JPS5840898B2 - 短長回転子を有する回転電機 - Google Patents
短長回転子を有する回転電機Info
- Publication number
- JPS5840898B2 JPS5840898B2 JP53067656A JP6765678A JPS5840898B2 JP S5840898 B2 JPS5840898 B2 JP S5840898B2 JP 53067656 A JP53067656 A JP 53067656A JP 6765678 A JP6765678 A JP 6765678A JP S5840898 B2 JPS5840898 B2 JP S5840898B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- cooling medium
- rotor
- winding
- pro
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は短長回転子を有する回転電機の改良に係わり、
特にプロリング付根部にバックル板を備えている回転電
機の改良に関する。
特にプロリング付根部にバックル板を備えている回転電
機の改良に関する。
一般にたとえばタービン発電機では、水素等の冷却媒体
を機械各部に縦横に流通させて、運転時に発生する熱を
効果的に除去するように構成されている。
を機械各部に縦横に流通させて、運転時に発生する熱を
効果的に除去するように構成されている。
第１図はタービン発電機の代表的な冷却経路を示す。
この図において、１は固定子、２は回転子、３は固定子
巻線、４はファン、５はプロリング、６はエンドプレー
トで、冷却器からの冷却媒体は各通風ガイドに導かれて
、矢印で示すように各部を流通し、これらを冷却して再
び冷却器へ戻る。
巻線、４はファン、５はプロリング、６はエンドプレー
トで、冷却器からの冷却媒体は各通風ガイドに導かれて
、矢印で示すように各部を流通し、これらを冷却して再
び冷却器へ戻る。
また、第２図は従来のタービン発電機の固定子端部付近
を拡大して示す。
を拡大して示す。
この図において、７は薄鉄板の積層構造からなる固定子
鉄心で、軸方向に複数個のブロックに分割されており、
各ブロック間に固定子ダクト８を形成した状態で、非磁
性体のエンドプレート６、エンドダクト９により締付固
定されている。
鉄心で、軸方向に複数個のブロックに分割されており、
各ブロック間に固定子ダクト８を形成した状態で、非磁
性体のエンドプレート６、エンドダクト９により締付固
定されている。
この固定子鉄心７の内周側にはスロットが設けられ、そ
の中に固定子巻線３が巻装されている。
の中に固定子巻線３が巻装されている。
１０は回転子２の胴部で、その外周側に設けられたスロ
ット内には界磁巻線１１が巻装され、その端部は高張力
鋼製のプロリング５により覆われて保護されている。
ット内には界磁巻線１１が巻装され、その端部は高張力
鋼製のプロリング５により覆われて保護されている。
これら固定子と回転子はエアギャップ１２を介して互い
に対向配置されているが、回転子胴部１０の軸方向長さ
ｔ２が固定子鉄心Ｔの軸方向長さｔｌよりも短い、いわ
ゆる短長回転子構造をなしており、かつプロリング５の
付根付近の固定子鉄心内周部に、はぼ連続した遠吠のバ
ッフル板１３が設けられている。
に対向配置されているが、回転子胴部１０の軸方向長さ
ｔ２が固定子鉄心Ｔの軸方向長さｔｌよりも短い、いわ
ゆる短長回転子構造をなしており、かつプロリング５の
付根付近の固定子鉄心内周部に、はぼ連続した遠吠のバ
ッフル板１３が設けられている。
バッフル板が設けられているのは、後述するけれども、
プロリングの表面が充分冷却されるようにするためであ
る。
プロリングの表面が充分冷却されるようにするためであ
る。
すなわち、短長回転子構造に於ては固定子鉄心のスロッ
トＩＪツプル磁束に起因するうず電流のためにジュール
損失が発生し、幾分過熱するのである。
トＩＪツプル磁束に起因するうず電流のためにジュール
損失が発生し、幾分過熱するのである。
この固定子端部付近の冷却経路は、大きく分けて、図中
矢印Ｑ。
矢印Ｑ。
とＱ３で示す２つに分けられる。冷却経路Ｑ。
は固定子端部から固定子巻線３端部とエンドダクト９の
ダクト片の間隙を通って固定子鉄心７の背部に抜ける。
ダクト片の間隙を通って固定子鉄心７の背部に抜ける。
