JP7117978B2 - Annealing method for rotary electric machine stator core - Google Patents
Annealing method for rotary electric machine stator core Download PDFInfo
- Publication number
- JP7117978B2 JP7117978B2 JP2018212947A JP2018212947A JP7117978B2 JP 7117978 B2 JP7117978 B2 JP 7117978B2 JP 2018212947 A JP2018212947 A JP 2018212947A JP 2018212947 A JP2018212947 A JP 2018212947A JP 7117978 B2 JP7117978 B2 JP 7117978B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator core
- electric machine
- annealing
- rotating electric
- machine stator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本開示は、回転電機ステータコアの効果的な焼鈍方法に関する。 The present disclosure relates to effective annealing methods for rotating electric machine stator cores.
従来からモータ、発電機等の回転電機は、ステータコアとロータコアとが径方向に対向して配置することにより構成される。ステータコアには、一般的に電磁鋼板の積層体が使用される。その電磁鋼板において、加工硬化による内部の歪を取り除き、コア損失である鉄損を低減させるために、焼鈍が行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, rotary electric machines such as motors and generators are configured by arranging a stator core and a rotor core to face each other in the radial direction. A laminate of electromagnetic steel sheets is generally used for the stator core. The electrical steel sheet is annealed to remove internal strain due to work hardening and to reduce iron loss, which is core loss.
例えば、ステータコアの全体に、軸方向一方側から高周波磁束を印加し、ステータコアの端部に面内渦電流を流して、それに起因するジュール損を利用してステータコアを加熱する方法が考えられる。 For example, a high-frequency magnetic flux is applied to the entire stator core from one side in the axial direction, in-plane eddy currents are caused to flow through the ends of the stator core, and the resulting Joule loss is used to heat the stator core.
また、特許文献１，２に記載された構成のように、誘導加熱を行うコイル（誘導加熱部）がステータコアの外周全体を近接して覆い、そのコイルに通電することで、ステータコアに誘導電流を流してステータコアを加熱する方法が知られている。 Further, as in the configurations described in Patent Documents 1 and 2, a coil (induction heating section) that performs induction heating closely covers the entire outer periphery of the stator core, and by energizing the coil, an induced current is generated in the stator core. It is known to heat the stator core by flowing.
また、特許文献３に記載された構成のように、コイルの内側に一次側ヨークを貫通させ、その一次側ヨークに磁気的に結合した二次側ヨークを、ステータコアの中心部に貫通させ、コイルへ交流電流を通電し、一次側ヨークによりステータコアの内側に軸方向の磁束を流す方法も知られている。この方法によれば、この軸方向の磁束によりステータコアに誘導電流を流して、ステータコアを加熱し焼鈍できる可能性がある。 Further, as in the configuration described in Patent Document 3, the primary side yoke is passed through the inside of the coil, and the secondary side yoke magnetically coupled to the primary side yoke is passed through the center of the stator core to It is also known to pass an alternating current through the primary yoke to cause an axial magnetic flux to flow inside the stator core. According to this method, this axial magnetic flux may cause an induced current to flow through the stator core, thereby heating and annealing the stator core.
ステータコアの全体に、軸方向一方側から高周波磁束を印加する場合には、面内渦電流が発生する反磁界が印加磁界を弱める方向に作用するので、強い印加磁界が必要になる。また、ステータコアの表面ほど面内渦電流が強くなりやすい傾向があるので、ステータコアの軸方向両端部が焼鈍過多となる一方、軸方向の中心部が焼鈍不足となる可能性がある。 When high-frequency magnetic flux is applied to the entire stator core from one side in the axial direction, a demagnetizing field generated by in-plane eddy currents acts in a direction that weakens the applied magnetic field, so a strong applied magnetic field is required. In addition, since the in-plane eddy current tends to become stronger toward the surface of the stator core, there is a possibility that the axial end portions of the stator core are excessively annealed while the axial center portion is insufficiently annealed.
一方、特許文献１～３に記載された方法では、ステータコアの外周部における環状のヨーク部分にしか誘導電流が流れないので、そのヨーク部分のみしか加熱できない。 On the other hand, in the methods described in Patent Documents 1 to 3, since the induced current flows only in the annular yoke portion on the outer circumference of the stator core, only the yoke portion can be heated.
ステータコアは、特にティース及びその根元部分で加工硬化による残留歪が発生するので、それらの部分を焼鈍する必要がある。上記のステータコアの加熱方法の何れの場合でも、ティース及びその根元部分を効率よく加熱して焼鈍する面から改良の余地がある。 Since the stator core has residual strain due to work hardening, especially in the teeth and root portions thereof, it is necessary to anneal these portions. In any of the above stator core heating methods, there is room for improvement in terms of efficiently heating and annealing the teeth and their root portions.
