KR101044420B1

KR101044420B1 - 전기자 권선 및 그것을 사용한 회전전기

Info

Publication number: KR101044420B1
Application number: KR1020040098036A
Authority: KR
Inventors: 핫토리겐이치; 다카하시가즈히코; 이데가즈마사; 시바타다카시; 와타나베다카시
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2011-06-27
Also published as: KR20050052392A; EP1548913A3; CN1937359B; TWI281770B; TW200527799A; CN1937359A; CN1622427A; US7368842B2; US20060028086A1; EP1548913A2; JP2005160261A; US20050116573A1

Abstract

본 발명은 전기자 권선 내의 순환전류를 저감하고, 온도의 균일화를 도모하는 것이다.

본 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위하여 적어도 2열 다단으로 소선이 묶여진 소선군과, 그 소선군의 주위를 덮는 주절연을 구비하고, 상기 소선이 전이되어 있는 전기자 권선에 있어서, 상기 소선군의 단면에 있어서의 상부 및 하부측의 상기 소선을 통과하는 전류의 유통저항을 중앙부측의 상기 소선을 통과하는 전류의 유통저항보다 크게 하거나, 또는 상기 복수의 소선군 중 적어도 하나의 소선군을 통과하는 전류의 유통저항을, 다른 소선군을 통과하는 전류의 유통저항보다 크게 한 것을 특징으로 한다.

Description

전기자 권선 및 그것을 사용한 회전전기{Armature winding and rotary electricity using it}

도 1은 본 발명의 전기자 권선이 채용되는 터빈발전기의 개략을 나타내는 전체도,

도 2는 본 발명의 전기자 권선의 제 1 실시예를 나타내는 단면도(실시예 1),

도 3은 본 발명의 전기자 권선의 제 2 실시예를 나타내는 단면도(실시예 2),

도 4는 본 발명의 전기자 권선의 제 3 실시예를 나타내고, 슬롯 내에 수납된 상태의 단면도(실시예 3),

도 5는 본 발명의 전기자 권선의 제 4 실시예를 나타내고, 슬롯 내에 수납된 상태의 단면도(실시예 4),

도 6은 본 발명의 전기자 권선의 제 5 실시예를 나타내는 단면도(실시예 5),

도 7은 본 발명의 전기자 권선의 제 6 실시예를 나타내는 단면도(실시예 6),

도 8은 본 발명의 전기자 권선의 제 7 실시예를 나타내는 단면도(실시예 7),

도 9는 본 발명의 전기자 권선의 제 8 실시예를 나타내는 단면도(실시예 8),

도 10은 본 발명의 전기자 권선의 제 9 실시예를 나타내는 단면도(실시예 9),

도 11은 소선군, 소선과 쇄교자속의 관계를 설명하기 위한 4열 소선을 사용 한 전기자 권선 전체 길이의 이미지를 나타내는 도,

도 12는 도 11에 있어서의 쇄교자속과 순환전류의 관련을 나타내는 도,

도 13은 종래의 2열 권선의 단면도 및 그 구성에 있어서의 전류 분포도,

도 14는 종래의 4열 권선의 단면도 및 그 구성에 있어서의 전류 분포도,

도 15는 본 발명의 실시예 2의 권선 단면적 및 그 구성에 있어서의 전류 분포도,

도 16은 종래의 전기자 권선의 일례를 나타내는 단면도,

도 17은 종래의 2열 권선에 있어서의 전이의 상태를 나타내는 부분사시도,

도 18은 540°전이와 360°전이의 각각의 상태를 나타내는 이미지도,

도 19는 특허문헌 2의 권선에 있어서의 전이의 상태를 나타내는 부분사시도,

도 20은 종래의 4열 권선에 있어서의 전이의 상태를 나타내는 부분사시도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 2, 3, 101, 102, 201, 202 : 전기자 권선의 소선군

4 : 전기자 권선의 주절연 10, 20 : 전기자 권선

11, 12, 111, 112 : 소선군(1)의 소선

21, 22, 211, 212 : 소선군(2)의 소선

30 : 고정자 철심 40 : 슬롯

50 : 회전축 51 : 회전자

60 : 고정자 프레임 61 : 냉각수 입구 유로

62 : 냉각수 출구 유로

본 발명은 전기자 권선 및 그것을 사용한 회전전기에 관한 것으로, 예를 들면 터빈발전기의 전기자 권선과 같이, 변동자계에 노출되는 것에 적합한 전기자 권선 및 그것을 사용한 회전전기에 관한 것이다.

