JPS6350944B2 - - Google Patents
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- JPS6350944B2 JPS6350944B2 JP56160222A JP16022281A JPS6350944B2 JP S6350944 B2 JPS6350944 B2 JP S6350944B2 JP 56160222 A JP56160222 A JP 56160222A JP 16022281 A JP16022281 A JP 16022281A JP S6350944 B2 JPS6350944 B2 JP S6350944B2
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- JP
- Japan
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- stator core
- cooling pad
- cooling
- inner diameter
- diameter end
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- Expired
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 56
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液冷空隙巻線固定子に係り、特に固定
子鉄心間に冷却パツドを配して固定子鉄心を冷却
する液冷空隙巻線固定子に関するものである。
子鉄心間に冷却パツドを配して固定子鉄心を冷却
する液冷空隙巻線固定子に関するものである。
超電車タービン発電機の固定子等に採用されて
いる空隙巻線固定子では、スロツトレス積層固定
子鉄心の内孔中に電機子巻線が高実装密度で実装
される。その結果、現行のスロツト付き固定子の
電機子巻線及び固定子鉄心の冷却に一般的に用い
られている固定子鉄心中に設けられた通風ダクト
中に冷却ガスを半径方向に通過させるガス冷却を
適用することは困難である。このため空隙巻線固
定子の冷却には、電機子巻線及び固定子鉄心中に
液体冷媒を循環させて冷却する液体冷却を用いる
のが普通である。
いる空隙巻線固定子では、スロツトレス積層固定
子鉄心の内孔中に電機子巻線が高実装密度で実装
される。その結果、現行のスロツト付き固定子の
電機子巻線及び固定子鉄心の冷却に一般的に用い
られている固定子鉄心中に設けられた通風ダクト
中に冷却ガスを半径方向に通過させるガス冷却を
適用することは困難である。このため空隙巻線固
定子の冷却には、電機子巻線及び固定子鉄心中に
液体冷媒を循環させて冷却する液体冷却を用いる
のが普通である。
この液体冷却による液冷空隙巻線固定子の従来
例が第１図及び第２図に示されている。同図にお
いて１は薄鋼板を積層して環状に形成した固定子
鉄心、２は固定子鉄心１の内孔に装着・固定され
た空心の電機子巻線であり、固定子鉄心１に液冷
回路３ａを内蔵する冷却パツド３を固定子鉄心１
の積層方向に複数個配設することにより、電機子
巻線２はその内部に埋設された冷却回路２ａによ
り夫々冷却されるようにしてある。このうち冷却
パツド３は円周方向に複数個に分割されたセグメ
ント構造で、その内外径寸法は固定子鉄心１の寸
法に等しく製作され、かつ液冷回路３ａに図中に
矢印で示されていないように給排される液体冷媒
３ｂによる冷却効率を良くするため、熱伝導率の
大きな鋼やアルミ等の非磁性導電金属材料で作ら
れている。
例が第１図及び第２図に示されている。同図にお
いて１は薄鋼板を積層して環状に形成した固定子
鉄心、２は固定子鉄心１の内孔に装着・固定され
た空心の電機子巻線であり、固定子鉄心１に液冷
回路３ａを内蔵する冷却パツド３を固定子鉄心１
の積層方向に複数個配設することにより、電機子
巻線２はその内部に埋設された冷却回路２ａによ
り夫々冷却されるようにしてある。このうち冷却
パツド３は円周方向に複数個に分割されたセグメ
ント構造で、その内外径寸法は固定子鉄心１の寸
法に等しく製作され、かつ液冷回路３ａに図中に
矢印で示されていないように給排される液体冷媒
３ｂによる冷却効率を良くするため、熱伝導率の
大きな鋼やアルミ等の非磁性導電金属材料で作ら
れている。
