WO2020158389A1 - 回転電機 - Google Patents

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frame
electric machine
intermediate frame
plate
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小山　貴之
健一 杉本
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株式会社日立インダストリアルプロダクツ
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    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electric machine.
  • the rotating electric machine includes a stator, a rotor, a frame that holds the stator, and a bearing that supports the rotating shaft of the rotor.
  • the stator is deformed by the generated magnetic attraction force during operation, and the stator causes electromagnetic vibration. It is known that electromagnetic vibration vibrates at a frequency twice the power supply frequency, and propagates from the stator to the frame and bearings. Further, the frame vibrates and the bearing is vibrated by vibrating the rotor with respect to the rotating shaft due to the structural imbalance of the rotor. As a result, vibration of the rotational frequency component appears in the frame and the bearing.
  • the conventional rotating electrical machine has a problem that electromagnetic vibrations and vibrations of rotational frequency components occur in the frame and bearings.
  • Patent Document 1 describes an example of a conventional rotating electric machine.
  • the rotary electric machine described in Patent Document 1 includes notches on both sides of the stator support member, and the notch reduces the rigidity of the stator support member to increase flexibility and electromagnetic vibration.
  • the stator is elastically supported by a stator support member having a notch. Therefore, in the rotary electric machine described in Patent Document 1, it is difficult to adjust the size of the gap between the rotor and the stator and the rigidity of the stator support member, so that there is a problem in manufacturability of the rotary electric machine. is there. Further, the rotating electrical machine described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to suppress vibration of the stator itself, and the vibration of the stator propagates to the frame and the bearing.
  • An object of the present invention is to provide a rotating electric machine that can suppress vibrations of a frame and a bearing and has good manufacturability.
  • a rotating electric machine includes a stator, a rotor that is disposed radially inside the stator and that includes a rotating shaft, a bearing that supports the rotating shaft, an intermediate frame that supports the stator, and A bearing and a stator frame supporting the intermediate frame are provided.
  • the stator frame includes pedestals at both widthwise ends of the bottom portion. The pedestal has an upper surface located above a bottom surface of the stator frame. The intermediate frame is fixed to the upper surface of the pedestal.
  • vibration of the frame and the bearing can be suppressed, and a rotating electric machine with good manufacturability can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a rotary electric machine according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of a structure of an intermediate frame. It is a figure showing an example of composition of a stator frame, and an intermediate frame fixed to a stator frame. It is a figure which shows the stator frame and the intermediate
  • FIG. 3 is a diagram showing a stator frame and an intermediate frame fixed to the stator frame in a rotating electric machine having a structure in which the stator frame does not include a pedestal. It is a figure which shows the structure of the intermediate frame provided with the notch which opens toward a stator as an opening part.
  • FIG. 6 is a diagram showing a stator frame and an intermediate frame fixed to the stator frame in a rotating electric machine according to a second embodiment of the present invention.
  • the rotating electric machine according to the present invention is capable of suppressing the vibration of the frame and the bearing due to the vibration of the stator, has the characteristics of low vibration and good manufacturability (easy to manufacture).
  • One of the factors causing the bearing to vibrate is that the vibration of the frame propagates to the bearing.
  • a rotary electric machine will be described below with reference to the drawings.
  • the direction parallel to the rotation axis of the rotor is referred to as the “axial direction”, and the direction perpendicular to the axial direction and the height direction of the rotating electric machine is referred to as the “width direction”.
  • the direction around the rotation axis is referred to as “circumferential direction”, and the radial direction of the rotation axis is referred to as “radial direction”.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a rotating electric machine according to a first embodiment of the present invention, showing a cross section passing through a rotation axis.
  • the rotating electric machine 100 includes a rotating electric machine main body 101, a heat exchanger 102 that cools the inside air 4 flowing inside the rotating electric machine main body 101, and an external fan duct 103 for introducing the outside air 14 into the heat exchanger 102.
  • the rotating electric machine body 101 includes a cylindrical stator 2, a rotor 1, an intermediate frame 15, a stator frame 8, an axial fan 7, and a bearing 16.
  • the rotor 1 is arranged inside the stator 2 in the radial direction via an air gap 3, and includes a rotating shaft 10.
  • One end (right side in FIG. 1) of the rotary shaft 10 is connected to a coupling (not shown).
  • the intermediate frame 15 supports the stator 2.
  • the stator frame 8 supports the intermediate frame 15, and includes brackets 17 at both ends in the axial direction.
  • the axial fans 7 are installed at both ends of the rotary shaft 10 and recirculate the inside air 4 that has been deheated by the heat exchanger 102 to the inside of the rotary electric machine body 101.
  • the bearing 16 is supported by the bracket 17 and supports the rotor 1 by the rotating shaft 10. Both ends of the rotary shaft 10 are supported by bearings 16.
  • the heat exchanger 102 includes a tube group 12 through which the outside air 14 flows, and removes the inside air 4 that has cooled the stator 2 and the rotor 1.
  • the heat exchanger 102 includes partition plates 18 that control the flow of the inside air 4 at both ends in the axial direction.
