WO2018003735A1 - 回転電機 - Google Patents

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WO2018003735A1
WO2018003735A1 PCT/JP2017/023363 JP2017023363W WO2018003735A1 WO 2018003735 A1 WO2018003735 A1 WO 2018003735A1 JP 2017023363 W JP2017023363 W JP 2017023363W WO 2018003735 A1 WO2018003735 A1 WO 2018003735A1
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electrical machine
rotating electrical
hole
housing
machine according
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PCT/JP2017/023363
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Inventor
清志 矢畑
真 井村
健一 杉本
小山　貴之
和幸 山口
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/24—Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine.
  • FIG. 6 is a perspective view of a general rotating electric machine.
  • the rotating electrical machine has a housing 601 for housing a rotating electrical machine (not shown), and a rotating shaft 602 included in the rotating electrical machine is exposed on the VH surface of the housing 601 so as to be rotatable.
  • the housing 601 is formed with a housing fixing surface for fixing to a gantry or a foundation (not shown) provided at the lower portion of the housing 601.
  • the rotating electrical machine uses the rotating shaft 602 so that the rotating shaft of the connected device (not shown) is coincident with the rotating shaft 602 during operation by fixing the housing fixing surface 604 and the foundation or gantry with fixing bolts 603. It prevents the relative displacement of the rotating shaft of the connected device (not shown).
  • the rotating electrical machine Since the rotating electrical machine generally operates silently, it is used after correcting the unbalance due to the relative displacement between the rotating shaft 602 and the rotating shaft of the connected device (not shown), but the slight unbalance is around the rotating shaft. May remain. In this case, during the operation of the rotating electrical machine, the unbalance remaining around the rotating shaft 602 generates a centrifugal force and receives an excitation force at a rotational frequency.
  • vibration modes in which the entire housing 601 vibrates may exist in a low order, and the natural frequency of these vibration modes and the frequency of the excitation force of the rotation frequency are separated to make them non-resonant. is important.
  • Patent Document 1 JP-A-8-107650 (Patent Document 1) as the above prior art.
  • a heat exchanger or a wind tunnel is fastened and fixed to a frame through a fixing device by combining a fastening bolt and a mounting rigidity adjusting bolt, and the natural frequency of the entire rotating electrical machine is changed to change the heat exchanger or the wind tunnel.
  • the wind tunnel for taking in the outside air for cooling and the rigidity of the mounting portion of the motor frame are varied.
  • the present invention provides a rotating electrical machine that suppresses vibrations of the housing, has a simple structure, and is unlikely to deteriorate over time.
  • the housing is for fixing a fixing bolt for inserting a fixing bolt into a housing fixing surface for fixing the housing to a frame or a foundation. It has a bolt insertion hole, and has a hole for rigidity adjustment around the fixing bolt insertion hole.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rotating electrical machine in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5 is a plan view of the housing fixing surface 104 when the housing fixing surface 104 in FIG. 1 is viewed from the + V direction.
  • FIG. 6 is a plan view of the housing fixing surface 104 when the housing fixing surface 104 is viewed from the + V direction when the hole 105 has an annular shape 301. It is a top view after the hole part expansion of the apparatus fixing
  • fixed part of FIG. 2 of a present Example. It is a top view after filling the hole part 105 of FIG. 2 with a filler. 1 is a perspective view of a general rotating electrical machine.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rotating electrical machine according to the first embodiment.
  • the rotating electrical machine illustrated in FIG. 1 is provided with a rotating shaft 102 like a general rotating electrical machine, and the rotating shaft 102 is freely supported by the housing 101 via a bearing (not shown).
  • the rotating electric machine uses the rotating shaft 102 and the rotating shaft of the connected device (not shown) in alignment.
  • the housing 101 has a housing fixing surface 104 for fixing a foundation and a base (not shown) on which the electric motor is arranged with fixing bolts 103, and the rotating shaft 102 and the rotating shaft of the connected device (not shown) during operation. Is prevented from occurring.
  • a fixing bolt insertion hole 206 (detailed in FIG. 2 described later) for inserting the fixing bolt 103 and a peripheral hole portion 105 are arranged on the housing fixing surface 104.
  • FIG. 2 is a plan view of the housing fixing surface 104 when the housing fixing surface 104 in FIG. 1 is viewed from the + V direction.
  • the holes 105 are arranged point-symmetrically with respect to the fixing bolt 103, and each hole has a distance of t1 to t2.
  • t1 is longer than t2, but t2 may be longer than t1.
  • six circular holes are provided point-symmetrically with respect to the bolt in order to equalize the rigidity of the peripheral part of the bolt. Any number can be used.
  • the natural frequency of the vibration mode of the entire casing 101 can be lowered and separated from the frequency of the excitation force.
  • FIG. 3 is a plan view of the housing fixing surface 104 when the housing fixing surface 104 is viewed from the + V direction when the hole 105 has an annular shape 301.
  • An annular shape 301 is an annulus that is a rotation surface that is formed when the circumference is rotated around the fixing bolt insertion hole as an axis.
  • the rigidity between the foundation or the gantry and the rotating electric machine varies depending on the environment in which the rotating electric machine is installed.
  • the factory determines the fixed position of the device based on the natural frequency of the rotating electrical machine at the time of shipment and evaluation, and confirms that the natural frequency and the rotational frequency are sufficiently separated and the vibration response is small before shipping.
  • the hole 5 can be enlarged by using a drill or the like in the apparatus installation environment, the interval between the holes 5 can be shortened, and the rigidity between the fixing bolt 3 and the housing 1 can be reduced. Can do.
  • FIG. 4 is a plan view of the device fixing part of FIG.
  • t1 can be changed to t1 ′
  • t2 can be changed to t2 ′
  • the rigidity between the fixing bolt 103 and the casing 101 can be reduced.
  • the natural frequency of the vibration mode of the rotating electrical machine can be lowered and separated from the frequency of the excitation force to suppress the vibration.
  • FIG. 5 is a plan view after filling the hole 105 of FIG.
  • the filling member 106 is press-fitted into the hole 105, and the fixing bolt 103 and the casing 101 are pressed. Increase the rigidity between.
  • the rigidity in the in-plane direction of the housing fixing surface 4 can be increased, the rigidity between the fixing bolt 103 and the housing 101 can be increased, and the vibration of the rotating electrical machine can be increased.
  • the filling member 106 may be a metal material, a resin material such as epoxy, or ceramics. Further, although the filling member 106 is press-fitted into the housing fixing surface 104, the housing fixing surface 4 may be filled by fastening the hole 105 with a screw.
  • the hole 105 may be penetrated or not penetrated, and this enables fine adjustment of the rigidity.

