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公開番号2024164483
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-27
出願番号2023079987
出願日2023-05-15
発明の名称回転電機
出願人西芝電機株式会社
代理人個人
主分類H02K 1/20 20060101AFI20241120BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機において、通風ダクトへの冷却風の流入量を増加させて効率良く固定子巻線を冷却できるようにするとともに、間隔片と固定子巻線の断面二次モーメントを増加させてねじり振動に対する強度を向上させる。
【解決手段】通風ダクト10には、スロット109に収められた固定子巻線101bと、当該固定子巻線101b間に配置された、通風ダクト10としての軸方向の隙間を保持する為の間隔片108とが設けられ、固定子巻線101bと間隔片108とが、固定子鉄心1aの半径方向に対して回転子2の回転方向に傾斜して設けられている。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
環状の固定子鉄心と、当該固定子鉄心の内径側に当該固定子鉄心の周方向に間隔を空けて設けられたスロットに収められた固定子巻線とから構成される固定子と、
回転軸に固定された回転子鉄心と当該回転子鉄心に設けられた回転子巻線とから構成され前記固定子鉄心の内側に設けられた磁極と、前記回転軸に固定された遠心ファンとを有する回転子とを備え、
前記固定子鉄心に軸方向の隙間として通風ダクトが形成されている回転電機において、
前記通風ダクトには、前記スロットに収められた前記固定子巻線と、当該固定子巻線間に配置された、前記通風ダクトとしての軸方向の隙間を保持するための間隔片とが設けられ、
前記固定子巻線と前記間隔片とが、前記固定子鉄心の半径方向に対して前記回転子の回転方向に傾斜している
ことを特徴とする回転電機。
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
前記固定子巻線と前記間隔片とが、前記通風ダクトに流入する冷却風の向きに沿うように傾斜している
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記固定子巻線に前記間隔片を隣接して設けた
ことを特徴とする請求項１又は２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、発電機などの回転電機に係り、特に固定子鉄心に通風ダクトを設けた回転電機に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
直流機、同期機、誘導機などの回転電機は、固定子と回転子によって構成され、機能面では電磁誘導の原理を利用して電機エネルギーと機械エネルギー（回転エネルギー）の相互変換を行うものである。この回転電機は、銅損、鉄損により固定子、回転子には発熱が伴うことから、正常な運転を行うためには冷却が必要となる。このため、回転電機では、例えば、回転軸に遠心ファンを取り付け、回転子の回転により遠心ファンから生じる風で冷却するようになっている。
【０００３】
また一方で、エンジン駆動の回転電機は、固定子と回転子にねじり振動が作用する。このため、固定子と回転子は、ねじり振動に耐え得る強度が必要であることが知られている。
【０００４】
ここで、従来の回転電機の構成例を、図５及び図６を用いて説明する。図５は、従来の回転電機の構成を示す断面図であり、図６は、従来の回転電機の固定子鉄心に設けられた通風ダクト周辺部の断面図である。回転電機は、主に固定子１と、回転子２と、回転子２を支える軸受け５から構成される。
【０００５】
図５に示すように、固定子１は、ドーナツ状（環状）の電磁鋼板を軸方向（図５の左右方向）に積層した固定子鉄心１ａと、固定子鉄心１ａ内径側に設けられたスロット９（図６）に収められた固定子巻線１ｂから構成される。また固定子鉄心１ａには、軸方向の隙間である通風ダクト１０が軸方向に間隔を空けて複数設けられている。尚、固定子巻線１ｂは、通風ダクト１０内に位置する部分が、スロット９から露出するようになっていて、通風ダクト１０を通る冷却風により冷却されるようになっている。
【０００６】
回転子２は、固定子１の内径面から半径方向に隙間をあけて配置されていて、固定子１に対して回転可能となっている。この回転子２は、回転軸３と磁極４とカップリング６側に設けられた遠心ファン７から構成され、軸受け５によって回転可能に支持されている。磁極４は、電磁鋼板を軸方向に積層した回転子鉄心４ａに回転子巻線４ｂを巻装した構成となっている。
【０００７】
図６に示すように、通風ダクト１０には、スロット９に収められた固定子巻線１ｂと、間隔片８とが、固定子鉄心１ａの周方向に間隔を空けて交互に配置されている。換言すると、通風ダクト１０には、固定子巻線１ｂと間隔片８とが、固定子鉄心１ａの軸心（つまり回転子２の回転中心）から半径方向に放射状に配置されている。間隔片８は、通風ダクト１０としての軸方向の隙間を保持する為の部材であり、固定子鉄心１ａ内径側から外径側へと延びている。この間隔片８は、固定子巻線１ｂ間（つまりスロット９間）の中央に配置されている。
【０００８】
固定子鉄心の通風ダクトに関する発明としては、例えば下記の特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開平１０－１７４３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図６に加えて図４に示すように、通風ダクト１０の入口部分に流れ込む冷却風の向きは、回転子２が回転することによる回転方向成分１２と、遠心ファン７（図５）により流れている半径方向成分１３の合成ベクトル１４の方向となる。したがって、固定子鉄心１ａ内径側にある通風ダクト１０の入口部分に流れ込む冷却風の向きは、固定子鉄心１ａの半径方向に対して回転子２の回転方向に傾斜した方向となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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