JPS6120219B2

JPS6120219B2 -

Info

Publication number: JPS6120219B2
Application number: JP11091978A
Authority: JP
Inventors: Itaru Sudo
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-09-09
Filing date: 1978-09-09
Publication date: 1986-05-21
Also published as: JPS5537883A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は水車発電機、同期電動機などのような
回転電機の突極形回転子に係り、特にその界磁線
輪の支持装置に関する。

第１図に示すように、突極形回転子の界磁線輪
２には、回転中放射方向の遠心力CF１が作用す
る。この遠心力CF１は垂直方向の分力CF２と水
平方向の分力CF３に分けられ、このうち垂直方
向の分力CF２は界磁鉄心１の傘部で受け止めら
れるが、水平方向の分力CF３は第２図に鎖線で
示すように、界磁線輪２を周方向に膨出させる力
となるため、この力が大きくなると、変形量も大
となり、ついには界磁線輪２が破壊してしまう。

遠心力は回転数の２乗に比例し、上記水平分力
CF３による界線輪２の曲げモーメントは界磁線
輪２の長さＬ（第２図参照）の２乗に比例する。
従つて高速でかつ軸方向の長さ寸法が大きい回転
電機の回転子では特に問題となる。

そこで、高速で軸方向長さの大きい回転子で
は、隣接する界磁極間に１個又は複数個の楔形の
支持金具を取り付け、これにより界磁線輪の側面
を抑えて、その応力が許容値以上になるようにし
ている。

第３図および第４図は従来のこの種界磁線輪支
持装置の一例を示す。これらの図において、１は
界磁鉄心、２は界磁線輪、３は絶縁カラーで、こ
れらにより界磁極が構成され、この界磁極は、継
鉄４の外周部に設けられたダブテール溝５に界磁
鉄心１のダブテール６を挿入し、これらの間の隙
間にコツタ７を打込むことにより、継鉄４に固定
されている。互に隣接する界磁極間には、前述の
界磁線輪２の膨出を抑えるため、楔形の支持金具
８が配置されている。すなわち、支持金具８は、
その楔形をなす両側面が絶縁板からなる当板９を
介して界磁線輪２の側面と当接し、その径方向外
方から径方向内方に挿通された取付ボルト１０の
先端ネジ部を、継鉄４の補助ダブテール溝１１に
挿入された埋込金具１２のネジ穴にネジ込むこと
により、径方向内方に締付け移動され、その楔作
用で界磁線輪２の側面を押し付ける。また、ネジ
込まれた取付ボルト１０の回り止めのために、支
持金具８の上面と取付ボルト１０の頭部下面との
間にロツクワツシヤ１３が介挿され、その両端折
曲部にロツクワツシヤ１３が介挿され、その両端
折曲部が取付ボルト１０の頭部側面に当接されて
いる。１４は固定子鉄心の内周面、１５は極間接
続線である。

ところで、このような従来の界磁線輪支持装置
では、支持装置が界磁線輪を押圧した状態で取付
けられているため、支持装置を解体しなければ界
磁線輪を継鉄より抜き出すことはできない。支持
装置を組立てる場合は回転子を固定子内に挿入す
る前に組立てを行ない、解体する場合は固定子内
より回転子を抜出してから解体しなければならな
い。従つて、回転子が固定子内に挿入された状態
で界磁極を継鉄から抜出すことは出来ない。

すなわち、支持装置を設ける必要がある回転電
機は、前述のように高速で軸方向の長さ寸法が大
きいため、回転子が固定子内に挿入されたままの
状態では、界磁極の軸方向端部から支持装置まで
の距離が大きく、手作業で支持装置を解体するこ
とは困難である。例えば、ロツクワツシヤ１３の
折曲部を戻して取付ボルト１０を緩めるために
は、現在使用されているスパナ類では作業出来
ず、特殊な工具を必要とするが、そのような工具
は未だ開発されていない。また、かりにロツクワ
ツシヤ１３を戻して取付ボルト１０を緩めること
が出来たとしても、鎖線１４で示す固定子鉄心の
内周面と取付ボルト１０の頭部との間の距離Ｇ１
が取付ボルト１０の埋込金具１２にネジ込まれて
いる先端ネジ部の長さＧ２より大きくなければ、
抜出すことが出来ない。さらに、界磁線輪の先端
には制動巻線の接続部や、界磁巻線の極間接続線
１５等があるため、これらの間より取付ボルト１
０を緩めるための工具を挿入することは出来な
い。