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

筺体全体の固有振動モードの固有振動数と加振力の周波数を離す、簡便でかつ経年劣化しにくい、回転電機が格納される筺体を有する回転電機において、筺体は、筺体を架台または基礎に固定するための筺体固定面に固定用ボルトを挿入するための固定用ボルト挿入穴を有し、固定用ボルト挿入穴の周辺に剛性調整用の穴部を有することを特徴とする回転電機を提供する。

Description

回転電機
　本発明は、回転電機に関する。
　図６は、一般的な回転電機の斜視図を示したものである。
　回転電機は、不図示の回転電機を格納する筺体６０１を有しており、筺体６０１のVH面には回転電機が有する回転軸６０２が回転可能となるように表出されている。また、筺体６０１には、筺体６０１の下部に設けられる不図示の架台または基礎に固定するための筺体固定面が形成されている。回転電機は、回転軸６０２と不図示の被連結装置の回転軸を一致させ使用するが、筺体固定面６０４と基礎や架台を固定用ボルト６０３により固定することで、運転中に回転軸６０２と不図示の被連結装置の回転軸の相対変位が生じることを防止している。
　回転電機は一般的に静粛な運転をするため、回転軸６０２と不図示の被連結装置の回転軸の相対変位によるアンバランスを修正したうえで使用するが、わずかなアンバランスは回転軸まわりに残留することがある。この場合、回転電機は運転中、回転軸６０２まわりに残留するアンバランスが遠心力を発生させ、回転周波数の加振力を受ける。
　他方で、回転電機は、筺体６０１全体が振動する振動モードが低次に存在する場合があり、これらの振動モードの固有振動数と回転周波数の加振力の周波数を離し、非共振にすることが重要である。
　上記の従来技術として、特開平８―１０７６５０号公報（特許文献１）がある。この公報には、熱交換器または風胴を締結ボルトと取付剛性調整ボルトを組み合わせて固定装置を介してフレームに締付固定し、回転電機全体系の固有振動数を変化させて熱交換器あるいは冷却用の外気を取り入れるための風胴と電動機フレームの取付部の剛性を可変させる」と記載されている。
特開平８―１０７６５０号公報
　しかしながら、前記特許文献１では、締結間に硬質ゴムを介して固定用ボルトで固定し、調整用ボルトの締め付け有無により剛性を調整している。このようなボルトを用いた調整手段では構造が複雑になるほか、硬質ゴムが経年劣化し、調整した剛性が変わってしまう問題がある。
　本発明は、筺体の振動を抑制するとともに、構造が簡便でかつ経年劣化しにくい回転電機を提供する。
　上記課題を解決するために、例えば、回転電機が格納される筺体を有する回転電機において、筺体は、筺体を架台または基礎に固定するための筺体固定面に固定用ボルトを挿入するための固定用ボルト挿入穴を有し、固定用ボルト挿入穴の周辺に剛性調整用の穴部を有することを特徴とする。
　本発明によれば、簡便で経年劣化しにくい、回転電機の振動モードの固有振動数を調整する手段を提供することができる。
実施例１における回転電機の斜視図である。 図１における筺体固定面１０４を＋V方向から見た筺体固定面１０４の平面図である。 穴部１０５が円環形状３０１をしている場合における筺体固定面１０４を＋V方向から見た筺体固定面１０４の平面図である。 本実施例の図２の装置固定部の穴部拡大後の平面図である。 図２の穴部１０５に充填物を充填後の平面図である。 一般的な回転電機の斜視図を示したものである。
　以下、実施例を図面を用いて説明する。
　図１は、実施例１における回転電機の斜視図である。
