JPH0216099B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0216099B2 JPH0216099B2 JP57063023A JP6302382A JPH0216099B2 JP H0216099 B2 JPH0216099 B2 JP H0216099B2 JP 57063023 A JP57063023 A JP 57063023A JP 6302382 A JP6302382 A JP 6302382A JP H0216099 B2 JPH0216099 B2 JP H0216099B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- magnetic poles
- air gap
- ventilation
- stator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は通風動力損を低減して効率の向上を
図つた回転電機の回転子に関するものである。
図つた回転電機の回転子に関するものである。
以下、同期機などの回転電機の突極形回転子を
例に説明する。
例に説明する。
従来の同期機の突極形回転子は、第１図及び第
２図に縦断面図及び一部の平面断面図で示すよう
になつていた。図は立て軸形の場合を示し、１は
回転軸、２は回転子スバイダ、３はこの回転子ス
パイダにそう入固着されたリムで、回転子の継鉄
をなす。４はこのリムに設けられた半径方向の複
数の通風ダクトで、複数個のダクト片５及び間隔
環６により通風間隔が形成されている。７はリム
３の締付けボルト、８はナツトである。１０は薄
鋼板を積層してなる複数個の突極形の磁極鉄心
で、締付けボルトにより締付けられており、リム
３の外周に固定されている。１１は磁極鉄心１０
にはめられた界磁コイル、９は磁極で磁極鉄心１
０と界磁コイル１１で構成されている。１２はリ
ム３に取付けられたフアンである。
２図に縦断面図及び一部の平面断面図で示すよう
になつていた。図は立て軸形の場合を示し、１は
回転軸、２は回転子スバイダ、３はこの回転子ス
パイダにそう入固着されたリムで、回転子の継鉄
をなす。４はこのリムに設けられた半径方向の複
数の通風ダクトで、複数個のダクト片５及び間隔
環６により通風間隔が形成されている。７はリム
３の締付けボルト、８はナツトである。１０は薄
鋼板を積層してなる複数個の突極形の磁極鉄心
で、締付けボルトにより締付けられており、リム
３の外周に固定されている。１１は磁極鉄心１０
にはめられた界磁コイル、９は磁極で磁極鉄心１
０と界磁コイル１１で構成されている。１２はリ
ム３に取付けられたフアンである。
次に、１３は固定子わく、１４はこの固定子わ
くに固定支持された固定子鉄心で、半径方向の通
風ダクト１５が設けられている。１６は固定子コ
イル、１７は端囲いである。１８は回転子で１〜
１２で構成され、１９は固定子で１３〜１７で構
成されている。２０は回転子１８と固定子１９と
の間に形成されるエアギヤツプである。
くに固定支持された固定子鉄心で、半径方向の通
風ダクト１５が設けられている。１６は固定子コ
イル、１７は端囲いである。１８は回転子で１〜
１２で構成され、１９は固定子で１３〜１７で構
成されている。２０は回転子１８と固定子１９と
の間に形成されるエアギヤツプである。
上記従来の装置において、回転子１８が回転す
ると、フアン１２により流入した冷却空気は界磁
コイル１１の端部を冷却し、矢印のように固定子
コイル１６端を通りこれを冷却する。また、回転
子スパイダ２の内径側に入つた冷却空気は、通風
ダクト４を通り、矢印のように隣接する界磁コイ
ル１１間を流通してこれを冷却する。界磁コルイ
１１間を通る冷却空気は突極のフアン作用が加わ
つてエアギヤツプ２０に噴出し、これを経て固定
子の通風ダクト１５を通り、固定子コイル１６及
び固定子鉄心１４を冷却する。
ると、フアン１２により流入した冷却空気は界磁
コイル１１の端部を冷却し、矢印のように固定子
コイル１６端を通りこれを冷却する。また、回転
子スパイダ２の内径側に入つた冷却空気は、通風
ダクト４を通り、矢印のように隣接する界磁コイ
