JPS607895B2 - Stator of rotating electric machine - Google Patents

Stator of rotating electric machine

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Publication number
JPS607895B2
JPS607895B2 JP2379877A JP2379877A JPS607895B2 JP S607895 B2 JPS607895 B2 JP S607895B2 JP 2379877 A JP2379877 A JP 2379877A JP 2379877 A JP2379877 A JP 2379877A JP S607895 B2 JPS607895 B2 JP S607895B2
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JP
Japan
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stator core
stator
cooling medium
holding plate
slot
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JP2379877A
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JPS53109106A (en
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征規 佐藤
元哉 伊藤
宏史 奥田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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】 本発明はタービン発電機などのような回転電機の固定子
に係り、特にその鉄心端部の冷却に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a stator of a rotating electrical machine such as a turbine generator, and particularly to cooling of an end portion of the core thereof.

一般に、回転電機の固定子鉄心は、薄鉄板が積層されて
構成され、そしてこれらが固定子鉄0押え板により固定
子枠に緒付固定されている。ところで、この固定子鉄心
押え板が配置されている固定子鉄心端部付近には、界磁
巻線起磁力や電機子巻線超磁力による洩れ磁束が複雑な
形で存在している。このため固定子鉄心端部にはうず電
流損が発生し、局部的な過熱を引きおこしている。特に
、固定子鉄○のスロット内に挿入されたコイルの電流位
相の変化する位置では、互いに位相の異つた電流による
磁束が混在するため、漏れ磁束が増大すると共に、磁束
波形に高調波が含まれ、鉄心内に発生するヒステリシス
損及びうず電流損が増加し、温度上昇も大きくなってい
る。第1図は、固定子コイルの電流位相が変化する周方
向位置と固定子鉄心端部の周方向における温度上昇との
関係を示したものである。
In general, a stator core of a rotating electric machine is constructed by laminating thin iron plates, and these are fixed to a stator frame by a stator iron holding plate. By the way, leakage magnetic flux due to field winding magnetomotive force and armature winding supermagnetic force exists in a complicated manner near the end of the stator core where the stator core holding plate is arranged. For this reason, eddy current loss occurs at the ends of the stator core, causing local overheating. In particular, at positions where the current phase of the coils inserted into the slots of the stator iron ○ changes, magnetic fluxes due to currents with different phases coexist, so leakage magnetic flux increases and harmonics are included in the magnetic flux waveform. As a result, hysteresis loss and eddy current loss occurring within the iron core are increasing, and temperature rise is also increasing. FIG. 1 shows the relationship between the circumferential position at which the current phase of the stator coil changes and the temperature rise in the circumferential direction at the end of the stator core.

固定子鉄心1には、スロット2が設けられ、このスロッ
ト2内には、固定子巻線を構成するコイル3が挿入され
ている。
A stator core 1 is provided with a slot 2, into which a coil 3 forming a stator winding is inserted.

このスロット2内に挿入されているコイル3には3相の
交流電流が流れ、また一般にタービン発電機等では上下
2層で形成され、短節巻が採用されているため、上層コ
イルと、下層コイルに流れる電流位相がそれぞれ異つて
いるスロットが存在し、これらが一定の間隔で周方向に
分布して存在している。ところで、第1図の実線Aは、
固定子鉄心端部の温度上昇を示したものであるが、t・
,ら,t3において温度上昇がいずれも他の部分より大
きくなっている。
A three-phase alternating current flows through the coil 3 inserted into this slot 2. In general, turbine generators are formed with two layers, upper and lower, and short-pitch winding is adopted, so the upper layer coil and the lower layer There are slots in which the current phases flowing through the coils are different, and these slots are distributed at regular intervals in the circumferential direction. By the way, the solid line A in Figure 1 is
This shows the temperature rise at the end of the stator core.
, et al., and t3, the temperature rise is larger than the other portions.

これは、周方向t.,t2,らの位置では、スロット内
電流の位相が変化し、互いに位相の異つた電流による磁
束が混在し、前述のように鉄心内に発生する損失が増加
しているためである。すなわち周方向位置五,の場合し
の左側スロットでは、U相とV相の電流が流れているの
に対し、右側スロットでは、上下層共V相電流が流れて
いる。
This is the circumferential direction t. , t2, etc., the phase of the current in the slot changes, magnetic fluxes due to currents with different phases coexist, and the loss generated in the core increases as described above. That is, in the case of circumferential position 5, U-phase and V-phase currents are flowing in the left slot, whereas V-phase current is flowing in both the upper and lower layers in the right slot.