  • the external fan duct 103 stores the external fan 13.
  • the outer fan 13 is a blower, is connected to the other end of the rotating shaft 10, and sends the outside air 14 to the heat exchanger 102.
  • the stator 2 includes a stator core 6, a guide plate 5, and a stator coil (not shown) housed in a plurality of slots (not shown) formed on the inner diameter side of the stator core 6. ..
  • the stator coil includes a stator coil end portion 9 that projects axially outward from the end portion of the stator core 6.
  • the guide plates 5 are attached to the axial ends of the intermediate frame 15 with bolts so as to cover the stator coil end portions 9.
  • the following shows the configuration of cooling by the ventilation of the rotating electric machine 100.
  • the inside air 4 pressurized by the axial fan 7 is divided into the inside air 4a toward the inside of the rotor 1, the inside air 4b toward the air gap 3, and the inside air 4c toward the stator coil end portion 9.
  • the inside air 4 a heading to the inside of the rotor 1 flows into the air gap 3 after cooling the rotor 1.
  • the inside air 4b toward the air gap 3 merges with the inside air 4a flowing into the air gap 3, cools the stator 2, and flows into the stator frame 8.
  • the inside air 4c directed to the stator coil end portion 9 flows into the stator frame 8 through the opening 159 of the main plate forming the intermediate frame 15, and the inside air 4a, Merge with 4b.
  • the inside air 4 in which the inside air 4a, 4b, 4c merges flows out from the outer periphery of the stator frame 8 and flows into the heat exchanger 102, is removed from heat in a region between the two partition plates 18, is cooled, and has an axial flow. Return to fan 7.
  • the heat exchanger 102 internally includes a tube group 12 including a plurality of tubes to cool the inside air 4.
  • Outside air 14 which is a secondary refrigerant, is caused to flow inside the tube group 12 by an external fan 13.
  • the inside air 4 exchanges heat with the outside air 14 inside the tubes via the tube wall and is cooled.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the intermediate frame 15.
  • the intermediate frame 15 includes a main plate 151 and a main plate 154 at both ends in the axial direction, and an intermediate plate 152 and an intermediate plate 153 between the main plate 151 and the main plate 154 along the axial direction.
  • the main plates 151, 154 and the intermediate plates 152, 153 are surfaces provided with a circular opening 200 for supporting the stator 2 in the central portion.
  • each of the main plates 151 and 154 has a plurality of openings 159 for passing the inside air 4c that has cooled the stator coil end portion 9.
  • the opening 159 is provided around the opening 200 for supporting the stator 2.
  • the opening 159 is provided for cooling the inside air 4 in the region between the two partition plates 18 of the heat exchanger 102, as described with reference to FIG.
  • the openings 159 are preferably provided in the main plates 151 and 154 so as to be arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the intermediate frame 15 includes side plates 155 and 156 at both ends in the width direction.
  • the side plate 155 and the side plate 156 connect the main plate 151, the intermediate plate 152, the intermediate plate 153, and the main plate 154 to each other. Openings 1551 are provided in the lower portions of the side plates 155 and 156.
  • the intermediate frame 15 is provided with a protruding bottom portion at the bottom.
  • the bottom portion of the intermediate frame 15 is a bottom plate 158 that is a surface located at the center portion in the width direction, two leg plates 157 that are located at both ends in the width direction, and two bottom plates 158 that connect the bottom plate 158 and the leg plate 157.
  • a side plate 160 that is a surface.
  • the leg plate 157 is located above the bottom plate 158 and is fixed to the stator frame 8.
  • the leg plate 157 includes a plurality of through holes 1552, and is fixed to the stator frame 8 with bolts that penetrate the through holes 1552.
  • the opening 1551 is provided for fixing the leg plate 157 of the intermediate frame 15 to the stator frame 8 with bolts.
  • FIG. 3 is a view showing an example of the structure of the stator frame 8 and the intermediate frame 15 fixed to the stator frame 8, and is a cross-sectional view of the stator frame 8 and the intermediate frame 15 perpendicular to the axial direction. ..
  • the stator frame 8 has main plates (not shown) at both ends in the axial direction and side plates 81 at both ends in the width direction.
  • the stator frame 8 includes a bottom plate 82, leg plates 84, and a pedestal 83 at the bottom.
  • the bottom plate 82 is the bottom surface of the stator frame 8 and is placed on the foundation of the rotating electric machine 100.
  • the leg plates 84 are provided at both ends of the bottom plate 82 in the width direction and have a plurality of through holes (not shown). Bolts for fixing the stator frame 8 to the foundation of the rotary electric machine 100 penetrate through the through holes.
  • the rotary electric machine 100 is fixed to the foundation by bolts that penetrate the leg plates 84.
  • the pedestals 83 are provided at both ends of the stator frame 8 in the width direction, and are installed on the leg plates 84.
  • the pedestal 83 is made of a steel plate, has an upper surface 83a parallel to the bottom plate 82, and a side surface 83b perpendicular to the bottom plate 82, and extends in the axial direction.