ところでこのような液冷空隙巻線固定子では、
固定子鉄心１の半径方向に入射する回転子（図示
せず）側からの交番磁束の一部が、冷却パツド３
の内径端部と鎖交し、冷却パツド３の構成材が熱
伝導率、導電率の大きな金属材料であるため、こ
の部分に局所的に過大な渦電流損が発生し、冷却
パツド３の冷却能力がこの損失分だけ低下すると
いう欠点があつた。特に回転子からの空隙磁束密
度が高く設計される超電導発電機用固定子等に用
いる場合には多数の冷却パツド３を必要とする大
容量発電機になるとこのような渦電流損の合計値
が発電機全損失に対し無視できないような大きな
値となり、発電効率の低下をもたらすという点で
も好ましくなかつた。
固定子鉄心１の半径方向に入射する回転子（図示
せず）側からの交番磁束の一部が、冷却パツド３
の内径端部と鎖交し、冷却パツド３の構成材が熱
伝導率、導電率の大きな金属材料であるため、こ
の部分に局所的に過大な渦電流損が発生し、冷却
パツド３の冷却能力がこの損失分だけ低下すると
いう欠点があつた。特に回転子からの空隙磁束密
度が高く設計される超電導発電機用固定子等に用
いる場合には多数の冷却パツド３を必要とする大
容量発電機になるとこのような渦電流損の合計値
が発電機全損失に対し無視できないような大きな
値となり、発電効率の低下をもたらすという点で
も好ましくなかつた。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、冷却効率のよい液冷空
隙巻線固定子を提供するにある。
その目的とするところは、冷却効率のよい液冷空
隙巻線固定子を提供するにある。
すなわち本発明は、冷却パツドの内径端部を、
固定子鉄心の内孔面より冷却パツドの厚み寸法Ｗ
の約1/2倍以上外径側に位置するようにしたこと
を特徴とするものである。
固定子鉄心の内孔面より冷却パツドの厚み寸法Ｗ
の約1/2倍以上外径側に位置するようにしたこと
を特徴とするものである。
冷却パツドの内径端部近傍における空隙磁束分
布がどのようになつているか検討したが、その結
果が第３図及び第４図に示されている。第３図に
点線の矢印で示されているように空隙磁束φのう
ち非磁性の冷却パツド３の内径端部と鎖交する磁
束φlの大部分は、固定子鉄心１の冷却パツド３側
内径端部１ａを中心とし、冷却パツド３の厚み寸
法Ｗの約半分（Ｗ／２）の半径（R0）で囲まれ
る冷却パツド３の内径端部領域にだけ存在してい
る。すなわち縦軸に冷却パツド３の径方向距離Ｒ
をとり、横軸に冷却パツド３の内径端部と鎖交す
る磁束φlをとつて冷却パツド３の径方向距離によ
る鎖交磁束φlの関係が示されている第４図のよう
に、冷却パツド３の厚み寸法Ｗの約半分（Ｗ／
２）以下に鎖交磁束φlが存在し、かつ径方向距離
Ｒが冷却パツド３の厚み寸法Ｗの約半分以下にな
ればなるほど鎖交磁束φlが多くなつていることが
確かめられた。そこで本発明では冷却パツドの内
径端部を、固定子鉄心の内孔面より冷却パツドの
厚み寸法Ｗの約1/2倍以上外径側に位置するよう
にした。このようにすることにより冷却効率のよ
い液冷空隙巻線固定子を得ることを可能としたも
のである。
布がどのようになつているか検討したが、その結
果が第３図及び第４図に示されている。第３図に
点線の矢印で示されているように空隙磁束φのう
ち非磁性の冷却パツド３の内径端部と鎖交する磁
束φlの大部分は、固定子鉄心１の冷却パツド３側
内径端部１ａを中心とし、冷却パツド３の厚み寸
法Ｗの約半分（Ｗ／２）の半径（R0）で囲まれ
る冷却パツド３の内径端部領域にだけ存在してい
る。すなわち縦軸に冷却パツド３の径方向距離Ｒ
をとり、横軸に冷却パツド３の内径端部と鎖交す
る磁束φlをとつて冷却パツド３の径方向距離によ
る鎖交磁束φlの関係が示されている第４図のよう
に、冷却パツド３の厚み寸法Ｗの約半分（Ｗ／
２）以下に鎖交磁束φlが存在し、かつ径方向距離
Ｒが冷却パツド３の厚み寸法Ｗの約半分以下にな
ればなるほど鎖交磁束φlが多くなつていることが
確かめられた。そこで本発明では冷却パツドの内
径端部を、固定子鉄心の内孔面より冷却パツドの
厚み寸法Ｗの約1/2倍以上外径側に位置するよう
にした。このようにすることにより冷却効率のよ
い液冷空隙巻線固定子を得ることを可能としたも
のである。
以下、実施例について説明する。第５図及び第
６図には一実施例が示されている。なお従来と同
じ部品には同じ符号を付したので説明は省略す
