JPS6364535A - 回転子線輪の支持構造 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転電機の回転子線軸の支持構造に係り、特
に１回転子コイル支持構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６１−５４８３７号公報に記載の
ように、いわゆる、ロータコイルのエンドでコイルの冷
却を強制的に行なう場合、コイル間に配置されるスペー
サに凹凸状の通風路を形成させている。

しかし、上述の方法では、下記にあげる特性を満足させ
るためには、技術的に達成できないきらいがある。すな
わち、 （１）ロータの遠心力が、コイル絶縁層１　ｔｍ　”当
り、２ｋｇ以上、苛酷な機械では、５ｋｇとなる場合、
あるいはこれ以上となる場合。

（２）コイル間に入れた、（周方向間隔に）スペーサが
、加熱により方法収縮を起こした場合、コイルの絶縁層
に対して、しっかりと打ち込まれた状態とならない。

（３）上記（１）（２）に対して、バイント掛けにより
コイルの絶縁層を介して、コイルがバイントによる締付
力に対する反力を発生させている。遠心力が、２〜５　
ｋｇ’　／　ｎｕ　’　のオー、ダになると、コイルの
導体部分も、歪みが大きくなるので、面圧により、方法
が収縮する。この時、コイルの絶縁層は、コイル芯線分
との間で、剥離が発生する。これは、絶縁層を取り出し
て、考えてみると、一種の座屈現象を起こしていること
になる。

通常のコイルでは、この問題は、はとんど重要視しなく
てよいが、大径で、高速、かつ、高電圧で使用される円
筒型励磁水力発電電動機のようなロータは、絶縁層のふ
くらみが発生する。

この現象が発生すると、コアスロット内に入っていない
、コイルエンドでは、絶縁層が剥離し、かつ、これがひ
どくなるとＩＩＡ縁層が浮き上がる。

この状態では、芯線の温度が高くなり増々、絶縁層のふ
くらみを助長し、ひいては、絶縁劣化や絶縁層の機械的
劣化につながる。

この現象は、コイル断面の巾と、高さく径方向の方法）
の比が大きい場合、すなわち、磁束の大きな機械で、ス
ロット形状が、周方向の方法が小さく、スロット深さく
径方向）の大きなロータでは、顕著となる。

上述した、従来法では、この点が、十分に考慮されてい
なかった。

〔発明が解決しようとする問題点３ 回転子コイルの断面形状には、一般に、長方形を採用し
ている０回転子コイルが回転子に挿入されている状態を
第５図に示す、長方形が採用される理由として回転子の
外形寸法を小さく８来ることもあるが、回転子の鉄心外
では放熱面積が大きくなり、有利なこともある。特に、
高回転、大容量機でバイント線、又は、保持環等をもつ
回転子では１回転子コイルのエンド部を冷却するために
は冷却通風を回転子コイル間の隙間を通風するアキシャ
ル通風方式が採用される。一方、回転機は高速回転、大
容量化が進み回転子コイルは長方形の巾寸法と高さ寸法
比が増大し、高さ寸法きは増々増えている。又、高速回
転、大容量化に伴い、回転子コイルには高遠心力による
面圧の増大、高電圧化が要求される。

このような背景にあって、従来技術は回転子コイルエン
ド部の冷却はアキシャル冷却で回転子コイルの一部分の
みの冷却であり、回転子コイル間に挿入されているスペ
ーサも通風孔の無い長手方向のスペーサを採用し９周方
向に力が働く構造は採用されて無い。又、軸方向に連続
して挿入もしていないこのため回転子エンド部の回転子
コイルは、遠心力の増大と共に巾方向に加わる面圧が大
きくなり、第４図に示す導体３と対地絶縁層２間で、剥
離や、ふくれが生じ、冷却効果を著しく低下させ、絶縁
耐力の早期低下もみられ問題があった。

本発明の目的は、回転子コイルエンド部において、アキ
シャル（軸方向）冷却通風構造とし、回転子コイルに周
方向（高さ方向の腹の部分）に、面圧の加わる回転子ス
ペーサとすることによって、導体３と対地絶縁層間の剥
離や、ふくれが無く。

冷却効果もそこなわれないため、絶縁耐力の著しい低下
が無くなる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、第１図に示すように、回転子コイル間に長
手方向全長に亘って、アキシャル冷却通風構造をもつ一
体状又は分割されたスペーサｌａ。

ｌｂ、ｌｃを挿入したことによって、バイント線６又は
、保持環等の締付力による回転子コイルに加わる面圧を
分担することによって、回転子コイルに加わる面圧が低
減され、対地絶縁層が剥離又は、ふくらむのが抑止され
る。

また、スペーサ１ａはバイント線、又は、保持環等の締
付力によって内径側に移動することによってスペーサ１
ｃに周方向に面圧が加わり、対地絶縁層が剥離、又は、
ふくらむのを抑止する。スペーサ１ｂは回転時、自重に
よる遠心力によって外径側に移動しスペーサ１ｃに面圧
が加わり、スペーサ１ａの場合と同様の作用をする。尚
、スペーサ１ｂは、経年劣化等によって枯れが生じても
、回転子コイル間に隙間が発生しない方向に移動するた
め、常に、対地絶檄層２に面圧が加わるため絶′ａＭが
剥離、又は、ふくらみは防止される。

