KR100237907B1

KR100237907B1 - Electrical rotating machine

Info

Publication number: KR100237907B1
Application number: KR1019970004245A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 모리; 신고 요코야마; 가도 미야카와; 가즈미사 후지오카
Original assignee: 가나이 쓰도무; 가부시키가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR970063868A; IN191394B

Abstract

가스터빈 발전기와 같은 회전식 전기기계에 관한 것으로서, 제조코스트를 증가시키지 않고 반경방향 유로구조를 구비한 회전자를 갖는 회전전기기계의 냉각성능을 증대시키기 위해, 회전자의 외표면에 축방향으로 마련되고, 이 회전자의 주위에 간격을 두고 원주방향으로 배치된 여러개의 코일슬롯, 코일슬롯의 바닥부에 형성된 서브슬롯, 코일슬롯에 수납된 회전자 권선, 코일슬롯에 수납된 회전자 권선을 회전자에 고정시키는 웨지 및 회전자 권선에 관해 폭방향으로 형성되고 서브슬롯에서 웨지로 연장하는 여러개의 반경방향 통풍유로를 포함하는 것으로 하였다.A rotary electric machine, such as a gas turbine generator, is provided axially on an outer surface of a rotor to increase cooling performance of a rotary electric machine having a rotor having a radial flow path structure without increasing a manufacturing cost. A plurality of coil slots circumferentially spaced around the rotor, subslots formed at the bottom of the coil slot, rotor windings housed in the coil slots, and rotor windings housed in the coil slots. Wedges and rotor windings secured to the former were assumed to include a plurality of radial draft flow paths that are formed in the width direction and extend from the subslot to the wedge.

이렇게 하는 것에 의해 저코스트이고 신뢰성이 높은 대용량의 공기냉각형 회전 전기기계를 얻을 수 있다.In this way, a low cost, highly reliable, high capacity air-cooled rotary electric machine can be obtained.

Description

Rotary electric machine

본 발명은 가스터빈 발전기와 같은 회전식 전기기계에 관한 것으로서, 특히 대용량의 가스직냉시 회전 전기기계에 대한 냉각구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary electric machine, such as a gas turbine generator, and more particularly to a cooling structure for a large capacity direct gas rotary electric machine.

가스직냉식 회전 전기기계의 회전자는 여러개의 회전자 권선 또는 코일이 배치되는 축방향으로 형성된 코일슬롯을 갖는다. 이들 코일슬롯은 회전자의 외표면에 따라 간격을 두고 배치되고, 동일 자극을 구성하는 여러개의 코일은 자극주변에 동심으로 배치된다. 이들 코일은 코일도체를 반경방향으로 여러번 턴 적층해서 형성된 것으로 이들 턴 사이에는 절연층이 마련된다. 이 코일에 외부 전류가 흐르면, 전자계가 각각의 자극에서 발생된다.The rotor of a gas cooled rotary electric machine has an axially formed coil slot in which several rotor windings or coils are disposed. These coil slots are arranged at intervals along the outer surface of the rotor, and several coils constituting the same magnetic pole are arranged concentrically around the magnetic pole. These coils are formed by laminating coil conductors several times in the radial direction, and an insulating layer is provided between these turns. When an external current flows through this coil, an electromagnetic field is generated at each magnetic pole.

회전자의 회전에 의해 생성된 강한 원심력에 의해서 회전자가 코일 외경쪽으로 어긋나는 것을 방지하도록 회전자는 코일슬롯 내부에 웨지로 고정되고, 회전자 끝부는 코일 외표면에 접하도록 마련된 원통형상의 유지링에 의해 고정된다.The rotor is fixed with a wedge inside the coil slot to prevent the rotor from shifting toward the outer diameter of the coil by the strong centrifugal force generated by the rotation of the rotor, and the rotor end is fixed by a cylindrical retaining ring provided to contact the outer surface of the coil. do.

코일에 전류를 공급하는 것에 의해 코일도체에 걸쳐서 줄열이 발생한다. 마이카(mica)와 같은 내열성이 높은 재료가 코일절연층으로서 사용되지만, 온도 상승은 100℃ 또는 120℃가 한계이다. 또, 온도상승과 연관된 코일도체의 열팽창은 코일 및 회전자의 왜곡을 부가해서 회전진동을 발생시키기도 한다.By supplying current to the coil, Joule heat is generated over the coil conductor. Although a high heat resistant material such as mica is used as the coil insulation layer, the temperature rise is limited to 100 ° C or 120 ° C. In addition, thermal expansion of the coil conductors associated with the temperature rise may cause distortion of the coil and the rotor to generate rotational vibration.

일본국 특허공보 평성5-48058호에 개시된 반경방향으로 형성된 유로(이하, 단지 반경방향 유로라 한다) 냉각방식이라 불리우는 구조는 냉각가스를 사용하여 코일을 냉각하는 것에 의해 코일온도가 너무 올라가는 것을 방지한다. 일반적으로, 이 턴 사이에 전기절연을 유지하면서, 서브슬롯이 코일슬롯의 바닥부에 마련되어 코일끝부로부터의 통풍유로로서 사용되고, 다수의 유로가 코일의 반경방향으로 마련된다. 구멍은 유로가 회전자의 외직경의 표면과 통하도록 웨지로서 형성된다. 냉각가스가 서브슬롯을 통해 반경방향유로를 따라서 공급되는 것에 의해 코일온도가 소정의 온도 이하로 유지된다.The radially flow path (hereinafter referred to simply as a radial flow path) cooling system disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 5-48058 prevents the coil temperature from rising too much by cooling the coil using cooling gas. do. Generally, while maintaining electrical insulation between these turns, subslots are provided at the bottom of the coil slots and used as the ventilation flow paths from the coil ends, and a plurality of flow paths are provided in the radial direction of the coils. The hole is formed as a wedge such that the flow path communicates with the surface of the outer diameter of the rotor. The coil temperature is maintained below a predetermined temperature by supplying cooling gas along the radial flow path through the subslot.

그러나, 이 구조의 문제는 반경방향 유로에 있어서의 공기의 풍량이 제한된다는 점이다. 이것은 반경방향 유로의 통풍헤드가 실질적으로 회전자의 외경에 일치하게 결정되며, 회전자의 외경이 재료강도의 제약으로 인해 대략 1m가 한계이기 때문이다. 종래에는 반경방향 유로의 내면을 오목볼록으로 형성하는 방법이나 열전달을 향상시키기 위해 사용된 다른 방법을 실행하는 것에 의해 난류가 발생되었다. 그러나, 난류촉진을 하면 할수록 통풍손실이 발생하고 유로내를 흐르는 공기의 온도상승과 열전달의 향상분이 상쇄되어 실제로 냉각성능의 대폭적인 향상이 나타나는 것은 아니었다. 그 때문에 이 반경방향 유로 냉각방식 발전기는 발전용량이 50MVA급정도 이하의 것에만 사용되었다.However, a problem with this structure is that the air volume in the radial flow path is limited. This is because the ventilation head of the radial flow path is determined to substantially coincide with the outer diameter of the rotor, and the outer diameter of the rotor is limited to approximately 1 m due to the constraint of the material strength. Conventionally, turbulence has been generated by implementing a method of forming the inner surface of the radial flow path into concave convex or another method used to improve heat transfer. However, the more turbulent acceleration, the greater the loss of ventilation, the higher the temperature rise and the better the heat transfer of the air flowing in the flow path. For this reason, this radial flow-cooled generator was used only for a power generation capacity of 50 MVA or less.

가스터빈 발전기의 원동기 출력용량은 매년 증가추세에 있고, 금후에는 주로 150MVA급 이상의 것이 사용될 것이다. 이 원동기 출력용량의 증가에 대응하기 위해서는 발전기 용량을 증가시켜야 한다. 발전기의 용량을 증가시키기 위해서는 상술한 바와 같이 회전자를 축방향으로 길게 해야만 하고, 회전자의 외경은 생성된 원심력에 관해서 충분한 강도를 유지하기 위해 대략 1m로 제한된다. 회전자를 축방향으로 길게 하는 것은 고정자의 길이를 증가시키는 것에 의해 달성되며 발전기의 제조시 정밀가공이 요구되므로 제조코스트가 증대해 버린다.The prime mover output capacity of gas turbine generators is increasing every year, and more than 150 MVA class will be used in the future. To counter this increase in prime mover output capacity, the generator capacity must be increased. In order to increase the capacity of the generator, as described above, the rotor must be lengthened in the axial direction, and the outer diameter of the rotor is limited to approximately 1 m to maintain sufficient strength with respect to the generated centrifugal force. The lengthening of the rotor in the axial direction is achieved by increasing the length of the stator, which increases the manufacturing cost since precision machining is required in the manufacture of the generator.

회전자의 자력을 증대시키는 것에 의해 큰 용량을 마련하는 것이 고려되고 있다. 자력의 증대는 회전자코일을 거쳐서 흐르는 전류를 증가시키는 것에 의해 마련되므로, 회전자코일을 거쳐서 발생되는 열은 전류값의 2승으로 증가해 버려 반경방향 유로 냉각구조에서는 발전용량을 증대시키는 것은 불가능하다.It is considered to provide a large capacity by increasing the magnetic force of the rotor. Since the increase in the magnetic force is provided by increasing the current flowing through the rotor coil, the heat generated through the rotor coil increases by the power of the current value, so it is impossible to increase the power generation capacity in the radial flow path cooling structure. Do.

종래 100MVA급의 대용량기에 사용되는 갭픽업(gap pick-up) 냉각방식이나 냉각가스로서 3~5기압 정도의 가압수소를 사용하는 수소냉각방식이 가스터빈 발전기를 위해 필요하였다.A gap pick-up cooling method used in a conventional 100MVA class large capacity device or a hydrogen cooling method using pressurized hydrogen of about 3 to 5 atm as a cooling gas was required for a gas turbine generator.