  • the upper surface 83a is a flat surface portion located above the bottom surface (bottom plate 82) of the stator frame 8 and is connected to the side plate 81 and the side surface 83b.
  • the side surface 83b is connected to the leg plate 84 and the upper surface 83a.
  • the pedestal 83 is fixed to the side plate 81 and the leg plate 84 by welding.
  • the upper surface 83a includes one or more bolt holes 85.
  • the stator frame 8 may be provided with one pedestal 83 at each of both ends in the width direction, or may be provided with a plurality of pedestals 83 arranged in the axial direction. In the configuration in which the stator frame 8 is provided with one pedestal 83 at each of both ends in the width direction, the pedestal 83 can also extend over substantially the entire axial length of the stator frame 8.
  • the intermediate frame 15 is fixed to the stator frame 8.
  • the intermediate frame 15 supports the stator 2 with circular openings 200 provided in the main plate 151, the intermediate plate 152, the intermediate plate 153, and the main plate 154 (see FIG. 2 ).
  • the intermediate frame 15 is integrated with the stator 2 by shrink fitting, for example.
  • the intermediate frame 15 is inserted into the inside of the stator frame 8 from the upper portion of the stator frame 8 and is housed and fixed in the stator frame 8.
  • the leg plate 157 of the intermediate frame 15 is installed on the upper surface 83 a of the pedestal 83.
  • the intermediate frame 15 and the stator frame 8 are fixed to each other by bolts that penetrate the through holes 1552 (see FIG. 2) of the leg plate 157 and the bolt holes 85 of the upper surface 83a.
  • the intermediate frame 15 can thus be easily attached to the stator frame 8.
  • the bottom plate 158 of the intermediate frame 15 does not contact the bottom plate 82 that is the bottom surface of the stator frame 8.
  • the side plate 81 of the stator frame 8 is provided with an opening (not shown) for fixing the intermediate frame 15 to the stator frame 8 with a bolt. This opening is covered and closed with a cover after fixing the intermediate frame 15 to the stator frame 8 with bolts.
  • FIG. 4 is a view showing the stator frame 8 and the intermediate frame 15 fixed to the stator frame 8, and is a sectional view of the stator frame 8 and the intermediate frame 15 perpendicular to the axial direction.
  • the intermediate frame 15 supports the stator 2.
  • the leg plate 157 of the intermediate frame 15 is installed on the upper surface 83a of the pedestal 83 of the stator frame 8, and the bottom plate 158 of the intermediate frame 15 does not contact the bottom plate 82 of the stator frame 8.
  • the upper surface 83a of the pedestal 83 is located above the bottom surface (bottom plate 82) of the stator frame 8.
  • the intermediate frame 15 supporting the stator 2 is installed on the pedestal 83, the intermediate frame 15 is attached to the stator frame 8 at a position in the height direction close to the position of the center of gravity G of the stator 2. It is supported.
  • the position of the center of gravity G of the stator 2 in the height direction is substantially equal to the position of the center of the rotating shaft 10 in the height direction.
  • the vibration of the stator 2 (especially in the width direction) is achieved by the configuration of this embodiment in which the intermediate frame 15 is supported by the stator frame 8 (the upper surface 83a of the pedestal 83) at a height position close to the center of gravity G of the stator 2. Vibration), the displacement of the intermediate frame 15 becomes small, and the vibration of the intermediate frame 15 can be suppressed.
  • FIG. 5 is a diagram showing the stator frame 8 and the intermediate frame 15 fixed to the stator frame 8 in the same manner as in FIG. 4 in the rotary electric machine in which the stator frame 8 does not include the pedestal 83.
  • the intermediate frame 15 is fixed to the stator frame 8 by fixing the leg plate 157 to the leg plate 84 of the stator frame 8 by bolts or welding.
  • the intermediate frame 15 is supported by the stator frame 8 at a position in the height direction far from the position of the center of gravity G of the stator 2.
  • the intermediate frame 15 is supported by the stator frame 8 at a position in the height direction close to the position of the center of gravity G of the stator 2. Therefore, in the rotary electric machine 100 according to the present embodiment, compared with the rotary electric machine having the configuration shown in FIG. 5, the displacement of the intermediate frame 15 is small even if the stator 2 vibrates, and the vibration of the intermediate frame 15 is suppressed. it can.
  • the electromagnetic force generated during operation of the rotating electric machine 100 vibrates the stator 2 in the radial direction, and thereby the intermediate frame 15 in the radial direction.
  • the electromagnetic vibration of the intermediate frame 15 in particular, the electromagnetic vibration in the width direction
  • the bottom plate 158 of the intermediate frame 15 does not contact the stator frame 8, and the intermediate frame 15 and the stator frame 8 are in contact with each other only by the leg plate 157 and the pedestal 83.
  • the rotary electric machine 100 according to the present embodiment can suppress the vibration of the intermediate frame 15 and the vibration propagating from the intermediate frame 15 to the stator frame 8. Therefore, the rotary electric machine 100 according to the present embodiment can suppress the vibration of the intermediate frame 15 and the stator frame 8 and also suppress the vibration of the bearing 16 propagating from the stator frame 8.
  • the openings 159 provided in the main plates 151, 154 of the intermediate frame 15 are formed by holes provided in the main plates 151, 154.
  • the opening 159 may be a notch that opens toward the opening 200 for supporting the stator 2. That is, the opening 159 may be formed by a notch that opens toward the stator 2.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the intermediate frame 15 provided with a notch opening toward the stator 2 as an opening 159.
  • the openings 159 provided in the main plates 151, 154 of the intermediate frame 15 are formed by notches provided in the main plates 151, 154, and the notches serve as the stator 2 (the openings for supporting the stator 2). 200).
  • the rotary electric machine 100 can suppress the vibration of the intermediate frame 15, the stator frame 8, and the bearing 16 as described above.
  • the bottom plate 158 of the intermediate frame 15 does not contact the stator frame 8 and the stator frame 8 fixes the intermediate frame 15 only with the pedestal 83, so There is an advantage that the bottom plate 158 does not need to be fixed to the stator frame 8 and the manufacturability is good. Further, in the rotating electric machine 100 according to the present embodiment, since the intermediate frame 15 is supported only by the pedestal 83 of the stator frame 8, there is an advantage that the position of the stator 2 in the height direction can be easily determined. The position of the stator 2 in the height direction can be adjusted when the intermediate frame 15 is fixed to the pedestal 83.
  • the rotary electric machine 100 according to the present embodiment it is easy to adjust the size of the gap between the rotor 1 and the stator 2. Further, in the rotary electric machine 100 according to the present embodiment, since the bottom surface of the stator frame 8 is not downwardly projecting, it is not necessary to make the foundation of the rotary electric machine 100 downwardly projecting, and foundation work is easy and installation on the foundation is easy. .. As described above, the rotary electric machine 100 according to the present embodiment has an advantage of good manufacturability.
  • a rotary electric machine 100 according to a second embodiment of the present invention will be described.
  • FIG. 7 is a view showing the stator frame 8 and the intermediate frame 15 fixed to the stator frame 8, and is a cross-sectional view of the stator frame 8 and the intermediate frame 15 perpendicular to the axial direction.
  • the intermediate frame 15 supports the stator 2.
  • the upper surface 83a of the pedestal 83 exists at a higher position than the rotary electric machine 100 according to the first embodiment.
  • the position of the upper surface 83a in the height direction is substantially the same as the position of the center of gravity G of the stator 2 in the height direction (that is, the position of the center of the rotating shaft 10 in the height direction).
  • the rotary electric machine 100 according to the present embodiment has a greater displacement of the intermediate frame 15 with respect to the vibration of the stator 2 (in particular, the vibration in the width direction) than the rotary electric machine 100 according to the first embodiment.
  • the vibration of the intermediate frame 15 can be further suppressed, and the vibrations of the stator frame 8 and the bearing 16 can be further suppressed.
  • the upper surface 83a of the pedestal 83 is located at a higher position than the rotary electric machine 100 according to the first embodiment, so that the length of the stator frame 8 in the width direction becomes long and the stator The mass of the frame 8 increases. Further, since the upper surface 83a of the pedestal 83 exists at a high position, the pedestal 83 has to be made stronger, and the mass of the pedestal 83 increases. Therefore, the rotary electric machine 100 according to the present embodiment may have increased mass and increased manufacturing cost as compared with the rotary electric machine 100 according to the first embodiment.
  • the position of the upper surface 83a of the pedestal 83 in the height direction is higher than the center of gravity G of the stator 2. It is preferably equal to or below this position in the depth direction.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
  • the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to the mode including all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment.

