4 is slight. That is, since the eddy current 10 concentrates on the rotor surface, it mainly flows to the wedge 5, but when the eddy current 10 wraps around like a cut of the wedge 5, it concentrates on the damper bar 4 having a small resistance.

【0019】700MVA級以上のタービン発電機では
ウェッジ5の下部にダンパバー4を設けるが、コンバイ
ンドサイクル発電設備に用いられる400MVA級のタ
ービン発電機にはダンパバー4を設けないのが一般的で
ある。これは、容量が小さければ発電機に流入する非同
期磁界成分も小さく、回転子の温度上昇が比較的問題と
ならないからである。
Although a damper bar 4 is provided below the wedge 5 in a turbine generator of 700 MVA class or higher, a damper bar 4 is generally not provided in a 400 MVA class turbine generator used for combined cycle power generation equipment. This is because if the capacity is small, the asynchronous magnetic field component flowing into the generator is also small, and the rise in temperature of the rotor does not pose a relatively problem.

【0020】しかし、サイリスタ始動時は通常の発電運
転時とは異なり、可変速運転であるため、低速域では冷
却効果が小さく、回転子の温度上昇が問題となる。した
がって、ダンパバー4を設けることによりウェッジ5の
切れ目において渦電流10がティース6に回り込まない
ようにして、渦電流10による損失の発生を抑制する必
要がある。
However, when the thyristor is started, unlike the normal power generation operation, the operation is a variable speed operation, so that the cooling effect is small in a low speed range, and a rise in the temperature of the rotor becomes a problem. Therefore, by providing the damper bar 4, it is necessary to prevent the eddy current 10 from flowing around the teeth 6 at the cut of the wedge 5, and to suppress the loss due to the eddy current 10.

【0021】サイリスタ始動時は低速域での冷却効果が
小さいため回転子の温度上昇が問題となるが、渦電流1
0の値は発電運転時の値と比較して十分小さいため、7
00MVA級以上のマシンに用いられるダンパバーの厚
みとは最適値が異なると考えられる。
At the time of starting the thyristor, the cooling effect in the low speed range is small, so that the temperature rise of the rotor becomes a problem.
Since the value of 0 is sufficiently smaller than the value during the power generation operation, 7
It is considered that the optimum value is different from the thickness of the damper bar used for a machine of 00 MVA class or higher.

【0022】図3はダンパバーの厚みAを変えたときの
ダンパバー4に流れる渦電流10をウェッジ5の切れ目
(図4のB点)において計算および実測したものであ
る。なお、この結果は、サイリスタ始動時の運転条件に
合った電機子電流と界磁電流を入力したときの結果であ
り、ダンパバーの厚みが3.0mm のときの渦電流10の
値を基準にして、相対値表示している。
FIG. 3 shows the eddy current 10 flowing through the damper bar 4 when the thickness A of the damper bar is changed, calculated and actually measured at the cut of the wedge 5 (point B in FIG. 4). These results are obtained when an armature current and a field current that match the operating conditions at the time of starting the thyristor are input. The results are based on the value of the eddy current 10 when the thickness of the damper bar is 3.0 mm. , Relative values are displayed.

【0023】図からわかるように、ダンパバー4の厚み
Aが2.3mm より厚くなっても、ダンパバー4に流れる
渦電流10はほぼ一定である。この理由は、渦電流10
Aがウェッジ5の間の1.0mm より狭い微小な隙間Cを
回り込む際、渦電流10Aのパスが短くなるように流れ
ることから、ダンパバー4においてウェッジ5寄り(回
転子1の外径側)の電流密度が高く、回転子1の内径側
の電流密度が低くなることによると考えられる。すなわ
ち、ダンパバー4の厚みAを2.3mm より厚くしても、
ダンパバー4の回転子内径側にはほとんど渦電流10A
は流れないことを見い出した。
As can be seen, even if the thickness A of the damper bar 4 is greater than 2.3 mm, the eddy current 10 flowing through the damper bar 4 is substantially constant. The reason is that the eddy current 10
When A goes around the minute gap C smaller than 1.0 mm between the wedges 5, the path of the eddy current 10A flows so as to be shorter. Therefore, the damper bar 4 is closer to the wedge 5 (outer diameter side of the rotor 1). It is considered that the current density is high and the current density on the inner diameter side of the rotor 1 is low. That is, even if the thickness A of the damper bar 4 is greater than 2.3 mm,
The eddy current is almost 10 A on the inner diameter side of the rotor of the damper bar 4.
Found that it did not flow.