첫번째의 방식은 회전자 주위의 원주영역에 냉각가스를 도입하는 것으로서, 반경방향 유로방식과 다른 처리이다. 회전자의 큰 원주속도를 냉각가스의 순환압력으로서 이용할 수 있으므로, 매우 큰 냉각가스 유량과 열전달을 얻을 수 있다. 두번째 방식은 수소의 열전도율이 공기의 약 7배이므로, 냉각구조가 동일해도 냉각성능을 증가시킬 수 있다. 이들 양자의 방식은 독립적으로 사용되는 것은 드물고 조합해서 사용되는 경우가 많다.The first method is to introduce cooling gas into the circumferential region around the rotor, which is a different process from the radial flow path method. Since the large circumferential speed of the rotor can be used as the circulation pressure of the cooling gas, a very large cooling gas flow rate and heat transfer can be obtained. In the second method, since the thermal conductivity of hydrogen is about 7 times that of air, the cooling performance can be increased even though the cooling structure is the same. Both of these methods are rarely used independently and are often used in combination.

그러나, 갭픽업 방식에 따르면, 웨지의 냉각유로의 출입구부가 냉각가스의 순환압력으로서 마련되도록 회전자의 원주속도를 사용하기 위해 복잡한 형태로 되어야 한다. 또, 냉각유로는 외경의 표면에서 냉각가스를 유도하고, 내경측의 표면에서 외경표면으로 코일내의 흐름을 발전시키며 외경의 표면에서 냉각가스를 배출시키기 위해 외경에서 회전자의 입구 및 출구를 갖는 순환유로이어야 한다. 따라서, 냉각구조를 마련하기 위해 제조비용이 증가되는 기계가공을 실행해야만 한다. 반경방향 유로 냉각구조에서 사용되는 펀칭가공에 요구되는 코스트에 비해 제조코스트가 대폭으로 증가된다.However, according to the gap pick-up method, the entrance portion of the cooling flow path of the wedge must be complicated in order to use the circumferential speed of the rotor so that it is provided as the circulation pressure of the cooling gas. In addition, the cooling passage circulates with the inlet and the outlet of the rotor at the outer diameter to induce cooling gas from the outer diameter surface, develop a flow in the coil from the inner diameter surface to the outer diameter surface, and discharge the cooling gas from the outer diameter surface. Must be euro Therefore, machining must be carried out to increase the manufacturing cost to provide a cooling structure. The manufacturing cost is significantly increased compared to the cost required for punching used in the radial flow path cooling structure.

기본적으로, 수소냉각은 종래의 반경방향 유로 냉각구조에서도 충분한 효과가 있다. 그러나, 발전기를 완전히 밀폐해야 하므로, 밀폐구조에 특수한 기술이 필요하게 된다. 공기냉각방법에서는 불필요한 수소의 순도 관기를 위한 주변기기도 필요하고, 따라서 발전기 공장 전체의 코스트를 상승시킨다. 또, 수소는 극히 폭발성이 높은 가스로서, 가스터빈 등의 화기가 있는 환경에서는 사용이 곤란하다.Basically, hydrogen cooling has a sufficient effect even in a conventional radial flow path cooling structure. However, since the generator must be completely sealed, special techniques are needed for the sealed structure. The air cooling method also requires peripherals for unnecessary hydrogen purity irrigation, thus increasing the cost of the entire generator plant. In addition, hydrogen is an extremely explosive gas, and it is difficult to use in an environment where fires such as gas turbines are present.

상술한 바와 같이, 상기 종래기술에서는 발전기의 용량증가에는 대응할 수 있지만, 발전출력당의 코스트는 상기 반경방향 유로냉각에 사용하는 장비보다 높다.As described above, although the capacity of the generator can be increased in the related art, the cost per generation output is higher than the equipment used for the radial flow path cooling.

본 발명의 목적은 제조코스트를 증가시키지 않고 반경방향 유로구조를 구비한 회전자를 갖는 회전전기기계의 냉각성능을 증대시키는 것이다.It is an object of the present invention to increase the cooling performance of a rotating electric machine having a rotor having a radial flow path structure without increasing the manufacturing cost.

본 발명의 다른 목적은 큰 용량을 갖는 저렴한 발전기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an inexpensive generator with a large capacity.

제1도는 본 발명에 따른 가스터빈 발전기의 개략도.1 is a schematic diagram of a gas turbine generator according to the present invention.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 발전기의 전체구조를 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the overall structure of a generator according to an embodiment of the present invention.

제3도는 제2도에 도시된 발전기의 다른 모드를 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining another mode of the generator shown in FIG.

제4도는 제2도의 발전기에 있어서 회전자 끝부에서의 자계코일구조의 투시도.4 is a perspective view of a magnetic field coil structure at the rotor end of the generator of FIG.

제5도는 본 발명의 실시예에 따른 자계코일을 사용하는 회전자의 단면투시도.5 is a cross-sectional perspective view of a rotor using a magnetic field coil according to an embodiment of the present invention.

제6도는 본 발명의 실시예에 따른 자계코일 도체의 통풍구멍 배치의 1예를 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining an example of the arrangement of the ventilation holes of the magnetic field coil conductor according to the embodiment of the present invention.

제7도는 본 발명의 실시예에 따른 자계코일 도체의 통풍구멍 배치의 다른예를 설명하기 위한 도면.7 is a view for explaining another example of the arrangement of the ventilation holes of the magnetic field coil conductor according to the embodiment of the present invention.

제8도는 본 발명의 실시예에 따른 자계코일 도체의 통풍구멍 배치의 다른예를 설명하기 위한 도면.8 is a view for explaining another example of the arrangement of the ventilation holes of the magnetic field coil conductor according to the embodiment of the present invention.

제9도는 본 발명의 실시예에 따른 자계코일 도체의 통풍구멍 배치의 다른예를 설명하기 위한 도면.9 is a view for explaining another example of the arrangement of the ventilation holes of the magnetic field coil conductor according to the embodiment of the present invention.

제10도는 본 발명의 실시예에 따른 자계코일 도체의 통풍구멍 배치의 다른예를 설명하기 위한 도면.10 is a view for explaining another example of the arrangement of the ventilation holes of the magnetic field coil conductor according to the embodiment of the present invention.

제11도는 본 발명의 실시예에 따른 자계코일 도체의 통풍구멍 배치의 다른 예를 설명하기 위한 도면.11 is a view for explaining another example of the arrangement of the ventilation holes of the magnetic field coil conductor according to the embodiment of the present invention.

제12도는 본 발명의 실시예에 따른 자계코일 도체의 통풍구멍수와 도체의 온도상승의 관계를 도시한 그래프.12 is a graph showing the relationship between the ventilation hole number of the magnetic field coil conductor and the temperature rise of the conductor according to the embodiment of the present invention.

제13도는 본 발명의 실시예에 따른 자계코일 도체의 폭에 대한 통풍구멍의 폭(일정)의 합과 도체의 온도상승의 관계를 도시한 그래프.FIG. 13 is a graph showing the relationship between the sum of the widths (constants) of the ventilation holes and the temperature rise of the conductors with respect to the width of the magnetic field coil conductor according to the embodiment of the present invention. FIG.

제14도는 본 발명의 실시예에 따른 자계코일 도체에 있어서 구멍의 열수가 정수인 경우 도체의 폭에 대한 통풍구멍의 전체폭의 비율과 도체의 온도상승의 관계를 도시한 그래프.14 is a graph showing the relationship between the ratio of the total width of the ventilation holes to the width of the conductor and the temperature rise of the conductor in the magnetic coil conductor according to the embodiment of the present invention when the number of holes is an integer.

제15도는 본 발명의 다른 실시예에 다른 자계코일을 도시한 회전자의 단면 투시도.15 is a cross-sectional perspective view of a rotor showing a magnetic field coil according to another embodiment of the present invention.

제16도는 제15도에 있어서 회전자로서 사용하기 위한 자계코일 도체의 통풍구멍의 배치의 일예를 설명하기 위한 도면.FIG. 16 is a view for explaining an example of the arrangement of the ventilation holes of the magnetic field coil conductor for use as the rotor in FIG.

제17도는 회전자에 있어서 반경방향 통풍유로에 따른 축방향의 풍량분포를 도시한 그래프.FIG. 17 is a graph showing an axial airflow distribution along a radial ventilation path in a rotor. FIG.

제18도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자계코일 도체의 통풍구멍 배치의 일예를 설명하기 위한 도면.18 is a view for explaining an example of the arrangement of the ventilation holes of the magnetic field coil conductor according to another embodiment of the present invention.

제19도는 본 발명에 따른 회전자 끝부의 냉각구조를 설명하기 위한 도면.19 is a view for explaining the cooling structure of the rotor end according to the present invention.

제20도는 제19도에 도시한 회전자 끝부의 자계코일 도체를 회전자의 외경측 표면에서 본 것을 설명하기 위한 도면.FIG. 20 is a view for explaining the magnetic coil conductor of the rotor end shown in FIG. 19 seen from the outer diameter side surface of the rotor; FIG.

제21도는 본 발명에 따른 고정자의 냉각구조를 도시한 횡단면 개략도.Figure 21 is a cross-sectional schematic diagram showing the cooling structure of the stator according to the present invention.

제22도는 제21도에 도시한 고정자에 있어서 슬롯의 상세 단면도.FIG. 22 is a detailed sectional view of the slot in the stator shown in FIG. 21. FIG.

제23도는 제22도에 도시한 고정자에 있어서 축방향에 따른 슬롯의 상세 수직 단면도.FIG. 23 is a detailed vertical cross-sectional view of the slot along the axial direction of the stator shown in FIG. 22. FIG.

제24도는 본 발명에 따른 발전기의 부분단면 투시도.24 is a partial cross-sectional perspective view of a generator according to the present invention.

제25도는 종래의 반경방향 통풍유로의 냉각구조를 도시한 회전자 슬롯 단면 투시도.25 is a rotor slot cross-sectional perspective view showing a conventional cooling structure of a radial ventilation passage.