一方、Ｑｏの一部分は、プロリング５表面をすべるよう
にして、すなわち、プロリングの表面を冷却してエアギ
ャップ１２部に入り、バッフル板１３の手前で固定子ダ
クト８の方に曲がって、固定子鉄心７の背部に抜ける。
にして、すなわち、プロリングの表面を冷却してエアギ
ャップ１２部に入り、バッフル板１３の手前で固定子ダ
クト８の方に曲がって、固定子鉄心７の背部に抜ける。
したがって、バッフル板はプロリングの付根部付近に設
けられるのである。
けられるのである。
また、冷却経路Ｑ３はプロリング５の内側から界磁巻線
１１の中を通ってエアギャップ１２部に抜ける。
１１の中を通ってエアギャップ１２部に抜ける。
すなわち、バッフル板１３は、冷却経路Ｑ２を通る比較
的冷たい冷却媒体と、冷却経路Ｑ３を通る界磁巻線１１
の熱を奪って暖まった冷却媒体とが、この部分で混合す
るのを防止して、効果的な冷却作用を行なわせる役目を
果たしている。
的冷たい冷却媒体と、冷却経路Ｑ３を通る界磁巻線１１
の熱を奪って暖まった冷却媒体とが、この部分で混合す
るのを防止して、効果的な冷却作用を行なわせる役目を
果たしている。
ところで、このような構成では、固定子巻線３の絶縁物
がバッフル板１３付近で劣化し易いという欠点のあるこ
とが判った。
がバッフル板１３付近で劣化し易いという欠点のあるこ
とが判った。
当然に、固定子巻線３の絶縁物が局部的にでも劣化すれ
ば、タービン発電機の運転が不可能となるに至る懸念が
ある。
ば、タービン発電機の運転が不可能となるに至る懸念が
ある。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、た
とえ短長回転子を有するこの種の回転電機であっても固
定子巻線の絶縁物の劣化を防ぎ、信頼性の高いこの種の
回転電機を提供することにある。
とえ短長回転子を有するこの種の回転電機であっても固
定子巻線の絶縁物の劣化を防ぎ、信頼性の高いこの種の
回転電機を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明は、短長回転子方式の
回転電機において、バッフル板付近で固定子巻線の絶縁
物が劣化するのは、この部分で固定子鉄心の軸方向の温
度傾斜が急峻となるためであることを解明し、この傾斜
を緩和する手段として、エアギャップの固定子鉄心端面
付近に、軸方向に流入する冷却媒体を、固定子巻線の端
部冷却媒体と、回転子のプロリング表面を冷却する冷却
媒体とに分岐する冷却媒体分岐覆板を設けて、端部から
エアギャップに入る冷却媒体の量を調整するようにした
ものである。
回転電機において、バッフル板付近で固定子巻線の絶縁
物が劣化するのは、この部分で固定子鉄心の軸方向の温
度傾斜が急峻となるためであることを解明し、この傾斜
を緩和する手段として、エアギャップの固定子鉄心端面
付近に、軸方向に流入する冷却媒体を、固定子巻線の端
部冷却媒体と、回転子のプロリング表面を冷却する冷却
媒体とに分岐する冷却媒体分岐覆板を設けて、端部から
エアギャップに入る冷却媒体の量を調整するようにした
ものである。
すなわち、この問題を解決するにあたり、詳細な種々の
実験の結果、バッフル板付近で、固定子巻線の絶縁が劣
化し易い原因は、固定子鉄心７の温度上昇値が第５図に
破線Ｂで示す様に、仕切り板１３を境にして軸方向にみ
て中央部から端部側に急激に低くなるためであることが
明らかとなった。
実験の結果、バッフル板付近で、固定子巻線の絶縁が劣
化し易い原因は、固定子鉄心７の温度上昇値が第５図に
破線Ｂで示す様に、仕切り板１３を境にして軸方向にみ
て中央部から端部側に急激に低くなるためであることが
明らかとなった。
すなわち、端部の固定子鉄心７は、軸方向に侵入する磁
束のもたらすうず電流積を低減するために、スリントや
段落とし等を設ける複雑な構成をしており、これらの機
械強度を補うため一般に樹脂等で堅牢に固められている
。
束のもたらすうず電流積を低減するために、スリントや
段落とし等を設ける複雑な構成をしており、これらの機
械強度を補うため一般に樹脂等で堅牢に固められている
。
そのため、固定子鉄心７の軸方向熱伝達率が低下し、軸
方向の冷却状態に直接対応した温度変化を示すわけであ
り、この場合プロリング表面を通って固定子鉄心に流入
する冷却経路を通る冷却媒体の量が多いことを示してい
る。
方向の冷却状態に直接対応した温度変化を示すわけであ
り、この場合プロリング表面を通って固定子鉄心に流入