固定子鉄心端部の温度上昇は、このようにスロット内電
流位相が異っている点で大きくなっていることがわかる
。最近においては、固定子鉄心の端部温度上昇は、機械
の寸法縮小や容量増大等により、ほぼ限界値に達してい
る。
It can be seen that the temperature rise at the end of the stator core increases due to the difference in the phase of the current in the slots. Recently, the temperature rise at the end of the stator core has almost reached its limit due to reductions in machine dimensions and increases in capacity.

そこで、これらの部分の冷却効果を増大させるため、固
定子鉄心押え板4に、たとえば純水や油などの冷却媒体
を通す冷却媒体通路を設け直接冷却する方法が採用され
つつある。第2図はその固定子鉄心押え板の直接冷却方
式を示したものである。
Therefore, in order to increase the cooling effect of these parts, a method is being adopted in which the stator core press plate 4 is provided with a cooling medium passage through which a cooling medium, such as pure water or oil, is passed for direct cooling. Figure 2 shows the direct cooling method for the stator core holding plate.

この図は固定子鉄○の端部を斜め上から見たものである
。固定子鉄心1には、スロット2が設けられ、このスロ
ット2内には固定子巻線を形成するコイル3が挿入され
ている。固定子鉄心1の鼠方向端部には、固定子鉄心押
え板4が配され、固定子鉄心締付板5によって稀付固定
されている、固定子鉄心1の外周には、主供給管6およ
び主排出管7が周方向にのびて配置されている。冷却媒
体は、主供給管6に接続された吸入管8を通って固定子
鉄心押え板4に達し、固定子鉄心押え板4内に設けられ
た放射方向の冷却媒体通路(図示せず)を通り固定子鉄
心押え板先端部4aを経由して戻ってくる。
This figure shows the end of the stator iron ○ viewed diagonally from above. A stator core 1 is provided with a slot 2, into which a coil 3 forming a stator winding is inserted. A stator core holding plate 4 is disposed at the end of the stator core 1 in the vertical direction, and a main supply pipe 6 is attached to the outer periphery of the stator core 1, which is fixed by a stator core clamping plate 5. A main discharge pipe 7 is arranged extending in the circumferential direction. The cooling medium reaches the stator core holding plate 4 through a suction pipe 8 connected to the main supply pipe 6, and flows through radial cooling medium passages (not shown) provided in the stator core holding plate 4. It returns via the stator core holding plate tip 4a.

次にこの冷却媒体は連結管10を通り、隣りの固定子鉄
心押え板4に達し、以下直列に接続された固定子鉄心押
え板4内の冷却媒体通路を順次通り、最後に、排出管9
によって主排出管7に達する。第3図は、この従来方式
の冷却媒体通路系統とスロット内コイルの電流位相(V
相、W相)の関係を示したものである。
Next, this cooling medium passes through the connecting pipe 10, reaches the adjacent stator core holding plate 4, passes sequentially through the cooling medium passages in the stator core holding plates 4 connected in series, and finally reaches the discharge pipe 9.
and reaches the main discharge pipe 7. Figure 3 shows the current phase (V
This figure shows the relationship between the W phase and W phase.

従来のものにおいては、冷却媒体通路をV相のみ流れて
いるコイルグループaとV相とW相の流れているコイル
グループbのス。ット内相電流の変化に無関係に、円周
方向全体を複数個に分割して形成していた。このためt
第1図に示すような、周方向の温度上昇を解消するため
には、冷却流量を全体的に増加させなければならず、こ
のためには冷却媒体通路の大形化や循環ポンプの大形化
を行なわなければならないので、非常に不経済であった
In the conventional system, a coil group a has only the V phase flowing through the coolant passage, and a coil group b has the V phase and W phase flowing through the coolant passage. The entire circumferential direction was divided into a plurality of parts regardless of changes in the internal phase current. For this reason, t
In order to eliminate the temperature rise in the circumferential direction as shown in Figure 1, it is necessary to increase the overall cooling flow rate. This was extremely uneconomical as it required conversion.

