JPH05219672A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】信頼性の向上を可能とする。 【構成】磁性体で構成された固定子鉄心１の内周側に所
定の間隔を介して設けられた軸方向の固定子鉄心溝４内
に挿入され、固定子鉄心１の径方向に突出した合成樹脂
製の支持部材３の先端側に設けられた楔固定溝１１に装
着された楔１０Ａおよび支持部材３によって支持固定さ
れ、かつ固定子鉄心１の内周面に配置された固定子コイ
ル２を有する回転電機の固定子において、楔１０Ａの一
部が支持部材３の先端より突出し、かつ複数個の支持部
材３ａ、３ｂを連結するように構成されていることを特
徴とする。 【効果】楔、支持部材に加わる各種の加振力が集約され
るようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転電機の固定子に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】超電導発電機などの回転電機では、機械
寸法の縮少、高出力密度化を図るために、回転子と固定
子との空隙部に巻線を配置する、いわゆる空隙巻線方式
が採用されている。

【０００３】図４はこのような巻線支持方式を採用した
回転電機の一部断面が示されている。同図に示されてい
るように固定子鉄心１は、薄鉄板を軸方向に積層して構
成され、固定子鉄心１の内周には固定子巻線を構成する
固定子コイル２が配置されている。固定子鉄心１の内周
上に配置された固定子コイル２は、非磁性の材料で作ら
れた支持部材３により支持されている。支持部材３は固
定子鉄心１に設けられた固定子鉄心溝４の中に挿入さ
れ、押え板５によって堅固に支持固定されている。固定
子コイル絶縁６が施された固定子コイル２は固定子鉄心
１の内周面に所定の間隔で配置され、上側調整板７、中
間調整板８、下側調整板９を介して楔１０によって支持
固定されている。楔１０は、支持部材３に設けられた楔
固定溝１１に挿入されて一体に固定されている。このよ
うな構造を有する回転電機は米国特許第３４０５２９７
号公報、あるいは特公平３−２４１３９号公報などに示
されている。

【０００４】ところで図４に示されているような空隙巻
線では支持部材３および楔１０は高磁束にさらされるた
め、誘導電流による損失の発生を防止するため、一般に
非磁性材料で作られている。固定子コイル２にはコイル
自身に流れる電流と、空隙部に存在する磁束との鎖交に
より電磁力が働く。この電磁力は主として回転電機の軸
方向の中心部では径方向、周方向に働き、更に軸方向端
部では３次元的に働き、支持部材３、楔１０に周期的な
振動を与える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の回転電
機の固定子は各方向の電磁加振力を受けると同時に回転
振動等による加振を受けるため、各接触部での摩耗、破
壊が進展し易いので、堅固に構成する必要がある。固定
子コイルは固定子の周方向に所定の間隔で配置されると
同時に、固定子コイルに流れる電流の位相も異なるた
め、各コイルに働く電磁力の大きさ、位相、方向が異な
る。

【０００６】このため支持部材を連結構成する楔が回転
電機の内周部において単独に配置された場合には、固定
子鉄心、支持部材、楔で構成される支持構造物が個々の
平行四辺形形状となり、前述のような電磁加振力、回転
加振力を個々に吸収することが難しく、支持部材、楔、
固定子コイルは各々自由な挙動をし、各部材間の移動の
大きさ、方向も異なるため摩擦を軽減することが難し
く、その強度を十分保つことが困難となる。このため支
持部材、楔等は加振力を受けて振動し回転電機の長期運
転中に摩耗、破壊し固定子コイルを支持固定することが
不可能となり、回転電機を停止させるなどの重大問題を
起こす恐れがある。

【０００７】本発明は以上の点に鑑みなされたものであ
り、信頼性の向上を可能とした回転電機の固定子を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、楔を、その
一部が支持部材の先端より突出し、かつ複数個の支持部
材を連結するように構成することにより、達成される。

【０００９】

【作用】上記手段を設けたので、楔、支持部材に加わる
各種の加振力が集約されるようになる。

【００１０】

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００１１】〔実施例 １〕図１には本発明の一実施例
が示されている。なお従来と同じ部品には同じ符号を付
したので説明を省略する。本実施例では楔１０Ａを、そ
の一部が支持部材３の先端より突出し、かつ複数個の支
持部材３ａ、３ｂを連結するように構成した。このよう
にすることにより楔１０Ａ、支持部材３に加わる各種の
加振力が集約されるようになって、支持部材３、楔１０
Ａ間の摩耗を低減することができるようになり、信頼性
の向上を可能とした回転電機の固定子を得ることができ
る。

【００１２】すなわち楔１０Ａは周方向に配置された複
数の支持部材３ａ、３ｂを跨いで連結し、支持部材３に
設けられた楔固定溝１１内に挿入固定されている。この
ようにして複数個の支持部材３ａ、３ｂを楔１０Ａで固
定し、順次周方向に連結することによって、回転電機の
固定子が形成される。このように複数個の支持部材３
ａ、３ｂを楔１０Ａによって連結固定することによって
各固定子コイル２に発生する大きさ、位相、方向の異な
る電磁力および回転振動による加振力を集約して受ける
ようになって、支持部材３および楔１０Ａが受ける加振
力の大きさ、位相、方向を平均化し、その結果支持部材
３および楔１０Ａの移動方向が均一化され、支持部材
３、楔１０Ａ間の摩耗が軽減されるようになり、所期の
目的が達成されるのである。