【0024】更に、ダンパバー4が1.1mm より薄くな
ると急激にダンパバー4に流れる渦電流10が小さくな
る。すなわち、ダンパバー4を1.1mm より薄くすると
渦電流10Aがウェッジ5の切れ目を回り込むのに必要
なダンパバー厚みAを満たさないため、ティース6に迂
回して流れる分が大きくなる。
Further, when the damper bar 4 becomes thinner than 1.1 mm, the eddy current 10 flowing through the damper bar 4 sharply decreases. That is, if the damper bar 4 is made thinner than 1.1 mm, the eddy current 10A does not satisfy the damper bar thickness A necessary to go around the cut of the wedge 5, so that the amount of bypassing to the teeth 6 increases.

【0025】したがって、サイリスタ始動方式により駆
動されるタービン発電機のダンパバー4の厚みAを1.
1mm以上,2.3mm以下にするのがよいことを見い出し
た。ダンパバー4の厚みAを1.1mm以上2.3mm以下と
すれば、渦電流10による回転子の温度上昇は、通常用
いられるダンパバーの厚み3.0mm 以上の場合と同等で
あり、ダンパバー4を薄くした分、回転子スロット2を
浅くできるから、回転子1の鉄心部が大きくなり、磁気
飽和を小さくすることができる。更にダンパバー4を薄
くした分だけダンパバーの重量が軽くなり、ウェッジ5
にかかる遠心力が小さくなるから、ウェッジ5の径方向
厚みを薄くすることができる。
Therefore, the thickness A of the damper bar 4 of the turbine generator driven by the thyristor starting method is set to 1.
It has been found that it is better to make it 1mm or more and 2.3mm or less. If the thickness A of the damper bar 4 is 1.1 mm or more and 2.3 mm or less, the temperature rise of the rotor due to the eddy current 10 is equivalent to the case where the thickness of the normally used damper bar is 3.0 mm or more. As a result, the rotor slot 2 can be made shallower, so that the iron core of the rotor 1 becomes larger and magnetic saturation can be reduced. Furthermore, the weight of the damper bar is reduced by the thinner the damper bar 4, and the wedge 5
Therefore, the radial thickness of the wedge 5 can be reduced.

【0026】先に述べたように、ウェッジ5は一般にア
ルミ合金または鋼で形成されるが、アルミ合金および鋼
より導電率の高い銅を用いれば、ウェッジ5の渦電流損
を小さくすることができる。しかし、ウェッジ5は高回
転領域において、スロット2内に界磁巻線3を保持しな
ければならないため、高い強度が要求される。銅は機械
的な強度に問題があるため、銅に何らかの材料を添加し
て強度を高くする必要がある。
As described above, the wedge 5 is generally formed of an aluminum alloy or steel. If copper having higher conductivity than the aluminum alloy and steel is used, the eddy current loss of the wedge 5 can be reduced. . However, since the wedge 5 must hold the field winding 3 in the slot 2 in a high rotation region, a high strength is required. Since copper has a problem in mechanical strength, it is necessary to add some material to copper to increase the strength.

【0027】Crを添加すると、400℃〜600℃の
時効処理によって金属Cr微粒子を析出し、合金の強度
が高められる。Crが0.4% 未満では析出が少なく強
度が不十分であり、1.0% を超えると強度が飽和す
る。Crを添加すると銅合金の導電率が低下するため、
Crの添加量は重量含有量で0.4〜1.0%の範囲がよ
い。
When Cr is added, fine particles of metallic Cr are precipitated by aging treatment at 400 ° C. to 600 ° C., thereby increasing the strength of the alloy. If Cr is less than 0.4%, precipitation is small and strength is insufficient, and if it exceeds 1.0%, strength is saturated. The addition of Cr decreases the conductivity of the copper alloy,
The amount of Cr added is preferably in the range of 0.4 to 1.0% by weight.

