JP7359649B2 - Rotating electric machines and rotating electric machine systems - Google Patents

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Description

本発明は、回転電機、及びこれを用いた車両用の回転電機システムに関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine and a rotating electrical machine system for a vehicle using the same.

例えば、内燃機関によって駆動される回転電機は、一般的に回転子に界磁コイルを施した界磁巻線形の同期回転電機が適用されている。これは界磁コイルに通電する励磁電流(直流電流)を制御することで、容易に力率を制御することができるためである。このことから、鉄道車両や大型ダンプトラック等の車両系にも適用されているが、車両系に搭載するための要求仕様として小型化、軽量化が重要となる。 For example, a rotating electric machine driven by an internal combustion engine is generally a field-wound synchronous rotating electric machine in which a field coil is provided on the rotor. This is because the power factor can be easily controlled by controlling the excitation current (DC current) that passes through the field coil. For this reason, it has also been applied to vehicle systems such as railway vehicles and large dump trucks, and miniaturization and weight reduction are important specifications required for installation in vehicle systems.

一般的に、小型化、軽量化と回転電機の効率はトレードオフの関係にあるため、小型化、軽量化を優先させれば回転電機の効率は低下する。即ち、損失が大きくなることを意味しており、出力の増加と同時に発熱も増加することとなる。このため、小型化、軽量化を優先して回転電機として成立させるためには、冷却性能の向上が必要である。 Generally, there is a trade-off relationship between downsizing and weight reduction and the efficiency of a rotating electrical machine, so if miniaturization and weight reduction are prioritized, the efficiency of the rotating electrical machine will decrease. That is, this means that the loss increases, and as the output increases, the heat generation also increases. Therefore, in order to establish a rotating electrical machine with priority given to miniaturization and weight reduction, it is necessary to improve the cooling performance.

回転電機の冷却は様々な方式があるが、例えば、内燃機関で駆動される回転電機として用いられているのは、軸流開放型の冷却方式である。この軸流開放型の冷却方式は、回転電機のフロント側から冷媒、ここでは空気を供給して回転電機内部を冷却し、リア側から熱交換された高熱の空気を排出するものである。 There are various methods for cooling a rotating electrical machine, and for example, an axial flow open type cooling method is used for a rotating electrical machine driven by an internal combustion engine. This axial open type cooling system cools the inside of the rotating electrical machine by supplying a refrigerant, in this case air, from the front side of the rotating electrical machine, and exhausts the high-temperature air that has undergone heat exchange from the rear side.

この方式は、冷却方式の中でも構造が簡単であり、冷却性能が高いのが特徴である。冷媒である空気を流すための送風手段は、回転電機と別に設置された電動送風ブロアや回転子に設けられる自冷ファンが使用されている。 This method is characterized by its simple structure and high cooling performance among cooling methods. As a blowing means for flowing air, which is a refrigerant, an electric blower installed separately from the rotating electric machine or a self-cooling fan installed in the rotor are used.

一般的に軸流開放型での空気の流れは、回転電機の軸方向に流れる。このため、回転電機の軸方向の流入側は空気の温度が低く、軸方向の流出側は回転電機の熱を奪いながら流れるため、空気の温度は高くなる。よって、軸流開放型の冷却方式を採用した回転電機の温度分布は、空気の流出する方向に沿って、温度が高くなる傾向にある。このように、回転電機の温度が最大となるのは空気の流出側となるため、特に軸方向の流出側の回転電機の端部付近を積極的に冷却する必要がある。 Generally, in an axial open type, air flows in the axial direction of the rotating electric machine. Therefore, the temperature of the air is low on the axial inflow side of the rotating electric machine, and the air temperature becomes high on the axial outflow side because the air flows while taking away heat from the rotating electric machine. Therefore, in the temperature distribution of a rotating electrical machine that employs an axial open type cooling system, the temperature tends to increase along the direction in which the air flows out. As described above, since the temperature of the rotating electric machine reaches its maximum on the air outflow side, it is necessary to actively cool the vicinity of the end of the rotating electric machine, especially on the outflow side in the axial direction.

軸流開放型の冷却方式を適用した回転電機において、軸方向の端部の温度上昇を抑制する手法として種々の手法が検討されているが、その一例として、例えば、国際公開第９９／３８２４４号(特許文献１)に記載されたものが知られている。 Various methods have been studied to suppress the temperature rise at the axial end of a rotating electric machine that uses an axial open type cooling system. (Patent Document 1) is known.