本開示の回転電機ステータの焼鈍方法の目的は、焼鈍が必要な部分を、効率よく焼鈍することにある。 An object of the method of annealing a rotary electric machine stator of the present disclosure is to efficiently anneal a portion that requires annealing.
本開示の回転電機ステータコアの焼鈍方法は、環状のヨークと、前記ヨークの周方向複数位置から径方向内側に延びる複数のティースとを備え、隣り合う前記ティースの間にスロットが形成される回転電機ステータコアの焼鈍方法であって、複数の前記スロットに、同時に軸方向の同じ側に向く軸方向磁束を流し、前記ティースの周方向の両端部及び径方向内側の先端部と前記ヨークの径方向内側とに流れる誘導電流を発生させ、前記誘導電流が発生するジュール損で、前記回転電機ステータコアにおいて前記誘導電流が流れる部分を焼鈍する、回転電機ステータコアの焼鈍方法である。 A rotary electric machine stator core annealing method of the present disclosure includes an annular yoke and a plurality of teeth extending radially inward from a plurality of positions in the circumferential direction of the yoke, wherein slots are formed between adjacent teeth. In the stator core annealing method, axial magnetic fluxes directed to the same side in the axial direction are caused to flow through the plurality of slots at the same time, and both ends and radially inner tip portions of the teeth in the circumferential direction and the radially inner side of the yoke are annealed. A rotating electric machine stator core annealing method for annealing a portion of the rotating electric machine stator core through which the induced current flows, using the joule loss generated by the induced current.
本開示の回転電機ステータコアの焼鈍方法によれば、焼鈍が特に必要なティース及びその根元部分を、効率よく焼鈍できる。 According to the rotating electric machine stator core annealing method of the present disclosure, the teeth that particularly require annealing and their root portions can be efficiently annealed.
以下、図面を参照しながら、本開示に係る回転電機ステータコアの焼鈍方法の実施形態について詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、数量等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、回転電機ステータコアの仕様に合わせて適宜変更することができる。以下では、すべての図面において同様の要素には同一の符号を付して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a rotating electric machine stator core annealing method according to the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, specific shapes, materials, quantities, etc. are examples for facilitating understanding of the present disclosure, and can be appropriately changed according to the specifications of the rotating electric machine stator core. In the following description, similar elements are denoted by the same reference numerals in all drawings.
図１は、実施形態の回転電機ステータコア１０の焼鈍方法を用いて回転電機ステータコア１０を焼鈍する状態を示している。図２は、図１のＡ－Ａ断面の拡大図である。図３は、図１において、回転電機ステータコア１０の中心軸に対し直交する平面についての周方向一部の断面図である。回転電機ステータコア１０は、ステータコイル（図示せず）と共に、ステータを形成する。ステータは、ステータの内側に配置されたロータ（図示せず）と共に、回転電機を形成するために用いられる。以下、回転電機ステータコア１０は、ステータコア１０と記載する。
FIG. 1 shows a state in which a rotary electric
ステータコア１０は、環状の磁性体部品であり、複数の珪素鋼鈑等の環状の電磁鋼板１２を軸方向（図１の紙面の表裏方向）に積層してなる積層体により形成される。
The
ステータコア１０は、環状で外周側に配置されるヨーク１３と、ヨーク１３の内周面の周方向複数位置から径方向内側に延びる複数のティース１４とを含む。複数のティース１４は、周方向に互いに間隔をおいて配置される。隣り合う２つのティース１４の間には溝であるスロット１６が形成される。ティース１４の先端には、周方向の両側に延びるように２つの鍔部１５が形成される。
ステータコイルは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３相のコイルを有し、それぞれのコイルは、ステータコア１０の周方向に離れた２つのスロット１６にまたがるように複数のティース１４に巻回される。
The stator coil has three-phase coils of U, V, and W phases, and each coil is wound around a plurality of
回転電機を構成する場合には、ステータの径方向内側にロータが配置される。回転電機は、使用時に、３相のステータコイルに３相交流電流を供給することで駆動される。例えば、回転電機は、永久磁石型同期モータとして使用される。 When constructing a rotating electric machine, a rotor is arranged radially inside a stator. A rotating electric machine is driven by supplying a three-phase alternating current to a three-phase stator coil during use. For example, a rotating electric machine is used as a permanent magnet type synchronous motor.
