JPH1189151A - Rotary electric machine - Google Patents
Rotary electric machineInfo
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- JPH1189151A JPH1189151A JP9242395A JP24239597A JPH1189151A JP H1189151 A JPH1189151 A JP H1189151A JP 9242395 A JP9242395 A JP 9242395A JP 24239597 A JP24239597 A JP 24239597A JP H1189151 A JPH1189151 A JP H1189151A
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- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は回転電機に係り、特
に回転子の振動低減を図った回転電機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating electric machine, and more particularly to a rotating electric machine in which vibration of a rotor is reduced.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の回転電機では回転子の振動特性劣
化により回転子の振動が許容値を越え運転に支障をきた
す場合があり問題となっている。そして、回転子の振動
を抑制するための技術として例えば特開昭54−131
704号公報に、回転子のウェッジを軸方向にずらして
冷却ガスの流通量を調整するようにした回転子の熱的バ
ランス法が開示されている。2. Description of the Related Art In a conventional rotating electric machine, there is a problem that the vibration of the rotor may exceed an allowable value due to deterioration of the vibration characteristics of the rotor and hinder the operation. As a technique for suppressing the vibration of the rotor, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-131
No. 704 discloses a thermal balance method for a rotor in which the wedge of the rotor is shifted in the axial direction to adjust the flow rate of the cooling gas.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術である熱的バランス法を採用しても回転子の振動を
許容範囲まで低減させることが困難であった。そして本
願発明者は回転子の振動メカニズムを鋭意研究し、本願
発明に至った。However, it has been difficult to reduce the vibration of the rotor to an allowable range even if the above-mentioned conventional thermal balance method is employed. The inventor of the present application has studied the vibration mechanism of the rotor and has completed the present invention.
【0004】すなわち、回転子の振動は、回転子に収納
されているコイル、層間絶縁、スペーサ等の損傷による
層間の短絡、摩擦係数の変化、ばらつき、部材各部の寸
法変化、等の理由により、回転電機稼働中に軸方向応力
の分布に不均一が現われ、その結果回転子には軸曲げモ
ーメントに起因し、このモーメントにより、回転軸が稼
働中に約50〜100μm以上たわむと、稼働中に顕著な軸振
動が発生することが解った。[0004] That is, the vibration of the rotor is caused by reasons such as short-circuiting between layers due to damage to the coil, interlayer insulation, spacers, etc. accommodated in the rotor, changes and variations in the coefficient of friction, and dimensional changes in each member. The non-uniformity of the axial stress distribution appears during the operation of the rotating electric machine, and as a result, the rotor is caused by the shaft bending moment. It was found that remarkable shaft vibration occurred.
【0005】本発明は、上記の軸曲げモーメントの発生
を防止することにより、回転子の回転振動の低減を図っ
た回転電機を提供することにある。An object of the present invention is to provide a rotating electric machine in which the above-described shaft bending moment is prevented from occurring, thereby reducing the rotational vibration of the rotor.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の回転電機は、回転子と、この回転子を回転
自在に支持する固定子とを備えた回転機械であって、回
転子には軸方向に伸びる外周面から中心方向に向う凹状
の溝であるコイルスロットが多数形成されており、コイ
ルスロットには、絶縁用のクリページブロックを介して
コイルと、このコイルを押さえるためのウエッジとが収
納されており、クリページブロックのコイルと対向する
面と、コイルのクリページブロックと対向する面との各
々および/またはコイルのウエッジと対向する面と、ウ
エッジのコイルに対向する面との各々には低摩擦係数の
フィルムが形成されていることを特徴とする。In order to solve the above problems, a rotating electric machine according to the present invention is a rotating machine including a rotor and a stator rotatably supporting the rotor, the rotating machine comprising: The coil slot, which is a concave groove extending from the outer peripheral surface extending in the axial direction toward the center, is formed in the coil slot.The coil slot has a coil through an insulating crease block and a coil for holding the coil. A wedge is housed therein, and each of a surface of the coil block facing the coil, a surface of the coil facing the page and / or a surface of the coil facing the wedge, and a surface of the wedge facing the coil. Are characterized in that a film having a low coefficient of friction is formed on each of them.
