JP3521262B2 - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- JP3521262B2 JP3521262B2 JP10296298A JP10296298A JP3521262B2 JP 3521262 B2 JP3521262 B2 JP 3521262B2 JP 10296298 A JP10296298 A JP 10296298A JP 10296298 A JP10296298 A JP 10296298A JP 3521262 B2 JP3521262 B2 JP 3521262B2
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- rotor
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機に係り、
特に、鉄心内を効率的に冷却するために、回転軸方向お
よび放射方向に冷却風を導く通風ダクトを備えた回転電
機に関する。
特に、鉄心内を効率的に冷却するために、回転軸方向お
よび放射方向に冷却風を導く通風ダクトを備えた回転電
機に関する。
【０００２】
【従来の技術】固定子鉄心および回転子鉄心に回転軸方
向および放射方向通風ダクトを備えた回転電機におい
て、固定子鉄心の通風ダクトの位置と回転子鉄心内の通
風ダクトの位置とを回転軸方向で変えた構造は、例え
ば、特開平１−４３０４３号公報に記載されている。
向および放射方向通風ダクトを備えた回転電機におい
て、固定子鉄心の通風ダクトの位置と回転子鉄心内の通
風ダクトの位置とを回転軸方向で変えた構造は、例え
ば、特開平１−４３０４３号公報に記載されている。
【０００３】図７は、前記従来例における放射方向通風
ダクトの配置を示す模式図である。この従来例では、固
定子の放射方向通風ダクトと回転子の放射方向通風ダク
トとが、回転軸方向のエアギャップ流路を挟んでかぎ形
に曲がり、ほぼダクトの幅の分だけ段違いになってい
る。
ダクトの配置を示す模式図である。この従来例では、固
定子の放射方向通風ダクトと回転子の放射方向通風ダク
トとが、回転軸方向のエアギャップ流路を挟んでかぎ形
に曲がり、ほぼダクトの幅の分だけ段違いになってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この構造は、エアギャ
ップの風量が大きい時すなわち回転電機が高回転時は有
効であるが、低回転時は圧力損失が増加して、放射方向
通風ダクトの流量が減少してしまう。すなわち、回転子
の放射方向通風ダクト２４と固定子の放射方向通風ダク
ト２６とが、エアギャップ流路２０を挟んでかぎ形に曲
がって、段違いになっているので、回転子の放射方向通
風ダクト２４からの冷却風は、直角のエアギャップ２０
方向に一旦曲げられた後、向きを再び変えて、放射方向
の固定子通風ダクト２６に流れ込むことになる。高風量
時には、渦の発生により、冷却効果は増えるが、低風量
時には、圧力損失の増加と流体が運ぶ熱量の減少とによ
り、冷却効果が減少する。
ップの風量が大きい時すなわち回転電機が高回転時は有
効であるが、低回転時は圧力損失が増加して、放射方向
通風ダクトの流量が減少してしまう。すなわち、回転子
の放射方向通風ダクト２４と固定子の放射方向通風ダク
ト２６とが、エアギャップ流路２０を挟んでかぎ形に曲
がって、段違いになっているので、回転子の放射方向通
風ダクト２４からの冷却風は、直角のエアギャップ２０
方向に一旦曲げられた後、向きを再び変えて、放射方向
の固定子通風ダクト２６に流れ込むことになる。高風量
時には、渦の発生により、冷却効果は増えるが、低風量
時には、圧力損失の増加と流体が運ぶ熱量の減少とによ
り、冷却効果が減少する。
【０００５】なお、固定子の放射方向通風ダクト２６の
位置と回転子の放射方向通風ダクト２４の位置とが回転
軸方向で合っている一般的な構造の場合は、空気流が、
エアギャップ２０下流側の固定子の側壁に当たり、圧力
損失が増加し、流量が減少してしまうという問題があっ
た。
位置と回転子の放射方向通風ダクト２４の位置とが回転
軸方向で合っている一般的な構造の場合は、空気流が、
エアギャップ２０下流側の固定子の側壁に当たり、圧力
損失が増加し、流量が減少してしまうという問題があっ
た。
【０００６】固定子の放射方向通風ダクト２６への冷却
風にとっては、回転子の放射方向通風ダクト２４がファ
ンとして機能し、圧力源になっている。このため、誘導
電動機などの回転電機において、通常の４極機(１５０
０rpmまたは１８００rpm)に対して、８極機(７５０rpm
または９００rpm)などのように低回転時は、放射方向へ
の通風量が減少してしまい、温度が過度に上昇する欠点
があった。
風にとっては、回転子の放射方向通風ダクト２４がファ
ンとして機能し、圧力源になっている。このため、誘導
電動機などの回転電機において、通常の４極機(１５０
０rpmまたは１８００rpm)に対して、８極機(７５０rpm
