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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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