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Abstract

本発明の目的は、フレームと軸受の振動を抑制することができ、製作性のよい回転電機を提供することである。本発明による回転電機は、固定子（２）と、固定子（２）の径方向内側に配置され、回転軸（１０）を備える回転子（１）と、回転軸（１０）を支持する軸受（１６）と、固定子（２）を支持する中間フレーム（１５）と、軸受（１６）と中間フレーム（１５）を支持する固定子フレーム（８）とを備える。固定子フレーム（８）は、底部の幅方向の両端部に台座（８３）を備える。台座（８３）は、固定子フレーム（８）の底面より上方に位置する上面（８３ａ）を備える。中間フレーム（１５）は、台座（８３）の上面（８３ａ）に固定される。

Description

回転電機
　本発明は、回転電機に関する。
　回転電機は、固定子、回転子、固定子を保持するフレーム、及び回転子の回転軸を支持する軸受を備える。回転電機では、運転時に、発生した磁気吸引力によって固定子が変形し、これによって固定子が電磁振動を起こす。電磁振動は、電源周波数の２倍の周波数で振動することが知られており、固定子からフレームや軸受に伝搬する。また、回転子の有する構造上のアンバランスにより回転子が回転軸に対して振動することで、フレームや軸受が加振される。これにより、フレームや軸受に回転周波数成分の振動が現われる。
　このため、従来の回転電機では、フレームや軸受に電磁振動や回転周波数成分の振動が発生することが問題となっている。
　特許文献１には、従来の回転電機の一例が記載されている。特許文献１に記載の回転電機は、固定子支持部材の両側に切欠きを備え、この切欠きにより固定子支持部材の剛性を低下させて可撓性を増加させ、電磁振動を低下させる。
特開２０１６－０９３０１２号公報
　特許文献１に記載の回転電機では、固定子は、切欠きを備えた固定子支持部材により弾性支持されている。このため、特許文献１に記載の回転電機は、回転子と固定子の間のギャップの寸法の調整と、固定子支持部材の剛性の調整が困難であるため、回転電機の製作性に課題がある。また、特許文献１に記載の回転電機は、固定子自身の振動抑制が困難であり、固定子の振動がフレームや軸受に伝搬するという課題も有する。
　本発明は、フレームと軸受の振動を抑制することができ、製作性のよい回転電機を提供することを目的とする。
　本発明による回転電機は、固定子と、前記固定子の径方向内側に配置され、回転軸を備える回転子と、前記回転軸を支持する軸受と、前記固定子を支持する中間フレームと、前記軸受と前記中間フレームを支持する固定子フレームとを備える。前記固定子フレームは、底部の幅方向の両端部に台座を備える。前記台座は、前記固定子フレームの底面より上方に位置する上面を備える。前記中間フレームは、前記台座の前記上面に固定される。
　本発明によると、フレームと軸受の振動を抑制することができ、製作性のよい回転電機を提供することができる。
本発明の実施例１による回転電機の構成を示す模式図である。 中間フレームの構成の一例を示す図である。 固定子フレームの構成の一例と、固定子フレームに固定される中間フレームを示す図である。 固定子フレームと、固定子フレームに固定された中間フレームを示す図である。 固定子フレームが台座を備えない構成の回転電機において、固定子フレームと、固定子フレームに固定された中間フレームを示す図である 固定子に向かって開口する切欠きを開口部として備える中間フレームの構成を示す図である。 本発明の実施例２による回転電機において、固定子フレームと、固定子フレームに固定された中間フレームを示す図である。
　本発明による回転電機は、固定子の振動に起因するフレームと軸受の振動を抑制することができ、低振動であるとともに製作性がよい（製造しやすい）という特徴を備える。軸受が振動する要因の１つは、フレームの振動が軸受に伝搬することである。
　以下、本発明の実施例による回転電機を、図面を参照して説明する。以下では、回転子の回転軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、軸方向と回転電機の高さ方向とに垂直な方向を「幅方向」と呼ぶ。また、回転軸の周りの方向を「周方向」と呼び、回転軸の径の方向を「径方向」と呼ぶ。
　図１は、本発明の実施例１による回転電機の構成を示す模式図であり、回転軸を通る断面を示している。
　回転電機１００は、回転電機本体１０１と、回転電機本体１０１の内部に流通する内気４を冷却する熱交換器１０２と、熱交換器１０２に外気１４を導入するための外扇ダクト１０３を備える。
　回転電機本体１０１は、円筒形の固定子２と、回転子１と、中間フレーム１５と、固定子フレーム８と、軸流ファン７と、軸受１６を備える。回転子１は、固定子２の径方向内側にエアギャップ３を介して配置されており、回転軸１０を備える。回転軸１０は、一端部（図１の右側）がカップリング（図示せず）に接続されている。中間フレーム１５は、固定子２を支持する。固定子フレーム８は、中間フレーム１５を支持し、軸方向の両端部にブラケット１７を備える。軸流ファン７は、回転軸１０の両端部に設置され、熱交換器１０２で除熱された内気４を回転電機本体１０１の内部に還流する。軸受１６は、ブラケット１７に支持されており、回転子１を回転軸１０で支持する。回転軸１０の両端部は、軸受１６に支持される。