する冷却経路を通る冷却媒体の量が多いことを示してい
る。
一方、固定子巻線３の導体は一般に直接冷却される銅に
て構成されており、軸方向に温度変化が極めて少ないた
め、この導体と固定子鉄心７との境に位置する固定子巻
線３の絶縁物からみれば、バッフル板１３の部分で軸方
向にも径および周方向にも極めて急峻な温度変化が生じ
、非常に複雑な熱応力を受けて、異常に劣化の進展が速
い状態となってしまっていたわけである。
て構成されており、軸方向に温度変化が極めて少ないた
め、この導体と固定子鉄心７との境に位置する固定子巻
線３の絶縁物からみれば、バッフル板１３の部分で軸方
向にも径および周方向にも極めて急峻な温度変化が生じ
、非常に複雑な熱応力を受けて、異常に劣化の進展が速
い状態となってしまっていたわけである。
以下、本発明の一実施例を第３図に基づいて説明する。
第３図中、第２図と同一符号は同−物又は均等物を示す
。
。
この実施例が第２図の従来例と異なる点は、エンドダク
ト９の内周面に、非磁性の硬質絶縁物からなる、周方向
にほぼ連続した環状の冷却媒体分岐覆板１４が、接着剤
等で堅固に固着されていることであり、すなわち、エア
ギャップの固定子鉄心端面付近に、軸方向に流入する冷
却媒体を、固定子巻線の端部冷却媒体と、回転子のプロ
リング表面を冷却する冷却媒体とに分離するような作用
をする冷却媒体分岐覆板を設けたことである。
ト９の内周面に、非磁性の硬質絶縁物からなる、周方向
にほぼ連続した環状の冷却媒体分岐覆板１４が、接着剤
等で堅固に固着されていることであり、すなわち、エア
ギャップの固定子鉄心端面付近に、軸方向に流入する冷
却媒体を、固定子巻線の端部冷却媒体と、回転子のプロ
リング表面を冷却する冷却媒体とに分離するような作用
をする冷却媒体分岐覆板を設けたことである。
その他の構造は従来例と全く同様である。
したがって、冷却経路Ｑ。
を通る冷却媒体は、エアギャップ１２の入口部でこの冷
却媒体分岐覆板１４により、固定子巻線の端部を通る冷
却経路Ｑ１ と、回転子のプロリング５面を通り固定
子鉄心に流入する冷却経路Ｑ２とに分離される。
却媒体分岐覆板１４により、固定子巻線の端部を通る冷
却経路Ｑ１ と、回転子のプロリング５面を通り固定
子鉄心に流入する冷却経路Ｑ２とに分離される。
これら冷却経路Ｑ１．Ｑ２．Ｑ３を通る各冷却媒体の量
をＷｌ、Ｗ２．Ｗ３としておく。
をＷｌ、Ｗ２．Ｗ３としておく。
ここで、冷却媒体分岐覆板１４とプロリング５との時間
長ｄをパラメータとして、冷却媒体量Ｗ１とＷ２に注目
すると、第４図に示す様に、時間長ｄの増加と共に冷却
媒体量Ｗ２が増加し、それに伴なって冷却媒体量Ｗ１
が減少する現象がみられる。
長ｄをパラメータとして、冷却媒体量Ｗ１とＷ２に注目
すると、第４図に示す様に、時間長ｄの増加と共に冷却
媒体量Ｗ２が増加し、それに伴なって冷却媒体量Ｗ１
が減少する現象がみられる。
すなわち、時間長ｄを調整すれば、冷却媒体量Ｗ１とＷ
２とを任意に配分できることがわかる。
２とを任意に配分できることがわかる。
しかし、時間長ｄを極めて小さく選定すれば、図より明
らかな様に、冷却媒体量Ｗ２が殆んど零になるので、プ
ロリングの表面が冷却されないのは勿論固定子鉄心７の
温度上昇は第５図の破線Ｃで示す様に、端部近傍で異常
に高くなり、絶縁物が破壊に至る懸念がある。
らかな様に、冷却媒体量Ｗ２が殆んど零になるので、プ
ロリングの表面が冷却されないのは勿論固定子鉄心７の
温度上昇は第５図の破線Ｃで示す様に、端部近傍で異常
に高くなり、絶縁物が破壊に至る懸念がある。
そこで、本実施例では、適切な時間長ｄの大きさを選定
し、冷却媒体量Ｗ１とＷ２の配分を最適にする。
し、冷却媒体量Ｗ１とＷ２の配分を最適にする。
これにより、Ｗ２によってプロリング表面は十分冷却さ
れつつ第５図に実線Ａで示すような固定子鉄心７の温度
上昇分布を得ることが出来る。
れつつ第５図に実線Ａで示すような固定子鉄心７の温度
上昇分布を得ることが出来る。
本発明を７００ＭＶＡ級のタービン発電機に適用した例
では、時間長ｄの大きさを５０闘に選定した。
では、時間長ｄの大きさを５０闘に選定した。
この結果、バッフル１３付近での急峻な温度変化を緩和
して、この部分での固定子巻線３の絶縁物の劣化を防止
でき、信頼性の高いタービン発電機を得ることが可能と
なる。
して、この部分での固定子巻線３の絶縁物の劣化を防止
でき、信頼性の高いタービン発電機を得ることが可能と
なる。