本発明の目的は「固定子鉄心端部の温度上昇値の高低を
是正し「周方向に分布して生ずる温度上昇の最大点を経
済的に解消することのできる回転電機の固定子を提供す
るにある。
The purpose of the present invention is to provide a stator for a rotating electrical machine that can correct the temperature rise at the end of the stator core and economically eliminate the maximum point of temperature rise distributed in the circumferential direction. It is in.

この目的を達成するため、本発明は、固定子鉄心端部の
温度上昇の最大点が、スロット内相電流位相の変化して
いる点に生じていることに注目し、この部分の固定子鉄
心押え板に設けられている冷却媒体通路の流通抵抗を、
他の部分の冷却媒体通路の流通抵抗より小さく形成する
ようにしたものである。
To achieve this objective, the present invention focuses on the fact that the maximum temperature rise at the end of the stator core occurs at a point where the in-slot phase current phase is changing, and the stator core at this portion The flow resistance of the cooling medium passage provided in the holding plate is
The flow resistance of the cooling medium passages is made smaller than that of other parts of the cooling medium passage.

以下、本発明を図面を基づいて詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第4図は、本発明の一実施例を示したものである。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention.

主供給管6および主排出管7に接続される吸入管および
排出管は、スロット内相電流の変化する位置に相当する
部分においては、他の流路管と独立して、吸入管8b、
排出管9bが設けられ、他の部分は、別途吸入管8a、
排出管9aおよび連結管1川こよって流路が形成されて
いる。第5図は、本発明の冷却媒体通路系統とスロット
内コイルの電流位相の関係を示したものである。スロッ
ト内コイルの電流位相は、それぞれ、V相だけのコイル
グループa、V相とW相の流れているコイルグループb
、W相だけのコイルグループcに分かれている。
The suction pipe and the discharge pipe connected to the main supply pipe 6 and the main discharge pipe 7 are connected to the suction pipe 8b,
A discharge pipe 9b is provided, and other parts are provided with a separate suction pipe 8a,
A flow path is formed by the discharge pipe 9a and the connecting pipe 1. FIG. 5 shows the relationship between the current phase of the cooling medium passage system and the coil in the slot according to the present invention. The current phases of the coils in the slots are coil group a with only V phase flowing, and coil group b with V phase and W phase flowing.
, and are divided into coil groups c containing only the W phase.

吸入管8bおよび排出管9bはスロット内相電流の変化
する部分に設けられ、他の部分は、吸入管8a、排出管
9aおよび連結管1川こよって冷却媒体通路が形成され
ている。このため、第1図に示した周方向位置し部分は
直接主吸入管6から流れ込んだ冷却媒体によって冷却さ
れると同時に、吸入管8b、排出管9b等によって形成
される冷却媒体通路は、吸入管8a、排出管9a等によ
って形成される冷却媒体通路に較べて、流路長が短かく
、すなわち流通抵抗が小さいため、冷却媒体量が増大し
、この部分の冷却効果が増大する。
The suction pipe 8b and the discharge pipe 9b are provided in a portion where the phase current in the slot changes, and in other parts, a cooling medium passage is formed by the suction pipe 8a, the discharge pipe 9a, and the connecting pipe 1. Therefore, the portion located in the circumferential direction shown in FIG. Compared to the cooling medium passage formed by the pipe 8a, the discharge pipe 9a, etc., the flow path length is shorter, that is, the flow resistance is smaller, so the amount of cooling medium increases and the cooling effect in this part increases.

