JPS61161936A - 回転電機の冷却装置 - Google Patents
回転電機の冷却装置Info
- Publication number
- JPS61161936A JPS61161936A JP60001440A JP144085A JPS61161936A JP S61161936 A JPS61161936 A JP S61161936A JP 60001440 A JP60001440 A JP 60001440A JP 144085 A JP144085 A JP 144085A JP S61161936 A JPS61161936 A JP S61161936A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- motor
- cooling
- heat
- core
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
- H02K9/225—Heat pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (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】
（ａ） 技術分野の説明
本発明は電機子巻線を固定子側に有する車両用誘導主電
動機または同期圧電動機などの回転域機Ｃ；おいて、−
足手側の冷却構造の改良に関するものである。
動機または同期圧電動機などの回転域機Ｃ；おいて、−
足手側の冷却構造の改良に関するものである。
（ｂ） 発明のＶＣ術的背景とその問題点車両周圧電
動１ａ（以下、「モータ」という）としては従来より直
流モータが使用されていたが、近年のパワーエレクトロ
ニクス技術の進歩により、直流モータに比べ保守の少な
い交流モータの制御が可能となり、その使用か増面して
いる。
動１ａ（以下、「モータ」という）としては従来より直
流モータが使用されていたが、近年のパワーエレクトロ
ニクス技術の進歩により、直流モータに比べ保守の少な
い交流モータの制御が可能となり、その使用か増面して
いる。
３２：１５１！モータに大別すると、誘導形と同期形の
２種類が挙げられるが、いすｎも車両用主電動機（；用
いられる。誘導形も同期形も、電機子巻線を固定子側ζ
二持っている点でに同一構造とみなすことができる。し
たがって以下の説明では特−二ことわらない限り、誘導
形モーター二ついて＃ＱＢＡを進める。
２種類が挙げられるが、いすｎも車両用主電動機（；用
いられる。誘導形も同期形も、電機子巻線を固定子側ζ
二持っている点でに同一構造とみなすことができる。し
たがって以下の説明では特−二ことわらない限り、誘導
形モーター二ついて＃ＱＢＡを進める。
第り図Ｃ二従来の代表的な車両用誘導主電動機の構造断
面を示す。モータに固定子り、および回転子２から構成
され、固定子１には電機予巻Ｍ３ ｉ（以下、「コイル
」という）が巻かれている。回転子２は通常、カゴ形い
われるバー４と二ｙドリング５から成る短絡環構造とな
っている。冷却は３３１図（二示すように、モータ内部
の回転子２に固定され回転子と同時？一回転するコアｙ
６にて冷却風を風取入れロアから収り入れてモータ内部
を冷却し、温まった冷却風を風排出口８を通じでモータ
外部６二熱放出させること１：より行なっている。
面を示す。モータに固定子り、および回転子２から構成
され、固定子１には電機予巻Ｍ３ ｉ（以下、「コイル
」という）が巻かれている。回転子２は通常、カゴ形い
われるバー４と二ｙドリング５から成る短絡環構造とな
っている。冷却は３３１図（二示すように、モータ内部
の回転子２に固定され回転子と同時？一回転するコアｙ
６にて冷却風を風取入れロアから収り入れてモータ内部
を冷却し、温まった冷却風を風排出口８を通じでモータ
外部６二熱放出させること１：より行なっている。
しかる（：最近の電気鉄道各ユーザからの二一ズとして
、モータの小形軽量化と共Ｃ１出方増大が要求されてお
り、前述の従来の冷却構造では、特Ｃ二固定子側の温度
過大、および部分的な温度過大（ローカルヒート）が問
題Ｃ二なり、ユーザのニーズに対処できなかった。第２
図Ｃ二従来の冷却構造Ｃ：よる固定子コイル３の温度分
布を示す。特Ｃ：鉄心檀厚内部でのローカルヒートが高
いことがわかる。
、モータの小形軽量化と共Ｃ１出方増大が要求されてお
り、前述の従来の冷却構造では、特Ｃ二固定子側の温度
過大、および部分的な温度過大（ローカルヒート）が問
題Ｃ二なり、ユーザのニーズに対処できなかった。第２
図Ｃ二従来の冷却構造Ｃ：よる固定子コイル３の温度分