または９００rpm)などのように低回転時は、放射方向へ
の通風量が減少してしまい、温度が過度に上昇する欠点
があった。
【０００７】上記従来例のように、放射方向通風ダクト
を段違いにすると、熱伝達率はわずかに増加するが、圧
力損失が増えて、通風量が減少してしまう。通風量は、
伝達された熱を系外に排出する能力を示す指標であり、
圧力損失を極力低くする必要がある。また、部品点数を
削減しコストダウンを達成するには、部品の共通化によ
り、同じ構造で高回転数にも低回転数にも対応できる冷
却構造の回転電機の出現が望まれている。
を段違いにすると、熱伝達率はわずかに増加するが、圧
力損失が増えて、通風量が減少してしまう。通風量は、
伝達された熱を系外に排出する能力を示す指標であり、
圧力損失を極力低くする必要がある。また、部品点数を
削減しコストダウンを達成するには、部品の共通化によ
り、同じ構造で高回転数にも低回転数にも対応できる冷
却構造の回転電機の出現が望まれている。
【０００８】さらに、実開昭５５−１５３８４９号は、
固定子側の通風ダクトの幅と回転子側の通風ダクト幅と
を同じにし、端板部材のプレス打ち抜きした突起部で回
転子側の通風ダクトの開口部の幅を絞り込んだ構造を提
案している。しかし、上記特開平１−４３０４３号公報
の記載から明らかなように、圧力損失を検討すると、回
転子側では通風ダクトの摩擦損が、固定子側では通風ダ
クトの摩擦損が、熱交換器損および外部の通風ダクト内
の圧力損失が大部分を占める。回転子側では、回転子の
通風ダクトの摩擦損をいかに減らすかが肝要である。実
開昭５５−１５３８４９号の考案では、端板部材のプレ
ス打ち抜きした突起部で回転子側の通風ダクトの開口部
の幅を絞り込んでおり、本来は減らしたい通風ダクトの
摩擦損に加えて、出口損を増加させる不利な対策となっ
ている。
固定子側の通風ダクトの幅と回転子側の通風ダクト幅と
を同じにし、端板部材のプレス打ち抜きした突起部で回
転子側の通風ダクトの開口部の幅を絞り込んだ構造を提
案している。しかし、上記特開平１−４３０４３号公報
の記載から明らかなように、圧力損失を検討すると、回
転子側では通風ダクトの摩擦損が、固定子側では通風ダ
クトの摩擦損が、熱交換器損および外部の通風ダクト内
の圧力損失が大部分を占める。回転子側では、回転子の
通風ダクトの摩擦損をいかに減らすかが肝要である。実
開昭５５−１５３８４９号の考案では、端板部材のプレ
ス打ち抜きした突起部で回転子側の通風ダクトの開口部
の幅を絞り込んでおり、本来は減らしたい通風ダクトの
摩擦損に加えて、出口損を増加させる不利な対策となっ
ている。
【０００９】本発明の目的は、低回転から高回転まで広
範囲に亘り冷却風の圧力損失を極力低くする構造の放射
方向通風ダクトを備えた回転電機を提供することであ
る。
範囲に亘り冷却風の圧力損失を極力低くする構造の放射
方向通風ダクトを備えた回転電機を提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、鉄心ブロックと回転軸から放射方向に延
びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペーサとを回転
軸方向に交互に配列し各鉄心ブロック間に冷却風が内側
から外周側に通る通風ダクトを形成した固定子と、固定
子の界磁空間内に軸支されて鉄心ブロックと回転軸から
放射方向に延びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペ
ーサとを回転軸方向に交互に配列し各鉄心ブロック間に
冷却風が回転中心側から外周側に通る通風ダクトを形成
した回転子とを含む回転電機において、固定子の通風ダ
クトの回転軸方向の幅を回転子の通風ダクトの回転軸方
向の幅よりも広くした回転電機を提案する。
成するために、鉄心ブロックと回転軸から放射方向に延
びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペーサとを回転
軸方向に交互に配列し各鉄心ブロック間に冷却風が内側
から外周側に通る通風ダクトを形成した固定子と、固定
子の界磁空間内に軸支されて鉄心ブロックと回転軸から
放射方向に延びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペ
ーサとを回転軸方向に交互に配列し各鉄心ブロック間に
冷却風が回転中心側から外周側に通る通風ダクトを形成
した回転子とを含む回転電機において、固定子の通風ダ
クトの回転軸方向の幅を回転子の通風ダクトの回転軸方
向の幅よりも広くした回転電機を提案する。
【００１１】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、鉄心ブロックと回転軸から放射方向に延びかつ円周
方向に間欠的に配置されるスペーサとを回転軸方向に交
互に配列し各鉄心ブロック間に冷却風が内側から外周側
に通る通風ダクトを形成した固定子と、固定子の界磁空
間内に軸支されて鉄心ブロックと回転軸から放射方向に
延びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペーサとを回
転軸方向に交互に配列し各鉄心ブロック間に冷却風が回
転中心側から外周側に通る通風ダクトを形成した回転子
とを含む回転電機において、固定子の通風ダクトの回転
軸方向の幅を回転子の通風ダクトの回転軸方向の幅より
も広くし、固定子の通風ダクトおよび回転子の通風ダク
トの上流側側面を回転軸方向で同一位置にした回転電機
を提案する。
に、鉄心ブロックと回転軸から放射方向に延びかつ円周
方向に間欠的に配置されるスペーサとを回転軸方向に交
互に配列し各鉄心ブロック間に冷却風が内側から外周側
に通る通風ダクトを形成した固定子と、固定子の界磁空
間内に軸支されて鉄心ブロックと回転軸から放射方向に
延びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペーサとを回
転軸方向に交互に配列し各鉄心ブロック間に冷却風が回
転中心側から外周側に通る通風ダクトを形成した回転子
とを含む回転電機において、固定子の通風ダクトの回転
軸方向の幅を回転子の通風ダクトの回転軸方向の幅より
も広くし、固定子の通風ダクトおよび回転子の通風ダク
トの上流側側面を回転軸方向で同一位置にした回転電機
を提案する。
【００１２】本発明は、さらに、上記目的を達成するた
めに、鉄心ブロックと回転軸から放射方向に延びかつ円
周方向に間欠的に配置されるスペーサとを回転軸方向に
交互に配列し各鉄心ブロック間に冷却風が内側から外周
側に通る通風ダクトを形成した固定子と、固定子の界磁
空間内に軸支されて鉄心ブロックと回転軸から放射方向
に延びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペーサとを
回転軸方向に交互に配列し各鉄心ブロック間に冷却風が
回転中心側から外周側に通る通風ダクトを形成した回転
子とを含む回転電機において、固定子の通風ダクトおよ
び回転子の通風ダクトの回転軸方向の中心を同一位置に
した回転電機を提案する。
めに、鉄心ブロックと回転軸から放射方向に延びかつ円
周方向に間欠的に配置されるスペーサとを回転軸方向に
交互に配列し各鉄心ブロック間に冷却風が内側から外周
側に通る通風ダクトを形成した固定子と、固定子の界磁
空間内に軸支されて鉄心ブロックと回転軸から放射方向
に延びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペーサとを
回転軸方向に交互に配列し各鉄心ブロック間に冷却風が
回転中心側から外周側に通る通風ダクトを形成した回転
子とを含む回転電機において、固定子の通風ダクトおよ
び回転子の通風ダクトの回転軸方向の中心を同一位置に
した回転電機を提案する。
【００１３】本発明においては、固定子の通風ダクトの
回転軸方向の幅を回転子の通風ダクトの回転軸方向の幅
よりも広くしたので、特に低回転時には圧力損失が少な
くなり、しかも、流線がエアギャップの回転軸方向の流
れにより曲げられることにより、風量が増加する。その
結果、流量低減を防ぎ、回転電機全体の冷却性能を向上
させ、コンパクトな回転電機を実現できる。また、実開
昭５５−１５３８４９号の考案とは異なって、端板部材
のプレス打ち抜きした突起部で回転子側の通風ダクトの
開口部の幅を一切絞り込んでいないので、出口損を増加
させることはない。
回転軸方向の幅を回転子の通風ダクトの回転軸方向の幅
よりも広くしたので、特に低回転時には圧力損失が少な
くなり、しかも、流線がエアギャップの回転軸方向の流
れにより曲げられることにより、風量が増加する。その
結果、流量低減を防ぎ、回転電機全体の冷却性能を向上
させ、コンパクトな回転電機を実現できる。また、実開
昭５５−１５３８４９号の考案とは異なって、端板部材
のプレス打ち抜きした突起部で回転子側の通風ダクトの
開口部の幅を一切絞り込んでいないので、出口損を増加
させることはない。
【００１４】固定子の通風ダクトと回転子の通風ダクト
との回転軸方向の相対位置については、固定子の通風ダ
クトおよび回転子の通風ダクトの上流側側面を同一位置
にする方式と、固定子の通風ダクトおよび回転子の通風
ダクトの回転軸方向の中心を同一位置にする方式のいず
れを採用してもよい。どちらに場合も、空気流が、エア
ギャップ下流側の固定子の側壁に当たることが少なくな
るので、圧力損失が増加せず、流量が減少する度合いが
緩和される。したがって、流量低減を防止し、回転電機
全体の冷却性能を向上させ、コンパクトな回転電機を実
現できる。
との回転軸方向の相対位置については、固定子の通風ダ
クトおよび回転子の通風ダクトの上流側側面を同一位置
にする方式と、固定子の通風ダクトおよび回転子の通風
ダクトの回転軸方向の中心を同一位置にする方式のいず
れを採用してもよい。どちらに場合も、空気流が、エア
ギャップ下流側の固定子の側壁に当たることが少なくな
るので、圧力損失が増加せず、流量が減少する度合いが
緩和される。したがって、流量低減を防止し、回転電機
全体の冷却性能を向上させ、コンパクトな回転電機を実
現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、図１〜図６を参照して、本
発明による回転電機の実施例を説明する。
発明による回転電機の実施例を説明する。
【００１６】《実施例１》図１は、本発明による回転電
機の実施例１の概略の構造を示す部分断面図であり、図
２は、図１の実施例におけるエアギャップと回転子の通
風ダクトと固定子の通風ダクトとの関係を示す模式図で
ある。
機の実施例１の概略の構造を示す部分断面図であり、図
２は、図１の実施例におけるエアギャップと回転子の通
風ダクトと固定子の通風ダクトとの関係を示す模式図で
ある。
【００１７】回転軸２に取り付けられた冷却ファン４
は、回転軸２とともに回転し、ファンカバー６の側面入
気口８から冷却風を取り入れ、ブラケット１０の通風口
１２を経て、回転電機内部に冷却風を導き、回転子１４
および固定子１６を冷却する。回転子１４と固定子１６
とから発生する熱は、固定子外側の通風ダクト１８，エ
アギャップの回転軸方向通風ダクト２０，回転子の回転
軸方向通風ダクト２２，回転子の放射方向通風ダクト２
４，固定子の放射方向通風ダクト２６において、回転軸
２に取り付けられた冷却ファン４からの冷却風により、
熱交換され、冷却される。なお、回転子１４，固定子１
６のコアは、損失低減のために、積層板で形成されてい
る。
は、回転軸２とともに回転し、ファンカバー６の側面入
気口８から冷却風を取り入れ、ブラケット１０の通風口
１２を経て、回転電機内部に冷却風を導き、回転子１４
および固定子１６を冷却する。回転子１４と固定子１６
とから発生する熱は、固定子外側の通風ダクト１８，エ
アギャップの回転軸方向通風ダクト２０，回転子の回転
軸方向通風ダクト２２，回転子の放射方向通風ダクト２
４，固定子の放射方向通風ダクト２６において、回転軸
２に取り付けられた冷却ファン４からの冷却風により、
熱交換され、冷却される。なお、回転子１４，固定子１
６のコアは、損失低減のために、積層板で形成されてい
る。
【００１８】本実施例においては、固定子１６の放射方
向通風ダクト２６の回転軸方向幅Ｗをこれに対応する回
転子１４の放射方向通風ダクト２４の回転軸方向幅Ｗａ
よりも広くする。回転軸方向幅は、例えば、Ｗ＝１０ｍ
ｍ，Ｗａ＝８ｍｍとする。
向通風ダクト２６の回転軸方向幅Ｗをこれに対応する回
転子１４の放射方向通風ダクト２４の回転軸方向幅Ｗａ
よりも広くする。回転軸方向幅は、例えば、Ｗ＝１０ｍ
ｍ，Ｗａ＝８ｍｍとする。
【００１９】固定子１６の放射方向通風ダクト２６の回
転軸方向幅Ｗをこれに対応する回転子１４の放射方向通
風ダクト２４の回転軸方向幅Ｗａより広くすることによ
り、冷却風の流れに対して上流側の段差が無くなり、圧
力損失が少なくなる。
転軸方向幅Ｗをこれに対応する回転子１４の放射方向通
風ダクト２４の回転軸方向幅Ｗａより広くすることによ
り、冷却風の流れに対して上流側の段差が無くなり、圧
力損失が少なくなる。
【００２０】図２に示すように、エアギャップの回転軸
方向通風ダクト２０の流れの回転軸方向ベクトル２８と
回転子の通風ダクト２４からの流れのベクトル３０とが
合成されると、流れのベクトル３２のようになり、放射
方向の流れのベクトルが下流方向に向きを変えられる。
方向通風ダクト２０の流れの回転軸方向ベクトル２８と
回転子の通風ダクト２４からの流れのベクトル３０とが
合成されると、流れのベクトル３２のようになり、放射
方向の流れのベクトルが下流方向に向きを変えられる。
【００２１】本実施例では、エアギャップ２０の下流方
向に広がるように、固定子１６の放射方向通風ダクト２
６の幅Ｗをこれに対応する回転子１４の放射方向通風ダ
クト２４の回転軸方向幅Ｗａよりも広くするので、通風
抵抗が減少して、通風ダクト２６の風量を増加させるこ
とができる。すなわち、エアギャップ部分２０では、エ
アギャップの流れのベクトル２８が生じており、回転子
１４の放射方向通風ダクト２４からの流れのベクトル３
０がそこを横断する際に、この通風ダクト２４の側面位
置Ｂに対して、固定子１６の放射方向通風ダクト２６の
側面を位置Ｂａまで移動させると、合成ベクトル３２に
適する放射方向通風ダクト２６が形成されるので、圧力
損失が低減される。この場合、流路断面積が広くなり、
流速は低下するが、回転子１４の放射方向通風ダクト２
４から固定子１６の放射方向通風ダクト２６に流れる流
量は、合成ベクトル３２の効果で、あまり減らない。
向に広がるように、固定子１６の放射方向通風ダクト２
６の幅Ｗをこれに対応する回転子１４の放射方向通風ダ
クト２４の回転軸方向幅Ｗａよりも広くするので、通風
抵抗が減少して、通風ダクト２６の風量を増加させるこ
とができる。すなわち、エアギャップ部分２０では、エ
アギャップの流れのベクトル２８が生じており、回転子
１４の放射方向通風ダクト２４からの流れのベクトル３
０がそこを横断する際に、この通風ダクト２４の側面位
置Ｂに対して、固定子１６の放射方向通風ダクト２６の
側面を位置Ｂａまで移動させると、合成ベクトル３２に
適する放射方向通風ダクト２６が形成されるので、圧力
損失が低減される。この場合、流路断面積が広くなり、
流速は低下するが、回転子１４の放射方向通風ダクト２
４から固定子１６の放射方向通風ダクト２６に流れる流
量は、合成ベクトル３２の効果で、あまり減らない。
【００２２】また、固定子１６の放射方向通風ダクト２
６の上流側側面と回転子１４の放射方向通風ダクト２４
の上流側側面とを回転軸方向で同じ位置Ａに設置する。
上流側側面を同じ位置Ａに設置すると、上流側側壁の位
置の相違による渦の発生を低減できる。
６の上流側側面と回転子１４の放射方向通風ダクト２４
の上流側側面とを回転軸方向で同じ位置Ａに設置する。
上流側側面を同じ位置Ａに設置すると、上流側側壁の位
置の相違による渦の発生を低減できる。
【００２３】図３は、本発明による回転子１４の放射方
向通風ダクト２４と固定子１６の放射方向通風ダクト２
６との構造の一例を示す斜視図である。固定子１６の放
射方向通風ダクト２６の回転軸方向の幅Ｗと回転子１４
の放射方向通風ダクト２４の回転軸方向の幅Ｗａは、固
定子１６のスペーサ３６の高さＷと回転子１４のスペー
サ３４の高さＷａとにより規定される。
向通風ダクト２４と固定子１６の放射方向通風ダクト２
６との構造の一例を示す斜視図である。固定子１６の放
射方向通風ダクト２６の回転軸方向の幅Ｗと回転子１４
の放射方向通風ダクト２４の回転軸方向の幅Ｗａは、固
定子１６のスペーサ３６の高さＷと回転子１４のスペー
サ３４の高さＷａとにより規定される。
【００２４】回転子１４は回転しているので、流体に動
力を与える。一方、固定子１６には動力源が無いから、
流体に動力を与えることはない。そこで、本発明では、
Ｗ＞Ｗａとして固定子の抵抗を低減する。
力を与える。一方、固定子１６には動力源が無いから、
流体に動力を与えることはない。そこで、本発明では、
Ｗ＞Ｗａとして固定子の抵抗を低減する。
【００２５】回転電機のうち、例えば、誘導電動機にお
いては、図２の固定子コイル４０がスロット３８に挿入
される。固定子１６の通風ダクト２６のピッチＰｄとス
ロット２４の幅Ｐｃとは、Ｐｃ／Ｐｄ＝０.４６程度に
設定される。固定子１６の通風ダクト２６のピッチＰｄ
は、さらに大きく設定してもよいので、Ｐｃ／Ｐｄ＜
０.５の範囲が実際的である。Ｐｃ／Ｐｄが１以上にな
ると、Ｐｃすなわち固定子コイル４０を入れるスロット
３８の幅と比べて、通風ダクト２６のピッチＰｄが狭く
なり、通風抵抗が増加し、放射方向通風ダクト２６の通
風量が少なくなってしまう。固定子１６の内径が３６０
ｍｍの場合、回転子１４の通風ダクト２４の回転軸方向
のＷは８ｍｍ，断面積は７２ｍｍ2であって、固定子の
通風ダクト２６のＷは１０ｍｍ，断面積は１５８ｍｍ2
である。
いては、図２の固定子コイル４０がスロット３８に挿入
される。固定子１６の通風ダクト２６のピッチＰｄとス
ロット２４の幅Ｐｃとは、Ｐｃ／Ｐｄ＝０.４６程度に
設定される。固定子１６の通風ダクト２６のピッチＰｄ
は、さらに大きく設定してもよいので、Ｐｃ／Ｐｄ＜
０.５の範囲が実際的である。Ｐｃ／Ｐｄが１以上にな
ると、Ｐｃすなわち固定子コイル４０を入れるスロット
３８の幅と比べて、通風ダクト２６のピッチＰｄが狭く
なり、通風抵抗が増加し、放射方向通風ダクト２６の通
風量が少なくなってしまう。固定子１６の内径が３６０
ｍｍの場合、回転子１４の通風ダクト２４の回転軸方向
のＷは８ｍｍ，断面積は７２ｍｍ2であって、固定子の
通風ダクト２６のＷは１０ｍｍ，断面積は１５８ｍｍ2
である。
【００２６】《実施例２》図４は、放射方向通風ダクト
２４，２６を多段に形成した実施例２におけるエアギャ
ップ２０と回転子１４の通風ダクト２４と固定子１６の
通風ダクト２６との関係を示す模式図である。通風ダク
ト２４，２６は、既に図２に示した通り、少なくとも１
段あれば、本発明を適用できるが、本発明は、図４のよ
うに、多段であっても、有効である。
２４，２６を多段に形成した実施例２におけるエアギャ
ップ２０と回転子１４の通風ダクト２４と固定子１６の
通風ダクト２６との関係を示す模式図である。通風ダク
ト２４，２６は、既に図２に示した通り、少なくとも１
段あれば、本発明を適用できるが、本発明は、図４のよ
うに、多段であっても、有効である。
【００２７】通風ダクト２４，２６は、回転子１４と固
定子１６とを分断するので、通風ダクト２４，２６の段
数に比例してコストが掛かる。通風ダクト２４，２６の
段数があまり多くても、他の条件との兼ね合いもあり、
有効でない。通風ダクト２４，２６の段数が限られてい
る時は、上流側よりも高温になっている下流側に通風ダ
クト２４，２６を設置すると、冷却効果が大きい。すな
わち、放射方向通風ダクト２４，２６が回転軸方向で下
流側にのみ設置された場合、放射方向通風ダクト２４，
２６に流れる冷却風は、上流側の回転軸方向ダクト２０
を流れている間に、既に加熱されているので、放射方向
通風ダクト２４，２６の風量が、特に重要である。風量