特許文献１においては、固定鉄心の外周側、及び回転子の内部に軸方向に形成した軸方向通風ダクトと、固定子鉄心と回転子鉄心との間のエアギャップとを連通した径方向通風ダクトを、エアギャップを流れる冷却風の下流側４０％の範囲にあたる固定子鉄心部分、及び回転子鉄心部分に設けることによって、回転電機の特性低下を抑えつつ、回転電機の冷却効率の向上を図ることができる、と述べられている。 In Patent Document 1, an axial ventilation duct formed in the axial direction on the outer peripheral side of a fixed core and inside the rotor, and a radial ventilation duct that communicates with an air gap between the stator core and the rotor core. By providing this in the stator core portion and the rotor core portion corresponding to the downstream 40% range of the cooling air flowing through the air gap, the cooling efficiency of the rotating electric machine is improved while suppressing the deterioration of the characteristics of the rotating electric machine. It is stated that it is possible.

国際公開第９９/３８２４４号International Publication No. 99/38244

特許文献1には、回転電機の特性低下を抑えつつ、回転電機の冷却効率の向上を図ることができる回転電機が開示されている。そして、特許文献１においては、冷却風が流れる下流側の固定鉄心と回転子鉄心に径方向通風ダクトを設けており、その径方向通風ダクトの配置範囲を軸方向のギャップ長さの４０％の範囲としている。この場合、回転電機の固定鉄心と回転子鉄心の端部付近に、軸方向に電磁鋼板と交互に径方向通風ダクトが設けられている。 Patent Document 1 discloses a rotating electrical machine that can improve the cooling efficiency of the rotating electrical machine while suppressing deterioration in the characteristics of the rotating electrical machine. In Patent Document 1, radial ventilation ducts are provided in the fixed core and rotor core on the downstream side through which cooling air flows, and the arrangement range of the radial ventilation duct is set to 40% of the axial gap length. This is the range. In this case, radial ventilation ducts are provided in the vicinity of the ends of the fixed core and rotor core of the rotating electrical machine, alternating with electromagnetic steel plates in the axial direction.

特許文献１においては、回転子には軸方向通風ダクトが設けられており、その通風路は貫通している。そのため、流入した空気の一部は軸方向へそのまま流出されてしまい、温度が低い空気を積極的に軸方向端部へ流してしまうので、空気を冷却に利用する意味では不十分となる。また、径方向通風ダクトによって回転電機を流れる空気が流出する側の端部付近を冷却して温度を低減するという条件を満たしているが、最大温度が発生する部位(例えば、リア側のコイルエンド付近)に対して、積極的に冷却して温度分布を平準化する観点では不十分である。 In Patent Document 1, the rotor is provided with an axial ventilation duct, and the ventilation passage passes through the rotor. Therefore, a part of the air that has flowed in is directly flowed out in the axial direction, and the lower temperature air is actively flowed toward the axial end, which is insufficient in the sense that the air is used for cooling. In addition, although the radial ventilation duct satisfies the condition of reducing the temperature by cooling the area near the end of the rotating electric machine where the air flows out, It is insufficient to level out the temperature distribution by actively cooling the area (nearby).

この点について、回転電機の極数と固定子のコイルエンドの関係について簡単に説明する。例えば、固定子のコイルは分布巻とし、固定子の外径、毎極毎相スロット数(固定子スロット/極数/相数)を同一とした場合、極数が増えるにつれて固定子コイルのスロット間の跨りは小さくなる。つまり、固定子コイルの跨りが小さくなれば、それに伴い固定子のコイルエンドの軸方向長さも短くなる。 Regarding this point, the relationship between the number of poles of the rotating electric machine and the coil ends of the stator will be briefly explained. For example, if the stator coil is distributed winding, and the stator outer diameter and the number of slots per pole and phase (stator slot/number of poles/number of phases) are the same, as the number of poles increases, the number of slots in the stator coil increases. The gap between them becomes smaller. In other words, as the stator coil straddle becomes smaller, the axial length of the stator coil end also becomes shorter.

図１５Ａ、図１５Ｂに示しているように、空気が流出する側の固定子４０のコイルエンド４１の冷却に着目すると、固定子４０を形成する固定子鉄心４４の外周面とケースであるフレーム４２の内周面の間には、空気が通るバックサイドダクト４３が設けられており、そのバックサイドダクト４３を通過する空気によって固定子４０及びコイルエンド４１を冷却している。 As shown in FIGS. 15A and 15B, focusing on the cooling of the coil end 41 of the stator 40 on the side from which air flows out, the outer peripheral surface of the stator core 44 forming the stator 40 and the frame 42 that is the case A backside duct 43 through which air passes is provided between the inner peripheral surfaces of the stator 40 and the coil end 41 by the air passing through the backside duct 43.