종래의 터빈발전기의 전기자 권선에 대해서는 예를들면 미국 특허제2821641호 공보에 기재되어 있다. 이 미국 특허제2821641호 공보에 기재된 예에서는 도 17에 나타내는 바와 같이, 복수 다단으로 배치되어 있는 소선을 도중에서 전이시키고, 그 소선과 소선의 전이각도를, 도 18에 나타내는 바와 같이 360도, 540도 등 기종의 출력이나 기계적인 치수에 의하여 결정하여 슬롯 내에 배치하고, 슬롯 내에서의 쇄교자속을 상쇄함으로써 소선 사이에 흐르는 순환전류손을 저감하여 왔다. 구체적으로는 도 17에 나타내는 바와 같이, 우열의 최상단에 위치하는 소선(11)을 좌열의 최상단, 즉 소선(1)(2n)의 위로 전이하고, 다시 그 상부에 우측의 소선(12, 13)과 연속적으로 전이함으로써 권선 전체를 꼬임선 구조로 하여 왔다. 또 전이각도는 도 18에 나타내는 바와 같이 축단부(I)로부터 감기 시작한 소선(11, 15)이 전이되고, 한 바퀴 돌아 축단부(II)에서 동일한 위치로 되돌아오는 360°전이나, 다시 반 바퀴분 여분으로 전이한 540°전이가 사용된다. 이때 360°나 540°라는 각도와 전이의 피치는 고정자 철심(30) 내에서 권선 사이에 쇄교하는 자장을 상쇄하 도록 선정된다. 예를 들면 소선(11, 15)과의 사이에 쇄교하는 자속(φ₃₁, φ₃₃)의 합계가, 역방향으로 쇄교하는 자속(φ₃₂)과 같아지도록 선택한다.

또, 일본국 특개소47-12513호 공보에도 터빈발전기의 전기자 권선이 기재되어 있으나, 이 예는 도 19에 나타내는 바와 같이 2열 전이된 소선군(1)의 바깥쪽에 2열의 소선군(2)을 배치하여 소선군(1)을 둘러 싸도록 소선(21, 22, 23) 등을 전이하고 있다. 이에 의하여 지름방향 자속(φ_r2)에 의한 순환전류손을 저감하도록 하고 있다.

[특허문헌 1]

미국 특허제2821641호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특개소47-12513호 공보

상기 종래기술(미국 특허제2821641호 공보)에서는, 소선 전이한 소선군이어도 도 18에 나타내는 바와 같이 360°의 전이에서는 끝부(I)에서 쇄교하는 자속(φ₁)과 끝부(II)에서 쇄교하는 자속(φ₂)이 서로 같은 극성이기 때문에, 소선(11, 15) 등이 만드는 폐쇄루프 내에는 (φ₁ + φ₂)의 자속이 쇄교한다. 또 540°의 전이를 실시한 경우에서는 소선(11, 15)의 끝부(I)에서 쇄교하는 자속(φ₁)과 끝부(II)에서 쇄교하는 자속(φ₂)이 서로 상쇄되어 맞나는 극성이기는 하나, 끝부(I)와 끝부(II)에서는 소선의 지름방향 위치가 다르기 때문에 각각의 자장(φ₁, φ₂)의 크기는 같 지는 않다. 즉, 자장강도의 차분(φ₁ - φ₂)에 상당하는 쇄교자속은 남게 되어, 소선(11, 15)을 둘러 싸고(周回) 흐르는 순환전류를 모두 상쇄하는 것은 곤란하다. 이와 같이 소선 사이를 순환하는 성분의 전류가 적지 않게 존재한다.

