JPS6328242A - 回転電機の円筒形回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転電機の円筒形回転子に係り、特に、大容量
高速機に好適な回転子に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、実公昭５２−５７２０１号公報に記載の
ように、例えば、第２図で説明すると、コイル受金４は
金属製磁性体で製作されており、強度上は高速に耐えら
れるようになされていたが、磁性体であるため、回転子
コイルに流れる電流により生じる漏れ磁束により発生す
る磁気損失に伴う過熱については考慮されていなかった
。また、実公実１８−３４９２２３号公結に記秒分よう
に、コイル受金を径方向に分割し、コイルに近接する外
周部分を非磁性体で構成し、非磁性体の外周を非磁性の
バインド線を巻付けて過熱を防ぐようにしたものもある
が、構造が複雑で、かつ、大形機ともなると、このバイ
ンド線の巻付作業に多大の工数を要し。

製作期間が長すぎる欠点があった。

さらに、特公昭３７−３５０３号公報のように、コイル
受金を径方向に分割し、外径部を非磁性として内径部を
磁性としたものがあり、この構造は簡単で、かつ、過熱
防止の効果はあるが、大容址高速機ともなると、コイル
の端部の長さが大となり、かつ、コイル外周に巻付ける
バインド線の張力も極めて大きなものとなるため、バイ
ンド線の巻付作業時にコイル受金の端部がバインド線の
張力により生じるコイル受金への圧縮力により収縮し、
コイルの端部で径方向に変位を与えるため、コイルに巻
付けている絶縁層を損傷させ、耐電圧値を低下される欠
点があった。

また、コイルの端部の長いものについては、第３図に示
した実公昭２７−９４２１号公報に記載のように、回転
子コイル３の外周に保護環を配してコイルを抑え、コイ
ル受金４への圧縮力を低減せんとしたものもあるが、こ
の構造では保護環を一体とする必要があるため、大容量
機では製作が困難であり、かつ、コイルのごく端部のみ
を冷却するため、大容量機では冷却が不充分となる欠点
があった。

本発明の目的は、コイル受金を径方向に分割し外径側を
非磁性体として受金の過熱を防止し、コイル受金は鉄心
押えと分離して所定間隔をへだてて配置することにより
、コイル受金の軸方向長さを短かくしてバインド線巻付
による受金の変位を低減し、かつ、コイル受金の内周に
配した内周リングと鉄心押えとの間に通風路を設けて回
転子コイル冷却を向上して、安価で安全な大容量高速の
円筒形回転子を製作できるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、コイル受金４を非磁性体として受金の径方
向の厚みを充分厚くし、かつ、受金の内径部に内周リン
グを焼ばめし、かつ、受金並びに内周リングは鉄心押え
より分離させて配置すると共に、内周リングと鉄心押え
の間には通風路を設けて冷却風が回転子鉄心の端部付近
を通るようにして回転子コイルの鉄心側および端部の両
面を冷却することにより達成されるゆ 〔作用〕 前述のように、コイル受金４は非磁性で、かつ、充分な
厚みがあるため、漏れ磁束があっても磁式損失は発生し
ないので、コイル受金４は過熱することがなく、また、
受金には内径部に内周リングが焼ばめされているので、
バインド線巻付時のコイル受金４の変形は著しく低減さ
れ、回転子コイルを損傷させることがなく、かつ、鉄心
押えと内周リング間に冷却風を導き、回転子コイルを冷
却するようになっているため、回転子コイルの冷却が増
大し、コイルが過熱することがない。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図において、１は回転軸、２は回転子鉄心、３は回
転子コイル、４はコイル受金、５はコイル受金絶縁、６
は非磁性バインド線、７はバインド下絶縁、８は回転子
鉄心を押える鉄心押え、９は固定子鉄心、１０は固定子
コイル、１１は回転子コイルのコイル間スペーサ、１２
はコイル受金４の内周に焼ばめされた内周リング、１３
はコイル受４と内周リング１２の相対ずれを抑制するず
れ止め、１４は内周リング１２に設けられこれと鉄心押
え８の間の通風路に冷却を供給するための複個の通風口
、Ｇは回転子と固定子間のギャップ、Ｔはコイル受金４
の径方向最小厚みを示している。

例えば、３０ＭＷ、４００　ｒｐｍ級の大容量高速の円
筒形回転子どもなると、回転子コイル３の回転に浜遠心
力は数千トンにも達するため、バインド線６はこの遠心
力に耐えるように高い巻付張力で巻かれるため、この張
力による圧縮力がコイル受金４に作用し、受金４を収縮
させようとするが、本発明では、受金４の軸方向はぼ中
央部の内周部に内周リング１２を焼ばめしており、受金
４が過度に収縮せんとするのを阻止するのである。