一方、近時、大容量の水車発電機、揚水発電機
が製作されるようになつてきたが、発電所の設備
としては、回転子又は固定子を一体で吊上げるこ
とのできる大容量の天井クレーンは建設時のみに
使用し、発電所完成後は他の発電所建設のために
撤去し、以後は小部品のみを吊出す程度のクレー
ンを設置する場合が多い。

これは、万一固定子巻線に事故が発生した場
合、固定子巻線の巻線ピツチに相当する界磁極の
みを抜き出し、その間隙を利用して固定子巻線を
補修するためである。また、界磁巻線に事故が発
生した場合、事故のあつた界磁巻線を備えた界磁
極のみを抜き出して補修するためである。すなわ
ち、回転子が固定子内に挿入されたままで界磁極
を抜き出せることが要求される。

しかし、第３図および第４図に示した従来の界
磁線輪支持装置では、前述のように回転子が固定
子内に挿入させたままで、界磁極を抜き出すこと
は困難である。

また、第５図および第６図に示すような界磁線
輪支持装置も提案されている。この従来例では、
支持金具８の代りに、支持バンド１６が用いられ
る。すなわち、界磁線輪２の側面の上下にわた
り、絶縁スペーサ１７を介して支持バンド１６が
設けられ、その両端にリベツト１８で固着された
バンド押え１９，２０は、支持バンド１６を緊張
した状態で、界磁鉄心１の上下に設けられた嵌合
溝２１，２２に嵌合されている。したがつて、界
磁線輪２に作用する遠心力による水平方向の分力
CF３は、絶縁スペーサ１７を介して支持バンド
１６に伝えられ、その両端のバンド押え１９，２
０と界磁鉄心１の嵌合溝２１，２２との係合面で
支承される。

この従来例では、界磁極は継鉄４に対して界磁
鉄心１のダブテール６のみで結合されているにす
ぎないため、単にコツタ７を抜き出すことによ
り、回転子が固定子内に挿入されたままでも界磁
極を抜き出すことができる。しかし、界磁鉄心１
に嵌合溝２１，２２を切削加工する必要があるた
め、電気的特性に悪影響が出るとともに、バンド
押え２０を設けているため、絶縁カラー３の厚さ
が厚くなり、界磁巻線取付寸法Ｈが大となつて、
機械が大きくなる。また、支持バンド１６は大き
な応力を受けるため、その材料としてバネ鋼等が
使用されるが、その型付加工が困難で、無理な加
工により亀裂等の欠陥が生じ易いという欠点があ
つた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、回転子が固定子内に挿入されたままでも界磁
極を容易に抜き出すことができ、かつ他に悪影響
を及ぼすことなく界磁線輪を良好に支持すること
のできる突極形回転子を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、界磁線輪
の側面を抑える支持具を、取付ボルトを使用しな
いで、その内方端に設けた係合突部を継鉄の係合
溝に係合させるとともに、係合溝に係合する埋込
金具を支持具の係合突部を帙むように設け、これ
らの埋込金具及び支持具の係合突部と係合溝との
間に継鉄の軸方向端部まで延びるコツタを挿入す
ることによつて、継鉄に固定したことを特徴とす
る。