ステータコア１０は、上記のように複数の電磁鋼板１２を積層することにより構成され、ヨーク１３の内周面から複数のティース１４が延びる。各電磁鋼板１２は、打ち抜き加工等により所定の形状に形成される。これにより、ティース１４及びその根元部で加工硬化が生じて歪（残留歪）が発生しやすい。このため、この加工硬化が生じた部分において、焼鈍により内部の歪を取り除き、鉄損を低下させることが行われる。
このために、実施形態では、ステータコア１０について、以下の焼鈍方法を行う。具体的には、焼鈍方法は、配置ステップと、誘導電流発生ステップとを有する。「配置ステップ」は、図１～図３に示すように、ステータコア１０の周方向複数位置を径方向に跨ぐように、複数の磁束発生部２１を配置する。複数の磁束発生部は、焼鈍装置２０を構成する。
For this reason, in the embodiment, the
磁束発生部２１は、矩形枠状の鉄、珪素鋼等の軟磁性材料製の励磁コア２２と、励磁コア２２の一部に巻回された励磁コイル３０とを含む。図２に示すように、励磁コア２２は、磁性材料製であり、外側直線部２３、内側直線部２４、第１連結部２５、及び第２連結部２６が連結されてなる。外側直線部２３は、ステータコア１０の外径側に軸方向（図２の上下方向）に沿って配置される。内側直線部２４は、スロット１６の内側を軸方向に貫通する。第１連結部２５及び第２連結部２６は、外側直線部２３及び内側直線部２４の一端（図２の上端）及び他端（図２の下端）をそれぞれ直線状に連結する。
The
励磁コイル３０は、外側直線部２３の周囲に巻回される。図１、図２では、励磁コイル３０を矩形筒状に示しているが、これは図面の簡略化のためであり、実際には、導線が螺旋状に巻かれている。
The
「誘導電流発生ステップ」は、電源部（図示せず）から励磁コイル３０に交流電流を供給することにより、複数のスロット１６に、同時に軸方向（図１の紙面の表裏方向、図２の上下方向）の同じ側に向く軸方向磁束を流し、ティース１４の周方向の両端部及び径方向内側の先端部と、ヨーク１３の径方向内側とに流れる誘導電流を発生させる。例えば、複数の励磁コイル３０には、図１に矢印ａ１、ａ２、ａ３、ａ４で示す方向に流れる電流を同時に発生させる。図２では、励磁コイル３０の「＋」により紙面の表側から裏側に電流が流れることを示しており、「－」により紙面の裏側から表側に電流が流れることを示している。
In the "induced current generation step", an AC current is supplied from a power source (not shown) to the
励磁コイル３０に上記の方向に電流を流すことにより、励磁コア２２には、図２で矢印ｂ１、ｂ２に示す方向に流れる磁束が発生する。これにより、励磁コア２２を磁化させる起磁力は、スロット１６外で励磁コア２２に巻かれた励磁コイル３０により供給される。図１、図３では、黒点とその外側の丸とにより、スロット１６内で紙面の裏側から表側に磁束が流れることを示している。図１、図３に示すように、複数のスロット１６のそれぞれの内側には励磁コア２２により、複数のスロット１６に、同時に軸方向の同じ側に向く磁束が流れる。これにより、ステータコア１０において、ティース１４の周方向の両端部及び径方向内側の先端部とヨーク１３の径方向内側とに、磁束変動に基づく電圧の発生により誘導電流が発生する。
By applying current to the
図４は、図３について、スロット１６内の軸方向磁束の周波数（磁束周波数）が低周波数のときに多い誘導電流と、高周波数のときに多い誘導電流とを示す模式図である。図４では、破線矢印により磁束周波数が所定値以下の低周波数である場合を示しており、実線矢印により磁束周波数が所定値を上回る高周波数である場合を示している。図４では、各スロット１６内に、軸方向磁束が、紙面の裏側から表側に向かって流れている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an induced current that is large when the frequency of the axial magnetic flux (magnetic flux frequency) in the
図４に示すように、磁束周波数が低周波数の場合には、誘導電流は、軸方向磁束の周囲でステータコア１０の表面から内側に深く入り込んだ部分に多く流れ、高周波数になるほど、誘導電流は、軸方向磁束の周囲でステータコア１０の表面近くに多く流れるようになる。これにより、軸方向磁束が低周波数のときには、ティース１４の周方向の中央付近で互いに逆方向の誘導電流が接近して流れるので、図４にＸで示すように、互いに打ち消し合いやすい。このため、実際には、誘導電流は、ティース１４に多くは流れずヨーク１３のスロット１６側の表面から内側に深く入り込んだ部分に、多く流れるようになる。
As shown in FIG. 4, when the magnetic flux frequency is low, a large amount of induced current flows around the axial magnetic flux in the portion deep inside from the surface of the
