JP2001119872A - 同期回転電機及び風力発電機並びにその製造方法 - Google Patents
同期回転電機及び風力発電機並びにその製造方法Info
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- JP2001119872A JP2001119872A JP29334199A JP29334199A JP2001119872A JP 2001119872 A JP2001119872 A JP 2001119872A JP 29334199 A JP29334199 A JP 29334199A JP 29334199 A JP29334199 A JP 29334199A JP 2001119872 A JP2001119872 A JP 2001119872A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直径の大きな固定子鉄心の空隙面の径の真円
度が精度良く得られると共に、固定子鉄心の組み立て、
分解、輸送、交換などを行える同期回転電機及びその製
造方法を得る。 【解決手段】 側板４を有するフレーム３内に分割形成
され固定子巻線８が集中巻回された固定子磁極１３を円
環状に周方向に隣接配置して固定子鉄心５を形成し、そ
の側面をクランパ６を介して取り付けボルト７で側板４
に締め付ける。
度が精度良く得られると共に、固定子鉄心の組み立て、
分解、輸送、交換などを行える同期回転電機及びその製
造方法を得る。 【解決手段】 側板４を有するフレーム３内に分割形成
され固定子巻線８が集中巻回された固定子磁極１３を円
環状に周方向に隣接配置して固定子鉄心５を形成し、そ
の側面をクランパ６を介して取り付けボルト７で側板４
に締め付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、分割固定子鉄心
を用いて構成した同期回転電機及びその製造方法に関
し、特に、固定子鉄心の輸送、保守、故障コイルの取り
換え等が容易で、大形風力発電機用として好適な同期回
転電機及び風力発電機並びにその製造方法に関する。
を用いて構成した同期回転電機及びその製造方法に関
し、特に、固定子鉄心の輸送、保守、故障コイルの取り
換え等が容易で、大形風力発電機用として好適な同期回
転電機及び風力発電機並びにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、風力発電装置は、離島などの交通
不便な遠隔地に設置されることが多いため、発電装置が
大容量化する程、発電機の輸送、保守、故障コイルの取
り換え等は容易なものであることが望まれる。ところ
が、従来の風力発電機は、主として巻線界磁式同期発電
機や誘導発電機が用いられており、固定子はコイルが固
定子鉄心の溝に分布巻きされたものとなっている。この
ため、近年の風力発電装置の大容量化に伴う直径の大き
な発電機においては、巻線後の分割輸送が困難であり、
あえて分割可能な構造にするためには複雑な巻線構造に
する必要がある。このような問題に対処するため、例え
ば、特開平７−７５３１１号公報にＥ型の鉄心をモジュ
ール化して分割可能とし、多角形の鉄心面で空隙面を構
成した技術が開示されている。
不便な遠隔地に設置されることが多いため、発電装置が
大容量化する程、発電機の輸送、保守、故障コイルの取
り換え等は容易なものであることが望まれる。ところ
が、従来の風力発電機は、主として巻線界磁式同期発電
機や誘導発電機が用いられており、固定子はコイルが固
定子鉄心の溝に分布巻きされたものとなっている。この
ため、近年の風力発電装置の大容量化に伴う直径の大き
な発電機においては、巻線後の分割輸送が困難であり、
あえて分割可能な構造にするためには複雑な巻線構造に
する必要がある。このような問題に対処するため、例え
ば、特開平７−７５３１１号公報にＥ型の鉄心をモジュ
ール化して分割可能とし、多角形の鉄心面で空隙面を構
成した技術が開示されている。
【０００３】しかし、上記公報記載の構造のものにおい
ては、Ｅ型鉄心を組み合わせて固定子鉄心を構成した場
合、空隙面が多角形となるため、空隙面の直径精度を確
保することが難しく、空隙長を許容限界値まで小さくす
ることができない。また、取り付けられたＥ型鉄心相互
の周方向空隙の存在は、回転子磁石の発生磁束が通過す
るときの磁気抵抗の変動要因となり、これによる高調波
リップルの発生により電磁振動・騒音を生じるという問
題がある。更に、回転子磁石の磁束に対して上記周方向
空隙が磁気抵抗を増大させるため、発電機の出力低下を
招くという問題もある。
ては、Ｅ型鉄心を組み合わせて固定子鉄心を構成した場
合、空隙面が多角形となるため、空隙面の直径精度を確
保することが難しく、空隙長を許容限界値まで小さくす
ることができない。また、取り付けられたＥ型鉄心相互
の周方向空隙の存在は、回転子磁石の発生磁束が通過す
るときの磁気抵抗の変動要因となり、これによる高調波
リップルの発生により電磁振動・騒音を生じるという問
題がある。更に、回転子磁石の磁束に対して上記周方向
空隙が磁気抵抗を増大させるため、発電機の出力低下を
招くという問題もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、以上のよ
うな問題点を解消するためになされたものであり、直径
の大きな固定子鉄心の空隙面の径の真円度を精度良く得
られると共に、固定子鉄心の組み立て、分解、輸送、保
守、交換などを容易に行うことができる同期回転電機及
びその製造方法を得ることを目的としている。
うな問題点を解消するためになされたものであり、直径
の大きな固定子鉄心の空隙面の径の真円度を精度良く得
られると共に、固定子鉄心の組み立て、分解、輸送、保
守、交換などを容易に行うことができる同期回転電機及
びその製造方法を得ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る同期回転
電機は、フレーム内に配置された固定子鉄心の各固定子
磁極毎に集中巻回された固定子巻線を備えた同期回転電
機において、固定子磁極はケイ素鋼板積層体によって個
別に形成されると共に、固定子鉄心は固定子磁極が円環
状に、かつ、個別に取り出し可能に組み合わされて構成
されているものである。また、固定子磁極は、周方向の
一方に延在する上部延在部及び他方に延在する下部延在
部を有しており、隣接する固定子磁極同士の上部延在部
の下面と下部延在部の上面とが接合されたものである。
また、固定子磁極は、周方向の両側に延在する上部延在
部を有する第１の固定子磁極及び周方向の両側に延在す
る下部延在部を有する第２の固定子磁極を備えており、
隣接する上記第１及び第２の固定子磁極の上部延在部の
下面と下部延在部の上面とが接合されているものであ
る。
電機は、フレーム内に配置された固定子鉄心の各固定子
磁極毎に集中巻回された固定子巻線を備えた同期回転電
機において、固定子磁極はケイ素鋼板積層体によって個
別に形成されると共に、固定子鉄心は固定子磁極が円環
状に、かつ、個別に取り出し可能に組み合わされて構成
されているものである。また、固定子磁極は、周方向の
一方に延在する上部延在部及び他方に延在する下部延在
部を有しており、隣接する固定子磁極同士の上部延在部
の下面と下部延在部の上面とが接合されたものである。
