JP2860148B2 - 突極機に用いられる冷媒を強制的に供給する装置 - Google Patents
突極機に用いられる冷媒を強制的に供給する装置Info
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- JP2860148B2 JP2860148B2 JP2225460A JP22546090A JP2860148B2 JP 2860148 B2 JP2860148 B2 JP 2860148B2 JP 2225460 A JP2225460 A JP 2225460A JP 22546090 A JP22546090 A JP 22546090A JP 2860148 B2 JP2860148 B2 JP 2860148B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
- H02K1/325—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium between salient poles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は突極機の磁極コアと磁極コイルとの間のギャ
ップに冷媒を強制的に供給する装置に関する。
ップに冷媒を強制的に供給する装置に関する。
この場合に本発明は、たとえば西ドイツ国特許出願公
告第1191475号明細書から認められる公知技術に関連し
ている。
告第1191475号明細書から認められる公知技術に関連し
ている。
［従来の技術］ 電気機械の突極ロータの励磁巻線を冷却することは、
しばしば大きな技術的困難を生ぜしめる。磁極間隙への
冷却空気案内に関しては技術的に申し分なくかつ有効な
一連の提案が既に存在しているのに対して、磁極コイル
後方通気、つまり磁極コイルと磁極コアとの間のギャッ
プからの熱の排出のためのこれまで公知の手段はあまり
満足できるものではない。このような手段には、米国特
許第3739212号明細書に開示されたサーモサイホン冷却
（Thermosiphon−Kuehlung）および西ドイツ国特許出願
公告第1191475号明細書の第１図に示されているよう
な、冷媒を前記ギャップに通しかつこの場所から磁極キ
ャップに設けられた孔に通して機械エアギャップに案内
する意図的な案内手段が所属している。
しばしば大きな技術的困難を生ぜしめる。磁極間隙への
冷却空気案内に関しては技術的に申し分なくかつ有効な
一連の提案が既に存在しているのに対して、磁極コイル
後方通気、つまり磁極コイルと磁極コアとの間のギャッ
プからの熱の排出のためのこれまで公知の手段はあまり
満足できるものではない。このような手段には、米国特
許第3739212号明細書に開示されたサーモサイホン冷却
（Thermosiphon−Kuehlung）および西ドイツ国特許出願
公告第1191475号明細書の第１図に示されているよう
な、冷媒を前記ギャップに通しかつこの場所から磁極キ
ャップに設けられた孔に通して機械エアギャップに案内
する意図的な案内手段が所属している。
サーモサイホン冷却とは密度差を利用するものであっ
て、あまり有効でなく、明確な計算を行なうことができ
ない。
て、あまり有効でなく、明確な計算を行なうことができ
ない。
上記磁極コイル後方通気は、もともと高度に負荷され
ていた磁極片の弱化を必然的に招いてしまう。
ていた磁極片の弱化を必然的に招いてしまう。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、冒頭で述べたような突極機に用いら
れる冷媒を強制的に供給する装置を改良して、磁極キャ
ップを弱化することなく高い冷媒速度を許すような装置
を提供することである。
れる冷媒を強制的に供給する装置を改良して、磁極キャ
ップを弱化することなく高い冷媒速度を許すような装置
を提供することである。
［課題を解決するための手段］ この課題を解決するために本発明の構成では、磁極コ
アと、磁極コアに直接に隣接した磁極コイルとの間のギ
ャップに案内装置が設けられていて、該案内装置が前記
ギャップを、同ギャップのほぼ磁極キャップ側端部でし
か自由に接続されていない２つの室に分割していて、圧
力発生器から見て前記両室が冷媒によって順次に貫流さ
れるようにした。
アと、磁極コアに直接に隣接した磁極コイルとの間のギ
ャップに案内装置が設けられていて、該案内装置が前記
ギャップを、同ギャップのほぼ磁極キャップ側端部でし
か自由に接続されていない２つの室に分割していて、圧
力発生器から見て前記両室が冷媒によって順次に貫流さ
れるようにした。
このような案内装置はＵ字形に湾曲させられた薄板ま
たはプレートから成っていると最も単純であり、この場
合、各脚部は２つの隣接した磁極の互いに向かい合わさ
れた２つのギャップを突入しており、薄板もしくはプレ
ートの基部は磁極間隙に設置されていて、こうして隣接
した磁極の間の室を冷媒のための流入側室と流出側室と
に分割している。
たはプレートから成っていると最も単純であり、この場
合、各脚部は２つの隣接した磁極の互いに向かい合わさ
れた２つのギャップを突入しており、薄板もしくはプレ
ートの基部は磁極間隙に設置されていて、こうして隣接