布を示す。特Ｃ：鉄心檀厚内部でのローカルヒートが高
いことがわかる。
また、従来は第３図Ｃ二示すようＣ：固定子１４２１個
または複数個の冷却用ダク） １１を設（す、ここに冷
却風を通して固定子コイル３のローカルヒートを下げる
ことも考えられたが、この方法だと固定子ｌとフレーム
ｌＯの間（；冷却風を通すためのコアパック１２を設け
なければならず、モータの外径がその分増大し、せ車膚
装上の制約が厳しい車両用モータＣ：は適用が難しいと
いう欠点があった。
または複数個の冷却用ダク） １１を設（す、ここに冷
却風を通して固定子コイル３のローカルヒートを下げる
ことも考えられたが、この方法だと固定子ｌとフレーム
ｌＯの間（；冷却風を通すためのコアパック１２を設け
なければならず、モータの外径がその分増大し、せ車膚
装上の制約が厳しい車両用モータＣ：は適用が難しいと
いう欠点があった。
（Ｃ１発明の目的
本発明は以上述べたような事情に鑑みなされたモノマ、
固定子コイルの特Ｉ：挿入部分ｃＤ ｃｒ −力／Ｉ／
ヒートを効果的ｉ：抑制し、併せてモータの小形軽量化
および出力増大を実現するための固定子冷却構造を提供
することを目的とする。
固定子コイルの特Ｉ：挿入部分ｃＤ ｃｒ −力／Ｉ／
ヒートを効果的ｉ：抑制し、併せてモータの小形軽量化
および出力増大を実現するための固定子冷却構造を提供
することを目的とする。
（ｄｌ 発明の概要
ディスク状の冷却タンクを固定子鉄心内Ｃ１個ないし複
数個設置し、モータフレーム外Ｃ二冷却フィンを待った
熱交換器を収付けて、この固定子鉄心的冷却タンクと熱
交換器の間をフロンなどの伝熱用冷媒（二て熱的、構造
的Ｃ二結合させることにより、固定子・コイルの銅損お
よび固定子鉄心の鉄損（二より発生するモータ内部熱を
モータ外部Ｃ：放熱させて効率良くモータ内部を冷却さ
せるよう（ニジた構造である。
数個設置し、モータフレーム外Ｃ二冷却フィンを待った
熱交換器を収付けて、この固定子鉄心的冷却タンクと熱
交換器の間をフロンなどの伝熱用冷媒（二て熱的、構造
的Ｃ二結合させることにより、固定子・コイルの銅損お
よび固定子鉄心の鉄損（二より発生するモータ内部熱を
モータ外部Ｃ：放熱させて効率良くモータ内部を冷却さ
せるよう（ニジた構造である。
（ｅｌ 実施例の構成
第４１＜Ｃ本発明の一実施例を示す。固定子ｌの鉄心積
厚内Ｉ：、ディスク状の冷却タンク１３を本実施例の場
合は２個組込んでいる。冷却タンク１３は第５１図Ｃ：
示すよう（：固定子鉄心の抜形と同じようＩ：ティース
部分１４があり、固定子コイル３を包む形状Ｃ；なって
いる。冷却タンク１３の中（：は冷媒１５として水ある
いはフロンなどの液体が封入されている。
厚内Ｉ：、ディスク状の冷却タンク１３を本実施例の場
合は２個組込んでいる。冷却タンク１３は第５１図Ｃ：
示すよう（：固定子鉄心の抜形と同じようＩ：ティース
部分１４があり、固定子コイル３を包む形状Ｃ；なって
いる。冷却タンク１３の中（：は冷媒１５として水ある
いはフロンなどの液体が封入されている。
モータのフレームｌＯの外側Ｃｉ冷却用フィン１６を待
った熱交換器１７が収付けられており、この熱交換器１
７の中（：も冷媒１５が入れられている。
った熱交換器１７が収付けられており、この熱交換器１
７の中（：も冷媒１５が入れられている。
冷却タンク１３とｌｆ！％某換器１７は冷媒１５を通じ
て熱的シ二また構造的にも結合されている。
て熱的シ二また構造的にも結合されている。
（ｆ） 実施例の作用
固定子鉄心ｌに発生する鉄損および固定子コイル３によ
る銅損は、第４図および第５図に示される冷却りｙり１
３との接触面を通じて冷却タンク１３に封入されている
冷媒１５に吸熱される。吸熱した冷媒１３に気化し軽く
なって冷却タンク１３と熱交換器１７とのジヨイント穴
１９を伝って熱交換器１７の方へ移動する。
る銅損は、第４図および第５図に示される冷却りｙり１
３との接触面を通じて冷却タンク１３に封入されている
冷媒１５に吸熱される。吸熱した冷媒１３に気化し軽く
なって冷却タンク１３と熱交換器１７とのジヨイント穴
１９を伝って熱交換器１７の方へ移動する。
熱交換器１７の中で、モータ内部の熱を奪った冷媒１３
に完全Ｃ；気化し、その気化した熱気体）ズ冷却フィン
１６（：て外部の冷気に放熱させらｎる。そして放熱後
、それまでの熱気体は液化して熱交換器１７の中（；液
体として再び蓄えられる。このよりな冷媒の気化→液化
→気化のナイクルをくり返すことこより第４１５ＮＣ示
す熱の移動１８に従ってモータ回定子に発生した熱を効
率良くモータ外部に放熱させ、固定子の温度上昇、特Ｃ
：ローカルヒートを抑制することができる。
