JPS6141392Y2 - - Google Patents

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JPS6141392Y2
JPS6141392Y2 JP4419978U JP4419978U JPS6141392Y2 JP S6141392 Y2 JPS6141392 Y2 JP S6141392Y2 JP 4419978 U JP4419978 U JP 4419978U JP 4419978 U JP4419978 U JP 4419978U JP S6141392 Y2 JPS6141392 Y2 JP S6141392Y2
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rotor
rotor coil
insulating block
coil
sheet
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  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はタービン発電機のような大形の回転電
機において、ロータコイルが給電により発熱を受
けたときその内部に生ずる熱応力を軽減させて、
塑性変形を防止した回転電機のロータに関するも
のである。
[Detailed description of the invention] The present invention reduces the thermal stress that occurs inside the rotor coil when it receives heat due to power supply in a large rotating electric machine such as a turbine generator.
This invention relates to a rotor for a rotating electrical machine that prevents plastic deformation.

大形回転機におけるロータのスロツト部の従来
例を第1図により述べる。ロータ11のスロツト
12内にはロータコイル13,14と各コイルの
ターン間を絶縁するターンセパレータ15,16
ならびに、ロータコイル13,14の大地絶縁の
ためにスロツト11の壁面にスロツトアーマ17
が設けてある。またロータコイル13,14は回
転により遠心力を受けるので、これを保持するた
めのロータ楔18が上部に取付けられ、ロータコ
イル13とロータ楔18との間には両者を絶縁す
るための絶縁ブロツク19が挿入されている。
A conventional example of a slot portion of a rotor in a large rotating machine will be described with reference to FIG. In the slot 12 of the rotor 11 are rotor coils 13 and 14 and turn separators 15 and 16 for insulating the turns of each coil.
In addition, a slot armor 17 is installed on the wall of the slot 11 to insulate the rotor coils 13 and 14 from the ground.
is provided. Further, since the rotor coils 13 and 14 are subjected to centrifugal force due to rotation, a rotor wedge 18 is attached to the upper part to hold the rotor coils 13 and 14, and an insulating block is installed between the rotor coil 13 and the rotor wedge 18 to insulate them. 19 has been inserted.

回転機が運転されロータ11が回転すると、ロ
ータコイル13等は遠心力を受けてロータ11の
直径方向外側(第1図において上方)に押圧され
る。またロータコイル13等はロータ11の回転
に伴つて通電され温度は上昇するので、ロータ1
1の回転軸方向に熱膨張するが、ロータコイル1
3の上面は絶縁ブロツク19に接しているので、
ロータコイル13と絶縁ブロツク19との間には
摩擦による拘束力が働き、熱膨張を妨げている。
When the rotating machine is operated and the rotor 11 rotates, the rotor coil 13 and the like are subjected to centrifugal force and are pressed diametrically outward (upward in FIG. 1) of the rotor 11. Furthermore, as the rotor coil 13 and the like are energized as the rotor 11 rotates, their temperature increases.
Thermal expansion occurs in the direction of the rotation axis of rotor coil 1.
Since the top surface of 3 is in contact with the insulating block 19,
A restraining force due to friction acts between the rotor coil 13 and the insulating block 19, preventing thermal expansion.

ここで摩擦拘束力を数式で示すと F=μ・N であり、式中 F:摩擦拘束力 μ:ロータコイル13と絶縁ブロツク19との
間の摩擦係数 N:ロータコイル13に働く遠心力 である。従つてロータコイル13に働く遠心力N
を一定とすれば、摩擦拘束力Fはロータコイル1
3と絶縁ブロツク19との摩擦係数μにより定ま
り、摩擦係数の低いことが望ましい。
Here, the frictional restraint force is expressed mathematically as F=μ・N, where F: Frictional restraint force μ: Friction coefficient between the rotor coil 13 and the insulating block 19 N: Centrifugal force acting on the rotor coil 13 be. Therefore, the centrifugal force N acting on the rotor coil 13
is constant, the frictional restraint force F is the rotor coil 1
3 and the insulating block 19, and it is desirable that the friction coefficient be low.