【００１３】このように本実施例によれば珪素鋼板等の
薄鉄板を軸方向に積層して構成された固定子鉄心の内周
に、固定子コイルを支持固定するＦＲＰ等の合成樹脂材
料で作成された支持部材が配置された、いわゆる空隙巻
線方式が採用されている超電導発電機等の回転電機で、
一個の楔で固定する支持部材を複数個とすることによっ
て、回転電機の固定子鉄心の内周に所定の間隔で配置さ
れた各々の固定子コイルに発生する大きさ、位相、方向
の異なる電磁力および回転振動による加振力を集約して
受けることになり、支持部材および楔が受ける加振力の
大きさ、位相、方向を平均化し、支持部材および楔の移
動方向が均一化され、支持部材、楔間の摩耗が軽減され
た信頼性の高い回転電機の固定子を得ることができる。

【００１４】〔実施例 ２〕図２には本発明の他の実施
例が示されている。本実施例では楔１０Ｂを、複数個配
置された楔１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの周方向の
楔１０ａ、１０ｂ（１０ｃ、１０ｄ）間接触面が楔１０
Ｂの積層方向の軸方向で非一致するように配置した。こ
のようにすることにより支持部材３、楔１０Ｂに加わる
各種の加振力が集約されるようになって、前述の場合と
同様な作用効果を奏することができる。

【００１５】すなわち本実施例は楔１０Ｂは固定子鉄心
の周方向に配置された楔１０ａ、１０ｂ…および軸方向
に配置される楔１０ｃ、１０ｄ…によって構成されてい
る。更に、楔１０ｃは楔１０ａ、１０ｂに対して周方向
に１固定子コイル分ずらして配置されている。このため
楔１０ａが支持固定する固定子コイルは、楔１０ａで固
定する２本の固定子コイルに加えて楔１０ｃおよび楔１
０ｄで支持する２本の固定子コイルを合わせて支持固定
する構成となる。このため、固定子鉄心の内周に設けら
れた楔全体では更に多くの固定子コイルを連結して固定
することが可能となり、複数個の支持部材を楔１０Ｂで
連結固定することができ、支持部材、楔に加わる各種の
加振力を集約することにより、支持部材、楔間の摩耗を
低減することが可能となり、信頼性の高い回転電機の固
定子を得ることができる。なお同図において１２は支持
部材挿入溝であり、１３は楔接触面である。

【００１６】〔実施例 ３〕図３には本発明の更に他の
実施例が示されている。本実施例では複数個配置された
楔１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…を、その周方向の
楔間接触面１３に設けた楔連結部材１４でそれぞれ連結
した。このようにすることにより固定子コイルの支持が
堅固となって、前述の場合と同様な作用効果を奏するこ
とができる。

【００１７】すなわち楔１０ａと楔１０ｂ（１０ｃと１
０ｄ）とが接する境界すなわち楔接触面１３部分に、楔
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…を連結する楔連結部材１４を
配置し、固定子鉄心内周部に配置された固定子コイルの
支持を堅固なものとしたものである。

【００１８】なお楔によって支持固定される支持部材は
本実施例のように２本にとどまらず複数本の支持部材を
連結することが可能であり、また、楔の内周面も直線状
に加工するものにとどまらず、回転電機の固定子鉄心に
沿って円弧状に加工することも可能である。

【００１９】また、楔を連結固定する楔連結部材も角形
にとどまらず、円形等の形状でもその効果は十分得るこ
とができる。

【００２０】

【発明の効果】上述のように本発明は、楔を、その一部
が支持部材の先端より突出し、かつ複数個の支持部材を
連結するように構成したので、楔、支持部材に加わる各
種の加振力が集約されるようになって、楔、支持部材間
の摩耗を低減することができるようになり、信頼性の向
上を可能とした回転電機の固定子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転電機の固定子の一実施例の固定子
要部の断面図である。

【図２】本発明の回転電機の固定子の他の実施例の楔の
斜視図である。

【図３】本発明の回転電機の固定子の更に他の実施例の
楔の斜視図である。

【図４】従来の回転電機の固定子の固定子要部の断面図
である。

【符号の説明】

１…固定子鉄心、２…固定子コイル、３、３ａ、３ｂ…
支持部材、４…固定子鉄心溝、１０Ａ、１０Ｂ、１０
ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…楔、１１…楔固定溝、１
３…楔接触面、１４…楔連結部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春田 孝 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 東村 豊 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 佐藤 浩之 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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性体で構成された固定子鉄心と、この鉄
   心の内周側に所定の間隔を介して設けられた軸方向の固
   定子鉄心溝と、この溝内に挿入され、前記固定子鉄心の
   径方向に突出した合成樹脂製の支持部材と、この部材の
   先端側に設けられた楔固定溝と、この固定溝に装着され
   た楔および前記支持部材によって支持固定され、かつ前
   記固定子鉄心の内周面に配置された固定子コイルとを有
   する回転電機の固定子において、前記楔が、その一部が
   前記支持部材の先端より突出し、かつ複数個の支持部材
   を連結するように構成されたものであることをを特徴と
   する回転電機の固定子。
2. 【請求項２】前記楔が、複数個配置された楔の周方向の
   楔間接触面が前記楔の積層方向の軸方向で非一致するよ
   うに配置されたものである請求項１記載の回転電機の固
   定子。
3. 【請求項３】前記複数個配置された楔が、その周方向の
   楔間接触面に設けた楔連結部材でそれぞれ連結されたも
   のである請求項２記載の回転電機の固定子。