WO2000016466A1 - Appareil electrique rotatif - Google Patents

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WO2000016466A1
WO2000016466A1 PCT/JP1998/004157 JP9804157W WO0016466A1 WO 2000016466 A1 WO2000016466 A1 WO 2000016466A1 JP 9804157 W JP9804157 W JP 9804157W WO 0016466 A1 WO0016466 A1 WO 0016466A1
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WO
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rotor
edge
teeth
electric machine
tooth
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Application number
PCT/JP1998/004157
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Aoyama
Toshio Hattori
Yoshiyuki Igarashi
Original Assignee
Hitachi, Ltd.
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • H02K3/487—Slot-closing devices

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electric machine, and more particularly to a rotating electric machine with improved rotor reliability.
  • windings field windings
  • the rotor is provided with a plurality of slots for inserting windings at equal intervals in the circumferential direction, and teeth are provided between the slots.
  • a winding is provided in the slot, and the winding is held.
  • the edge is inserted on the outer periphery of the rotor between the teeth to prevent the winding from jumping out of the slot by centrifugal force. (4) The edge and the slot slide relative to each other in the rotor axis direction during the rotation of the rotor.
  • An object of the present invention is to provide a rotor electric machine that prevents fretting damage over the entire length of a tooth as well as the edge of a page. Disclosure of invention
  • a rotating electric machine is a rotating electric machine including a stator frame, and a rotor rotatably supported on the stator frame, wherein the rotor has an outer periphery.
  • a plurality of slots for inserting windings formed in the axial direction of the rotor from the portion toward the inner peripheral side, and formed on the outer peripheral portion of the rotor between the plurality of slots.
  • a rotating electric machine having teeth and having an edge for holding the winding wound on an outer peripheral portion of the rotor of the slot, which is supported by coming into contact with the teeth, has the following characteristics. I do.
  • a groove is formed on a surface of the ⁇ edge that faces the teeth on the rotor ⁇ side from the contact portion with the teeth.
  • the rigidity in the direction perpendicular to the tooth contact surface of the edge is reduced, and the stress concentration at the portion where the tooth corner contacts the contact surface can be reduced.
  • the present invention can be applied to a rotating electric machine that is currently operating.
  • a groove is provided in the axial direction of the rotor at a portion where a surface of the tooth that comes into contact with the edge and the side surface of the minimum cross section of the tooth intersect.
  • a groove is formed in the tooth so that the corner of the outer surface of the rotor that is in contact with the tooth on the outer periphery of the rotor does not contact the tooth.
  • a groove is provided in the axial direction of the rotor at a portion where a surface of the ⁇ edge that contacts the tooth and a side surface of the ⁇ edge minimum cross section cross.
  • a groove is formed in the ⁇ edge so that a corner of the surface of the tooth that contacts the ⁇ edge on the outer peripheral side of the rotor does not contact the edge.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rotating electric machine according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view of a rotor of the rotating electric machine according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the relationship between the ⁇ edge and the teeth of the rotor according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view around the teeth of a rotor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a relationship between a ⁇ edge and teeth of a rotor according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view of a wedge and teeth of a rotor according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a stress distribution diagram on a line where a ⁇ edge and a tooth are fitted according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a tooth groove bottom R and a minimum cross-sectional area according to still another embodiment of the present invention. It is a figure which shows the relationship of a force.
  • FIG. 9 is a view showing the relationship between the contact surface pressure of the teeth and the edge and the fretting fatigue strength according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of a wedge of a rotor according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view of a wedge and teeth of a rotor according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of an edge of a rotor according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of the rotating electric machine according to the present embodiment.
  • a rotor 1 having a cylindrical shape is fixed in a stator frame 2 via a bearing 3 so as to be rotatable.
  • a stator coil 4 is accommodated in the stator frame 2.
  • a gas (air, hydrogen) for cooling the stator coil 4 and the rotor 1 is sealed in the stator frame 2.
  • Fig. 2 shows a cross-sectional view of the rotor of the rotating electric machine.
  • Rotor 1 has a circular shape, and slots 6 into which windings 5 are inserted are machined at equal intervals around the circumference.
  • the rotor 1 has a magnetic pole part 7 in which the slot 6 is not machined, and the number may be two or four as shown in the figure.
  • a slot 8 is fitted with a rotor 8 in the rotor 1 so that the winding 5 does not protrude in the centrifugal direction during rotation.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the relationship between the edge and the teeth.