제26도는 종래의 자계코일 도체의 통풍구멍을 설명하기 위한 도면.26 is a view for explaining the ventilation hole of the conventional magnetic coil conductor.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 회전전기기계는 회전자의 외표면에 축방향으로 마련되고, 이 회전자 주위에 간격을 두고 원주방향으로 배치된 여러개의 코일슬롯, 코일슬롯 바닥부에 형성된 서브슬롯, 코일슬롯에 수납된 회전자 권선, 코일슬롯에 수납된 회전자 권선을 회전자에 고정시키는 웨지 및 회전자 권선에 관해 폭방향으로 형성되고, 서브슬롯에서 상기 웨지로 연장되는 여러개의 반경방향 통풍유로를 포함한다.According to the present invention for achieving the above object, the rotary electric machine is provided in the axial direction on the outer surface of the rotor, the plurality of coil slots, arranged in the circumferential direction at intervals around the rotor, the coil slot bottom portion Formed in the width direction with respect to the formed subslots, the rotor windings stored in the coil slots, the wedges fixing the rotor windings stored in the coil slots to the rotor, and the rotor windings, A radial draft flow path.

다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면 회전전기기계는 회전자의 외표면에 축방향으로 마련되고, 이 회전자 주위에 간격을 두고 원주방향으로 배치된 여러개의 코일슬롯, 코일슬롯 바닥부에 형성되는 서브슬롯, 코일슬롯에 수납되는 회전자 권선, 코일슬롯에 수납된 회전자 권선을 회전자에 고정시키는 웨지, 회전자 권선에 형성되고 서브슬롯에서 상기 웨지로 연장되는 반경방향 통풍유로 및 회전자의 외표면에 마련된 고정자를 포함하고, 냉각은 반경방향 통풍유로를 따라서 공기를 흐르게 하는 것에 의해 실행되고, 발전용량은 150MVA이상이며, 회전자의 축길이는 대략 3.5m이다.According to the present invention for achieving another object, the rotary electric machine is provided on the outer surface of the rotor in the axial direction, the plurality of coil slots arranged in the circumferential direction at intervals around the rotor, formed on the bottom of the coil slot A subslot, a rotor winding housed in the coil slot, a wedge for fixing the rotor winding housed in the coil slot to the rotor, a radial ventilation passage and a rotor formed in the rotor winding and extending from the subslot to the wedge It includes a stator provided on the outer surface of the cooling, cooling is carried out by flowing air along the radial ventilation flow path, the power generation capacity is 150MVA or more, the shaft length of the rotor is approximately 3.5m.

이하 본 발명의 실시예를 도면에 따라서 설명한다.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

제1도는 가스터빈 발전기를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 가스터빈 발전기에 있어서, 가스터빈 원동기(101)은 회전축(103)을 경유해서 발전기(102)로 회전출력을 전달한다. 제2도에 공기냉각 발전기의 개략 구조를 도시한다. 제2도는 개방형 구조의 개략적인 단면도로서, 공기냉각발전기는 외부공기를 도입하며 냉각에 공기를 사용하고 나서 외부로 공기를 배출한다. 이러한 타입의 발전기는 비교적 작은 용량을 갖는다. 구조가 비교적 간단하지만, 먼지가 쉽게 발전기 내부에 들어온다. 현재는 공기냉각기를 포함하고 공기를 발전기 내부에서 순환시키는 공기냉각기를 구비하는 폐쇄형이 주로 사용된다. 발전기의 폐쇄형 구조는 기본적으로 개방형과 마찬가지인 공기냉각발전기이다.1 is a diagram for conceptually explaining a gas turbine generator. In the gas turbine generator, the gas turbine prime mover 101 transmits the rotational output to the generator 102 via the rotary shaft 103. 2 shows a schematic structure of an air cooling generator. 2 is a schematic cross-sectional view of an open structure in which an air cooling generator introduces external air and uses air for cooling and then discharges the air to the outside. This type of generator has a relatively small capacity. The structure is relatively simple, but dust easily enters the generator. At present, a closed type including an air cooler and having an air cooler for circulating air inside the generator is mainly used. The closed structure of the generator is basically an air-cooled generator similar to the open type.

제2도, 제3도, 제24도에 도시한 바와 같이, 회전자(1)은 고정자(2)의 내부에 축받이(3)에 의해서 회전가능하게 지지된다. 동일 자극을 구성하는 여러개의 코일(4)는 자극주변에 동심으로 배치되고, 회전자(1)에 고정된다. 코일(4)에 작용하는 원심력을 방해하기 위해 그의 축방향의 부분은 회전자(1)의 외표면에 간격을 두고 형성된 코일슬롯에 의해 견고하게 지지되고, 원주방향의 회전자끝부는 유지링(5)로 견고하게 지지된다. 코일슬롯 및 회전자끝부의 코일형상 구조에 대해서는 후술한다. 팬(6)은 유지링(5)와 축받이(3) 사이에 배치된다. 팬(6)에 있어서 공기는 공기도입구(11)을 거쳐서 인입되고, 회전자(1) 및 고정자(2)로 보내진다. 화살표 7은 공기의 흐름방향을 나타낸다. 팬(6)에서 보내진 공기의 일부는 회전자(1)의 끝부의 코일(4)와 회전자(1)축 사이의 공간(8)로 흐른다. 공기의 코일(4)를 냉각한 후에 회전자(1)과 고정자(2) 사이의 공기간극(9)로 배출된다. 팬(6)에서 보내진 그 밖의 공기는 고정자(2)의 양측의 공간(10)과 공기간극(9)를 거쳐서 통과한다. 공간(10)을 통해서 흐르는 공기는 고정자 코일 끝부를 냉각하고, 공기간극(9)로 들어가는 공기는 회전자(1)에서 배출된 공기와 함께 고정자(2)의 반경방향으로 배치된 덕트를 통해 흘러들어가 고정자(2)를 냉각한다. 고정자(2) 및 그의 끝부를 거쳐서 통과한 공기는 외부로 방출된다. 밀폐형 공기냉각발전기는 이 공기를 외부로 방출하지 않고 그 대신에 그 공기를 냉각하고 재차 냉각공기를 팬(6)에 공급한다. 이러한 형태의 발전기는 외부로부터의 먼지 등의 혼입이 없기 때문에 비교적 큰 용량을 갖는 발전기가 요구되는 경우 많이 사용된다.As shown in FIG. 2, FIG. 3, FIG. 24, the rotor 1 is rotatably supported by the bearing 3 inside the stator 2. As shown in FIG. Several coils 4 constituting the same magnetic pole are arranged concentrically around the magnetic pole and fixed to the rotor 1. In order to prevent the centrifugal force acting on the coil 4, its axial part is firmly supported by coil slots formed at intervals on the outer surface of the rotor 1, and the circumferential rotor end is held by a retaining ring ( 5) is firmly supported. The coil shape of the coil slot and the rotor tip will be described later. The fan 6 is arranged between the retaining ring 5 and the bearing 3. In the fan 6, air is introduced via the air inlet 11 and sent to the rotor 1 and the stator 2. Arrow 7 shows the flow direction of air. Part of the air sent from the fan 6 flows into the space 8 between the coil 4 at the end of the rotor 1 and the axis of the rotor 1. After cooling the coil 4 of air, it is discharged into the air gap 9 between the rotor 1 and the stator 2. The other air sent from the fan 6 passes through the space 10 on both sides of the stator 2 and the air gap 9. The air flowing through the space 10 cools the stator coil ends, and the air entering the air gap 9 flows through the radially arranged ducts of the stator 2 together with the air discharged from the rotor 1. To cool the stator (2). Air passing through the stator 2 and its ends is discharged to the outside. The hermetic air cooling generator does not discharge this air to the outside but instead cools the air and supplies cooling air to the fan 6 again. This type of generator is often used when a generator having a relatively large capacity is required since there is no mixing of dust or the like from the outside.

고정자(2)는 고정자 프레임(12)에 의해서 지지되고, 이 고정자 프레임은 도시하고 있지 않지만 기초에 견고하게 고정된다. 이 고정자 프레임(12)와 고정자(2) 사이의 간극은 공기의 순환유로로서도 사용된다. 제24도에 있어서, 공기의 순환은 고정자(2)가 팬(6)의 출구측에 위치하는 포워드 플로(forward flow)형이다. 제3도에 도시된 바와 같이 고정자(2)가 입구측에 위치하는 경우, 공기 순환의 방향을 리버스 플로(reverse flow)형으로 할 수 있다. 이 경우, 회전자(1)을 통해서 흐르는 공기는 팬의 출구측상이어야 하므로, 회전자(1)의 끝부 및 고정자 프레임(12)의 구조가 다소 복잡하게 된다.The stator 2 is supported by the stator frame 12, which is not shown but firmly fixed to the foundation. The gap between the stator frame 12 and the stator 2 is also used as a circulation passage of air. In FIG. 24, the circulation of air is forward flow type in which the stator 2 is located at the outlet side of the fan 6. As shown in FIG. 3, when the stator 2 is located at the inlet side, the direction of air circulation can be reverse flow type. In this case, since the air flowing through the rotor 1 should be on the outlet side of the fan, the structure of the end of the rotor 1 and the stator frame 12 is somewhat complicated.

제4도는 제24도에 도시된 발전기로부터 추출한 회전자(1)의 끝부의 코일형상을 도시한 투시도이다. 여기에는 2개의 자극이 있다. 제4도에 있어서, 편의상 유지링은 생략하고 있다. 유지링은 회전자(1)의 슬롯에서 그의 끝부로 외측으로 돌출한 코일(4)의 외표면을 외측에서 유지한다. 회전자(1)의 코일(4)의 외표면에 형성되는 구멍(21)은 원심력에 대해서 코일(4)를 지지하기 위해 웨지(20)에 형성되고 후술하는 서브슬롯과 회전자(1)의 외표면을 관통하는 반경방향 유로를 형성하기 위한 공기배출구멍이다.4 is a perspective view showing the coil shape of the end portion of the rotor 1 extracted from the generator shown in FIG. There are two stimuli here. In FIG. 4, the retaining ring is omitted for convenience. The retaining ring keeps the outer surface of the coil 4 projecting outward from the slot of the rotor 1 to its end. A hole 21 formed in the outer surface of the coil 4 of the rotor 1 is formed in the wedge 20 to support the coil 4 against centrifugal force and the subslots and rotors 1 described below. An air discharge hole for forming a radial flow path penetrating the outer surface.

