JPS5886835A - 回転電機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転電機に関し、ｔ！＃ｔｃＷＡ定子鉄心を過
天子鉄心による損傷から保験し、また回転電機の固定子
鉄心の積層板内の有害な積層板間電流を防ぐようにした
回転電機に関するものである。

一般に発電機の固定子鉄心は、多数の打抜き積層板を積
層して中心孔を有する円筒形鉄心を構成するようｋした
ものである０円筒形鉄心の内径部には、積層板の打抜き
歯を所定の方法で整列させて積重・ねて形成され九複数
の軸方向スロツＦが設けられている。打抜き積層板は薄
い巻いた材料から作られ略々非導電性の無機狭面で被覆
されている。各打抜き積層板の１つの主平面は円筒形の
固定子鉄心の中心軸に対して直角に構成される。

運転中には、磁束は発電機回転子の一つの極から略々径
方向外向きに固定子鉄心内に入り、固定子鉄心の一部内
を周方向に通り、次に回転子の別の極に径方向内向きに
入る０回転子が回転すると、上述の磁束路が回転し、固
定子の軸方向ス四ット内に設けられ麺固天子コイルに交
流電流をｉｌ蝙させる、 しかしながら、固定子鉄心の１つの軸方向端近傍では磁
束は上に説明した通）Ｋは振舞わず、回転子界磁巻線の
一つの端から軸方向外向きに漏れて固定子鉄心の各軸方
向端の積層板の主平面に直角に固定子鉄心内Ｋ）！る。

このような軸方向に入る磁束によ）積層打抜き板が損傷
せぬようにする九めに、発電機固定子は一般に固定子端
遮蔽により保膜されてお）、この遮蔽は、漏れ磁束を収
容できる段付積層板で構成されて固定子周囲に周方向磁
束路が設けられている。

通常状態では端遮蔽が固定子鉄心に磁束が入るのを防ぐ
。

しかしながらこの端鐘蔽は、過電圧あるいは通磁束状態
時には保護作用が完全ではない、このような場合、固定
子鉄心の本体の・端に在る打抜き積層板にはそれらの主
平面に直角な方向に通〕抜ける磁束の影響を受ける。こ
の磁束は、固定子鉄心の内径部に在る積層板の歯部（回
転子界磁巻線に最も近い）で最も強い積層板内電流を誘
起する。このような過磁束動作時に＃′ｉ、積層板内電
流が積層板の歯部の過熱を生じさせ故は、上述の状態を
悪化させて数枚の軸方向に隣接の積層板の歯部を互いに
電気的に短絡させることになる。

このような短絡が起ζると、固定子スロットに沿って軸
方向に潜在的な電流路が形成される。

勿論、積層板もその内部では導電性である。固定子鉄心
は導通は、鉄心外表面に沿って軸方向に延びる導電性の
組立てボルトにより組立てられているので、１枚以上の
積層板の内縁が短絡すると完全な電気回路が形成される
。このよう１ｋＩＩｉ絡が生じた後には、鉄心周囲を周
方向に延びる通常の磁束が電流を誘起させ、この電流は
短ｌｌ１ＩＩＫ沿って軸方向に、積層板を通って径訪向
外向きに、組立てボルトを通って軸方向に、そして別の
積層板を通って径方向内向きに流れて短絡部に戻るもの
である。

このような短絡回路が形成されると、鉄心周囲に周方向
に通る通常運転磁束が短絡状態を悪化させて固定子鉄心
の損傷を次第に大きくし、最終的に発電機を運転停止さ
せて修理しなければならなく壜る。

本発明によれば、枠構造、複ｉの積層板を有する円筒形
の固定子鉄心構造、および上記固定子鉄心構造の外表面
に沿って軸方向に設けられ、上記固定子鉄心構造の中心
軸に略々平行な少なくとも一つの組立てボルトを有する
固定子部材と、上記組立てボルトおよび所定数の上記積
層板間の電気的導通な防ぐ防止装置とを備えた回転電機
が得られる。