  • a groove 9 having an arc shape in the direction of the rotation axis is machined in the upper part of the side surface of the wedge.
  • the edge 12 of the edge strongly presses the tooth contact surface 11.
  • fretting fatigue cracks occur at the portions where the corners 12 contact the contact surfaces 11.
  • rigidity in a direction perpendicular to the contact surface 11 of the wedge 8 is reduced, and stress concentration at a portion where the corner 12 contacts the contact surface 11 is reduced.
  • the radius R of the arc-shaped groove 9 By increasing the radius R of the arc-shaped groove 9, the stress at the surface where the corners 12 are in contact decreases, but the strength of the groove 9 decreases, so the radius R actually increases from 0.1 mm to 1 mm.
  • the range is 0 mm.
  • the stress reduction effect of this embodiment extends over the entire axial direction of the ⁇ edge. In this embodiment, it is possible to prevent fretting fatigue cracks even in a rotating electric machine that is currently in operation only by replacing the fuselage.
  • FIG. 4 is a perspective view of the vicinity of the teeth 1 ° of the rotor of the rotary electric machine according to the present embodiment.
  • an arc-shaped groove 9 is machined in the axial direction on the side surface of the smallest cross section near the edge contact surface 11 of the head of the tooth 10.
  • the grooves 9 of the teeth 10 of the present embodiment are used to form grooves in the teeth so as to escape the contact surface of the portion where the stress is high.
  • the radius R of the arc forming the groove 9 in the range of 0.1 mm to 1 O mm, the corner 12 where the side surface of the maximum width portion of the edge and the contact surface of the tooth intersect directly with the tooth 10 0
  • This reduction in stress concentration prevents fretting fatigue cracks.
  • ⁇ edges may be replaced during periodic inspections, and there is a problem in the process if all edges are grooved.
  • the average stress at the tooth neck minimum cross-sectional area is high because it receives windings and other centrifugal forces.
  • high stress concentration occurs at the bottom of the groove 9 into which the ⁇ edge is fitted.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the relationship between the ⁇ edge 8 and the teeth 10 of the rotor of the rotary electric machine according to the present embodiment.
  • the contact surface 11 of the edge 8 and the side of the minimum cross section at the upper edge of the edge 8 This is an example in which an arc-shaped groove 9 is formed at a position where 1 and 2 intersect.
  • the upper side surface of the tooth 10 does not directly contact the edge 8.
  • the corners 13 of the contact surface 11 on the tooth side generate high stress concentration on the contact surface 14 on the edge side.
  • the groove 9 is formed so as to avoid the portion where the corners 13 contact the edge 8, high stress concentration can be prevented, and the strength margin of the edge 8 can be reduced. Go up.
  • FIG. 6 is a sectional view of the teeth 10 and the edge 8 of the present embodiment. This embodiment is an example in which grooves 9 are formed on both the teeth 10 and the edges 8.
  • FIG. 7 is a diagram showing the stress distribution at the portion indicated by line 1 in FIG. 6 (the fitting portion between the edge 8 and the teeth 10). In Fig.
  • line 2 is the stress distribution of line 1 when there is no groove at both ends of the fitting part of ⁇ edge 8 and tooth 10 and line 3 is both ends of the fitting part of ⁇ edge 8 and tooth 10
  • line 4 forms a groove with a radius of curvature R 2 (R 2> R 1) at both ends of the ⁇ edge 8 and the teeth 10 fitting part. The stress distribution of the part of the line in the case of doing is shown.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the contact surface pressure proportional to the maximum stress and the fretting fatigue strength. From this figure, it can be seen that the contact surface pressure greatly affects the fretting fatigue strength, and when the contact surface pressure is reduced to some extent, the decrease in fatigue strength decreases sharply and the strength margin increases.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the radius of curvature R of the groove 9 and the average stress at the minimum cross section of the teeth 10. Increasing the arc at the bottom of the groove increases the tensile stress because the length of the teeth 10 minimum cross section decreases. From Fig. 8, the actual size of the groove bottom R -The stress at the minimum cross section is below the strength threshold of the material forming the rotor (line 5), and the maximum compressive stress from Fig. 7 is the threshold of the fretting fatigue strength shown in Fig. 9. Value (line 6). According to this embodiment, fretting fatigue of both teeth 10 and edge 8 can be prevented.
  • FIG. 10 is a perspective view of the edge 8 of the rotor of the rotary electric machine according to the present embodiment.
