JPH061972B2 - 整流器アセンブリ - Google Patents

整流器アセンブリ

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JPH061972B2
JPH061972B2 JP59263125A JP26312584A JPH061972B2 JP H061972 B2 JPH061972 B2 JP H061972B2 JP 59263125 A JP59263125 A JP 59263125A JP 26312584 A JP26312584 A JP 26312584A JP H061972 B2 JPH061972 B2 JP H061972B2
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JP
Japan
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heat sink
rectifier assembly
disc
power
contacts
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JP59263125A
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JPS60180463A (ja
Inventor
ビンセント・グレンウツド・テリー，ジユニア
ロバート・ジエラルド・ハミルトン
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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Publication of JPH061972B2 publication Critical patent/JPH061972B2/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/14—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
    • H02K9/18—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle wherein the external part of the closed circuit comprises a heat exchanger structurally associated with the machine casing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/042—Rectifiers associated with rotating parts, e.g. rotor cores or rotary shafts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Automatic Disk Changers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は回転電気機械に関するものである。更に詳しく
は、交流発電機（励磁機）から直流励磁を受ける直流回
転子界磁を持ち、該交流発電機の回転子が直流回転子界
磁と一体となって回転し、また複数の整流器が回転子界
磁とともに回転して該交流発電機からの交流を直流回転
子界磁用の直流に変換するような形式の電動機および発
電機に関するものである。この形式の励磁方式は一般に
ブラシレス励磁方式と呼ばれる。というのは、直流励磁
電圧が回転要素上で発生され、このため非回転位置から
直流励磁電圧を伝達するためのブラシを必要としないか
らである。3600ＲＰＭ以下の速度で動作する回転電気機
（以後、低速機械と呼ぶ）では、回転子シャフトととも
に回転する円板上に所要の整流器、通常６個の整流器が
取り付けられる。この用途ではピグテール（pigtail）
形整流器を使うのが普通である。シャフト速度がたとえ
ば6000ＲＰＭまで上昇すると、シャフトに取り付けられ
た円板上のピグテール形整流器を使う上でいくつかの望
ましくない影響が出てくる。主な問題は次のようなこと
から生じる。すなわち、このような高回転速度では、ピ
グテール形ダイオードの荷重を支持する円板がシャフト
から張り出していることにより機械の臨界速度に共振の
問題が付け加わる。
この問題を解決するための１つの試みが米国特許第2897
383号に開示されている。これによれば、シャフト内に
回転軸線上にピグテール形ダイオードを配置することに
より、遠心力を低減し、張り出した質量を小さくする。
この構造は低速機械には満足できるものであるが、高速
度の場合にはシャフトの材料に加わる遠心応力を制限す
るためシャフトの直径を大幅に小さくなければならない
ので、実際のシャフト直径内には僅かなスペースしか残
らず、ピグテール形ダイオードを設置できなくなる。更
にピグテールとそれに対する所要のワイヤ接続部が存在
しているため、精密な平衡をとる問題が難しくなる。
ピグテール接続を使わず、また軸方向に対称である小形
の効率的なダイオードがある。この種類のダイオードは
ホッケーパック（hockey-puck）形ダイオードとも呼ば
れているが、例えばゼネラル・エレクトリック・カンパ
ニイ製のＡ 390Ｐ型ダイオードおよびインターナショ
ナル・レクティファイヤ社製の同等な形のダイオードの
ように、基本的には小さな円筒状のケーシングを有し、
その中にシリコンを配置し、円筒状ケーシングの両端に
平らなニッケルメッキした銅の接触電極を設けたもので
ある。シリコンには通常のドーピングがなされていて、
ダイオード特性が設定されている。ホッケーパック形ダ
イオードに対する電気的接続は、ダイオードの軸線に沿
って２つの接触電極に対し押し付けられた金属接点によ
って行われる。正しく動作させるために、ホッケーパッ
ク形ダイオードには比較的精密な接触力が必要である。
たとえば、このような種類のダイオードによっては、80
0ポンド（363kg）の約10％の範囲内の接触力を必要とす
る。
