JPH11178261A - Rotor of rotating electric machine - Google Patents

Rotor of rotating electric machine

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Publication number
JPH11178261A
JPH11178261A JP34101597A JP34101597A JPH11178261A JP H11178261 A JPH11178261 A JP H11178261A JP 34101597 A JP34101597 A JP 34101597A JP 34101597 A JP34101597 A JP 34101597A JP H11178261 A JPH11178261 A JP H11178261A
Authority
JP
Japan
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rotor
damper
wedges
dampers
wedge
Prior art date
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Pending
Application number
JP34101597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Abe
与史樹 阿部
Shinichi Wakui
真一 湧井
Kazumasa Ide
一正 井出
Iemichi Miyagawa
家導 宮川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH11178261A publication Critical patent/JPH11178261A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To press wedges down and to absorb impulses, and to prevent electrolytic corrosion between a wedge and a damper by fitting the dampers only to the Joints of the wedges, and causing the dampers to perform spring action. SOLUTION: A damper 7 is buried in a creepage block 8 only to the Joint between wedges 3 and the next. As the result of this, it becomes possible to cause dampers 7 to perform spring action, and to keep the wedges 3 and dampers 7 in good contact even at the time of low-speed rotation. Besides, it becomes possible to improve electrolytic corrosion keeping the spring action, by burying the dampers 7 directly in the wedges 3. Accordingly, it is possible to concentrate overcurrents induced in the rotor of a generator on the wedges 3 and the dampers 7. Consequently, it becomes possible to suppress the temperature rise of the rotor surface, and to enhance the endurability and reliability of the generator against higher harmonic currents.

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、回転電機の回転子
に関するものである。
The present invention relates to a rotor for a rotating electric machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービンや蒸気タービンを駆動源と
する発電設備に用いられている発電機の回転子の界磁巻
線を押さえるウェッジに発生する渦電流を端部に流すダ
ンパは、一般にウェッジ下に設置され、回転子端部のエ
ンドダンパリングを連結している。
2. Description of the Related Art Generally, a damper for passing an eddy current generated at a wedge for holding a field winding of a rotor of a generator used in a power generation equipment driven by a gas turbine or a steam turbine to an end thereof is generally a wedge. It is installed below and connects the end damper ring at the end of the rotor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年、電力需要の増加
に対応して大容量の発電設備が建設されるようになって
いる。これに伴い、ガスタービンあるいはコンバインド
サイクル発電設備を始動するための始動装置も大容量の
ものが要求されるようになり、サイリスタ始動方式が注
目されるようになった。これは、前記発電設備を始動す
る際に発電設備中の同期発電機を可変速の電動機として
作動させ、この電動機から得たトルクによって前記ガス
タービンを自力昇速可能速度まで加速する方式である。
In recent years, large-capacity power generation facilities have been constructed in response to an increase in power demand. Along with this, a large-capacity starting device for starting a gas turbine or a combined cycle power generation facility has been required, and thyristor starting methods have attracted attention. This is a method in which a synchronous generator in the power generation equipment is operated as a variable speed motor when starting up the power generation equipment, and the gas turbine is accelerated to a speed at which the gas turbine can be accelerated by the torque obtained from the motor.

【0004】同期電動機の回転速度は、電機子巻線に印
加する交流電源の周波数に依存している。従って前記同
期発電機を可変速運転するためには、周波数可変の交流
電源が必要であり、さらにその周波数は前記可変速電動
機の回転速度に応じて制御できるものでなければならな
い。前記電源を得る目的で、サイリスタなどの半導体素
子を用いた周波数変換装置が利用されている。
[0004] The rotational speed of the synchronous motor depends on the frequency of the AC power supply applied to the armature winding. Therefore, in order to operate the synchronous generator at a variable speed, an AC power source having a variable frequency is required, and its frequency must be controllable according to the rotation speed of the variable speed motor. In order to obtain the power supply, a frequency converter using a semiconductor element such as a thyristor is used.

【0005】前記周波数変換装置は、交流を直流に変換
する順変換部と直流を交流に変換する逆変換部とからな
っている。この周波数変換装置を用いて発電設備を始動
する際、発電機の電機子巻線には方形波電流を流す。こ
の方形波電流には高調波電流が含まれており、その電流
は下式のように表わすことができる。
The frequency converter comprises a forward converter for converting AC to DC and an inverse converter for converting DC to AC. When starting up the power generation equipment using this frequency converter, a square wave current is passed through the armature winding of the generator. The square wave current includes a harmonic current, and the current can be represented by the following equation.