  • the teeth contact surface 14 of the edge 8 is machined so that its corners are dropped. ⁇
  • the edge 8 is inserted into the rotor slot 6, it is split into multiple pieces in the axial direction. Since the rotating rotor 1 is slightly warped in the axial direction due to its own weight, the contact surface 14 between the edge 8 and the teeth does not contact in a perfect plane. In particular, ⁇ ⁇ the edges contact each other in such a way that both ends in the direction of the 8 axes attract the teeth.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the teeth 10 and the edge 8 of the rotor of the rotary electric machine according to the present embodiment.
  • the edge 8 has four slope portions 15 on the left and right.
  • Contact with tooth 10 occurs at line 6.
  • a groove 9 is formed at the position where the contact surface 15 of the wedge 8 intersects with the side surface of the minimum cross section, and the minimum cross section of the tooth 10 is left This is an example in which four grooves are also processed at the right four places.
  • the radius R of the arc forming the groove 9 is determined in the manner described above, and is actually in the range of 0.1 mm to 1 O mm.
  • FIG. 12 is a perspective view of a wedge 8 of the rotor of the rotary electric machine according to the present embodiment.
  • a material 17 different from the material forming the edge 8 is fitted near the contact surface 14 between the edge 8 and the tooth 10.
  • the elastic modulus of this material 17 is less than that of the material of edge 8, tooth 10.
  • This material 17 may be provided only at both ends in the axial direction.
  • aluminum 17 or resin material can be considered as the material 17.
  • the stiffness in the radial direction of the 8 octagonal edge portion 12 can be reduced, and excessive stress reduction can be avoided by selecting the elastic modulus of the member. Further, it is possible to prevent the corners 12 from being damaged by excessive deformation.
  • the edge inserted into the slot in the rotor and the flattening at the contact surface of the tooth are provided. It is possible to prevent damage to the rotor over the entire length of the rotor, thereby improving the fatigue strength.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Description

明 細 書