第６図は本発明の他の実施例を示す。
第３図の実施例と異なるところは、バッフル板１３を回
転子２側に取り付けた点である。
転子２側に取り付けた点である。
この実施例によれば冷却媒体量Ｗ２の減少に伴なって仕
切り板１３付近で、仕切り板１３の軸方向に端部側へ漏
れ易くなる冷却経路Ｑ３を通る冷却媒体の動きをより確
実に抑止することができる効果が得られる。
切り板１３付近で、仕切り板１３の軸方向に端部側へ漏
れ易くなる冷却経路Ｑ３を通る冷却媒体の動きをより確
実に抑止することができる効果が得られる。
以上説明したように、本発明によれば、たとえ短長回転
子方式とした場合にも、プロリングを十分に冷却しつつ
、固定子巻線のバッフル板付近で生じる固定子巻線の絶
縁物の劣化を防止して、回転電機の信頼性を向上するこ
とができる。
子方式とした場合にも、プロリングを十分に冷却しつつ
、固定子巻線のバッフル板付近で生じる固定子巻線の絶
縁物の劣化を防止して、回転電機の信頼性を向上するこ
とができる。
第１図はタービン発電機における冷却経路の説明図、第
２図は従来のタービン発電機における固定子端部付近の
拡大断面図、第３図は本発明の一実施例に係るタービン
発電機における固定子端部付近の拡大断面図、第４図は
時間長ｄと冷却媒体量の関係を示す特性図、第５図は固
定子端部における軸方向温度上昇分布を示す説明図、第
６図は本発明の他の実施例に係るタービン発電機におけ
る固定子端部付近の拡大断面図である。 ３・・・・・・固定子巻線、５・・・・・・プロリング
、７・・・・・・固定子鉄心、８・・・・・・固定子ダ
クト、９・・・・・・エンドダクト、１０・・・・・・
回転子胴部、１１・・・・・・界磁巻線、１２・・・・
・・エアギャップ、１３・・・・・・バッフル板、１４
・・・・・・冷却媒体分岐覆板。
２図は従来のタービン発電機における固定子端部付近の
拡大断面図、第３図は本発明の一実施例に係るタービン
発電機における固定子端部付近の拡大断面図、第４図は
時間長ｄと冷却媒体量の関係を示す特性図、第５図は固
定子端部における軸方向温度上昇分布を示す説明図、第
６図は本発明の他の実施例に係るタービン発電機におけ
る固定子端部付近の拡大断面図である。 ３・・・・・・固定子巻線、５・・・・・・プロリング
、７・・・・・・固定子鉄心、８・・・・・・固定子ダ
クト、９・・・・・・エンドダクト、１０・・・・・・
回転子胴部、１１・・・・・・界磁巻線、１２・・・・
・・エアギャップ、１３・・・・・・バッフル板、１４
・・・・・・冷却媒体分岐覆板。
Claims (1)
- １ 固定子ダクトを有する固定子鉄心に固定子巻線を巻
装して固定子を構成するとともに、前記固定子鉄心の軸
方向長さよりも短い軸方向長さを有する回転子胴部に回
転子巻線を巻装し、この回転子巻線の端部をプロリング
で覆って回転子を構成し、前記固定子と回転子との間の
エアギャップにおける前記プロＩＪングの付根部付近に
、周方向にほぼ連続したバッフル板を設け、前記固定子
巻線端部付近では、冷却媒体が軸方向に流れ、かつ前記
バッフル板に案内されて、前記固定子鉄心の軸方向端部
部分の固定子ダクト内に流入するようにしたものにおい
て、前記エアギャップの固定子鉄心端面付近に、軸方向
に流入する冷却媒体を、固定子巻線の端部冷却媒体と、
回転子のプロリング表面を冷却する冷却媒体とに分岐す
る冷却媒体分岐環板を設けたことを特徴とする、短長回
転子を有する回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53067656A JPS5840898B2 (ja) | 1978-06-07 | 1978-06-07 | 短長回転子を有する回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53067656A JPS5840898B2 (ja) | 1978-06-07 | 1978-06-07 | 短長回転子を有する回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54159610A JPS54159610A (en) | 1979-12-17 |
| JPS5840898B2 true JPS5840898B2 (ja) | 1983-09-08 |
Family