一方、スロット１６内の軸方向磁束が高周波数のときには、誘導電流が、ティース１４の周方向（図４の左右方向）両端部に多く流れるので、逆方向の誘導電流が打ち消されることはほとんどない。これにより、ティース１４の周方向の両端部及び径方向内側の先端部と、ヨーク１３の径方向内側（スロット１６側の表面付近）とに多くの誘導電流が流れる。「誘導電流発生ステップ」は、このように誘導電流が流れるように、軸方向磁束の周波数を規制する。「誘導電流発生ステップ」では、このような誘導電流の発生により、誘導電流が発生するジュール損で、ステータコア１０において誘導電流が流れる部分を焼鈍する。
On the other hand, when the axial magnetic flux in the
上記の軸方向磁束の周波数は、軸方向磁束による渦電流に起因する表皮厚みが、ティース１４の周方向幅の１／３以下となる周波数（下限周波数）とすることが好ましい。より好ましくは、軸方向磁束の周波数は、軸方向磁束による渦電流に起因する表皮厚みが、電磁鋼板１２の板厚以上となる周波数（上限周波数）で、かつ、ティース１４の周方向幅の１／３以下となる周波数（下限周波数）となることが好ましい。例えば、軸方向磁束の周波数は、５００Ｈｚ以上とする。
The frequency of the axial magnetic flux is preferably a frequency (lower limit frequency) at which the skin thickness caused by eddy currents due to the axial magnetic flux is ⅓ or less of the circumferential width of the
例えば、ティース１４の周方向幅（平均値）をＷ１とし、１枚の電磁鋼板１２の板厚をＷ２とした場合に、表皮厚みが、Ｗ×１／３以下で、Ｗ２以上となるように、軸方向磁束の周波数を規制する。表皮厚みをｄ（ｍ）、軸方向磁束の周波数をｆ（Ｈｚ）、電磁鋼板１２の比透磁率をμr、真空の透磁率をμ０（Ｈ／ｍ）、電磁鋼板１２の抵抗率（Ωｍ）をρとした場合に、軸方向磁束の周波数ｆは、次式で表される。
For example, when the circumferential width (average value) of the
ｆ＝ρ／（π×μr×μ０×ｄ2） f=ρ/(π×μr×μ0×d 2 )
上記のステータコア１０の焼鈍方法によれば、上記のようにスロット１６に流れる軸方向磁束の周波数を、ある程度以上に高くすることで、ステータコア１０において焼鈍が特に必要なティース１４及びその根元部分に誘導電流を多く流すことができるので、焼鈍が特に必要な部分を集中的にジュール損により加熱できる。これにより、ステータコア１０において焼鈍が特に必要な部分を効率よく焼鈍できる。
According to the annealing method of the
図５Ａは、実施形態において、軸方向磁束の磁束周波数が低周波数のときのステータコア１０における誘導電流の電流ベクトルの解析結果を示す図である。図５Ｂは、実施形態において、磁束周波数が高周波数のときのステータコア１０における誘導電流の電流ベクトルの解析結果を示す図である。
FIG. 5A is a diagram showing analysis results of the current vector of the induced current in the
具体的には、図５Ａは、軸方向磁束の周波数が５０Ｈｚの場合を示しており、図５Ｂは、軸方向磁束の周波数が１０ｋＨｚの場合を示している。図５Ａ、図５Ｂでは、電流密度が最も高い場合を太線矢印で示し、その次に高い場合を細線の実線矢印で示し、その次に高い場合を細線の一点鎖線矢印で示し、電流密度が最も低い場合を破線矢印で示している。 Specifically, FIG. 5A shows the case where the frequency of the axial magnetic flux is 50 Hz, and FIG. 5B shows the case where the frequency of the axial magnetic flux is 10 kHz. In FIGS. 5A and 5B, the highest current density is indicated by a thick line arrow, the second highest case is indicated by a thin solid line arrow, and the second highest case is indicated by a thin dashed line arrow, and the current density is the highest. A lower case is indicated by a dashed arrow.