【0028】Zrを添加すると、300℃〜600℃の
時効処理によってCu3Zr の微粒子が析出され、その
結果、合金の強度が高められる。Zrが0.01% 未満
では析出が少なく強度が不十分であり、0.3% を超え
ると強度が飽和する。Zrを添加すると銅合金の導電率
が低下するため、Zrの添加量は重量含有量で0.01〜
0.3%の範囲がよい。
When Zr is added, Cu 3 Zr fine particles are precipitated by aging treatment at 300 ° C. to 600 ° C., and as a result, the strength of the alloy is increased. If Zr is less than 0.01%, the precipitation is small and the strength is insufficient, and if it exceeds 0.3%, the strength is saturated. When Zr is added, the conductivity of the copper alloy decreases, so the amount of Zr added is 0.01 to
A range of 0.3% is good.

【0029】したがって、CuCr合金、CuZr合金
およびCuCrZr合金をウェッジ材として用いると共
に、ダンパバー4の厚みAを1.1mm以上2.3mm以下と
すれば、ダンパバー4における渦電流損はダンパバーの
厚みを3.0mm 以上とした場合と同等であり、ウェッジ
5における渦電流損はアルミ合金および鋼ウェッジの場
合と比較して小さくなる。また、ダンパバー4を薄くし
た分、回転子スロット2を浅くできるから、回転子1の
鉄心部が大きくなり、磁気飽和を小さくすることができ
る。更にダンパバー4を薄くした分だけダンパバーの重
量が軽くなり、ウェッジ5にかかる遠心力が小さくなる
から、ウェッジ5の径方向厚みを薄くすることができ
る。
Therefore, if a CuCr alloy, a CuZr alloy and a CuCrZr alloy are used as the wedge material and the thickness A of the damper bar 4 is set to 1.1 mm or more and 2.3 mm or less, the eddy current loss in the damper bar 4 becomes 3 mm. The eddy current loss in the wedge 5 is smaller than that in the case of aluminum alloy and steel wedge. Further, since the rotor slot 2 can be made shallower by the thickness of the damper bar 4, the iron core of the rotor 1 becomes large, and magnetic saturation can be reduced. Furthermore, the weight of the damper bar is reduced by the amount of the thinner damper bar 4 and the centrifugal force applied to the wedge 5 is reduced, so that the radial thickness of the wedge 5 can be reduced.

【0030】また、大形機になると遠心力が大きくなる
と同時に、軸長が長くなり熱膨張,収縮も大きくなるの
で、ダンパバー4および端絡環8に銅ではなくクリープ
特性のよい銀入銅を使用すれば信頼性が高くなる。
In a large-sized machine, the centrifugal force is increased, and at the same time, the shaft length is increased, and the thermal expansion and contraction are increased. Therefore, instead of copper, silver-containing copper having good creep characteristics is used for the damper bar 4 and the end ring 8. Use will increase reliability.

【0031】[0031]

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、ダンパ
バーにおける渦電流損を大きくすることなくダンパバー
を薄くすることができるため、回転子の温度上昇を抑制
することができると共に、回転子スロットを浅くするこ
とができる。その結果、回転子の鉄心部が大きくなるた
め、回転子の磁気飽和を小さくすることができる。
As described above, according to the present invention, the damper bar can be made thinner without increasing the eddy current loss in the damper bar, so that the temperature rise of the rotor can be suppressed and the rotor can be prevented from rising. Slots can be made shallower. As a result, the iron core of the rotor becomes large, so that the magnetic saturation of the rotor can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す回転電機の円筒形回転
子の断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a cylindrical rotor of a rotating electric machine according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に関わる回転電機の円筒形回転子の概略
図。
FIG. 2 is a schematic view of a cylindrical rotor of the rotating electric machine according to the present invention.

【図3】本発明に関わるダンパバーの厚みと渦電流の関
係を示す特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a thickness of a damper bar and an eddy current according to the present invention.