　熱交換器１０２は、外気１４が内部を流通する管群１２を備え、固定子２と回転子１を冷却した内気４を除熱する。熱交換器１０２は、内気４の流れを制御する仕切り板１８を軸方向の両端部に備える。
　外扇ダクト１０３は、外扇１３を格納する。外扇１３は、送風機であり、回転軸１０の他端部に接続され、熱交換器１０２に外気１４を送り込む。
　固定子２は、固定子鉄心６と、ガイド板５と、固定子鉄心６の内径側に形成された複数のスロット（図示せず）内に収納された固定子コイル（図示せず）を備える。固定子コイルは、固定子鉄心６の端部から軸方向外側に突出した固定子コイルエンド部９を備える。ガイド板５は、固定子コイルエンド部９を覆うように、中間フレーム１５の軸方向両端部にボルトで取り付けられている。
　以下に、回転電機１００の通風による冷却の構成を示す。
　軸流ファン７で昇圧された内気４は、回転子１の内部に向かう内気４ａ、エアギャップ３に向かう内気４ｂ、及び固定子コイルエンド部９に向かう内気４ｃに分流する。回転子１の内部に向かう内気４ａは、回転子１を冷却した後、エアギャップ３に流れる。エアギャップ３に向かう内気４ｂは、エアギャップ３に流れてきた内気４ａと合流して固定子２を冷却し、固定子フレーム８内に流入する。固定子コイルエンド部９に向かう内気４ｃは、固定子コイルエンド部９を冷却した後、中間フレーム１５を構成する主板の開口部１５９を通って固定子フレーム８内に流入して、内気４ａ、４ｂと合流する。
　内気４ａ、４ｂ、４ｃが合流した内気４は、固定子フレーム８の外周から流出して熱交換器１０２に流入し、２つの仕切り板１８の間の領域で除熱されて冷却され、軸流ファン７に戻る。
　熱交換器１０２は、複数の管で構成された管群１２を内部に備え、内気４を冷却する。管群１２の内部には、外扇１３により二次冷媒である外気１４が流される。内気４は、熱交換器１０２の内部で管群１２の管の間を通過する際に、管内の外気１４と管壁を介して熱交換し、冷却される。
　図２は、中間フレーム１５の構成の一例を示す図である。
　中間フレーム１５は、軸方向の両端部に主板１５１と主板１５４を備え、軸方向に沿って主板１５１と主板１５４の間に中間板１５２と中間板１５３を備える。主板１５１、１５４と中間板１５２、１５３は、固定子２を支持するための円形の開口部２００を中央部に備える面である。主板１５１、１５４は、図１にも示したように、固定子コイルエンド部９を冷却した内気４ｃを通すための開口部１５９を複数備える。開口部１５９は、固定子２を支持するための開口部２００の周りに設けられる。
　開口部１５９は、図１を用いて説明したように、熱交換器１０２の２つの仕切り板１８の間の領域で内気４を冷却するために設けられる。開口部１５９は、周方向に等間隔で並ぶように主板１５１、１５４に設けられるのが好ましい。
　また、中間フレーム１５は、幅方向の両端部に側板１５５と側板１５６を備える。側板１５５と側板１５６は、主板１５１、中間板１５２、中間板１５３、及び主板１５４を互いに接続する。側板１５５、１５６の下部には、開口部１５５１が設けられている。
　さらに、中間フレーム１５は、下に突形状の底部を備える。中間フレーム１５の底部は、幅方向の中央部に位置する面である底板１５８と、幅方向の両端部に位置する２つの面である脚板１５７と、底板１５８と脚板１５７とを接続する２つの面である側板１６０とを備える。脚板１５７は、底板１５８よりも上方に位置し、固定子フレーム８に固定される。脚板１５７は、複数の貫通穴１５５２を備え、貫通穴１５５２を貫通したボルトで固定子フレーム８に固定される。
　開口部１５５１は、中間フレーム１５の脚板１５７を固定子フレーム８にボルトで固定する作業を行うために設けられる。
　図３は、固定子フレーム８の構成の一例と、固定子フレーム８に固定される中間フレーム１５を示す図であり、固定子フレーム８と中間フレーム１５の、軸方向に垂直な断面図である。
　固定子フレーム８は、軸方向の両端部に主板（図示せず）を備え、幅方向の両端部に側板８１を備える。
　また、固定子フレーム８は、底板８２、脚板８４、及び台座８３を底部に備える。底板８２は、固定子フレーム８の底面であり、回転電機１００の基礎に載置される。脚板８４は、底板８２の幅方向の両端部に設けられ、複数の貫通穴（図示せず）を備える。この貫通穴には、固定子フレーム８を回転電機１００の基礎に固定するボルトが貫通する。回転電機１００は、脚板８４を貫通するボルトによって基礎に固定される。台座８３は、固定子フレーム８の幅方向の両端部に設けられ、脚板８４に設置される。
　台座８３は、鋼板で構成され、底板８２に平行な上面８３ａと、底板８２に垂直な側面８３ｂとを備え、軸方向に延伸する。上面８３ａは、固定子フレーム８の底面（底板８２）より上方に位置する平面部であり、側板８１と側面８３ｂに接続する。側面８３ｂは、脚板８４と上面８３ａに接続する。台座８３は、溶接で側板８１と脚板８４に固定される。上面８３ａは、１つまたは複数のボルト穴８５を備える。
　固定子フレーム８は、幅方向の両端部のそれぞれに、１つの台座８３を備えてもよく、軸方向に並んだ複数の台座８３を備えてもよい。固定子フレーム８が幅方向の両端部のそれぞれに１つの台座８３を備える構成では、台座８３は、固定子フレーム８の軸方向のほぼ全長にわたって延在することもできる。