一実施例に於ては、組立てボルトの運転磁束電流が最も
生じやすい部分の周囲に絶縁円筒が設けられる。これに
より組立てボルトを積層板との間の電気的導通を肪ぎ、
積層板の歯部が短絡された場合にも、組立てボルトを通
る戻す回路が形成されて損傷を与えるような電流が流れ
ないようにする。この絶縁円筒の軸方向位置を維持する
ために積層鉄心内に非磁性板の１つの、層が軸方向に入
る磁束が生じ易い鉄心のこの部分の合軸方向端に一つづ
つ設けられている。これらの板は積層板より％厚く、絶
縁円筒を受は入れる・ような、形である。非磁性板とそ
の間の打抜き積層板とは共働的に組合わされ、絶縁円筒
を資化せずに固定子鉄心を軸方向に圧縮できるようにさ
れている。

本発明によ九ば、発電＠に時々生ず木過磁束状態による
鉄心の損傷を、固定子鉄心を流れる有害な電流が流れぬ
ようにすることにより最少限にする構成が得られる。

次に添附図面に示す本発明の実施例に沿って本発明を説
明する。

本弛ＷＩｉ１は同転電機の固定子鉄心用の過磁束保護装
置Ｋ１１ｌシ、特に短絡した鉄心積層板により有害電流
路が形成されるのを防ぐ装置に関するものである。

第７図は発電機の固定子構造の一般的な端部を示す図で
あ〕、多数の打抜き積層板／Ｊで形成された固定子鉄心
／−を構成するのに用いる複数の組立てポルＦｉｏのう
ちの一つを通る線に沿った断面図である。ｍ電子鉄心／
Ｊの本体に対して軸方向外側には段付きの積層板即ち段
付鉄板／Ｉｆが設けられている０段付鉄板ｌ参の外側に
Ｆｉフィンガープレー）／Ａ、エンドプレートＩＥおよ
び端遮蔽−〇が設けられてｂる。

組立てポル）１０はこれらの部材を通っており、組立て
ボルトナツト１コと共に１固定子鉄心ｌコの本体の積層
板／Ｊと共に、上述の部材を強固に保持する軸方向の力
を与える６円筒形の固定子鉄心／Ｊの内径部には固定子
コイルＪ−が設けられる軸方向のス四ット（第１図には
示されていない）が設けられている。これらのス誼ット
は、固定子鉄心／Ｊを構成する各積層板／ＪＫ予じめ打
抜きＫよ）形成された歯部な正確に整列させて形成し九
ものである。

更に固定子鉄心／Ｊ、段付鉄板／参、フィンガープレー
ト／４、エンドプレートｌｌ１ｌよび端速蔽−〇を通っ
て複数の貫通ポル）Ｊ４が嬌びてお如、このボルトも貫
通ボルトナツトＪｆと共働して固定子鉄心構造を軸方向
に締付けている。共に固定子鉄心構造内を軸方向Ｋｊｌ
！びた組立てボルト１０と貫通ポルトコ１とは２点で区
別できる０貫通ポルトコ４は、他の関連する固定子部材
の円形孔内を通〕、固定子鉄心／λの外径部および内径
部間に設けられ、それが貫通する部＃に対して絶縁され
ている。これに対して組立てポル）１０は、積層板７Ｊ
の円弧状凹部内に設けられ、固１定子鉄心ｌ−の外径部
に沿って設けられ、また一般的には固定子鉄心／コおよ
び段付鉄［／　＃の積層板／、？と電気的に導通してい
る。

本尭明に於、ては、組立てポル）１０と積層板／３との
間の電気的導通関係を、段付鉄板／１０部分の組立てポ
ル）１０の周囲に絶縁円筒ＪＯを設けることによシ変え
である。一般的には別の絶縁円筒Ｊ２が組立てボルト１
０の端遮蔽Ｊ０を通る部分の周囲に設けられ、組立てボ
ルトＩＣと端履蔽コ０との間の電気的導通を妨げるよう
にする。