に完全Ｃ；気化し、その気化した熱気体）ズ冷却フィン
１６（：て外部の冷気に放熱させらｎる。そして放熱後
、それまでの熱気体は液化して熱交換器１７の中（；液
体として再び蓄えられる。このよりな冷媒の気化→液化
→気化のナイクルをくり返すことこより第４１５ＮＣ示
す熱の移動１８に従ってモータ回定子に発生した熱を効
率良くモータ外部に放熱させ、固定子の温度上昇、特Ｃ
：ローカルヒートを抑制することができる。
（ｇ） 実施例の効果
第６図（二本実施例の効果（二ついて示す。冷却ダクト
も、かつ本発明の冷却タンクもない従来の場合の固定子
コイル温度上昇分布を二点鎖線で示す。
も、かつ本発明の冷却タンクもない従来の場合の固定子
コイル温度上昇分布を二点鎖線で示す。
また従来考えられていた冷却ダクト付の場合の温度上昇
分布を一点鎖線で示す。そして、本発明の冷却タンクお
よび熱交換器付の場合を実線で示す。
分布を一点鎖線で示す。そして、本発明の冷却タンクお
よび熱交換器付の場合を実線で示す。
ＩＪ６図Ｃ：示すようＣ；、本発明によれば従来の冷却
方式で顕著＆：現われていた固定子コイルのローカルヒ
ートが大幅Ｃ：抑えられる。
方式で顕著＆：現われていた固定子コイルのローカルヒ
ートが大幅Ｃ：抑えられる。
このため、同一モータ寸法とした場合、モータ出力を大
きくとることができる。
きくとることができる。
（ｈ） 他の実施例
前記の実施例でに、冷却タンクの内径側を固定子鉄心と
同じ形状すなわちスロット形状Ｉニジた例で示したが、
第７図６：示すよう６二、スロット形状のない冷却タン
クとしても同様の作用、効果が期待できる。
同じ形状すなわちスロット形状Ｉニジた例で示したが、
第７図６：示すよう６二、スロット形状のない冷却タン
クとしても同様の作用、効果が期待できる。
また、ａ交換器の取付位置を本実施例の場合（：はモー
タフレーム外面（：直接取付ける構造で示しているがも
ちろんモータ本体から離れた位置にモータと別置とする
ことも可能である。
タフレーム外面（：直接取付ける構造で示しているがも
ちろんモータ本体から離れた位置にモータと別置とする
ことも可能である。
さらＩ：、実施例では自己通風方式のモータＣ二ついて
説明したが、それ以外の例えば全閉形モータ、全閉外扇
形モータなど、車両用土電動機（：用いらｎる電機子コ
イルを固定子側（二有するモータ（誘導形、同期形）全
てｌ二本発明を適用できることは云うまでもない。
説明したが、それ以外の例えば全閉形モータ、全閉外扇
形モータなど、車両用土電動機（：用いらｎる電機子コ
イルを固定子側（二有するモータ（誘導形、同期形）全
てｌ二本発明を適用できることは云うまでもない。
（１）発明の効果
以上述べた本発明によれば、以下の効果を得ることがで
きる。
きる。
（１）固定子コイルのローカルヒートを抑制し、コイル
の平均温度上昇を低減することができる。
の平均温度上昇を低減することができる。
（２） また同一モータ寸法の場合には、モータ出力
を大きくとることができる。
を大きくとることができる。
（３１同一モータ出力とする場合には、モータを小形化
することができる。
することができる。
（４）固定子コイルの平均温度上昇を低く抑えることが
できるので、従来のモータＣ：比べ絶縁寿命が増し、モ
ータの信頼性が高まる。
できるので、従来のモータＣ：比べ絶縁寿命が増し、モ
ータの信頼性が高まる。
＋５１ ｉｌ１％交換器は、ＩＩＩ装スペース（二応
じてモータに直接取付けることもできるし、別置とする
こともできるので、現状のせ車構造を友更する必要なく
モータの出力アップを計ることが可能である。
じてモータに直接取付けることもできるし、別置とする
こともできるので、現状のせ車構造を友更する必要なく
モータの出力アップを計ることが可能である。
′ｓ１図は従来の車両用誘導主電動機の縦断図、第２図
は固定子コイル温度上昇分布を示す図、第３図は冷却用
のダクトを固定子側に有する場合の説明図、第４図に本
発明纏：よる第１図相当図、第５図は冷却タンクを示す
図、第６図は本発明による固定コイルの温度分布図、第
７図は冷却タンクの他の実施例を示す図。 ｌ・・・固定子 ２・・・回転子３・・・固
定子コイル ４・・・パー９・・・シャフト
１０・・・フレーム１１・・・冷却用ダクト１３・
・・冷却タンク１４・・・冷却タンクのティース形状部
１５・・・冷媒 １６・・・冷却用フィン
１７・・・熱交換器 １８・・・熱の移動１９
・・・冷却タンクと熱交換器のジヨイント穴頌・・・冷
却用ダクトまたは冷却タンク（７３１７）代理人 弁理
士 則 近 憲 佑（ほか１名） 第１図 第２１！１ イ在 ｊヒ 第３図 イ立、 Ｌ 第４図 第５図 第６図 粒 ｌ 第７図
