JP5978800B2 - 回転電機、及び回転電機の固定子の冷却方法 - Google Patents
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Description
ΔP=f・L/D・(ρv2)/2 ・・・・・・・(1)
として表わされる。(1)式に基づいて回転電機11における流体13の圧損を検討する。
図16に示すように、流体13は、冷却媒体入口12aを介して回転電機11の周方向の一部より供給される。供給される流体13のうちで、固定子コイルの端部11bに直接衝突して端部11bを冷却する流体13cの圧損と、その他の固定子コイルの端部11bを冷却する流体13dの圧損とを、(1)式に基づいて検討すると、流体13dの配管長Lは流体13cの配管長Lよりも大きいとともに、冷却媒体の経路やケーシングの形状にもよるが、一般的な回転電機の構造では、固定子コイルの下部を冷却する流体13dの配管内径Dは流体13cの配管内径Dよりも小さい。そのため、流体13cが直接衝突する固定子コイルの端部以外の箇所は、圧損が大きく、十分に冷却できない。
(1)回転子及び固定子を外部から遮断するケーシングを備え、冷却媒体を、固定子コイルの端部の上部に位置する冷却媒体入口から固定子コイルの軸方向の端部に供給して回転電機の内部及び外部に流通させ、固定子コイルの軸方向の中央部から排出することによって固定子コイルを冷却する回転電機において、
前記固定子コイルの軸方向の端部の近傍に該固定子コイルの外周面に沿って配置されて、該固定子コイルの端部の熱を抜熱する冷却媒体の圧損の、固定子コイルの周方向へのばらつきを抑制する整流部材を備え、
前記整流部材は、多数の孔を備える整流板であって、当該整流板は、当該整流板が設置されていない場合に前記冷却媒体が直接衝突する前記固定子コイルの端部を含む範囲を前記固定子コイルの中心角で30〜60°の範囲で覆って、配置されること、および
前記整流部材は、複数の前記整流板が該整流板の長手方向端部で接続部を介して接続されており、前記接続部には前記固定子コイルと前記ケーシングとの間を遮蔽する遮蔽板が重ねて設けられていること
を特徴とする回転電機。
前記固定子コイルの軸方向の端部の近傍に該固定子の外周面に沿って配置された整流部材によって、該固定子コイルの端部の熱を抜熱する冷却媒体の圧損の、該固定子コイルの周方向へのばらつきを抑制し、
前記整流部材は、多数の孔を備える整流板であって、当該整流板は、当該整流板が設置されていない場合に前記冷却媒体が直接衝突する前記固定子コイルの端部を含む範囲を前記固定子コイルの中心角で30〜60°の範囲で覆って、配置されること、および
前記整流部材は、複数の前記整流板が該整流板の長手方向端部で接続部を介して接続されており、前記接続部には前記固定子コイルと前記ケーシングとの間を遮蔽する遮蔽板が重ねて設けられていること
を特徴とする回転電機の固定子の冷却方法。
図1は、製鉄所で使用される厚板用圧延ミル主機モータ20を模式的に示す説明図である。本実施の形態では、本発明を、図2に示す厚板用圧延ミル主機モータ20に適用する。また、図2は、本発明に係る回転電機である厚板用圧延ミル主機モータ20の構成例を示す説明図である。同図に示すように、厚板用圧延ミル主機モータ20は、ケーシング22と整流部材27とを備えるので、これらについて順次説明する。
この厚板用圧延ミル主機モータ20は、回転子(図示を省略)及び固定子コイル21を外部から遮断するケーシング22を備える。ケーシング22は、脚が中間取付(ケーシングの下部の一部が基礎に埋め込まれた状態で取り付けられる設置方式)であるために基礎23に据え付けられている。ケーシング22の上面には、冷却媒体である冷却風24を厚板用圧延ミル主機モータ20に吹き付けるための冷却風入口25,25が設けられている。さらに、ケーシング20の上部には、冷却風24を冷却するための熱交換機(図示しない)が設けられている。
整流部材27は、固定子コイル21の軸方向の端部21aの近傍に固定子コイル21の外周面に沿って、配置される。
本発明者らは、整流部材であるパンチングメタル状隔壁27を、その大きさ,穴の形状,取付位置を変化させて、モータ20に実際に装着し、風量を測定した。