が少ないと、既に高温になった冷却風では、伝達された
熱を運び去ることが困難となる。そこで、熱伝達率の増
強策よりも、圧力損失を低減して風量を増加させる対策
の方が、回転電機全体の冷却には効果がある。
定子１６とを分断するので、通風ダクト２４，２６の段
数に比例してコストが掛かる。通風ダクト２４，２６の
段数があまり多くても、他の条件との兼ね合いもあり、
有効でない。通風ダクト２４，２６の段数が限られてい
る時は、上流側よりも高温になっている下流側に通風ダ
クト２４，２６を設置すると、冷却効果が大きい。すな
わち、放射方向通風ダクト２４，２６が回転軸方向で下
流側にのみ設置された場合、放射方向通風ダクト２４，
２６に流れる冷却風は、上流側の回転軸方向ダクト２０
を流れている間に、既に加熱されているので、放射方向
通風ダクト２４，２６の風量が、特に重要である。風量
が少ないと、既に高温になった冷却風では、伝達された
熱を運び去ることが困難となる。そこで、熱伝達率の増
強策よりも、圧力損失を低減して風量を増加させる対策
の方が、回転電機全体の冷却には効果がある。
【００２８】《実施例３》図５は、本発明の実施例３に
おけるエアギャップ２０と回転子１４の放射方向通風ダ
クト２４と固定子１６の放射方向通風ダクト２６との関
係を示す模式図である。図５に示すように、回転子１４
の通風ダクト２０の回転軸方向の中心と固定子１６の放
射方向通風ダクト２６の回転軸方向の中心とを合わせて
も、固定子１６の放射方向通風ダクト２６の回転軸方向
の幅Ｗを回転子１４の放射方向通風ダクト２４の回転軸
方向の幅Ｗａよりも広くしてあれば、合成ベクトル３２
の方向の流れに対する圧力損失が少なくなるので、図２
の場合と同様に、渦の発生を低減できる。
おけるエアギャップ２０と回転子１４の放射方向通風ダ
クト２４と固定子１６の放射方向通風ダクト２６との関
係を示す模式図である。図５に示すように、回転子１４
の通風ダクト２０の回転軸方向の中心と固定子１６の放
射方向通風ダクト２６の回転軸方向の中心とを合わせて
も、固定子１６の放射方向通風ダクト２６の回転軸方向
の幅Ｗを回転子１４の放射方向通風ダクト２４の回転軸
方向の幅Ｗａよりも広くしてあれば、合成ベクトル３２
の方向の流れに対する圧力損失が少なくなるので、図２
の場合と同様に、渦の発生を低減できる。
【００２９】《実施例１〜実施例３の効果》図６は、出
力が５００ｋＷ，固定子１６内径が４５０ｍｍ，エアギ
ャップが２ｍｍの開放形誘導電動機における図７の従来
例，本発明の実施例１(実施例２)，本発明の実施例３の
固定子１６の放射方向通風ダクト２６の流量を比べて示
す図である。回転電機が、インバータなどにより可変速
になっている場合、(ａ)実施例１(実施例２)でも、(ｂ)
実施例３でも、(ｃ)図７の従来例と比較して、低回転時
ばかりでなく、広い回転範囲で流量が増加し、冷却効果
が改善される。
力が５００ｋＷ，固定子１６内径が４５０ｍｍ，エアギ
ャップが２ｍｍの開放形誘導電動機における図７の従来
例，本発明の実施例１(実施例２)，本発明の実施例３の
固定子１６の放射方向通風ダクト２６の流量を比べて示
す図である。回転電機が、インバータなどにより可変速
になっている場合、(ａ)実施例１(実施例２)でも、(ｂ)
実施例３でも、(ｃ)図７の従来例と比較して、低回転時
ばかりでなく、広い回転範囲で流量が増加し、冷却効果
が改善される。
【００３０】また、同じ通風ダクト寸法で、広い回転数
範囲の回転電機を冷却できるので、各種の出力が必要な
シリーズ化に際して、部品の共通化によるコストダウン
に適した構造である。
範囲の回転電機を冷却できるので、各種の出力が必要な
シリーズ化に際して、部品の共通化によるコストダウン
に適した構造である。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、固定子の通風ダクトの
回転軸方向の幅を回転子の通風ダクトの回転軸方向の幅
よりも広くしたので、特に、低回転時には圧力損失が少
なくなり、しかも、流線がエアギャップの回転軸方向の
流れにより曲げられることにより、風量が増加する。そ
の結果、流量低減を防ぎ、回転電機全体の冷却性能を向
上させ、コンパクトな回転電機を実現できる。
回転軸方向の幅を回転子の通風ダクトの回転軸方向の幅
よりも広くしたので、特に、低回転時には圧力損失が少
なくなり、しかも、流線がエアギャップの回転軸方向の
流れにより曲げられることにより、風量が増加する。そ
の結果、流量低減を防ぎ、回転電機全体の冷却性能を向
上させ、コンパクトな回転電機を実現できる。
【００３２】また、固定子の通風ダクトと回転子の通風
ダクトとの回転軸方向の相対位置については、固定子の
通風ダクトおよび回転子の通風ダクトの上流側側面を同
一位置にする方式と、固定子の通風ダクトおよび回転子
の通風ダクトの回転軸方向の中心を同一位置にする方式
のいずれかを採用し、どちらに場合も、空気流が、エア
ギャップ下流側の固定子の側壁に当たることが少なくな
るので、圧力損失が増加せず、流量が減少する度合いが
