JPH0746044Y2 - 回転電機の界磁構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、発電機又は電動機等の回転電機における回転
子の界磁構造に関する。

（従来の技術） 従来、同期発電機又は同期電動機のような回転電機で
は、巻線スロットの影響を少なくしてその出力波形歪を
整形したり磁気音やトルク変動を抑制するため、固定子
又は回転子鉄心にスキューを形成することが行われてお
り、後者の例としては実開昭55−79643号公報に示すも
のが公知である。

即ち、第５図に図示する回転子鉄心51はプレス成形され
た薄鋼板を回転子軸52に斜めに嵌入したキー53（第６
図）に沿って複数枚嵌挿し積層することによってその磁
極部にスキューを形成し、その両側を鉄心押え54,54′
によって軸方向に挟むように締付具55を用いて固定する
と共に、界磁巻線56を巻回後回転子鉄心51との間に生じ
た隙間に樹脂（図示せず）を充填して固定するようにな
っている。

（考案が解決しようとする課題） 従来の回転電機は以上のように構成されているが、例え
ば固定子のスロットにスキューを形成した場合は、スロ
ット内への巻線挿入作業が機械により自動的に行うこと
ができなくなり、手作業工数が増えコストアップとなる
欠点がある。

また、前述した回転子の磁極部にスキューを形成する場
合には、回転子鉄心の巻線巻回部にもスキューが形成さ
れるため、巻回作業時該巻線が一方向に滑って片寄り整
列巻ができない。

そのため、コイルエンドが回転子鉄心からはみ出し全体
が大型化する問題がある。

さらに、固定子内周面（図示せず）と回転子鉄心の磁極
項部間のギャップ長も固定的であるため、任意の発電機
特性を選択することができないという欠点もある。

また、前記ギャップ長を変更する場合には積層板のプレ
ス金型を修正するか、或は積層後磁極項部を削り取るか
の方法しかなく、何れにしても多大な工数と複雑な作業
を必要とする。

したがって、本考案は上記課題を解決し、容易かつ、発
電機特性の変更が可能な回転電機の界磁構造を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案は、上記目的達成のため、固定子の内周面に対向
する弧状部を備えた突極の回転子鉄心からなる回転自在
な回転電機の回転子において、前記回転子鉄心と一体形
成した界磁巻線巻回部を前記回転子鉄心の軸線に対して
垂直な断面と前記軸線に対して平行な断面各々を方形に
形成すると共に、該回転子鉄心の外端部には固定子内周
面を形成する半径よりも小さな同一半径でかつ、前記回
転子鉄心の軸線に対して直角な断面をその軸線方向全長
にわたり同形状に形成した外周円弧を有する磁極弧状部
を、回転子鉄心に軸線に対し所定角度傾斜させて該回転
子鉄心と着脱自在に固定したことを特徴とする。

（作用） 固定子２側のスロット４の数及び長さ等に対応して発電
機の出力波形歪の整形を行う場合には、回転子の磁極弧
状部９の高さと外周円弧の曲率を異ならせた別の磁極弧
状部と交換し固定子側鉄心の内周面３とのギャップ長δ
₁，δ₂を適宜選択する。

この場合、前記磁極弧状部の回転子鉄心７の軸線Ｘに対
する取付角度θも、選択すべき発電機の特性に対応して
適宜変更すればよい。

以上により、磁極弧状部端縁と固定子側スロット４との
交叉度合も変わり磁気変化に伴い出力波形歪が整形され
る。

（実施例） 以下、本考案実施例を同期発電機を例として第１図ない
し第４図により説明する。

１は突極型同期発電機本体で略環状の固定子２の鉄心内
周３にはスロット４を形成し界磁巻線５が巻回されてい
る。

６は突極磁極型の回転子で、該回転子鉄心７は界磁巻線
巻回部と一体形成し、界磁巻線８が巻回されていると共
に、その外端部に前記固定子鉄心の内周面３と適宜寸法
のギャップ長δ₁，δ₂（第２図）を有して磁極弧状部９
が設けられ、ボルト10によって回転子鉄心７と着脱自在
に固設して磁極部を形成している。

また、磁極弧状部９の外周円弧は固定子２の鉄心内周面
３を形成する半径Ｒの中心よりも内側に離れた位置に中
心を有し、前記半径Ｒよりも小さな同一半径ｒでかつ、
前記回転子鉄心の軸線に対して垂直な断面が前記磁極弧
状部の軸線方向全長にわたり同形状に形成されている。

即ち、固定子側鉄心の内周面３に対向する回転子側磁極
弧状部９の中央部外端のギャップ長δ₁よりもその端縁
のギャップ長δ₂が大きく形成され、これにより、該磁
極弧状部における磁束密度が変わり当該回転電機からの
出力波形を整形する作用を果たす。

さらに、前記磁極弧状部９を第３図図示の如く回転子鉄
心７の軸線ｘに対しθの角度を以って傾斜させた状態で
前記回転子鉄心に固設し、磁極弧上部９の両端縁が前記
軸線に対してスキューを形成するように配設する。

また、前記回転子鉄心と一体形成した界磁巻線巻回部
は、該鉄心の軸線に対して垂直に切断したときの断面形
状および前記軸線に対して平行な断面形状を共に方形に
形成されている。

したがって、回転子の磁極部を組立てる場合には、まず
磁極弧上部９を回転子鉄心７にボルト10で各々固設し、
所定の絶縁処理を行った後で前記回転子鉄心の界磁巻線
巻回部に界磁巻線８を普通に巻回するだけで正確な整列
巻ができると共に、機械による自動巻も特殊な整列巻用
の治具を必要とすることなく容易にできる。

また、固定子２側のスロット４の数又は形状或いは回転
子鉄心の軸方向の長さに対応して磁極弧状部の軸方向傾
斜角度θが異なる別の磁極弧状部と交換すれば、固定子
側鉄心の内周面３とのギャップ長δ₁，δ₂も変更できる
から発電機の特性変更も容易となる。

換言すれば、特性の異なる多種の発電機を得るためには
回転子側鉄心７の形状寸法を一定にしておき、固定子側
のスロット４の数又は深さ、形状等に応じて磁極弧状部
９を適宜選択組合せすれば良いから、従来のように目的
とする発電機特性に合わせた固定子鉄心及び回転子鉄心
の加工金型を準備する必要が全くない。

第４図は磁極弧状部９製作時の材料取りの一例を示した
もので、固定子側鉄心内周面３の半径Ｒよりも小なる半
径ｒで加工された円筒体11を図中点線a,bに沿って横に
裁断し、その両端面を第３図図示のように傾斜角度θに
適合する寸法に定め、これを回転子の磁極弧状部９とし
て用いる。

この場合、固定子鉄心内周面３とのギャップ長δ₁，δ₂
を変更する場合は弧状片12の高さｈ若しくは半径ｒ寸法
を適宜変更すればよいから加工も簡単である。

なお、以上で説明した回転子鉄心７は製作上鋳鉄又は鋼
の切削によって一体的に形成した方が好ましいが、従来
のようにプレスで打抜いた鋼板を積層して形成する等何
れの方法で製作してもよい。

（考案の効果） 以上で説明したように本考案によれば、回転電機固定子
のスロットの数又は形状，深さ等に応じて当該回転電機
からの出力波形歪を整形する場合には、固定子側の鉄心
を共通に用い、単に磁極弧状部のみを交換するだけの簡
単な作業で所望とする特性に適合した多種類の回転電機
を選択できるので経済的である。

また、回転子鉄心に界磁巻線を巻回する際においても、
前記鉄心自体にはスキューされた変形部が全くないか
ら、機械による自動巻及び整列巻も何ら支障なくできる
と共に、従来のような特殊治具も必要としない。

さらに、磁極弧状部の曲率も所定の直径に加工した円筒
体の弧状部を裁断する等の方法で加工すれば、従来以上
に簡単で安価にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案採用による回転電機を軸方向よりみた詳
細図，第２図は磁極弧状部の要部拡大図，第３図は磁極
弧状部を平面的にみた概要図，第４図は磁極弧状部の材
料取りの概要図，第５図は従来の回転電機の詳細図，第
６図はその回転子軸の詳細図である。 ２……固定子、４……スロット ６……回転子、９……磁極弧状部 11……円筒体、12……弧状部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】固定子の内周面に対向する弧状部を備えた
   突極の回転子鉄心からなる回転自在な回転電機の回転子
   において、前記回転子鉄心と一体形成した界磁巻線巻回
   部を前記回転子鉄心の軸線に対して垂直な断面と前記軸
   線に対して平行な断面各々を方形に形成すると共に、該
   回転子鉄心の外端部には固定子内周面を形成する半径よ
   りも小さな同一半径でかつ、前記回転子鉄心の軸線に対
   して直角な断面をその軸線方向全長にわたり同形状に形
   成した外周円弧を有する磁極弧状部を、回転子鉄心の軸
   線に対し所定角度傾斜させて該回転子鉄心と着脱自在に
   固定したことを特徴とする回転電機の界磁構造。