JPH083172Y2 - Rotating electric machine - Google Patents

Rotating electric machine

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JPH083172Y2
JPH083172Y2 JP1987060706U JP6070687U JPH083172Y2 JP H083172 Y2 JPH083172 Y2 JP H083172Y2 JP 1987060706 U JP1987060706 U JP 1987060706U JP 6070687 U JP6070687 U JP 6070687U JP H083172 Y2 JPH083172 Y2 JP H083172Y2
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JP
Japan
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barrier
stator core
stator
rotor
electric machine
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JP1987060706U
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満男 長瀬
紘一 岡本
正樹 ▲柵▼山
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、回転電機に関し、とりわけ、通風冷却手
段を備え火力発電所や原子力発電所で使用される大容量
発電機のような回転電機に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a rotating electric machine, and more particularly to a rotating electric machine such as a large-capacity generator equipped with ventilation cooling means and used in a thermal power plant or a nuclear power plant. It is a thing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図〜第9図は従来の大容量タービン発電機であ
り、第5図において、フレーム(1)に設けたフレーム
(1)の補強板(2)に通風穴(3)が形成されてい
る。フレーム(1)内には通風管(4),(5)が設け
られている。固定子鉄心(10)には、固定子鉄心(10)
の半径方向の通風路となるダクト(11a),(11b),
(11c)が設けられている。また、固定子鉄心(10)の
内周には、バリヤ(12a),(12b),(12c)が設けら
れている。固定子コイル(13)は固定子鉄心(10)に巻
回されている。フレーム(1)内の端部には冷却器(2
0)が設けられている。回転子(100)は、軸受ブラケツ
ト(31a),(31c)および(31b),(31d)にそれぞれ
保持された軸受(30a)および(30b)に支承されてい
る。固定子鉄心(10)と回転子(100)の間には空隙(4
0a),(40b)および(40c)が形成されている。回転子
(100)には回転子コイル(110a),(110b)および(1
10c)が巻回されている。保持環(101a),(101b)は
回転子コイルの端部を保持している。回転子(100)の
外周にはバツフルリング(102a),(102b)および(10
2c)が設けられている。冷却器(20)の内側にはフアン
(120)が配設されている。
5 to 9 show a conventional large-capacity turbine generator. In FIG. 5, a ventilation hole (3) is formed in a reinforcing plate (2) of the frame (1) provided in the frame (1). There is. Ventilation tubes (4) and (5) are provided in the frame (1). The stator core (10) has a stator core (10)
Ducts (11a), (11b), which serve as air passages in the radial direction of
(11c) is provided. Further, barriers (12a), (12b), (12c) are provided on the inner circumference of the stator core (10). The stator coil (13) is wound around the stator core (10). A cooler (2
0) is provided. The rotor (100) is supported by bearings (30a) and (30b) held by bearing brackets (31a), (31c) and (31b), (31d), respectively. There is a space (4) between the stator core (10) and the rotor (100).
0a), (40b) and (40c) are formed. The rotor (100) has rotor coils (110a), (110b) and (1
10c) is wound. Holding rings (101a) and (101b) hold the ends of the rotor coils. The baffle rings (102a), (102b) and (10
2c) is provided. A fan (120) is arranged inside the cooler (20).

回転子(100)は原動機であるタービン(図示せず)
に直結される。
The rotor (100) is a turbine that is a prime mover (not shown).
Directly connected to.

第6図は固定子鉄心(10)より内側の横断面を示し、
固定子コイル(13)は固定子ウエツジ(14)により、固
定子鉄心(10)に保持されている。
FIG. 6 shows a cross section inside the stator core (10),
The stator coil (13) is held on the stator core (10) by the stator wedge (14).

第7図は回転子コイル(110)内の通風構造を示し、
回転子コイル(110)には、半径方向通風穴(111)と軸
方向通風穴(112)が設けられている。
FIG. 7 shows the ventilation structure in the rotor coil (110),
The rotor coil (110) is provided with a radial ventilation hole (111) and an axial ventilation hole (112).