図５Ａに示すように磁束周波数が低周波数の場合には、ヨーク１３部分に誘導電流が多く流れる。また、図５Ｂに示すように磁束周波数が高周波数の場合には、ステータコア１０のティース１４の周方向両端部及び先端部と、ティース１４の根元部分であるヨーク１３の内周側部分とに多くの誘導電流が流れる。このとき、ティース１４では、誘導電流が周方向一端部（図５Ｂの右端部）から、先端部を通って、周方向他端部（図５Ｂの左端部）に流れる。これにより、磁束周波数が高周波数のときに、この部分を効率よく焼鈍できることが分かる。
As shown in FIG. 5A, when the magnetic flux frequency is low, a large amount of induced current flows through the
図６は、磁束周波数が高周波数のときのステータコア１０における損失分布の解析結果を示す図である。図６では、ステータコア１０において最も熱損失（Ｗ／ｍ2）が高い部分を黒地部分で示し、その次に高い部分を砂地部で示し、最も熱損失が低い部分を無地部で示している。図６に示した解析結果から、磁束周波数が高周波数のときには、ティース１４の周方向両端部及び先端部と、ティース１４の根元部分とをジュール損により集中的に昇温できることが分かる。
FIG. 6 is a diagram showing analysis results of loss distribution in
さらに、実施形態によれば、ステータコア１０のヨーク１３の外径側に励磁コア２２の外側直線部２３が配置され、スロット１６の内側に励磁コア２２の内側直線部２４が配置される。これにより、ヨーク１３において、内側直線部２４を流れる磁束により発生する誘導電流と、外側直線部２３を流れる磁束により発生する誘導電流とが同じ方向（図１の矢印α方向）に流れるので、両者の誘導電流が互いに強めあうように作用する。これにより、誘導電流によるステータコア１０のティース１４及びその根元部における焼鈍効果を高くできる。
Furthermore, according to the embodiment, the outer
なお、スロット１６の軸方向に対し直交する平面についての断面積が十分に大きい場合には、スロット１６に挿入した励磁コアに励磁コイルを直接巻くようにすることが好ましい。
If the cross-sectional area of the
また、スロット１６に挿入する励磁コアは、ティース１４の先端に極力近づけて配置することがティース１４に誘導電流を流しやすくして、焼鈍効果を高くする面から好ましい。
In addition, it is preferable to arrange the exciting cores to be inserted into the
図７は、実施形態のステータコア１０の焼鈍方法の別例を示している図２に対応する図である。本例の場合には、焼鈍方法に用いる磁束発生部２１ａにおいて、励磁コア２２のうち、互いに平行な第１、及び第２連結部２５，２６のそれぞれに励磁コイル３０が巻かれている。各励磁コア２２について、２つの励磁コイル３０に電流を供給することによっても、励磁コア２２に磁束を流すことができる。各励磁コア２２について、２つの励磁コイル３０のうち、一方の励磁コイル３０を省略することもできる。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図６の構成と同様である。
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing another example of the annealing method for the
図８は、実施形態のステータコア１０の焼鈍方法の別例を示している図１に対応する図である。本例の場合には、図１～図６の構成と異なり、焼鈍装置２０ａは、ステータコア１０の内周側に配置された励磁コア３１と、励磁コイル３８とを含んで構成される。励磁コア３１は、ステータコア１０の内径側の中心部にステータコア１０を軸方向に貫通するように配置された円柱状の中心コア３３と、中心コア３３の外周面の周方向複数位置に放射状に連結された複数の枠部３４とを有する。図９に示すように、枠部３４は、中心コア３３の外周面の軸方向両端に外径側に延びるように接続された互いに平行な２つの直線状の脚部３５，３６と、２つの脚部３５，３６の径方向外側端（図９の右端）を連結し、各脚部３５，３６に対し直角な直線状の連結部３７とから形成される。連結部３７は、スロット１６の内側において、ステータコア１０の軸方向（図９の上下方向）に貫通する。
FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing another example of the annealing method for the
励磁コイル３８は、ステータコア１０の内側で中心コア３３の周囲に巻回される。励磁コイル３８に交流電流が供給されることで、図９に矢印ｃ１、ｃ２で示すように中心コア３３と各枠部３４とに磁束が流れる。図８では、黒点とその外側の丸とにより、各スロットの内側で、紙面の裏側から表側に磁束が流れることを示しており、丸とその内側のＸによって、磁束が紙面の表側から裏側に流れることを示している。
An
上記の構成によっても、各スロット１６に同時に同じ方向の磁束を流すことができる。さらに、図１～図６の構成に比べて部品点数を少なくできる。
Magnetic fluxes in the same direction can flow through the
一方、本例の場合には、ステータコア１０のヨーク１３において、スロット１６外に配置された連結部３７を流れる磁束により発生する誘導電流の方向（図８の矢印β１方向）と、中心コア３３を流れる磁束により発生する誘導電流の方向（図８の矢印β２方向）とが互いに逆になる。このため、両者の誘導電流が相殺するように作用するので、誘導電流によるステータコア１０のティース１４及びその根元部における焼鈍効果が低くなる可能性がある。このため、誘導電流によるステータコア１０のティース及びその根元部における焼鈍効果を高くする面からは、図１～図６の構成が有利である。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図６の構成と同様である。