【0007】このように、摺接面の各々に低摩擦係数の
フィルム(この摺接面の各々に設けた2枚の低摩擦フィ
ルムを便宜的にスライダと呼ぶ)を設けることにより、
回転子の回転軸方向への相対運動が容易に可能となり、
回転子の軸曲げモーメントの発生が低減され、回転子の
振動を低減することができる。As described above, by providing a film having a low friction coefficient on each of the sliding contact surfaces (the two low friction films provided on each of the sliding contact surfaces are referred to as a slider for convenience).
The relative movement of the rotor in the direction of the rotation axis is easily possible,
The generation of the shaft bending moment of the rotor is reduced, and the vibration of the rotor can be reduced.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
示した実施例を参照して説明する。図1は、本発明の一
実施例である回転電機のカットモデルを示す図である。
このように、回転機械は、大きく分けて回転子12と回
転子12を回転自在に支持する固定子13とにより構成
されている。回転子12には、軸方向に伸びる外周面か
ら回転子12の中心方向に向かって回転子の凹状の溝
(コイルスロット)が多数形成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a cut model of a rotating electric machine according to one embodiment of the present invention.
As described above, the rotary machine is roughly composed of the rotor 12 and the stator 13 that rotatably supports the rotor 12. The rotor 12 has a large number of concave grooves (coil slots) formed in the rotor 12 from the outer peripheral surface extending in the axial direction toward the center of the rotor 12.
【0009】図2は、コイルスロット内の摺接面(詳細
位置は後述する。)の摩擦係数を変化させた場合の軸方
向距離と軸方向応力との関係を各種の解析により求めた
ものである。ここで軸方向距離のコイル中心部とは、コ
イルの長手方向(回転子の軸方向)の中心部のことであ
り、コイルエンド部とは、コイルの長手方向(回転子の
軸方向)の両端部のいずれか一方のことである。FIG. 2 shows the relationship between the axial distance and the axial stress when the friction coefficient of the sliding contact surface (the detailed position is described later) in the coil slot is changed by various analyzes. is there. Here, the coil center part at the axial distance is the center part in the longitudinal direction of the coil (axial direction of the rotor), and the coil end parts are both ends in the longitudinal direction of the coil (axial direction of the rotor). Part.
【0010】図2に示すように、クリページブロックと
コイル間の摩擦係数μによる回転電機回転軸に生じる軸
曲げモーメントの相関関係は、例えば、μ=0.01以下ま
たはμ=0.3以上では、μの変化に対する軸曲げモーメン
トの変化の割合が小さいが、μ=0.1前後ではかなり大き
く、摩擦係数のばらつきにより生じる曲げモーメントの
不均一がかなり増大することが解った。なお、臨界摩擦
係数(軸曲げモーメントの変化の割合が急激に変わる係
数)は、弾性力学計算あるいは材料力学計算を用いて求
めることができる。As shown in FIG. 2, the correlation between the shaft bending moment generated on the rotating shaft of the rotating electric machine due to the friction coefficient μ between the click page block and the coil is, for example, μ = 0.01 or less, or μ = 0.3 or more. Although the ratio of the change of the axial bending moment to the change was small, it was considerably large around μ = 0.1, and it was found that the non-uniformity of the bending moment caused by the variation of the friction coefficient was considerably increased. The critical friction coefficient (coefficient where the rate of change of the axial bending moment changes rapidly) can be obtained by using elastic mechanical calculation or material mechanical calculation.