第8図は回転子コイル内の通風系統を示し、回転子コ
イルは冷却ガスの流れによつて(110a),(110b),
(110c)および(110d)の4区分に分かれている。
Fig. 8 shows the ventilation system in the rotor coil. The rotor coil is driven by the flow of cooling gas (110a), (110b),
It is divided into four categories, (110c) and (110d).

次に、以上のような大容量タービン発電機の通風冷却
について説明する。大容量タービン発電機の冷却媒体に
は冷却効果の優れた水および水素ガスを使用するのが一
般的であり、フレーム(1)は水素ガスの密閉容器も兼
ねている。
Next, ventilation cooling of the large capacity turbine generator as described above will be described. Water and hydrogen gas, which have an excellent cooling effect, are generally used as the cooling medium of the large-capacity turbine generator, and the frame (1) also serves as a closed container of hydrogen gas.

フレーム(1)内の水素ガスはフアン(120)によつ
て循環する。フアン(120)は発電機が運転している
間、必ず水素ガスを循環させるために、回転子(100)
上に装着するのが一般的である。
The hydrogen gas in the flame (1) is circulated by the fan (120). The fan (120) is a rotor (100) to ensure that hydrogen gas circulates while the generator is running.
It is generally mounted on top.

第9図は発電機内の水素ガスの流れを示しており、フ
アン(120)から送出された水素ガスは冷却器(20)に
よつて冷却された後、4つの流れに分かれる。
FIG. 9 shows the flow of hydrogen gas in the generator. The hydrogen gas sent from the fan (120) is cooled by the cooler (20) and then divided into four flows.

第1の流れはフアン(120)の下を通つて保持環(101
a)の下に入り、半径方向通風穴(111a)から回転子コ
イル(110a)内の軸方向通風穴(112)を流れて回転子
コイルを冷却後、半径方向通風穴(111b)から空隙(40
a)へ放出される。
The first stream passes under the fan (120) and through the retaining ring (101
a), under the radial ventilation hole (111a), flow through the axial ventilation hole (112) in the rotor coil (110a) to cool the rotor coil, and then from the radial ventilation hole (111b) to leave a gap ( 40
It is released to a).

第2の流れと第3の流れは通風穴(3)を通つて固定
子鉄心(10)の背部に導かれる。第2の流れはダクト
(11a)を半径方向内側へ流れて、固定子鉄心(10)を
冷却後、空隙(40a)に排出される。第3の流れはダク
ト(11b)を半径方向内側へ流れて固定子鉄心(10)を
冷却後、空隙(40b)に排出され、空隙(40b)から、半
径方向通風穴(111c)を経て回転子コイル(110b),
(110c)内の軸方向通風穴を流れて回転子コイルを冷却
後、半径方向通風穴(111b),(111d)から空隙(40
a),(40c)に排出されるが、一部はバツフルリング
(102a),(102b)とバリヤ(12a),(12b)の隙間か
ら空隙(40a),(40c)に漏れ込む。
The second flow and the third flow are guided to the back of the stator core (10) through the ventilation holes (3). The second flow flows inward in the duct (11a) in the radial direction, cools the stator core (10), and is then discharged into the gap (40a). The third flow flows inward in the duct (11b) in the radial direction, cools the stator core (10), is then discharged into the gap (40b), and rotates from the gap (40b) through the radial ventilation holes (111c). Child coil (110b),
After cooling the rotor coil by flowing through the axial ventilation holes in (110c), the gap (40mm) from the radial ventilation holes (111b), (111d).
Although it is discharged to a) and (40c), a part of it leaks into the voids (40a) and (40c) through the gaps between the baffle rings (102a) and (102b) and the barriers (12a) and (12b).

第4の流れは通風管(4)によつてフアン(120)の
反対側へ導かれて保持環(101b)の下に入る、半径方向
通風穴(111e)から回転子コイル(110d)内の軸方向通
風穴を流れて回転子コイルを冷却後、半径方向通風穴
(111d)から空隙(40c)へ放出されるが、一部がバツ
フルリング(102c)とバリヤ(12c)の隙間から空隙(4
0c)へ漏れ込む。
The fourth flow is guided by the ventilation pipe (4) to the opposite side of the fan (120) and enters under the retaining ring (101b), and from the radial ventilation hole (111e) into the rotor coil (110d). After cooling the rotor coil by flowing through the axial ventilation holes, it is discharged from the radial ventilation holes (111d) to the air gap (40c), but part of it is evacuated from the gap between the baffle ring (102c) and the barrier (12c). (Four
Leak into 0c).