또, 소선 단면적을 크게 취할 필요가 있는 경우에는, 전이한 소선군을 병렬로 복수개 나열한 도 20과 같은 권선을 사용하고 있던 이와 같은 구조에서는 소선군(1)과 소선군(2)의 사이에 쇄교하는 지름방향 자속(φ_r2)을 상쇄하는 것을 전혀 할 수 없기 때문에, 소선 사이를 순환하는 전류는 더욱 커진다.

한편, 상기 지름방향 자속을 저감하기 위한 종래기술인 일본국 특개소47-12513호 공보에서는 도 19와 같이 소선(11)을 둘러 싸도록 소선군(2)을 2중으로 배치한 복잡한 구조로 되어 있어, 제작에 공정수가 증가한다. 또 예를 들면 소선(11)이 소선(1)(2n)의 위로 전이되고, 단차의 위에서 다시 소선(21)을 전이할 필요가 있어, 소선 사이의 갭을 균일하게 유지하는 것이 곤란하게 되어 있었다. 이 때문에 적절한절연강도를 유지할 수 없었다.

본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해소한 전기자 권선 및 그것을 사용한 회전 전기를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 적어도 2열 다단으로 소선이 묶여진 소선군과, 그 소선군의 주위를 덮는 주절연을 구비하고, 상기 소선이 전이되어 있 는 전기자 권선에 있어서, 상기 소선군의 단면에 있어서의 상부 및 하부측의 상기 소선을 통과하는 전류의 유통저항을, 중앙부측의 상기 소선을 통과하는 전류의 유통저항보다 크게 한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 적어도 2열 다단으로 소선이 묶여진 복수의 소선군과, 그 소선군의 주위를 덮는 주절연을 구비하고, 상기 소선이 전이되어 있는 전기자 권선에 있어서, 상기 복수의 소선군 중 적어도 하나의 소선군을 통과하는 전류의 유통저항을, 다른 소선군을 통과하는 전류의 유통저항보다 크게 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시형태를 설명하기 위하여 본 발명이 적용되는 터빈발전기의 개략구조를 도 1을 사용하여 설명한다. 또한 도 1에 나타내는 기본구조는 냉각유체의 종류에는 의하지 않는다.

도 1에 나타내는 바와 같이 회전자(51)는 고정자 프레임(60)에 회전축(50)에 의해 회전 유지된다. 회전자(51)는 내부에 계자권선(도시 생략)을 가지고 자극이 된다. 한편, 회전자(51)와 소정 갭을 두고 대향 배치되는 고정자를 구성하는 고정자 철심(30)은 축방향 양쪽 끝을 엔드 클램프(31)로 유지하여 고정자 프레임(60)에 고정된다. 전기자 권선(10, 20)은 고정자 철심(30)의 축방향으로 연장되어 둘레방향에 소정간격을 복수 설치된 각 슬롯 내에 넣어진다. 또한 수냉 발전기의 경우에는 전기자 권선(10, 20)의 축단부에 냉각수 입구유로(61), 반대측에 냉각수 출구유로(62)를 설치하고, 전기자 권선(10, 20)을 구성하는 도 3에 나타내는 바와 같은 중공의 소선(11, 14)등의 속을 축방향으로 통수함으로써 전기자 권선(10, 20)을 직 접 냉각하고 있다.

통상 전기자 권선(10, 20)은 도 2에 나타내는 바와 같이 예를 들면 n단, m열의 소선으로 이루어지는 소선군을 주절연(4)으로 덮어 구성된다. 주절연(4)은 권선 내부와 외부 사이의 전기절연을 유지하기 위한 구조물이며, 마이카나 수지로 구성되는 일이 많다. 도 2는 m = 4, n = 22의 예로서, 전기자 권선(10 또는 20)을 축과 직각방향으로 단면하여 나타내고, 소선(1)을 제 1 열의 1 단째로부터 n 단째까지 11, 12 …1n으로 번호를 붙이고 있다. 여기서 m, n은 모두 임의의 정수이며, 통상은 도 17에 나타내는 바와 같이 2열마다 전이되어 소선군을 형성한다. 4열의 전기자 권선이어도 도 20에 나타내는 바와 같이 소선군(1과 2)으로 나누어 2열마다 전이되고, 6열 이상의 경우에도 마찬가지이다.