は固定子コイル温度上昇分布を示す図、第３図は冷却用
のダクトを固定子側に有する場合の説明図、第４図に本
発明纏：よる第１図相当図、第５図は冷却タンクを示す
図、第６図は本発明による固定コイルの温度分布図、第
７図は冷却タンクの他の実施例を示す図。 ｌ・・・固定子 ２・・・回転子３・・・固
定子コイル ４・・・パー９・・・シャフト
１０・・・フレーム１１・・・冷却用ダクト１３・
・・冷却タンク１４・・・冷却タンクのティース形状部
１５・・・冷媒 １６・・・冷却用フィン
１７・・・熱交換器 １８・・・熱の移動１９
・・・冷却タンクと熱交換器のジヨイント穴頌・・・冷
却用ダクトまたは冷却タンク（７３１７）代理人 弁理
士 則 近 憲 佑（ほか１名） 第１図 第２１！１ イ在 ｊヒ 第３図 イ立、 Ｌ 第４図 第５図 第６図 粒 ｌ 第７図
Claims (1)
- 積層鉄心よりなる固定子を有する回転電機において、鉄
心中間部の積層鉄心の代りに冷媒を封入した中空のディ
スク状冷却タンクをおき、さらに、回転電機フレームの
外側に設けた熱交換器とこのタンクとを、フレームを貫
ぬく連結路を介して連結してなる回転電機の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60001440A JPS61161936A (ja) | 1985-01-10 | 1985-01-10 | 回転電機の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60001440A JPS61161936A (ja) | 1985-01-10 | 1985-01-10 | 回転電機の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61161936A true JPS61161936A (ja) | 1986-07-22 |
Family
ID=11501498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60001440A Pending JPS61161936A (ja) | 1985-01-10 | 1985-01-10 | 回転電機の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61161936A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8040000B2 (en) * | 2009-03-09 | 2011-10-18 | Korea Electrotechnology Research Institute | Stator cooling structure for superconducting rotating machine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038405B2 (ja) * | 1971-09-21 | 1975-12-09 | ||
| JPS5762754A (en) * | 1980-10-03 | 1982-04-15 | Teikoku Denki Seisakusho:Kk | Heat exchanger of canned motor with heat pipe |
-
1985
- 1985-01-10 JP JP60001440A patent/JPS61161936A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038405B2 (ja) * | 1971-09-21 | 1975-12-09 | ||
| JPS5762754A (en) * | 1980-10-03 | 1982-04-15 | Teikoku Denki Seisakusho:Kk | Heat exchanger of canned motor with heat pipe |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8040000B2 (en) * | 2009-03-09 | 2011-10-18 | Korea Electrotechnology Research Institute | Stator cooling structure for superconducting rotating machine |
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