ID=13351270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53067656A Expired JPS5840898B2 (ja) | 1978-06-07 | 1978-06-07 | 短長回転子を有する回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5840898B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015021870A1 (zh) * | 2013-08-13 | 2015-02-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 永磁电机、制冷压缩机及空调机组 |
| WO2015021872A1 (zh) * | 2013-08-13 | 2015-02-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 永磁电机、制冷压缩机及空调机组 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6680549B2 (en) * | 2001-11-01 | 2004-01-20 | General Electric Company | Tapered rotor-stator air gap for superconducting synchronous machine |
| JP2018007487A (ja) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 株式会社豊田自動織機 | 回転機 |
| EP3509189A1 (en) | 2018-01-08 | 2019-07-10 | General Electric Company | Turbogenerator rotor, turbogenerator, and methods of furnishing a turbogenerator with a baffle assembly |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4925123A (ja) * | 1972-07-03 | 1974-03-06 |
-
1978
- 1978-06-07 JP JP53067656A patent/JPS5840898B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4925123A (ja) * | 1972-07-03 | 1974-03-06 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015021870A1 (zh) * | 2013-08-13 | 2015-02-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 永磁电机、制冷压缩机及空调机组 |
| WO2015021872A1 (zh) * | 2013-08-13 | 2015-02-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 永磁电机、制冷压缩机及空调机组 |
| US10103586B2 (en) | 2013-08-13 | 2018-10-16 | Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai | Permanent magnet motor, refrigeration compressor and air conditioning unit |
| US10211687B2 (en) | 2013-08-13 | 2019-02-19 | Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai | Permanent magnet motor with axial ventilation holes, refrigeration compressor and air conditioning unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54159610A (en) | 1979-12-17 |
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