On the other hand, in the case of this example, in the
図１０は、実施形態のステータコア１０の焼鈍方法の別例を示している図９に対応する図である。本例の場合には、焼鈍方法に用いる焼鈍装置２０ｂにおいて、励磁コア３１の各脚部３５及び各脚部３６に励磁コイル３０が巻かれている。これらの各励磁コイル３０に電流を供給することによっても、励磁コア３１に磁束を流すことができる。２つの脚部３５，３６のうち、一方の脚部に巻かれた励磁コイルを省略することもできる。本例において、その他の構成及び作用は、図８、図９の構成と同様である。
FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 9 showing another example of the annealing method for the
図１１は、実施形態のステータコア１０の焼鈍方法の別例を示している図１に対応する図である。本例の場合には、焼鈍方法に用いる焼鈍装置２０ｃは、励磁コア４１と、内側励磁コイル４６と、外側励磁コイル４７とを含んで構成される。励磁コア４１は、ステータコア１０の外径側にステータコア１０を覆うように軸方向に沿って配置された円筒状の外側コア４２と、外側コア４２の内周面の周方向複数位置に放射状に連結された複数の枠部４３とを有する。枠部４３は、外側コア４２の内周面の軸方向両端に内径側に延びるように接続し、互いに平行な２つの直線状の脚部４４と、２つの脚部４４の径方向内側端を連結し、各脚部４４に対し直角な直線状の連結部４５とから形成される。連結部４５は、スロット１６の内側にステータコア１０の軸方向に貫通する。
FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing another example of the annealing method for the
内側励磁コイル４６は、ステータコア１０の外径側で外側コア４２の内側に、ステータコア１０を覆うように巻回される。外側励磁コイル４７は、外側コア４２の外側に、外側コア４２を覆うように巻回される。内側励磁コイル４６と外側励磁コイル４７とには、図１１に矢印γ１、γ２で示すように、互いに同時に流れる電流が逆方向になるように交流電流を流す。内側、外側励磁コイル４６，４７に交流電流が供給されることで、外側コア４２と各枠部４３とに磁束が流れる。図１１では、黒点とその外側の丸とにより、各スロット１６の内側に配置された枠部４３の連結部４５に、紙面の裏側から表側に磁束が流れることを示している。
The inner
上記の構成によっても、各スロット１６に同時に同じ方向の磁束を流すことができる。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図６の構成と同様である。
Magnetic fluxes in the same direction can flow through the
図１２は、実施形態のステータコア１０ａの焼鈍方法の別例を示している図３に対応する図である。本例の場合には、ステータコア１０ａの複数のティース１４の先端部は、ステータコア１０ａの中心軸を中心とするリング状の連結部１７により連結されている。図１２では、ステータコア１０ａの周方向一部のみを示しているが、周方向の他の部分も同様に形成される。
FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 3 showing another example of the annealing method for the
図１、図２の構成と同様に、焼鈍方法に用いる焼鈍装置２０は、ステータコア１０の周方向複数位置を径方向に跨ぐように配置された複数の磁束発生部２１を含んで構成される。
1 and 2, the
本例の場合も、図１～図６の構成と同様に、励磁コイル３０（図１、図２参照）に交流電流を流すことで、ステータコア１０ａのティース１４及びその根元部を集中的に焼鈍することができる。
1 to 6, the
図１３Ａは、実施形態の別例において、スロット１６内の軸方向磁束の周波数（磁束周波数）が低周波数のときのステータコア１０ａにおける電流ベクトルの解析結果を示す図である。図１３Ｂは、同じく磁束周波数が高周波数のときのステータコア１０ａにおける電流ベクトルの解析結果を示す図である。
FIG. 13A is a diagram showing analysis results of current vectors in
図１３Ａは、軸方向磁束の周波数が５０Ｈｚの場合を示しており、図１３Ｂは、軸方向磁束の周波数が１０ｋＨｚの場合を示している。図１３Ａ、図１３Ｂにおいて、矢印の意味は、図５Ａ、図５Ｂと同様である。図１３Ａに示すように、軸方向磁束の周波数が低周波数のときには、ヨーク１３部分に多くの誘導電流が流れる。また、図１３Ｂに示すように磁束周波数が高周波数の場合には、ステータコア１０のティース１４の周方向両端部及び先端部と、ティース１４の根元部分であるヨーク１３の内周側部分とに多くの誘導電流が流れる。本例の場合には、複数のティース１４の先端がリング状に連結されることで、各スロット１６を流れる軸方向磁束の周囲で、隣り合うティース１４を連結する連結部１７を介して、誘導電流が所定方向に回転するように流れる。これにより、磁束周波数が高周波数のときに、ステータコア１０のティース１４の周方向両端部及び先端部と、ティース１４の根元部分とをジュール損により効率よく焼鈍できることが分かる。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図６の構成と同様である。
FIG. 13A shows the case where the frequency of the axial magnetic flux is 50 Hz, and FIG. 13B shows the case where the frequency of the axial magnetic flux is 10 kHz. In FIGS. 13A and 13B, arrows have the same meaning as in FIGS. 5A and 5B. As shown in FIG. 13A, when the frequency of the axial magnetic flux is low, a large amount of induced current flows through the