제25도는 2개의 코일슬롯에 대한 종래의 구조의 상세단면도이다. 코일(4)를 수납하기 위해 축방향으로 형성된 오목부인 코일슬롯(30)의 각각의 바닥부에 서브슬롯(31)이 형성된다. 서브슬롯(31)은 팬(6)에서의 공기가 통과하는 통풍유로로서 사용된다. 중력의 영향으로 코일도체(34)가 서브슬롯(31)을 떨어뜨리지 않도록, 이 서브슬롯(31)은 코일슬롯(30)보다 약간 좁다. 제26도에 도시된 바와 같이, 코일(4)는 다수의 가늘고 긴 통풍구멍(33)을 형성하는 코일도체(34)의 여러번의 턴의 반경방향으로 적층해서 형성된다. 코일도체(34)와 대응하는 위치에 구멍을 갖는 얇은 절연시트는 턴 사이에 놓여진다. 웨지(36)과 회전자(1)에 의해 지지되는 코일도체(34)와 절연시트로 이루어지는 코일(4)에 작용하는 원심력을 없애기 위한 대항력은 크리페이지블럭(creepage block)(35)에 의해 공급된다. 적층된 코일도체(34)로 이루어진 코일(4)는 FRP 등의 바람직한 절연재료로 이루어진 크리페이지 블럭(35), 라이너(37) 및 스페이서(38)로 둘러싸여 회전자(1)과 전기적으로 확실하게 분리된다. 코일도체(34)의 통풍구멍(33), 절연시트의 구멍, 크리페이지 블럭(35) 및 웨지(36)의 구멍을 통해서 반경방향으로 연장되는 유로를 반경방향 유로라 한다. 축방향의 서브슬롯(31)을 거쳐서 흐르는 공기(39)의 일부는 반경방향 유로를 거쳐서 통과하고 회전자(1)의 외표면으로 분기된다. 코일도체(34)에서 발생된 열은 이 반경방향 유로를 흐르는 공기에 의해 대부분 제거된다.25 is a detailed sectional view of a conventional structure for two coil slots. Subslots 31 are formed at the bottom of each of the coil slots 30, which are recesses formed in the axial direction for accommodating the coils 4. The subslot 31 is used as a ventilation passage through which air in the fan 6 passes. This subslot 31 is slightly narrower than the coil slot 30 so that the coil conductor 34 does not drop the subslot 31 under the influence of gravity. As shown in FIG. 26, the coil 4 is formed by laminating in the radial direction of several turns of the coil conductor 34 forming a plurality of elongated ventilation holes 33. As shown in FIG. A thin insulating sheet having a hole in the corresponding position with the coil conductor 34 is placed between turns. The counter force for canceling the centrifugal force acting on the coil conductor 34 and the coil 4 made of the insulating sheet supported by the wedge 36 and the rotor 1 is supplied by a creepage block 35. do. The coil 4 made of the stacked coil conductors 34 is surrounded by a cripage block 35, a liner 37, and a spacer 38 made of a preferred insulating material such as FRP, so as to be electrically and reliably connected to the rotor 1. Are separated. The radial flow path extending radially through the ventilation hole 33 of the coil conductor 34, the hole of the insulating sheet, the hole of the cripage block 35 and the wedge 36 is called a radial flow path. A portion of the air 39 flowing through the axial subslot 31 passes through the radial flow path and branches to the outer surface of the rotor 1. Most of the heat generated in the coil conductor 34 is removed by the air flowing through this radial flow path.

이상 설명한 종래의 반경방향 유로냉각방식을 사용한 발전기에서는 발전기의 길이를 축방향으로 연장하는 것 이외에 냉각성능의 면에서 예를 들면 150MVA로 발전용량을 증가시키는 것은 상술한 바와 같은 이유에 의해 곤란하다. 이와 같은 발전기의 냉각성능을 증대시키기 위해서는 상술한 바와 같이 코일도체(34)의 통풍구멍(33)의 원주길이만 증가시킬 필요가 있다. 하나의 방법으로서, 통풍구멍(33)의 내부에 오목볼록부를 형성한다. 그러나, 상술한 바와 같이 공기가 오목볼록 표면에 마련되는 그와 같은 관통구멍을 통해서 흐르는 경우, 통풍손실이 증가하고, 기체의 온도상승과 열전달의 향상분이 서로 상쇄해 버려 만족스런 결과는 얻어지지 않았다. 다른 방법으로서, 원주길이를 증대시키기 위해 큰 관통구멍(33)을 형성한다. 이러한 방법에서는 구멍을 거쳐서 통과하는 공기의 유속이 저하해 버려 열전달이 저하한다. 이하에 설명하는 본 실시예는 통풍구멍(33)을 거쳐서 통과하는 공기의 유속을 저하시키는 일 없이 열전달의 향상을 도모한다.In the generator using the conventional radial flow path cooling method described above, it is difficult for the generator as described above to increase the power generation capacity to, for example, 150 MVA in terms of cooling performance in addition to extending the length of the generator in the axial direction. In order to increase the cooling performance of such a generator, it is necessary to increase only the circumferential length of the ventilation hole 33 of the coil conductor 34 as described above. As one method, a convex convex portion is formed inside the ventilation hole 33. However, as described above, when air flows through such a through hole provided on the concave convex surface, the ventilation loss increases, the temperature rise of the gas and the enhancement of heat transfer cancel each other, and satisfactory results are not obtained. . Alternatively, a large through hole 33 is formed to increase the circumferential length. In such a method, the flow rate of air passing through the holes decreases and the heat transfer decreases. This embodiment described below aims to improve heat transfer without lowering the flow velocity of air passing through the ventilation hole 33.

그런데, 발전용랴응ㄹ 회전수로 나눈 값은 회전자 체적에 비례한다. 이 비례관계의 기울기는 실질적으로 냉각성능에 의해서 결정된다. 종래의 공기냉각형 발전기의 비례관계의 기울기는 대략 100㎥ㆍrpm/MVA이다. 냉각성능이 향상되면 이 값은 작아진다. 따라서, 발전용량이 150MVA이고, 회전수가 300rpm(50㎐)이면, 회전자의 체적은 5㎥로 된다. 회전자의 외경은 원심력에 대응하는 경우 회전자(1)에 부가할 수 있는 응력에 의해 결정되고, 현재 이용가능한 재료를 사용하면 최대 1m 정도이다. 회전자의 외경이

1m이면, 회전자 길이는 5m이다. 다음에 설명하는 실시예에 의해 회전자의 냉각성능을 30%이상 향상시키는 것이 가능하므로, 이 비례관계의 기울기를 70㎥ㆍrpm/MVA이하로 할 수 있다. 이 기울기를 70㎥ㆍrpm/MVA로 하면, 상기와 마찬가지의 용량을 갖는 회전자 체적3.5㎥ 즉 외경이

1m이고 축길이가 3.5m인 발전기를 마련할 수 있다. 발전기의 제조코스트는 실질적으로 회전자 체적에 의해 결정되므로, 이 실시예에 기술한 회전자를 사용하는 것에 의해서 제조코스트를 대폭적으로 저감할 수 있다.However, the value divided by the number of revolutions of power generation is proportional to the rotor volume. The slope of this proportional relationship is substantially determined by the cooling performance. The slope of the proportional relationship of the conventional air-cooled generator is approximately 100 m 3 · rpm / MVA. As cooling performance improves, this value decreases. Therefore, if the power generation capacity is 150 MVA and the rotation speed is 300 rpm (50 kPa), the volume of the rotor is 5 m 3. The outer diameter of the rotor is determined by the stress that can be added to the rotor 1 when it corresponds to the centrifugal force and is up to about 1 m using currently available materials. Outer diameter of rotor

If it is 1m, the rotor length is 5m. Since the cooling performance of the rotor can be improved by 30% or more by the embodiments described below, the inclination of this proportional relationship can be made 70 m 3 · rpm / MVA or less. If this slope is set to 70 m 3 · rpm / MVA, the rotor volume 3.5 m 3, which has the same capacity as above,

A generator of 1m and a shaft length of 3.5m can be provided. Since the production cost of the generator is substantially determined by the rotor volume, the production cost can be greatly reduced by using the rotor described in this embodiment.

제5도는 본 발명의 1실시예에 따른 코일슬롯 구성의 상세단면도이다. 상기 통풍구멍(33)을 2열로 마련한다(2열 구멍 반경방향 통풍유로). 이 통풍구멍(33)의 형상을 제6도에 도시한다. 통풍구멍(33)은 2열로 반드시 배치될 필요는 없고, 제7도에 도시한 바와 같이 3열로 배치해도 좋다. 또, 제8도에 도시한 바와 같이 관통구멍(33)이 반경방향 유로의 긴쪽방향에서 도체의 폭쪽을 향해서 경사지게 형성해도 좋다. 또한, 제9도에 도시한 바와 같이 다수의 작은구멍(40)을 관통구멍으로서 형성해도 좋다.5 is a detailed cross-sectional view of the coil slot configuration according to an embodiment of the present invention. The ventilation holes 33 are provided in two rows (two rows of holes in a radial ventilation passage). The shape of this ventilation hole 33 is shown in FIG. The ventilation holes 33 do not necessarily need to be arranged in two rows, but may be arranged in three rows as shown in FIG. As shown in FIG. 8, the through hole 33 may be formed to be inclined toward the width of the conductor in the longitudinal direction of the radial flow path. As shown in FIG. 9, a plurality of small holes 40 may be formed as through holes.

또, 각열의 통풍구멍(33)의 위치가 정렬될 필요는 없고, 제10도 또는 제11도에 도시한 바와 같이 서로에 대해 어긋나게 해도 좋다. 상술한 예의 형상 중 어느 하나에 있어서, 관통구멍이 1개인 종래의 유로의 원주길이와 비교하면, 통풍 유로가 권선방향으로 배치되는 경우 피치내에 있는 2개의 통풍유로의 원주길이(코일의 폭방향으로 형성된 관통구멍의 유로의 원주길이)는 총 통풍단면적의 증가분보다 원주길이의 증가분이 크게 되도록 되어 있다. 이와 같이 반경방향 유로의 통풍손실을 저감할 수 있고 냉각성능을 향상시킬 수 있다. 이 조건은 다음과 같은 이유에 의한 것이다.In addition, the position of the ventilation hole 33 of each row does not need to be aligned, and as shown in FIG. 10 or FIG. 11, you may shift with respect to each other. In any of the above-described examples, the circumferential lengths of the two ventilation paths in the pitch (in the width direction of the coil) when the ventilation paths are arranged in the winding direction are compared with the circumferential lengths of the conventional flow path having one through hole. The circumferential length of the flow path of the formed through hole) is such that the increase in the circumferential length is larger than the increase in the total ventilation end area. In this way, the ventilation loss of the radial flow path can be reduced and the cooling performance can be improved. This condition is for the following reason.

반경방향 유로를 거쳐서 흐르는 공기의 풍속은 유로의 입구 및 출구의 원주속도의 차에 의해서 발생하는 헤드, 서브슬롯과 반경방향 유로에서 발생하는 압력손실의 균형에 의해 결정된다. 헤드는 회전자의 외경 및 반경방향 유로의 내경에 의해 결정되기 때문에 반경방향 유로구조에 관계없이 일정하게 된다.The wind speed of the air flowing through the radial flow path is determined by the balance of pressure losses occurring in the head, subslot and radial flow paths caused by the difference in the circumferential speeds of the flow path inlet and outlet. Since the head is determined by the outer diameter of the rotor and the inner diameter of the radial flow path, the head becomes constant regardless of the radial flow path structure.

압력손실은 반경방향 유로의 통풍단면적에 크게 영향받고 있다. 이 통풍단면적이 클수록 압력손실은 저하하고, 풍량이 증가하며 반경방향 유로에서의 공기의 온도상승은 저하된다. 즉, 코일의 통풍면적이 2배로 되면, 공기의 유속은 동일 압력손실하에 2배로 된다. 따라서, 반경방향 유로에서의 공기의 온도 상승은 1/2로 감소된다.Pressure loss is greatly affected by the ventilation cross-sectional area of the radial flow path. As the ventilation cross-sectional area increases, the pressure loss decreases, the air volume increases, and the temperature rise of the air in the radial flow path decreases. In other words, when the ventilation area of the coil is doubled, the air flow rate is doubled under the same pressure loss. Thus, the temperature rise of the air in the radial flow path is reduced to 1/2.

반경방향 유로내를 흐르는 공기 풍량의 속도가 일정한 것으로 가정하면, 유로의 통풍단면적이 증가하면, 공기의 유속이 저하되며, 유속의 함수인 열전달계수도 또한 저하된다. 이 경우에는 유속을 유지하면서 열전달계수를 그다지 저하시키지 않고 냉각 원주길이를 증가시킬 필요가 있다. 예를 들어 반경방향 유로의 열전달계수가 완만한 관의 난류 열전달 특성과 동일한 경향을 갖는 것으로 가정한다. 열전달계수 α가 유속의 0.8승에 비례하므로, 통풍단면적이 2배로 되면 유속이 1/2로 감소하고, 열전달계수 α는 1/2의 0.8 승으로 43% 감소한다. 즉, 반경방향 유로의 관통구멍이 하나인 경우, 아무리 통풍단면적을 증가시켜도 열전달계수의 감소에 의해 온도의 상승을 초래한다. 따라서, 이 상태에서는 유속을 확보하면서 열전달계수를 감소시키지 않고 냉각 원주길이를 증가시키는 것이 곤란하게 된다.Assuming that the velocity of the air flow rate flowing in the radial flow path is constant, if the ventilation cross-sectional area of the flow path is increased, the air flow rate is lowered, and the heat transfer coefficient which is a function of the flow rate is also lowered. In this case, it is necessary to increase the length of the cooling circumference without significantly lowering the heat transfer coefficient while maintaining the flow rate. For example, it is assumed that the heat transfer coefficient of the radial flow path has the same tendency as the turbulent heat transfer characteristics of the gentle pipe. Since the heat transfer coefficient α is proportional to the 0.8 power of the flow rate, when the ventilation area is doubled, the flow rate is reduced to 1/2, and the heat transfer coefficient α is decreased by 43 times to the 0.8 power of 1/2. That is, in the case where there is only one through hole in the radial flow path, even if the ventilation cross-sectional area is increased, the temperature is increased by decreasing the heat transfer coefficient. Therefore, in this state, it becomes difficult to increase the cooling circumference length without decreasing the heat transfer coefficient while ensuring the flow rate.

제5도에 도시한 본 실시예에 의하면, 제25도에 도시한 종래기술에 비해 통풍단면적을 변경하지 않고 반경방향 유로의 코일 표면적(원주길이)가 2배로 된다. 그 결과, 열전달계수α와 코일 표면적 A의 곱으로 나타내지는 열전달 Aα=(1-0.43)×2=1.14이다. 코일표면의 온도상승은 1/1.14이다. 코일도체(34)의 온도상승은 반경방향 유로의 공기의 온도상승과 코일표면의 온도상승의 합이다. 코일도체의 평균적인 온도상승에 있어서 공기의 온도상승의 비율과 코일표면의 온도상승의 비율이 동일한 것으로 하면, 이 실시예에서 50%×(1/2)+50%×(1/1.14)=69%로 되어 온도상승을 31% 저감할 수 있다.According to this embodiment shown in FIG. 5, the coil surface area (circumference length) of the radial flow path is doubled without changing the ventilation cross-sectional area as compared with the prior art shown in FIG. As a result, heat transfer Aα = (1-0.43) × 2 = 1.14 expressed by the product of the heat transfer coefficient α and the coil surface area A. The temperature rise of the coil surface is 1 / 1.14. The temperature rise of the coil conductor 34 is the sum of the temperature rise of the air in the radial flow path and the temperature rise of the coil surface. If the ratio of the temperature rise of the air and the ratio of the temperature rise of the coil surface in the average temperature rise of the coil conductor are the same, in this example, 50% x (1/2) + 50% x (1 / 1.14) = It becomes 69% and can reduce 31% of temperature rise.

또, 반경방향 유로의 관통구멍이 하나인 경우에 비해 반경방향 유로의 관통구멍이 2개인 경우에 회전에 기인하는 2차 흐름(나선류)의 발생이 현저한 것이 확인되었다. 이 나선류에 의해 공급된 열전달이 현저하게 향상되고, Aα의 값은 1.14 보다 크게 된다. 이 나선류의 발생이 현저하게 되는 이유에 대해서는 아직 해명되지 않았다.In addition, it was confirmed that the secondary flow (spiral flow) caused by rotation was remarkable when the two through holes of the radial flow path were compared with the case where there was only one through hole of the radial flow path. The heat transfer supplied by this spiral flow is remarkably improved, and the value of A alpha is larger than 1.14. The reason why the occurrence of this spiral flow becomes remarkable has not been elucidated yet.

상술한 설명에 있어서 충전으로 인해 열발생이 고려되지 않았으므로, 이하 기술한다.In the above description, since heat generation is not considered due to charging, it will be described below.

본 발명의 회전자는 코일도체(34)에 형성되는 통풍구멍(33)의 여러개의 열을 갖는다. 반경방향 유로에 마련되는 냉각치수는 축방향의 피치마다의 구멍(33)의 원주길이의 합에 비례한다. 따라서, 여러개의 열에 있어서 구멍형성은 냉각치수를 크게 상당히 크게 할 수 있다. 또, 열수의 증가가 도체의 도전단면적을 감소시키고 도체에 의해 발생된 열량이 전류밀도의 제곱에 비례하므로, 보다 많은 열의 형성이 발열량을 증가시킨다. 이러한 이유로 구멍의 열의 수를 최적화할 수 있다. 제12도는 구멍열의수와 코일의 총온도상승의 관계를 도시한 것으로서, 온도상승이 최소로 되는 구멍열의 수는 이 경우에 3이 최적이다. 그러나, 온도상승은 2~4개의 열의 범위내에서 크게 다르지 않다. 그러나, 구멍의 수가 커짐에 따라 제조비용이 증가하므로 구멍의 수는 적은 것이 바람직하다.The rotor of the present invention has several rows of ventilation holes 33 formed in the coil conductor 34. The cooling dimension provided in the radial flow path is proportional to the sum of the circumferential lengths of the holes 33 for each pitch in the axial direction. Therefore, the hole formation in several rows can greatly increase the cooling dimension. In addition, since the increase in the number of hot water decreases the conductive cross-sectional area of the conductor and the amount of heat generated by the conductor is proportional to the square of the current density, the formation of more heat increases the amount of heat generated. For this reason, the number of rows of holes can be optimized. FIG. 12 shows the relationship between the number of hole rows and the total temperature rise of the coil, and the optimum number of hole rows for which the temperature rise is minimum is 3 in this case. However, the temperature rise does not differ significantly within the range of two to four rows. However, as the number of holes increases, the manufacturing cost increases, so the number of holes is preferably small.

제13도는 제12도에서 구멍폭W1의 합을 나타내는 ΣW1과 도체폭을 나타내는 ΣW2의 비 ΣW1/ΣW2에 대한 도체(34)의 온도상승을 나타낸 도면이다. 2~4개의 구멍열인 경우, ΣW1/ΣW2는 30~40%의 범위로 떨어진다.FIG. 13 is a diagram showing the temperature rise of the conductor 34 with respect to the ratio ΣW1 / ΣW2 of ΣW1 representing the sum of the hole widths W1 and ΣW2 representing the conductor width. In the case of two to four hole rows, ΣW1 / ΣW2 falls in the range of 30 to 40%.