【0011】図2から解るように、摺接部の摩擦係数を
μ=0.01以下にすれば、摩擦係数が多少変動しても軸方
向応力を安定して低減できる。しかしながら、回転電機
に適した材料で摩擦係数がμ=0.01以下のものは存在し
ない。回転電機に適した材料で低摩擦係数を示す材料と
してPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)があるが、こ
の材料の摩擦係数はμ=0.01よりも大きい値である。摩
擦係数はμ=0.01以下を実現するために、PTFEを2枚重
ねて摩擦係数を下げるということも考えられるが、PTFE
は軟質であるため、軟質材を2枚重ねた場合には逆に摩
擦係数が高くなるというのが定説であり低摩擦係数を示
す部材であるPTFEを2枚重ねる例は無かった。As can be seen from FIG. 2, when the friction coefficient of the sliding contact portion is set to μ = 0.01 or less, the axial stress can be stably reduced even if the friction coefficient slightly changes. However, there is no material suitable for a rotating electric machine having a friction coefficient of μ = 0.01 or less. PTFE (polytetrafluoroethylene) is a material suitable for a rotating electric machine and having a low friction coefficient. The friction coefficient of this material is a value larger than μ = 0.01. In order to realize a friction coefficient of μ = 0.01 or less, it is conceivable that two PTFE layers are stacked to lower the friction coefficient.
Is soft, so it is a common theory that the friction coefficient increases when two soft materials are stacked, and there is no example in which two PTFE members, which are members exhibiting a low friction coefficient, are stacked.
【0012】しかしながら、あえて、低摩擦係数を示す
部材であるPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を2枚
重ねて実験したところ、定説に反して摩擦係数をμ=0.0
1以下とすることができた。However, when two members of PTFE (polytetrafluoroethylene), which is a member exhibiting a low friction coefficient, were subjected to an experiment, the friction coefficient was μ = 0.0
It could be less than 1.
【0013】図3は、回転子12に形成されたコイルス
ロット7周辺の拡大図である。コイルスロット7には回
転子の母材である鉄心1との電気的絶縁をとるためスロ
ット絶縁5があり、コイル6の各層をターン絶縁8を介
して電気的絶縁を保ちながら、鉄心1に巻き込まれてい
るコイル6がある。コイル6の回転子12の表層側に
は、絶縁のためのクリページブロック3が配置され、こ
れらが遠心力で飛び出すのを抑止するためウェッジ2が
存在している。FIG. 3 is an enlarged view around the coil slot 7 formed in the rotor 12. The coil slot 7 has a slot insulation 5 for electrical insulation from the iron core 1 which is a base material of the rotor. Each layer of the coil 6 is wound around the iron core 1 while maintaining electrical insulation via the turn insulation 8. There is a coil 6 that is being used. On the surface side of the rotor 12 of the coil 6, a crease block 3 for insulation is arranged, and a wedge 2 exists to prevent these from jumping out due to centrifugal force.
【0014】そして、回転電機の稼働時に生じる回転子
内の軸方向の相対運動を吸収するために、クリページブ
ロックのコイルと対向する面と、コイルのクリページブ
ロックと対向する面の各々、およびコイルのウエッジと
対向する面と、ウエッジのコイルに対向する面の各々に
は低摩擦係数のフィルムが形成されている。In order to absorb the axial relative movement in the rotor that occurs when the rotating electric machine is operated, each of a surface of the coil block block facing the coil, a surface of the coil facing the clip page block, and A film having a low coefficient of friction is formed on each of the surface of the coil facing the wedge and the surface of the wedge facing the coil.
【0015】本実施例のように、クリページブロック3
とコイル6との摺動面、およびウェッジ2とクリページ
ブロック3との摺動面の両方にスライダ4を設けること
が望ましいが、いづれか一方に設ければ、回転子の回転
振動を低減する効果がある。As in the present embodiment, the clear page block 3
It is desirable to provide the slider 4 on both the sliding surface between the motor and the coil 6 and the sliding surface between the wedge 2 and the crease block 3, but if provided on any one of them, the effect of reducing the rotational vibration of the rotor is obtained. There is.
【0016】図4はクリページブロック3とコイル6と
の摺動面に配置されたスライダ4の拡大図である。スラ
イダ4は2枚の低摩擦フィルム9同士が摺接する構造と
なっており、低摩擦フィルム9の摺接面とは反対の面は
それぞれクリページブロック3およびコイル6に固定さ
れている。FIG. 4 is an enlarged view of the slider 4 disposed on the sliding surface between the clear page block 3 and the coil 6. The slider 4 has a structure in which two low-friction films 9 are in sliding contact with each other, and the surfaces of the low-friction film 9 opposite to the sliding contact surfaces are fixed to the click page block 3 and the coil 6, respectively.