なお、上記の実施形態において、ステータコア１０は、電磁鋼板の積層体に限定するものではなく、塊状コアや、樹脂バインダと磁性材粉末を加圧成形することにより構成されてもよい。
In the above-described embodiment, the
１０，１０ａ 回転電機ステータコア（ステータコア）、１２ 電磁鋼板、１３ ヨーク、１４ ティース、１５ 鍔部、１６ スロット、１７ 連結部、２０，２０ａ,２０ｂ,２０ｃ 焼鈍装置、２１,２１ａ 磁束発生部、２２ 励磁コア、２３ 外側直線部、２４ 内側直線部、２５ 第１連結部、２６ 第２連結部、３０ 励磁コイル、３１ 励磁コア、３３ 中心コア、３４ 枠部、３５，３６ 脚部、３７ 連結部、３８ 励磁コイル、４１ 励磁コア、４２ 外側コア、４３ 枠部、４４ 脚部、４５ 連結部、４６ 内側励磁コイル、４７ 外側励磁コイル。
10, 10a rotating electric machine stator core (stator core), 12 electromagnetic steel plate, 13 yoke, 14 teeth, 15 collar portion, 16 slot, 17 connecting portion, 20, 20a, 20b, 20c annealing device, 21, 21a magnetic flux generating portion, 22
Claims (6)
複数の前記スロットに、同時に軸方向の同じ側に向く軸方向磁束を流し、前記ティースの周方向の両端部及び径方向内側の先端部と前記ヨークの径方向内側とに流れる誘導電流を発生させ、前記誘導電流が発生するジュール損で、前記回転電機ステータコアにおいて前記誘導電流が流れる部分を焼鈍する、
回転電機ステータコアの焼鈍方法。 A method of annealing a rotating electric machine stator core comprising an annular yoke and a plurality of teeth extending radially inward from a plurality of positions in the circumferential direction of the yoke, wherein slots are formed between adjacent teeth, the annealing method comprising:
Axial magnetic flux directed to the same side in the axial direction is caused to flow through the plurality of slots at the same time, and an induced current is generated that flows in both circumferential ends and radially inner tip portions of the teeth and in the radially inner side of the yoke. , the joule loss generated by the induced current is used to anneal the portion of the rotating electric machine stator core through which the induced current flows;
A method of annealing a rotating electric machine stator core.
前記スロットに流す前記軸方向磁束の周波数は、渦電流に起因する表皮厚みが、前記ティースの周方向幅の１／３以下となる周波数である、
回転電機ステータコアの焼鈍方法。 In the rotating electric machine stator core annealing method according to claim 1,
The frequency of the axial magnetic flux flowing through the slots is a frequency at which the skin thickness caused by eddy currents is ⅓ or less of the circumferential width of the teeth.
A method of annealing a rotating electric machine stator core.
前記回転電機ステータコアは、複数の電磁鋼板の積層体により形成され、
前記スロットに流す前記軸方向磁束の周波数は、渦電流に起因する表皮厚みが１枚の前記電磁鋼板の板厚以上で、前記ティースの周方向幅の１／３以下となるような周波数である、
回転電機ステータコアの焼鈍方法。 In the rotating electric machine stator core annealing method according to claim 1,
The rotating electric machine stator core is formed of a laminate of a plurality of electromagnetic steel sheets,
The frequency of the axial magnetic flux flowing through the slots is such that the skin thickness caused by the eddy current is equal to or greater than the plate thickness of one electromagnetic steel sheet and equal to or less than ⅓ of the circumferential width of the tooth. ,
A method of annealing a rotating electric machine stator core.
