JPS60187236A - 電気機械の回転子界磁巻線 - Google Patents

電気機械の回転子界磁巻線

Info

Publication number
JPS60187236A
JPS60187236A JP59042083A JP4208384A JPS60187236A JP S60187236 A JPS60187236 A JP S60187236A JP 59042083 A JP59042083 A JP 59042083A JP 4208384 A JP4208384 A JP 4208384A JP S60187236 A JPS60187236 A JP S60187236A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layers
rotor
copper
winding
slots
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
Application number
JP59042083A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH044816B2 (ja
Inventor
Yasuaki Kageyama
靖章 景山
Masatoshi Taniguchi
正俊 谷口
Kuniyoshi Konno
今野 邦良
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59042083A priority Critical patent/JPS60187236A/ja
Publication of JPS60187236A publication Critical patent/JPS60187236A/ja
Publication of JPH044816B2 publication Critical patent/JPH044816B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はタービン発電機等における円筒型の直接冷却型
回転子界磁巻線に関し、特にこれら装置の運転時に生じ
る界磁巻線間の相対的な動きによる界磁巻線の摩耗を防
止するのに好適な界磁巻線に関する。
〔発明の背景〕
大型の発電機においては、大規模な冷却を必要とするた
め、固定子部分は水または他の流体を用いて常時冷却さ
れ、又、回転子の冷却は水素ガスを用いて行なわれるの
が普辿である。ここで、タービン発電機の回転子の代表
的な構造について説明する。回転子は第1図に示す如く
、円筒形の回転子鉄心を有し、その外周部に沿って設け
られた長手方向のスロットの中に回転子界磁巻線3が納
められる。界磁巻線は導体で構成されているが、その導
体は磁極面に最も近接している一対のスロットの中の底
部に置かれ、それから、スロットの頂部近くの位置に達
するまで次の巻線層がらせん状に一対のスロットに積み
重ねられる。その積み重ねた巻線を第2図に示す。その
後火の一対の回転子スロット内で同様な巻線が続けられ
、このような巻線法が希望の数のスロット対についてく
わかえされる。同様に、これらの巻線を通る電流の流れ
は以上説明した導ld路をたどる。導体は典型的には銅
の平らな導体棒であるため、絶縁層をスロット内の隣接
する銅の層の間に配置することにより、回転子磁極巻線
を直列に巻線された状態に保持されている。また、冷却
につhて説明すると、スロット内の導体の冷却について
は、冷却法に合わせて導体棒にはその長手方向に沿って
孔が設けられ、各導体棒に設けられた孔は隣接している
導体棒に設けられた孔と整合して、適切な冷却通路を形
成している。回転子巻線のスロット外部領域の冷却につ
いては回転子界磁巻線に並列接続された銅導体棒を採用
し、各導体棒に溝を設け、導体棒の溝部をたがいに合わ
せることによって冷却通路を形成させている。
これらの巻線の導体棒は各スロット外部の巻線コーナ一
部でロウ付により並列に接続されている。
このように並列に接続ぐれた導体棒間には絶縁材料を挿
入する必要はない。しかし、巻線かそのように構成され
る場合、銅が摩耗するという問題が生ずることがあるこ
とに最近注目されるようになった。すなわち、これらの
並列接続された銅の層の間の機械的摩耗のだめに、銅粒
