JPS5863047A - 液冷空隙巻線固定子 - Google Patents
液冷空隙巻線固定子Info
- Publication number
- JPS5863047A JPS5863047A JP56160222A JP16022281A JPS5863047A JP S5863047 A JPS5863047 A JP S5863047A JP 56160222 A JP56160222 A JP 56160222A JP 16022281 A JP16022281 A JP 16022281A JP S5863047 A JPS5863047 A JP S5863047A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator core
- cooling pad
- cooling
- diameter end
- inner diameter
- Prior art date
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液冷空隙巻線固定子に係り、特に固定子鉄心間
に冷却パッドを配して固定子鉄心を冷却する液冷空隙巻
線固定子に関するものである。
に冷却パッドを配して固定子鉄心を冷却する液冷空隙巻
線固定子に関するものである。
超電車タービン発電機の固定子等に採用されている空隙
巻線固定子では、スロットレス積層固定子鉄心の内孔中
に電機子巻線が高実装密度で実装される。その結果、現
行のスロット付き固定子の電機子巻線及び固定子鉄心の
冷却に一般的に用いられている固定子鉄心中に設けられ
た通風ダクト中に冷却ガスを半径方向に通過させるガス
冷却を適用することは困難である。このため空隙巻線固
定子の冷却には、電機子巻線及び固定子鉄心中に液体冷
媒を循環させて冷却する液体冷却を用いるのが普通であ
る。
巻線固定子では、スロットレス積層固定子鉄心の内孔中
に電機子巻線が高実装密度で実装される。その結果、現
行のスロット付き固定子の電機子巻線及び固定子鉄心の
冷却に一般的に用いられている固定子鉄心中に設けられ
た通風ダクト中に冷却ガスを半径方向に通過させるガス
冷却を適用することは困難である。このため空隙巻線固
定子の冷却には、電機子巻線及び固定子鉄心中に液体冷
媒を循環させて冷却する液体冷却を用いるのが普通であ
る。
この液体冷却による液冷空隙巻線固定子の従来例が第１
図及び第２図に示されている。同図において１は薄鋼板
を積層して環状に形成した。固定子鉄心、２は固定子鉄
心１の内孔に装着・固定された空心の電機子巻線であシ
、固定子鉄心１に液冷回路３ａを内蔵する冷却パッド３
を固定子鉄心１の積層方向に複数個配設することにより
、電機子巻線２はその内部に埋設された冷却回路２ａに
より夫々冷却されるようにしである。このうち冷却パッ
ド３は円周方向に複数個に分割されたセグメント構造で
、その内外径寸法は固定子鉄心１の寸法に等しく製作さ
れ、かつ液冷回路３ａに図中に矢印で示されていないよ
うに給排される液体冷媒３ｂによる冷却効率を良くする
ため、熱伝導率の大きな鋼やアルミ等の非磁性導電金属
材料で作られている。
図及び第２図に示されている。同図において１は薄鋼板
を積層して環状に形成した。固定子鉄心、２は固定子鉄
心１の内孔に装着・固定された空心の電機子巻線であシ
、固定子鉄心１に液冷回路３ａを内蔵する冷却パッド３
を固定子鉄心１の積層方向に複数個配設することにより
、電機子巻線２はその内部に埋設された冷却回路２ａに
より夫々冷却されるようにしである。このうち冷却パッ
ド３は円周方向に複数個に分割されたセグメント構造で
、その内外径寸法は固定子鉄心１の寸法に等しく製作さ
れ、かつ液冷回路３ａに図中に矢印で示されていないよ
うに給排される液体冷媒３ｂによる冷却効率を良くする
ため、熱伝導率の大きな鋼やアルミ等の非磁性導電金属
材料で作られている。
ところでこのような液冷空隙巻線固定子では。
固定子鉄心１の半径方向に入射する回転子（図示せず）
側からの交番磁束の一部が、冷却パッド３の内径端部と
鎖交し、冷却パッド３の構成材が熱伝導率、導電率の大
きな金属材料であるため、この部分に局所的に過大な渦
電流損が発生し、冷却パッド３の冷却能力がとの損失分
だけ低下するという欠点があった。特に回転子からの空
隙磁束密度が高く設計される超電導発電機用固定子等に
用いる場合には多数の冷却パッド３を必要とする大容量
発電機になるとこのような渦電流損の合計値が発電機全
損失に対し無視できないような大きな値となり、発電効
率の低下を献たらすという点でも好ましくなかった。