即ち、受金４のバインド線巻付による径方向変位は、内
周リング１２から出張つ−〔いる長さＢ２、又は、Ｂ３
の三乗に比例するが、本発明ではこの出張りの長さが短
かいため、変位も少くなるのである。また、この焼ばめ
により、コイル受金４の運転（遠心力）により応力の変
化中を小さくして、コイ受金４の疲労強度を増大するよ
うに配慮されている。即ち、第４図の１の錯線は本発明
になる受金４の回転速度における内周応力の変化を示し
ているが、受金４は回転電機の停止状態においてすでに
σ０の内周応力が発生しているが、回転速度の上昇に伴
って受金４も外方へ伸びるものの回転速度Ｎｃまでは応
力は変らず、回転速度がＮｃをこえて初めて応力に増加
し、回転速度Ｎ　ｍａｘで最大応力σｆｆ１ａｘとなる
が、応力の変化ｒｌＪは（σｌｌ１ａｘ−σ０）となる
。これに対し、従来のように焼ばめしない場合には、コ
イル受金４の応力は、第４図の■の曲線のように変化し
、その応力本化中は０からσｍａｘとなり、本発明の場
合に比較して著しく大きくなる。即ち、本発明によれば
、応力変化を著しく低減され、疲労強度を向上されるの
である。

次に非磁性体のコイル受金４の最小厚みであるが、第１
図において、鉄心押え８と内周リング１２は磁性体であ
るため、コイル受金４の最小厚み］゛がうすすぎる場合
には、漏れ磁束により鉄心押え８や内周リング１２が過
熱する恐れがある。

そのため本発明では、第１図に示す回転子コイル３と磁
性体の鉄心押え８及び内周リング１３との最小距離Ｉ、
は、回転子と固定子のギャップＧの四倍以」二になるよ
うなコイル受金４の厚みＴとしている。即ち、計算結果
によれず、ＬがギャップＧの四倍以上であれば、鉄心押
え８及び内周リング１２の過熱を防ぐことができる。

また、コイル受金４と内周リング１２にはずれ止め１３
があり、運転中に夫々の間には相対ずれが生じないよう
に安全に運転できるように配慮されている。

なお、第１図に示すように、鉄心押え８と内周リング１
２の間の冷却風の導入は、内周リング１２に通風口１４
を設けずに９回転軸１に通風溝１５を設けても同様の効
果のあることはもちろんである。

また、内周リング１２は一体リングとせずに分割して構
成しても同様の効果のあることはもちろんである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、バインド線巻付時の受金の変形を著し
く低減されて回転子コイルの損傷を未然に防止でき、か
つ、内周リングにはコイル受金に焼ばめしたため、運転
によるコイル受金の応力変化中を著しく低減し、疲労強
度を大きく向」二できる効果があり、冷却効果が増大し
安価で安全な大容量高速の円筒形回転子を製作すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回転子の部分縦断面図
、第２図及び第３図は従来の部分縦断面図、第４図はコ
イル受金の応力変化を示す説明図である。 ２・・回転子鉄心、３・・・回転子コイル、４・・・コ
イル受金、６・・・バインド線、８・・・鉄心押え（環
状リング）、１２・・・内周リング（環状リング）、Ｇ
・・・回転子と固定子のギャップ、Ｌｌ、　Ｂ２・・・
回転子コイ摺１図 荊λ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転子コイルの端部を、前記回転子コイルの外方よ
   り非磁性のバインド線で巻付け、前記回転子コイルの内
   周部に絶縁部を介して円筒状の非磁性材のコイル受合を
   配し、前記コイル受合の内周部に環状のリングを配して
   回転子鉄心と連結したものにおいて、 前記コイル受合の内周部に前記環状のリングを配して焼
   ばめしかつ、回転子の鉄心押えと前記環状のリングの間
   に冷却風通路を形成して前記回転子コイルを冷却するよ
   うにしたことを特徴とする回転電機の円筒形回転子。 ２、特許請求の範囲第１項において、 前記環状のリングを前記コイル受合のほぼ中央に配した
   事を特徴とする回転電機の円筒形回転子。 ３、特許請求の範囲第１項において、 前記回転子コイルと前記コイル受金の内周部の距離を、
   前記回転子と固定子のギャップの四倍以上とした事を特
   徴とする回転電機の円筒形回転子。 ４、特許請求の範囲第１項において、 前記コイル受金と前記環状のリングの軸方向相対ずれを
   防止するため、ずれ止めを設けた事を特徴とする回転電
   機の円筒形回転子。