　図１に記載の回転電機は、一般的な回転電機同様、回転電機は回転軸１０２を備え、回転軸１０２は、不図示の軸受などを介して筺体１０１から回転自由に支持される。回転電機は、回転軸１０２と不図示の被連結装置の回転軸を一致させ使用する。そのため、筺体１０１は、電動機を配置する不図示の基礎や架台を固定用ボルト１０３により固定するための筺体固定面１０４を有し、運転中に回転軸１０２と不図示の被連結装置の回転軸の相対変位が生じることを防止している。
　筺体固定面１０４には固定用ボルト１０３を挿入するための固定用ボルト挿入穴２０６（後述の図２において詳述）と周辺の穴部１０５が配置される。
　図２は、図１における筺体固定面１０４を＋V方向から見た筺体固定面１０４の平面図である。
　穴部１０５は固定用ボルト１０３に対して点対称に配置され、各々穴同士がｔ１ないしｔ２の距離を持っている。本実施例ではｔ１はｔ２に比較し、長い構成となっているが、t２がｔ１に比較し長くてもかまわない。
　また、本実施例ではボルトの周部の剛性を均等にするためボルトに対して点対称に６個の円形の穴部を設けたが、多角形や切欠き形状でもかわまず、個数も１つ以上であれば何個でも構わない。
　本実施例においては、固定用ボルト１０３と筺体１０１間の剛性を低下させることで筺体１０１全体の振動モードの固有振動数を下げ、加振力の周波数と離すことが可能である。
　図３は、穴部１０５が円環形状３０１をしている場合における筺体固定面１０４を＋V方向から見た筺体固定面１０４の平面図である。円環形状３０１は、固定用ボルト挿入穴を軸として円周を回転した時にできる回転面である円環である。このように円環形状３０１を設けることで、穴部１０５を設けるよりも加工が容易となり、ボルトの周部の剛性を均等させたい場合には有効な形状となる。
　固定部剛性の現地調整手段を説明する。回転電機は固定用ボルト１０３により基礎や架台に固定された場合、回転電機を設置する環境により、基礎や架台と回転電機の間の剛性はさまざまである。工場では、出荷や評価時に、回転電機の固有振動数などにより、装置の固定位置を決定し、固有振動数と回転周波数が十分離れていることや振動応答が小さいことを確認し、出荷しているが、回転電機を設置する環境によっては、回転電機を支持する剛性により、固有振動数が変化し、回転周波数に近接する問題があり、調整手段を有することが重要である。本実施例では、装置設置環境でドリルなどを用いて、穴部５を拡大し、穴部５同士の間隔を短くすることができ、固定用ボルト３と筺体１の間の剛性を低下させることができる。
　図４は、本実施例の図２の装置固定部の穴部拡大後の平面図である。
　このように穴部１０５を現地でドリルなどにより拡大することで、ｔ１をｔ１‘、ｔ２をｔ２’に間隔を短く変更することができ、固定用ボルト１０３と筺体１０１の間の剛性を低下させ、回転電機の振動モードの固有振動数を下げ、加振力の周波数と離し、振動を抑制することができる。
　図５は、図２の穴部１０５に充填物を充填後の平面図である。本実施例では、回転電機の振動モードの固有振動数を上げ、加振力の周波数と離し、振動を抑制する手段として、穴部１０５に充填部材１０６を圧入し、固定用ボルト１０３と筺体１０１の間の剛性を高める。このように穴部１０５に充填部材１０６を圧入することで、筺体固定面４の面内方向の剛性を高くすることができ、固定用ボルト１０３と筺体１０１間の剛性を高め、回転電機の振動モードの固有振動数を上げ、加振力の周波数と離し、振動を抑制することができる。
　本実施例では、充填部材１０６は金属材料、エポキシなど樹脂材料やセラミックスなどでもよい。また、充填部材１０６を筺体固定面１０４に圧入しているが、穴部１０５をねじ締結することにより筺体固定面４を埋めてもかまわない。
　また、穴部１０５は貫通していても未貫通でもよく、このことにより剛性の微調整が可能になる。
１０１・・・筺体
１０２・・・回転軸
１０３・・・固定用ボルト
１０４・・・筺体固定面
１０５・・・穴部
 