以上のようにして、4つの流れは空隙(40a)と(40
c)に集められる。空隙(40a)に集まつた水素ガスは、
空隙内を軸方向に流れてフアン(120)の吸込側に戻
る。空隙(40c)に集まつた水素ガスは、ダクト(11c)
を半径方向外側に流れて固定子鉄心(10)を冷却後、固
定子鉄心(10)の外周に出る。その後、通風管(5)を
経て、フアン(120)の吸込側に戻る。
As described above, the four flows are divided into voids (40a) and (40a).
Collected in c). The hydrogen gas collected in the void (40a) is
It flows axially in the gap and returns to the suction side of the fan (120). The hydrogen gas collected in the air gap (40c) is ducted (11c).
Flowing outward in the radial direction to cool the stator core (10) and then to the outer periphery of the stator core (10). Then, it returns to the suction side of the fan (120) through the ventilation pipe (5).

なお、固定子コイル(13)は水によつて冷却される
が、通水路の構造はこの考案と関係ないので説明を省略
する。
The stator coil (13) is cooled by water, but the structure of the water passage is not related to the present invention, and the description thereof is omitted.

次に、フアン(120)は回転子(100)上に装着されて
いるので、フアン(120)はタービン(図示せず)によ
つて駆動されていることになる。すなわち、タービンか
ら回転子に伝達される動力のうち、フアン(120)の動
力分は電気出力に変換されることなく消費されてしま
う。従つて、タービンから伝達される動力を効率よく電
気出力に変換するためには、フアン(120)の動力をで
きるだけ減らす必要がある。フアン(120)の動力は循
環する水素ガスの流量に比例するので、フアン(120)
の動力を低減するためには、循環する水素ガスの流量を
減らす必要がある。
The fan (120) is then mounted on the rotor (100) so that the fan (120) is being driven by a turbine (not shown). That is, of the power transmitted from the turbine to the rotor, the power of the fan (120) is consumed without being converted into an electric output. Therefore, in order to efficiently convert the power transmitted from the turbine into an electric output, it is necessary to reduce the power of the fan (120) as much as possible. Since the power of Juan (120) is proportional to the flow rate of circulating hydrogen gas, Juan (120)
In order to reduce the power of, it is necessary to reduce the flow rate of circulating hydrogen gas.

循環する水素ガスの流量のうち、回転子コイル(110
a)〜(110d)や固定子鉄心(10)を冷却するための流
量は、コイル導体や鉄心の温度を制限値内に抑えるため
に必要風量が決まつているので、循環風量を低減するた
めには、バツルフルリング(102a)〜(102c)とバリヤ
(12a)〜(12c)の隙間から漏れる風量を減らす必要が
ある。このように漏れ風量を低減するためには、バツフ
ルリングとバリヤの隙間を小さくすればよいのだが、こ
れには次のような制限がある。
Of the flow rate of circulating hydrogen gas, the rotor coil (110
a) ~ (110d) and the flow rate for cooling the stator core (10) are set to reduce the circulating air volume because the required air volume is determined to keep the temperature of the coil conductor and the iron core within the limits. Therefore, it is necessary to reduce the amount of air leaked from the gaps between the ball full rings (102a) to (102c) and the barriers (12a) to (12c). In order to reduce the amount of leaked air in this way, the gap between the baffle ring and the barrier may be made small, but this has the following limitations.

(i) 運転中の回転子(100)の振動によつて、バツ
フルリングとバリヤが接触しないこと。
(I) The baffle ring and the barrier should not come into contact with each other due to the vibration of the rotor (100) during operation.

(ii) 発電機の分解・組立時に回転子(100)を軸方
向に引抜き、あるいは挿入するが、その際にバツフルリ
ングとバリヤが接触しないこと。
(Ii) When disassembling and assembling the generator, pull out or insert the rotor (100) in the axial direction, but at that time, the baffle ring and the barrier should not come into contact.