子が蓄積するととである。説明を明確にするため、この
明細書で用いる「層」という用語は直列接続された磁極
巻線部分を指すものとする。また、「薄層コという用語
は隣接する並列接続された導電巻線部分を指示するもの
とする。したがって、1つの層は1つまたはそれ以上の
薄層で構成される。長手方向に延びる冷却通路を含むこ
とができるのはこれらの薄層である。
発電機が比較的高速で正常に運転している間は、隣接す
る薄ノーの間には大きな動きは現われない。
その理由は、大きな遠心力が発生して、回転子の導体棒
をほぼ一冗の位置に保持するためであると考えられる。
しかし、場合によっては、この発電機が4力を発生ぜず
、回転子の速度を、回転子本体のたわみ又は変形を阻止
するように、ターニング装置によ)機械を運動して維持
する場合がある。
この低速運転によシ並列接続されている隣接する薄層の
間の相対的な動きがひき起されると考えられる。これら
の薄層間には電気絶縁材料が挿入されていないため、薄
層は回転子スロットの長手方向に沿って機械的に接触し
、そのため、薄層の間の相対的な動きのために鋼材料の
摩耗が生ずることがある。この摩耗のために銅粒子が蓄
積することがあう、その結果として回転子巻線回路に地
絡の問題が生ずることがある。
この薄層間での銅の摩耗に対して、公開特許昭57−7
5543r機械的セパレータを有する電気機械の回転子
」が提出されており、このものは薄層間にガラス繊維で
強化されたポリエステル材料からなる摩耗防止材を設け
ることである。
しかし、このものではスロット深さ方向の巻線高さが高
くなってし1うため、ス゛ロット深さを深くする必要が
ある。このことは発電機の小型化を妨げる結果となる。
又、第3図に摩耗防止材22を設けた場合のスロット端
部巻線構造を示すが、この場合、タービン発電機の如く
高速回転機(3000又は3600r%)においては運
転時に非常に大きな遠心力が働くが、この遠心力による
圧縮力が摩耗防止材に集中する。したがって、摩耗防止
材が受ける面圧は層間絶縁材料が受ける面圧の約1.5
倍以上にも達するため、摩耗防止材の損傷が懸念される
〔発明の目的〕
本発明の目的は、回転子巻線の隣接する並列接続されて
いる薄層の間での銅の摩耗を防止し、寿命の投込新規な
回転子界磁巻線を提供することにある。
〔発明の概要〕
タービン発Tlj磯の回転子磁極線直腺部において運転
中に薄層間の俊械的摩耗のために銅粉が蓄積し、その結
果として地絡あるいは層間短絡を生ずることがある。本
発明はこれらの欠点を防止するために回転子界磁巻線の
薄層間をある間隔をもって接合することにより機械的摩
耗を防止するものであり、銅粒子の発生をなくし地絡あ
るいは眉間短絡を防止するものである。
〔発明の実施例〕
第4図はタービン発成機の回転子を例示するものである
。本発明を採用できるのはこのような直接冷却機である
。回転子lはほぼ円筒形の鉄心30を有する。鉄心30
の外周部にはスロット31が長手方向に延びている。磁
極350巻線はスロットaとa′、bとb′、CとC′
、dとd′の中に配置される。反対側の磁極の巻線は他
のスロットの中に同じやり方で対称的に配置される。巻
線の層はスロットaとa′、bとb′、CとC′、dと
d′の中に配置され、導電路を形成するように接続され
る。その導電路は層状に、スロツ)a、a’の底部から
頂部へ、それからスロツ)b、b’の頂部から底部へ、
次にスロットC1C′の底部から退部へ、最後にスロッ
トd、d’の頂部から底部へと進む。スロツ)d、d’
は図示の実施例では磁極35の巻線に用いられる最後の
スロットを4成する。反対側の磁極のために同様な巻線
構造が用いられる。大きな電流が流され、種々の電気的
および磁気的な加熱作用が生ずるから、発電機を長期間
高い信頼度で運転させるためには、回転子巻線を直接冷
却することが極めて望ましい。この目的のために、銅の
巻線導体棒の中に整合した通風孔が設けられ、回転子は
密封水素雰囲気中に配置される。更に、回転子鉄心の表
面はスコップ状34に加工されている。この加工は回転
子が回転する時に、巻線導体棒の孔を通して水素を圧送
するように動作する。このようにして水素ガスはスコッ
プ状の開口にすぐい込まれ、開口33から押し出されて
希望の冷却機能を行なう。
巻線導体棒に設けられている通風孔のために、この冷却