精密な接触力が必要なため、ホッケーパック形ダイオー
ドを高速機械の回転要素の軸線からずれた位置に配置し
て用いることはできない。このような位置では遠心力に
よって、接触力に変動が生じ、接触力がダイオードの効
率的動作のための規格値を超えてしまう。
かなり大きな電力を通し、かつ囲まれた空間の中で動作
するすべてのダイオードは、温度上昇を妥当な寿命が得
られるような値に制限するために冷却が必要となる。こ
のような冷却は実質的に回転荷重を増加させないように
行うのが好ましい。
発明の目的と概要 したがって、本発明の１つの目的は従来技術の欠点を解
消したブラシレス励磁機用の整流器アセンブリを提供す
ることである。
本発明のもう１つの目的は回転シャフトの軸線上に複数
のホッケーパック形ダイオードを配置し、ダイオードの
軸線に沿って精密な所定の接触力を生じさせる手段を設
けたブラシレス励磁機用の整流器アセンブリを提供する
ことである。
本発明の更にもう１つの目的は冷却空気の流れを改良し
た整流器アセンブリを提供することである。
本発明の一態様によれば、シャフト内に円筒状の空胴を
含むと共に、シャフトに設けた交流電力を発生する励磁
機を含む回転電気機械ブラシレス励磁機に用いるための
整流器アセンブリが提供される。このアセンブリは上記
円筒形空胴の中にはめ込むことができる積重ね体を形成
するようにそれぞれ軸線が一直線に揃えられた複数の導
電性ヒートシンク円板と、上記積重ね体の中の各々隣り
合う一対のヒートシンク円板の間に配置されてそれぞれ
の軸線がヒートシンクの軸線と一直線に揃えられ、かつ
各々の第１および第２の面に軸線が一致した第１および
第２の接点をそれぞれを含む複数のホツケーパック形ダ
イオードと、上記第１および第２の接点の各々とその隣
接するヒートシンク円板との間に軸方向の所定の接触力
を与えるため上記ヒートシンク円板のうちの軸方向外側
の円板に軸方向内側向きの力を加える手段と、上記ヒー
トシンク円板のうちの第１組の円板に交流電力を接続す
る手段と、上記第１組のヒートシンク円板の各々に設け
られていて、上記ホッケーパック形ダイオードのうちの
第２組のダイオードの第１および第２の接点のうちの選
択された接点に上記交流電力を接続する手段と、上記ヒ
ートシンク円板のうちの第３組の円板に接続されて整流
直流電力を取り出す手段と、上記第３組のヒートシンク
円板に含まれていて、上記ホッケーパック形ダイオード
のうちの第４組のダイオードの上記第１および第２の接
点のうちの選択された接点から上記直流電力を受ける手
段とを有する。
本発明の１つの特徴によれば、大体円形のヒートシンク
円板の積重ね体と上記積重ね体の内の各々隣り合う一対
のヒートシンク円板の間に軸方向に配置された円筒形ダ
イオードとを含み、かつ回転電気機械のシャフトの軸線
上に設けた円筒形空胴内に配置された整流器アセンブリ
を冷却するための装置が提供される。この冷却装置は、
上記各ヒートシンク円板に設けられた複数の空気流開口
と、上記積重ね体の外側端に空気を導入させる手段と、
上記積重ね体の内側端から軸方向の空気を導く手段と、
上記空気を導く手段から上記シャフトの外部の位置まで
半径方向を向いた少なくとも１つの空気流チャネルとを
有し、上記軸線から上記位置までの半径方向の距離が上
記円筒形空胴の直径より大きくされ、このため遠心力に
より上記積重ね体を通る空気の流れが促進される。
本発明のもう１つの特徴によれば、回転電気機械用の回
転部材が提供される。この回転部材は、シャフトと、上
記シャフトに設けた回転子と、上記シャフトの延長部
と、該延長部に設けられ、上記回転電気機の残りの部分
と作用して交流電力を発生する励磁機回転子と、上記延
長部内に軸方向に設けられた円筒形空胴と、上記円筒形
空胴の中に配置され、積重ね体を形成するようにそれぞ
れの軸線が一直線に揃えられた複数の導電性ヒートシン
ク円板と、上記積重ね体の中に各々隣り合う一対のヒー
トシンク円板の間に配置され、各々の軸線が上記ヒート
シンク円板の軸線と一直線に揃えられ、かつ各々の第１
および第２の面に軸線が一致した第１および第２の接点
を含む複数のホッケーパック形ダイオードと、上記ヒー
トシンク円板のうちの軸方向外側の円板に軸方向内側向
きの力を加えて、上記第１および第２の接点の各々とそ
れぞれの隣接するヒートシンク円板との間に軸方向の所
定の接触力を与える手段と、上記交流電力を上記ヒート
シンク円板のうちの第１組の円板に接続する手段と、上
記第１組のヒートシンク円板の各々に含まれていて、上
記ホッケーパック形ダイオードのうちの第２組のダイオ
ードの上記第１および第２の接点のうちの選択された接
点に上記交流電力を接続する手段と、上記ヒートシンク
円板のうちの第３組の円板に接続されて整流直流電力を
取り出す手段と、上記第３組のヒートシンク円板に含ま
れていて、上記ホッケーパック形ダイオードのうちの第
４組のダイオードの上記第１および第２の接点のうちの
選択された接点から上記直流電力を受ける手段と、上記
回転子に上記直流電力を供給する手段とを有する。
要約すれば、本発明は回転電気機械用のブラシレス励磁
機のシャフトの軸線上に設けた円筒形空胴内に配置する
ことのできる整流器アセンブリを提供するものである。
整流器アセンブリは大体円形のヒートシンク円板の積重
ね体と隣り合う一対のヒートシンク円板の間に軸方向に
はさまれた円筒形のダイオードで構成される。複数のタ
イロッドまたはボルトを積重ね体に通しかつ皿ばねを用
いて締めることにより、ヒートシンク円板の積重ね体を
介してダイオードに所定の接触力が加えられる。ダイオ
ードに対するすべての電気接続はヒートシンク円板を介
して行われ、導電性バーが用いられる。導電性バーはヒ
ートシンク円板の縁に一直線に揃うように設けられた溝
孔の中を通り、各バーはヒートシンク円板のうち所望の
１つの円板とそれぞれ接続される。ヒートシンク円板に
は複数の空気流開口が設けられ、これらの開口は空気を
通し、また冷却空気をダイオード本体へと流れさせる。
整流器アセンブリを収容している円筒形空胴の直径より
も大きな距離のところに冷却空気用出口開口を設けるこ
とによって冷却空気の流れを増大させる。これは、空気
流に遠心力が加わるためである。
