JP7065047B2 - Rotating machine, stator restraint structure, and how to assemble the rotating machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機、固定子拘束構造、および回転電機の組み立て方法に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine, a stator restraint structure, and a method for assembling the rotary electric machine.
回転電機は、軸方向に延びたロータシャフトおよびその径方向外側に取り付けられた回転子鉄心を有する回転子と、回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心およびその径方向内側部分を軸方向に貫通する固定子巻線を有する固定子と、固定子鉄心の径方向外側に配されて回転子鉄心および固定子を収納するフレームとを備える。 The rotary electric machine includes a rotor shaft extending in the axial direction and a rotor having a rotor core attached to the radial outer side thereof, and a cylindrical stator core provided on the radial outer side of the rotor core and its radial direction. It includes a stator having a stator winding that penetrates the inner portion in the axial direction, and a frame that is arranged radially outside the stator core and houses the rotor core and the stator.
回転電機のフレームには、外面の板部として、フレーム底板、フレーム側板、およびフレーム端板を有し、箱状に形成されているものがある。軸方向の両端部に設けられたフレーム端板には、回転子を挿入可能に、また、それぞれ軸受を支持する軸受ブラケットを取付け可能な開口が形成されている。ロータシャフトは、回転子鉄心を挟んだ両側の部分で、これらの軸受によって回転可能に支持されている。 Some rotary electric frames have a frame bottom plate, a frame side plate, and a frame end plate as outer plate portions, and are formed in a box shape. The frame end plates provided at both ends in the axial direction are formed with openings into which rotors can be inserted and bearing brackets for supporting bearings can be attached. The rotor shaft is rotatably supported by these bearings on both sides of the rotor core.
回転電機においては、その運転時に、磁気吸引力を有する回転子磁極の回転によって、固定子が軸に垂直な方向の平面内で楕円状に変形する円環振動が発生する(特許文献1参照)。この円環振動をもたらす電磁振動は、固定子の極間の電磁力に起因することから電源周波数の2倍の周波数を有する。 In a rotary electric machine, during its operation, the rotation of a rotor magnetic pole having a magnetic attraction causes an annular vibration in which the stator deforms into an elliptical shape in a plane in the direction perpendicular to the axis (see Patent Document 1). .. The electromagnetic vibration that causes this annulus vibration has a frequency twice the power supply frequency because it is caused by the electromagnetic force between the poles of the stator.
また、回転電機の製造時の組み立て時においても、固定子の挿入、取付けに専用の組み立て装置が必要となるなどの問題がある。 Further, even at the time of assembling at the time of manufacturing the rotary electric machine, there is a problem that a dedicated assembling device is required for inserting and attaching the stator.
そこで、本発明は、固定子の電磁振動のフレームへの伝達を抑制し、かつ組立作業性を向上させることを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to suppress the transmission of the electromagnetic vibration of the stator to the frame and to improve the assembling workability.
上述の目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、水平方向に延びたロータシャフトと前記ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心とを有する回転子と、
前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と前記固定子鉄心を貫通する固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子を静止支持する固定子拘束構造と、前記固定子、前記回転子鉄心および前記固定子拘束構造の外側でこれらを囲むように介されたフレームと、前記回転子鉄心を挟んだ両側で前記ロータシャフトを回転可能に支持する2つの軸受と、前記フレームに静止支持されて前記軸受のそれぞれを静止支持する2つの軸受ブラケットと、を備えた回転電機であって、前記フレームは、フレーム底板と、端板開口が形成され互いに軸方向に間隔をおいて配された2枚のフレーム端板と、軸方向に延びて前記固定子拘束構造を挟んで互いに対向し前記フレーム底板と前記フレーム端板とともに箱形を形成する2枚のフレーム側板とを有し、前記固定子拘束構造は、軸方向に互いに間隔をおいて配されて前記固定子の周囲を囲むように前記固定子を支持する少なくとも2つの固定子支持枠と、回転軸と平行の方向に延びて前記固定子支枠同士を連結する複数の連結ロッドと、を具備し、前記固定子支持枠は、前記フレームとは、前記フレーム底板で結合され、前記固定子支持枠のそれぞれは、下端が前記フレーム底板と結合され前記固定子を下側から支持する固定子下部支持枠と、前記固定子下部支持枠と互いに結合することにより前記固定子下部支持枠と相俟って前記固定子を上下から挟み込み前記固定子を静止支持する固定子上部抑え枠と、前記固定子下部支持枠と前記固定子上部抑え枠との間にクリアランスが生じている状態で前記固定子下部支持枠と前記固定子上部抑え枠とを結合するボルトと、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the rotary electric machine according to the present invention includes a rotor having a horizontally extending rotor shaft and a rotor core attached to the radially outer side of the rotor shaft.