Claims (7)

  1. 　回転電機が格納される筺体を有する回転電機において、
    　前記筺体は、前記筺体を架台または基礎に固定するための筺体固定面に固定用ボルトを挿入するための固定用ボルト挿入穴を有し、前記固定用ボルト挿入穴の周辺に剛性調整用の穴部を有することを特徴とする回転電機。
  2. 　請求項１に記載の回転電機において、
    　前記穴部は、１つ以上配置されることを特徴とする回転電機。
  3. 　請求項１に記載の回転電機において、
    　前記穴部は、前記固定用ボルト挿入穴に対して点対称に配置されることを特徴とする回転電機。
  4. 　請求項１に記載の回転電機において、
    　前記穴部は、前記穴部の断面積の大きさを調整できるように互いに間隔を有して配置されていることを特徴とする回転電機。
  5. 　請求項１に記載の回転電機において、
    　前記穴部には、充填部材が設けられていることを特徴とする回転電機。
  6. 　請求項1に記載の回転電機において、
    　前記穴部は、前記固定用ボルト挿入穴を軸として円周を回転した時にできる回転面である円環であることを特徴とする回転電機。
  7. 　請求項1に記載の回転電機において、
    　前記穴部は貫通孔または未貫通孔であることを特徴とする回転電機。
     
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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