流体の流れを阻止しないようにスロット内絶縁材料には
類似の孔が設けられる。
第5図は1つの回転子スロットに於ける本発明を例示し
ている。スロットは回転子鉄心30から延びる回転子歯
の間にある。銅の導体が参照番号42により全体的に示
されている。図かられかるように巻線ノーの間に巻線絶
縁体43が設けられる。
絶縁体43には冷却流体通路46を形成するように、銅
の導体42に同様に設けられている孔に対応する孔が設
けられている。並列に接続されている4層間は、スロッ
ト長手方向に対しである間隔をもってロウ付されている
。このロウ付は部益的なロウ付であるため手桶に実施出
来、また、巻線の組込み性も損なわれない。このロウ付
は銅の薄層の相対的運動から生ずる銅粒子の形成を、相
対的運動を抑制することによシ防止する。
導電性巻線42を導電性の回転子鉄心から絶縁すること
も必要であるから、典型的にはガラス繊維で強化された
エポキシ樹脂で構成されるスロット絶縁被覆44を設け
ることが必要である。同様に、導電性くさび32から巻
線を絶縁するために絶縁性のクリページブロック41が
図示のように用いられる。くさび32は、とくにこの発
電機が正常な高速運転中に、巻線をスロットの中に保持
するように作用する。これらのくさび32は、回転子の
歯6に設けられている溝40に沿うダブテール状の取付
具を形成する。〈さび32は@またはアルミニウム合金
で作られるのが普通である。
このような合金が要求される理由は、くさびに大きな遠
心力が加わるからである。回転子の歯6とくにその根元
近くの強度を犬きくするように、スロットは底の方がせ
まくなるようにテーパー状にするのが好ましい。
第6図は回転子巻線の1つの層を示す。スロット内にそ
の長手方向に延びている巻線部分には、物理的および機
械的に別々の2つの薄層23゜24がある。各薄層は図
示のように部分50でロウ付される。別々の薄層を用い
ることにより、図示のように背中合わせに隣接させられ
た関係で配置された時に、回転子の回転運動の作用で冷
却流体が強制的に送シ込まれる開口部26を有する冷却
ダクト25が形成されるように、各銅薄層23゜24に
溝を機械加工できる。しかし、前記したように、銅が摩
耗して銅の粒子が蓄積することを防ぐために、スロット
内に組込まれる薄層23゜24間けあるピッチをもって
接合(本例ではロウ付接合)されることが望ましいこと
がわかる。この方法によれば、スロット深さを深くする
ことなく目的が達成出来る。又薄層間の温度差による熱
伸びの差により、界磁巻線コーナ一部のロウ付部にせん
断力が生じるが、スロット長手方向にある間隔をもって
接合することにより、薄層間の温度差による熱伸びを吸
収することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、並列に接続されている回転子巻線薄層
間にロウ付を施こすことによって、前記薄層間に摩耗防
止材を挿入した場合のスロット深さが深くなることおよ
び摩耗防止材が損傷することの懸念なく、銅粒子の発生
を防ぎ、したがってそれに伴って起こることがある地絡
あるいは層間短絡事故を防止できる。それゆえ、大型発
電機の如く修理に手間と費用を要するものに対してこの
方法を実施すれば経済的効果も犬きく、父、停電事故の
防止に効果がある等の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はタービン発電機回転子の概略図、第2図は一対
の回転子スロットに組み込まれた界磁巻線を示す斜視図
、第3図は摩耗防止材を設けた場合のスロット端部巻線
構造を示す図、第4図は本発明の背景を例示する回転子
の斜視図、第5図は本発明に従って回転子スロットの中
に挿入されている巻線を示す回転子スロットの横断面図
、第6図は一対の回転子導体棒の薄層間にロウ付を施こ
す例を示す図である。 1・・・回転子、3・・・界磁巻線、4・・・界磁巻線
保持環、12・・・磁極中心、13・・・接続板、22
・・・摩耗防止材、23.24−薄層、25・・・冷却
通路、30・・・回転子鉄心、31・・・スロット、3
2・・・くさび、35・・・磁極、40・・・通路、4
1・・・クリページブロック、42・・・巻線導体棒、
43・・・絶縁体、44・・・スロット絶縁、46・・
・冷却通路、47・・・ロウ付、某1 固 0 第20 7゜ 茅5目 (久) s 茅4固