以下、本発明の一実施例を第７図ないし第１２
図について説明する。これら図中、第１図ないし
第６図と同一符号は同一物又は均等物を示す。

本実施例で使用する支持金具２３は、第１０図
に示すように、楔形をなし、その径方向の内方端
にはダブテール２４が一体に形成されている。し
たがつて、この支持金具２３の楔形をなす両側面
を当板９を介して界磁線輪２の側面に当接した状
態で、そのダブテール２４を補助ダブテール溝１
１に挿入嵌合し、その軸方向の前後より補助ダブ
テール溝１１に、第１１図に示すような埋込金具
２５を挿入し、さらにこれらダブテール２４およ
び埋込金具２５と補助ダブテール溝１１との間の
隙間に、第１２図に示すような継鉄の長さとほぼ
等しい長さを有するコツタ２６を打込めば、従来
のように取付ボルトを用いることなく、支持金具
２３を径方向内方に押圧した状態で固定すること
ができ、その側面の楔作用で界磁線輪２の側面を
押し付け、界磁線輪２の膨出を防ぐことができ
る。

また、界磁極を解体する場合、コツタ２６は回
転子が固定子内に挿入されている状態でも、補助
ダブテール溝１１から容易に抜き出すことができ
るので、まずこのコツタ２６を抜き出して、支持
金具２３のダブテール２４と補助ダブテール溝１
１との間に隙間を作り、この隙間を利用して第９
図の鎖線で示すように、支持金具２３を径方向外
方に移動し、支持金具２３の楔作用による界磁線
輪２側面の押し付けを解除する。この状態になれ
ば、回転子が固定子内に挿入されたままでも、界
磁極はコツタ７を引き抜くことにより、継鉄４か
ら容易に抜き出すことができる。

これとは逆に、回転子が固定子内に挿入されて
いる状態で界磁極を組立てる場合には、界磁極を
継鉄４に固定すると、第９図に示す状態となるが
コツタ２６に打込むことにより、第７図に示すよ
うに、容易に組立てることができる。

このように、本実施例によれば、回転子が固定
子内に挿入されたままでも、界磁極を容易に解体
したり、組立てたりすることができる。また、支
持金具２３は、その形状が第１０図に示すように
簡単化されるため、安価となるばかりでなく、強
化プラスチツク等の絶縁物で製作することも可能
となり、この場合には当板９を省略し得て、界磁
極の解体、組立てがさらに容易となる。

以上説明したように、本発明によれば、回転子
が固定子内に挿入されたままでも界磁極を容易に
解体したり、組立てることができ、かつ楔形の支
持具により界磁線輪の側面を抑える構造であるた
め、前述した支持バンドを用いる場合の欠点を除
き、界磁線輪を良好に支持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は突極形回転子の界磁線輪に加わる遠心
力の分力を示す説明図、第２図は同界磁線輪の水
平方向分力による膨出状態を示す説明図、第３図
は従来の界磁線輪支持装置の一例を示す正面図、
第４図は第３図をＡ−Ａ線方向から見た側面図、
第５図は従来の界磁線輪支持装置の他例を示す正
面図、第６図は同界磁線輪支持装置の断面図、第
７図は本発明の一実施例に係る突極形回転子の界
磁線輪支持装置を示す正面図、第８図は第７図の
Ｂ−Ｂ線断面図、第９図は界磁極の解体、組立て
作業時の途中の状態を示す正面図、第１０図ない
し第１２図はそれぞれ本発明の実施例で使用する
支持金具、埋込金具およびコツタの斜視図であ
る。１……界磁鉄心、２……界磁線輪、４……継
鉄、１１……補助ダブテール溝、２３……支持金
具、２４……ダブテール、２６……コツタ。

Claims

【特許請求の範囲】

１継鉄と、界磁鉄心及び界磁線輪からなりかつ
前記継鉄に軸方向から抜き出し可能に取り付けら
れた複数個の界磁極と、互に隣接する界磁極間に
配置されかつその側面で前記界磁線輪の側面を抑
えるように前記継鉄に固定された楔形の支持具と
を備えたものにおいて、前記継鉄の外周部に係合
溝を、前記支持具の径方向の内方端に係合突部を
それぞれ設けて、これらを互に係合するととも
に、前記係合溝に係合する埋込金具を前記支持具
の係合突部を挟むように設け、これらの埋込金具
及び支持具の係合突部と係合溝との間に、前記支
持具を径方向内方に押圧固定しかつ少なくともそ
の一端部が前記継鉄の軸方向端部まで延びるコツ
タを挿入したことを特徴とする突極形回転子。