　中間フレーム１５は、固定子フレーム８に固定される。中間フレーム１５は、主板１５１、中間板１５２、中間板１５３、及び主板１５４（図２を参照）が備える円形の開口部２００で、固定子２を支持する。中間フレーム１５は、固定子フレーム８に固定されるときは、例えば焼き嵌め等で固定子２と結合して一体化している。
　中間フレーム１５は、図３の矢印で示すように、固定子フレーム８の上部から固定子フレーム８の内部に挿入され、固定子フレーム８に収容されて固定される。中間フレーム１５の脚板１５７は、台座８３の上面８３ａに設置される。中間フレーム１５と固定子フレーム８とは、脚板１５７の貫通穴１５５２（図２を参照）と上面８３ａのボルト穴８５とを貫通したボルトで、互いに固定される。中間フレーム１５は、このようにして、固定子フレーム８に容易に取り付け可能である。
　なお、中間フレーム１５の底板１５８は、固定子フレーム８の底面である底板８２に接触しない。
　固定子フレーム８の側板８１は、中間フレーム１５を固定子フレーム８にボルトで固定する作業を行うための開口部（図示せず）を備える。この開口部は、中間フレーム１５を固定子フレーム８にボルトで固定した後、カバーで覆われて塞がれる。
　図４は、固定子フレーム８と、固定子フレーム８に固定された中間フレーム１５を示す図であり、固定子フレーム８と中間フレーム１５の、軸方向に垂直な断面図である。中間フレーム１５は、固定子２を支持している。
　上述したように、中間フレーム１５の脚板１５７は、固定子フレーム８の台座８３の上面８３ａに設置されており、中間フレーム１５の底板１５８は、固定子フレーム８の底板８２に接触していない。台座８３の上面８３ａは、固定子フレーム８の底面（底板８２）より上方に位置する。
　固定子２を支持している中間フレーム１５が台座８３に設置されているので、中間フレーム１５は、高さ方向の位置が固定子２の重心Ｇの位置に近い位置で、固定子フレーム８に支持されている。固定子２の重心Ｇの高さ方向の位置は、回転軸１０の中心の高さ方向の位置と概ね等しい。中間フレーム１５が固定子２の重心Ｇに近い高さ位置で固定子フレーム８（台座８３の上面８３ａ）に支持されているという本実施例の構成により、固定子２の振動（特に、幅方向の振動）に対し、中間フレーム１５の変位が小さくなり、中間フレーム１５の振動を抑制できる。
　ここで、固定子フレーム８が台座８３を備えない構成の回転電機を説明する。
　図５は、固定子フレーム８が台座８３を備えない構成の回転電機において、図４と同様に、固定子フレーム８と、固定子フレーム８に固定された中間フレーム１５を示す図である。中間フレーム１５は、脚板１５７が固定子フレーム８の脚板８４にボルトまたは溶接で固定されることで、固定子フレーム８に固定される。図５に示す構成では、中間フレーム１５は、高さ方向の位置が固定子２の重心Ｇの位置から遠い位置で、固定子フレーム８に支持されている。
　図４に示すように、本実施例による回転電機１００では、中間フレーム１５は、高さ方向の位置が固定子２の重心Ｇの位置に近い位置で、固定子フレーム８に支持されている。このため、本実施例による回転電機１００は、図５に示す構成を備える回転電機と比較して、固定子２が振動しても中間フレーム１５の変位が小さくなり、中間フレーム１５の振動を抑制できる。
　回転電機１００が運転時に発生する電磁力は、固定子２を径方向に加振し、これにより中間フレーム１５を径方向に加振する。本実施例による回転電機１００では、上述したように、中間フレーム１５の電磁振動（特に幅方向の電磁振動）を抑制できる。
　さらに、中間フレーム１５の底板１５８は、固定子フレーム８に接触しておらず、中間フレーム１５と固定子フレーム８とは、脚板１５７と台座８３のみで互いに接している。中間フレーム１５と固定子フレーム８との間には、脚板１５７と台座８３で接する部分以外には隙間がある。すなわち、中間フレーム１５は、固定子フレーム８の底板８２に接触しておらず、台座８３のみで固定子フレーム８に接している。このような構成により、中間フレーム１５から固定子フレーム８に直接的に伝搬する振動は小さい。
　本実施例による回転電機１００は、中間フレーム１５の振動を抑制でき、中間フレーム１５から固定子フレーム８に伝搬する振動も抑制できる。このため、本実施例による回転電機１００は、中間フレーム１５と固定子フレーム８の振動を抑制でき、固定子フレーム８から伝搬する軸受１６の振動も抑制することができる。
　図２に示すように、中間フレーム１５の主板１５１、１５４が備える開口部１５９は、主板１５１、１５４に設けられた穴で構成されている。開口部１５９は、固定子２を支持するための開口部２００に向かって開口する切欠きで構成することもできる。すなわち、開口部１５９は、固定子２に向かって開口する切欠きで構成することもできる。
　図６は、固定子２に向かって開口する切欠きを開口部１５９として備える中間フレーム１５の構成を示す図である。中間フレーム１５の主板１５１、１５４が備える開口部１５９は、主板１５１、１５４に設けられた切欠きで構成されており、この切欠きは、固定子２（固定子２を支持するための開口部２００）に向かって開口する。
　本実施例による回転電機１００は、上述したように、中間フレーム１５と固定子フレーム８と軸受１６の振動を抑制することができる。