また、固定子磁極は、周方向の両側に延在する上部延在
部を有する第１の固定子磁極及び周方向の両側に延在す
る下部延在部を有する第２の固定子磁極を備えており、
隣接する上記第１及び第２の固定子磁極の上部延在部の
下面と下部延在部の上面とが接合されているものであ
る。
【０００６】また、固定子磁極は、周方向の両側に延在
する１対の下部延在部を有しており、隣接する固定子磁
極の下部延在部の上面にケイ素鋼板を積層してなる固定
子磁極連結体の下面が接合されているものである。ま
た、固定子磁極は、周方向の一方に嵌合突起部を、他方
に嵌合凹部を備えており、隣接する固定子磁極の上記嵌
合突起部と嵌合凹部とを相互に嵌合して形成されている
ものである。また、組み合わされた隣接する固定子磁極
相互間には、周方向に所要の空隙を有しているものであ
る。また、固定子鉄心の外周は締結バンドで締結されて
いるものである。また、固定子磁極は、互に取り外し可
能に結合された固定子磁極本体と固定子磁極片とによっ
て構成されているものである。また、固定子鉄心を構成
している固定子磁極又は固定子磁極連結体は、その周方
向に磁化容易軸を有するケイ素鋼板をパンチングして積
層されたものである。
する１対の下部延在部を有しており、隣接する固定子磁
極の下部延在部の上面にケイ素鋼板を積層してなる固定
子磁極連結体の下面が接合されているものである。ま
た、固定子磁極は、周方向の一方に嵌合突起部を、他方
に嵌合凹部を備えており、隣接する固定子磁極の上記嵌
合突起部と嵌合凹部とを相互に嵌合して形成されている
ものである。また、組み合わされた隣接する固定子磁極
相互間には、周方向に所要の空隙を有しているものであ
る。また、固定子鉄心の外周は締結バンドで締結されて
いるものである。また、固定子磁極は、互に取り外し可
能に結合された固定子磁極本体と固定子磁極片とによっ
て構成されているものである。また、固定子鉄心を構成
している固定子磁極又は固定子磁極連結体は、その周方
向に磁化容易軸を有するケイ素鋼板をパンチングして積
層されたものである。
【０００７】この発明に係る風力発電機は、上記の各同
期回転電機を用いて構成したものである。この発明に係
る同期回転電機の製造方法は、フレーム内に配置された
固定子鉄心の各固定子磁極毎に集中巻回された固定子巻
線を備えた同期回転電機の製造方法において、固定子磁
極を別体として製造する工程、固定子磁極毎に集中巻回
される固定子巻線を製造する工程、固定子磁極に固定子
巻線を組み込んで当該固定子磁極を円環状に、かつ、個
別に取り出し可能に相互に組み合わせて固定子鉄心を形
成する工程を含むものである。
期回転電機を用いて構成したものである。この発明に係
る同期回転電機の製造方法は、フレーム内に配置された
固定子鉄心の各固定子磁極毎に集中巻回された固定子巻
線を備えた同期回転電機の製造方法において、固定子磁
極を別体として製造する工程、固定子磁極毎に集中巻回
される固定子巻線を製造する工程、固定子磁極に固定子
巻線を組み込んで当該固定子磁極を円環状に、かつ、個
別に取り出し可能に相互に組み合わせて固定子鉄心を形
成する工程を含むものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
一実施の形態である同期発電機を図に基づき説明する。
図１は、この発明の同期発電機を適用した風力発電装置
の要部正面断面図であり、図２は、この発明の実施の形
態１である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す側面断
面図、図３は、図１における同期発電機の固定子鉄心回
りの正面断面図、図４は、図３の矢Ａ方向に見た側面図
である。
一実施の形態である同期発電機を図に基づき説明する。
図１は、この発明の同期発電機を適用した風力発電装置
の要部正面断面図であり、図２は、この発明の実施の形
態１である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す側面断
面図、図３は、図１における同期発電機の固定子鉄心回
りの正面断面図、図４は、図３の矢Ａ方向に見た側面図
である。
【０００９】図１に示すように、本実施の形態１の同期
発電機１は固定子２と回転子３０及びこれらの支持部品
で構成されている。３は円筒状の板材からなるフレーム
であり、その内径側にケイ素鋼板をパンチングし積層し
て形成した極数個の固定子磁極を周方向に配列（いずれ
も図示せず）して構成した固定子鉄心５が配置され、フ
レーム３と一体化された側板４にボルト締め（図示せ
ず）されている。８は固定子鉄心５の各固定子磁極に集
中巻回された固定子巻線であり、固定子２は上記各部品
３〜５，８を含んで構成される。９はフレーム３の側板
４に取り付けられたブラケットであり、冷却風のガイド
と固定子２を支持する機能を持っている。１０はブラケ
ット９の内径側に取り付けられた固定軸である。３１は
スパイダであり、その外周部に設けられた回転子ヨーク
３２の外周に永久磁石よりなる回転子磁極３４が磁極ピ
ッチ毎にボルト締め（図示せず）して取り付けられてい
る。回転子３０は上記各部品３１，３２，３４を含んで
構成される。そして、スパイダ３１の内径側には継ぎ軸
３６が連結されており、継ぎ軸３６と固定軸１０とは転
がり軸受１１，１２を介して結合されていて、回転子３
０が固定軸１０の軸心を中心として回転できるようにな
っている。継ぎ軸３６の他方の端部には風車回転部５０
が連結されている。５１は風車回転部５０のブレードで
ある。
発電機１は固定子２と回転子３０及びこれらの支持部品
で構成されている。３は円筒状の板材からなるフレーム
であり、その内径側にケイ素鋼板をパンチングし積層し
て形成した極数個の固定子磁極を周方向に配列（いずれ
も図示せず）して構成した固定子鉄心５が配置され、フ
レーム３と一体化された側板４にボルト締め（図示せ
ず）されている。８は固定子鉄心５の各固定子磁極に集
中巻回された固定子巻線であり、固定子２は上記各部品
３〜５，８を含んで構成される。９はフレーム３の側板
４に取り付けられたブラケットであり、冷却風のガイド
と固定子２を支持する機能を持っている。１０はブラケ
ット９の内径側に取り付けられた固定軸である。３１は
スパイダであり、その外周部に設けられた回転子ヨーク
３２の外周に永久磁石よりなる回転子磁極３４が磁極ピ
ッチ毎にボルト締め（図示せず）して取り付けられてい
る。回転子３０は上記各部品３１，３２，３４を含んで
構成される。そして、スパイダ３１の内径側には継ぎ軸
３６が連結されており、継ぎ軸３６と固定軸１０とは転
がり軸受１１，１２を介して結合されていて、回転子３
０が固定軸１０の軸心を中心として回転できるようにな
っている。継ぎ軸３６の他方の端部には風車回転部５０
が連結されている。５１は風車回転部５０のブレードで
ある。
【００１０】次に、固定子磁極の配置と固定子鉄心の構
成及びその取り付け構造の詳細につき、図２〜図４を基
に説明する。図２に示すように、接着材がコーティング
された、例えば０．５ｍｍ厚さのケイ素鋼板をパンチン
グして固定子磁極板１３ａを作成し、各磁極毎に積層し
てオーブン内で２００〜２５０℃程度の温度で処理する
ことにより固着された各固定子磁極１３が完成する。な
お、固定子磁極板１３ａの外径は固定子鉄心５の外径寸
法に、また、固定子磁極板１３ａの内径は空隙ｇの外径
寸法に沿った寸法で形成されている。１３ａ1 は取り付