した磁極の間の室を冷媒のための流入側室と流出側室と
に分割している。
本発明の利点は特に次のことに認められる。すなわ
ち、本発明による装置は存在する機械の改良時でも組換
え時でも使用され得る。本発明による装置の通気形式に
基づき、磁極コイルの背後に、より高い冷媒速度が形成
され、このように高い冷媒速度はより高い熱伝達係数を
生ぜしめて、磁極コイルの導体温度を低下させる。これ
より機械の利用度を高めることができる。
ち、本発明による装置は存在する機械の改良時でも組換
え時でも使用され得る。本発明による装置の通気形式に
基づき、磁極コイルの背後に、より高い冷媒速度が形成
され、このように高い冷媒速度はより高い熱伝達係数を
生ぜしめて、磁極コイルの導体温度を低下させる。これ
より機械の利用度を高めることができる。
［実施例］ 以下に、本発明の実施例を図面につき簡単に説明す
る。
る。
第１図には、突極機が縦断面図で著しく簡略化して示
されている。ステータ成層体は符号１で、ステータ巻線
は符号２でそれぞれ示されている。主として磁極コア４
と磁極キャップ５とから成る磁極３はロータヨーク６に
固定されており、このロータヨークはやはりロータ本体
７に固定されている。符号８でこの機械の軸が示されて
いる。各磁極３は磁極コイル９を有しており、この磁極
コイルは磁極間隙に設けられた支持エレメント10によっ
て公知の形式で支持されている。
されている。ステータ成層体は符号１で、ステータ巻線
は符号２でそれぞれ示されている。主として磁極コア４
と磁極キャップ５とから成る磁極３はロータヨーク６に
固定されており、このロータヨークはやはりロータ本体
７に固定されている。符号８でこの機械の軸が示されて
いる。各磁極３は磁極コイル９を有しており、この磁極
コイルは磁極間隙に設けられた支持エレメント10によっ
て公知の形式で支持されている。
磁極コイル９は磁極４と所定の間隔において配置され
ている。各２つの隣接した磁極の互いに向かい合った２
つのギャップには、Ｕ字形の案内装置12の脚部11が差し
込まれており、前記案内装置の基部は磁極間隙を２つの
室13および14に分割している。脚部11は同じように磁極
コア４と、この磁極コア４に直接に隣接した磁極コイル
９とのギャップを２つの室15および16に分割している。
これら２つの室は前記ギャップの磁極ギャップ付近の範
囲で互いに接続されている。
ている。各２つの隣接した磁極の互いに向かい合った２
つのギャップには、Ｕ字形の案内装置12の脚部11が差し
込まれており、前記案内装置の基部は磁極間隙を２つの
室13および14に分割している。脚部11は同じように磁極
コア４と、この磁極コア４に直接に隣接した磁極コイル
９とのギャップを２つの室15および16に分割している。
これら２つの室は前記ギャップの磁極ギャップ付近の範
囲で互いに接続されている。
機械の運転時に冷媒は矢印17の方向で圧力発生器（図
示しない）から磁極間隙に流入する。この冷媒流は主と
して３つの部分流に分配される。すなわち、この冷媒流
は機械のエアギャップ18を通る第１の部分流17aと、磁
極コイルを冷却するために磁極コイル９の間の室を通る
第２の部分流17bと、案内装置12の下方の室13、つまり
磁極間隙底通路に流入する第３の部分流17cとに分配さ
れる。遠心力作用に基づき、この第３の部分流は室15に
そらされて、磁極コア合４の周壁を半径方向外側に擦過
し、次いで磁極キャップ５の範囲で変向させられて、脚
部11と磁極コイルの内壁との間の室16を通って室14に流
れ込み、次いでこの場合でこの第３の部分流は第２の部
分流と再び合流する。遮断体19は磁極間隙底通路13を他
方の機械端部で閉鎖している。
示しない）から磁極間隙に流入する。この冷媒流は主と
して３つの部分流に分配される。すなわち、この冷媒流
は機械のエアギャップ18を通る第１の部分流17aと、磁
極コイルを冷却するために磁極コイル９の間の室を通る
第２の部分流17bと、案内装置12の下方の室13、つまり
磁極間隙底通路に流入する第３の部分流17cとに分配さ
れる。遠心力作用に基づき、この第３の部分流は室15に
そらされて、磁極コア合４の周壁を半径方向外側に擦過
し、次いで磁極キャップ５の範囲で変向させられて、脚
部11と磁極コイルの内壁との間の室16を通って室14に流
れ込み、次いでこの場合でこの第３の部分流は第２の部
分流と再び合流する。遮断体19は磁極間隙底通路13を他
方の機械端部で閉鎖している。
第３図および第４図に示した第２実施例による装置で
は、室15,16内での冷媒の流れ方向が第１図および第２
図に示した第１実施例とは逆の方向に向けられている。
その他の点では同形式の構造において（第１図〜第４図
で同一の部分は同一の符号を備えている）、室13（磁極
間隙底通路）だけが機械の流入側で遮断体20を用いて閉
鎖されており、それに対して他方の端部においてこの室
は開いている。したがって、冷媒は磁極間の室に流入
し、これらのうちの部分流が室14に流入して、この場所
から室16に流入し、磁極キャップ下側で半径方向内側に
変向されて室15を通り、この場所から室13、つまり磁極
間隙底通路に流入し、機械の他方の側でこの磁極間隙底
通路から流出する。より大きな鉄心長さを有する機械で
は、一般に通気が機械の両側から行われ、この場合、決