【0006】高調波の周波数 fi=(6i±1)f0 高調波の大きさ Ai=A0/(6i±1) ただし、i=1,2,3,… f0=基本波の周波数 A0=基本波の大きさ この電機子巻線に流れる高調波電流は回転子の表面に渦
電流を誘起する。図1は、発電機の回転子構造と回転子
の表面に高調波電流により誘起された渦電流の流れを示
したものである。回転子のウェッジ3に流れる渦電流1
はウェッジとウェッジとの繋ぎ目においてティース2に
移行して流れる。
The frequency of the harmonic fi = (6i ± 1) f0 The magnitude of the harmonic Ai = A0 / (6i ± 1) where i = 1, 2, 3,... F0 = the frequency of the fundamental wave A0 = the fundamental wave The harmonic current flowing through the armature winding induces an eddy current on the surface of the rotor. FIG. 1 shows the rotor structure of the generator and the flow of the eddy current induced by the harmonic current on the surface of the rotor. Eddy current 1 flowing in rotor wedge 3
Flows to the teeth 2 at the seam between the wedges and flows.

【0007】渦電流は端部ウェッジ3aからリティニン
グリング6及びエンドダンパリング4に移行して、回転
子の円周方向に流れる。また、磁極部においてはクロス
スロット5の付近でクロススロットの端に電流が集中し
て流れる。これらの回転子表面に流れる渦電流により損
失が発生し、その結果回転子表面の温度が上昇する。一
方、回転子の冷却性能は回転数に依存し、始動時の低速
回転の際には十分な冷却性能がないため始動時の温度上
昇が問題となり、発電機に悪影響を与えることになる。
The eddy current flows from the end wedge 3a to the retaining ring 6 and the end damper ring 4 and flows in the circumferential direction of the rotor. Further, in the magnetic pole portion, current flows intensively at the end of the cross slot near the cross slot 5. These eddy currents flowing on the rotor surface cause losses, and as a result, the temperature of the rotor surface increases. On the other hand, the cooling performance of the rotor depends on the number of revolutions, and there is no sufficient cooling performance at the time of low-speed rotation at the time of starting.

【0008】また、電力系統には種々の電気機器が発生
する高調波電流が含まれているため、発電機は常に高調
波電流が流れている状況にある。
In addition, since the power system contains harmonic currents generated by various electric devices, the generator is in a state where harmonic currents are always flowing.

【0009】回転子の表面に渦電流が流れないようにす
るには、発電機の回転子の界磁巻線を押さえるウェッジ
及びダンパに渦電流を集中させることが考えられる。
In order to prevent the eddy current from flowing on the surface of the rotor, it is conceivable to concentrate the eddy current on a wedge and a damper which hold down a field winding of the rotor of the generator.

【0010】図2は、図1における回転子端部を軸方向
に断面したものである。前述のようにウェッジに渦電流
を集中させると、ウェッジ3,ティース2を流れてきた
渦電流1は、回転子端部のウェッジ3aよりエンドダン
パリング4,リテーニングリング6に集中して流れ込む
ことになる。低速回転時に生じる、ロータ内ギャップ部
のスパークによるウェッジ、ダンパ等で電食が発生して
しまう。(低速回転時は遠心力が不十分なために、図3
のようにコイルスロット内でウェッジ,ダンパ等が移動
する。)
FIG. 2 is a sectional view of the rotor end portion in FIG. 1 cut along the axial direction. When the eddy current is concentrated on the wedges as described above, the eddy current 1 flowing through the wedges 3 and the teeth 2 flows into the end damper ring 4 and the retaining ring 6 from the wedge 3a at the end of the rotor. become. Electric erosion occurs at wedges, dampers, and the like due to sparks in the gaps in the rotor that occur during low-speed rotation. (During low-speed rotation, the centrifugal force is insufficient.
The wedge, damper, etc. move in the coil slot as shown in FIG. )

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め本発明では、ウェッジのつぎ目だけにダンパを取り付
けて、ダンパにバネアクションを持たせることによりウ
ェッジを押さえつけ衝撃を吸収する。これにより、ウェ
ッジとダンパ間の電食を防ぐことができる。
According to the present invention, to solve the above-mentioned problems, a damper is attached only to the joint of the wedge, and the damper is provided with a spring action to hold down the wedge and absorb the impact. This can prevent electrolytic corrosion between the wedge and the damper.