け穴である。そして、各固定子磁極１３に固定子巻線８
を集中巻回し絶縁処理した後、各固定子磁極１３を周方
向に隣接配置して円環状の固定子鉄心５が形成される。
この場合、隣接する固定子磁極１３の相互間には、０．
３〜０．５ｍｍ程度の隙間δが得られるように各固定子
磁極板１３ａの周方向寸法が決められており、固定子鉄
心５の組み立て性や温度変化に対する鉄心の熱膨張によ
る変形に対処している。以上のように構成された固定子
鉄心５は、図１，図３，図４に示すようにフレーム３内
に配置され、円環状のクランパ６と取り付けボルト７を
用いて側板４に締め付けられる。なお、回転子磁極３４
は、図３，図４に図示されているように回転子ヨーク３
２の外周に設けられた位置決め座３３上に異なる極性
（Ｎ，Ｓ）のものが交互に配置され、回転子ヨーク３２
の裏面から取り付けボルト３５で締め付けられている。
成及びその取り付け構造の詳細につき、図２〜図４を基
に説明する。図２に示すように、接着材がコーティング
された、例えば０．５ｍｍ厚さのケイ素鋼板をパンチン
グして固定子磁極板１３ａを作成し、各磁極毎に積層し
てオーブン内で２００〜２５０℃程度の温度で処理する
ことにより固着された各固定子磁極１３が完成する。な
お、固定子磁極板１３ａの外径は固定子鉄心５の外径寸
法に、また、固定子磁極板１３ａの内径は空隙ｇの外径
寸法に沿った寸法で形成されている。１３ａ1 は取り付
け穴である。そして、各固定子磁極１３に固定子巻線８
を集中巻回し絶縁処理した後、各固定子磁極１３を周方
向に隣接配置して円環状の固定子鉄心５が形成される。
この場合、隣接する固定子磁極１３の相互間には、０．
３〜０．５ｍｍ程度の隙間δが得られるように各固定子
磁極板１３ａの周方向寸法が決められており、固定子鉄
心５の組み立て性や温度変化に対する鉄心の熱膨張によ
る変形に対処している。以上のように構成された固定子
鉄心５は、図１，図３，図４に示すようにフレーム３内
に配置され、円環状のクランパ６と取り付けボルト７を
用いて側板４に締め付けられる。なお、回転子磁極３４
は、図３，図４に図示されているように回転子ヨーク３
２の外周に設けられた位置決め座３３上に異なる極性
（Ｎ，Ｓ）のものが交互に配置され、回転子ヨーク３２
の裏面から取り付けボルト３５で締め付けられている。
【００１１】以上のように、本実施の形態１の同期発電
機においては、固定子鉄心５が固定子巻線８を集中巻回
した固定子磁極１３を周方向に隣接配置して構成される
ものであるため、同期発電機の直径が大きな固定子鉄心
であっても、空隙面の径の真円度が精度良く容易に得ら
れると共に、固定子鉄心の分解・組み立てを各固定子磁
極１３毎にできるので、同期発電機の分割輸送、保守、
故障品の交換などを現地でも容易に行うことができるな
どの効果がある。なお、本実施の形態１では、固定子磁
極１３毎に分割し隣接配置して固定子鉄心５を構成した
ものを示したが、適当な複数個の固定子磁極１３を１単
位として分割したものを隣接配置するようにしても良
い。この場合は、組み立て工数を少なくできる効果があ
る。
機においては、固定子鉄心５が固定子巻線８を集中巻回
した固定子磁極１３を周方向に隣接配置して構成される
ものであるため、同期発電機の直径が大きな固定子鉄心
であっても、空隙面の径の真円度が精度良く容易に得ら
れると共に、固定子鉄心の分解・組み立てを各固定子磁
極１３毎にできるので、同期発電機の分割輸送、保守、
故障品の交換などを現地でも容易に行うことができるな
どの効果がある。なお、本実施の形態１では、固定子磁
極１３毎に分割し隣接配置して固定子鉄心５を構成した
ものを示したが、適当な複数個の固定子磁極１３を１単
位として分割したものを隣接配置するようにしても良
い。この場合は、組み立て工数を少なくできる効果があ
る。
【００１２】実施の形態２．図５は、この発明の実施の
形態２である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す要部
側面断面図である。図において、１４は固定子磁極であ
り、上記固定子磁極板１３ａと同様にして作成した上部
延在部１４ａ1 及び下部延在部１４ａ2 を有する固定子
磁極板１４ａを積層して上記固定子磁極１３と同様に熱
処理し固着形成したものである。そして、隣接する各固
定子磁極板１４ａの上部延在部１４ａ 1 の下面と下部延
在部１４ａ2 の上面とを接合させて幅ｗの接合部１５を
形成しフレーム３（図示せず）内に円環状に配置して本
実施の形態２の固定子鉄心５を形成し、図３，図４にお
けると同様に、取り付けボルト７を取り付け穴１４ａ3
に通してクランパ６を介し側板４に締め付けられる。な
お、以上のようにして各固定子磁極１４を円環状に配置
し本実施の形態２の固定子鉄心５を形成する場合、隣接
する各固定子磁極１４の間には０．３〜０．５ｍｍ程度
の隙間δが得られるように各固定子磁極板１４ａの周方
向寸法が決められており、固定子鉄心５の組み立て性や
温度変化に基づく鉄心の熱膨張による変形に対処してい
る。一方、隣接する各固定子磁極１４間に幅ｗの接合部
１５を形成したので、固定子鉄心５の磁路には何等の空
隙も存在せず、回転子磁束はこの幅ｗの接合部１５を通
過する。
形態２である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す要部
側面断面図である。図において、１４は固定子磁極であ
り、上記固定子磁極板１３ａと同様にして作成した上部
延在部１４ａ1 及び下部延在部１４ａ2 を有する固定子
磁極板１４ａを積層して上記固定子磁極１３と同様に熱
処理し固着形成したものである。そして、隣接する各固
定子磁極板１４ａの上部延在部１４ａ 1 の下面と下部延
在部１４ａ2 の上面とを接合させて幅ｗの接合部１５を
形成しフレーム３（図示せず）内に円環状に配置して本
実施の形態２の固定子鉄心５を形成し、図３，図４にお
けると同様に、取り付けボルト７を取り付け穴１４ａ3
に通してクランパ６を介し側板４に締め付けられる。な
お、以上のようにして各固定子磁極１４を円環状に配置
し本実施の形態２の固定子鉄心５を形成する場合、隣接
する各固定子磁極１４の間には０．３〜０．５ｍｍ程度
の隙間δが得られるように各固定子磁極板１４ａの周方
向寸法が決められており、固定子鉄心５の組み立て性や
温度変化に基づく鉄心の熱膨張による変形に対処してい
る。一方、隣接する各固定子磁極１４間に幅ｗの接合部
１５を形成したので、固定子鉄心５の磁路には何等の空
隙も存在せず、回転子磁束はこの幅ｗの接合部１５を通
過する。
【００１３】ここで、接合部１５の幅ｗは、コアバック
長さＬとして以下のように最適値を定義できる。即ち、
コアバック長さＬにおける磁束密度Ｂｃ、固定子磁極１
４の中心部の磁束密度Ｂｍ、磁極ピッチτとすると、 Ｂｃ＝（τ／２）×（Ｂｍ／２） ・・・・ （１） ここで、Ｂｍは、回転子磁石外径と固定子鉄心内径間の
空隙長ｇ、固定子鉄心長Ｌｍとして、Ｌｍ／ｇ＝３程度
に設計すれば、異方性フェライト磁石で０．４〜０．２
５Ｔ（テスラ）程度、希土類磁石で１〜１．２Ｔ程度の
値となる。また、コアバック長さＬにおける総磁束量φ
はＢｃ×Ｌとなり、コアバック長さＬにおける磁束が全
て接合部１５の幅ｗを通過するとすれば、この部分の磁
束密度Ｂｃｗ＝φ／ｗ＝（Ｂｍ／２）×（τ／ｗ）とな
り、Ｂｃｗの値を鉄心の磁気飽和を考慮し１．８Ｔ以下