側からの交番磁束の一部が、冷却パッド３の内径端部と
鎖交し、冷却パッド３の構成材が熱伝導率、導電率の大
きな金属材料であるため、この部分に局所的に過大な渦
電流損が発生し、冷却パッド３の冷却能力がとの損失分
だけ低下するという欠点があった。特に回転子からの空
隙磁束密度が高く設計される超電導発電機用固定子等に
用いる場合には多数の冷却パッド３を必要とする大容量
発電機になるとこのような渦電流損の合計値が発電機全
損失に対し無視できないような大きな値となり、発電効
率の低下を献たらすという点でも好ましくなかった。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その目的
とするところは、冷却効率のよい液冷空隙巻線固定子を
提供するにある。
とするところは、冷却効率のよい液冷空隙巻線固定子を
提供するにある。
すなわち本発明は、冷却パッドの内径端部を、固定子鉄
心の内孔面よシ冷却パッドの厚み寸法Ｗの約１／２倍以
上外径側に位置するようにしたことを特徴とするもので
ある。
心の内孔面よシ冷却パッドの厚み寸法Ｗの約１／２倍以
上外径側に位置するようにしたことを特徴とするもので
ある。
冷却パッドの内径端部近傍における空隙磁束分布がどの
ようになっているか検討したが、その結果が第３図及び
第４図に示されている。第３図に点線の矢印で示されて
いるように空隙磁束φのうち非磁性の冷却パッド３の内
径端部と鎖交する磁束φえの大部分は、固定子鉄心１の
冷却パッド３側内径端部１ａを中心とし、冷却パッド３
の厚み寸法Ｗの約半分（Ｗ／２）の半径（Ｒｏ）で囲ま
れる冷却パッド３の内径端部領域にだけ存在している。
ようになっているか検討したが、その結果が第３図及び
第４図に示されている。第３図に点線の矢印で示されて
いるように空隙磁束φのうち非磁性の冷却パッド３の内
径端部と鎖交する磁束φえの大部分は、固定子鉄心１の
冷却パッド３側内径端部１ａを中心とし、冷却パッド３
の厚み寸法Ｗの約半分（Ｗ／２）の半径（Ｒｏ）で囲ま
れる冷却パッド３の内径端部領域にだけ存在している。
すなわち縦軸に冷却パッド３の径方向距離Ｒをとり、横
軸に冷却パッド３の内径端部と鎖交す１） る磁束φ６をとって冷却パッド３の径方向距離による鎖
交磁束φ６の関係が示されている第４図のように、冷却
パッド３の厚み寸法Ｗの約半分（Ｗ／２）以下に鎖交磁
束φ６が存在し、かつ径方向距離Ｒが冷却パッド３の厚
み寸法Ｗの約半分以下になればなるほど鎖交磁束φ６が
多くなっていることが確かめられた。そこで本発明では
冷却パッドの内径端部を、固定子鉄心の内孔面より冷却
パッドの厚み寸法Ｗの約１／２倍以上外径側に位置する
ようにした。このようにすることにより冷却効率のよい
液冷空隙巻線固定子を得ることを可能としたものである
。
軸に冷却パッド３の内径端部と鎖交す１） る磁束φ６をとって冷却パッド３の径方向距離による鎖
交磁束φ６の関係が示されている第４図のように、冷却
パッド３の厚み寸法Ｗの約半分（Ｗ／２）以下に鎖交磁
束φ６が存在し、かつ径方向距離Ｒが冷却パッド３の厚
み寸法Ｗの約半分以下になればなるほど鎖交磁束φ６が
多くなっていることが確かめられた。そこで本発明では
冷却パッドの内径端部を、固定子鉄心の内孔面より冷却
パッドの厚み寸法Ｗの約１／２倍以上外径側に位置する
ようにした。このようにすることにより冷却効率のよい
液冷空隙巻線固定子を得ることを可能としたものである
。
以下、実施例について説明する。第５図及び第６図には
一実施例が示されている。なお従来と同じ部品には同じ
符号を付したので説明は省略する。
一実施例が示されている。なお従来と同じ部品には同じ
符号を付したので説明は省略する。
本実施例では冷却パッド３の電機子巻線２側の内径端部
を、固定子鉄心１の内径端部より外径方向に寸法りだけ
沈めたが、この６寸法を冷却パッド３の厚み寸法Ｗの１
／２倍以上とした。このようにすることにより、冷却パ
ッド３は固定子鉄心１の内径端部より冷却パッド３の厚
み寸法Ｗの約１／２倍以上の所から外径側にかけて配置
されるので、冷却パッド３は半径方向から入射する磁束
と鎖交する部分がなくなり、固定子鉄心１の内孔部に入
射する磁束は冷却パッド３の内径端部と殆んど鎖交する
ことがなくなる。従って冷却パッド３の鎖交磁束による
渦電流損が低減し、冷却効率のよい液冷空隙巻線固定子
を得ることができる。
を、固定子鉄心１の内径端部より外径方向に寸法りだけ
沈めたが、この６寸法を冷却パッド３の厚み寸法Ｗの１
／２倍以上とした。このようにすることにより、冷却パ
ッド３は固定子鉄心１の内径端部より冷却パッド３の厚