本発明の上記およびその他の目的、特徴、および長所は
図面を参照した以下の説明により明らかとなろう。各図
で同じ参照番号は同じ部品を表わす。
好ましい実施例の説明 本発明は電動機または発電機として動作する回転電気機
械に等しく適用できる。しかし、説明を具体的にするた
め、以下の説明は交流電源からの電力によって交流電動
機として駆動される回転電気機械について行う。
まず第１図を参照すると、交流電動機14から駆動力を受
けたシャフト12が動力をボルト継手10を介して負荷（図
示せず）に結合する。通常のように、交流電動機14は固
定子18の内側にシャフト12を回転させる回転子16を含
む。回転子16は直流励磁電力で励磁されて、交流電源線
20から固定子18に供給される交流電力によって発生され
る回転磁界と相互作用する。
シャフト12の延長部24には励磁機22が配置されており、
これは図示の実施例では端部遮蔽体26の外側にある。端
部遮蔽体26には通常の適当な軸受27とオイル・デフレク
タ29が設けられている。励磁機22の固定子30の中にはシ
ャフトの延長部24とともに回転するように取付けられた
回転子28が含まれている。通常のブラシレス励磁機と同
様に、固定子30は、交流電源線20からの電力を整流して
固定子30に供給する整流器等の電源装置（図示せず）か
ら直流励磁電力を受ける。回転子28は３相発電用回転子
として通常のように形成され、回転子16に対する励磁電
力源を構成する。しかし、回転子16の励磁電力は直流で
なければならない。回転子28からの３相交流電力は延長
部24の中に軸方向に配置された整流器アセンブリ32で整
流される。回転子28からの３相交流電力は、約120度お
きに配置された連絡クリップ34，36，38（このうち連絡
クリップ38は隠れており、図示されていない）を介して
交流母線バー40，42，44（このうち交流母線バー44は隠
れており、図示されていない）の対応する接触部分に供
給される。交流母線バー40，42おび44は以下詳細に説明
するように延長部24の中の整流器アセンブリ32に交流電
力を供給する。環状の端部カバー46が延長部24の外側端
をおおっており、整流器アセンブリ32を所定の位置に固
定する。
交流電動機14の中の主冷却ファン48および49が熱交換器
50および51を介して冷却空気を引き込む。この冷却空気
は主冷却空気流52として示すように交流電動機14の種々
の要素を通って、熱交換器50および51に戻り、閉ループ
を形成する。主冷却ファン48および49の先端を囲むシュ
ラウド54を設けて、空気の流れを改善することができ
る。主冷却空気流52によって示された空気流の他に、整
流器アセンブリ32を冷却するための冷却空気が熱交換器
50から（図示していない）導管によって、励磁機22を囲
む外被53内に供給される。外被53内に供給された冷却空
気の一部は整流器冷却空気流56として示すように端部カ
バー46に設けた軸方向の開口（図示せず）に流入する。
外被53内に供給された冷却空気の残りは励磁機22の外側
部分を通り、（図示しない）導管を介して主冷却流に戻
される。整流器冷却空気56は軸方向内向きに流れて整流
器アセンブリ32の各要素を冷却し、そして主冷却ファン
48の作用と遠心力の作用により半径方向に向いた複数の
空気流チャネル58を通って交流電動機14の中へ出て行
く。遠心力は、半径方向に向いた空気流チャネル58を含
むシャフト12の領域が整流器アセンブリ32を含む延長部
24内の空胴よりも大きな外径を有していることにより生
じる。本発明が想定している高回転速度で生じる遠心力
は、延長部24の軸線に沿って流れて半径方向に向いた空
気流チャネル58を通って出る空気流が生じるように作用
する。このような遠心力によって生じた空気流が主冷却
ファン48の作用により促進されると、整流器アセンブリ
32を通る冷却空気の効率のよい流れが得られる。
次に第２図には第１図のシステムの一部分の簡略化した
電気回路図が示されている。第２図では回転要素を破線
60で囲んである。回転子28からの交流電力の各相は整流
器アセンブリ32によって全波整流され、回転子16に与え
られる。
次に第３図を参照すると、整流器アセンブリ32が示され
ており、これは一体のアセンブリであり、延長部24の円
筒形空胴62に容易かつ迅速に着脱することができ、交流
電動機14の停止時間を最小限にすることができる。絶縁
スリーブ64が円筒形空胴62の内壁に取り付けられて、整
流器アセンブリ32の露出部分と円筒形空胴62の内壁との
間に電気的接触が生じないようにする。整流器アセンブ
リ32のダイオード等が故障した場合、整流器アセンブリ
32を絶縁スリーブ64から交換可能なユニットとして取り
出して、予備の整流器アセンブリ32と置き換えることが
できる。このため、故障した個々の素子を検査し交換す
る間、交流電動機14を停止したままにしておく必要はな
い。故障した整流器アセンブリ32を取り出して新しいア
センブリを入れた後に、取り出した整流器アセンブリ32
の中の故障したダイオードを識別する為に適当な故障検
査を行うことができる。それから故障したダイオードを
交換すればよく、交流電動機14の継続的な動作を損なう
ことはない。
突出部を持つ７個のヒートシンク円板68，70，72，74，
76，78および80がその隣り合う対の円板の間６個のホッ
ケーパック形ダイオード86，88，90，92，94および96を
はさんで積重ね体を形成する。後述するように複数のタ
イロッドと皿ばねを用いて積重ね体に圧力を加えて、ホ
ッケーパック型ダイオード86，88，90，92，94および96
の接点に所定の安定な軸方向の力を正確に加える。端部
カバー46の中に絶縁性の内側キャップ98を配置して、整
流器アセンブリ32と端部カバー46との間の望ましくない
が電気的接触を防止することができる。整流器アセンブ
リ32に対するすべての交流電気接続と直流電気接続は突
出部を持つヒートシンク円板68，70，72，74，76，78お
よび80を介して行われる。
第３図の突出部を持つヒートシンク円板68，70，72，7
4，76，78および80はすべて同一にすることが好まし
い。第４図にはこれらの代表としてヒートシンク円板68