とするためには、次のように設計すれば良い。 （Ｂｍ／２）×（τ／ｗ）＜１．８ ・・・・ （２） 故に、ｗ＞Ｂｍ×（τ／３．６） ・・・・ （３） また、磁束密度Ｂｃは接合部１５の位置をＬ／２に設け
た場合に最小となり、次式により得られる。 Ｂｃ＝（τ／Ｌ）×（Ｂｍ／２）×２ ・・・・ （４） ここで、Ｂｃも１．８Ｔ以下とするには、Ｌは次式で求
められる。 Ｌ＞Ｂｍ×（τ／１．８） ・・・・ （５） このように設計することにより、磁気飽和の影響を受け
ることなく回転子磁石の発生磁束を有効に利用した同期
発電機が得られる。
長さＬとして以下のように最適値を定義できる。即ち、
コアバック長さＬにおける磁束密度Ｂｃ、固定子磁極１
４の中心部の磁束密度Ｂｍ、磁極ピッチτとすると、 Ｂｃ＝（τ／２）×（Ｂｍ／２） ・・・・ （１） ここで、Ｂｍは、回転子磁石外径と固定子鉄心内径間の
空隙長ｇ、固定子鉄心長Ｌｍとして、Ｌｍ／ｇ＝３程度
に設計すれば、異方性フェライト磁石で０．４〜０．２
５Ｔ（テスラ）程度、希土類磁石で１〜１．２Ｔ程度の
値となる。また、コアバック長さＬにおける総磁束量φ
はＢｃ×Ｌとなり、コアバック長さＬにおける磁束が全
て接合部１５の幅ｗを通過するとすれば、この部分の磁
束密度Ｂｃｗ＝φ／ｗ＝（Ｂｍ／２）×（τ／ｗ）とな
り、Ｂｃｗの値を鉄心の磁気飽和を考慮し１．８Ｔ以下
とするためには、次のように設計すれば良い。 （Ｂｍ／２）×（τ／ｗ）＜１．８ ・・・・ （２） 故に、ｗ＞Ｂｍ×（τ／３．６） ・・・・ （３） また、磁束密度Ｂｃは接合部１５の位置をＬ／２に設け
た場合に最小となり、次式により得られる。 Ｂｃ＝（τ／Ｌ）×（Ｂｍ／２）×２ ・・・・ （４） ここで、Ｂｃも１．８Ｔ以下とするには、Ｌは次式で求
められる。 Ｌ＞Ｂｍ×（τ／１．８） ・・・・ （５） このように設計することにより、磁気飽和の影響を受け
ることなく回転子磁石の発生磁束を有効に利用した同期
発電機が得られる。
【００１４】以上のように、本実施の形態２の同期発電
機の固定子鉄心５においては、所要の隙間δを有すると
共に回転子磁束の磁路となる幅ｗの接合部１５を形成し
たので、固定子鉄心５の組み立て性に優れ温度変化に基
づく変形が防止できるのみならず、磁気抵抗の変動がな
いため高調波リップルの発生による電磁振動・騒音が防
止され、更に、回転子磁束に対する磁気抵抗が増大する
ことがなく発電機出力が低下しないという効果がある。
機の固定子鉄心５においては、所要の隙間δを有すると
共に回転子磁束の磁路となる幅ｗの接合部１５を形成し
たので、固定子鉄心５の組み立て性に優れ温度変化に基
づく変形が防止できるのみならず、磁気抵抗の変動がな
いため高調波リップルの発生による電磁振動・騒音が防
止され、更に、回転子磁束に対する磁気抵抗が増大する
ことがなく発電機出力が低下しないという効果がある。
【００１５】実施の形態３．図６は、この発明の実施の
形態３である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す要部
側面断面図である。図において、１６は固定子磁極であ
り、下部延在部１６ａ1 を有する固定子磁極板１６ａを
積層し上記固定子磁極１３と同様に熱処理して固着形成
したものである。１７は固定子磁極連結体であり、固定
子磁極板１６ａと同様に、例えば０．５ｍｍ厚さのケイ
素鋼板をパンチングした固定子磁極連結板１７ａを上記
固定子磁極１３と同様に積層した後、熱処理して固着形
成したものである。そして、隣接する固定子磁極１６の
下部延在部１６ａ1 の上面に固定子磁極連結体１７の下
面を接合させて幅ｗの接合部１５を形成しフレーム３
（図示せず）内に円環状に配置して本実施の形態３の固
定子鉄心５を形成し、図３，図４におけると同様に、取
り付けボルト７を取り付け穴１６ａ2 ，１７ａ1 に通し
てクランパ６を介し側板４にそれぞれ締め付けられる。
なお、以上のようにして各固定子磁極１６及び固定子磁
極連結体１７を円環状に配置して本実施の形態３の固定
子鉄心５を形成する場合、隣接する各固定子磁極１６の
下部延在部１６ａ1 相互間及び各固定子磁極１６と固定
子磁極連結体１７との間には０．３〜０．５ｍｍ程度の
隙間δが得られるように固定子磁極板１６ａ及び固定子
磁極連結板１７ａの周方向寸法が決められている。本実
施の形態３の同期発電機の固定子鉄心５を以上のように
構成したことにより、実施の形態２におけると同様の効
果が得られる。
形態３である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す要部
側面断面図である。図において、１６は固定子磁極であ
り、下部延在部１６ａ1 を有する固定子磁極板１６ａを
積層し上記固定子磁極１３と同様に熱処理して固着形成
したものである。１７は固定子磁極連結体であり、固定
子磁極板１６ａと同様に、例えば０．５ｍｍ厚さのケイ
素鋼板をパンチングした固定子磁極連結板１７ａを上記
固定子磁極１３と同様に積層した後、熱処理して固着形
成したものである。そして、隣接する固定子磁極１６の
下部延在部１６ａ1 の上面に固定子磁極連結体１７の下
面を接合させて幅ｗの接合部１５を形成しフレーム３
（図示せず）内に円環状に配置して本実施の形態３の固
定子鉄心５を形成し、図３，図４におけると同様に、取
り付けボルト７を取り付け穴１６ａ2 ，１７ａ1 に通し
てクランパ６を介し側板４にそれぞれ締め付けられる。
なお、以上のようにして各固定子磁極１６及び固定子磁
極連結体１７を円環状に配置して本実施の形態３の固定
子鉄心５を形成する場合、隣接する各固定子磁極１６の
下部延在部１６ａ1 相互間及び各固定子磁極１６と固定
子磁極連結体１７との間には０．３〜０．５ｍｍ程度の
隙間δが得られるように固定子磁極板１６ａ及び固定子
磁極連結板１７ａの周方向寸法が決められている。本実
施の形態３の同期発電機の固定子鉄心５を以上のように
構成したことにより、実施の形態２におけると同様の効
果が得られる。
【００１６】実施の形態４．図７は、この発明の実施の
形態４である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す要部
側面断面図である。図示のように、本実施の形態４にお
いては、上部延在部１８ａ1 を有する第１の固定子磁極
である固定子磁極１８と下部延在部１６ａ1を有する第
２の固定子磁極である固定子磁極１６とを実施の形態２
におけると同様にして組み合わせ、フレーム３（図示せ
ず）内に円環状に配置して本実施の形態４の固定子鉄心
５を形成し、図３，図４にて図示のように、取り付けボ
ルト７を取り付け穴１６ａ2 ，１８ａ2 に通してクラン
パ６を介し側板４に締め付けられる。なお、固定子磁極
１６，１８の形成方法は実施の形態２におけると同様で
ある。本実施の形態４の同期発電機の固定子鉄心５を以
上のように構成したことにより、実施の形態２における
と同様の効果が得られる。
形態４である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す要部
側面断面図である。図示のように、本実施の形態４にお
いては、上部延在部１８ａ1 を有する第１の固定子磁極
である固定子磁極１８と下部延在部１６ａ1を有する第
２の固定子磁極である固定子磁極１６とを実施の形態２
におけると同様にして組み合わせ、フレーム３（図示せ