또한, 열의 수가 동일한 경우 도체(34)의 온도상승은 구멍 폭W1에 의존한다. 일예를 제14도에 도시한다. 수평축은 도체의 폭에 대한 구멍의 폭의 비 ΣW1/ΣW2를 나타내고, 수직축은 도체의 온도상승을 나타낸다. 제14도에 도시된 바와 같이 30%의 ΣW1/ΣW2인 경우, 온도상승이 최적화된다. 그러나, 도체의 온도상승은 20%~40%의 범위에서 그다지 크게 다르지 않다. 이 특성은 다음과 같은 이유에 의해서다. 구멍폭이 큰 경우 반경방향 유로의 통풍저항이 감소하고, 반경방향 유로의 온도상승이 감소된다. 유체의 온도상승이 감소되므로, 유체에 대한 온도상승과 열전달에 의한 온도상승의 합인 도체(34)의 온도상승도 감소된다. 그러나, 구멍의 폭이 너무 큰 경우, 반경방향 유로내의 유체의 속도가 약해져서 열전달이 저하된다. 동치에 도체(34)의 도전영역이 감소되어 발열량이 증가된다. 그 결과, 열전달에 의한 온도상승이 증가되어 도체(34)에 대한 온도상승도 증가한다. 상술한 이유로 ΣW1/ΣW2에 대한 값을 최적화시킨다.In addition, when the number of columns is the same, the temperature rise of the conductor 34 depends on the hole width W1. An example is shown in FIG. The horizontal axis represents the ratio ΣW1 / ΣW2 of the width of the hole to the width of the conductor, and the vertical axis represents the temperature rise of the conductor. As shown in FIG. 14, in the case of 30%? W1 /? W2, the temperature rise is optimized. However, the temperature rise of the conductor is not very different in the range of 20% to 40%. This property is for the following reasons. If the hole width is large, the ventilation resistance of the radial flow path is reduced, and the temperature rise of the radial flow path is reduced. Since the temperature rise of the fluid is reduced, the temperature rise of the conductor 34, which is the sum of the temperature rise with respect to the fluid and the temperature rise due to heat transfer, is also reduced. However, if the width of the hole is too large, the velocity of the fluid in the radial flow path is weakened and heat transfer is lowered. Equivalently, the conductive area of the conductor 34 is reduced, thereby increasing the amount of heat generated. As a result, the temperature rise due to heat transfer is increased and the temperature rise with respect to the conductor 34 also increases. For the above reasons, the values for? W1 /? W2 are optimized.

도체(34)의 온도상승을 감소시키기 위해 열의 수의 최적화와 구멍의 폭에 대한 최적화가 여러개의 구멍의 열을 형성하기 위해 사용된다. 도체(34)의 폭에 대한 구멍의 전체폭의 비 ΣW1/ΣW2를 30%~40%의 범위내로 유지하는 것이 가장 바람직하다. 이 범위 외의 도체폭과 열의 갯수를 사용하는 경우, 종래의 구조에 비해 본 발명의 구조에서도 냉각성능을 향상시킬 수 없었다.In order to reduce the temperature rise of the conductor 34, optimization of the number of rows and the width of the holes are used to form the rows of several holes. It is most preferable to keep the ratio ΣW1 / ΣW2 of the total width of the hole to the width of the conductor 34 in the range of 30% to 40%. When the conductor width and the number of heat outside this range were used, the cooling performance could not be improved also in the structure of this invention compared with the conventional structure.

냉각성능 뿐만 아니라 도체(34)의 강도에 대해서도 구멍의 열의 수와 구멍의 폭을 결정하도록 고려되어야 한다. 도체(34)의 온도상승에 따라 팽창하고 반경방향으로 강한 원심력이 작용한다. 도체(34)의 길이방향의 열팽창이 원심력에 의해 한정되므로, 도체(34)의 내측으로 압축응력이 발생한다. 구멍의 열의 수가 너무 많이 형성되는 경우, 도체는 구멍 사이에서 파괴되어 변형된다.The strength of the conductor 34 as well as the cooling performance should be considered to determine the number of rows of holes and the width of the holes. It expands in response to the temperature rise of the conductor 34 and a strong centrifugal force acts in the radial direction. Since thermal expansion in the longitudinal direction of the conductor 34 is limited by the centrifugal force, compressive stress occurs inside the conductor 34. If too many rows of holes are formed, the conductor breaks between the holes and deforms.

도체폭에 대한 구멍의 전체폭의 비율은 최적의 범위내에서 보다 작은 것이 바람직하다. 다이를 펀칭하여 구멍을 형성하는 펀칭처리에 본 발명을 적용하였다. 처리시 많은 구멍을 형성하면, 도체가 크게 변형된다. 따라서, 열의 수를 작게 하여야 한다. 제조비용을 고려하면, 최적화되는 구멍은 2개의 열로 형성해야 하고, 도체폭에 대한 구멍폭의 합에 관한 비는 30%~40%의 범위내로 해야 한다. 이것은 구멍의 형성시 펀칭처리를 하지 않는 경우에는 적용되지 않는다.The ratio of the total width of the hole to the conductor width is preferably smaller within the optimum range. The present invention is applied to a punching process in which a die is punched to form holes. If many holes are formed during processing, the conductor is greatly deformed. Therefore, the number of heat should be made small. Considering the manufacturing cost, the hole to be optimized should be formed in two rows, and the ratio of the sum of the hole width to the conductor width should be in the range of 30% to 40%. This does not apply if the punching process is not performed in forming the hole.

제8도에 있어서, 구멍(33)의 긴 직경은 구멍의 길이가 축방향으로 구멍의 피치보다 크게 되도록 도체(34)의 축을 향해 경사져 있다. 본 발명의 이점은 펀칭시 하나의 구멍만 형성하는 것이다. 따라서, 여러개의 열을 형성하지 않는 종래의 펀칭기구로서도 본 발명을 실행할 수 있다.In FIG. 8, the long diameter of the hole 33 is inclined toward the axis of the conductor 34 so that the length of the hole is larger than the pitch of the hole in the axial direction. An advantage of the present invention is that only one hole is formed during punching. Therefore, the present invention can also be implemented as a conventional punching mechanism that does not form a plurality of rows.

제9도는 다수의 작은 구멍이 형성된 경우의 예를 도시한 것이다. 이것의 형성방법은 압력이 매우 강하지 않은 펀칭기구로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 구멍의 수 및 축방향으로의 피치도 제13도 및 제14도의 그래프를 참고로 하여 결정할 수 있다.9 shows an example where a plurality of small holes are formed. It is desirable to form a punching mechanism in which the pressure is not very strong. In this case, the number of holes and the pitch in the axial direction can also be determined with reference to the graphs of FIGS. 13 and 14.

이상과 같이 본 실시예에 의하면 반경방향 유로의 통풍면적 및 냉각면적이 증가하므로, 그것에 따른 냉각성능이 향상되고, 발전용량 15MVA, 회전자 축길이 3.2m~3.5m의 반경방향 유로를 사용한 공기냉각식 발전기의 제조가 가능하게 된다. 또, 공기냉각식 이외의 수소냉각식을 사용한 발전기의 경우에는 수소 냉각 고유의 비용은 들지만, 그 이외의 특별한 코스트를 억제하면서 발전기의 용량을 증가시킬 수 있다.As described above, according to the present embodiment, since the ventilation area and the cooling area of the radial flow path are increased, the cooling performance is improved accordingly, and the air cooling using the radial flow path having the power generation capacity of 15 MVA and the rotor shaft length of 3.2 m to 3.5 m The generator can be manufactured. In addition, in the case of a generator using hydrogen cooling other than air cooling, the cost inherent in hydrogen cooling is incurred, but the capacity of the generator can be increased while suppressing other special costs.

통풍구멍(33)은 펀칭에 의해서 형성된다. 이 처리에 있어서, 도체(34)의 펀칭은 통풍구멍(33)의 형상을 갖는 다이를 프레스를 사용하여 실행한다. 이 펀칭처리는 쉽게 자동화할 수 있다. 통풍구멍(33)의 형성은 기계가공으로 실행해도 좋지만, 제조코스트의 점에서 펀칭가공이 유리하다. 펀칭가공의 문제점은 뚫을 때에 코일도체(34)의 폭이 다소 팽창한다는 것이다. 특히, 동일 열의 통풍구멍을 뚫는 경우, 통풍구멍의 열 사이의 도체(34)의 일부가 다이에서 잘 빠지지 않는다. 이 문제는 동일 열을 동시에 펀칭하지 않도록 하면 해결할 수 있다.The ventilation hole 33 is formed by punching. In this process, punching of the conductor 34 is performed using a die having a shape of the ventilation hole 33 by using a press. This punching process can be easily automated. Although the vent hole 33 may be formed by machining, punching is advantageous in terms of manufacturing cost. The problem with punching is that the width of the coil conductor 34 expands somewhat when drilling. In particular, when the same row of vent holes are drilled, a part of the conductor 34 between the rows of vent holes is hard to come off from the die. This problem can be solved by not punching the same row at the same time.

예를 들면, 우선 제1열에 대해서 펀칭을 실행하고, 그 다음에 제2열에 대해서 펀칭을 실행한다. 통풍구멍(33)을 동시에 펀칭하는 경우에는 동시에 형성되는 통풍구멍(33)의 다이위치를 전후로 어긋나게 해도 좋다.For example, punching is first performed on the first row, and then punching is performed on the second row. When punching the ventilation hole 33 at the same time, the die position of the ventilation hole 33 formed at the same time may be shifted back and forth.