A stator having a stator core arranged radially outside the rotor core, a stator winding penetrating the stator core, a stator restraint structure for statically supporting the stator, and the stator. , A frame interposed so as to surround the rotor core and the outside of the stator restraint structure, two bearings rotatably supporting the rotor shaft on both sides of the rotor core, and the frame. A rotary electric machine provided with two bearing brackets that are statically supported and statically support each of the bearings, wherein the frame has a frame bottom plate and an end plate opening formed at an axially spaced distance from each other. It has two frame end plates arranged and two frame side plates extending in the axial direction and facing each other across the stator restraint structure to form a box shape together with the frame bottom plate and the frame end plate. , The stator restraint structure is axially spaced apart from each other and has at least two stator support frames that support the stator so as to surround the stator and in a direction parallel to the axis of rotation. A plurality of connecting rods extending to connect the stator support frames to each other are provided, the stator support frame is connected to the frame by the frame bottom plate, and each of the stator support frames has a lower end. The stator is combined with the stator lower support frame by being coupled to the frame bottom plate and supporting the stator from below, and the stator lower support frame by being coupled to each other. The stator lower support frame and the fixing in a state where there is a clearance between the stator upper holding frame that is sandwiched from above and below and statically supports the stator, and the stator lower support frame and the stator upper holding frame. It is characterized by having a bolt for connecting the child upper holding frame .
また、本発明に係る固定子拘束構造は、回転子と、固定子と、前記固定子、回転子鉄心および固定子拘束構造の外側でこれらを囲むように介され、フレーム底板と、端板開口が形成され互いに軸方向に間隔をおいて配された2枚のフレーム端板と、軸方向に延びて前記固定子拘束構造を挟んで互いに対向し前記フレーム底板と前記フレーム端板とともに箱形を形成する2枚のフレーム側板とを有するフレームと、2つの軸受と、2つの軸受ブラケットとを備えた回転電機の前記固定子を静止支持する固定子拘束構造であって、軸方向に互いに間隔をおいて配されて前記固定子の周囲を囲むように前記固定子を支持する少なくとも2つの固定子支持枠と、回転軸と平行の方向に延びて前記固定子支枠同士を連結する複数の連結ロッドと、を具備し、前記固定子支持枠は、前記フレームとは、前記フレーム底板で結合され、前記固定子支持枠のそれぞれは、下端が前記フレーム底板と結合され前記固定子を下側から支持する固定子下部支持枠と、前記固定子下部支持枠と互いに結合することにより前記固定子下部支持枠と相俟って前記固定子を上下から挟み込み前記固定子を静止支持する固定子上部抑え枠と、前記固定子下部支持枠と前記固定子上部抑え枠との間にクリアランスが生じている状態で前記固定子下部支持枠と前記固定子上部抑え枠とを結合するボルトと、を有することを特徴とする。 Further, the stator restraint structure according to the present invention is interposed so as to surround the stator, the stator, the stator, the stator core and the stator restraint structure on the outside, and the frame bottom plate and the end plate opening. The two frame end plates are formed and arranged at intervals in the axial direction, and the frame bottom plate and the frame end plate, which extend in the axial direction and face each other with the stator restraint structure in between, form a box shape. It is a stator restraint structure that statically supports the stator of a rotary electric machine provided with a frame having two frame side plates to be formed, two bearings, and two bearing brackets, and is spaced apart from each other in the axial direction. At least two stator support frames that are arranged to support the stator so as to surround the stator, and a plurality of connections that extend in a direction parallel to the rotation axis and connect the stator support frames to each other. The stator support frame comprises a rod, and the stator support frame is connected to the frame by the frame bottom plate, and each of the stator support frames has a lower end coupled to the frame bottom plate and the stator is connected from below. The stator upper support frame that supports the stator and the stator upper support frame that supports the stator statically by sandwiching the stator from above and below in combination with the stator lower support frame by connecting to the stator lower support frame and the stator lower support frame. Having a frame and a bolt for connecting the stator lower support frame and the stator upper restraint frame with a clearance between the stator lower support frame and the stator upper restraint frame. It is characterized by.
また、本発明に係る回転電機の組み立て方法は、上記回転電機の組み立て方法であって、前記フレームの前記フレーム底板に前記固定子下部支持枠を取り付ける下部支持枠取り付けステップと、前記下部支持枠取り付けステップの後に、前記固定子を前記固定子下部支持枠上に搭載する搭載ステップと、前記搭載ステップの後に、前記ボルトにより前記固定子下部支持枠と前記固定子上部抑え枠とを結合することで前記固定子上部抑え枠により前記固定子を拘束する拘束ステップと、を有することを特徴とする。 Further, the method of assembling the rotary electric machine according to the present invention is the method of assembling the rotary electric machine, in which the lower support frame attaching step for attaching the stator lower support frame to the frame bottom plate of the frame and the lower support frame attachment. After the step, the stator is mounted on the stator lower support frame, and after the mounting step, the stator lower support frame and the stator upper restraint frame are connected by the bolt. It is characterized by having a restraint step of restraining the stator by the stator upper holding frame .
本発明によれば、固定子の電磁振動のフレームへの伝達を抑制し、かつ組立作業性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the transmission of the electromagnetic vibration of the stator to the frame and improve the assembly workability.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る回転電機について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。 Hereinafter, the rotary electric machine according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, common reference numerals are given to parts that are the same as or similar to each other, and duplicate description is omitted.
[第1の実施形態]
図1は、実施形態に係る回転電機の構成を示す立断面図である。回転電機200は、回転子10、固定子20、軸受30、フレーム100、および冷却器60を有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a configuration of a rotary electric machine according to an embodiment. The rotary
回転子10は、回転軸方向(以下、軸方向という。)に水平に延びたロータシャフト11、およびロータシャフト11の径方向外側に取り付けられた円筒状の回転子鉄心12を有する。
The
ロータシャフト11は、回転子鉄心12を挟んだ軸方向の両側において、それぞれ軸受30により回転可能に支持されている。ロータシャフト11の一方の端部には、結合対象との結合用のカップリング部11aが設けられている。ロータシャフト11には、カップリング部11a側の軸受30と回転子鉄心12との間の部分に、内扇15が取り付けられている。なお、内扇15は、反対側の軸受30と回転子鉄心12との間に設けられていてもよい。
The
固定子20は、回転子鉄心12の径方向外側にギャップ18を介して設けられた円筒状の固定子鉄心21、および固定子鉄心21の径方向内側に周方向に互いに間隔をおいて回転軸方向に延びるように形成されたスロット(図示せず)内を貫通する複数の固定子巻線22を有する。
The
フレーム100は、固定子20および回転子鉄心12を収納するように、これらの下方、側部方向、および軸方向の端部方向を囲んでいる。フレーム100の底部を構成するフレーム底板111上に、固定子20が搭載されている。フレーム100の軸方向の両側の部分であるフレーム端板112には、円形の端板開口112aが形成されている。特に内扇15が設けられている側の端板開口112aは、回転子10を軸方向外側から固定子20内に挿入する際に、内扇15が通過できる口径に形成されている。
The
それぞれのフレーム端板112には、その端板開口112aを塞ぐように軸受ブラケット40が、取り付けられている。軸受ブラケット40は、軸受30を静止支持する。
A
フレーム100の上方は開放されており、フレーム100の上方には、冷却器60が設けられている。冷却器60は、複数の冷却管61、および複数の冷却管61を収納する冷却器カバー62を有する。フレーム100内の空間であるフレーム内空間100sと、冷却器カバー62内の空間であるカバー内空間62aは、互いに、冷却器入口開口63および冷却器出口開口64により連通している。冷却器入口開口63は、内扇15の上方に形成されている。また、冷却器出口開口64は、軸方向に回転子鉄心12を挟んで内扇15の反対側の上方に形成されている。
The upper part of the
図2は、第1の実施形態に係る回転電機のフレームの構成を示す斜視図であり、図3は、図2のIII-III矢視横断面図である。 FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the frame of the rotary electric machine according to the first embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
フレーム100は、フレーム底板111、2つのフレーム端板112、および2つのフレーム端板112の間を接続する2つのフレーム側板113を有する。フレーム100は、これらの要素により、上方が開放された四角い箱形に形成されている。それぞれのフレーム端板112には、前述のように円形の端板開口112aが形成されている。
The
フレーム底板111は、回転電機200の基礎に密着するように、水平に設置されている。フレーム底板111の上には、固定子拘束構造120が取り付けられている。
The
固定子拘束構造120は、回転軸方向に間隔をおいて配された2つの固定子支持枠121、およびこれらを連結する複数の連結ロッド122を有する。なお、固定子支持枠121は、2つに限定されず3つ以上でもよい。
The
それぞれの固定子支持枠121には、円形の支持枠開口121aが形成されている。支持枠開口121aの口径は、固定子20の外径に対応している。すなわち、固定子20を軸方向に圧入した場合(図5参照)に、挿入可能であり、かつ、実質的に固定子20と固定子支持枠121とが密着するような口径となるように形成されている。
A circular
固定子支持枠121は、それぞれ、下端がフレーム底板111に取り付けられている。取り付けは、溶接による。なお、固定子支持枠121の下端にフランジを設け、かつフレーム底板111にスタッドボルトを取り付け、ゆるみ止めを施したナットにより機械的に結合するなどの機械的方法によってもよい。
The lower ends of the stator support frames 121 are attached to the
固定子支持枠121の水平方向の幅は、フレーム端板112の水平方向の幅より小さく形成されている。固定子支持枠121は、フレーム100とは、フレーム底板111のみで結合している。すなわち、固定子拘束構造120は、フレーム底板111のみと結合している。
The horizontal width of the
連結ロッド122には、長手方向に1つまたは複数の回り止め用孔122aが形成されている。1つの連結ロッド122に形成された回り止め用孔122aは、互いに平行に、固定子20の方向に貫通するように形成されている。回り止め用孔122aには、めねじが形成され、回り止めボルト122bと螺合する。なお、図3では、1つの連結ロッド122についてのみしか回り止めボルト122bを表示していないが、他の連結ロッド122についても同様である。
The connecting
固定子支持枠121は、フレーム底板111と結合する下端を拘束部として、回転軸方向(図2のx方向)に曲がる第1部分変形モードを有する。また、固定子支持枠121は、下端を拘束部として、鉛直方向(図3のz方向)の中心軸周りの方向(図3のΦ方向)に捩れる第2部分変形モードを有する。これらの変形モードについての固定子支持枠121の剛性は、固定子支持枠121の材料および形状・寸法により決まり、特に板厚に大きく依存する。
The
2つの固定子支持枠121とこれらを結合する複数の連結ロッド122からなる固定子拘束構造120も、下端すなわち固定子支持枠121の下端を拘束部として、その上側がx方向に移動する第1の全体変形モードと、固定子支持枠121の第2部分変形モードによる第2全体変形モードを有する。また、固定子拘束構造120の第1全体変形モードおよび第2全体変形モードについての固定子拘束構造120の剛性は、固定子支持枠121の剛性および連結ロッド122の剛性の組み合わせにより決まる。連結ロッド122の剛性は、材料および形状・寸法により決まる。
Also in the
したがって、固定子拘束構造120の固有振動数およびエネルギ吸収の程度は、たとえば、固定子支持枠121の板厚と連結ロッド122の断面寸法等を変化させることにより調節することができる。
Therefore, the natural frequency and the degree of energy absorption of the
図4は、第1の実施形態に係る回転電機の組み立て方法の手順を示すフロー図である。 FIG. 4 is a flow chart showing a procedure of an assembling method of a rotary electric machine according to the first embodiment.
まず、固定子拘束構造120の剛性を設定する(ステップS01)。回転子10の回転、および固定子20の電磁振動との共振を回避する固有周波数範囲内とすること、および所期のエネルギ吸収の程度とから、固定子拘束構造120の目標とする剛性を設定する。次に、固定子支持枠121の板厚と連結ロッド122の断面寸法等を調節し、この目標とする剛性となるようにする。
First, the rigidity of the
一方、固定子20を組み立てる(ステップS02)。すなわち、固定子鉄心21に固定子巻線22を組み込んだ状態とする。
On the other hand, the
また、フレーム100を組み立てる(ステップS03)。すなわち、フレーム底板111、フレーム端板112およびフレーム側板113を一体化した状態とする。
Further, the
次に、固定子拘束構造120をフレーム100に取り付ける(ステップS04)。すなわち、固定子拘束構造120の固定子支持枠121の下端をフレーム100のフレーム底板111に溶接あるいは機械的な手段により接続する。この際、連結ロッド122は、2つの固定子支持枠121が固定された後に固定子支持枠121に取り付ける。なお、事前に、2つの固定子支持枠121に連結ロッド122を取り付け、固定子拘束構造120を一体に組み立てた後に、固定子支持枠121の下端をフレーム底板111に結合させてもよい。
Next, the
ステップS03およびステップS04の手順と、ステップS02との前後関係は問わない。すなわち、ステップS03およびステップS04をステップS02の前に実施してもよいし、両者を並行して実施してもよい。 The context of the procedure of step S03 and step S04 and step S02 does not matter. That is, step S03 and step S04 may be performed before step S02, or both may be performed in parallel.
次に、固定子20のフレーム100内の設置の準備として、フレーム100の軸方向を鉛直方向に設定する(ステップS05)。すなわち、固定子拘束構造120が取り付けられ固定子拘束構造120と一体化したフレーム100を90度回転させて、回転子10が挿入された状態における軸方向に相当する方向が、鉛直方向を向くようにする。
Next, in preparation for the installation of the
次に、固定子20を固定子拘束構造に挿入する(ステップS06)。図5は、第1の実施形態に係る回転電機の組み立て方法における固定子の挿入時の状態を示す斜視図である。なお、固定子巻線22については、一部のみを表示している。
Next, the
固定子拘束構造120と一体化したフレーム100は、最上部にフレーム端板112があり、その下方に、互いに上下に離れた2つの固定子支持枠121があるという状態である。
The
固定子鉄心21に固定子巻線22が組み込まれ一体化した固定子20は、軸方向を鉛直方向にして吊られ、上方から、フレーム100に挿入される。
The
この際、フレーム端板112に形成された端板開口112aの口径は、固定子20の外径より大きいため、まず、固定子20は、端板開口112aを通過する。次に、固定子20は、上側の固定子支持枠121に形成された支持枠開口121aに挿入される。
At this time, since the diameter of the
固定子20の支持枠開口121aの通過は、治具(図示せず)を用いて固定子20を下方に押し下げることにより行われる。治具は、固定子巻線22と干渉せずに固定子鉄心21の端面を押すことができるように形成されている。
The passage of the
次に、フレーム100の軸方向を水平方向に復帰させる(ステップS07)。すなわち、ステップS05でフレーム100の姿勢を変更したが、固定子20が挿入されたフレーム100の姿勢を元の水平方向に戻す。
Next, the axial direction of the
次に、固定子20の回り止め施工を行う(ステップS08)。具体的には、連結ロッド122に形成された回り止め用孔122aに回り止めボルト122bをねじ込み、固定子鉄心21の外表面を径方向外側から回転中心方向に向かって押し付ける。また、必要に応じてボルトの緩み止めを行う。なお、回り止めボルトに代えて、ピンを用いても良い。
Next, the
固定子20は、固定子拘束構造120の固定子支持枠121内に強制的に挿入されることにより、回転電機200の運転中に固定子20に印加される回転軸周りに回転させようとする回転力に抗して固定子20を拘束する側に作用する。通常は、この固定子20と固定子支持枠121との間の摩擦力で十分に回転力に抗し得る。前述のように連結ロッド122に回り止めボルト122bを取り付けることにより、回転力への対抗能力の余裕をさらに確保することができる。
The
次に、回転子10を、フレーム100内の固定子20内に挿入する(ステップS09)。すなわち、ロータシャフト11に回転子鉄心12を取り付けて一体化した回転子10を、固定子20内に挿入する。この際、回転子10は、回転子鉄心12からみて内扇15が取り付けられていない側を先頭にして、固定子20に挿入する。
Next, the
以上に述べた本実施形態によれば、固定子20は、固定子拘束構造120により固定支持されており、固定子拘束構造120の剛性は、固定子支持枠121の板厚や連結ロッド122の断面形状等を変化させることにより、調節可能である。
According to the present embodiment described above, the
また、固定子拘束構造120は、フレーム底板111のみに結合しており、固定子20に生じた振動のエネルギは、固定子拘束構造120に伝達され、固定子拘束構造120でその一部を消費した後、エネルギはフレーム底板111に伝達される。フレーム底板111は、基礎に密着しており、フレーム底板111に伝達されたエネルギの大部分は基礎を通じて伝達、拡散される。
Further, the
この結果、固定子20で生じた振動は、たとえばフレーム端板112には殆ど伝達されず、軸受30の振動の要因とはならない。したがって、回転子10の回転軸中心から径方向への振動が抑制される。
As a result, the vibration generated in the
従来の固定子鉄心を固定子支持枠に圧入する方式の構造においては、固定子鉄心の圧入の際に固定子支持枠に荷重が付加される。このため、固定子支持枠をフレームと連結することにより、剛性を高くしている。この結果、固定子鉄心の振動がフレームに伝達される結果となっている。 In the conventional structure in which the stator core is press-fitted into the stator support frame, a load is applied to the stator support frame when the stator core is press-fitted. Therefore, the rigidity is increased by connecting the stator support frame to the frame. As a result, the vibration of the stator core is transmitted to the frame.
また、従来の縦置きで固定子鉄心を固定子支持枠に挿入する方法、あるいは、横置きで固定子鉄心を挿入する方法においては、鉄心の組み立て後に精度を確保するための加工が必要であり、かつ溶接技能も必要としている。特に、2極機においては、振動を伝達しない構造とするために部品点数が多くなっている。 Further, in the conventional method of inserting the stator core into the stator support frame in the vertical installation or the method of inserting the stator core in the horizontal installation, processing is required to ensure accuracy after assembling the iron core. And also requires welding skills. In particular, in a two-pole machine, the number of parts is large in order to have a structure that does not transmit vibration.
一方、本実施形態に係る圧入方式では、圧入するステップの後に数箇所に回り止め施工を行うステップで固定子の挿入を完了するため、作業性、生産性が向上し、コストの低減を図ることができる。 On the other hand, in the press-fitting method according to the present embodiment, the insertion of the stator is completed in the step of performing detenting work at several places after the press-fitting step, so that workability and productivity are improved and the cost is reduced. Can be done.
以上のように、回転電機200において、固定子の電磁振動のフレームへの伝達を抑制し、かつ組立作業性を向上させることができる。
As described above, in the rotary
[第2の実施形態]
図6は、第2の実施形態に係る回転電機のフレームの構成を示す斜視図である。なお、固定子巻線22については、一部のみを表示している。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the frame of the rotary electric machine according to the second embodiment. Only a part of the stator winding 22 is displayed.
本第2の実施形態は、第1の実施形態の変形である。すなわち、本第2の実施形態における回転電機200は、第1の実施形態における固定子拘束構造120とは異なる固定子拘束構造130を有する。なお、後述するように、本実施形態においては、内扇15が設けられている側にあっても、端板開口112aの口径は、内扇15が通過できる口径である必要はない。その他の点では、第1の実施形態と同様である。
The second embodiment is a modification of the first embodiment. That is, the rotary
固定子拘束構造130は、2つの固定子下部支持枠131、2つの固定子上部抑え枠132、および2つの固定子上部抑え枠132を互いに接続する複数の連結ロッド133を有する。なお、固定子下部支持枠131および固定子上部抑え枠132は、3つ以上設けられていてもよい。それぞれの固定子下部支持枠131と固定子上部抑え枠132は、固定子支持枠135を構成する。
The
それぞれの固定子上部抑え枠132の上部開口132aと、固定子下部支持枠131の下部開口131aは、固定子上部抑え枠132と固定子下部支持枠131が互いに結合した場合に、固定子鉄心21の外径に対応する口径を有する円形の開口を形成する。すなわち、固定子支持枠135は、固定子鉄心21の外径に対応する口径を有する円形の開口を有する。
The
固定子下部支持枠131の上端の2箇所にはそれぞれフランジ131bが設けられ、固定子上部抑え枠132の下端の2箇所にはそれぞれフランジ132bが設けられている。固定子下部支持枠131と固定子上部抑え枠132は、フランジ131bとフランジ132bをたとえば図示しないボルトによって結合することにより、互いに結合される。
固定子拘束構造130においては、固定子下部支持枠131のみが、フレーム100と結合している。すなわち、固定子下部支持枠131の下端が、溶接あるいは機械的に、フレーム底板111上に固定される。
In the
連結ロッド133は、2つの固定子上部抑え枠132を互いに連結している。なお、連結ロッド133は、2つの固定子下部支持枠131の連結用にさらに設けられてもよい。
The connecting
図示を省略するが、連結ロッド133には、第1の実施形態における連結ロッド122と同様に、固定子20の回り止め用孔が形成されている。
Although not shown, the connecting
図7は、第2の実施形態に係る回転電機の組み立て方法の手順を示すフロー図である。第1の実施形態と異なる点について以下に説明する。 FIG. 7 is a flow chart showing the procedure of the method of assembling the rotary electric machine according to the second embodiment. The differences from the first embodiment will be described below.
ステップS02のフレーム100の組み立てを終えた後に、固定子下部支持枠131をフレーム100に取り付ける(ステップS11)。具体的には、固定子下部支持枠131の下端を、溶接によりあるいは機械的にフレーム底板111に取り付ける。
After assembling the
ステップS02での固定子の組み立ておよびステップS11での固定子下部支持枠131の取り付けの次に、固定子20の固定子下部支持枠131への搭載を行う(ステップS12)。この場合、固定子20は、軸方向を水平にして、フレーム100の上方の開口から固定子下部支持枠131の上に吊り下ろすことにより搭載ができる。
After assembling the stator in step S02 and attaching the stator
次に、固定子上部抑え枠132により固定子20を拘束する(ステップS13)。すなわち、固定子下部支持枠131のフランジ131bと固定子上部抑え枠132のフランジ132bを結合して、固定子下部支持枠131と固定子上部抑え枠132を結合させることにより、固定子20を上下から挟み込み拘束する。
Next, the
次に固定子20の回り止め施工を行う(ステップS08)。これ以降は第1の実施形態と同様である。なお、固定子20への回転力に抗する能力をさらに確保するために、固定子下部支持枠131と固定子上部抑え枠132により固定子20を上下から挟み込んだ状態では、フランジ131bとフランジ132bとの間にクリアランスが生ずるようにし、両者を結合するボルトの張力によって、固定子下部支持枠131および固定子上部抑え枠132と、固定子鉄心21との間の摩擦力をさらに増大させてもよい。
Next, the
以上のような本実施形態においては、回転電機200において固定子20の振動によるフレーム100の振動を低減する上で第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained in reducing the vibration of the
また、回転電機200の組み立てにおいて、フレーム100の取り扱い工程の少ない方法を得ることができる。
Further, in assembling the rotary
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、実施形態では、ロータシャフトが水平方向に延びた横置き型の全閉外扇形回転電機の場合を示したが、ロータシャフトが鉛直方向に延びた立置き型の全閉外扇形回転電機の場合であってもよい。
[Other embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. For example, in the embodiment, the case of a horizontally-mounted fully enclosed fan-shaped rotary electric machine in which the rotor shaft extends in the horizontal direction is shown, but in the case of a vertical-mounted fully enclosed external fan-shaped rotary electric machine in which the rotor shaft extends in the vertical direction. There may be.
さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Further, the embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. The embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
10…回転子、11…ロータシャフト、11a…カップリング部、12…回転子鉄心、15…内扇、18…空隙、20…固定子、21…固定子鉄心、22…固定子巻線、30…軸受、40…軸受ブラケット、60…冷却器、61…冷却管、62…冷却器カバー、62a…カバー内空間、63…冷却器入口開口、64…冷却器出口開口、100…フレーム、100s…フレーム内空間、111…フレーム底板、112…フレーム端板、112a…端板開口、113…フレーム側板、120…固定子拘束構造、121…固定子支持枠、121a…支持枠開口、122…連結ロッド、122a…回り止め用孔、122b…回り止めボルト、130…固定子拘束構造、131…固定子下部支持枠、131a…下部開口、131b…フランジ、132…固定子上部抑え枠、132a…上部開口、132b…フランジ、133…連結ロッド、135…固定子支持枠、200…回転電機 10 ... rotor, 11 ... rotor shaft, 11a ... coupling part, 12 ... rotor core, 15 ... inner fan, 18 ... gap, 20 ... stator, 21 ... stator core, 22 ... stator winding, 30 ... bearing, 40 ... bearing bracket, 60 ... cooler, 61 ... cooling pipe, 62 ... cooler cover, 62a ... cover inner space, 63 ... cooler inlet opening, 64 ... cooler outlet opening, 100 ... frame, 100s ... Space in the frame, 111 ... Frame bottom plate, 112 ... Frame end plate, 112a ... End plate opening, 113 ... Frame side plate, 120 ... Stator restraint structure, 121 ... Stator support frame, 121a ... Support frame opening, 122 ... Connecting rod , 122a ... Anti-rotation hole, 122b ... Anti-rotation bolt, 130 ... Stator restraint structure, 131 ... Stator lower support frame, 131a ... Lower opening, 131b ... Flange, 132 ... Stator upper restraint frame, 132a ... Upper opening , 132b ... Flange ... 133 ... Connecting rod, 135 ... Stator support frame, 200 ... Rotor
Claims (3)
前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と前記固定子鉄心を貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子を静止支持する固定子拘束構造と、
前記固定子、前記回転子鉄心および前記固定子拘束構造の外側でこれらを囲むように介されたフレームと、
前記回転子鉄心を挟んだ両側で前記ロータシャフトを回転可能に支持する2つの軸受と、
前記フレームに静止支持されて前記軸受のそれぞれを静止支持する2つの軸受ブラケットと、
を備えた回転電機であって、
前記フレームは、フレーム底板と、端板開口が形成され互いに軸方向に間隔をおいて配された2枚のフレーム端板と、軸方向に延びて前記固定子拘束構造を挟んで互いに対向し前記フレーム底板と前記フレーム端板とともに箱形を形成する2枚のフレーム側板とを有し、
前記固定子拘束構造は、
軸方向に互いに間隔をおいて配されて前記固定子の周囲を囲むように前記固定子を支持する少なくとも2つの固定子支持枠と、
回転軸と平行の方向に延びて前記固定子支枠同士を連結する複数の連結ロッドと、
を具備し、
前記固定子支持枠は、前記フレームとは、前記フレーム底板で結合され、
前記固定子支持枠のそれぞれは、
下端が前記フレーム底板と結合され前記固定子を下側から支持する固定子下部支持枠と、
前記固定子下部支持枠と互いに結合することにより前記固定子下部支持枠と相俟って前記固定子を上下から挟み込み前記固定子を静止支持する固定子上部抑え枠と、
前記固定子下部支持枠と前記固定子上部抑え枠との間にクリアランスが生じている状態で前記固定子下部支持枠と前記固定子上部抑え枠とを結合するボルトと、
を有することを特徴とする回転電機。 A rotor having a rotor shaft extending in the horizontal direction and a rotor core attached to the radial outer side of the rotor shaft, and a rotor.
A stator having a stator core arranged radially outside the rotor core and a stator winding penetrating the stator core, and
A stator restraint structure that statically supports the stator,
With a frame interposed around the stator, the rotor core and the stator constraint structure so as to surround them.
Two bearings that rotatably support the rotor shaft on both sides of the rotor core,
Two bearing brackets that are statically supported by the frame and statically support each of the bearings,
It is a rotary electric machine equipped with
The frame has a frame bottom plate, two frame end plates having end plate openings formed and arranged at intervals in the axial direction, and the frame extending in the axial direction and facing each other with the stator restraint structure interposed therebetween. It has a frame bottom plate and two frame side plates forming a box shape together with the frame end plate.
The stator restraint structure
At least two stator support frames that are axially spaced apart from each other and support the stator so as to surround the stator.
A plurality of connecting rods extending in a direction parallel to the axis of rotation to connect the stator support frames to each other,
Equipped with
The stator support frame is connected to the frame by the frame bottom plate.
Each of the stator support frames
A stator lower support frame whose lower end is coupled to the frame bottom plate to support the stator from below,
A stator upper holding frame that holds the stator from above and below in combination with the stator lower support frame by being coupled to the stator lower support frame and statically supports the stator.
A bolt that connects the stator lower support frame and the stator upper restraint frame with a clearance between the stator lower support frame and the stator upper restraint frame, and
A rotary electric machine characterized by having .
軸方向に互いに間隔をおいて配されて前記固定子の周囲を囲むように前記固定子を支持する少なくとも2つの固定子支持枠と、
回転軸と平行の方向に延びて前記固定子支枠同士を連結する複数の連結ロッドと、
を具備し、
前記固定子支持枠は、前記フレームとは、前記フレーム底板で結合され、
前記固定子支持枠のそれぞれは、
下端が前記フレーム底板と結合され前記固定子を下側から支持する固定子下部支持枠と、
前記固定子下部支持枠と互いに結合することにより前記固定子下部支持枠と相俟って前記固定子を上下から挟み込み前記固定子を静止支持する固定子上部抑え枠と、
前記固定子下部支持枠と前記固定子上部抑え枠との間にクリアランスが生じている状態で前記固定子下部支持枠と前記固定子上部抑え枠とを結合するボルトと、
を有することを特徴とする固定子拘束構造。 The rotor, the stator, the stator, the rotor core, and the stator are interposed so as to surround them on the outside of the restraint structure, and the frame bottom plate and the end plate opening are formed and arranged at an axial distance from each other. A frame having two frame end plates extending in the axial direction and facing each other across the stator restraint structure, and two frame side plates forming a box shape together with the frame end plate. It is a stator restraint structure for statically supporting the stator of a rotary electric machine provided with two bearings and two bearing brackets.
At least two stator support frames that are axially spaced apart from each other and support the stator so as to surround the stator.
A plurality of connecting rods extending in a direction parallel to the axis of rotation to connect the stator support frames to each other,
Equipped with
The stator support frame is connected to the frame by the frame bottom plate.
Each of the stator support frames
A stator lower support frame whose lower end is coupled to the frame bottom plate and supports the stator from below,
A stator upper holding frame that holds the stator from above and below in combination with the stator lower support frame by being coupled to the stator lower support frame and statically supports the stator.
A bolt that connects the stator lower support frame and the stator upper restraint frame with a clearance between the stator lower support frame and the stator upper restraint frame, and
Stator restraint structure characterized by having .
前記フレームの前記フレーム底板に前記固定子下部支持枠を取り付ける下部支持枠取り付けステップと、
前記下部支持枠取り付けステップの後に、前記固定子を前記固定子下部支持枠上に搭載する搭載ステップと、
前記搭載ステップの後に、前記ボルトにより前記固定子下部支持枠と前記固定子上部抑え枠とを結合することで前記固定子上部抑え枠により前記固定子を拘束する拘束ステップと、
を有することを特徴とする回転電機の組み立て方法。 The method for assembling a rotary electric machine according to claim 1.
A lower support frame mounting step for mounting the stator lower support frame to the frame bottom plate of the frame, and
After the lower support frame mounting step, a mounting step for mounting the stator on the stator lower support frame and a mounting step.
After the mounting step, a restraint step of restraining the stator by the stator upper restraint frame by connecting the stator lower support frame and the stator upper restraint frame with the bolt .
A method of assembling a rotary electric machine, which is characterized by having.
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