ル１１間を流通してこれを冷却する。界磁コルイ
１１間を通る冷却空気は突極のフアン作用が加わ
つてエアギヤツプ２０に噴出し、これを経て固定
子の通風ダクト１５を通り、固定子コイル１６及
び固定子鉄心１４を冷却する。
しかるに、回転子１８の機械損（空転損）は風
損と軸受損に分けられ、風損は通風のために必要
な動力である通風動力損と周囲空気との摩擦に消
費される摩擦損に分けられる。しかし、上記従来
の構成では磁極９間を通つた冷却空気は回転子１
８と略同一の角速度を持つたままエアギヤツプ２
０に噴出しており、大きな角運動量を持つたまま
エアギヤツプ２０に噴出することになる。しかる
にエアギヤツプ２０を通過して固定子１９の通風
ダクト１５に入るまでに角速度は零となるので、
この大きな角運動量は略そのまま通風動力損とな
り、十分な効率が得られない欠点を有していた。
損と軸受損に分けられ、風損は通風のために必要
な動力である通風動力損と周囲空気との摩擦に消
費される摩擦損に分けられる。しかし、上記従来
の構成では磁極９間を通つた冷却空気は回転子１
８と略同一の角速度を持つたままエアギヤツプ２
０に噴出しており、大きな角運動量を持つたまま
エアギヤツプ２０に噴出することになる。しかる
にエアギヤツプ２０を通過して固定子１９の通風
ダクト１５に入るまでに角速度は零となるので、
この大きな角運動量は略そのまま通風動力損とな
り、十分な効率が得られない欠点を有していた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたものであり、回転子スパイ
ダ側からエアギヤツプ側に噴出する冷却媒体の方
向を回転子の回転方向と逆方向に傾けることによ
り、エアギヤツプに噴出する冷却媒体の通風動力
損を低減し、十分な効率が得られる回転電機の回
転子を提供することを目的としている。
去するためになされたものであり、回転子スパイ
ダ側からエアギヤツプ側に噴出する冷却媒体の方
向を回転子の回転方向と逆方向に傾けることによ
り、エアギヤツプに噴出する冷却媒体の通風動力
損を低減し、十分な効率が得られる回転電機の回
転子を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例による回転電機の回
転子の構成を図に基づいて説明する。第３図およ
び第４図において、１〜２０は上記従来装置と同
様のものである。２１は磁極９間に設けられたガ
イドカバーで、ほぼ磁極９全長にわたつて設けら
れ、かつ軸と直角方向の断面が楔形であり、更に
回転子外周に突出することなく磁極鉄心１０の外
周面と共に回転子１８の外周面を構成し、磁極９
間を通つた冷却空気がエアギヤツプ２０に噴出す
るときに回転逆方向に傾くように構成されてい
る。２２はリム３に設けられた通風ダクト４から
磁極９間に流通した冷却空気が磁極９の上、下か
ら流出するのを防ぐために磁極９間に設けられた
シール板である。
転子の構成を図に基づいて説明する。第３図およ
び第４図において、１〜２０は上記従来装置と同
様のものである。２１は磁極９間に設けられたガ
イドカバーで、ほぼ磁極９全長にわたつて設けら
れ、かつ軸と直角方向の断面が楔形であり、更に
回転子外周に突出することなく磁極鉄心１０の外
周面と共に回転子１８の外周面を構成し、磁極９
間を通つた冷却空気がエアギヤツプ２０に噴出す
るときに回転逆方向に傾くように構成されてい
る。２２はリム３に設けられた通風ダクト４から
磁極９間に流通した冷却空気が磁極９の上、下か
ら流出するのを防ぐために磁極９間に設けられた
シール板である。
尚、ガイドカバー２１としては、高磁界中で使
用するため渦電流による過熱の恐れのない非磁性
材料がよく、例えばSUS304、SUS306、Al、
FRP（ガラス繊維強化プラスチツク）、熱硬化性
樹脂積層板等を使用する。
用するため渦電流による過熱の恐れのない非磁性
材料がよく、例えばSUS304、SUS306、Al、
FRP（ガラス繊維強化プラスチツク）、熱硬化性
樹脂積層板等を使用する。
上記構成において、回転子１８の回転により、
従来と同様に回転子スパイダ２の内径側に入つた
冷却空気は、通風ダクト４を通り、隣接する界磁
コイル１１間に流通しこれを冷却する。磁極９間
