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公開番号2023075431
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-31
出願番号2021188334
出願日2021-11-19
発明の名称回転電機
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 9/04 20060101AFI20230524BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】高速回転時においてステータとロータ間のギャップに空気を流通させるとともに、回転電機の一端側と他端側での冷却むらを抑制できる回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機10の筐体は、ステータ12およびロータを収容し、ステータの一端側でギャップGに連通する第1空間S1と、ステータの他端側でギャップに連通する第2空間S2を形成する。ステータは、ステータ外周からギャップに連通する中間ダクト12aを軸方向の中間部に有する。筐体は、第1空間に送風機21Aからの冷却風を取り入れる一端側吸気口19Aと、第1空間から空気を排気する一端側排気口20Aと、第2空間に送風機21Bからの冷却風を取り入れる他端側吸気口19Bと、第2空間から空気を排気する他端側排気口20Bと、中間ダクトに連通し、筐体の外部から空気を取り入れる空気取り入れ口17aと、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
円筒形に形成されたステータと、
前記ステータの内周側にギャップをあけて同心状に配置されたロータと、
前記ステータおよび前記ロータを収容し、前記ステータの一端側で前記ギャップに連通する第１空間と、前記ステータの他端側で前記ギャップに連通する第２空間を形成する筐体と、を備えた回転電機であって、
前記ステータは、ステータ外周から前記ギャップに連通する中間ダクトを軸方向の中間部に有し、
前記筐体は、
前記第１空間に送風機からの冷却風を取り入れる一端側吸気口と、
前記第１空間から空気を排気する一端側排気口と、
前記第２空間に送風機からの冷却風を取り入れる他端側吸気口と、
前記第２空間から空気を排気する他端側排気口と、
前記中間ダクトに連通し、前記筐体の外部から空気を取り入れる空気取り入れ口と、を有し、
前記一端側吸気口から前記第１空間への冷却風の流れを、前記一端側排気口側の流れよりも抑制する一端側絞り機構と、
前記他端側吸気口から前記第２空間への冷却風の流れを、前記他端側排気口側の流れよりも抑制する抑制する他端側絞り機構と、
をさらに備える回転電機。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記第１空間の内圧および前記第２空間の内圧は、それぞれ大気圧よりも低い負圧に調整される
請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記第１空間の内圧および前記第２空間の内圧は同一に調整される
請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記一端側絞り機構および前記他端側絞り機構は、空気流量を低下させるフィルタをそれぞれ含む
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記一端側絞り機構および前記他端側絞り機構はそれぞれ可動部を含み、前記可動部の開閉量を変化させて空気流量を制御可能である
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記一端側絞り機構および前記他端側絞り機構は、前記ロータの回転数に応じて前記空気流量を変化させる
請求項５に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、大型モータまたは大型ジェネレータなどの回転電機では、高出力化や高速回転化などの要求に対応する場合、ステータの巻線部分やロータの磁石部分での放熱性の低下に伴う温度上昇が問題となる。例えば、回転電機を高出力化する場合、ステータの巻線部分に適用された厚手の高圧絶縁紙によって巻線部分の放熱性が低下しうる。また、例えば、回転電機の高回転化に対応するために、ロータの磁石外周をリングで覆ってロータに固定すると、当該リングによって磁石部分の放熱性が低下しうる。
【０００３】
そのため、ステータとロータ間のギャップやコイルエンド部に空気を流通させて冷却を行う回転電機が提案されている。例えば、特許文献１および２には、回転電機の軸方向の一端側および他端側にそれぞれ冷却風の吸気口と排気口を配置し、筐体の軸方向中間部に外気を取り入れる連通口を形成し、ギャップやコイルエンド部に空気を流通させる回転電機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１６１７６４号公報
特開２０２０－１４５８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の回転電機においてロータが高速回転すると、ステータとロータ間のギャップの気圧が高くなって空気が流通しにくくなる。このため、特許文献２の構成では、回転電機の軸方向の一端側と他端側で気圧差を生じさせてギャップに空気を流通させている。しかし、特許文献２の構成では、回転電機の軸方向の一端側と他端側で空気の流れが異なるため、巻線部分や磁石部分に一端側と他端側で冷却むらが生じうる。
【０００６】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであって、高速回転時においてステータとロータ間のギャップに空気を流通させるとともに、回転電機の一端側と他端側での冷却むらを抑制できる回転電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、円筒形に形成されたステータと、ステータの内周側にギャップをあけて同心状に配置されたロータと、ステータおよびロータを収容する筐体を備えた回転電機である。筐体は、ステータの一端側でギャップに連通する第１空間と、ステータの他端側でギャップに連通する第２空間を形成する。ステータは、ステータ外周からギャップに連通する中間ダクトを軸方向の中間部に有する。筐体は、第１空間に送風機からの冷却風を取り入れる一端側吸気口と、第１空間から空気を排気する一端側排気口と、第２空間に送風機からの冷却風を取り入れる他端側吸気口と、第２空間から空気を排気する他端側排気口と、中間ダクトに連通し、筐体の外部から空気を取り入れる空気取り入れ口と、を有する。また、回転電機は、一端側吸気口から第１空間への冷却風の流れを、一端側排気口側の流れよりも抑制する一端側絞り機構と、他端側吸気口から第２空間への冷却風の流れを、他端側排気口側の流れよりも抑制する抑制する他端側絞り機構と、をさらに備える。
【０００８】
また、上記の一態様の回転電機において、第１空間の内圧および第２空間の内圧は、それぞれ大気圧よりも低い負圧に調整されてもよい。さらに、第１空間の内圧および第２空間の内圧は同一に調整されてもよい。
また、上記の一態様の回転電機において、一端側絞り機構および他端側絞り機構は、空気流量を低下させるフィルタをそれぞれ含んでいてもよい。
【０００９】
また、上記の一態様の回転電機において、一端側絞り機構および他端側絞り機構はそれぞれ可動部を含んでいてもよく、可動部の開閉量を変化させて空気流量を制御可能であってもよい。さらに、一端側絞り機構および他端側絞り機構は、ロータの回転数に応じて空気流量を変化させてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様の回転電機は、高速回転時においてステータとロータ間のギャップに空気を流通させるとともに、回転電機の一端側と他端側での冷却むらを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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