緩和される。したがって、流量低減を防止し、回転電機
全体の冷却性能を向上させ、コンパクトな回転電機を実
現できる。
ダクトとの回転軸方向の相対位置については、固定子の
通風ダクトおよび回転子の通風ダクトの上流側側面を同
一位置にする方式と、固定子の通風ダクトおよび回転子
の通風ダクトの回転軸方向の中心を同一位置にする方式
のいずれかを採用し、どちらに場合も、空気流が、エア
ギャップ下流側の固定子の側壁に当たることが少なくな
るので、圧力損失が増加せず、流量が減少する度合いが
緩和される。したがって、流量低減を防止し、回転電機
全体の冷却性能を向上させ、コンパクトな回転電機を実
現できる。
【図１】本発明による回転電機の実施例１の概略の構造
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
【図２】図１の実施例におけるエアギャップと回転子の
通風ダクトと固定子の通風ダクトとの関係を示す模式図
である。
通風ダクトと固定子の通風ダクトとの関係を示す模式図
である。
【図３】本発明による回転子の放射方向通風ダクトと固
定子の放射方向通風ダクトとの構造の一例を示す斜視図
である。
定子の放射方向通風ダクトとの構造の一例を示す斜視図
である。
【図４】放射方向通風ダクトを多段に形成した実施例２
におけるエアギャップと回転子の通風ダクトと固定子の
通風ダクトとの関係を示す模式図である。
におけるエアギャップと回転子の通風ダクトと固定子の
通風ダクトとの関係を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例３におけるエアギャップと回転
子の放射方向通風ダクトと固定子の放射方向通風ダクト
との関係を示す模式図である。
子の放射方向通風ダクトと固定子の放射方向通風ダクト
との関係を示す模式図である。
【図６】出力が５００ｋＷ，固定子内径が４５０ｍｍ，
エアギャップが２ｍｍの開放形誘導電動機における図７
の従来例，本発明の実施例１(実施例２)，本発明の実施
例３の固定子の放射方向通風ダクトの流量を比べて示す
図である。
エアギャップが２ｍｍの開放形誘導電動機における図７
の従来例，本発明の実施例１(実施例２)，本発明の実施
例３の固定子の放射方向通風ダクトの流量を比べて示す
図である。
【図７】従来例における放射方向通風ダクトの配置を示
す模式図である。
す模式図である。
２ 回転子軸
４ 冷却ファン
６ ファンカバー
８ 側面入気口
１０ ブラケット
１２ 通風口
１４ 回転子
１６ 固定子
１８ 固定子鉄心の外側回転軸方向通風ダクト
２０ エアギャップの回転軸方向通風ダクト
２２ 回転子の回転軸方向通風ダクト
２４ 回転子の放射方向通風ダクト
２６ 固定子の放射方向通風ダクト
２８ エアギャップ２０の回転軸方向流れベクトル
３０ 回転子１４の放射方向通風ダクト２４からの流れ
ベクトル ３２ 固定子１６の放射方向通風ダクト２６に入る合成
流れベクトル ３４ 回転子通風ダクトスペーサ ３６ 固定子通風ダクトスペーサ ３８ スロット ４０ 固定子コイル
ベクトル ３２ 固定子１６の放射方向通風ダクト２６に入る合成
流れベクトル ３４ 回転子通風ダクトスペーサ ３６ 固定子通風ダクトスペーサ ３８ スロット ４０ 固定子コイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 梶原 憲三
茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式
会社 日立製作所 日立工場内
(72)発明者 藤垣 哲朗
茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式
会社 日立製作所 日立工場内
(72)発明者 永井 宏樹
茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式
会社 日立製作所 日立工場内
(56)参考文献 実開 昭55−153849（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 1/20
H02K 1/32
H02K 9/06
Claims (3)
- 【請求項１】 鉄心ブロックと回転軸から放射方向に延
びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペーサとを前記
回転軸方向に交互に配列し前記各鉄心ブロック間に冷却
風が内側から外周側に通る通風ダクトを形成した固定子
と、前記固定子の界磁空間内に軸支されて鉄心ブロック
と前記回転軸から放射方向に延びかつ円周方向に間欠的
に配置されるスペーサとを前記回転軸方向に交互に配列
し前記各鉄心ブロック間に冷却風が回転中心側から外周
側に通る通風ダクトを形成した回転子とを含む回転電機
において、 前記固定子の通風ダクトの前記回転軸方向の幅を前記回
転子の通風ダクトの前記回転軸方向の幅よりも広くした
ことを特徴とする回転電機。 - 【請求項２】 鉄心ブロックと回転軸から放射方向に延
びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペーサとを前記
回転軸方向に交互に配列し前記各鉄心ブロック間に冷却
風が内側から外周側に通る通風ダクトを形成した固定子
と、前記固定子の界磁空間内に軸支されて鉄心ブロック
と前記回転軸から放射方向に延びかつ円周方向に間欠的
に配置されるスペーサとを前記回転軸方向に交互に配列
し前記各鉄心ブロック間に冷却風が回転中心側から外周
側に通る通風ダクトを形成した回転子とを含む回転電機
において、 前記固定子の通風ダクトの前記回転軸方向の幅を前記回
転子の通風ダクトの前記回転軸方向の幅よりも広くし、
前記固定子の通風ダクトおよび前記回転子の通風ダクト
の上流側側面を前記回転軸方向で同一位置にしたことを
特徴とする回転電機。 - 【請求項３】 鉄心ブロックと回転軸から放射方向に延
びかつ円周方向に間欠的に配置されるスペーサとを前記
回転軸方向に交互に配列し前記各鉄心ブロック間に冷却
風が内側から外周側に通る通風ダクトを形成した固定子
と、前記固定子の界磁空間内に軸支されて鉄心ブロック
と前記回転軸から放射方向に延びかつ円周方向に間欠的
に配置されるスペーサとを前記回転軸方向に交互に配列
し前記各鉄心ブロック間に冷却風が回転中心側から外周
側に通る通風ダクトを形成した回転子とを含む回転電機
において、 前記固定子の通風ダクトの前記回転軸方向の幅を前記回
転子の通風ダクトの前記回転軸方向の幅よりも広くし、
前記固定子の通風ダクトおよび前記回転子の通風ダクト
の前記回転軸方向の中心を同一位置にしたことを特徴と
する回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10296298A JP3521262B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10296298A JP3521262B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11299141A JPH11299141A (ja) | 1999-10-29 |
| JP3521262B2 true JP3521262B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=14341420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10296298A Expired - Fee Related JP3521262B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3521262B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3780375B2 (ja) * | 2000-11-13 | 2006-05-31 | 株式会社ジェイテクト | 樹脂製プーリ付軸受 |
| JP5541577B2 (ja) * | 2010-07-30 | 2014-07-09 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | かご形回転子および電動機 |
| KR101899580B1 (ko) * | 2012-06-08 | 2018-09-17 | 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) | 스러스터용 전동기 |
| KR101563314B1 (ko) * | 2013-10-28 | 2015-10-27 | 현대중공업 주식회사 | 반폐형 유도전동기 |
| CN107086690B (zh) * | 2017-05-12 | 2024-03-26 | 广东联塑机器制造有限公司 | 一种高效散热的电机转子结构 |
| CN110492632A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-22 | 射阳远景能源科技有限公司 | 一种用于转子的入风口框架以及一种发电机转子 |
| WO2021166212A1 (ja) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | 三菱電機株式会社 | 電動機 |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP10296298A patent/JP3521262B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11299141A (ja) | 1999-10-29 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031201 |
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