の端面図が示されている。円板68の外周には約40度おき
の等間隔に９個の突出部100があり、隣り合う対の突出
部100はその間に溝孔102を形成する。溝孔102のうち１
つを除いた他のすべての溝孔はその底部の中央に半円形
の空気流開口104を含む。１つの溝孔102′には、他の８
個の溝孔102にある半円形の空気流開口104がない。各ヒ
ートシンク円板の溝孔102′は整流器アセンブリ32の組
み立ての際に接線方向に割り出されて、各ヒートシンク
円板に対する電気的接触領域としての役目を果す。各ヒ
ートシンク円板68，70，72，74，76，78および80の残り
の８個の溝孔102は使用しないか、または電気母線を軸
方向に通すための非接触型ガイドまたは径路として使用
される。
突出部を持つヒートシンク円板68の表面積全体にわたっ
て複数の空気流開口106が密に分布されている。リング
状に配列された内側の空気流開口108は、ホッケーパッ
ク形ダイオード86にできる限り近づけて配置されて、ホ
ッケーパック形ダイオード86にできる限り多量の冷却空
気を直接接触させるようにする。
３個のタイロッド110，112および114が整流器アセンブ
リ32の軸線のまわりに120度おきに間隔をおいて配置さ
れるが、第４図にはこれらのタイロッドの頭部が図示さ
れている。
整流器アセンブリ32の構造の詳細な説明を続ける前に、
整流器アセンブリの各要素の物理的な関係を一層明確に
するために第５図の整流器アセンブリ32の概略回路図に
ついて説明を行う。交流母線バー40，42，および44がそ
れぞれヒートシンク円板74，78および70，すなわち外側
から数えて４番目、６番目および２番目のヒートシンク
円板に接続される。第１および第２の正の直流バー116
および118がヒートシンク円板68および76にそれぞれ接
続されている。接続リング120が正のピックアップ・バ
ー116と正のピックアップ・バー118の外側端を正の母線
バー122の一端に接続する。同様に、第１および第２の
負のピックアップ・バー124および126がヒートシンク円
板72および80にそれぞれ接続されている。接続リング12
8が負のピックアップ・バー124および126の外側端を負
の母線バー130に接続する。母線バー122および130は正
と負の励磁電力をそれぞれ回転子16に接続する。
再び第３図と第４図を参照すると、整流器アセンブリ32
を円筒形空胴62から取り出したとき、母線バー122およ
び130は円筒形空胴62の中のそれらの所定の場所にとど
まる。再びアセンブリを取り付けたとき、正の母線バー
122および130はヒートシンク円板68，70，72，74，76，
78および80の整合した溝孔102にはまる。整流器アセン
ブリ32を円筒形空胴62内に完全に挿入したとき、母線バ
ー122および130の外側端の接触領域132および134は、ボ
ルトによって接続するために接続リング120および128と
それぞれ整合する。第３図に詳細に示すように、負のピ
ックアップ・バー126が最も内側のヒートシンク円板80
から溝孔102の中を伸び、最も外側のヒートシンク円板6
8を通り過ぎて外へ伸びている。そして、負のピックア
ップ・バー126は最も内側のヒートシンク円板80と電気
的に接触し、また接触領域136を接続リング128に隣接し
て配置して両者を接続できるようにしている。同様に交
流母線バー42および44はそれぞれヒートシンク円板78と
70で終端し、溝孔102の中をヒートシンク円板68を通り
過ぎて伸び、半径方向外向きに伸びたラグ138および140
で終っている。第４図および第５図に示すように、交流
母線バー40はヒートシンク円板74に接続され、半径方向
外向きに伸びたラグ142で終っている。
正のピックアップ・バー116および118、負のピックアッ
プ・バー124および126、負の母線バー130、ならびに交
流母線バー40，42および44の非接触領域は、樹脂を含浸
して硬化させたガラス繊維の被覆のような硬い耐摩耗性
の絶縁被覆144でおおわれる。絶縁被覆144があるため、
ヒートシンク円板のうち正しくないものと過って電気的
に接触するという心配なしに、溝孔102の中にこれらの
電気導体（バー）を伸ばすことができる。
次に第６図に示すヒートシンク円板68の横断面を参照す
ると、他のすべてのヒートシンク円板と同様にヒートシ
ンク円板68の両面には中心を合わせた隆起した円形ボス
146が含まれている。隆起した円形ボス１４６の直径は
ホッケーパック形ダイオード86の両面にある隆起した円
形接点148の直径とほぼ一致する。組み立てたとき、隆
起した円形ボス146と隆起した円形接点148とが接触する
ことにより、ホッケーパック形ダイオード86の本体がヒ
ートシンク円板68の主表面から離されて、環状の空気循
環領域150が形成される。この領域150は空気流開口106
を通る空気と、リング状の内側の空気流開口108を通る
空気と一層緊密に接触させる。ホッケーパック形ダイオ
ード86では普通、各々の隆起した円形接点148の中心に
位置ぎめ孔152が設けられている。突出部を持つヒート
シンク円板68には、また隆起した各円形ボス146の中心
に位置ぎめ孔1545が設けられている。整流器アセンブリ
32の組み立ての際、位置ぎめ孔152と位置ぎめ154とにぴ
ったり合う小さな整合ピン156がこれらの孔に挿入され
る。これにより、すべてのヒートシンク円板とホッケー
パック形ダイオードを確実に一直線に整合させると共に
横方向のずれを防止する。ヒートシンク円板68の外側表
面に隆起した円形ボス146が設けられているが、これは
使用していない。しかし、ヒートシンク円板68，70，7
2，74，76および80をすべて同じにするのが製造上好ま
しい。そして外側の隆起した円形ボス146が存在しても
害はないので、これがヒートシンク円板68に設けられて
いる。
第７図に整流器アセンブリ32を分解した状態を示す。整
流器アセンブリ32の内側端に設けたスパイダ158は３個
のアーム160を含む・各アーム160は軸方向に貫通する孔
162を持つタイロッド110，112および114にはそれぞれ絶
縁被覆164が設けられており、被覆を越えてねじ山付き