を通る冷却空気は突極のフアン作用が加わつて、
磁極鉄心１０の頭部とガイドカバー２１の間から
回転逆方向に傾いてエアギヤツプ２０に噴出す
る。エアギヤツプ２０を通過した冷却空気は固定
子１９の通風ダクト１５を通り、固定子コイル１
６及び固定子鉄心１４を冷却する。また、フアン
１２による冷却空気の流通は上記従来装置と同様
である。
従来と同様に回転子スパイダ２の内径側に入つた
冷却空気は、通風ダクト４を通り、隣接する界磁
コイル１１間に流通しこれを冷却する。磁極９間
を通る冷却空気は突極のフアン作用が加わつて、
磁極鉄心１０の頭部とガイドカバー２１の間から
回転逆方向に傾いてエアギヤツプ２０に噴出す
る。エアギヤツプ２０を通過した冷却空気は固定
子１９の通風ダクト１５を通り、固定子コイル１
６及び固定子鉄心１４を冷却する。また、フアン
１２による冷却空気の流通は上記従来装置と同様
である。
このように、隣接する磁極９間からエアギヤツ
プ２０に噴出する冷却空気は、ガイドカバー２０
によつて回転逆方向に傾けられるため、角速度が
小さくなつて角運動量が小さくなる。従つてこれ
がエアギヤツプ２０で消滅することによつて生じ
る通風動力損が小さくなる。この原理を第５図で
説明すると、従来の装置では磁極９間を通つた冷
却空気はそのまま半径方向に進んでエアギヤツプ
２０に噴出していたため、磁極９の周速ｕに対す
るエアギヤツプ２０に噴出する冷却空気の相対速
度w1が半径方向と成す角度β1は0゜に近く、絶対速
度v1の周速成分u1は回転子１８の周速ｕに近かつ
たのに対して、この発明の一実施例によるガイド
カバー２１によつて噴出方向を回転逆方向にβ2だ
け傾けることによつて、回転子１８の周速ｕに対
する相対速度w2が半径方向と成す角度はβ2とな
り、絶対速度v2の周速成分u2は回転子１８の周速
ｕよりかなり小さくでき、通風量が同一の場合、
通風動力は噴出する冷却空気の絶対速度の周数成
分に比例するためu2／u1倍に小さくなる。
プ２０に噴出する冷却空気は、ガイドカバー２０
によつて回転逆方向に傾けられるため、角速度が
小さくなつて角運動量が小さくなる。従つてこれ
がエアギヤツプ２０で消滅することによつて生じ
る通風動力損が小さくなる。この原理を第５図で
説明すると、従来の装置では磁極９間を通つた冷
却空気はそのまま半径方向に進んでエアギヤツプ
２０に噴出していたため、磁極９の周速ｕに対す
るエアギヤツプ２０に噴出する冷却空気の相対速
度w1が半径方向と成す角度β1は0゜に近く、絶対速
度v1の周速成分u1は回転子１８の周速ｕに近かつ
たのに対して、この発明の一実施例によるガイド
カバー２１によつて噴出方向を回転逆方向にβ2だ
け傾けることによつて、回転子１８の周速ｕに対
する相対速度w2が半径方向と成す角度はβ2とな
り、絶対速度v2の周速成分u2は回転子１８の周速
ｕよりかなり小さくでき、通風量が同一の場合、
通風動力は噴出する冷却空気の絶対速度の周数成
分に比例するためu2／u1倍に小さくなる。
すなわち、エアギヤツプ２０に噴出する冷却空
気の絶対速度の周速成分が小さくなることによつ
て、角速度が小さくなつて角運動量が小さくな
る。これがエアギヤツプ２０で消滅することによ
つて生じる通風動力損が大巾に低減される。又、
ガイドカバーの楔型断面の磁極への取付側の厚さ
を変更することにより噴出空気の噴出速度を自由
に変え得るので固定子側のダクト部の形状や回転
子の周速が変る等の条件に応じて最適な噴出速度
を得ることが出来る。
気の絶対速度の周速成分が小さくなることによつ
て、角速度が小さくなつて角運動量が小さくな
る。これがエアギヤツプ２０で消滅することによ
つて生じる通風動力損が大巾に低減される。又、
ガイドカバーの楔型断面の磁極への取付側の厚さ
を変更することにより噴出空気の噴出速度を自由
に変え得るので固定子側のダクト部の形状や回転
子の周速が変る等の条件に応じて最適な噴出速度
を得ることが出来る。
なお、上記実施例では突極形回転子について説
明したが、円筒形回転子の場合であつてもよく、
また冷却媒体は空気以外の冷却媒体であつてもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する。