絶縁ブロツク19は一般にガラス布を基材とし
たポリエステル系或いはエポキシ系等の積層板が
使用されている。かかる絶縁ブロツク19とロー
タコイル13との間の摩擦係数μは、温度上昇と
共に大きくなり、絶縁ブロツク19の熱変形温度
を越えるとその数値は急激に大きくなる。ロータ
コイル13等の材質によつては、耐力の低いもの
があるが、かかる場合は熱膨張が拘束されると、
圧縮塑性変形を起こすことがあり回転電機に重大
な支障を与えることになる。
The insulating block 19 is generally a laminate of polyester or epoxy based glass cloth. The coefficient of friction μ between the insulating block 19 and the rotor coil 13 increases as the temperature rises, and when the temperature of the insulating block 19 exceeds the thermal deformation temperature, its value increases rapidly. Some materials, such as the rotor coil 13, have low yield strength, but in such cases, if thermal expansion is restricted,
Compressive plastic deformation may occur, causing serious trouble to rotating electric machines.

さらにロータコイル13と絶縁ブロツク19と
は湿気が付着すると絶縁性が低下するので、湿気
の付着についても考慮する必要がある。かかる理
由によつて湿気の付着と摩擦力を減少させるため
に、シリコン油等の撥水性材料をロータコイル1
3と絶縁ブロツク19との間に介在させることが
提案された。しかしながらシリコン油ではロータ
コイル13の熱膨張と収縮の繰返しを受け、かつ
遠心力の強度な圧力を受けるときは、ロータコイ
ル13と絶縁ブロツク19との間に長期間存在す
ることは不可能であつた。シリコンゴムは耐熱性
は良いが、摩擦係数が高いので使用不可能であつ
た。
Furthermore, since the insulating properties of the rotor coil 13 and the insulating block 19 deteriorate when moisture adheres to them, consideration must be given to the adhesion of moisture. For this reason, in order to reduce moisture adhesion and frictional force, a water-repellent material such as silicone oil is applied to the rotor coil 1.
3 and an insulating block 19 was proposed. However, silicone oil cannot remain between the rotor coil 13 and the insulating block 19 for a long period of time when the rotor coil 13 undergoes repeated thermal expansion and contraction and is subjected to strong centrifugal force pressure. Ta. Although silicone rubber has good heat resistance, its high coefficient of friction makes it unusable.

また、上記以外にロータコイル13に耐熱高分
子抄紙シート(商品名はデユポン社のノーメツク
ス)等の低摩擦係数を有した絶縁シートをテーピ
ングすることが提案されている。この場合、ロー
タコイル13にテーピングされたシートはロータ
コイル13の冷熱サイクルにより軸方向に移動
し、捩れてしまう。通常、絶縁ブロツク19は分
割構成されているので、ロータコイル13と絶縁
ブロツク19との膨張係数の差が大きい場合に
は、上記テーピングされたシートは、正常な配置
を逸脱してしまい、終には機能をなさない事態を
招く恐れがある。更に、水素冷却回転子等の場合
にあつては、テーピングのために通気孔が塞がれ
てしまい実施不可能な場合があつた。
In addition to the above, it has been proposed to tape the rotor coil 13 with an insulating sheet having a low coefficient of friction, such as a heat-resistant polymer paper sheet (trade name: Nomex, manufactured by DuPont). In this case, the sheet taped to the rotor coil 13 moves in the axial direction due to the heating and cooling cycle of the rotor coil 13 and becomes twisted. Normally, the insulating block 19 is divided, so if the difference in expansion coefficients between the rotor coil 13 and the insulating block 19 is large, the taped sheet will deviate from its normal arrangement and eventually may lead to a situation where the system does not function properly. Furthermore, in the case of a hydrogen-cooled rotor, etc., the taping may clog the ventilation holes, making it impossible to implement the method.

また、ロータコイル13では、ステータコイル
等とは異なり、ロータ楔18の下の絶縁ブロツク
19にロータコイル13の遠心力が作用するのが
特徴である。特にタービン発電機のような大形高
速の回転電機ではロータ表面の加速度が5000g
(g:重力加速度)にも達するため絶縁ブロツク
に作用するロータコイル自重に起因した遠心力は
面圧で7Kg/mm2を超えるものがある。
Further, unlike the stator coil and the like, the rotor coil 13 is characterized in that the centrifugal force of the rotor coil 13 acts on the insulating block 19 below the rotor wedge 18. Especially in large, high-speed rotating electric machines such as turbine generators, the acceleration of the rotor surface is 5000 g.
(g: gravitational acceleration), the centrifugal force due to the rotor coil's own weight acting on the insulating block can exceed 7 kg/mm 2 in terms of surface pressure.

一方、低摩擦係数の材料としてポリテトラフロ
ロエチレン(商品名テフロン)シートが知られて
いるが、これによつて絶縁ブロツク19とロータ
コイル13との間の滑動作用を与える構成が提案
されている。
On the other hand, a polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon) sheet is known as a material with a low coefficient of friction, and a configuration has been proposed in which this sheet provides sliding action between the insulating block 19 and the rotor coil 13. .

しかしながら、ポリテトラフロロエチレンはク
リープ特性に難点があり、上記のように極めて高
い圧力下におかれた場合面方向にクリープして薄
くなり、時間の経過とともに絶縁ブロツク19の
幅方向にはみ出すようになつて、終には、絶縁ブ
ロツク19とロータコイル13間に存在し得なく
なる。したがつて滑動作用は十分に果せない。
However, polytetrafluoroethylene has a drawback in its creep properties, and when placed under extremely high pressure as described above, it creeps in the plane direction and becomes thinner, and over time it tends to protrude in the width direction of the insulating block 19. Eventually, there will be no space between the insulating block 19 and the rotor coil 13. Therefore, the sliding action cannot be achieved satisfactorily.

本考案はかかる観点から成されたもので、その
目的は、ロータコイルへのシートテーピング以外
の極めて簡単な構成であつてクリープ特性が優
れ、ロータコイルと絶縁ブロツクとの間の摩擦抵
抗を減少せしめ、ロータコイル内部に生じる熱応
力を軽減することによりロータコイルの塑性変形
を阻止して、信頼性を高くした回転電機のロータ
を提供することにある。
The present invention was developed from this point of view, and its purpose is to provide an extremely simple structure other than sheet taping to the rotor coil, which has excellent creep characteristics, and reduces the frictional resistance between the rotor coil and the insulating block. An object of the present invention is to provide a rotor for a rotating electric machine that has high reliability by preventing plastic deformation of the rotor coil by reducing thermal stress generated inside the rotor coil.

以下本考案にかかる回転電機のロータを第2図
に示す一実施例に従い説明する。第2図において
は第1図と同一部分には同一符号を付してその説
明は省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The rotor of a rotating electric machine according to the present invention will be explained below according to an embodiment shown in FIG. In FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

即ち、本実施例では、ロータコイル13と絶縁
ブロツク19との間において、アラミドシート
(商品名はデユポン社のノーメツクス)20のロ
ータコイル13に接する一方の面に、第3図に示
すようにポリテトラフロロエチレンスプレーパウ
ダ(商品名は日本バルカー社のユノンS)21吹
付けて、その他方の面を絶縁ブロツク19に接着
した構成としている。
That is, in this embodiment, between the rotor coil 13 and the insulating block 19, one surface of an aramid sheet (trade name: Nomex, manufactured by DuPont) that is in contact with the rotor coil 13 is coated with polyamide as shown in FIG. Tetrafluoroethylene spray powder (trade name: Yunon S, manufactured by Nippon Valqua Co., Ltd.) 21 was sprayed on it, and the other side was bonded to the insulating block 19.

上記構成の実施例によれば、ロータコイル13
と絶縁ブロツク19との間には、低温はもちろん
高温においても摩擦係数の大きくならないアラミ
ドシート20にポリテトラフロロエチレンスプレ
ーパウダ21が吹付けられた部材が介在されたの
で、ロータコイル13の絶縁ブロツク19への摩
擦拘束力は小さい。したがつてロータコイル13
内部の熱応力も小さく、ロータコイル13の耐力
を越えることはない。ポリテトラフロロエチレン
スプレーパウダ21はアラミドシート20の抄紙
された繊維間に侵入し固着するため、ロータコイ
ル13の滑動によつて該パウダが消散してしまう
ことがなく、その滑動効果は永続的である。アラ
ミドシートとポリテトラフロロエチレンスプレー
パウダのこの組合せは冷熱サイクルを受けても塑
性変形を生じることはないので、ロータコイル1
3に接しているターンセパレータ15は、ロータ
コイル13の塑性変形の影響を受けることがな
く、ロータ11はその機能が損われないので、信
頼性は高くなる。また、従来のようなノーメツク
スシートのテーピングの場合、ロータコイル13
の冷熱サイクルによりテープがロータ軸方向に移
動してしまうが、本実施例のシート貼付けの場合
は、このような危惧はない。特に絶縁ブロツク1
9が分割構成されている場合は、特に有利であ
る。更に、上記シート20にスプレーパウダ21
が吹付けられた部材の介在個所が絶縁ブロツク1
9の下面のみなので、最上ターンのロータコイル
13の占積率が向上する。また、水素冷却回転子
等においては、通気孔を塞ぐことはない。更に、
従来のノーメツクスシートのテーピングより、本
実施例のシート20にスプレーパウダ21が吹付
けられた部材を貼付ける方が、作業容易であり、
確実にロータコイル13と絶縁ブロツク19との
間にシートを介在させることができる。
According to the embodiment with the above configuration, the rotor coil 13
Between the rotor coil 13 and the insulating block 19, there is interposed a member made of an aramid sheet 20 whose coefficient of friction does not increase not only at low temperatures but also at high temperatures and on which polytetrafluoroethylene spray powder 21 is sprayed. The frictional restraint force on 19 is small. Therefore, the rotor coil 13
The internal thermal stress is also small and does not exceed the proof stress of the rotor coil 13. Since the polytetrafluoroethylene spray powder 21 penetrates between the paper-made fibers of the aramid sheet 20 and sticks thereto, the powder does not dissipate due to the sliding of the rotor coil 13, and its sliding effect is permanent. be. This combination of aramid sheet and polytetrafluoroethylene spray powder does not undergo plastic deformation even when subjected to thermal cycles, so rotor coil 1
The turn separator 15 in contact with the rotor 3 is not affected by the plastic deformation of the rotor coil 13, and the rotor 11 is not impaired in its function, thus increasing its reliability. In addition, in the case of conventional Nomex sheet taping, the rotor coil 13
Although the tape moves in the rotor axial direction due to the heating and cooling cycle, there is no such fear in the case of sheet pasting in this embodiment. Especially insulation block 1
It is particularly advantageous if 9 is of divided construction. Furthermore, spray powder 21 is applied to the sheet 20.
The intervening part of the member sprayed with is the insulation block 1.
9, the space factor of the rotor coil 13 in the uppermost turn is improved. In addition, in a hydrogen-cooled rotor, etc., the ventilation holes are not blocked. Furthermore,
It is easier to attach the member sprayed with the spray powder 21 to the sheet 20 of this embodiment than to tape the conventional Nomex sheet.
The sheet can be reliably interposed between the rotor coil 13 and the insulating block 19.

また、アラミドシート20は周知のように耐熱
高分子繊維を抄紙した後ロール掛けしたものであ
り、極めて耐クリープ性に優れており、大形高速
回転機に適用されてもクリープはほとんどない。
Further, as is well known, the aramid sheet 20 is made of heat-resistant polymer fibers that are rolled after being made into paper, and has extremely excellent creep resistance, so that there is almost no creep even when it is applied to a large, high-speed rotating machine.

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

第1図は従来の回転電機のロータの要部断面
図、第2図は本考案の一実施例の回転電機のロー
タの要部断面図、第3図は上記実施例における要
部の断面図である。 12…ロータスロツト、13…ロータコイル、
18…ロータ楔、19…絶縁ブロツク、20…ア
ラミドシート、21…ポリテトラフロロエチレン
パウダ。
Fig. 1 is a sectional view of a main part of a rotor of a conventional rotating electric machine, Fig. 2 is a sectional view of a main part of a rotor of a rotary electric machine according to an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a sectional view of a main part of the rotor of the above embodiment. It is. 12... Lotus slot, 13... Rotor coil,
18... Rotor wedge, 19... Insulating block, 20... Aramid sheet, 21... Polytetrafluoroethylene powder.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ロータコイルとこのロータコイルの対地絶縁を
するための絶縁ブロツクとを順にロータスロツト
内に納め回転時に発生する遠心力に対し上記ロー
タコイルの外方に設けたロータ楔により上記ロー
タコイルを支えてなる回転電機のロータにおい
て、上記絶縁ブロツクの上記ロータコイルと接す
る面に、一方の面にポリテトラフロロエチレンパ
ウダを吹付けてなるアラミドシートを貼付けてな
ることを特徴とする回転電機のロータ。
A rotor coil and an insulating block for insulating the rotor coil from the ground are sequentially housed in a rotor slot, and the rotor coil is supported by a rotor wedge provided outside the rotor coil against the centrifugal force generated during rotation. 1. A rotor for a rotating electrical machine, characterized in that an aramid sheet made by spraying polytetrafluoroethylene powder on one surface is attached to a surface of the insulating block that is in contact with the rotor coil.
JP4419978U 1978-04-06 1978-04-06 Expired JPS6141392Y2 (en)

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JPS54147601U JPS54147601U (en) 1979-10-13
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