(실시예 1)

도 2에 본 발명의 전기자 권선의 제 1 실시예를 나타낸다. 제 1 실시예에서는 도 1에 나타내는 터빈발전기에 있어서, 주절연(4)에 덮힌 전기자 권선(10)을 구성하는 소선군(2)은, 각 소선(21, 22, …, 2n)의 단면적을, 소선군(1)의 각 소선(11, 12, …, 1n)의 단면적보다 작게 함으로써 전류의 유통저항을 소선군(1)보다도 크게 하고 있다. 이 효과와 원리를 이하에 나타낸다.

통상의 전기자 권선은, 도 16에 나타내는 바와 같이, 2열의 소선[(11, 12, …, 1n, 1(n+1), …, 1(2 n)]으로 이루어지는 소선군(1)과 마찬가지로 2열의 소선[21, 22, …, 2n, 2(n+1), …, 2(2n)]으로 이루어지는 소선군(2)으로 이루어지고, 소선군(1)과, 소선군(2)은 동일한 단면형상을 가지고 있다. 여기서 소선군(1) 및 소선군(2) 내의 소선은 각각 360°, 540°등의 전이각으로 전이되어 있고, 고정자 철심(30) 내에서 쇄교하는 자장을 상쇄하도록 구성되어 있다. 전이의 모양은 도 20에 나타낸 바와 같다.

소선군, 소선과 쇄교자속의 관계를 도 11, 도 12를 사용하여 설명한다. 도 11은 4열 소선을 사용한 전기자 권선 전체 길이의 이미지를 나타내는 도면이다. 고정자 철심 내에서는, 도 20과 같이 2열마다 소선 전이되나, 소선군(1)과 소선군(2)의 사이에는 전이가 실시되지 않고, 지름방향 자속(φ_r2)이 소선군 사이에 작용한다. 또, 전이가 실시되는 것은 고정자 철심 내뿐이며, 끝부에서는 전이를 실시하고 있지 않다. 양 소선군은 최단부에서 서로 접속된다. 여기서는 각각의 소선군으로부터 대표적인 소선(11, 15, 21, 25)을 선택하여 설명한다. 전이각도는 540°의 예이다. 도 11, 도 18에 나타내는 바와 같이, 여기서 소선군(1) 내의 소선끼리는 슬롯 내에서의 쇄교자속이 0 이 되도록 전이가 실시되어 있기 때문에 φ_r2, φ_t2 등의 자장에 의하여 소선(11, 15)의 사이로 순환전류가 유도되는 일은 없다. 한편, 끝부(I)와 끝부 (II)의 자장에 관하여 말하면, 소선(11, 15)의 상하관계가 교체되어 있기 때문에 끝부(I)에서의 둘레방향 자속(φ_t1)과 끝부(II)에 있어서의 둘레방향 자속(φ_t3)은 소선(11)과 소선(15)에 역극성으로 작용한다. 단, 자장이 지름방향 위치에 의해 변하기 때문에, 쇄교자속은 완전하게는 상쇄되지 않고, 약간의 순환전류가 흐른다. 소선군(2)의 소선(21, 25)에 관해서도 마찬가지이다.

다음에, 소선군(1)과 소선군(2)의 사이에 쇄교하는 자속의 영향에 대하여 설명한다. 이들 2개의 소선군은 서로 전이되어 있지 않고, 2개의 소선군 사이에는 슬롯 내의 지름방향 쇄교자속(φ_r1)과, 끝부의 지름방향 자속(φ_r2, φ_r3)의 합계가 쇄교한다. 소선전류의 회로도로서 나타낸 것이 도 12이다. 여기서 전류(Io)는 전기자 권선 전체의 전류(I)를 소선수로 나눈 것으로, 소선의 평균전류이다. I₁ ∼ I₃은 상기한 각각의 폐쇄루프에 직교하는 자속에 의하여 생기는 순환전류를 나타낸다. 소선(11, 15)의 사이 및 소선(21, 25)의 사이에는, 각각 둘레방향 자속(φt1 - φt3)이 쇄교하고, 이것을 상쇄하는 방향의 순환전류(I₁, I₂)가 유도된다. 한편, 소선군(1)과 소선군(2)의 사이, 즉 소선(11, 15)과 소선(21, 25)의 사이에는 지름방향 자속(φ_r1 ∼ φ_r3)이 쇄교하고, 이것을 상쇄하는 방향의 전류(I₃)가 유도된다. 즉, 소선(11, 15, 21, 25)에 흐르는 전류는 각각 하기가 된다.