通常、回転子(100)は単体で振動調整し、振動が小
さいことを確認してから組立てるため、引抜きあるいは
挿入作業時の接触防止が、バツフルリングとバリヤの隙
間の制限要因となる。
Usually, the rotor (100) is individually tuned for vibration, and after confirming that the vibration is small, the rotor (100) is assembled. Therefore, prevention of contact during extraction or insertion work is a limiting factor for the clearance between the baffle ring and the barrier.

〔考案が解決しようとする問題点〕 以上のような従来の回転電機では、バリヤ(12a)〜
(12c)は固定子鉄心(10)の内周に固定されている
が、この固定方法が適切でないために、バリヤが固定子
鉄心より外れると、バリヤが回転子(100)に接して破
損したり、バリヤと固定子鉄心との間に大きな隙間が生
じることにより回転子コイル(110a)〜(110d)や固定
子鉄心(10)の冷却に支障をきたし、回転子コイルや固
定子鉄心の温度が制限値を越える危険性があるという問
題点があつた。
[Problems to be solved by the invention] In the conventional rotating electric machine as described above, the barrier (12a) to
(12c) is fixed to the inner circumference of the stator core (10), but if this fixing method is not appropriate, if the barrier comes off the stator core, the barrier will contact the rotor (100) and be damaged. Or a large gap is created between the barrier and the stator core, which hinders cooling of the rotor coils (110a) to (110d) and the stator core (10), and the temperature of the rotor coil and the stator core. There is a problem that there is a risk that the value will exceed the limit value.

この考案はかような問題点を解決するためになされた
もので、バリヤを固定子鉄心の内周に堅固に固定してバ
リヤの破損防止を図るとともに、回転子コイルや固定子
鉄心を充分に冷却できる回転電機を得ることを目的とす
る。
The present invention has been made to solve such a problem.The barrier is firmly fixed to the inner circumference of the stator core to prevent the barrier from being damaged, and the rotor coil and the stator core are sufficiently secured. The object is to obtain a rotating electric machine that can be cooled.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この考案に係る回転電機では、外径が固定子鉄心の内
径より大きく製作され、かつ、円周方向一箇所が切断さ
れ直径を押し縮めて固定子鉄心の内周面に弾着されたバ
リヤを備え、このバリヤは絶縁ボルトにより固定子ウエ
ッジに締付固定されたものである。
In the rotating electric machine according to this invention, the outer diameter is made larger than the inner diameter of the stator core, and a barrier is elastically attached to the inner peripheral surface of the stator core by cutting at one location in the circumferential direction and compressing the diameter. This barrier is clamped and fixed to the stator wedge by an insulating bolt.

〔作用〕[Action]

この考案においては、バリヤが元の直径に復元しよう
とするバネ力により、固定子鉄心内周面に弾着される。
また、バリヤは絶縁ボルトにより固定子ウエッジに締付
固定されており、固定子ウエッジに対するバリヤのガタ
ツキを阻止することができる。
In this device, the barrier is elastically attached to the inner peripheral surface of the stator core by the spring force of restoring the original diameter.
Further, the barrier is clamped and fixed to the stator wedge by the insulating bolt, so that the rattling of the barrier with respect to the stator wedge can be prevented.