제15도에 본 발명의 다른 실시예의 코일슬롯의 단면 구조도를 도시한다. 이 실시예는 코일도체(34)의 중심에 주 반경방향 유로(41)이 형성되고, 코일도체(34)의 외표면에도 부 반경방향 유로(42)를 마련한 점이 제5도~제11도에 도시한 제1실시예와 다르다. 이 통풍구멍(33)의 형상을 제16도에 도시한다. 부 반경방향 유로(42)로서는 코일도체(34)와 절연라이너(37) 사이의 공간을 사용하는 것이다. 제6도에 도시된 실시예와 냉각성능에는 차이가 없지만, 펀칭가공에 의한 코일도체(34)의 폭치수의 변화가 잘 발생하지 않는다는 이점을 갖는다. 즉, 이 코일도체(34)의 가공은 먼저 코일도체(34)의 중심부에 통풍구멍(33)을 뚫고, 그 다음에 부 반경방향 유로가 형성되는 것이다. 중심부의 통풍구멍(33)을 펀칭에 의해 뚫었을 때 코일도체(34)의 폭이 다소 팽창하지만, 그 팽창된 분을 포함해서 부 반경방향 유로(42)의 가공을 실행한다. 따라서, 코일도체(34)의 폭치수를 정밀도 좋게 유지하는 것이 가능하게 된다.FIG. 15 shows a cross-sectional structural diagram of a coil slot of another embodiment of the present invention. In this embodiment, the main radial flow path 41 is formed in the center of the coil conductor 34, and the negative radial flow path 42 is also provided on the outer surface of the coil conductor 34 in FIGS. Different from the first embodiment shown. The shape of this ventilation hole 33 is shown in FIG. As the negative radial flow path 42, a space between the coil conductor 34 and the insulation liner 37 is used. Although there is no difference in the cooling performance from the embodiment shown in FIG. 6, the change in the width dimension of the coil conductor 34 due to the punching process does not occur well. That is, the machining of the coil conductor 34 involves first drilling the ventilation hole 33 in the center of the coil conductor 34, and then forming a negative radial flow path. Although the width | variety of the coil conductor 34 expands somewhat when the vent hole 33 of a center part is punched out by punching, the process of the sub radial direction flow path 42 including the expanded part is performed. Therefore, the width dimension of the coil conductor 34 can be maintained accurately.

통풍구멍(33)의 열수 또는 피치당의 통풍구멍(33)의 총면적은 회전자 전체에서 일정할 필요는 없다. 서브슬롯에서 반경방향 유로로 냉각공기의 분기에 수반되는 압력손실이 중심부일수록 작아지므로, 각각의 유로의 풍량은 제17도의 (50)으로 표시한 바와 같이, 중심부를 향할수록 커지는 경향을 갖는다. 따라서, 회전자(1)의 중심부의 코일은 너무 냉각되고 회전자(1)의 끝부의 코일은 잘 냉각되지 않는다. 그 결과, 코일전체의 평균온도가 코일온도 상승의 한계 이하이더라도 회전자 끝부의 코일에서 국소적으로 과열되는 문제가 발생한다. 제18도에 도시한 바와 같이 제6도에 도시된 실시예를 회전자(1)의 끝부에만 적용하면, 풍량분포는 제17도의 (51)로 표시된 바와 같이 개선할 수 있어 코일의 온도분포의 균일화를 도모할 수 있다. 이 온도분포의 균일화에 의해 코일의 국소적인 과열을 방지하고, 코일의 평균온도 상승을 한계값 부근으로 설정할 수 있어 과도한 온도여유를 마련하지 않는 설계가 가능하게 된다.The number of rows of the vent holes 33 or the total area of the vent holes 33 per pitch need not be constant throughout the rotor. Since the pressure loss accompanying the branching of the cooling air from the subslot to the radial flow path becomes smaller at the center portion, the air flow volume of each flow passage tends to increase toward the center portion as indicated by (50) in FIG. Thus, the coil at the center of the rotor 1 is too cool and the coil at the end of the rotor 1 is not well cooled. As a result, even if the average temperature of the whole coil is below the limit of coil temperature rise, the problem of locally overheating in the coil of the rotor end arises. If the embodiment shown in FIG. 6 is applied only to the end of the rotor 1 as shown in FIG. 18, the air volume distribution can be improved as indicated by 51 in FIG. Uniformity can be attained. By uniformizing this temperature distribution, local overheating of the coil can be prevented, and the average temperature rise of the coil can be set around the limit value, thereby enabling a design that does not provide excessive temperature margin.

제19도 및 제20도를 참조하여 제4도에서 설명한 회전자 코일 끝의 냉각에 대해서 설명한다. 제19도는 각 코일(4) 사이의 둘레방향을 규정하는 스페이서(53)을 둘레방향에서 본 도면(도면의 우측방향이 회전자(1)의 중앙방향, 도면의 아래쪽방향이 회전자(1)의 축방향)이다. 제20도는 동일 부분을 외주측에서 본 도면이다. 제20도에서는 유지링(5)를 도시하고 있지 않다. 회전자의 코일 끝이 유지링(5)에 의해서 덮여 있으므로, 상술한 회전자 코일과 마찬가지의 반경방향 유로방식을 적용하는 것은 곤란하다. 그러나, 코일 끝에서도 자력을 유효하게 발생하는 코일부분과 완전히 동일한 전류가 흐므로, 마찬가지로 발열한다. 이 때문에 역시 코스트상승으로 되지 않는 냉각기능이 요구된다. 본 실시예에서는 코일(4) 사이에 스페이서가 요구되는 것에 주목해서, 코일(4)를 냉각하도록 사용된 스페이서를 연구한다.The cooling of the rotor coil tip described in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 19 and 20. 19 is a view of the spacer 53 defining the circumferential direction between the respective coils 4 in the circumferential direction (the right direction of the drawing is the center direction of the rotor 1, and the lower direction of the drawing is the rotor 1). Axial direction). 20 is a view of the same portion as seen from the outer peripheral side. In Fig. 20, the retaining ring 5 is not shown. Since the coil end of the rotor is covered by the retaining ring 5, it is difficult to apply the radial flow path method similar to the rotor coil described above. However, since the same current flows also in the coil part which is effective in generating the magnetic force, heat is similarly generated. For this reason, the cooling function which does not become a cost rise also is calculated | required. Note that the spacer used between the coils 4 is cooled in this embodiment, noting that the spacers are required.

제19도에 있어서 스페이서의 볼록부(54)는 코일(4)와 접하고, 코일(4)의 둘레방향으로 작용하는 힘을 코일(4)의 전체로 전달하고, 코일(4)가 둘레방향으로 움직이지 않도록 고정하는 것이다. 각 턴에서 코일도체가 볼록부(54)의 하나에 지지되므로, 코일도체 끼리를 접착고정하지 않아도 코일(4)가 변형되지 않는다. 코일(4) 또는 스페이서(53)의 내경측은 격벽(55)에 의해 스페이서(53)이 차지하는 코일(4) 사이의 공간을 코일(4)의 내경측 공간과 분리된다. 격벽(55)에 인접하는 코일(4)의 코너 사이에 통풍구멍(56)이 형성된다. 한편, 회전자(1)의 끝부에 인접하는 코일(4) 사이에 통풍로(57)을 마련한다. 회전자(1)이 회전하는 경우, 스페이서(53) 사이의 공간을 거쳐 통풍구멍(56)에서 코일(4)와 통풍로(57)로 이루어지는 유로를 따라 통풍헤드가 발생하고, 공기는 제19도에서 다수의 화살표(58)로 표시한 바와 같이 흐르고, 코일(4)의 표면을 냉각한다. 통풍로(57)은 제20도에 도시된 것에 한정되는 것은 아니며, 스페이서(53)과 코일(4)로 규정되는 공간이 회전자(1)이 외측을 연통하는 통로이면 좋다. 통풍로(57)은 큰 압력손실이 발생하지 않도록 충분한 통풍면적을 취해야만 된다. 스페이서(53)의 볼록부의 형상은 반드시 도면과 같은 형상일 필요는 없지만, 공기의 흐름에 대해서 저항으로 되지 않는 형상 및 배치로 할 필요가 있다. 또, 공기흐름을 적당히 지그재그로 한 것이 유속의 균일화가 도모되어 압력손실을 최소로 유지할 수 있다.In Fig. 19, the convex portion 54 of the spacer is in contact with the coil 4, transmits the force acting in the circumferential direction of the coil 4 to the entirety of the coil 4, the coil 4 in the circumferential direction It is fixed so as not to move. Since the coil conductor is supported by one of the convex portions 54 at each turn, the coil 4 is not deformed even if the coil conductors are not bonded to each other. The inner diameter side of the coil 4 or the spacer 53 separates the space between the coils 4 occupied by the spacer 53 from the inner diameter side space of the coil 4 by the partition wall 55. Ventilation holes 56 are formed between the corners of the coil 4 adjacent to the partition wall 55. On the other hand, the ventilation path 57 is provided between the coils 4 adjacent to the end of the rotor 1. When the rotor 1 rotates, a ventilation head is generated along the flow path consisting of the coil 4 and the ventilation path 57 in the ventilation hole 56 through the space between the spacers 53, and the air is the nineteenth. It flows as shown by the many arrows 58 in the figure, and cools the surface of the coil 4. The ventilation path 57 is not limited to that shown in FIG. 20, and the space defined by the spacer 53 and the coil 4 may be a passage through which the rotor 1 communicates with the outside. The ventilation path 57 must take sufficient ventilation area so that a large pressure loss does not occur. Although the shape of the convex part of the spacer 53 does not necessarily need to be a shape like a figure, it is necessary to set it as the shape and arrangement which do not become a resistance with respect to the flow of air. In addition, the proper zigzag of the air flow allows uniformity of the flow velocity, so that the pressure loss can be kept to a minimum.