　さらに、本実施例による回転電機１００は、中間フレーム１５の底板１５８が固定子フレーム８に接触しておらず、固定子フレーム８が台座８３のみで中間フレーム１５を固定するので、中間フレーム１５の底板１５８を固定子フレーム８に固定する必要がなく、製作性がよいという利点がある。また、本実施例による回転電機１００は、中間フレーム１５が固定子フレーム８の台座８３のみで支持されるので、固定子２の高さ方向の位置を定めやすいという利点もある。固定子２の高さ方向の位置は、台座８３に中間フレーム１５を固定するときに調整可能である。このため、本実施例による回転電機１００では、回転子１と固定子２の間のギャップの寸法の調整が容易である。また、本実施例による回転電機１００は、固定子フレーム８の底面が下に突形状でないので、回転電機１００の基礎を下に突形状にする必要がなく、基礎工事が容易で基礎に据え付けやすい。本実施例による回転電機１００は、このように、製作性がよいという利点を持つ。
　本発明の実施例２による回転電機１００を説明する。
　図７は、固定子フレーム８と、固定子フレーム８に固定された中間フレーム１５を示す図であり、固定子フレーム８と中間フレーム１５の、軸方向に垂直な断面図である。中間フレーム１５は、固定子２を支持している。
　本実施例による回転電機１００では、実施例１による回転電機１００と比べて、台座８３の上面８３ａが高い位置に存在する。上面８３ａの高さ方向の位置は、固定子２の重心Ｇの高さ方向の位置（すなわち、回転軸１０の中心の高さ方向の位置）とほぼ同じである。本実施例による回転電機１００は、このような構成により、実施例１による回転電機１００と比較して、固定子２の振動（特に、幅方向の振動）に対し、中間フレーム１５の変位がより小さくなり、中間フレーム１５の振動をさらに抑制でき、固定子フレーム８と軸受１６の振動もさらに抑制することができる。
　但し、以下の点に留意する必要がある。本実施例による回転電機１００は、実施例１による回転電機１００と比較して、台座８３の上面８３ａが高い位置に存在するため、固定子フレーム８の幅方向の長さが長くなり、固定子フレーム８の質量が増加する。また、台座８３の上面８３ａが高い位置に存在するため、台座８３をより強固にしなくてはならず、台座８３の質量が増加する。このため、本実施例による回転電機１００は、実施例１による回転電機１００と比較して、質量が増加し、製造コストが増える可能性がある。
　上述したように、台座８３は、固定子２の重心Ｇに近い位置（高さ方向で近い位置）で中間フレーム１５を固定すると、振動を効果的に抑制することができる。そこで、振動を効果的に抑制し、かつ固定子フレーム８の質量が過度に増加するのを防ぐには、台座８３の上面８３ａは、高さ方向の位置が、固定子２の重心Ｇの高さ方向の位置と等しいか、この位置より下方に存在するのが好ましい。
　なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。
　１…回転子、２…固定子、３…エアギャップ、４、４ａ、４ｂ、４ｃ…内気、５…ガイド板、６…固定子鉄心、７…軸流ファン、８…固定子フレーム、９…固定子コイルエンド部、１０…回転軸、１２…管群、１３…外扇、１４…外気、１５…中間フレーム、１６…軸受、１７…ブラケット、１８…仕切り板、８１…側板、８２…底板、８３…台座、８３ａ…上面、８３ｂ…側面、８４…脚板、８５…ボルト穴、１００…回転電機、１０１…回転電機本体、１０２…熱交換器、１０３…外扇ダクト、１５１…主板、１５２…中間板、１５３…中間板、１５４…主板、１５５…側板、１５６…側板、１５７…脚板、１５８…底板、１５９…開口部、１６０…側板、２００…開口部、１５５１…開口部、１５５２…貫通穴。

Claims (5)

  1. 　固定子と、
    　前記固定子の径方向内側に配置され、回転軸を備える回転子と、
    　前記回転軸を支持する軸受と、
    　前記固定子を支持する中間フレームと、
    　前記軸受と前記中間フレームを支持する固定子フレームと、
    を備え、
    　前記固定子フレームは、底部の幅方向の両端部に台座を備え、
    　前記台座は、前記固定子フレームの底面より上方に位置する上面を備え、
    　前記中間フレームは、前記台座の前記上面に固定される、
    ことを特徴とする回転電機。
  2. 　前記中間フレームは、底部に、前記幅方向の中央部に位置する面である底板と、前記幅方向の両端部に位置し前記底板よりも上方に位置する面である脚板とを備え、
    　前記中間フレームの前記脚板は、前記台座の前記上面に固定される、
    請求項１に記載の回転電機。
  3. 　前記中間フレームは、前記底板が、前記固定子フレームの前記底面に接触しない、
    請求項２に記載の回転電機。
  4. 　前記固定子フレームの前記台座の前記上面は、高さ方向の位置が、前記回転軸の中心の高さ方向の位置と等しい、またはこの位置より下方である、
    請求項１に記載の回転電機。
  5. 　前記中間フレームは、軸方向の両端部に、前記固定子を支持するための第１の開口部を備える主板を備え、
    　前記主板は、前記第１の開口部の周りに第２の開口部を備える、
    請求項１に記載の回転電機。
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