I₁₁ = I₀+ I₁+ I₃

I₁₅ = I₀- I₁ + I₃

I₂₁= I₀+ I₂- I₃

I₂₅ = I₀- I₂-I₃

각 소선에 흐르는 전류로서는,

I₁₁ > I₁₅ > I₂₁ > I₂₅

가 되어, 소선마다 전류치가 변하는 것을 알 수 있다.

이때, 종래구조에서의 소선 전류분포의 이미지는 도 14가 된다. 소선전류가 큰 소선군(1)의 발열이 크고, 소선군(2)의 발열이 작다. 여기서 540°트랜스포지션에서는 소선의 위치와 끝부에서의 쇄교자속의 관계로부터 권선의 상부와 하부에서 발열이 커진다. 이 때문에 소선군이 1개 밖에 없는 경우에도 도 13과 같이 전류분포가 생겨 온도가 불균일하게 된다. 한편, 실시예 1에서는 소선군(2)의 전류의 유통저항을 제 1 소선군보다 작게 하고 있다. 이에 의하여 소선군(1, 2)을 순환하는 폐쇄 루프의 저항이 커짐에 따라 순환전류(I₃)를 저감할 수 있다. I₃ 이 작아지면, 수학식 1에서 나타내는 바와 같이 I₁₁, I₁₅를 저감할 수 있어 소선군(1)의 발열이 저감된다. 소선군(2)은 저항이 커짐으로써 전류는 감소하나, 전류의 유통저항이 커지기 때문에, 발열은 증가하는 경향에 있다. 즉 도 15에 나타내는 바와 같이 소선군(2)의 발열이 증가하여 소선군(1)의 발열이 감소함으로써 단면 내의 온도 균일화가 도모된다.

본 실시예에서는 소선군(2) 전류의 유통저항을 소선군(1)보다도 크게 하는 예를 설명하였으나, 소선군(1)의 전류의 유통저항을 소선군(2)보다 작게 하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 본 실시예에서는 전류의 유통저항을 크게 하는 수단으로서 소선군(2) 내의 소선 폭을 모두 일률적으로 작게 하였으나, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 재질을 바꾸어도 좋고, 소선의 높이나 소선형상, 단수를 바꿈으로써 전류의 유통저항을 바꾸어도 좋은 것은 물론이다.

(실시예 2)

도 3에는 본 발명의 전기자 권선의 제 2 실시예를 나타낸다. 본 실시예는 수냉각 권선에의 적용을 나타낸 것으로, 전류의 유통저항을 바꾸는 수단으로서, 소선군(2) 내의 소선폭(소선 단면적)을 모두 일률적으로 소선군(1) 내의 소선 폭(소선 단면적)보다 작게 한 예이다. 소선군(2) 내의 소선 단면적이 소선군(1) 내의 소선 단면적보다 작아짐으로써 소선군(1) 내의 소선(11) 등과 소선군(2) 내의 소선(21) 등이 만드는 폐쇄 루프의 전류의 유통저항이 커져, 그 사이를 흐르는 순환전류를 저감할 수 있다. 또 전류가 작은 소선군(2)의 소선 단면적을 작게 함으로써 소선군(1)과 소선군(2)의 전류밀도를 같은 값으로 할 수 있고, 발열도 균일하게 된다. 본 실시예는 수냉각의 권선에 대한 적용으로, 소선(11, 14, 21, 24) 등은 냉각수를 통과시키는 중공(中空)구조로 되어 있기 때문에, 소선(21, 24) 등에서는 통수면적이 소선(11, 14) 보다도 작아져, 발열에 따른 수량이 떨어지기 때문에 더욱 온도를 균일화할 수 있다.