【0012】即ち、本発明では、ウェッジとダンパの接
触状態を保つことにより、サイリスタ始動時に発生する
高調波成分や、電力系統から流入する高調波電流により
発電機の回転子に誘起される渦電流を、回転子ウェッ
ジ,ダンパに集中させる効果がある。
That is, in the present invention, by maintaining the contact state between the wedge and the damper, a harmonic component generated at the time of starting the thyristor and an eddy current induced in the rotor of the generator by the harmonic current flowing from the power system. Is concentrated on the rotor wedge and the damper.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図4ない
し図5を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0014】発電機の回転子に誘起される渦電流をウェ
ッジに集中させるためには、回転子表面に比べてウェッ
ジ、ダンパが高い導電率を有している必要がある。
In order to concentrate the eddy current induced in the rotor of the generator on the wedge, it is necessary that the wedge and the damper have a higher conductivity than the rotor surface.

【0015】回転子に誘起される渦電流ISは、電機子
巻線に流れる高調波電流I2に比例し、回転子表面での
温度上昇ΔTと渦電流ISとの関係は次式で表わせる。
The eddy current IS induced in the rotor is proportional to the harmonic current I2 flowing through the armature winding, and the relationship between the temperature rise ΔT on the rotor surface and the eddy current IS can be expressed by the following equation.

【0016】ΔT∝R・IS2 (IS∝I2) ただし、R:回転子表面の抵抗 従って、回転子表面の温度上昇は渦電流の流れる回転子
表面の抵抗の大きさに比例する。つまり、回転子表面の
渦電流の流れる部分の抵抗を小さくすれば、回転子表面
の温度上昇を抑えることができる。この時、渦電流がウ
ェッジに集中して流れることになる。特に端部において
は、端部ウェッジ3aを介して主にエンドダンパリング
4に流れる。
ΔT∝R · IS2 (IS∝I2) where R is the resistance of the rotor surface. Accordingly, the temperature rise of the rotor surface is proportional to the magnitude of the resistance of the rotor surface through which the eddy current flows. That is, if the resistance of the portion of the rotor surface where the eddy current flows is reduced, the rise in the temperature of the rotor surface can be suppressed. At this time, the eddy current flows concentrated on the wedge. In particular, at the end, the air mainly flows to the end damper ring 4 via the end wedge 3a.

【0017】またエンドダンパリング4を省略した場合
には、ウェッジ及びスロット内ダンパを介して、リテー
ニングリング6に流れ込む。図2に示す様にウェッジに
流れた渦電流1は回転子端部ウェッジ3aからエンドダ
ンパリング4及びリテーニングリング6に流れ込む。低
回転時においては遠心力が十分に働いていないため、こ
の接触面において電食が問題となる。
If the end damper ring 4 is omitted, it flows into the retaining ring 6 via the wedge and the damper in the slot. As shown in FIG. 2, the eddy current 1 flowing to the wedge flows into the end damper ring 4 and the retaining ring 6 from the rotor end wedge 3a. At the time of low rotation, the centrifugal force does not work sufficiently, so that electrolytic corrosion is a problem at this contact surface.

【0018】図4のようにウェッジ間のつなぎ目だけに
ダンパ7をクリページブロック8に取り付ける。これよ
り、ダンパ7にバネアクションを持たせ低速回転時にも
密着状態を保ち電食を防ぐ。また、図5のようにダンパ
7を直接ウェッジ3に埋め込むことによりバネアクショ
ンを保ちつつ、より電通を良くする。
As shown in FIG. 4, the damper 7 is attached to the crimper block 8 only at the joint between the wedges. Thus, the damper 7 is provided with a spring action so that the damper 7 is kept in close contact even during low-speed rotation to prevent electrolytic corrosion. In addition, by embedding the damper 7 directly in the wedge 3 as shown in FIG. 5, the spring action is maintained and the electric conduction is further improved.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上本発明のウェッジ,ダンパ及びクリ
ページブロックを採用すれば、ダンパがバネアクション
により衝撃を吸収する上に、接触状態が良いため、サイ
リスタ始動時や電力系統から高調波電流が流入する際、
発電機の回転子に誘起される渦電流をウェッジ及びダン
パに集中させることができる。そのため回転子表面の温
度上昇を抑えることができ、発電機の高調波電流に対す
る耐力及び信頼性を向上させることができる。さらに、
接触状態が良いとは電食防止にもなっている。
As described above, when the wedge, the damper and the crimper block according to the present invention are employed, the damper absorbs the shock by the spring action and has a good contact state. When entering,
Eddy currents induced in the rotor of the generator can be concentrated on the wedges and dampers. Therefore, a rise in the temperature of the rotor surface can be suppressed, and the proof strength and reliability of the generator against harmonic currents can be improved. further,
A good contact state also prevents electrolytic corrosion.