本＊Ｗ１４は、絶縁円筒ＪＣＫよシ組立てボルト１０か
も電気的に絶縁され゛た段付鉄板／１１の軸方向端上に
第１および第一の板Ｊ６およびＪｌを設けることにより
その適用が容易にされている。これらの板３１シよびＪ
ｔの主目的は、組立時に組立てボルトｌｏＫ沿って絶縁
円筒Ｊ６が軸方向に移動できるようにして鉄心を軸方向
に圧縮しても絶縁円筒が破壊せぬようにすることである
。

発電機に於ては、端鐘蔽コ０の機能は固定子鉄心構造の
端部に漏れようとする軸方向磁束の影響から固定子鉄心
構造を保護する。ことである。

先に股間した如く、磁束は通常は回転子の界磁巻線の極
から径方向に固定子鉄心に出入する。

回転子の極間では、磁束は積層板ｉｓ内を周方向に通る
。漏れの起こる軸方向外側部では、軸方向磁束が個々の
積層板／コを加熱させ積層板間短絡を起こさせる積層板
肉電流を発生させる。

通常の運転状態では、端逅蔽−〇がこのような磁束に対
して鉄心を保験するが、過電圧時には端迩蔽コ０祉部分
的にしか保護できず固定子鉄心構造内ｔＳには軸方向磁
束が作用しこの磁束による積層板内電Ｉ５！が発生する
。

第一［は、予じめ打抜いた歯＃Ｏおよびスロット蓼１を
有する単一の打抜き積層板／Ｊを示す、Ｓにはｔ九組立
ボルトを入れる円弧状凹部内参と、貫通ボルトを通す円
形孔＃４とが示されている。軸方向磁束が積層板ｉｓの
主面に直角に積層Ｈｉｓを通過すると、積層板肉電流Ｉ
ｌｌが発生する。積層板ｉｓは全体が軸方向磁束の作用
を受けるが、歯ダ０およびスロット参１が回転子界磁コ
イルに近いためにその部分に最大の電流が流れる。９１
つて過熱され易く損傷し鳥いのはこのｍ部である０強り
通磁束状態が生じているときには、過熱により歯部、特
に固定子鉄心の隣接の積層板の鍬が互いに尚接している
スーツＦ部で電気的短絡が積層板間に生ずる。

第２図は、積層板のスロット―一部の上述の短絡によ）
有害電流が発生する様子を示すものである。この電１流
は、積層板間Ｋｌｉ絡を生じさせ九上述の通磁束状態が
無く壜った後でも、−１通常這転時に生ずる磁束によｎ
ｓ起されるものである。第３図に示すものは、固定子の
段付鉄板部（第１図の符号ｔａ）内に設けられた固定子
鉄心部分である。スロット底部ダコ亀で積層板間短絡し
ていると、電流を固定子鉄心の軸方向スｐットに沿って
流す導電路ムが形成される。

矢印ｙは通常運転時に鉄心を通る磁束の方向の一例を示
す、この方向の磁束は矢印ム、　Ｂ、　０およびＤで示
す導電路に沿って電流を発生させる。この電流はスロッ
ト底部参Ｊａで短絡した積層板／Ｊの−と縁の間を短絡
部分の長さに応じた距離だけ流れ、径方向外向きに矢印
１の方向に流れて積層板ｔＳの外縁の組立てボルト１０
Ｋ達する０組立てボルト１０は従来は積層板ｌＪと電気
的に連通していたので、電流は組立てボルト内を軸方向
に矢印０の如く流れ、径方向内向きに矢印りの方向に流
れて短絡部に戻る。

各積層板／Ｊは通常無機絶縁材料で被覆されているので
、上述の短絡が無ければスロット換言すれば、ム−Ｂ　
−０−Ｄの電流路のうち導電路ムが無く、電流が流れな
いのである。しかし表から、当業者に明らかな如く、上
述の短絡が生じれば、この有害電流が第ＪＥＫ示す如く
復製して短絡状態を悪化させ、固定子鉄心に大きな損傷
を与える。