明したが、円筒形回転子の場合であつてもよく、
また冷却媒体は空気以外の冷却媒体であつてもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する。
この発明は以上説明した通り、回転子スパイダ
側からエアギヤツプ側に噴出する冷却媒体の方向
を回転子の回転方向と逆方向に傾けたので、通風
動力損を低減でき、十分な効率を得ることができ
る。
側からエアギヤツプ側に噴出する冷却媒体の方向
を回転子の回転方向と逆方向に傾けたので、通風
動力損を低減でき、十分な効率を得ることができ
る。
第１図は従来の突極形回転子を示す縦断面図、
第２図は第１図の−線における断面図、第３
図はこの発明の一実施例による突極形回転子を示
す縦断面図、第４図は第３図の−線における
断面図、第５図はこの発明の原理を説明するため
の原理図である。 図において、２は回転子スパイダ、１８は回転
子、２０はエアギヤツプである。尚、図中同一符
号は同一又は相当部分を示す。
第２図は第１図の−線における断面図、第３
図はこの発明の一実施例による突極形回転子を示
す縦断面図、第４図は第３図の−線における
断面図、第５図はこの発明の原理を説明するため
の原理図である。 図において、２は回転子スパイダ、１８は回転
子、２０はエアギヤツプである。尚、図中同一符
号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 複数個の磁極間を冷却媒体が通過しエアギヤ
ツプ部へ噴出する構成の回転電機の回転子におい
て、上記各磁極の軸方向の全長に亘る片側面にエ
アギヤツプ面に突出することなく上記各磁極の外
周に沿つて回転方向に対し逆方向に延び上記各磁
極間を覆うように取付けられると共に反取付け側
の磁極側面とは間隙を有するガイドカバーを備
え、このガイドカバーを非磁性体で構成し、かつ
軸に直角方向の断面を楔形にしたことを特徴とす
る回転電機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6302382A JPS58179147A (ja) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | 回転電機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6302382A JPS58179147A (ja) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | 回転電機の回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58179147A JPS58179147A (ja) | 1983-10-20 |
| JPH0216099B2 true JPH0216099B2 (ja) | 1990-04-16 |
Family
ID=13217305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6302382A Granted JPS58179147A (ja) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | 回転電機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58179147A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS533380B2 (ja) * | 1973-05-29 | 1978-02-06 | ||
| JPS5047105A (ja) * | 1973-08-31 | 1975-04-26 |
-
1982
- 1982-04-13 JP JP6302382A patent/JPS58179147A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58179147A (ja) | 1983-10-20 |
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