の先端部166が付き出ている。絶縁被覆164は樹脂を含浸
して硬化させたガラス繊維の層のような任意の種類の硬
い耐摩耗性絶縁被覆とすることができる。各タイロッド
110，112，114の頭部の下にはまるように絶縁性座金168
が設けられて、頭部とヒートシンク円板68との間の電気
的接触を防止する。絶縁被覆164と絶縁性座金168との組
み合わせにより、タイロッド110，112および114はそれ
らが通るヒートシンク円板68，70，72，74，76，78およ
び80から電気的に絶縁される。
ねじ山付きの先端部166はスパイダ158の対応する孔162
を通り、それぞれ一連の皿ばね座金170を受ける。少な
くとも１つの締付けナット172が皿ばね座金170から付き
出たねじ山付きの各先端部166とかみ合う。通常のよう
に、使用中に締付けナット172がゆるまないようにする
ため、たとえば、ロックナット（図示せず）を使うこと
ができる。代りに、皿ばね座金170と締付けナット172と
の間に付加的なスパイダ（図示せず）を設け、各締付け
ナット172の１つ以上の平坦面に曲ったタブを係合させ
て使用中動かないようにしてもよい。
ヒートシンク円板80とスパイダ158との間に適当な硬い
絶縁材料で作った絶縁性円柱体174が配置される。スパ
イダ158の内側面に軸方向にくぼみまたは孔176が設けら
れている。同様のくぼみまたは孔176（図示せず）が絶
縁性円柱体174の外側端に軸方向に設けられている。力
伝達用ボール178が対向するくぼみまたは孔176と係合
し、皿ばね座金170によって生じたすべての軸方向の力
を絶縁性円柱体174の軸線に沿ってヒートシンク円板80
の外側端に伝える。基本的に１点の力伝達を行う力伝達
用ボール178を使うことにより、３群の皿ばね座金170に
よって生じる力の起り得る差を均等化する。
皿ばね座金170の各種別のバネ定数は周知である。ホッ
ケーパック形ダイオード86乃至96に所要の一定の力を加
えるには、一連の皿ばね座金170の押下げ（depressio
n）を測定しながら、一連の皿ばね座金群170の押下げ値
が所定の値に達するまでねじ山付き先端部166の締付け
ナット172を締めていくだけでよい。このようにして得
られた接触力は整流器アセンブリ32の寿命期間中ほぼ一
定に維持される。
次に第８図には整流器アセンブリ32を通る冷却空気の流
路が示されている。端部カバー46および絶縁性内側キャ
ップ98はともに環状であり、それらの軸線上に開口があ
るので、矢印の整流器冷却空気流56で示すように空気は
シャフトの延長部24の軸線に沿って円筒形空胴62内に入
り、整流器アセンブリ32を形成するヒートシンク円板中
の空気流開口106を通って流れることができる。母線バ
ー122および130はシャフト12の軸線に沿って伸びて、回
転子16（第８図には示されていない）に直流励磁を導
く。空気流チャネル180が円筒形空胴62と半径方向に向
いた空気流チャネル58の半径方向内側端とを結合してお
り、このため延長部24の外側端から入った空気が主冷却
ファン48に向って出ていくことができる。主冷却ファン
48は半径方向に向いた空気流チャネル58の半径方向外側
端の近くに低圧領域を作り、このため空気の流れを助長
する。更に、半径方向に向いた空気流チャネル58の半径
方向外側端は円筒形空胴62の直径よりかなり大きい半径
の所に配置される。このため、高速回転するシャフト12
および延長部24では、かなり大きな遠心力が半径方向に
向いた空気流チャネル58を通る空気流を外向きに促進
し、したがって整流器アセンブリ32を通る冷却空気の流
れを作る助けをする。
本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明してきた
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。当業者は特許請求の範囲に記載された本発明の範囲
または趣旨から逸脱することなく種々の変更や変形を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による回転電気機械の一部を
断面で示す概略図である。第２図は本発明の一実施例に
よるブラシレス励磁機の概略電気回路図である。第３図
は本発明の一実施例による第１図の整流器アセンブリの
詳細図である。第４図は第３図の整流器アセンブリの端
面図である。第５図は本発明の一実施例による整流器ア
センブリの機械的な概略構成図である。第６図は第４図
の線VI−VIに沿って見たときの一部分の断面図である。
第７図は本発明の一実施例による整流器アセンブリの分
解図である。第８図は回転電気機械の一部の断面図であ
って、本発明の整流器アセンブリを通る冷却空気の流路
を示す断面図である。 （主な符号の説明） 12…シャフト、 16…回転子、 22…励磁機、 24…シャフトの延長部、 28…励磁機回転子、 32…整流器アセンブリ、 40，42，44…交流母線バー、 48…主冷却ファン、 58…空気流チャネル、 62…円筒形空胴、 64…絶縁スリーブ、 68，70，72，74，76，78，80…ヒートシンク円板、 86，88，90，92，94，96…ホッケーパック形ダイオー
ド、 102…溝孔、 106，108…空気流開口、 110，112，114…タイロッド、 116，118…正のピックアップ・バー、 120，128…接続リング、 122…正の母線バー、 124，126…負のピックアップ・バー、 130…負の母線バー、 146…隆起した円形ボス、 148…円形接点、 158…スパイダ、 170…皿ばね座金、 178…力伝達用ボール、 180…空気流チャネル。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シャフト内に円筒形空胴を含むと共に、こ
    のシャフトに交流電力を発生する励磁機が装着されてい
    る回転電気機械のブラシレス励磁機に用いる整流器アセ
    ンブリにおいて、上記円筒形空胴の中にはめ込むことが
    できる積重ね体を形成するようにそれぞれ軸線が一直線
    に揃えられた複数の導電性ヒートシンク円板と、上記積