ず）内に円環状に配置して本実施の形態４の固定子鉄心
５を形成し、図３，図４にて図示のように、取り付けボ
ルト７を取り付け穴１６ａ2 ，１８ａ2 に通してクラン
パ６を介し側板４に締め付けられる。なお、固定子磁極
１６，１８の形成方法は実施の形態２におけると同様で
ある。本実施の形態４の同期発電機の固定子鉄心５を以
上のように構成したことにより、実施の形態２における
と同様の効果が得られる。
【００１７】実施の形態５．図８は、この発明の実施の
形態５である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す要部
側面断面図である。図において、１９は固定子磁極であ
り、上記固定子磁極板１３ａと同様にして製作した嵌合
突起部１９ａ1 及び嵌合凹部１９ａ2 を有する固定子磁
極板１９ａを積層して上記固定子磁極１３と同様に熱処
理して固着形成したものである。そして、隣接する各固
定子磁極１９の嵌合突起部１９ａ1 と嵌合凹部１９ａ2
とを順次嵌め込み、フレーム３（図示せず）内に円環状
に配置して本実施の形態５の固定子鉄心５を形成し、図
３，図４におけると同様に、取り付けボルト７を取り付
け穴１９ａ3 に通してクランパ６を介し側板４に締め付
けられる。なお、この場合の嵌合突起部１９ａ1 と嵌合
凹部１９ａ2 との接合長さは片側ｗ／２であり、２ケ所
合わせてｗとなる。以上のようにして各固定子磁極１９
を円環状に配置して本実施の形態５の固定子鉄心５を形
成する場合、隣接する各固定子磁極１９の間には０．３
〜０．５ｍｍ程度の隙間δが得られるように各固定子磁
極板１９ａの周方向寸法が決められている。本実施の形
態５の同期発電機の固定子鉄心５を以上のように構成し
たことにより、実施の形態２におけると同様の効果が得
られる。
形態５である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す要部
側面断面図である。図において、１９は固定子磁極であ
り、上記固定子磁極板１３ａと同様にして製作した嵌合
突起部１９ａ1 及び嵌合凹部１９ａ2 を有する固定子磁
極板１９ａを積層して上記固定子磁極１３と同様に熱処
理して固着形成したものである。そして、隣接する各固
定子磁極１９の嵌合突起部１９ａ1 と嵌合凹部１９ａ2
とを順次嵌め込み、フレーム３（図示せず）内に円環状
に配置して本実施の形態５の固定子鉄心５を形成し、図
３，図４におけると同様に、取り付けボルト７を取り付
け穴１９ａ3 に通してクランパ６を介し側板４に締め付
けられる。なお、この場合の嵌合突起部１９ａ1 と嵌合
凹部１９ａ2 との接合長さは片側ｗ／２であり、２ケ所
合わせてｗとなる。以上のようにして各固定子磁極１９
を円環状に配置して本実施の形態５の固定子鉄心５を形
成する場合、隣接する各固定子磁極１９の間には０．３
〜０．５ｍｍ程度の隙間δが得られるように各固定子磁
極板１９ａの周方向寸法が決められている。本実施の形
態５の同期発電機の固定子鉄心５を以上のように構成し
たことにより、実施の形態２におけると同様の効果が得
られる。
【００１８】実施の形態６．図９は、この発明の実施の
形態６である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す要部
側面断面図である。図示のように、本実施の形態６にお
いては、巻線後の固定子磁極１４を円環状に配置して本
実施の形態６の固定子鉄心５を形成したものを締結バン
ド２０で締結して円環状に形成し、締結ボルト２１で固
定した状態でフレーム内に取り付けるようにした（図示
せず）ものである。本実施の形態６の同期発電機の固定
子鉄心５を以上のように構成したことにより、実施の形
態２におけると同様の効果が得られる。
形態６である同期発電機の固定子鉄心の構成を示す要部
側面断面図である。図示のように、本実施の形態６にお
いては、巻線後の固定子磁極１４を円環状に配置して本
実施の形態６の固定子鉄心５を形成したものを締結バン
ド２０で締結して円環状に形成し、締結ボルト２１で固
定した状態でフレーム内に取り付けるようにした（図示
せず）ものである。本実施の形態６の同期発電機の固定
子鉄心５を以上のように構成したことにより、実施の形
態２におけると同様の効果が得られる。
【００１９】実施の形態７．図１０は、この発明の実施
の形態７である同期発電機の固定子鉄心板の打ち抜き方
法を説明する図である。ケイ素鋼板は圧延過程で圧延方
向に磁化容易軸が形成され、交番磁束の流れる方向が磁
化容易軸の方向と一致する場合は、直交する場合に比べ
て鉄損が１０％程度少ないことが知られている。本実施
の形態７においては、図示のように、圧延ローラ２２で
ケイ素鋼板２３を圧延したとき、圧延方向に磁化容易軸
が形成され、固定子鉄心板１３ａ又は固定子磁極連結板
１７ａの周方向が磁化容易軸の方向となるようにパンチ
ングされることを示している。このようなパンチング方
法は、上記発明の実施の形態１〜６における各固定子鉄
心板１３ａ，１４ａ，１６ａ，１８ａ，１９ａのいずれ
においても適用できることは言うまでもなく、このよう
にして形成した固定子鉄心板を用いて固定子鉄心を構成
することにより、鉄損の少ない、効率の高い同期発電機
が得られる。
の形態７である同期発電機の固定子鉄心板の打ち抜き方
法を説明する図である。ケイ素鋼板は圧延過程で圧延方
向に磁化容易軸が形成され、交番磁束の流れる方向が磁
化容易軸の方向と一致する場合は、直交する場合に比べ
て鉄損が１０％程度少ないことが知られている。本実施
の形態７においては、図示のように、圧延ローラ２２で
ケイ素鋼板２３を圧延したとき、圧延方向に磁化容易軸
が形成され、固定子鉄心板１３ａ又は固定子磁極連結板
１７ａの周方向が磁化容易軸の方向となるようにパンチ
ングされることを示している。このようなパンチング方
法は、上記発明の実施の形態１〜６における各固定子鉄
心板１３ａ，１４ａ，１６ａ，１８ａ，１９ａのいずれ
においても適用できることは言うまでもなく、このよう
にして形成した固定子鉄心板を用いて固定子鉄心を構成
することにより、鉄損の少ない、効率の高い同期発電機
が得られる。
【００２０】実施の形態８．図１１は、この発明の実施
の形態８である同期発電機の固定子磁極及び固定子巻線
の構成と製造方法を示す斜視図であり、図１１（ａ）は
固定子磁極本体を示す図、図１１（ｂ）は固定子巻線を
示す図、図１１（ｃ）は固定子磁極片を示す図である。
２４は固定子磁極本体であり、例えば０．５ｍｍ厚さの
ケイ素鋼板をパンチングして先端に嵌合突起部２４ａ1
と後端にコアバック部２４ａ2 と取り付け穴２４ａ3 を
有する固定子磁極板２４ａを、上記固定子磁極１３と同
様に積層した後、熱処理して固着形成したものである。
２５は固定子巻線用ボビンであり、絶縁樹脂製で芯部２
５ａの両端に鍔部２５ｂを有し、芯部２５ａ及び鍔部２
５ｂの中央には鉄心挿入穴２５ｃが開口されている。固
定子巻線８は、固定子巻線用ボビン２５の芯部２５ａに
集中巻回されて共に絶縁処理される。２６は固定子磁極
片であり、例えば０．５ｍｍ厚さのケイ素鋼板をパンチ
ングして嵌合凹部２６ａ1 と取り付け穴２６ａ2 を有す
る台形状の固定子磁極片板２６ａを上記固定子磁極本体
２４と同様に積層して形成したものである。そして、こ
れらを組み立てるには、予め固定子磁極片２６を加熱し
て嵌合凹部２６ａ1 の幅寸法を拡大しておき、固定子巻