図7に示すように、パンチングメタル小では、固定子コイル21の位置9,10を覆うように長さ890mmのパンチングメタル状隔壁27を配置し、パンチングメタル中では、固定子コイル21の位置8〜10を覆うように長さ1335mmのパンチングメタル状隔壁27を配置し、さらに、パンチングメタル大では、固定子コイル21の位置7〜10を覆うように長さ1780mmのパンチングメタル状隔壁27を配置した。
図10に示すように、固定子コイル21の端部を有効に冷却する風量を稼ぐため、冷却への寄与の小さい領域である、固定子コイル21とケーシング22との隙間を塞ぐように、整流板27の接続部に重ねて樹脂製の遮蔽板30を設けた。
図11にグラフで示すように、実施例1とは整流板の形状が異なるので風量分布は異なるものの、周方向の風速分布の均一化が図れた。
図12は、製作したコイルとケーシングとの間の空間の遮蔽板30を示す説明図である。
2 固定子
2a 鉄心端部
2b 鉄心中央部
3 回転子
4 固定子コイル
5 固定子フレーム
6 抵抗板
7 固定子通風ダクト
8 冷却媒体
9 回転電機のシャフト
10 冷却媒体の吸入ファン
11 回転電機
11a 端部
11b 中央部
12 ケーシング
12a 冷却媒体入口
13,13a,13b,13c,13d 冷却媒体(流体)
14,14a,14b 管路
15 熱交換器
20 厚板用圧延ミル主機モータ
21 固定子コイル
21a 軸方向の端部
22 ケーシング
23 基礎
24 冷却風
25 冷却風入口
26 モータ下部空間
27 整流部材(パンチングメタル状隔壁)
27a 孔
30 遮蔽板
Claims (2)
- 回転子及び固定子を外部から遮断するケーシングを備え、冷却媒体を、固定子コイルの端部の上部に位置する冷却媒体入口から固定子コイルの軸方向の端部に供給して回転電機の内部及び外部に流通させ、固定子コイルの軸方向の中央部から排出することによって固定子コイルを冷却する回転電機において、
前記固定子コイルの軸方向の端部の近傍に該固定子コイルの外周面に沿って配置されて、該固定子コイルの端部の熱を抜熱する冷却媒体の圧損の、固定子コイルの周方向へのばらつきを抑制する整流部材を備え、
前記整流部材は、多数の孔を備える整流板であって、当該整流板は、当該整流板が設置されていない場合に前記冷却媒体が直接衝突する前記固定子コイルの端部を含む範囲を前記固定子コイルの中心角で30〜60°の範囲で覆って、配置されること、および
前記整流部材は、複数の前記整流板が該整流板の長手方向端部で接続部を介して接続されており、前記接続部には前記固定子コイルと前記ケーシングとの間を遮蔽する遮蔽板が重ねて設けられていること
を特徴とする回転電機。 - 回転子及び固定子を外部から遮断するケーシングを備える回転電機における固定子コイルに、冷却媒体を、ケーシングに設けられた、固定子コイルの端部の上部に位置する冷却媒体入口から固定子コイルの端部に供給して回転電機の内部及び外部に流通させ、固定子コイルの軸方向の中央部から排出することによって固定子コイルを冷却する方法において、
前記固定子コイルの軸方向の端部の近傍に該固定子の外周面に沿って配置された整流部材によって、該固定子コイルの端部の熱を抜熱する冷却媒体の圧損の、該固定子コイルの周方向へのばらつきを抑制し、
前記整流部材は、多数の孔を備える整流板であって、当該整流板は、当該整流板が設置されていない場合に前記冷却媒体が直接衝突する前記固定子コイルの端部を含む範囲を前記固定子コイルの中心角で30〜60°の範囲で覆って、配置されること、および
前記整流部材は、複数の前記整流板が該整流板の長手方向端部で接続部を介して接続されており、前記接続部には前記固定子コイルと前記ケーシングとの間を遮蔽する遮蔽板が重ねて設けられていること
を特徴とする回転電機の固定子の冷却方法。
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JP2012145380A JP5978800B2 (ja) | 2012-06-28 | 2012-06-28 | 回転電機、及び回転電機の固定子の冷却方法 |
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