    重ね体の中の各々の隣り合う対のヒートシンク円板の間
    に１つずつ配置されてその軸線が上記ヒーシンク円板の
    軸線と一直線に揃えられ、かつ各々の第１の面および第
    ２の面に上記軸線上にそれぞれ設けた第１の接点および
    第２の接点を含む複数のホツケーパック形ダイオード
    と、上記第１および第２の接点の各々とその隣接するヒ
    ートシンク円板との間に軸方向の所定の接触力を与える
    ため上記ヒートシンク円板のうちの軸方向外側の円板に
    軸方向内向きの力を加える手段と、上記ヒートシンク円
    板のうちの第１組の円板に交流電力を接続する手段と、
    上記第１組のヒートシンク円板の各々に設けられて、上
    記ホッケーパック形ダイオードのうちの第２組のダイオ
    ードの第１および第２の接点のうちの選択された一方の
    接点に上記交流電力を接続する手段と、上記ヒートシン
    ク円板のうちの第３組の円板に接続されて整流直流電力
    を取り出す手段と、上記第３組のヒートシンク円板に設
    けられて、上記ホッケーパック形ダイオードのうちの上
    記第２組のダイオードの上記第１および第２の接点のう
    ちの選択された他方の接点から上記直流電力を受ける手
    段とを有し、上記ホッケーパック形ダイオードへの電気
    接続が全て上記ヒートシンク円板を介して行なわれてお
    り、更に、上記ヒートシンク円板がその外周に複数の溝
    孔を含み、上記積重ね体内のすべての上記ヒートシンク
    円板の上記溝孔の少なくともいくつかが一直線に揃って
    おり、上記第１組のヒートシンク円板に交流電力を接続
    する上記手段および上記第３組のヒートシンク円板に接
    続されて整流直流電力を取り出す上記手段が、軸方向に
    上記溝孔のうちの相異なる１つの溝孔の中に配置されて
    上記ヒートシンク円板のうちの唯一つの円板と電気的に
    接触する導電性バーをそれぞれ含んでいることを特徴と
    する整流器アセンブリ。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第（１）項記載の整流器ア
    センブリにおいて、軸方向内向きの力を加える上記手段
    が、上記ヒートシンク円板に設けた整合した孔を軸方向
    に通る複数のタイロッド、および各タイロッドに配置し
    た上記の軸方向内向きの力を発生する弾性手段を含んで
    いる整流器アセンブリ。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第（２）項記載の整流器ア
    センブリにおいて、上記弾性手段が上記タイロッドの各
    々に配置した少なくとも１つの皿ばね座金を含んでいる
    整流器アセンブリ。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第（２）項記載の整流器ア
    センブリにおいて、軸方向内向きの力を加える上記手段
    が更に、上記軸線上の実質的に１つの点で上記の軸方向
    内向きの力を加える手段を含んでいる整流器アセンブ
    リ。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第（４）項記載の整流器ア
    センブリにおいて、実質的に１つの点で軸方向内向きの
    力を加える上記手段が、上記ヒートシンク円板のうちの
    一端の円板の軸方向外側に配置されたスパイダ、および
    上記軸線上に上記スパイダと上記一端のヒートシンク円
    板との間に配置された力伝達用ボールを含み、上記複数
    のタイロッドが上記スパイダを通り抜け、上記弾性手段
    が上記スパイダの上記一端のヒートシンク円板とは反対
    の側に配置され、かつ上記軸方向内向きの力が上記スパ
    イダから上記力伝達ボールを介して上記積重ね体に伝え
    られる整流器アセンブリ。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第（１）項記載の整流器ア
    センブリにおいて、上記第１および第２の接点のうちの
    選択された一方の接点に交流電力を接続する上記手段な
    らびに上記第１および第２の接点のうちの選択された他
    方の接点から直流電力を受ける上記手段が、軸方向に上
    記ヒートシンク円板の各々の両側に設けられた第１およ
    び第２の隆起したボスを含み、上記隆起したボスが上記
    のそれぞれの接点に接触する整流器アセンブリ。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第（６）項記載の整流器ア
    センブリにおいて、上記隆起したボスの直径が上記ホッ
    ケーパック形ダイオードの直径よりかなり小さく、上記
    隆起したボスが上記ヒートシンク円板の半径方向外側部
    分から上記ホッケーパック形ダイオードを隔てる役目を
    なし、これにより上記ホッケーパック形ダイオードの表
    面に冷却空気が到達できる整流器アセンブリ。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲第（１）項記載の整流器ア
    センブリにおいて、上記各ヒートシンク円板に複数の空
    気流開口が設けられ、軸方向の冷却空気流が上記空気流
    開口を通って上記ホッケーパック形ダイオードの表面と
    接触できる整流器アセンブリ。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第（８）項記載の整流器ア
    センブリにおいて、上記第１および第２の接点のうちの
    選択された一方の接点に交流電力を接続する上記手段な
    らびに上記第１および第２の接点のうちの選択された他
    方の接点から直流電力を受ける上記手段が、軸方向に上
    記各ヒートシンク円板の両側に配置された第１および第
    ２の隆起したボスを含み、上記隆起したボスが上記一方