【図4】本発明に関わる渦電流の流れの模式図。FIG. 4 is a schematic diagram of an eddy current flow according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…回転子、2…回転子スロット、3…界磁巻線、4…
ダンパバー、5…回転子ウェッジ、6…ティース、7…
界磁極、8…端絡環、9…保持環、10…渦電流。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor, 2 ... Rotor slot, 3 ... Field winding, 4 ...
Damper bar, 5 ... rotor wedge, 6 ... teeth, 7 ...
Field pole, 8: end ring, 9: holding ring, 10: eddy current.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 誉延 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 宮川 家導 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 八木 恭臣 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshinobu Mori 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. Hitachi 1-1, Hitachi Works, Ltd. (72) Inventor Yasuomi Yagi 3-1-1, Sakaimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture, Hitachi, Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】円筒形の回転子鉄心と該回転子鉄心の外周
側に切られたスロット内に収納された界磁巻線と該界磁
巻線を該スロット内に保持するウェッジとを備え、該ウ
ェッジが回転電機の軸長より短く、複数の該ウェッジが
一つのスロット内に収められた回転電機の円筒形回転子
において、前記スロットの全長にわたって前記ウェッジ
の下部に銅または銅合金のダンパバーを設け、各スロッ
トに収められた該ダンパバーの両端をそれぞれ銅合金の
短絡環に接続し、該ダンパバーの径方向厚みを1.1mm
以上2.3mm以下の範囲内にしたことを特徴とする回転
電機の円筒形回転子。
A cylindrical rotor core, a field winding housed in a slot cut on the outer peripheral side of the rotor core, and a wedge for holding the field winding in the slot. A cylindrical rotor of a rotating electrical machine in which the wedges are shorter than the axial length of the rotating electrical machine and the plurality of wedges are accommodated in one slot, wherein a copper or copper alloy damper bar is provided under the wedge over the entire length of the slot. The ends of the damper bar accommodated in each slot are connected to a short-circuit ring made of a copper alloy, and the radial thickness of the damper bar is set to 1.1 mm.
A cylindrical rotor for a rotating electric machine, wherein the diameter is within the range of not more than 2.3 mm.
【請求項2】円筒形の回転子鉄心と該回転子鉄心の外周
側に切られたスロット内に収納された界磁巻線と該界磁
巻線を該スロット内に保持するウェッジとを備え、該ウ
ェッジが回転電機の軸長より短く、複数の該ウェッジが
一つのスロット内に収められた回転電機の円筒形回転子
において、前記ウェッジを銅合金で形成し、前記スロッ
トの全長にわたって該ウェッジの下部に銅または銅合金
のダンパバーを設け、各スロットに収められた該ダンパ
バーの両端をそれぞれ銅合金の短絡環に接続し、該ダン
パバーの径方向厚みを1.1mm以上2.3mm以下の範囲内
にしたことを特徴とする回転電機の円筒形回転子。
2. A rotor having a cylindrical rotor core, a field winding housed in a slot cut on the outer peripheral side of the rotor core, and a wedge for holding the field winding in the slot. The wedge is shorter than the shaft length of the rotating electric machine, and in a cylindrical rotor of the rotating electric machine in which a plurality of the wedges are accommodated in one slot, the wedge is formed of a copper alloy, and the wedge is formed over the entire length of the slot. A damper bar made of copper or a copper alloy is provided at the lower part of the damper bar, and both ends of the damper bar housed in the respective slots are connected to short-circuit rings of the copper alloy, respectively. A cylindrical rotor for a rotating electric machine, wherein the cylindrical rotor is disposed inside.
【請求項3】前記ダンパバーを銀入銅としたことを特徴
とする請求項1および請求項2記載の回転電機の円筒形
回転子。
3. A cylindrical rotor for a rotating electric machine according to claim 1, wherein said damper bar is made of silver-containing copper.
JP34754297A 1997-12-17 1997-12-17 Cylindrical rotor of electrically rotating machine Pending JPH11178260A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103501083A (en) * 2013-10-15 2014-01-08 湘潭电机股份有限公司 Connecting structure of damping ring and pole piece for solid magnetic pole salient pole synchronous motor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103501083A (en) * 2013-10-15 2014-01-08 湘潭电机股份有限公司 Connecting structure of damping ring and pole piece for solid magnetic pole salient pole synchronous motor
CN103501083B (en) * 2013-10-15 2015-12-23 湘潭电机股份有限公司 The syndeton of a kind of solid magnetic pole salient-pole synchronous motor damping ring and pole shoe

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