まって圧力発生器は機械の両側に配置されている。この
ような配置形式は第５図に例示されており、この場合、
一方の機械半部しか図示されていない。その理由は、他
方の機械半部が鏡像対称的に構成されているからであ
る。この場合に冷媒は第１図に示した第１実施例と同様
に３つの部分流れ17a,17b,17cに分配されて機械を貫流
し、ステータ成層体１に設けられた空気流出用のスリッ
ト21を通ってこの機械から流出する。両側から機械に流
入する冷媒の部分流17cを隔てるために、機械中央にお
いて室13,14に隔壁22が設けられている。この点を除け
ば、案内装置12の配置形式および構造は第１図および第
２図に示したものに相当している。
は、室15,16内での冷媒の流れ方向が第１図および第２
図に示した第１実施例とは逆の方向に向けられている。
その他の点では同形式の構造において（第１図〜第４図
で同一の部分は同一の符号を備えている）、室13（磁極
間隙底通路）だけが機械の流入側で遮断体20を用いて閉
鎖されており、それに対して他方の端部においてこの室
は開いている。したがって、冷媒は磁極間の室に流入
し、これらのうちの部分流が室14に流入して、この場所
から室16に流入し、磁極キャップ下側で半径方向内側に
変向されて室15を通り、この場所から室13、つまり磁極
間隙底通路に流入し、機械の他方の側でこの磁極間隙底
通路から流出する。より大きな鉄心長さを有する機械で
は、一般に通気が機械の両側から行われ、この場合、決
まって圧力発生器は機械の両側に配置されている。この
ような配置形式は第５図に例示されており、この場合、
一方の機械半部しか図示されていない。その理由は、他
方の機械半部が鏡像対称的に構成されているからであ
る。この場合に冷媒は第１図に示した第１実施例と同様
に３つの部分流れ17a,17b,17cに分配されて機械を貫流
し、ステータ成層体１に設けられた空気流出用のスリッ
ト21を通ってこの機械から流出する。両側から機械に流
入する冷媒の部分流17cを隔てるために、機械中央にお
いて室13,14に隔壁22が設けられている。この点を除け
ば、案内装置12の配置形式および構造は第１図および第
２図に示したものに相当している。
第６図には、案内装置12の配置形式および構造が詳し
く図示されている。磁極コア４と磁極コイル９との間の
ギャップにおける脚部11の所要間隔保持は局所的に絶縁
材料製のスペーサ23によって行なわれ、これらのスペー
サは脚部11の両側に設けられている。脚部11の一方の側
に設けられたスペーサは同脚部の他方に設けられたスペ
ーサに対してずらされており、更に、一般に非磁性薄鋼
板から成る前記脚部がばね力によって前記ギャップ内に
緊締されるように設定されている。案内装置が絶縁材
料、たとえばガス繊織強化合成樹脂から製造されると、
スペーサを案内装置12と一体に、たとえばいぼ状突起等
の形状で構成することができるので有利である。
く図示されている。磁極コア４と磁極コイル９との間の
ギャップにおける脚部11の所要間隔保持は局所的に絶縁
材料製のスペーサ23によって行なわれ、これらのスペー
サは脚部11の両側に設けられている。脚部11の一方の側
に設けられたスペーサは同脚部の他方に設けられたスペ
ーサに対してずらされており、更に、一般に非磁性薄鋼
板から成る前記脚部がばね力によって前記ギャップ内に
緊締されるように設定されている。案内装置が絶縁材
料、たとえばガス繊織強化合成樹脂から製造されると、
スペーサを案内装置12と一体に、たとえばいぼ状突起等
の形状で構成することができるので有利である。
磁極間隙通路13における案内装置12の支持は同様にス
ペーサ23aによって行なうことができる。ねじおよびス
ペースエレメントまたは他の固定手段による固定も可能
である。それというのは、磁極間隙底通路が磁極コイル
用の支持エレメント10の外部で自由に接近可能であるか
らである。
ペーサ23aによって行なうことができる。ねじおよびス
ペースエレメントまたは他の固定手段による固定も可能
である。それというのは、磁極間隙底通路が磁極コイル
用の支持エレメント10の外部で自由に接近可能であるか
らである。
さらに第６図では、支持エレメント10と磁極コイル９
との間に絶縁体24が示されており、この支持エレメント
10自体は支持プレート25と、ナット27を備えたボルト26
を用いて緊締されている。磁極コイル９のこのような支
持形式は冒頭で述べた米国特許第3739212号明細書に倣
って行なわれ、前記米国特許明細書に詳しく説明されて
いる。
との間に絶縁体24が示されており、この支持エレメント
10自体は支持プレート25と、ナット27を備えたボルト26
を用いて緊締されている。磁極コイル９のこのような支
持形式は冒頭で述べた米国特許第3739212号明細書に倣
って行なわれ、前記米国特許明細書に詳しく説明されて
いる。
図面は本発明による突極機に用いられる冷媒を強制的に
供給する装置の実施例を示すものであって、第１図は第
１実施例による装置を備えた突極機の縦断面図、第２図
は第１図に示した突極機の部分横断面図、第３図は第２
実施例による装置を備えた突極機の縦断面図、第４図は
第３図に示した突極機の部分横断面図、第５図は第３実
施例による装置を備えた突極機の縦断面図、第６図は２
つの隣接した磁極を磁極巻線支持部の高さで拡大して示
す部分横断面図である。 １……ステータ成層体、２……ステータ巻線、３……磁
極、４……磁極コア、５……磁極キャップ、６……ロー
タヨーク、７……ロータ本体、８……軸、９……磁極巻
線、10……支持エレメント、11……脚部、12……案内装
置、13,14,15,16……室、17……冷媒流、17a,17b,17c…
…部分流、18……エアギャップ、19,20……遮断体、21
……スリット、22……隔壁、23,23a……スペーサ、24…
…絶縁体、25……支持プレート、26……ボルト、27……
ナット、28……圧力発生器。
供給する装置の実施例を示すものであって、第１図は第
１実施例による装置を備えた突極機の縦断面図、第２図
は第１図に示した突極機の部分横断面図、第３図は第２
実施例による装置を備えた突極機の縦断面図、第４図は
第３図に示した突極機の部分横断面図、第５図は第３実
施例による装置を備えた突極機の縦断面図、第６図は２
つの隣接した磁極を磁極巻線支持部の高さで拡大して示
す部分横断面図である。 １……ステータ成層体、２……ステータ巻線、３……磁
極、４……磁極コア、５……磁極キャップ、６……ロー
タヨーク、７……ロータ本体、８……軸、９……磁極巻
線、10……支持エレメント、11……脚部、12……案内装
置、13,14,15,16……室、17……冷媒流、17a,17b,17c…
…部分流、18……エアギャップ、19,20……遮断体、21
……スリット、22……隔壁、23,23a……スペーサ、24…
…絶縁体、25……支持プレート、26……ボルト、27……
ナット、28……圧力発生器。
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭59−37847（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−86607（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−43705（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 1/00 - 1/34 H02K 3/00 - 3/28
Claims (8)
- 【請求項１】突極機の磁極コアと磁極コイルとの間のギ
ャップに冷媒を強制的に供給する装置において、磁極コ
ア（４）と、磁極コア（４）に直接に隣接した磁極コイ
ル（９）との間のキャップに案内装置（12）が設けられ
ていて、該案内装置が前記ギャップを、同ギャップのほ
ぼ磁極キャップ側端部でしか自由に接続されていない２
つの室（15,16）に分割していて、圧力発生器（28）か
ら見て前記両室（15,16）が冷媒によって順次に貫流さ
れるようになっていることを特徴とする、突極機に用い
られる冷媒を強制的に供給する装置。 - 【請求項２】案内装置（12）が磁極（３）の軸方向の全
長にわたって延びている、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】案内装置（12）が２つの脚部（11）と、該
脚部を結合する基部とから成るＵ字形の形状を有してお
り、前記脚部（11）が磁極コア（４）と磁極コイル
（９）との間の前記ギャップに突入していて、前記脚部
の自由端部において該自由端部と磁極キャップ（５）と
の間に各１つの自由ギャップが残っている、請求項１ま
たは２記載の装置。 - 【請求項４】案内装置（12）の基部が磁極間隙の底部と
所定の距離をおいて配置されており、これによって形成
した室（13）が、前記ギャップを通って流れる冷媒のた
めの流入室または流出室として働く、請求項３記載の装
置。 - 【請求項５】案内装置（12）の脚部（11）と基部とが、
スペーサ（23,23a）によって磁極コア（４）と磁極コイ
ル（９）とに対して所定の間隔をおいて配置されてお
り、前記スペーサが案内装置（12）に取り付けられてい
るか、または該案内装置と一体に構成されている、請求
項３または４記載の装置。 - 【請求項６】片側通気式の突極機において案内装置（1
2）と磁極間隙の底部との間の室（13）が、突極機の流
入側に向かい合って位置する側で遮断体（19）によって
閉鎖されており、前記室（13）が、磁極コア（４）と磁
極コイル（９）との間のギャップに通したい冷媒のため
の流入室として働く、請求項１から５までのいずれか１
項記載の装置。 - 【請求項７】片側通気式の突極機において案内装置（1
2）と磁極間隙の底部との間の室（13）が、突極機の流
入側で遮断体（20）のよって閉鎖されており、前記室
（13）が、磁極コア（４）と磁極コイル（９）との間の
ギャップを通って流れる冷媒のための流出室として働
く、請求項１から５までのずれか１項記載の装置。 - 【請求項８】両側通気式の突極機においてほぼ機械中央
に隔壁（22）が設けられており、該隔壁が少なくとも案
内装置（12）と磁極間隙の底部との間の室（13）を軸方
向で分割している、請求項１から５までのいずれか１項
記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH313689 | 1989-08-29 | ||
| CH3136/89-9 | 1989-08-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03239138A JPH03239138A (ja) | 1991-10-24 |
| JP2860148B2 true JP2860148B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=4249397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2225460A Expired - Lifetime JP2860148B2 (ja) | 1989-08-29 | 1990-08-29 | 突極機に用いられる冷媒を強制的に供給する装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0415057B1 (ja) |
| JP (1) | JP2860148B2 (ja) |
| AT (1) | ATE97269T1 (ja) |
| BR (1) | BR9004241A (ja) |
| DE (1) | DE59003435D1 (ja) |
| ES (1) | ES2047773T3 (ja) |
| NO (1) | NO903747L (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1564865A1 (de) | 2004-02-12 | 2005-08-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Schenkelpolmaschine mit mindestens einer Polspule |
| CN105637744B (zh) * | 2013-09-06 | 2019-11-15 | 通用电气航空***有限责任公司 | 用于电机的转子组件 |
| US10792750B2 (en) | 2017-01-13 | 2020-10-06 | Ge Aviation Systems Llc | Methods for manufacturing a rotor assembly for an electrical machine |
| US10476358B2 (en) | 2017-01-13 | 2019-11-12 | General Electric Company | Methods for manufacturing an electric machine |
| US10424989B2 (en) | 2017-01-13 | 2019-09-24 | General Electric Company | Methods for manufacturing a housing for an electrical machine |
| US10523096B2 (en) | 2017-01-13 | 2019-12-31 | Ge Aviation Systems Llc | Method for manufacturing a stator assembly of an electrical machine |
| US11177708B2 (en) | 2017-01-13 | 2021-11-16 | Ge Aviation Systems Llc | Method for manufacturing an integrated stator and housing for an electrical machine |
| US10826363B2 (en) | 2018-05-10 | 2020-11-03 | Ge Aviation Systems Llc | Additively manufactured assemblies for electrical machines |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB509359A (en) * | 1938-04-19 | 1939-07-14 | Ernest Barlow | Improvements relating to dynamo electric machines |
| FR1325684A (fr) * | 1962-03-07 | 1963-05-03 | Forges Ateliers Const Electr | Perfectionnements aux dispositifs de refroidissement de machines électriques |
| US3514647A (en) * | 1968-09-30 | 1970-05-26 | Gen Electric | Cooling arrangement for dynamoelectric machines |
| JPS5086607U (ja) * | 1973-12-14 | 1975-07-23 | ||
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1990
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