【0017】低摩擦フィルム9としては例えば、PTFE
(ポリテトラフルオロエチレン)が適しているが、PTFE
でなくとも経年変化に対して安定しており、ばらつきが
小さく、低い摩擦係数を示すものであればよい。As the low friction film 9, for example, PTFE
(Polytetrafluoroethylene) is suitable, but PTFE
However, any material that is stable against aging, has small variations, and exhibits a low friction coefficient may be used.
【0018】図5乃至図8は、回転子12の軸方向断面
における、コイル6、クリページブロック3、ウエッジ
2の関係を模式的に表した図である。図5は従来の回転
機械の回転子の停止状態、図6は従来の回転機械の回転
子の運転状態、図7は本実施例の回転機械の回転子の停
止状態、図8は本実施例の回転機械の回転子の運転状態
における軸方向応力を矢印(←)で示しており、矢印
(←)の長さが応力の大きさを表している。FIGS. 5 to 8 are diagrams schematically showing the relationship among the coil 6, the crease block 3, and the wedge 2 in the axial section of the rotor 12. FIG. FIG. 5 shows the stopped state of the rotor of the conventional rotary machine, FIG. 6 shows the operating state of the rotor of the conventional rotary machine, FIG. 7 shows the stopped state of the rotor of the rotary machine of the present embodiment, and FIG. The arrow (←) indicates the axial stress in the operating state of the rotor of the rotary machine, and the length of the arrow (←) indicates the magnitude of the stress.
【0019】従来の回転電機の回転子は、図5、6に示
すように、停止時には全く発生していない軸方向応力
が、運転により、回転子の温度上昇、回転子中の接触面
での接触係数のばらつき、材質の線膨張係数の違い、遠
心力等の条件の違いにより発生し、その軸応力に起因し
て軸に曲げモーメントが生ずることにより軸が曲がり、
回転子に振動が発生する。As shown in FIGS. 5 and 6, in the rotor of the conventional rotary electric machine, an axial stress that is not generated at all when the rotor is stopped causes an increase in the temperature of the rotor due to the operation, and a contact surface in the rotor. It is caused by the variation of the contact coefficient, the difference of the coefficient of linear expansion of the material, the difference of the centrifugal force, etc., and the shaft is bent due to the bending moment generated on the shaft due to the axial stress.
Vibration occurs in the rotor.
【0020】これに対して本実施例に回転電機の回転子
は、図7、8に示すように、クリページブロック3とコ
イル6との摺動面、およびウェッジ2とクリページブロ
ック3との摺動面にスライダ4が配置されている。そし
て、運転時、図8に示すように摩擦係数の一番低いこの
スライダ4が容易に軸方向の相対運動を起こして回転子
の軸方向応力が低減され、回転子の軸曲げモーメントお
よびそのばらつきが低減し、軸振動の発生を防ぐことが
できる。On the other hand, the rotor of the rotary electric machine according to the present embodiment has a sliding surface between the clickable block 3 and the coil 6 and a wedge 2 and the clearpage block 3 as shown in FIGS. The slider 4 is arranged on the sliding surface. During operation, as shown in FIG. 8, the slider 4 having the lowest coefficient of friction easily causes relative movement in the axial direction to reduce the axial stress of the rotor, and the axial bending moment of the rotor and its variation. And the occurrence of shaft vibration can be prevented.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、回転子の軸曲げモーメ
ントの発生を防止することにより、回転子の回転振動の
低減を図った回転電機を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a rotating electric machine in which the rotation vibration of the rotor is reduced by preventing the generation of the shaft bending moment of the rotor.