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

【図1】従来の回転子の部分斜視図である。FIG. 1 is a partial perspective view of a conventional rotor.

【図2】従来の回転子端部軸方向の断面を示す部分断面
図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a cross section of a conventional rotor end portion in an axial direction.

【図3】従来のウェッジの接触状態を示す部分断面図で
ある。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a contact state of a conventional wedge.

【図4】本発明の実施例であるダンパがクリページブロ
ックに取り付けられている図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a damper according to an embodiment of the present invention attached to a crimper block;

【図5】ダンパがウェッジに埋め込まれている図であ
る。
FIG. 5 is a diagram in which a damper is embedded in a wedge.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…渦電流、2…ティース、3…ウェッジ、3a…端部
ウェッジ、4…エンドダンパリング、5…クロススロッ
ト、6…リティニングリング、7…ダンパ、8…クリペ
ージブロック。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Eddy current, 2 ... Teeth, 3 ... Wedge, 3a ... End wedge, 4 ... End damper ring, 5 ... Cross slot, 6 ... Retaining ring, 7 ... Damper, 8 ... Cripage block.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Miyagawa Ieda 3-1-1 Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd. Hitachi Plant

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転子の界磁巻線を遠心力に対してウェッ
ジで押さえ、回転子の端部においてエンドダンパリング
により各ダンパを電気的に接続している回転電機の回転
子において、ウェッジ間のつなぎ目だけにダンパをクリ
ページブロックに埋め込んであることを特徴とする回転
子。
In a rotor of a rotating electrical machine, a field winding of the rotor is held down by a wedge against centrifugal force, and each damper is electrically connected at an end of the rotor by end damper ring. A rotator characterized in that a damper is embedded in a crease page block only at a joint between the rotors.
【請求項2】回転子の界磁巻線を遠心力に対してウェッ
ジで押さえ、回転子の端部においてエンドダンパリング
により各ダンパを電気的に接続している回転電機の回転
子において、ウェッジ間のつなぎ目だけにダンパを埋め
込んであることを特徴とする回転子。
2. A rotor of a rotary electric machine in which a field winding of the rotor is held down by a wedge against centrifugal force and each damper is electrically connected by end damper ring at an end of the rotor. A rotor characterized in that a damper is embedded only in a joint between the rotors.
【請求項3】各ダンパがばねの効果を持ち低回転時にも
ウェッジを押さえ付け、衝撃を吸収することを特徴とす
る請求項1,2記載の回転子。
3. The rotor according to claim 1, wherein each damper has a spring effect and presses the wedge even at a low rotation to absorb a shock.
【請求項4】回転子の界磁巻線を遠心力に対してウェッ
ジで押さえ、回転子の端部においてエンドダンパリング
により各ダンパを電気的に接続している回転電機の回転
子において、ダンパまたはクリページブロックを厚くす
ることによりウェッジ間のつなぎ目だけ径方向のギャッ
プが小さくしてあることを特徴とする請求項1ないし3
記載の回転子。
4. A rotor of a rotary electric machine in which a field winding of the rotor is held down by a wedge against centrifugal force, and each damper is electrically connected by end damper ring at an end of the rotor. The gap in the radial direction is reduced only at the joint between wedges by increasing the thickness of the crease block.
The rotor described.
JP34101597A 1997-12-11 1997-12-11 Rotor of rotating electric machine Pending JPH11178261A (en)

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JP (1) JPH11178261A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6522272B1 (en) * 2018-05-17 2019-05-29 三菱電機株式会社 Rotating electrical machine and method of manufacturing the same
WO2019220660A1 (en) * 2018-05-17 2019-11-21 三菱電機株式会社 Rotary electric machine and method for manufacturing same

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JP6522272B1 (en) * 2018-05-17 2019-05-29 三菱電機株式会社 Rotating electrical machine and method of manufacturing the same
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