제21도는 고정자(2)의 냉각에 관한 것으로서, 고정자(2)의 횡단면의 일부를 도시한 것이다. 고정자(2)는 매우 얇은 규소강판을 다수 적층한 것이다. 일정피치마다 덕트 스페이서(59)가 배치되고, 고정자(2)의 내경측에서의 외경측, 또는 외경측에서 내경측으로 관통하는 반경방향 덕트로 한다. 슬롯간의 고정자 코어의 톱니부에 덕트 스페이서가 위치하며, 톱니의 중심부에서 한쪽방향으로 어긋나게 한다. 스페이서(59)가 어긋나는 방향은 인접하는 반경방향 덕트(59)에 있어서 서로 다르게 되도록 한다. 고정자(2)의 내경측의 표면에 슬롯을 형성하고, 고정자 코일(61)을 수납한다.FIG. 21 relates to the cooling of the stator 2 and shows part of the cross section of the stator 2. The stator 2 is obtained by laminating a large number of very thin silicon steel sheets. The duct spacer 59 is arrange | positioned every fixed pitch, and it is set as the radial duct which penetrates to the outer diameter side in the inner diameter side of the stator 2, or penetrates from the outer diameter side to the inner diameter side. Duct spacers are located in the teeth of the stator core between the slots and are shifted in one direction from the center of the teeth. The shifting direction of the spacers 59 is such that they are different in the adjacent radial ducts 59. The slot is formed in the surface of the stator 2 on the inner diameter side, and the stator coil 61 is accommodated.

고정자 코일(61)과 덕트 스페이서(59)의 간극이 작은 것은 이 부분을 흐르는 공기의 유속이 간극이 넓은쪽보다 빠르게 되므로 간극이 넓은쪽도 압력이 낮아진다. 이 간극은 상술한 바와 같이 인접하는 반경방향 덕트에서 서로 다르게 넓어지거나 좁아지거나 하기 때문에 인접하는 반경방향 덕트 사이에서 수 10㎜Aq 정도의 압력차를 발생시킬 수 있다. 제22도는 슬롯부의 상세한 구조를 도시한 것이다. 고정자 코일(61)은 절연물(62)로 피복되고, 리플스프링(63)에 의해 슬롯의 한쪽면에 스페이서(64)를 고정자 코일(61) 사이에 거쳐서 웨지(66)으로 슬롯의 바닥부에 눌러 붙이고, 전자력에 의해서 고정자 코일(61)이 진동하는 것을 방지한다. 슬롯덕트(65)는 축방향으로 인접하는 반경방향 덕트와 연통한다. 이 슬롯덕트(65)의 폭은 2~3㎜정도이면 충분하다. 제23도는 축방향에서 고정자 코일(61)의 단면을 도시한 것이다. 점선의 화살표는 공기의 흐름을 나타낸다. 인접하는 반경방향 덕트 사이에 상술한 바와 같이 압력차가 발생하므로, 이 간극으로 공기가 흐르고 고정자 코일(61)을 직접 냉각한다. 리플풀스프링축의 고정자 코일(61)과 고정자 코어의 간극을 1㎜이상으로 하면, 이 간극에 슬롯덕트(65)를 사용할 수 있다. 이 경우, 고정자 코일(61)이 슬롯에 직접 접하는 측에서 고정자 코일(61)로부터의 열이 고정자 코어에 전달된다.The smaller the gap between the stator coil 61 and the duct spacer 59, the faster the flow rate of air flowing through this portion than the wider one is, the lower the pressure is. Since the gap is widened or narrowed differently in the adjacent radial ducts as described above, a pressure difference of about 10 mmAq can be generated between the adjacent radial ducts. 22 shows the detailed structure of the slot portion. The stator coils 61 are covered with an insulator 62 and the spacers 64 are pressed against the bottom of the slots by wedges 66 between the stator coils 61 on one side of the slots by the ripple springs 63. The stator coil 61 is prevented from vibrating by the electromagnetic force. Slot duct 65 communicates with an axially adjacent radial duct. It is sufficient that the width of the slot duct 65 is about 2 to 3 mm. 23 shows a cross section of the stator coil 61 in the axial direction. Dotted arrows indicate the flow of air. Since the pressure difference occurs as described above between the adjacent radial ducts, air flows through this gap and directly cools the stator coil 61. When the gap between the stator coil 61 of the ripple full spring shaft and the stator core is 1 mm or more, the slot duct 65 can be used for this gap. In this case, heat from the stator coil 61 is transferred to the stator core at the side where the stator coil 61 is in direct contact with the slot.

반경방향 덕트의 축방향피치 또는 각 덕트의 통풍면적은 고정자(2) 전체에서 일정할 필요는 없다. 각 덕트에 걸쳐서 풍량분포를 균일화하기 위해 고정자(2)의 중앙부의 통풍면적을 고정자(2)의 끝부에 비해 작게 한 쪽이 좋다.The axial pitch of the radial ducts or the ventilation area of each duct need not be constant throughout the stator 2. It is better to make the ventilation area of the center part of the stator 2 smaller than the end part of the stator 2 in order to equalize the air volume distribution over each duct.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 보다 작은 가스터빈용의 공기냉각형 발전기를 저렴한 제조비용으로 마련할 수 있다.As described above, according to the present invention, an air-cooled generator for a smaller gas turbine can be provided at a low manufacturing cost.

본 발명에 의하면 제조코스트를 향상시키는 일 없이 회전자의 발열에 의한 온도상승을 저감할 수 있으므로, 저코스트이고 신뢰성이 높은 대용량의 공기 냉각형 회전 전기기계를 얻을 수 있다.According to the present invention, the temperature rise due to the heat generation of the rotor can be reduced without improving the manufacturing cost, so that a large capacity air cooled rotary electric machine with low cost and high reliability can be obtained.

Claims

A plurality of coil slots provided axially on the outer surface of the rotor and arranged circumferentially at intervals around the rotor, subslots formed at the bottom of the coil slot, and rotor windings housed in the coil slots And a wedge for fixing the rotor windings stored in the coil slot to the rotor, and a plurality of radial ventilation passages formed in the width direction with respect to the rotor windings and extending from the subslot to the wedges. Rolling electromechanical.

The rotary electric machine of claim 1, wherein the radial air flow passage is an elongated hole.

2. The rotary electric machine according to claim 1, wherein the number of hot water in the radial ventilation flow passage in the winding direction is increased by the rotor end.

The radial ventilation flow path includes a flow path in which the inner surface of the ventilation hole is formed by the rotor winding, and a flow path in which the inner surface of the ventilation hole is formed by the coil slot and the rotor winding. Rotary electric machine.

A plurality of coil slots provided axially on the outer surface of the rotor and arranged circumferentially at intervals around the rotor, subslots formed at the bottom of the coil slot, and rotor windings housed in the coil slots And a wedge for fixing the rotor winding housed in the coil slot to the rotor and a widthwise direction with respect to the rotor winding and extending from the subslot to the wedge and one in the winding width direction of the rotor. A rotating electric machine comprising a plurality of radial ventilation passages in which the increase in the circumferential length is increased with respect to the increase in the ventilation cross-sectional area compared with the provided radial ventilation passage.

6. The rotary electric machine according to claim 5, wherein the radial ventilation path is a long hole.

6. The rotary electric machine according to claim 5, wherein the number of hot water in the radial ventilation passage in the winding direction is increased by the rotor end.

6. The radial ventilation flow path includes a flow path in which an inner surface of the ventilation hole is formed by the rotor winding, and a flow path in which an inner surface of the ventilation hole is formed by the coil slot and the rotor winding. Rolling electromechanical.

A plurality of coil slots provided axially on the outer surface of the rotor and arranged circumferentially at intervals around the rotor, subslots formed at the bottom of the coil slot, and rotor windings housed in the coil slots A gap is formed between the plurality of rotor windings extending outwardly of the coil slot and the rotor windings extending outwardly of the coil slot and between the convex portions contacting both rotor windings and these rotor windings. A rotary electric machine comprising a spacer provided with a recess.

A plurality of coil slots provided axially on the outer surface of the rotor and arranged circumferentially at intervals around the rotor, subslots formed at the bottom of the coil slot, and rotor windings housed in the coil slots And a plurality of rotor windings extending outwardly of the coil slot, provided between the rotor windings extending outwardly of the coil slot, and forming a gap between the convex portions contacting both rotor windings and these rotor windings. And a space in which the projection area from the rotor axis direction to the rotor end is equal to the projection area of the space between the both rotor windings to the rotor end, the space between the rotor windings and the space in which the spacer closes. A partition wall separating the space on the inner diameter side of the rotor winding, and a tube formed in the partition wall at a corner of the adjacent rotor winding. And a duct located at the end of the rotor and extending to the outer circumferential side of the rotor through a space between the rotor windings, the gap between the spacers and the duct being the outer diameter of the rotor at the inner diameter side of the rotor windings. A rotating electric machine comprising a ventilation passage extending to the side.

A plurality of coil slots provided axially on the outer surface of the rotor and arranged circumferentially at intervals around the rotor, subslots formed at the bottom of the coil slot, and rotor windings housed in the coil slots A wedge for fixing the rotor winding stored in the coil slot to the rotor, a plurality of radial ventilation oils formed in a width direction with respect to the rotor winding and extending from the subslot to the wedge, in the coil slot A plurality of rotor windings extending outwardly, spacers having convex portions extending outwardly of said coil slot and contacting said rotor windings and recesses forming gaps between these rotor windings machine.

Stator core consisting of a laminated silicon steel sheet having a slot formed in the rotation axis direction opened on the inner diameter side and having a plurality of radial flow paths provided at a constant pitch, a stator coil fixedly received by a wedge in the slot, between the stator coil and the slot A stator having a wave plate-shaped spring inserted into the gap of the rotary electric machine, characterized in that it comprises a ventilation passage formed in the slot and communicating with the adjacent radial flow path.

A plurality of coil slots provided axially on the outer surface of the rotor and disposed circumferentially at intervals around the rotor, subslots formed at the bottom of the coil slot, rotor windings housed in the coil slot, A wedge for fixing the rotor winding stored in the coil slot to the rotor, a ventilation passage extending from the subslot radially formed in the rotor winding to the wedge, and a stator provided on an outer circumferential side of the rotor. And cooling is performed by flowing air into the ventilation flow path, wherein the power generating capacity is 150 MVA or more and the shaft length of the rotor is about 3.5 m.