(실시예 3)

도 4에는 본 발명의 전기자 권선의 제 3 실시예를 나타낸다. 본 실시예는 실시예 2에서 설명한 구성의 전기자 권선(10, 20)[이하, 상 코일(20), 바닥코일(10)이라 함]을 슬롯(40) 내에 상하 2단으로 배치한 예이다. 본 실시예에서는 바닥코일(10)의 소선군(102)의 소선(121, 122) 등의 폭(소선 단면적)을 소선 군(101)의 소선(111, 112) 등의 폭(소선 단면적)보다 작게 취하고, 상 코일(20)에서는 소선군(202)의 소선(221, 222) 등의 폭(소선 단면적)을 소선군(201)의 소선(211, 212) 등의 폭(소선 단면적)보다 작게 취하고 있다. 즉, 상 코일(l20)과 바닥코일(l10)에서 저항이 큰 소선의 배치를 슬롯(40)의 좌우에 대하여 동일한 측에 취하고 있다. 이것은 상 코일(20)에 흐르는 전류와 바닥코일(110)에 흐르는 전류가 동일 극성으로, 동일 극성의 지름방향 자속이 작용하는 경우에 유효하다.

(실시예 4)

도 5에는 본 발명의 전기자 권선의 제 4 실시예를 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1에서 설명한 구성을 수냉각의 권선에 적용한 전기자 권선(110, 220)[이하, 상 코일(220), 바닥코일(110)이라 함]을 슬롯(40) 내에 배치한 예이다. 본 실시예에서는 바닥코일(110)의 소선군(102)의 소선(121, 122) 등의 폭(소선 단면적)을 소선군(101)의 소선(111, 112) 등의 폭(소선 단면적)보다 작게 취하고, 상 코일(220)에서는 소선군(201)의 소선(211, 212) 등의 폭(소선 단면적)을 소선군(202)의 소선(221, 222) 등 보다 작게 취하고 있다. 즉, 상 코일(220)과 바닥코일(l10)에서 저항이 큰 소선의 배치를 슬롯(40)의 좌우에 대하여 반대측 역배치로 취하고 있다. 이 구조는 상 코일(220)에 흐르는 전류와 바닥코일(110)에 흐르는 전류가 반대 극성이고, 상 코일(220)과 바닥코일(110)에 작용하는 지름방향 자속이 동일 극성인 경우나, 상 코일(220)에 흐르는 전류와 바닥코일(110)에 흐르는 전류가 동일 극성이고, 작용하는 지름방향 자속이 반대 극성인 경우에 유효하다.

(실시예 5)

도 6에는 본 발명의 전기자 권선의 제 5 실시예를 나타낸다. 상기 도면에 나타내는 실시예에서는 소선군(2)의 상부와 하부에만 중공의 소선(21, 24) 등을 배치하고, 소선군(1)의 구조는 실시예 2(도 3 참조)와 동일하게 하고 있다. 이와 같은 실시예의 구조에서는 발열량이 적은 소선군(2)의 냉각수량을 적게 할 수 있어, 발열량에 적합한 효율적인 냉각을 행할 수 있다. 또 소선군(2)의 상부 및 하부는 도 14에 나타내는 바와 같이 발열이 크기 때문에, 본 실시예의 구조에서는 이 부분을 집중적으로 냉각할 수 있어, 냉각효율이 좋아진다.

(실시예 6)

도 7에는 본 발명의 전기자 권선의 제 6 실시예를 나타낸다. 본 실시예는 6열 소선을 사용하는 전기자 권선에 대한 적용예를 나타낸 것으로, 소선군(1 ∼ 3) 3개로 이루어진다. 이 예에서는 소선군(2)의 소선 폭(소선 단면적)을 소선군(1)의 소선 폭(소선 단면적)보다도 작고, 소선군(3)의 소선 폭(소선 단면적)을 소선군(2)의 소선 폭(소선 단면적)보다도 작게 취하고 있다. 이와 같이 소선군의 수가 증가한 경우에도 각 소선에 흐르는 순환전류에 따라 소선 단면적을 증감시켜 주면, 2개의 소선군으로 구성되는 실시예 2와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 7)