み寸法Ｗの約１／２倍以上の所から外径側にかけて配置
されるので、冷却パッド３は半径方向から入射する磁束
と鎖交する部分がなくなり、固定子鉄心１の内孔部に入
射する磁束は冷却パッド３の内径端部と殆んど鎖交する
ことがなくなる。従って冷却パッド３の鎖交磁束による
渦電流損が低減し、冷却効率のよい液冷空隙巻線固定子
を得ることができる。
なお冷却パッド３の内径端部と固定子鉄心１の内径端部
との間の寸法りは、磁束との鎖交による渦電流損の発生
防止という点からは冷却パッド３の厚み寸法Ｗの１／２
倍以上で、かつ大きくなる程効果が大きいが、この６寸
法を大きくとり渦ぎると、冷却パッド３と被冷却体であ
る固定子鉄心１との積層方向の伝熱接触面積が減少し冷
却効果が減少するので、磁束との鎖交量が実用上支障の
ない寸法すなわち冷却パッド３の厚み寸法Ｗのほぼ１／
２に選ぶのが適当である。
との間の寸法りは、磁束との鎖交による渦電流損の発生
防止という点からは冷却パッド３の厚み寸法Ｗの１／２
倍以上で、かつ大きくなる程効果が大きいが、この６寸
法を大きくとり渦ぎると、冷却パッド３と被冷却体であ
る固定子鉄心１との積層方向の伝熱接触面積が減少し冷
却効果が減少するので、磁束との鎖交量が実用上支障の
ない寸法すなわち冷却パッド３の厚み寸法Ｗのほぼ１／
２に選ぶのが適当である。
なおまた同図中で４は固定子鉄心１の内径端部の温度や
振動計測用のセンサであり、冷却パッド３の内径端部を
固定子鉄心内径端部よりもｈだけ沈めたことにより形成
される空隙５及び冷却パッド３０周方向に形成した空隙
６を利用して、ＩＪ−ド線４ａが固定子鉄心１の外径側
に引き出されている。このように冷却パッド３の内径端
部と固定子鉄心１の内径端部との間に形成される空間５
を利用して固定子鉄心１の内径端部の温度や振動計測用
のセンサ４を設置したものでは、電機子巻線２の装着以
前に簡単かつ確実にセンサ４の取り付は及び配線作業が
できる等、本発明実施による付加価値を向上させ得る利
点がある。
振動計測用のセンサであり、冷却パッド３の内径端部を
固定子鉄心内径端部よりもｈだけ沈めたことにより形成
される空隙５及び冷却パッド３０周方向に形成した空隙
６を利用して、ＩＪ−ド線４ａが固定子鉄心１の外径側
に引き出されている。このように冷却パッド３の内径端
部と固定子鉄心１の内径端部との間に形成される空間５
を利用して固定子鉄心１の内径端部の温度や振動計測用
のセンサ４を設置したものでは、電機子巻線２の装着以
前に簡単かつ確実にセンサ４の取り付は及び配線作業が
できる等、本発明実施による付加価値を向上させ得る利
点がある。
上述のように本発明は、冷却パッドの内径端部を、固定
子鉄心の内孔面より冷却パッドの厚み寸法Ｗの約１／２
倍以上の外径側に位置するようにしたので、冷却パッド
の内径端部は殆んど磁束と鎖交しなくなって、冷却パッ
ドの鎖交磁束による渦電流損を低減する・ことができる
ようになり、冷却効果のよい液冷空隙巻線固定子を得る
ことができる。
子鉄心の内孔面より冷却パッドの厚み寸法Ｗの約１／２
倍以上の外径側に位置するようにしたので、冷却パッド
の内径端部は殆んど磁束と鎖交しなくなって、冷却パッ
ドの鎖交磁束による渦電流損を低減する・ことができる
ようになり、冷却効果のよい液冷空隙巻線固定子を得る
ことができる。
第１図は従来の液冷空隙巻線固定子の縦断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は第１図のイ
枠部の冷却パッドの内径端部と鎖交する磁束の分布状態
を説明する説明図、第４図はす特性図、第５図は本発明
の液冷空隙巻線固定子の一実施例の縦断面図、第６図は
第５図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 １・・・固定子鉄心、２・・・電機子巻線、３・・・冷
却パラ茅Ｓ目 第６図
は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は第１図のイ
枠部の冷却パッドの内径端部と鎖交する磁束の分布状態
を説明する説明図、第４図はす特性図、第５図は本発明
の液冷空隙巻線固定子の一実施例の縦断面図、第６図は
第５図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 １・・・固定子鉄心、２・・・電機子巻線、３・・・冷
却パラ茅Ｓ目 第６図
Claims (1)
- １、薄鋼板を積層し、環状に形成した固定子鉄心と、こ
の固定子鉄心の所要の積層毎に混積され、かつ積層方向
の厚み寸法がＷで、金属材料から形成された複数個の冷