〔実施例〕〔Example〕

第1図〜第4図はこの考案の一実施例を示し、バリヤ
(12)はガラス基材と熱硬化性樹脂で形成されている。
第1図に示すD2寸法は、固定子鉄心(10)の内径を示
し、バリヤ(12)が最終的に取付けられた状態での外径
寸法と一致する。第2図に示すD1寸法は、バリヤ(12)
単体の外径寸法で、D2<D1の関係となるよう作られてい
る。また、バリヤ(12)は円周方向1箇所で切断されて
いる。バリヤ(12)を固定子鉄心(10)の内周へ取付け
る際は、第2図に示す状態のバリヤ(12)を内周方向に
押し縮めて固定子鉄心(10)の内周へ挿入し、所定の位
置でバリヤ(12)を押し縮めた力を解放する。この状態
でバリヤ(12)は元の外径に戻ろうとするバネ力によつ
て固定子鉄心(10)内周に弾接され、固定子鉄心(10)
内周とバリヤ(12)外周間での摩擦力によつて支軸され
る。また、一方、第3図,第4図に示すように、固定子
ウエツジ(14)の表面にはバリヤ(12)が挿着される部
分に凹溝(14b)を設け、バリヤ(12)を凹溝(14b)に
はめ込み、軸方向移動防止を行う。さらにバリヤ(12)
の円周方向に分割された両端部2箇所ではバリヤ(12)
と固定子ウエツジ(14)をボルト(15)により締付け固
定し、バリヤ(12)の円周方向の移動防止を行う。ボル
ト(15)としては、ガラスまたは布基材と熱硬化性樹脂
で成形された絶縁ボルトが好適である。バリヤ(12)の
外周部にはボルト穴(12a)、固定子ウエツジ(14)に
はネジ穴(14a)を設け、バリヤ(12)が所定の位置に
組込まれた後、締付けを行う。
1 to 4 show an embodiment of the present invention, in which the barrier (12) is formed of a glass base material and a thermosetting resin.
The D 2 dimension shown in FIG. 1 indicates the inner diameter of the stator core (10), and coincides with the outer diameter dimension in the state where the barrier (12) is finally attached. The D 1 dimension shown in Figure 2 is the barrier (12).
The outer diameter of the unit is designed so that D 2 <D 1 . The barrier (12) is cut at one place in the circumferential direction. When mounting the barrier (12) on the inner circumference of the stator core (10), push the barrier (12) in the state shown in Fig. 2 inward and compress it, and insert it into the inner circumference of the stator core (10). , Release the force that compressed the barrier (12) in place. In this state, the barrier (12) is elastically contacted with the inner circumference of the stator core (10) by the spring force that tries to return to the original outer diameter, and the stator core (10)
It is supported by the frictional force between the inner circumference and the outer circumference of the barrier (12). On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, on the surface of the stator wedge (14), a groove (14b) is provided at a portion where the barrier (12) is inserted, and the barrier (12) is provided. Fit in the groove (14b) to prevent axial movement. Barriers (12)
Barriers (12) at the two locations on both ends divided in the circumferential direction of
And the stator wedge (14) by tightening them with bolts (15) to prevent the barrier (12) from moving in the circumferential direction. As the bolt (15), an insulating bolt formed of a glass or cloth base material and a thermosetting resin is suitable. A bolt hole (12a) is provided on the outer peripheral portion of the barrier (12) and a screw hole (14a) is provided on the stator wedge (14). After the barrier (12) is assembled at a predetermined position, tightening is performed.

以上の構成により、バリヤ(12)は外周方向へ広がろ
うとするバネ力によつて固定子鉄心(10)内周へ押し付
けられるため、固定子鉄心(10)に強固に結合される。
With the above configuration, the barrier (12) is pressed against the inner circumference of the stator core (10) by the spring force that tends to spread in the outer peripheral direction, so that the barrier (12) is firmly coupled to the stator core (10).

なお以上の説明では、この考案をタービン発電機に適
用した場合を例に挙げて説明したが、電動機、水車発電
機、同期調相機等の回転電機に適用しても同様の効果が
得られることはいうまでもない。また、バツフルリング
とバリヤが3個づつの場合を例にあげて説明したが、個
数が3個以外でもよいこともいうまでもない。
In the above description, the case where the present invention is applied to a turbine generator has been described as an example, but the same effect can be obtained even when applied to a rotating electric machine such as an electric motor, a turbine generator, and a synchronous phase shifter. Needless to say. Further, the case where the baffle ring and the barrier are three is described as an example, but it goes without saying that the number may be other than three.