本発明は、矢印Ｏで示す電流路の一部を除去して、固定
子鉄心内に積層板間短絡が生じても上述の電流が流、れ
ぬようＫするものである０段付鉄板部内で組立てボルト
ｌｏと積層板１３とが電気的ＫＩＩ触していなければ、
電流路Ａ−Ｂ−〇−Ｄが形成されず、積層板間短絡の悪
影響が最小限になる。１ 第一図は、第１図よ〕も詳細に本発明の絶縁円筒３０、
板Ｊ１の第１層および板３ｔの第一層を示すものである
０組立てボルトＩＱはフィｙｎ−フ１／　−）　ｔ　Ａ
、段付鉄板／ｌおよび固定子鉄心ノコの本体を通ってい
る。積層固定子鉄心の段付鉄板ｌ一部では、組立てポル
）１０の周囲に絶縁円筒が設けられ、組立てボルト／。

と段付鉄板１４１部の積層板との間の電気的導通を防い
でいる０本発明の板Ｊルおよびｓｒは絶縁円筒３０を受
入れるよう壕形にされている。

これらの板はその外縁に沿って設けられ九円弧状凹部の
周囲に機械加工された段３０を持っている。これらの凹
部は積層板の孔（第一図の符号ダ参）と同様であるが段
ｊ０を有している。

段ｊＯを形成するのを容易にする九めに、板３ルおよび
ＪＫは積層板よりも軸方向に厚くされている。第一図に
示す如く、段Ｓ０は絶縁円筒３０を受入れて、組立時に
鉄心を圧縮する際に絶縁円筒Ｊ０が破損せぬようｋする
のに必要な移動以上に組立てポル）Ｋ沿って移動せぬよ
うにその軸方向位置を維持するような位置にある。

第３図は、基本的に同じ部材である板３ルシよび３ｔの
平面を示す、これらの非磁性板の形は鉄心の積層板と同
様のものであり、貫通ボルト用の孔６コと歯６０とを持
っている６組立てポル・トな設ける円弧状凹部ｔｅは積
層板の凹部（（第１図の符号参参）と基本的に同じ寸法
である。これらの組立てボルト用の凹ｍ＆４Ｉの周囲に
は板厚を小さくして段１番が形成されている。

この段の有効直径は絶縁円筒（第１図および第一図の符
号ＳＯ）がその中に入れるものでなければならない、絶
縁円筒を拘束するという所期の目的は約／／＃　ｉｎ　
（約Ａ　ｍｍ）の厚さで達成できるが厚さは変えること
もできる。段付鉄板積層板の外縁の凹部４ｔた絶縁円筒
が通れるような寸法である。板Ｊ１および３ｔには、鉄
心に冷却双スを流すための径方向スロットあるいは軸方
向孔を形成することもできるが、これは本発明に必要な
もので杜ない。

絡１図社、第３図の板の組立てボルト用の凹部な絶縁円
筒Ｊ０と共に示す断面図である。第１図から明らかな如
く、凹部１参の寸法は絶縁してない組立てボルトを通せ
るようなものであり、段４４の寸法は絶縁円筒３０が挿
入できるような寸法である。絶縁円筒Ｊ０の内＃には組
立てボルトを挿入できるような寸法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は発電機の固定子の断面図、 第４図は積層板の主面に直角な磁束による積層板内篭流
を示す積層板の平面図、 第３図は積層板間短絡が住じている固定子鉄心部分に流
れる積層板間循環電流を示す図、第参図は第１図の絶縁
円筒を詳細に示す断面図、 第３図は本発明の板を示す平面図、 第１図は第３図の板を絶縁円筒と共に示す断面図である
。 １０・・組立てボルト、／コ・・固定子鉄心、ｉｓ・・
積層板、３θ・・絶縁円筒（防止装置）ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　６

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　枠構造、複数の積層板を有する円筒形の固定
   子鉄心構造、シよび上記−天子鉄心構造の外表面に沿っ
   て軸方向に設けられ、上記固定子鉄心構造の中心軸に略
   々平行な少なくとも一つの組立てボルトを有する固定子
   部材と、上記組立てボルトおよび所定数の上記積層板間
   の、電気的導通な防ぐ防止装置とを備えた回転電機。
2. （２）　　上記防止装置が、上記所定数の積層板近くで
   上記組立てボルトの周１１に設けられた絶縁円筒である
   特許請求の範囲第１項記載の同転電機。