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、外周に沿う長手方向のスロットを有する円筒形鉄心
    と、このスロット内に層を成して配置された直列接続の
    複数の導電性巻線とを備え、前記導電性巻線の層はそれ
    らの層の間に配置された電気絶縁体によシ直列接続状態
    に保たれており、この層のうちの少なくとも1つは並列
    に接続された少なくとも2つの導電性薄層で構成されて
    いる回転子において、前記薄層間が長さ方向にある間隔
    をもって接合されていることを特徴とする回転子界磁巻
    線。
JP59042083A 1984-03-07 1984-03-07 電気機械の回転子界磁巻線 Granted JPS60187236A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59042083A JPS60187236A (ja) 1984-03-07 1984-03-07 電気機械の回転子界磁巻線

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59042083A JPS60187236A (ja) 1984-03-07 1984-03-07 電気機械の回転子界磁巻線

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60187236A true JPS60187236A (ja) 1985-09-24
JPH044816B2 JPH044816B2 (ja) 1992-01-29

Family

ID=12626144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59042083A Granted JPS60187236A (ja) 1984-03-07 1984-03-07 電気機械の回転子界磁巻線

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60187236A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6277039A (ja) * 1985-09-30 1987-04-09 Toshiba Corp 回転電機の回転子
JP2010158121A (ja) * 2008-12-27 2010-07-15 Toshiba Corp 回転電機の回転子

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5340860A (en) * 1976-09-27 1978-04-13 Tokyo Shibaura Electric Co Excittation coil

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5340860A (en) * 1976-09-27 1978-04-13 Tokyo Shibaura Electric Co Excittation coil

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6277039A (ja) * 1985-09-30 1987-04-09 Toshiba Corp 回転電機の回転子
JP2010158121A (ja) * 2008-12-27 2010-07-15 Toshiba Corp 回転電機の回転子

Also Published As

Publication number Publication date
JPH044816B2 (ja) 1992-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4278905A (en) Apparatus for supporting a stator winding in a superconductive generator
US3428840A (en) Axial air gap generator with cooling arrangement
US4429244A (en) Stator of generator
EP0901702B1 (en) A hydro-generator plant
US5304883A (en) Ring wound stator having variable cross section conductors
US6376775B1 (en) Conductor for high-voltage windings and a rotating electric machine comprising a winding including the conductor
EP0888662A2 (en) Electromagnetic device
CA1051495A (en) Biaxial compression phase lead connector
JP2000511337A (ja) 高圧巻線用絶縁導体およびその製造方法
US3983427A (en) Superconducting winding with grooved spacing elements
US4217511A (en) Stator core cooling for dynamoelectric machines
GB2425662A (en) Rotor cooling
US3898491A (en) Damper winding for turbine generator rotors
US4390806A (en) Dynamoelectric machine rotors with mechanical separators
US3470396A (en) Electric machine having a rotating superconducting excitation winding
US5055729A (en) Integral water-cooled circuit ring/bus bar assembly for high frequency generators
US4337407A (en) Insulated strand brushes
JPS60187236A (ja) 電気機械の回転子界磁巻線
US4229671A (en) Multiturn coil for field poles of dynamoelectric machine
US20020125788A1 (en) Axial cooling tubes provided with clamping means
JPH11355992A (ja) 回転電機
US4890028A (en) Rotor for a turbo-generator
US5103552A (en) Method of forming an integral water-cooled circuit ring bus bar assembly for high frequency generators
JPS594932B2 (ja) 回転電機の導体
King et al. Effects of unbalanced current on turbine-generators

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term