線８が巻回された固定子巻線用ボビン２５の鉄心挿入穴
２５ｃに挿入された固定子磁極本体２４の嵌合突起部２
４ａ1 を上記加熱された固定子磁極片２６の嵌合凹部２
６ａ1 に嵌め込み、冷却して締まり焼き嵌めし、樹脂含
浸して抜け止めを確実にする。なお、上記実施の形態８
においては、矩形状の嵌合部を１ケ所設ける構造とした
が、複数としても良く、嵌合部の形状も台形状として、
半径方向の電磁力に対してもより強固な保持構造として
も良い。
の形態８である同期発電機の固定子磁極及び固定子巻線
の構成と製造方法を示す斜視図であり、図１１（ａ）は
固定子磁極本体を示す図、図１１（ｂ）は固定子巻線を
示す図、図１１（ｃ）は固定子磁極片を示す図である。
２４は固定子磁極本体であり、例えば０．５ｍｍ厚さの
ケイ素鋼板をパンチングして先端に嵌合突起部２４ａ1
と後端にコアバック部２４ａ2 と取り付け穴２４ａ3 を
有する固定子磁極板２４ａを、上記固定子磁極１３と同
様に積層した後、熱処理して固着形成したものである。
２５は固定子巻線用ボビンであり、絶縁樹脂製で芯部２
５ａの両端に鍔部２５ｂを有し、芯部２５ａ及び鍔部２
５ｂの中央には鉄心挿入穴２５ｃが開口されている。固
定子巻線８は、固定子巻線用ボビン２５の芯部２５ａに
集中巻回されて共に絶縁処理される。２６は固定子磁極
片であり、例えば０．５ｍｍ厚さのケイ素鋼板をパンチ
ングして嵌合凹部２６ａ1 と取り付け穴２６ａ2 を有す
る台形状の固定子磁極片板２６ａを上記固定子磁極本体
２４と同様に積層して形成したものである。そして、こ
れらを組み立てるには、予め固定子磁極片２６を加熱し
て嵌合凹部２６ａ1 の幅寸法を拡大しておき、固定子巻
線８が巻回された固定子巻線用ボビン２５の鉄心挿入穴
２５ｃに挿入された固定子磁極本体２４の嵌合突起部２
４ａ1 を上記加熱された固定子磁極片２６の嵌合凹部２
６ａ1 に嵌め込み、冷却して締まり焼き嵌めし、樹脂含
浸して抜け止めを確実にする。なお、上記実施の形態８
においては、矩形状の嵌合部を１ケ所設ける構造とした
が、複数としても良く、嵌合部の形状も台形状として、
半径方向の電磁力に対してもより強固な保持構造として
も良い。
【００２１】この発明の実施の形態８である同期発電機
の固定子磁極は以上のように構成されているので、固定
子巻線と固定子磁極を各別体として独立して製造でき、
同期発電機を生産性高く製造できる効果がある。また、
固定子磁極を二分割構造として、焼き嵌めに際し熱容量
も小さな固定子磁極片２６を加熱するので、固定子磁極
本体２４に装着された固定子巻線８の絶縁劣化が避けら
れる。また、熱容量の小さな固定子磁極片２６が加熱さ
れるので、加熱装置の容量が小さくて良く、加熱時間を
短縮でき、また、固定子巻線８の一部が絶縁劣化した
り、焼損したりして取り換えが必要な場合は、固定子磁
極片２６の先端部をバーナ等で局部加熱して取り外せる
ため、固定子巻線８を容易に交換できる。更に、焼き嵌
め結合部と電磁力を受ける空隙面との距離が短いため、
固定子磁極片２６の受ける電磁力によるモーメントは小
さく、嵌合部が破壊されにくい等の効果が得られる。
の固定子磁極は以上のように構成されているので、固定
子巻線と固定子磁極を各別体として独立して製造でき、
同期発電機を生産性高く製造できる効果がある。また、
固定子磁極を二分割構造として、焼き嵌めに際し熱容量
も小さな固定子磁極片２６を加熱するので、固定子磁極
本体２４に装着された固定子巻線８の絶縁劣化が避けら
れる。また、熱容量の小さな固定子磁極片２６が加熱さ
れるので、加熱装置の容量が小さくて良く、加熱時間を
短縮でき、また、固定子巻線８の一部が絶縁劣化した
り、焼損したりして取り換えが必要な場合は、固定子磁
極片２６の先端部をバーナ等で局部加熱して取り外せる
ため、固定子巻線８を容易に交換できる。更に、焼き嵌
め結合部と電磁力を受ける空隙面との距離が短いため、
固定子磁極片２６の受ける電磁力によるモーメントは小
さく、嵌合部が破壊されにくい等の効果が得られる。
【００２２】実施の形態９．図１２は、この発明の実施
の形態９である同期発電機の固定子磁極及び固定子巻線
の構成と製造方法を示す斜視図であり、図１２（ａ）は
固定子磁極本体を示す図、図１２（ｂ）は固定子巻線を
示す図、図１２（ｃ）は固定子磁極片を示す図である。
２７は固定子磁極本体であり、例えば０．５ｍｍ厚さの
ケイ素鋼板をパンチングして後端にコアバック部２７ａ
1 と取り付け穴２７ａ2 を有する固定子磁極板２７ａ
を、上記固定子磁極１３と同様に積層した後、熱処理し
て固着形成したものである。固定子巻線８及び固定子巻
線用ボビン２５は図１１（ｂ）におけるものと同一であ
り、これらを組み立てるには、固定子巻線８が巻回され
た固定子巻線用ボビン２５の鉄心挿入穴２５ｃに挿入さ
れた固定子磁極本体２４の下部に上記固定子巻線用ボビ
ン２５に当接させて樹脂製の係止板２８を嵌め込み、樹
脂中に浸漬させて後、乾燥・固着させる。この発明の実
施の形態８である同期発電機の固定子磁極は固定子磁極
片を要しない場合に適用され、以上のように構成・製作
されるので、上記実施の形態７におけると同様の効果が
安価に得られる。
の形態９である同期発電機の固定子磁極及び固定子巻線
の構成と製造方法を示す斜視図であり、図１２（ａ）は
固定子磁極本体を示す図、図１２（ｂ）は固定子巻線を
示す図、図１２（ｃ）は固定子磁極片を示す図である。
２７は固定子磁極本体であり、例えば０．５ｍｍ厚さの
ケイ素鋼板をパンチングして後端にコアバック部２７ａ
1 と取り付け穴２７ａ2 を有する固定子磁極板２７ａ
を、上記固定子磁極１３と同様に積層した後、熱処理し
て固着形成したものである。固定子巻線８及び固定子巻
線用ボビン２５は図１１（ｂ）におけるものと同一であ
り、これらを組み立てるには、固定子巻線８が巻回され
た固定子巻線用ボビン２５の鉄心挿入穴２５ｃに挿入さ
れた固定子磁極本体２４の下部に上記固定子巻線用ボビ
ン２５に当接させて樹脂製の係止板２８を嵌め込み、樹
脂中に浸漬させて後、乾燥・固着させる。この発明の実
施の形態８である同期発電機の固定子磁極は固定子磁極
片を要しない場合に適用され、以上のように構成・製作
されるので、上記実施の形態７におけると同様の効果が
安価に得られる。
【００２３】なお、上記各実施の形態１〜９において
は、各固定子磁極の側板４への取り付けを取り付けボル
ト７により行うようにしたが、これに替えて両ネジボル
トと締め付けナットを用いるようにしても良い。即ち、
予め両ネジボルトの一方のネジ部を側板４のネジ穴にネ
ジ込み植え込んでおき、固定子巻線８を集中巻回した各
固定子磁極の取り付け穴を上記両ネジボルトに嵌め込
み、上記両ネジボルトの他方のネジ部に締め付けナット
を締め込んでクランパ６を介して固定子磁極を締め付け
固定することにより、固定子磁極の位置決め・組み立て
が容易になる。そして、特定の固定子巻線８を取り替え
る必要が生じて分解・取り出しが必要となったときは、
すべての締め付けナットを取り外してクランパ６を取り
除き、所要の固定子磁極をその両ネジボルトに沿って軸
方向に引き出すことにより容易に取り出すことができ
る。この場合、他の固定子磁極はそれぞれの両ネジボル
トに支えられているので、落下することはない。
は、各固定子磁極の側板４への取り付けを取り付けボル
ト７により行うようにしたが、これに替えて両ネジボル
トと締め付けナットを用いるようにしても良い。即ち、