以上のことにより、長方形をした回転子コイルは四面共
、常に、面圧が加わる構造とすることにより、既コイル
の絶縁層の浮き上がり抑止が可能となる。

〔作用〕

（１）第１図に示すスペーサｌａ、ｌｂ、ｌｃは、（回
転子コイルを冷却するための通風孔はなくてもよい、）
通風孔の形状には、特に、とられれないが、スペーサ１
　ａ、　１　ｂｅ　１　ｃｔが組合わされた状態でスペ
ーサｌａ、ｌｂ、ｌｃ、の全長に亘って通風孔をもつ構
造とし、回転子コイルを冷却する作用をする。

（２）第１図に示すスペーサ１ａは、回転子コイルの外
周面側を１回転子コイルより高くしである。

又、スペーサ１ｃとの面接触は、スペーサ１ａがバイン
ト線、又は、保持環等の締付力によって、内径側に移動
することによって、スペーサ１ｃに周方向、すなわち、
図の左右方向分力が加わる形状をし１分力は対地絶縁層
に加わる構造となっている。

（３）第１図に示すスペーサ１ｂは、回転時自重による
遠心力によって、外径側に移動出来る形状をし、スペー
サ１ｂが外径側に移動することによって、スペーサ１ｃ
に分力が加わる。この形状をしているので、分力は、対
地絶縁層に加わる構造となる。

（４）回転子コイルエンド部（回転子鉄心以外の部分）
に於いて、第１図に示すスペーサ１ｃは、対地絶縁層２
との接合は、連続して接面する形状としても、継続して
接面する形状のどちらの構造としてもよいが、対地絶縁
層２に周方向、第１図では左右方向に面圧が加わる構造
となっている。

また、第１図に示すスペーサｌａ、ｌｂとの接面におい
ても、対地絶縁層２に面圧が加わる形状となる。

（５）第２図に示す押し上げバネ５は、第１図に示すス
ペーサ１ｂが最大限外形側に移動しても、スペーサ１ｂ
の自重により高いバネ荷重をもつバネ構造のバネであれ
ば、特に、形状にとられれない押上げバネ５の構造をも
つ。

（６）以上の特性のスペーサｌａ、ｌｂ、ｌｃ、押し上
げバネ５、によって、常に、対地絶縁層２゜に面圧が加
えられるような動作をする。それによって導体３と対地
絶縁層２間に於いて剥離や、ふくらみが抑止されること
によって冷却効果はそこなわれないため、著しい絶縁耐
力の低下は無くなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図及び第５図に
より説明する。

第１図の導体３と対地絶縁層２によって、回転子コイル
は構成される１回転子コイルは、エンドプレート９の外
周側にエンドプレート絶縁８を施した後、スロットに挿
入される。

鉄心外の回転子コイル間（回転子コイルエンド部）には
、スペーサｌａ、ｌｂ、ｌｃを挿入する。

スペーサ１ｃとｌａ、及び１ｃと１ｂはテーパ状で接面
される構造である。スペーサｌａ、ｌｂはそれぞれ冷却
通風孔４を設けである。スペーサｌａｗ　ｌｂ、ｌｃが
挿入された後にも、第１図に示すように、冷却通風孔４
ａをもつ。

スペーサ１ａは、バイント下絶縁７と接する面は、回転
子コイルより高くしてあり、スペーサｉｃｙ　ｌｂを挿
入後、バイント下絶１＃７側より挿入する。

スペーサ１　ａ　＋　１　ｂ　？　１　ｃを挿入後バイ
ント下絶縁、バイント線６を行う、バイント線は張力を
加えて行ない、張力によりスペーサ１ａは押し下げられ
、スペーサ１ｃを介して、対地絶縁層２とスペーサ１ｃ
は密着され、対地絶縁層２には面圧が加った状態で固定
される。

これにより対地絶８Ｍ２に加わる面圧は、スペーサｌａ
、ｌｂ、ｌｃで構成された構造によって、バイント締付
力による面圧をスペーサｌａ、ｌｂ。

１ｃにも、加わるため低減される。

スペーサ１ｂは、停止中は遠心力が働かないため、対地
絶縁層２の、ふくらみを防止するための分力は発生しな
い。このため、第２図に示す押し上げバネ５をスペーサ
１ｂを挿入する前に入れておき、分力が加わるようにす
る。

本実施例によれば、対地絶縁層２の剥離及びふくらみは
抑止され、絶縁耐力の低下が無く、有効な回転子線輪の
コイル間支持構造が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、常に対地絶縁層の四面に面圧をかけて
いるので、対地絶縁層の剥離や、ふくらみを抑止できる
ので、絶縁耐力の熱的、機械的低下の少ないエンド部構
造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明の一実施例の回転子エンド部
の縦断面図、第３−１本発明に係る応用例の縦断面図、
第４図は回転子コイルの断面図、第５図は本発明の斜視
図、第６図は本発明の応用例の正面図および側面図であ
る。 １・・・スペーサ、２・・・対地絶縁層、３・・導体、
４・・・冷却通風孔、５・・・押し上げバネ、６・・・
バイント線。 ７・・・バイント下絶縁、８・・・エンドプレート絶踪
、９・・・エンドプレート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転子コイルが、エンドプレートとバイント線、又
   は、保持環等によつて、サンドイッチ構造と成る回転子
   であつて、隣接する前記回転子コイルの相互の間隙にス
   ペーサを備えた構造において、 前記スペーサを分割構造とし、前記バイント線、又は前
   記保持環等の締付力による面圧によつて前記スペーサを
   介して周方向に分力が働き前記回転子コイルを周方向に
   押える構造としたことを特徴とする回転子線輪の支持構
   造。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記回転子コイル
   相互間の前記スペーサが、回転時の遠心力によつて、周
   方向に分力が働き、回転子コイルを押えることを特徴と
   した回転子線輪の支持構造。