〔考案の効果〕[Effect of device]

以上のように、この考案によれば、バリヤ外径を、あ
らかじめ固定子鉄心の内径より大きく製作しておくこと
により、所定の位置に取付後、バリヤの外周方向へ広が
ろうとするバネ力によつてバリヤが固定子鉄心の内周へ
押し付けられ、かつ絶縁ボルトにより固定子ウエッジに
締付固定されているため、風圧や振動等によりバリヤが
軸方向に移動して脱落したり、バリヤの固定子ウエッジ
に対するガタツキを阻止することができ、バリヤ、固定
子ウエッジの破損と、回転子コイルや固定子鉄心の温度
が制限値を越えることとを防ぐことができる。
As described above, according to the present invention, by making the outer diameter of the barrier larger than the inner diameter of the stator core in advance, it is possible to reduce the spring force that tends to spread in the outer peripheral direction of the barrier after it is mounted at a predetermined position. Therefore, the barrier is pressed against the inner circumference of the stator core and is clamped and fixed to the stator wedge by insulating bolts, so the barrier moves in the axial direction due to wind pressure, vibration, etc. and falls off, or the barrier is fixed. It is possible to prevent rattling of the child wedge, and prevent damage to the barrier and the stator wedge and the temperature of the rotor coil and the stator core exceeding the limit value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第4図はこの考案の一実施例の要部を示し、第
1図は横断面図、第2図はバリヤの正面図、第3図は第
1図の矢印A方向からみた部分の斜視図、第4図は第3
図の部分の断面図である。 第5図〜第9図は従来の回転電機を示し、第5図は縦断
面図、第6図は一部横断面図、第7図は一部斜視図、第
8図は通風系統の一部縦断面図、第9図は冷媒の流れを
示す縦断面図である。 (10)……固定子鉄心、(12)……バリヤ、(13)……
固定子コイル、(100)……回転子、(102a)〜(102
c)……バツフルリング、(110a)〜(110d)……回転
子コイル、(14)……固定子ウエツジ、(15)……絶縁
ボルト。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
1 to 4 show the essential parts of an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view, FIG. 2 is a front view of a barrier, and FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. FIG. 4 is a perspective view of part 3
It is sectional drawing of the part of a figure. 5 to 9 show a conventional rotary electric machine, FIG. 5 is a vertical sectional view, FIG. 6 is a partial transverse sectional view, FIG. 7 is a partial perspective view, and FIG. 8 is a ventilation system. 9 is a vertical sectional view showing the flow of the refrigerant. (10) …… Stator core, (12) …… Barrier, (13) ……
Stator coil, (100) …… Rotor, (102a) to (102
c) …… Baffle ring, (110a) to (110d) …… Rotor coil, (14) …… Stator wedge, (15) …… Insulating bolt. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】円筒状の固定子鉄心と、この固定子鉄心内
に巻線された固定子コイルと、この固定子コイルを前記
固定子鉄心内に保持するための固定子ウエッジと、前記
固定子鉄心の内周面に軸方向に間隔をおいて装着された
バリヤと、前記固定子鉄心内に挿入され回転子コイルを
巻線された円筒状の回転子と、この回転子の外周面に前
記バリヤの内周面と間隔を保ちつつ前記バリヤの内周面
と対向するように装着されたバッフルリングとを備えた
回転電機において、外径が前記固定子鉄心の内径より大
きく製作され、かつ、円周方向一箇所が切断され直径を
押し縮めて前記固定子鉄心の内周面に弾着されたバリヤ
を備え、このバリヤは絶縁ボルトにより固定子ウエッジ
に締付固定されたことを特徴とする回転電機。
1. A cylindrical stator core, a stator coil wound in the stator core, a stator wedge for holding the stator coil in the stator core, and the stator. A barrier installed axially on the inner peripheral surface of the child core, a cylindrical rotor having a rotor coil wound therein and inserted in the stator core, and an outer peripheral surface of the rotor. In a rotating electric machine comprising a baffle ring mounted so as to face the inner peripheral surface of the barrier while keeping a distance from the inner peripheral surface of the barrier, the outer diameter is made larger than the inner diameter of the stator core, and A barrier is elastically attached to the inner peripheral surface of the stator core by cutting at one location in the circumferential direction and compressing the diameter, and the barrier is tightened and fixed to the stator wedge by an insulating bolt. Rotating electric machine.
【請求項2】バリヤをガラス基材と熱硬化性樹脂とで形
成した実用新案登録請求の範囲第1項記載の回転電機
2. A rotary electric machine according to claim 1, wherein the barrier is formed of a glass base material and a thermosetting resin.
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