予め両ネジボルトの一方のネジ部を側板４のネジ穴にネ
ジ込み植え込んでおき、固定子巻線８を集中巻回した各
固定子磁極の取り付け穴を上記両ネジボルトに嵌め込
み、上記両ネジボルトの他方のネジ部に締め付けナット
を締め込んでクランパ６を介して固定子磁極を締め付け
固定することにより、固定子磁極の位置決め・組み立て
が容易になる。そして、特定の固定子巻線８を取り替え
る必要が生じて分解・取り出しが必要となったときは、
すべての締め付けナットを取り外してクランパ６を取り
除き、所要の固定子磁極をその両ネジボルトに沿って軸
方向に引き出すことにより容易に取り出すことができ
る。この場合、他の固定子磁極はそれぞれの両ネジボル
トに支えられているので、落下することはない。
【００２４】また、固定子巻線８を取り替えた後は、上
記組み立て要領に従って再組み立てを行えば良く、特別
の分解・組み立て用の治具を要せず、所定の内径を持つ
固定子鉄心を構成できる。風車発電機が大形（φ２〜４
ｍ以上）・多極（１００極以上）となっても、各固定子
磁極の重量は人手で持てる程度であり、岬などの辺地に
設置されて保守などのために風車塔上での分解・組み立
てが必要な場合にも、簡易な足場やクレーン等を設置す
れば、各磁極を上記のように取り付ける構成とすること
により、風車塔上での分解・組み立て作業が可能で保守
・故障固定子巻線の交換が容易な風力発電機が得られる
効果がある。
記組み立て要領に従って再組み立てを行えば良く、特別
の分解・組み立て用の治具を要せず、所定の内径を持つ
固定子鉄心を構成できる。風車発電機が大形（φ２〜４
ｍ以上）・多極（１００極以上）となっても、各固定子
磁極の重量は人手で持てる程度であり、岬などの辺地に
設置されて保守などのために風車塔上での分解・組み立
てが必要な場合にも、簡易な足場やクレーン等を設置す
れば、各磁極を上記のように取り付ける構成とすること
により、風車塔上での分解・組み立て作業が可能で保守
・故障固定子巻線の交換が容易な風力発電機が得られる
効果がある。
【００２５】
【発明の効果】この発明は以上のように構成したので、
以下に示す効果を奏する。個別に形成され固定子巻線が
集中巻回された固定子磁極を、円環状に、かつ、個別に
取り出し可能に相互に組み合わせて固定子鉄心を構成し
フレーム内に配置したので、直径が大きい固定子鉄心で
あっても、空隙面の径の真円度が精度良く容易に得られ
ると共に、固定子鉄心の分解・組み立てを各固定子磁極
毎にでき、同期回転電機の分割輸送、保守、故障品の交
換などを容易にできる。従って、風車塔上での分解・組
み立て作業が可能で保守・故障固定子巻線の交換が容易
な風力発電機が得られる。また、固定子磁極の上部延在
部と下部延在部の面同士の接合、固定子磁極の下部延在
部と固定子磁極連結体の面同士の接合、或いは固定子磁
極の嵌合突起部と嵌合凹部との嵌合による接合により固
定子鉄心を構成したので、電磁振動・騒音の発生及び磁
気抵抗の増大による発電機出力の低下が防止される。
以下に示す効果を奏する。個別に形成され固定子巻線が
集中巻回された固定子磁極を、円環状に、かつ、個別に
取り出し可能に相互に組み合わせて固定子鉄心を構成し
フレーム内に配置したので、直径が大きい固定子鉄心で
あっても、空隙面の径の真円度が精度良く容易に得られ
ると共に、固定子鉄心の分解・組み立てを各固定子磁極
毎にでき、同期回転電機の分割輸送、保守、故障品の交
換などを容易にできる。従って、風車塔上での分解・組
み立て作業が可能で保守・故障固定子巻線の交換が容易
な風力発電機が得られる。また、固定子磁極の上部延在
部と下部延在部の面同士の接合、固定子磁極の下部延在
部と固定子磁極連結体の面同士の接合、或いは固定子磁
極の嵌合突起部と嵌合凹部との嵌合による接合により固
定子鉄心を構成したので、電磁振動・騒音の発生及び磁
気抵抗の増大による発電機出力の低下が防止される。
【００２６】また、組み合わされた隣接する固定子磁極
相互間に周方向の所要の空隙を有するようにしたので、
固定子鉄心の組み立て性が向上し、組み立て後の温度変
化に基づく熱膨張による固定子鉄心の変形が防止され
る。また、固定子磁極を固定子磁極本体と固定子磁極と
を相互に取り外し可能に組み合わせて構成したので、固
定子磁極と装着される固定子巻線とを各別体として独立
して製造でき同期発電機を生産性高く製造できると共
に、故障品の交換などを容易にできる。更に、固定子鉄
心を構成する固定子磁極又は固定子磁極連結体を、その
周方向に磁化容易軸を有するケイ素鋼板をパンチングし
積層して構成したので、鉄損の少ない効率の高い同期発
電機が得られる。
相互間に周方向の所要の空隙を有するようにしたので、
固定子鉄心の組み立て性が向上し、組み立て後の温度変
化に基づく熱膨張による固定子鉄心の変形が防止され
る。また、固定子磁極を固定子磁極本体と固定子磁極と
を相互に取り外し可能に組み合わせて構成したので、固
定子磁極と装着される固定子巻線とを各別体として独立
して製造でき同期発電機を生産性高く製造できると共
に、故障品の交換などを容易にできる。更に、固定子鉄
心を構成する固定子磁極又は固定子磁極連結体を、その
周方向に磁化容易軸を有するケイ素鋼板をパンチングし
積層して構成したので、鉄損の少ない効率の高い同期発
電機が得られる。
【００２７】また、固定子磁極と固定子巻線とをそれぞ
れ別体として独自に製造して、固定子磁極に固定子巻線
を組み込んだ状態で固定子磁極を円環状に、かつ、個別
に取り出し可能に相互に組み合わせて固定子鉄心を形成
したので、同期発電機を生産性高く製造できる。
れ別体として独自に製造して、固定子磁極に固定子巻線
を組み込んだ状態で固定子磁極を円環状に、かつ、個別
に取り出し可能に相互に組み合わせて固定子鉄心を形成
したので、同期発電機を生産性高く製造できる。
【図１】 この発明の同期発電機を適用した風力発電装
置の要部正面断面図である。
置の要部正面断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１である同期発電機の
固定子鉄心の構成を示す側面断面図である。
固定子鉄心の構成を示す側面断面図である。
【図３】 図１における同期発電機の固定子鉄心回りの
正面断面図である。
正面断面図である。
【図４】 図３の矢Ａ方向に見た側面図である。
【図５】 この発明の実施の形態２である同期発電機の
固定子鉄心の構成を示す要部側面断面図である。
固定子鉄心の構成を示す要部側面断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３である同期発電機の
固定子鉄心の構成を示す要部側面断面図である。
固定子鉄心の構成を示す要部側面断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態４である同期発電機の
固定子鉄心の構成を示す要部側面断面図である。
固定子鉄心の構成を示す要部側面断面図である。
【図８】 この発明の実施の形態５である同期発電機の
固定子鉄心の構成を示す要部側面断面図である。
固定子鉄心の構成を示す要部側面断面図である。
【図９】 この発明の実施の形態６である同期発電機の
固定子鉄心の構成を示す要部側面断面図である。
固定子鉄心の構成を示す要部側面断面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７である同期発電機