る。本実施例では冷却パツド３の電機子巻線２側
の内径端部を、固定子鉄心１の内径端部より外径
方向に寸法ｈだけ沈めたが、このｈ寸法を冷却パ
ツド３の厚み寸法Ｗの1/2倍以上とした。このよ
うにすることにより、冷却パツド３は固定子鉄心
１の内径端部より冷却パツド３の厚み寸法Ｗの約
１／２倍以上の所から外径側にかけて配置されるの
で、冷却パツド３は半径方向から入射する磁束と
鎖交する部分がなくなり、固定子鉄心１の内孔部
に入射する磁束は冷却パツド３の内径端部と殆ん
ど鎖交することがなくなる。従つて冷却パツド３
の鎖交磁束による渦電流損が低減し、冷却効率の
よい液冷空隙巻線固定子を得ることができる。
６図には一実施例が示されている。なお従来と同
じ部品には同じ符号を付したので説明は省略す
る。本実施例では冷却パツド３の電機子巻線２側
の内径端部を、固定子鉄心１の内径端部より外径
方向に寸法ｈだけ沈めたが、このｈ寸法を冷却パ
ツド３の厚み寸法Ｗの1/2倍以上とした。このよ
うにすることにより、冷却パツド３は固定子鉄心
１の内径端部より冷却パツド３の厚み寸法Ｗの約
１／２倍以上の所から外径側にかけて配置されるの
で、冷却パツド３は半径方向から入射する磁束と
鎖交する部分がなくなり、固定子鉄心１の内孔部
に入射する磁束は冷却パツド３の内径端部と殆ん
ど鎖交することがなくなる。従つて冷却パツド３
の鎖交磁束による渦電流損が低減し、冷却効率の
よい液冷空隙巻線固定子を得ることができる。
なお冷却パツド３の内径端部と固定子鉄心１の
内径端部との間の寸法ｈは、磁束との鎖交による
渦電流損の発生防止という点からは冷却パツド３
の厚み寸法Ｗの1/2倍以上で、かつ大きくなる程
効果が大きいが、このｈ寸法を大きくとり渦ぎる
と、冷却パツド３と被冷却体である固定子鉄心１
との積層方向の伝熱接触面積が減少し冷却効果が
減少するので、磁束との鎖交量が実用上支障のな
い寸法すなわち冷却パツド３の厚み寸法Ｗのほぼ
１／２に選ぶのが適当である。
内径端部との間の寸法ｈは、磁束との鎖交による
渦電流損の発生防止という点からは冷却パツド３
の厚み寸法Ｗの1/2倍以上で、かつ大きくなる程
効果が大きいが、このｈ寸法を大きくとり渦ぎる
と、冷却パツド３と被冷却体である固定子鉄心１
との積層方向の伝熱接触面積が減少し冷却効果が
減少するので、磁束との鎖交量が実用上支障のな
い寸法すなわち冷却パツド３の厚み寸法Ｗのほぼ
１／２に選ぶのが適当である。
なおまた同図中で４は固定子鉄心１の内径端部
の温度や振動計測用のセンサであり、冷却パツド
３の内径端部を固定子鉄心内径端部よりもｈだけ
沈めたことにより形成される空隙５及び冷却パツ
ド３の周方向に形成した空隙６を利用して、リー
ド線４ａが固定子鉄心１の外径側に引き出されて
いる。このように冷却パツド３の内径端部と固定
子鉄心１の内径端部との間に形成される空間５を
利用して固定子鉄心１の内径端部の温度や振動計
測用のセンサ４を設置したものでは、電機子巻線
２の装着以前に簡単かつ確実にセンサ４の取り付
け及び配線作業ができる等、本発明実施による付
加価値を向上させ得る利点がある。
の温度や振動計測用のセンサであり、冷却パツド
３の内径端部を固定子鉄心内径端部よりもｈだけ
沈めたことにより形成される空隙５及び冷却パツ
ド３の周方向に形成した空隙６を利用して、リー
ド線４ａが固定子鉄心１の外径側に引き出されて
いる。このように冷却パツド３の内径端部と固定
子鉄心１の内径端部との間に形成される空間５を
利用して固定子鉄心１の内径端部の温度や振動計
測用のセンサ４を設置したものでは、電機子巻線
２の装着以前に簡単かつ確実にセンサ４の取り付
け及び配線作業ができる等、本発明実施による付
加価値を向上させ得る利点がある。
上述のように本発明は、冷却パツドの内径端部
を、固定子鉄心の内孔面より冷却パツドの厚み寸
法Ｗの約1/2倍以上の外径側に位置するようにし
たので、冷却パツドの内径端部は殆んど磁束と鎖
交しなくなつて、冷却パツドの鎖交磁束による渦
電流損を低減することができるようになり、冷却
効果のよい液冷空隙巻線固定子を得ることができ
る。
を、固定子鉄心の内孔面より冷却パツドの厚み寸
法Ｗの約1/2倍以上の外径側に位置するようにし
たので、冷却パツドの内径端部は殆んど磁束と鎖
交しなくなつて、冷却パツドの鎖交磁束による渦
電流損を低減することができるようになり、冷却