【図1】本発明の一実施例に係る回転電機のカットモデ
ルを表す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a cut model of a rotating electric machine according to one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例に係る摺接面の摩擦係数を変
化させた場合の軸方向距離と軸方向応力との関係を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an axial distance and an axial stress when a friction coefficient of a sliding contact surface is changed according to one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例に係る回転子の拡大図であ
る。FIG. 3 is an enlarged view of a rotor according to one embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施例に係るスライダの拡大図であ
る。FIG. 4 is an enlarged view of a slider according to one embodiment of the present invention.
【図5】従来の回転子の軸方向断面における、コイル、
クリページブロック、ウエッジの関係を模式的に表した
図である。(停止時)FIG. 5 shows a coil, in an axial cross section of a conventional rotor.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a relationship between a click page block and a wedge. (When stopped)
【図6】従来の回転子の軸方向断面における、コイル、
クリページブロック、ウエッジの関係を模式的に表した
図である。(運転時)FIG. 6 shows a coil in an axial cross section of a conventional rotor;
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a relationship between a click page block and a wedge. (During operation)
【図7】本発明の一実施例に係る回転子の軸方向断面に
おける、コイル、クリページブロック、ウエッジの関係
を模式的に表した図である。(停止時)FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a relationship between a coil, a crease block, and a wedge in an axial cross section of a rotor according to an embodiment of the present invention. (When stopped)
【図8】本発明の一実施例に係る回転子の軸方向断面に
おける、コイル、クリページブロック、ウエッジの関係
を模式的に表した図である。(運転時)FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a relationship between a coil, a crease block, and a wedge in an axial cross section of a rotor according to an embodiment of the present invention. (During operation)
1…鉄心、2…ウェッジ、3…クリページブロック、4
…スライダ、5…スロット絶縁、6…コイル、7…コイ
ルスロット、8…ターン絶縁、9…低摩擦フィルム、1
0…リテイナー。1: Iron core, 2: Wedge, 3: Cripage block, 4
... Slider, 5 ... Slot insulation, 6 ... Coil, 7 ... Coil slot, 8 ... Turn insulation, 9 ... Low friction film, 1
0 ... Retainer.
Claims (3)
する固定子とを備えた回転機械であって、前記回転子に
は軸方向に伸びる外周面から中心方向に向う凹状の溝で
あるコイルスロットが多数形成されており、前記コイル
スロットには、絶縁用のクリページブロックを介してコ
イルと、このコイルを押さえるためのウエッジとが収納
されており、前記クリページブロックの前記コイルと対
向する面と、前記コイルの前記クリページブロックと対
向する面との各々および/または前記コイルの前記ウエ
ッジと対向する面と、前記ウエッジの前記コイルに対向
する面との各々には低摩擦係数のフィルムが形成されて
いることを特徴とする回転電機。1. A rotating machine comprising a rotor and a stator rotatably supporting the rotor, wherein the rotor has a concave groove extending from an outer peripheral surface extending in an axial direction toward a center. A certain number of coil slots are formed, and the coil slot houses a coil and a wedge for holding the coil via an insulating crease block, and the coil of the crease block is A low coefficient of friction is applied to each of the opposing surface, the surface of the coil opposing the cut page block, and / or the surface of the coil opposing the wedge, and the surface of the wedge opposing the coil. A rotating electric machine characterized in that a film of (1) is formed.
0.01以下であることを特徴とする請求項1記載の回
転電機。2. The coefficient of friction between the opposing films is:
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the rotating electric machine is 0.01 or less.
オロエチレン(PTFE)であることを特徴とする請求項1
記載の回転電機。3. The film according to claim 1, wherein the material of the film is polytetrafluoroethylene (PTFE).
The rotating electric machine as described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9242395A JPH1189151A (en) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | Rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9242395A JPH1189151A (en) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | Rotary electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1189151A true JPH1189151A (en) | 1999-03-30 |
Family
ID=17088521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9242395A Pending JPH1189151A (en) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | Rotary electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1189151A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1638190A1 (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for fixing of bar conductors in slots of electric machines |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP9242395A patent/JPH1189151A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1638190A1 (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for fixing of bar conductors in slots of electric machines |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040831 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040907 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041105 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050510 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050927 |