도 8에는 본 발명의 전기자 권선의 제 7 실시예를 나타낸다. 본 실시예는 1개의 소선군으로 구성된 전기자 권선에의 적용예로서, 끝부에서의 소선 배치예를 나타낸다. 통상의 2열 코일에서는 도 13에 나타내는 바와 같이 순환전류의 영향에 의하여 권선의 상부 및 하부에서 발열 밀도가 커진다. 그래서 본 실시예에서는 발 열이 큰 상부의 소선(11, 12) 등 및 하부의 소선(1n) 등의 단면적을 다른(중앙부) 소선의 단면적보다 작게 하고 있다. 즉, 상부 및 하부측의 소선을 통과하는 전류의 유통저항을, 중앙부측의 소선을 통과하는 전류의 유통저항보다 크게 구성하고 있다. 이와 같이 상부 및 하부의 소선의 단면적을 작게 함으로써, 이 부분에 생기는 부가적인 손실 예를 들면 와전류손을 저감할 수 있고, 온도를 균일화할 수 있다.

(실시예 8)

도 9에는 본 발명의 전기자 권선의 제 8 실시예를 나타낸다. 본 실시예는 1개의 소선군으로 구성된 전기자 권선에의 적용예로서, 발열 밀도가 큰 권선의 상부 및 하부에 집중적으로 수냉각용 중공의 소선(11, 14) 등을 배치하여, 권선의 상부 및 하부의 냉각을 좋게 하고 있다. 본 실시예의 구조에서는 발열이 큰 권선의 상부, 하부를 집중적으로 냉각할 수 있어, 냉각효율이 좋아짐과 동시에 온도도 균일화할 수 있다.

(실시예 9)

도 10에는 본 발명의 전기자 권선의 제 9 실시예를 나타낸다. 본 실시예는 실시예 8의 시점을 바꾼 것으로, 권선의 상부에만 집중적으로 중공의 소선(11, 12) 등을 배치하고 있다. 360°의 소선 전이에서는 전기자 권선(10, 20)의 위쪽에서 순환전류가 가장 커지는 예가 많기 때문에, 이 부분을 집중적으로 냉각할 수 있어, 온도의 균일화를 도모할 수 있다.

본 발명에 의하면, 권선 내의 순환전류가 저감되어 국소적으로 온도가 높은 부분을 발생하는 일이 없기 때문에, 전기자의 온도상승의 균일화와 온도상승의 저감을 도모할 수 있다.

본 발명에 의하면, 회전전기의 전기자 권선 내의 순환전류를 저감하여 온도의 균일화를 도모할 수 있다.

Claims

삭제
삭제
적어도 2열 다단으로 소선이 묶여진 소선군과, 상기 소선군의 주위를 덮는 주절연을 구비하고, 상기 소선이 중실(中實)소선과 냉각매체가 지나는 중공소선으로 이루어지고, 또 이들 소선이 전이되어 있는 전기자 권선에 있어서,

상기 소선군의 단면에 있어서의 상부 및 하부측에 상기 중공소선을 집중적으로 배치하고, 중앙부에 중실 도체를 집중적으로 배치한 것을 특징으로 하는 전기자 권선.
적어도 2열 다단으로 소선이 묶여진 소선군과, 상기 소선군의 주위를 덮는 주절연을 구비하고, 상기 소선이 중실소선과 냉각매체가 지나는 중공소선으로 이루어지고, 또한 이들 소선이 전이되어 있는 전기자 권선에 있어서,

상기 소선군의 단면에 있어서의 상부측에만 상기 중공소선을 배치하고, 그 외에는 상기 중실 도체를 배치한 것을 특징으로 하는 전기자 권선.
삭제
삭제
적어도 2열 다단으로 소선이 묶여진 복수의 소선군과, 상기 복수의 소선군의 주위를 덮는 주절연을 구비하고, 상기 소선군의 소선이 중실소선과 냉각매체가 지나는 중공소선으로 이루어지고, 또한 이들 소선이 전이되어 있는 전기자 권선에 있어서,