従って、固定子鉄心端部に生ずる局部的な温度上昇を、
流路寸法、循環ポンプ容量の大幅な増大を行なわずに解
消することができる。尚この場合冷却媒体通路の流通抵
抗を小さくするために吸入管8b、排出管9b等を、吸
入管8a、排出管9a等より大きくするようにしてもよ
い。したがってこの構成であると第1図の破線Bで示し
たように、固定子鉄心端部に生ずる局部的な温度上昇を
解消することが出来る。以上説明したように、本発明に
よれば、固定子鉄心端部の温度上昇の最大点を、簡単に
かつ経済的に解消することが出来る。
Therefore, the local temperature rise that occurs at the end of the stator core can be reduced by
This problem can be solved without significantly increasing the flow path dimensions or circulation pump capacity. In this case, the suction pipe 8b, the discharge pipe 9b, etc. may be made larger than the suction pipe 8a, the discharge pipe 9a, etc. in order to reduce the flow resistance of the coolant passage. Therefore, with this configuration, it is possible to eliminate the local temperature rise that occurs at the end of the stator core, as shown by the broken line B in FIG. As described above, according to the present invention, the maximum point of temperature rise at the end of the stator core can be easily and economically eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は固定子コイルの電流位相が変化する間方向位置
と固定子鉄心端部の周方向に沿って温度上昇との関係を
示す特性図、第2図は従来の固定子鉄心押え板の冷却装
置を示す斜視図、第3図は第2図に示した冷却装置の流
路系統とスロット内コイル電流の関係を示す説明図、第
4図は本発明の一実施例に係る固定子鉄D押え板の冷却
装置を示す斜視図、第5図は第4図に示した冷却装置の
流路系統とスロット内コイル電流の関係を示す説明図で
ある。 1……固定子鉄心、3…・・・固定子コイル、4…・・
・固定子鉄心押え板、6・・・・・・主供給管、7・・
・・・・主俳出管、8a,8b…・・・吸入管、9a,
9b・・・・・・排出管。 弟l図 第2図 繁る図 第4図 第5図
Figure 1 is a characteristic diagram showing the relationship between the directional position of the stator coil while the current phase changes and the temperature rise along the circumferential direction of the stator core end, and Figure 2 is a characteristic diagram of the conventional stator core holding plate. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the flow path system of the cooling device shown in FIG. 2 and the coil current in the slot, and FIG. 4 is a perspective view showing the cooling device according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing the cooling device for the D holding plate, and is an explanatory diagram showing the relationship between the flow path system of the cooling device shown in FIG. 4 and the coil current in the slot. 1... Stator core, 3... Stator coil, 4...
・Stator core holding plate, 6... Main supply pipe, 7...
...Main outlet pipe, 8a, 8b...Suction pipe, 9a,
9b...Discharge pipe. Younger brother Figure 2 Figure 2 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 スロツトを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心のス
ロツトに収納され、かつ多相交流電流が流れる固定子巻
線と、前記固定子鉄心の軸方向端部に配置されて前記固
定子鉄心を締付固定するとともにその内部に冷却媒体が
流通する冷却媒体通路を有する固定子鉄心押え板と、該
固定子鉄心押え板の外方に配置され、固定子鉄心押え板
の冷却媒体通路へ冷却媒体を供給する主供給管と、固定
子鉄心押え板の冷却媒体通路より冷却媒体を排出する主
排出管とを備え、前記冷却媒体通路が固定子鉄心押え板
内で各スロツト間に放射状に配置され、この冷却媒体通
路に冷却媒体を流通させて固定子鉄心端部を冷却するよ
うになした回転電機の固定子において、前記固定子巻線
を構成する各コイルの電流位相が変化する位置のスロツ
ト間に配置されている冷却媒体通路の流通抵抗を、他の
スロツト間に配置されている冷却媒体通路の流通抵抗よ
り小さく形成するようにしたことを特徴とする回転電機
の固定子。
1. A stator core having a slot, a stator winding housed in the slot of the stator core and through which a multiphase alternating current flows, and a stator winding disposed at an axial end of the stator core. A stator core holding plate that is tightened and fixed and has a cooling medium passage through which a cooling medium flows; and a main discharge pipe that discharges the cooling medium from the cooling medium passage of the stator core holding plate, and the cooling medium passage is arranged radially between the slots in the stator core holding plate. In a stator of a rotating electric machine, in which a cooling medium is allowed to flow through the cooling medium passage to cool an end of the stator core, a slot is located at a position where the current phase of each coil constituting the stator winding changes. 1. A stator for a rotating electric machine, characterized in that the flow resistance of a coolant passage disposed between the two slots is smaller than that of a coolant passage disposed between other slots.
JP2379877A 1977-03-07 1977-03-07 Stator of rotating electric machine Expired JPS607895B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61121729A (en) * 1984-11-14 1986-06-09 Fanuc Ltd Liquid cooled motor
JPS61121728A (en) * 1984-11-14 1986-06-09 Fanuc Ltd Liquid cooled motor

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