    の接点に接触し、上記隆起したボスが上記ホッケーパッ
    ク形ダイオードの直径よりかなり小さく、上記隆起した
    ボスが上記ヒートシンク円板の半径方向外側部分から上
    記ホッケーパック形ダイオードを隔てる役目を果し、こ
    れにより上記ホッケーパック形ダイオードの表面に軸方
    向の冷却空気流が到達できる整流器アセンブリ。
  10. 【請求項１０】特許請求の範囲第（１）項記載の整流器
    アセンブリにおいて、上記積重ね体がユニットとして着
    脱可能にする手段を含んでいる整流器アセンブリ。
JP59263125A 1983-12-15 1984-12-14 整流器アセンブリ Expired - Lifetime JPH061972B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7173369B2 (en) 1994-12-13 2007-02-06 The Trustees Of Princeton University Transparent contacts for organic devices

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4603344A (en) * 1984-07-30 1986-07-29 Sundstrand Corporation Rotating rectifier assembly
US4628219A (en) * 1985-09-13 1986-12-09 Sundstrand Corporation Rectifier assembly for mounting in a rotor
US4827165A (en) * 1987-11-16 1989-05-02 Sundstrand Corporation Integrated diode package
US4864385A (en) * 1987-12-29 1989-09-05 Hitachi, Ltd. Power semiconductors connected antiparallel via heatsinks
US4896062A (en) * 1988-06-03 1990-01-23 Westinghouse Electric Corp. Rotating rectifier assembly
US4904890A (en) * 1989-01-03 1990-02-27 General Electric Company Bore pack exciter cooling system
US4948996A (en) * 1989-02-21 1990-08-14 General Electric Company Direct cooled bore connector
US5017821A (en) * 1989-02-23 1991-05-21 Sundstrand Corporation Brushless dynamo electric machine with access to rectifier assembly
US5065484A (en) * 1989-04-14 1991-11-19 Sundstrand Corporation Rotating rectifier assembly
US4959707A (en) * 1989-04-14 1990-09-25 Sundstrand Corporation Rotating rectifier assembly
US4982128A (en) * 1990-02-01 1991-01-01 Mcdonald Maurice F Double air gap alternator
US5001376A (en) * 1990-02-12 1991-03-19 Sundstrand Corporation Rotating rectifier assembly
US5003209A (en) * 1990-06-11 1991-03-26 Sundstrand Corporation Reduced length rotating rectifier assembly
US5136195A (en) * 1990-08-21 1992-08-04 Sundstrand Corporation Brushless two-pole generator main field leads connection to rectifier assembly
US5164624A (en) * 1991-09-06 1992-11-17 General Motors Corporation Modular power semiconductor assembly for an alternator-fed DC power source
US5237227A (en) * 1992-04-27 1993-08-17 Huss John B Exciter rotor flow through cooling
US5319272A (en) * 1992-07-14 1994-06-07 Eemco/Datron, Inc. Miniature rotating rectifier assembly
WO1999050951A1 (en) * 1998-03-31 1999-10-07 Kantor Jozsef Synchronous-machine rotor, primary for brushless self-excited single-phase synchronous generators
US6628022B2 (en) 2001-02-09 2003-09-30 Siemens Westinghouse Power Corporation Power generator system having diode support and rupture containment device and associated methods
CH697214A5 (de) * 2005-03-04 2008-06-25 Alstom Technology Ltd Gasgekühlter Generator.