回転電機
技術分野
本発明 は回転電機に係わ り 、 特に 回転子の信頼性を 高めた 回 転電機に関する。
背景技術
従来のタービン発電機などの回転電機の円筒形回転子には、 回転子に励 磁電源から直流電源を受けて発電機を励磁する界磁卷線 （以下、 卷線という ) が設けられている。 回転子には周方向に等間隔に複数個の卷線揷入用スロ ッ トを設け、 ス ロ ッ ト間にはティースが設けられている。 ス ロ ッ ト内には卷 線が施され、 卷線が保持される構造になっている。 ゥエッジはティース間の 回転子外周側に挿入され卷線がスロッ 卜から遠心力によって飛び出るのを防 止している。 ゥエッジとスロッ トは回転子回転中に互いに回転子軸方向に相 対すべりを起こしている。
また、 ゥエッジとティース間には遠心力による高い面圧が作用しており、 この状態で長時間使用されると ゥヱッジとティースの間の微少なすべりによ るフレツティング損傷を引き起こす。 これを防止するための技術と して例え ば特開昭 59- 213249号公報 （以下、 文献 1 という） 記載の技術がある。 この 技術はゥェッジ端面に面圧集中を緩和する溝を加工したものである。 また、 文献 1 には、 同様の効果をゥエッジ端面が位置するティース側接触面に溝加 ェすることで生じさせる例も開示されている。
この面圧集中を緩和した溝では効果がゥエツジ端面のティ一スのみにし か表われず、 ゥエッジ軸方向中央部接触面のフレツティング損傷は防ぐこと ができない。 また、 ゥエッジとティースが軸方向ではなく、 周方向に相对す ベりを生じた場合のフ レッティング損傷は防ぐことができない。
また、 文献 1のゥエツジ端面が位置するティース側に溝加工を施す例で は、 ゥ； ッジが回転中の振動などによって軸方向にずれることが考えられる し、 ティースの加工段階でゥヱッジ端面の位置を予測して加工することは複 雑かつ困難である。 本発明 の 目 的は、 ゥ ヱ ッ ジ端面のみな ら ずテ ィ ー ス 全長 に亘 っ て フ レ ッテ ィ ン グ損傷を防止 した回転子電機の提供にあ る。 発明 の 開示
本発明の回転電機は、 上記目的を達成するため、 ステータフレームと、 こ のステータフレームに対して回転可能に支持された回転子とを備えた回転電 機であって、 前記回転子は、 外周部から内周側に向かって前記回転子の軸方 向に形成された卷線を挿入するための複数のスロッ トと、 前記複数のス口ッ ト間の前記回転子外周部に形成されたティースを有し、 前記スロッ トの前記 回転子外周部には、 前記ティースと接触することにより支持された、 前記卷 線を保持するためのゥエツジが揷入された回転電機において以下の特徴を有 する。
( 1 ) ： 前記ゥエッジの、 前記ティースとの接触部分より も前記回転子內周 側の前記ティースと対向する面に溝が形成されていること。
これによれば、 ゥエッジのティース接触面に直角方向の剛性が低下し、 テ ィース角部が接触面に当たる部分の応力集中を低減することがでる。
また、 ゥエッジを交換することにより、 現在稼動中の回転電機に対しても 本発明を適応することができる。
( 2 ) ： 前記ティースの前記ゥエッジと接触する面と前記ティース最小断面 部側面とが交わる部位に前記回転子軸方向に溝が設けられたこと。
( 3 ) ： 前記ティースには、 前記ゥエッジの前記ティースと接触する面の前 記回転子外周側の角部が前記ティースに接触しないように溝が形成されてい ること。
これらによれば、 従来高い応力が発生していたティースのゥエッジ角部の 接触を避けることができる。
また、 回転子自体に溝加工を施すため、 交換部品であるゥエッジに溝加工 するが必要が無く、 メ ンテナンスのコス ト低減が図れる。
( 4 ) ： 前記ゥエッジの前記ティースと接触する面と前記ゥエッジ最小断面 部側面とが交わる部位に前記回転子軸方向に溝が設けらていること。
( 5 ) ： 前記ゥエッジには、 前記ティースの前記ゥエッジと接触する面の前 記回転子外周側の角部が前記ゥエツジに接触しないように溝が形成されてい ること。
これらによれば、 従来高い応力が発生していたゥエッジのティース角部の 接触を避けることができる。
また、 回転子自体に溝加工を施すため、 交換部品であるゥエッジに溝加工 するが必要が無く、 メ ンテナンスのコス ト低減が図れる。
( 6 ) ： ( 1 ) 乃至 （ 5 ) の何れかにおいて、 前記溝の曲率半径尺が
0 . 1 m m≤ R≤ 10 m mの- 囲であること。 これに よ れば、 本発明 の効果を最大限に引 き 出す こ と がで き る。
図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の一実施例に係る回転電機の斜視図である。
第 2図は、 本発明の一実施例に係る回転電機の回転子の断面図である。
第 3図は、 本発明の一実施例に係る回転子のゥエッジとティースの関係を示 す斜視図である。
第 4図は、 本発明の他の実施例に係る回転子のティース周辺の斜視図である。 第 5図は、 本発明のさらに他の実施例に係る回転子のゥエッジとティースの 関係を示す斜視図である。
第 6図は、 本発明のさらに他の実施例に係る回転子のゥェッジとティースの 断面図である。
第 7図は、 本発明のさらに他の実施例に係るゥエッジとティースが嵌合され ている線上の応力分布図である。
第 8図は、 本発明のさらに他の実施例に係るティース溝底 Rと最小断面部応 力の関係を示す図である。
第 9図は、 本発明のさらに他の実施例に係るティースとゥエツジの接触面圧 とフレツティング疲労強度の関係を示す図である。
第 1 0図は、 本発明のさらに他の実施例に係る回転子のゥヱッジの斜視図で ある。
第 1 1 図は、 本発明のさらに他の実施例に係る回転子のゥェッジとティ一ス の断面図である。 第 1 2 図 は、 本発 明 の さ ら に他の実施例 に係 る 回転子の ゥ エ ツ ジの斜視図であ る 。
発明 を 実施す る た めの最良 の形態
本発明の実施例を第 1図乃至第 3図を用いて説明する。 第 1図は本実施 例の回転電機の斜視図である。 円筒形状をした回転子 1 はステ一タフレーム 2内に軸受け 3を介して回転できるように固定されている。 ステータフレ一 ム 2内にはステ一タコイル 4が納められる。 ステータフレーム 2内にはステ —タコイル 4と回転子 1 を冷却するための気体 （空気、 水素） が封入されて いる。 第 2図に回転電機の回転子の断面図を示す。 回転子 1は円形をしてお り、 卷線 5を挿入してあるスロッ ト 6が円周上に等間隔で加工されている。 回転子 1 にはスロッ ト 6を加工していない磁極部 7があり、 その数は図のよ うに 2個あるいは 4個の場合がある。 スロッ ト 6には卷線 5が回転中に遠心 方向に飛び出さないようにゥヱッジ 8が回転子 1 にはめ込まれている。 第 3 図はゥェッジとティースの関係を示す斜視図である。 図においてゥェッジ最 大幅部側面上部に回転軸方向に円弧状をした溝 9が加工されている。 回転子 1 の回転中、 ゥエッジ 8は半径方向外側に飛び出そう とする。 この力はティ —ス 1 0によって押さえられ、 両者の接触面 1 1 には高い応力が発生する。 特にゥヱッジ角部 1 2はティース接触面 1 1 を強く押す。 この状態でゥエツ ジ 8 とティース 1 0が回転中の微少な振動を繰り返すと、 角部 1 2が接触面 1 1に当たる部分にフレツティング疲労き裂が発生する。 溝加工をしたゥ-ッジを使用することで、 ゥュッジ 8の接触面 1 1 に直 角方向の剛性が低下し、 角部 1 2が接触面 1 1に当たる部分の応力集中が低 下する。 円弧状の溝 9の半径 Rを大きく とることで角部 1 2が接する面の応 力は低下するが、 溝 9部の強度が低下するため、 実際には半径 Rは 0. 1 m m から 1 0 m mの範囲とする。 本実施例の応力低減効果はゥエッジの軸方向全 てに亘つて及ぶ。 この実施例ではゥュッジの交換のみで現在稼働中の回転電 機についてもフレツティング疲労き裂を防止することができる。
本発明の他の実施例を第 4図を用いて説明する。 第 4図は本実施例の回 転電機の回転子のティース 1 ◦周辺の斜視図である。 本実施例においては、 ティース 1 0頭部のゥエッジ接触面 1 1近傍の最小断面部側面に円弧状の溝 9を軸方向に加工した例である。
先の例で示したように、 ゥェッジ角部 1 2が接するティ一ス接触面 1 1 には高い応力が発生する。 本実施例のティ一ス 1 0の溝 9は、 この応力が高 い部分の接触面を逃げる形でティースに溝加工するものである。 溝 9を形成 する円弧の半径 Rを 0. 1 m mから 1 O m mの範囲とすることでゥヱッジ最大 幅部側面とティ一スとの接触面が交わる角部 1 2が直接ティ一ス 1 0に接触 しないようにできる。 この応力集中低減により フレツティング疲労き裂を防 止できる。 そして、 あらかじめ回転子を製作する段階で溝加工を施すことで、 複数個あるゥェッジに特別な追加工をすることなく面圧集中を防げる。 特に、 ゥエッジは定期検査時に交換をする場合があり、 全てのゥ-ッジに溝加工を 施しておく ことは工程上問題がある。 また、 ティース首部最小断面部位の平 均応力は、 卷線その他の遠心力を受けるため高い。 特にゥエッジが嵌合され る溝 9の底部には高い応力集中が発生する。 本実施例によれば、 溝 9の形状 を曲線とすることで材料の強度上裕度のある適当な値まで応力を低下させる 効果も持つ。
本発明のさらに他の実施例を第 5図を用いて説明する。 第 5図は本実施 例の回転電機の回転子のゥエッジ 8 とティース 1 0の関係示す斜視図である。 本実施例においてはゥェッジ 8の接触面 1 1 とゥエッジ上部最小断面部側面 1 2 とが交わる位置に円弧状の溝 9を加工した例である。 このゥエッジ 8が ティース 1 0 と接触する場合、 ティース 1 0上部側面が直接ゥェッジ 8に接 触することはない。 ティース側接触面 1 1 の角部 1 3はゥエッジ側接触面 1 4に高い応力集中を発生する。 本実施例によればゥエッジ 8に角部 1 3が接 触する部分を避けるような溝 9を加工してあるために、 高い応力集中を防ぐ ことができ、 ゥエッジ 8の強度上の裕度が上がる。
本発明のさらに他の実施例を第 6図乃至第 9図を用いて説明する。 第 6 図は本実施例のティース 1 0およびゥエッジ 8の断面図である。 本実施例は ティース 1 0、 ゥエッジ 8双方に溝 9加工が施されている例である。 第 7図 は第 6図で線 1 と示された部分 （ゥエッジ 8 とティース 1 0の嵌合部） の応 力分布を示した図である。 第 7図において、 線 2はゥエッジ 8 とティース 1 0の嵌合部の両端に溝が無い場合の線 1部の応力分布、 線 3はゥエッジ 8 と ティ一ス 1 0の嵌合部の両端に曲率半径 R 1 の溝を形成した場合の線 1部の 応力分布、 線 4はゥエッジ 8 とティース 1 0の嵌合部の両端に曲率半径 R 2 ( R 2 > R 1 ) の溝を形成した場合の線 1部の応力分布をそれぞれ示す。 ティ一スに溝加工が施されていない場合、 第マ図の線 2のように線 1の 両端で高い応力が発生する。 ゥエッジ 8、 ティース 1 0に溝 9を加工した場 合、 線 3のように端部の応力の絶対値は下がり、 逆に中央部の圧縮応力が增 加する。 また、 溝 9の曲率半径 Rが大きくなると線 4のように中央部の応力 がさらに上昇する。 第 9図は前記最大応力に比例する接触面圧とフレツティ ング疲労強度の関係を示した図である。 この図から接触面圧はフレツティン グ疲労強度に大いに影響を及ぼし、 接触面圧がある程度低下すると、 疲労強 度の低下が急激に減少して強度上の裕度が増すことが分かる。 したがって、 第 7図において溝 9を形成する円弧の半径 Rを大きく とることで最大応力、 すなわち面圧を下げることができ、 強度上の裕度が上がる。 第 8図は溝 9の 曲率半径 Rとティース 1 0の最小断面部平均応力の関係を示した図である。 溝底の円弧を大きくすると、 ティース 1 0上部最小断面部の長さが減少する ため、 引張り応力が増加する。 実際の溝底 Rの大きさは、 第 8図より、 ティ —ス最小断面部の応力が回転子を形成する材料の強度上のしきい値 （線 5 ) 以下であり、 かつ、 第 7図より最大圧縮応力が第 9図のフレツティング疲労 強度のしきい値 （線 6 ) 以下となる接触面圧になるように決める。 本実施例 によれば、 ティース 1 0 と ゥヱッジ 8双方のフレツティング疲労を防ぐこと ができる。
従来、 ティースゃゥエッジに回転子軸方向の溝を設けることは、 ティ一 スゃゥエツジの最小断面部の長さが減少して引張り応力が増加するため望ま しくないと考えられていた。 このことは、 文献 1 において、 溝を形成する箇 所がゥェッジ端面に限られていたことからも明らかである。
しかしながら各種の実験や解析を行なった結果、 本実施例で説明したよ うにティ一スゃゥエツジに回転子軸方向の溝を設けることによって疲労強度 が高くなることを見出すことができた。
本発明のさらに他の実施例を第 1 0図を用いて説明する。 第 1 0図は本 実施例の回転電機の回転子のゥエッジ 8の斜視図である。 本実施例において、 ゥヱッジ 8のティース接触面 1 4には、 その角部を落と した加工を施してあ る。 ゥエッジ 8は回転子のスロッ ト 6に挿入される場合軸方向に複数個に分 割される。 回転中の回転子 1 は自重で軸方向にわずかに反るため、 ゥエッジ 8 とティースの接触面 1 4は完全な平面では接しない。 特に、 ゥエッジ 8軸 方向両端面がティースを引つかく ようにして接触することになる。 本実施例 によれば、 ゥエッジ 8接触面の端部の角を落とすことで、 前述の過度に引つ かく現象がなくなり、 ゥエッジ 8 とティースが均一に接触しやすくなる。 均 一に接した状態で溝 9を加工することで、 ゥェッジ角部 1 2 の剛性が低下し、 これと当たるティース側のフレツティング疲労き裂が防止できる。
本発明のさらに他の実施例を第 1 1図を用いて説明する。 第 1 1図は本 実施例の回転電機の回転子のティース 1 0、 ゥエッジ 8の断面図である。 本 実施例おいて、 ゥエッジ 8は斜面部 1 5を左右で 4箇所、 有している。 ティ ース 1 0 との接触は線 6で起こる。 この例はゥ工ッジ 8の接触面 1 5 と最小 断面部側面が交叉する位置に溝 9加工を施し、 ティース 1 0 の最小断面部左 右 4箇所にも溝 9加工を施した例である。 溝 9を形成する円弧の半径 Rは前 述の決め方で行われ、 実際には 0. 1 m mから 1 O m mの範囲とする。 本実施 例によれば、 ティース角部 1 3およびゥヱッジ角部 1 2の接する部位が無い ため、 高い応力集中を防ぐことができる。 またゥエッジの他の角部 1 6に対 向するティース側にも溝 9を加工することで、 この部分の応力を低減できる c この例のように斜面部 1 5を 4箇所有するゥエッジ 8においても、 接触面圧 を低減し、 フレツティング強度を高めることができ、 ティース、 ゥエッジ双 方の強度上の裕度を上げることができる。
本発明の他の実施例を第 1 2図を用いて説明する。 第 1 2図は本実施例の 回転電機の回転子のゥヱッジ 8の斜視図である。 本実施例においてゥヱッジ 8 とティース 1 0の接触面 1 4近傍に、 ゥエッジ 8を形成する材料と異なる 材料 1 7を嵌めこんである。 この材料 1 7の弾性率はゥエッジ 8、 ティース 1 0の材料より も小さレ、。 この材料 1 7は軸方向両端部のみであつてもよい。 実際には材料 1 7 と してアルミ二ユウムまたは、 樹脂材などが考えられる。 本実施例によれば、 ゥエッジ 8角部 1 2の半径方向剛性を低下させることが できると共に、 その部材の弾性率を選ぶことで、 過度な応力低下をさせずに 済む。 また、 角部 1 2の過大な変形による破損を防ぐこともできる。 以上の例の よ う に、 本発明 に よ れば、 回転子内 のス ロ ッ 卜 に挿 入 さ れた ゥ エ ッ ジ と テ ィ ー ス 接触面にお け る フ レ ツ テ ィ ン グ損 傷を 、 回転子全長 に亘 つ て防止す る こ と がで き 、 疲 労強度 を 向 上 さ せる こ と ができ る。

Claims

請求の範囲
1 . ステータフレ一ムと、 このステ一タフレームに対して回転可能に支持さ れた回転子とを備えた回転電機であって、
前記回転子は、 外周部から内周側に向かって前記回転子の軸方向に形成され た卷線を挿入するための複数のス ロッ トと、 前記複数のス ロッ ト間の前記回 転子外周部に形成されたティースを有し、
前記ス口ッ 卜の前記回転子外周部には、 前記ティースと接触することにより 支持された、 前記卷線を保持するためのゥエッジが揷入されており、 前記ゥエッジの、 前記ティースとの接触部分より も前記回転子内周側の前記 ティースと対向する面に溝が形成されていることを特徴とする回転電機。
2 . ステ一タフレームと、 このステータフレームに対して回転可能に支持さ れた回転子とを備えた回転電機であって、
前記回転子は、 外周部から内周側に向かって前記回転子の軸方向に形成され た卷線を挿入するための複数のスロッ トと、 前記複数のスロッ ト間の前記回 転子外周部に形成されたティースを有し、
前記スロッ トの前記回転子外周部には、 前記ティ一スと接触することにより 支持された、 前記卷線を保持するためのゥエツジが揷入されており、 前記ティ一スの前記ゥエツジと接触する面と前記ティース最小断面部側面と が交わる部位に前記回転子軸方向に溝が設けられたことを特徴とする回転電 機。
3 . ステータフレームと、 このステ一タフレームに対して回転可能に支持さ れた回転子とを備えた回転電機であって、
前記回転子は、 外周部から内周側に向かって前記回転子の軸方向に形成され た卷線を揷入するための複数のスロッ ト と、 前記複数のスロッ ト間の前記回 転子外周部に形成されたティースを有し、
前記ス口ッ 卜の前記回転子外周部には、 前記ティ一スと接触することにより 支持された、 前記卷線を保持するためのゥエッジが揷入されており、 前記ティースには、 前記ゥエッジの前記ティースと接触する面の前記回転子 外周側の角部が前記ティースに接触しないように溝が形成されていることを 特徴とする回転電機。
4 . ステータフレームと、 このステータフレームに対して回転可能に支持さ れた回転子とを備えた回転電機であって、
前記回転子は、 外周部から内周側に向かって前記回転子の軸方向に形成され た卷線を挿入するための複数のスロッ トと、 前記複数のスロッ ト間の前記回 転子外周部に形成されたティースを有し、
前記スロッ トの前記回転子外周部には、 前記ティースと接触することにより 支持された、 前記卷線を保持するためのゥエツジが挿入されており、 前記ゥエツジの前記ティースと接触する面と前記ゥエツジ最小断面部側面と が交わる部位に前記回転子軸方向に溝が設けられたことを特徴とする回転電 機。
5 . ステータフレームと、 このステータフレームに対して回転可能に支持さ れた回転子とを備えた回転電機であって、
前記回転子は、 外周部から内周側に向かって前記回転子の軸方向に形成され た卷線を挿入するための複数のスロッ トと、 前記複数のス口ッ ト間の前記回 転子外周部に形成されたティースを有し、
前記スロッ トの前記回転子外周部には、 前記ティースと接触することにより 支持された、 前記卷線を保持するためのゥエッジが揷入されており、 前記ゥエッジには、 前記ティースの前記ゥエッジと接触する面の前記回転子 外周側の角部が前記ゥエツジに接触しないように溝が形成されていることを 特徴とする回転電機。
6 . 請求項 1乃至 5の何れかにおいて、 前記溝の曲率半径尺が
0 . 1 m m≤ 10 m mの範囲であることを特徴とする回転電機。
PCT/JP1998/004157 1998-09-16 1998-09-16 Appareil electrique rotatif WO2000016466A1 (fr)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003079087A (ja) * 2001-09-05 2003-03-14 Tma Electric Corp 回転電気の固定子
EP1339157A1 (en) 2002-02-21 2003-08-27 Hitachi, Ltd. Rotor comprising slots for wedges
JP2008187804A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Toyota Motor Corp 回転子およびこの回転子を備えた回転電機
WO2014068356A1 (en) * 2012-10-30 2014-05-08 General Electric Company Grooved wedge for rotor
US20170310186A1 (en) * 2014-10-11 2017-10-26 Xinjiang Goldwind Science & Technology Co., Ltd. Motor slot wedge with sealing structure and combination device
WO2019187440A1 (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 株式会社日立製作所 回転電機及び車両

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59189448U (ja) * 1983-06-02 1984-12-15 株式会社東芝 交流電機の固定子
JPS61102140A (ja) * 1984-10-23 1986-05-20 Hitachi Ltd 回転電機の回転子
JPS61210855A (ja) * 1985-03-13 1986-09-19 Toshiba Corp 回転電機
JPS61247256A (ja) * 1985-04-25 1986-11-04 Toshiba Corp 回転電機のコイルの固定方法
JPS63154036A (ja) * 1986-12-17 1988-06-27 Hitachi Ltd 回転機械のロ−タ
JPH0475441A (ja) * 1990-07-17 1992-03-10 Toshiba Corp 回転電機のロータ楔

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59189448U (ja) * 1983-06-02 1984-12-15 株式会社東芝 交流電機の固定子
JPS61102140A (ja) * 1984-10-23 1986-05-20 Hitachi Ltd 回転電機の回転子
JPS61210855A (ja) * 1985-03-13 1986-09-19 Toshiba Corp 回転電機
JPS61247256A (ja) * 1985-04-25 1986-11-04 Toshiba Corp 回転電機のコイルの固定方法
JPS63154036A (ja) * 1986-12-17 1988-06-27 Hitachi Ltd 回転機械のロ−タ
JPH0475441A (ja) * 1990-07-17 1992-03-10 Toshiba Corp 回転電機のロータ楔

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003079087A (ja) * 2001-09-05 2003-03-14 Tma Electric Corp 回転電気の固定子
EP1339157A1 (en) 2002-02-21 2003-08-27 Hitachi, Ltd. Rotor comprising slots for wedges
JP2008187804A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Toyota Motor Corp 回転子およびこの回転子を備えた回転電機
US7948133B2 (en) 2007-01-29 2011-05-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotor and rotating electric machine with the rotor
WO2014068356A1 (en) * 2012-10-30 2014-05-08 General Electric Company Grooved wedge for rotor
US20170310186A1 (en) * 2014-10-11 2017-10-26 Xinjiang Goldwind Science & Technology Co., Ltd. Motor slot wedge with sealing structure and combination device
EP3229349A4 (en) * 2014-10-11 2018-05-30 Xinjiang Goldwind Science & Technology Co. Ltd. Motor slot wedge with sealing structure and combination device
US10848030B2 (en) 2014-10-11 2020-11-24 Xinjiang Goldwind Science & Technology Co., Ltd. Motor slot wedge with sealing structure and combination device
WO2019187440A1 (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 株式会社日立製作所 回転電機及び車両
EP3780356A4 (en) * 2018-03-26 2021-12-29 Hitachi, Ltd. Rotary electric machine and vehicle

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