상기 복수의 소선군 중 적어도 하나의 소선을 통과하는 전류의 유통저항을, 다른 소선군을 통과하는 전류의 유통저항보다 크게 한 것을 특징으로 하는 전기자 권선.
적어도 2열 다단으로 소선이 묶여진 복수의 소선군과, 상기 복수의 소선군의 주위를 덮는 주절연을 구비하고, 상기 소선군의 소선이 중실소선과 냉각매체가 지나는 중공소선으로 이루어지고, 또한 이들 소선이 전이되어 있는 전기자 권선에 있어서,

상기 복수의 소선군의 단면에 있어서의 적어도 하나의 소선군의 소선 단면적이, 다른 소선군의 소선 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 전기자 권선.
적어도 2열 다단으로 소선이 묶여진 복수의 소선군과, 상기 복수의 소선군의 주위를 덮는 주절연을 구비하고, 상기 소선군의 소선이 중실소선과 냉각매체가 지나는 중공소선으로 이루어지고, 또한 이들 소선이 전이되어 있는 전기자 권선에 있어서,

상기 복수의 소선군 중, 적어도 하나의 소선군에 있어서의 중공소선의 통수면적이, 다른 소선군에 있어서의 중공소선의 통수면적보다 작은 것을 특징으로 하 는 전기자 권선.
적어도 2열 다단으로 소선이 묶여진 복수의 소선군과, 상기 복수의 소선군의 주위를 덮는 주절연을 구비하고, 상기 소선군의 소선이 중실소선과 냉각매체가 지나는 중공소선으로 이루어지고, 또한 이들 소선이 전이되어 있는 전기자 권선에 있어서,

상기 복수의 소선군 중, 적어도 하나의 소선군의 단면에 있어서의 상부 및 하부측에 상기 중공소선을, 중앙부에 중실소선을 배치하고, 다른 소선군은 상기 중실소선과 중공소선이 혼재하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자 권선.
적어도 2열 다단으로 소선이 묶여진 3개의 소선군과, 상기 3개의 소선군의 주위를 덮는 주절연을 구비하고, 상기 소선이 중실소선과 냉각매체가 지나는 중공소선으로 이루어지고, 또한 이들 소선이 전이되어 있는 전기자 권선에 있어서,

상기 3개의 소선군 중 중앙에 위치하는 소선군의 소선 단면적으로부터 한쪽측에 위치하는 소선군의 소선 단면적이 작고, 다른쪽측에 위치하는 소선군의 소선 단면적이 큰 것을 특징으로 하는 전기자 권선.
회전자 철심과, 상기 회전자 철심의 슬롯 내에 넣어지는 계자코일로 이루어지는 회전자와, 상기 회전자와 소정 갭을 두고 대향 배치되고, 고정자 철심과, 상기 고정자 철심의 슬롯 내에 넣어지는 전기자 권선으로 이루어지는 고정자를 구비한 회전전기에 있어서,

상기 전기자 권선이 제 3항, 제 4항, 제 7항, 제 8항, 제 9항, 제 10항 및 제 11항 중 어느 한 항에 기재된 것임을 특징으로 하는 회전전기.
회전자 철심과, 상기 회전자 철심의 슬롯 내에 넣어지는 계자코일로 이루어지는 회전자와, 상기 회전자와 소정 갭을 두고 대향 배치되고, 고정자 철심과, 상기 고정자철심의 슬롯 내에 넣어지는 전기자 권선으로 이루어지는 고정자를 구비한 회전전기에 있어서,

상기 전기자 권선은 슬롯 내에 넣어지는 바닥코일과 상 코일로 이루어지고, 상기 바닥코일 및 상 코일은 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 전기자 권선임을 특징으로 하는 회전전기.
회전자 철심과, 상기 회전자 철심의 슬롯 내에 넣어지는 계자코일로 이루어지는 회전자와, 상기 회전자와 소정 갭을 두고 대향 배치되고, 고정자 철심과, 상기 고정자 철심의 슬롯 내에 넣어지는 전기자 권선으로 이루어지는 고정자를 구비한 회전전기에 있어서,

상기 전기자 권선은 슬롯 내에 넣어지는 바닥코일과 상 코일로 이루어지고, 상기 바닥코일은 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 전기자 권선으로서, 상기 상 코일은 상기 바닥코일과는 소선군이 역 배치된 전기자 권선인 것을 특징으로 하는 회전전기.