の固定子鉄心板の打ち抜き方法を説明する図である。
の固定子鉄心板の打ち抜き方法を説明する図である。
【図１１】 この発明の実施の形態８である同期発電機
の固定子磁極及び固定子巻線の構成と製造方法を示す斜
視図であり、（ａ）は固定子磁極本体を示す図、（ｂ）
は固定子巻線示す図、（ｃ）は固定子磁極片を示す図で
ある。
の固定子磁極及び固定子巻線の構成と製造方法を示す斜
視図であり、（ａ）は固定子磁極本体を示す図、（ｂ）
は固定子巻線示す図、（ｃ）は固定子磁極片を示す図で
ある。
【図１２】 この発明の実施の形態９である同期電機の
固定子磁極及び固定子巻線の構成と製造方法を示す斜視
図であり、（ａ）は固定子磁極本体を示す図、（ｂ）は
固定子巻線示す図、（ｃ）は固定子磁極片を示す図であ
る。
固定子磁極及び固定子巻線の構成と製造方法を示す斜視
図であり、（ａ）は固定子磁極本体を示す図、（ｂ）は
固定子巻線示す図、（ｃ）は固定子磁極片を示す図であ
る。
３：フレーム ４：側板 ５：固定子鉄心 ６：クラン
パ ７：取り付けボルト ８：固定子巻線 １３，１４，１６，１８，１９：固定子磁極 １４ａ1 ，１８ａ1 ：上部延在部 １４ａ2 ，１６
ａ1 ：下部延在部 １５：接合部 １７：固定子磁極連結体 １９ａ1 ：嵌
合突起部 １９ａ2 ：嵌合凹部 ２０：締結バンド ２４：固定子
磁極本体 ２６：固定子磁極片 ｇ：空隙
パ ７：取り付けボルト ８：固定子巻線 １３，１４，１６，１８，１９：固定子磁極 １４ａ1 ，１８ａ1 ：上部延在部 １４ａ2 ，１６
ａ1 ：下部延在部 １５：接合部 １７：固定子磁極連結体 １９ａ1 ：嵌
合突起部 １９ａ2 ：嵌合凹部 ２０：締結バンド ２４：固定子
磁極本体 ２６：固定子磁極片 ｇ：空隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 光弘 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 松下 崇俊 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA04 AB01 AB06 AC03 AC08 5H621 GA01 GA04 GA11 HH01 JK03
Claims (11)
- 【請求項１】 フレーム内に配置された固定子鉄心の各
固定子磁極毎に集中巻回された固定子巻線を備えた同期
回転電機において、上記固定子磁極はケイ素鋼板積層体
によって個別に形成されると共に、上記固定子鉄心は上
記固定子磁極が円環状に、かつ、個別に取り出し可能に
組み合わされて構成されていることを特徴とする同期回
転電機。 - 【請求項２】 固定子磁極は、周方向の一方に延在する
上部延在部及び他方に延在する下部延在部を有してお
り、隣接する上記固定子磁極同士の上記上部延在部の下
面と上記下部延在部の上面とが接合されていることを特
徴とする請求項１記載の同期回転電機。 - 【請求項３】 固定子磁極は、周方向の両側に延在する
上部延在部を有する第１の固定子磁極及び周方向の両側
に延在する下部延在部を有する第２の固定子磁極を備え
ており、隣接する上記第１及び第２の固定子磁極の上記
上部延在部の下面と上記下部延在部の上面とが接合され
ていることを特徴とする請求項１記載の同期回転電機。 - 【請求項４】 固定子磁極は、周方向の両側に延在する
１対の下部延在部を有しており、隣接する上記固定子磁
極の上記下部延在部の上面にケイ素鋼板を積層してなる
固定子磁極連結体の下面が接合されていることを特徴と
する請求項１記載の同期回転電機。 - 【請求項５】 固定子磁極は、周方向の一方に嵌合突起
部を、他方に嵌合凹部を備えており、隣接する上記固定
子磁極の上記嵌合突起部と嵌合凹部とを相互に嵌合して
形成されていることを特徴とする請求項１記載の同期回
転電機。 - 【請求項６】 組み合わされた隣接する固定子磁極相互
間には、周方向に所要の空隙を有していることを特徴と
する請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の同期回転
電機。 - 【請求項７】 固定子鉄心の外周は締結バンドで締結さ
れていることを特徴とする請求項１記載の同期回転電
機。 - 【請求項８】 固定子磁極は、互に取り外し可能に結合
された固定子磁極本体と固定子磁極片とによって構成さ
れていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれ
か一項記載の同期回転電機。 - 【請求項９】 固定子鉄心を構成している固定子磁極又
は固定子磁極連結体は、その周方向に磁化容易軸を有す
るケイ素鋼板をパンチングして積層されたものであるこ
とを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項記載
の同期回転電機。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか一項記載の同
期回転電機を用いた風力発電機。 - 【請求項１１】 フレーム内に配置された固定子鉄心の
各固定子磁極毎に集中巻回された固定子巻線を備えた同
期回転電機の製造方法において、上記固定子磁極を別体
として製造する工程、上記固定子磁極毎に集中巻回され
る固定子巻線を製造する工程、上記固定子磁極に上記固
定子巻線を組み込んで当該固定子磁極を円環状に、か
つ、個別に取り出し可能に相互に組み合わせて上記固定
子鉄心を形成する工程を含むことを特徴とする同期回転
電機の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29334199A JP2001119872A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 同期回転電機及び風力発電機並びにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29334199A JP2001119872A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 同期回転電機及び風力発電機並びにその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001119872A true JP2001119872A (ja) | 2001-04-27 |
Family
ID=17793560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29334199A Pending JP2001119872A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 同期回転電機及び風力発電機並びにその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001119872A (ja) |
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-
1999
- 1999-10-15 JP JP29334199A patent/JP2001119872A/ja active Pending
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