却パッドと、前記固定子鉄心の内孔中に装着・固定され
た電機子巻線とからなる液冷空隙巻線固定子において、
前記冷却パッドの内径端部を、前記固定子鉄心の内孔面
より前記冷却パッドの厚み寸法Ｗの約１／２倍以上外径
側に位置するようにしたことを特徴とする液冷空隙巻線
固定子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56160222A JPS5863047A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 液冷空隙巻線固定子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56160222A JPS5863047A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 液冷空隙巻線固定子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5863047A true JPS5863047A (ja) | 1983-04-14 |
| JPS6350944B2 JPS6350944B2 (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=15710353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56160222A Granted JPS5863047A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 液冷空隙巻線固定子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5863047A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990004745A1 (en) * | 1988-10-19 | 1990-05-03 | Senji Oikawa | Heat generating motor and warm air and warm water generator using same |
| WO2009121732A2 (de) * | 2008-04-01 | 2009-10-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetvorrichtung einer elektrischen maschine mit kühlmittelleitung |
-
1981
- 1981-10-09 JP JP56160222A patent/JPS5863047A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990004745A1 (en) * | 1988-10-19 | 1990-05-03 | Senji Oikawa | Heat generating motor and warm air and warm water generator using same |
| WO2009121732A2 (de) * | 2008-04-01 | 2009-10-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetvorrichtung einer elektrischen maschine mit kühlmittelleitung |
| WO2009121732A3 (de) * | 2008-04-01 | 2010-02-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetvorrichtung einer elektrischen maschine mit kühlmittelleitung |
| US8269381B2 (en) | 2008-04-01 | 2012-09-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnet apparatus of an electrical machine with a coolant line |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350944B2 (ja) | 1988-10-12 |
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