複数の前記スロットのそれぞれの内側に磁性材料製の励磁コアを配置した状態で、複数の前記スロットに、同時に軸方向の同じ側に向く磁束を流す、
回転電機ステータコアの焼鈍方法。 In the rotating electric machine stator core annealing method according to any one of claims 1 to 3,
A magnetic flux is simultaneously caused to flow through the plurality of slots in the same direction in the axial direction, with an exciting core made of a magnetic material disposed inside each of the plurality of slots.
A method of annealing a rotating electric machine stator core.
前記励磁コアを磁化させる起磁力は、前記スロット内または前記スロット外で前記励磁コアに巻かれた励磁コイルにより供給される、
回転電機ステータコアの焼鈍方法。 In the rotating electric machine stator core annealing method according to claim 4,
The magnetomotive force that magnetizes the excitation core is supplied by an excitation coil wound around the excitation core within the slot or outside the slot.
A method of annealing a rotating electric machine stator core.
前記複数のティースの先端部は、リング状に連結されている、
回転電機ステータコアの焼鈍方法。 In the rotating electric machine stator core annealing method according to any one of claims 1 to 5,
The tips of the plurality of teeth are connected in a ring shape,
A method of annealing a rotating electric machine stator core.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018212947A JP7117978B2 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Annealing method for rotary electric machine stator core |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018212947A JP7117978B2 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Annealing method for rotary electric machine stator core |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020080616A JP2020080616A (en) | 2020-05-28 |
| JP7117978B2 true JP7117978B2 (en) | 2022-08-15 |
Family
ID=70802058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018212947A Active JP7117978B2 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Annealing method for rotary electric machine stator core |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7117978B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023119931A1 (en) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 株式会社アイシン | Method for manufacturing stator and device for manufacturing stator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015126625A (en) | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 新日鐵住金株式会社 | Method for annealing laminated core |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03140414A (en) * | 1989-10-27 | 1991-06-14 | Toshiba Corp | Method for annealing iron core |
| JPH08170119A (en) * | 1994-12-15 | 1996-07-02 | Toshiba Corp | Annealing of iron core |
-
2018
- 2018-11-13 JP JP2018212947A patent/JP7117978B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015126625A (en) | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 新日鐵住金株式会社 | Method for annealing laminated core |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020080616A (en) | 2020-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6332011B2 (en) | Axial gap type rotating electrical machine | |
| JP6248711B2 (en) | Rotating electric machine stator | |
| Shen et al. | Reduction of rotor eddy current loss in high speed PM brushless machines by grooving retaining sleeve | |
| US10693331B2 (en) | Synchronous machine with magnetic rotating field reduction and flux concentration | |
| JP2015084640A (en) | System and method for heating ferrite magnet motors for low temperatures | |
| JP2007074878A (en) | Generator | |
| JP6115360B2 (en) | Reluctance motor | |
| JP2015171201A (en) | Stator of rotary electric machine | |
| US8115362B2 (en) | Rotating electric machine having fusion bonded stator core blocks | |
| US10910927B2 (en) | Localized induction heat treatment of electric motor components | |
| JP7117978B2 (en) | Annealing method for rotary electric machine stator core | |
| JP2017169419A (en) | Stator of rotary electric machine | |
| JP6647464B1 (en) | Rotor and rotating electric machine | |
| JP2015511811A (en) | Power motor generator excited by magnetic transfer | |
| CN109417319B (en) | Rotor for rotating electrical machine | |
| JP5874747B2 (en) | Rotor core heating device and rotor core shrink fitting method | |
| JP2020191696A (en) | Rotating electric machine | |
| JP7184729B2 (en) | Induction heating device and induction heating method for rotary electric machine stator core | |
| JP2021068595A (en) | Induction heating device and induction heating method for rotating electric machine stator core | |
| JP6061832B2 (en) | Rotating electric machine and manufacturing method thereof | |
| JP2020080596A (en) | Annealing method for rotating electric machine stator core | |
| JP6772492B2 (en) | Rotating machine | |
| JP2002291216A (en) | Single pole rotation electric machine | |
| US10523070B2 (en) | Rotor for rotary electric machine | |
| JP6610357B2 (en) | Rotating electric machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210921 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220707 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220726 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220802 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7117978 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |