JP5476699B2 - 発電機用固定子 - Google Patents
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Description
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、発電機用の固定子のティース部の軸方向における端部に発生する渦電流を従来よりも低減できるようにすることを目的とする。
図1は、発電機の概略構成の一例を示す図である。また、図2は、図1のA−A´方向から見た断面図である。尚、図1では、説明の都合上、発電機のうち、固定子(ステータ)、回転子(ロータ)、及び巻線を構成する部分を示し、その他の部分の図示を省略している。また、図2は、図4に示した従来の発電機と対応する部分を示す図である。
図1、図2において、発電機10は、固定子11と、回転子12と、コイル13a〜13oと、ケース14と、通風ダクト15a〜15fとを有している。
回転子12は、その外周面が、固定子11のティース部の先端面(すなわち固定子11の内周面)と所定の間隔を有して相互に対向し、且つ、その軸心(回転軸)が固定子11の軸心と略一致する位置に配置される。
固定子11のティース部には、夫々コイル13a〜13oが巻き回されている。
図2に示すように、固定子11は、軸方向において分割されており、分割されている部分の間に通風ダクト15a〜15fが設けられている。
より具体的に説明すると、部材19は、ヨーク部の平面の形状に合わせて扇形に打ち抜かれた電磁鋼板(磁性体製の薄板)が軸方向に積層されて、周方向に(環状に)組み合わせて構成されたものである(図2の部材19a、19bを参照)。
絶縁板17は、板面の形状が部材19a、19bの先端面の形状と同一の、絶縁材料により形成された一定の厚みを有する絶縁板であり、その一面が、部材19の先端面に接着される。絶縁板17は、紙であっても成型品であってもよい。
尚、部材16、19は、積層された電磁鋼板をワニス等によって固めることにより形成される。また、部材16、19、絶縁板17を図1、図2に示すようにして組み合わせた状態で、それらをワニス等によって固めてもよい。
本実施形態では、このようにして部材16、19が絶縁板17を介して相互に対向するように配置されることにより、固定子11が形成される。部材19、16の間に絶縁板17を配置するのは、部材16、19を接触させると、部材16、19に大きな渦電流が流れ、部材16、19の接触部分で放電が起こるからである。したがって、絶縁板17は、前記回転子12と前記固定子11のティース部の先端面(すなわち固定子11の内周面)との間隔よりも十分に小さく、かつ部材16、19の短絡を防止することができる厚みを有している必要がある。例えば、絶縁板17の厚みを数百μmにすることができる。
図3(a)に示すように、電磁鋼板31の板面に対して垂直方向に磁束21が進入した場合には、大きな渦電流32が発生する。これに対し、図3(b)に示すように、電磁鋼板31の端面(厚み部分)に対して垂直方向に磁束21が進入した場合には、渦電流は板の厚みの範囲に留まり抑制される。
図1、図2に示したように、本実施形態では、固定子11の軸方向における端部の回転子12側(相対的に内側)の部分に配置される電磁鋼板を周方向に積層させることにより、当該部分では図3(b)に示すような状態になり、回転子12からの磁束21a、21bは、当該電磁鋼板の厚み部分から当該電磁鋼板に進入する。すなわち、当該電磁鋼板の板面で、回転子12からの磁束21a、21bを受けるのではなく、当該電磁鋼板の厚み部分で、回転子12からの磁束21a、21bを受けるようになる。これにより、固定子11のティース部の軸方向における端部に発生する渦電流を従来よりも大幅に低減することができる。
また、固定子11の軸方向における端部においてティース部となる部分16と、ヨーク部となる部分19との間に絶縁板17を設けるようにした。したがって、部材16、19に大きな渦電流が流れ、部材16、19の接触部分で放電が起こることを防止することができる。ここで、発電機10では、固定子11と回転子12との間の距離が離れているので、ティース部となる部分16fと、ヨーク部となる部分19との間にギャップを設けても、そのことが、発電機10の特性に大きな影響を与えることはない。
また、本実施形態では、ヨーク部の周方向を構成する部分が一体である固定子を例に挙げて説明したが、ヨーク部の周方向を構成する部分を複数に分割する分割型固定子に対して、本実施形態で説明した部材19、16、絶縁板17を適用してもよい。
11 固定子
12 回転子
13 コイル
14 ケース
15 通風ダクト
16、18、19 固定子を構成する電磁鋼板で形成された部材
17 絶縁板
21 磁束
Claims (2)
- 周方向に延在するヨーク部と、当該ヨーク部から径方向に延在するティース部とを有する発電機用固定子であって、
前記固定子の軸方向における端部のティース部は、周方向に積層された電磁鋼板を用いて構成されており、
前記固定子の軸方向における端部の前記ヨーク部は、軸方向に積層された電磁鋼板を用いて構成されており、
前記固定子の軸方向における端部以外の部分の前記ティース部と前記ヨーク部は、軸方向に積層された電磁鋼板を用いて構成されており、
前記固定子の軸方向における端部の、前記ティース部と前記ヨーク部は、電気的に絶縁されていることを特徴とする発電機用固定子。 - 前記ティース部の軸方向における端部の、前記ティース部と前記ヨーク部との間に、絶縁体板を有することを特徴とする請求項1に記載の発電機用固定子。
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