DE102005047451A1 (de) * 2005-09-30 2007-04-12 Siemens Ag Synchronmaschine
US7586224B2 (en) * 2005-11-16 2009-09-08 Hamilton Sundstrand Corporation Rotating rectifier assembly
FR2894408B1 (fr) * 2005-12-07 2008-01-11 Thales Sa Raccordement de l'excitatrice d'une machine electrique
WO2008005169A2 (en) * 2006-06-14 2008-01-10 Board Of Regents, The University Of Texas System High performance rotating rectifier for ac generator exciters and related methods
US7329960B1 (en) * 2006-07-26 2008-02-12 General Electric Company System and method for propelling a large land-based vehicle using a dual function brushless dynamoelectric machine
US8450890B2 (en) * 2009-11-30 2013-05-28 Remy Technologies, L.L.C. Rotating directional coolant spray for electric machine
KR100981665B1 (ko) * 2010-03-29 2010-09-10 삼양전원주식회사 별도 발전장치를 여자기로 이용한 자여자 교류발전기
US8519581B2 (en) * 2010-06-08 2013-08-27 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
US8456046B2 (en) * 2010-06-08 2013-06-04 Remy Technologies, Llc Gravity fed oil cooling for an electric machine
US8269383B2 (en) * 2010-06-08 2012-09-18 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
US8760015B2 (en) * 2011-02-18 2014-06-24 Hamilton Sundstrand Corporation Cooling of permanent magnet electric machine
US8604651B2 (en) * 2011-02-18 2013-12-10 Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. Cooling of permanent magnet electric machine
JP5188592B2 (ja) * 2011-03-31 2013-04-24 株式会社小松製作所 発電電動機の冷却構造及び発電電動機
CN103840606A (zh) * 2012-11-23 2014-06-04 上海电气集团上海电机厂有限公司 自循环冷却小型汽轮发电机
US9035507B2 (en) 2013-01-29 2015-05-19 Aviation Systems, LLC Electric machine and rectifier assembly therefor
US9369029B2 (en) 2013-02-27 2016-06-14 Ge Aviation Systems Llc Rotating rectifier assembly for electric machine
US9312742B2 (en) 2013-03-01 2016-04-12 Hamilton Sundstrand Corporation Connector and spring assembly for a generator
US10250110B2 (en) * 2013-06-03 2019-04-02 Ge Aviation Systems Llc Fastening assembly for electric machine and rectifier therefor
US9490674B2 (en) * 2013-12-22 2016-11-08 Ge Aviation Systems Llc Rotating rectifier assembly for electric machine
US9590477B2 (en) 2014-04-10 2017-03-07 Ge Aviation Systems Llc Rotating rectifier assembly for electric machine
US10103604B2 (en) 2014-07-11 2018-10-16 Ge Aviation Systems Llc Rotating rectifier assembly for electric machine
US9912213B2 (en) 2015-02-02 2018-03-06 Hamilton Sundstrand Corporation Rotating rectifiers with nested diodes
US11831207B1 (en) * 2022-05-10 2023-11-28 Hamilton Sundstrand Corporation Generator rotor assemblies

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1996460A (en) * 1933-03-31 1935-04-02 Chicago Pneumatic Tool Co Ventilated induction motor
US2414287A (en) * 1942-11-25 1947-01-14 Gen Electric Self-excited synchronous dynamoelectric machine
US2773203A (en) * 1953-08-28 1956-12-04 Westinghouse Electric Corp Dynamoelectric machine
CA587388A (en) * 1957-03-12 1959-11-17 Westinghouse Electric Corporation Alternating current dynamoelectric machine
GB1104620A (en) * 1963-10-31 1968-02-28 Parsons C A & Co Ltd Improvements in and relating to dynamo-electric machines
US3348127A (en) * 1964-08-20 1967-10-17 Westinghouse Electric Corp Support arrangement for diodes in a rotating rectifier exciter
DE1514406B1 (de) * 1965-02-20 1971-04-01 Siemens Ag Halbleiteranordnung
US3412271A (en) * 1965-12-08 1968-11-19 Westinghouse Electric Corp Brushless type alternating current machine
US3501659A (en) * 1968-02-08 1970-03-17 Rotax Ltd Rectifying arrangement for dynamo electric machines
GB1259776A (en) * 1968-04-19 1972-01-12 Plessey Co Ltd Improvements in or relating to electrical machines
US3727114A (en) * 1971-08-03 1973-04-10 Mitsubishi Electric Corp Air cooled semiconductor stack
JPS5525665Y2 (ja) * 1973-08-06 1980-06-20
JPS50140802A (ja) * 1974-05-02 1975-11-12
JPS5162328A (en) * 1974-11-28 1976-05-29 Fuji Electric Co Ltd Kaitenseiryusochi
JPS5412805U (ja) * 1977-06-30 1979-01-27
JPS54116638A (en) * 1978-03-03 1979-09-11 Hitachi Ltd Semiconductor stack
JPS53139514U (ja) * 1978-04-12 1978-11-04
JPS55123154A (en) * 1979-03-16 1980-09-22 Hitachi Ltd Liquid cooling type semiconductor device
JPS5753647U (ja) * 1980-09-12 1982-03-29
JPS57130598U (ja) * 1981-02-09 1982-08-14

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7173369B2 (en) 1994-12-13 2007-02-06 The Trustees Of Princeton University Transparent contacts for organic devices

Also Published As

Publication number Publication date
GB8431126D0 (en) 1985-01-16
CA1222544A (en) 1987-06-02
GB2152293B (en) 1987-06-17
JPS60180463A (ja) 1985-09-14
IT8423828A0 (it) 1984-11-30
US4745315A (en) 1988-05-17
IT8423828A1 (it) 1986-05-30
GB2152293A (en) 1985-07-31
CH667166A5 (it) 1988-09-15
IT1178657B (it) 1987-09-16

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