効果のよい液冷空隙巻線固定子を得ることができ
る。
第１図は従来の液冷空隙巻線固定子の縦断面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第
３図は第１図のイ枠部の冷却パツドの内径端部と
鎖交する磁束の分布状態を説明する説明図、第４
図は冷却パツドの径方向距離と鎖交磁束との関係
を示す特性図、第５図は本発明の液冷空隙巻線固
定子の一実施例の縦断面図、第６図は第５図のＢ
−Ｂ線に沿う断面図である。 １……固定子鉄心、２……電機子巻線、３……
冷却パツド、３ａ……液冷回路。
図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第
３図は第１図のイ枠部の冷却パツドの内径端部と
鎖交する磁束の分布状態を説明する説明図、第４
図は冷却パツドの径方向距離と鎖交磁束との関係
を示す特性図、第５図は本発明の液冷空隙巻線固
定子の一実施例の縦断面図、第６図は第５図のＢ
−Ｂ線に沿う断面図である。 １……固定子鉄心、２……電機子巻線、３……
冷却パツド、３ａ……液冷回路。
Claims (1)
- １ 薄鋼板を積層し、環状に形成した固定子鉄心
と、この固定子鉄心の所要の積層毎に混積され、
かつ積層方向の厚み寸法がＷで、金属材料から形
成された複数個の冷却パツドと、前記固定子鉄心
の内孔中に装着・固定された電機子巻線とからな
る液冷空隙巻線固定子において、前記冷却パツド
の内径端部を、前記固定子鉄心の内孔面より前記
冷却パツドの厚み寸法Ｗの約1/2倍以上外径側に
位置するようにしたことを特徴とする液冷空隙巻
線固定子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56160222A JPS5863047A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 液冷空隙巻線固定子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56160222A JPS5863047A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 液冷空隙巻線固定子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5863047A JPS5863047A (ja) | 1983-04-14 |
| JPS6350944B2 true JPS6350944B2 (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=15710353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56160222A Granted JPS5863047A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 液冷空隙巻線固定子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5863047A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990004745A1 (en) * | 1988-10-19 | 1990-05-03 | Senji Oikawa | Heat generating motor and warm air and warm water generator using same |
| DE102008016946A1 (de) * | 2008-04-01 | 2009-10-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetvorrichtung einer elektrischen Maschine mit Kühlmittelleitung |
-
1981
- 1981-10-09 JP JP56160222A patent/JPS5863047A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5863047A (ja) | 1983-04-14 |
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