つまり、図１５Ａに示すように、固定子４０のコイルエンド４１が軸方向に長ければ、バックサイドダクト４３からの空気(Ａｉｒ)にコイルエンド４１が晒されやすいため、コイルエンド４１付近の温度を低下できる。しかしながら、極数が増えてコイルエンド４１の軸方向長さが短くなると、図１５Ｂに示すように、固定子４０のコイルエンド４１が軸方向に短くなり、固定子鉄心４４の「風裏」となるため、コイルエンド４１の冷却が不十分となる。 In other words, as shown in FIG. 15A, if the coil end 41 of the stator 40 is long in the axial direction, the coil end 41 is easily exposed to air from the backside duct 43, so the temperature near the coil end 41 is Can be lowered. However, as the number of poles increases and the length of the coil end 41 in the axial direction becomes shorter, the coil end 41 of the stator 40 becomes shorter in the axial direction as shown in FIG. 15B. Therefore, cooling of the coil end 41 becomes insufficient.

このように、空気(Ａｉｒ)の流出側における回転電機で最大温度となる領域は、固定子４０の下流側の端部を含むコイルエンド４１の付近になる可能性が高いことになる。したがって、固定子４０のコイルエンド４１の付近を積極的に冷却する手法が必要となる。 In this way, it is highly likely that the region where the temperature reaches the maximum in the rotating electric machine on the outflow side of the air is near the coil end 41 including the downstream end of the stator 40. Therefore, a method of actively cooling the vicinity of the coil end 41 of the stator 40 is required.

尚、これ以外に特許文献１においては、回転電機の軸方向において、径方向通風ダクトが磁気抵抗となるため、径方向通風ダクトが無い回転電機と比較すると、回転電機の特性低下を招くことになる。また、回転電機の軸方向に対して、径方向通風ダクトの磁気抵抗が非対称となるため、電磁気的なアンバランスが生じることで、振動や騒音が発生するという副次的な課題も併せ生じることがある。 In addition, in Patent Document 1, in the axial direction of the rotating electric machine, the radial ventilation duct has magnetic resistance, so compared to a rotating electric machine without a radial ventilation duct, the characteristics of the rotating electric machine will deteriorate. Become. Additionally, because the magnetic resistance of the radial ventilation duct is asymmetrical with respect to the axial direction of the rotating electrical machine, an electromagnetic imbalance occurs, which also causes the secondary problem of vibration and noise. There is.

本発明の主たる目的は、流入側の温度が低い空気を積極的に流出側の固定子の端部を含むコイルエンド付近に流して、コイルエンド付近を効果的に冷却する新規な構成を備える回転電機、及び回転電機システムを提供することにある。 The main object of the present invention is to actively flow air with a low temperature on the inflow side to the vicinity of the coil end including the end of the stator on the outflow side, thereby effectively cooling the vicinity of the coil end. Our goal is to provide electrical machinery and rotating electrical machinery systems.

本発明は、固定子鉄心と、この固定子鉄心の内側に間隙を介して設けられ、回転軸が固定された回転子鉄心を有する回転電機において、固定子鉄心の外周側に軸方向に連続した第１の軸方向通風ダクトが設けられ、また、回転子鉄心の内周側に軸方向に連続した第２の軸方向通風ダクトが設けられると共に、第２の通風ダクトから流れ出る空気の流れを径方向に変更し、第２の通風ダクトから流れ出る空気の全部、或いは一部を、空気の流れで見て固定子鉄心の下流側の端部を含む下流側コイルエンドの付近に向けて流す回転子側流路変更ダクトが、回転子鉄心の下流側の端部に設けられている、ことを特徴とする。 The present invention provides a rotating electric machine having a stator core and a rotor core that is provided inside the stator core with a gap therebetween and has a rotating shaft fixed thereto. A first axial ventilation duct is provided, and a second axial ventilation duct continuous in the axial direction is provided on the inner peripheral side of the rotor core, and the flow of air flowing out from the second ventilation duct is radially controlled. A rotor that changes the direction of the air and directs all or part of the air flowing out of the second ventilation duct toward the vicinity of the downstream coil end including the downstream end of the stator core in terms of air flow. A side flow path changing duct is provided at the downstream end of the rotor core.

本発明によれば、第２の軸方向通風ダクトを介して温度が低い流入側の空気を積極的に固定子の下流側コイルエンドの付近に流して、固定子鉄心の下流側の端部を含む下流側コイルエンドの付近を効果的に冷却することができる。 According to the present invention, the air on the inflow side with a low temperature is actively flowed to the vicinity of the downstream coil end of the stator through the second axial ventilation duct, and the downstream end of the stator core is heated. The vicinity of the downstream coil end can be effectively cooled.

本発明の第１の実施形態になる回転電機の軸方向の断面を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an axial cross section of a rotating electric machine according to a first embodiment of the present invention. 図１に示す回転電機の軸方向に直交する径方向のＡ-Ａ面で断面した回転電機の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the rotating electrical machine shown in FIG. 1 taken along a radial plane A-A perpendicular to the axial direction of the rotating electrical machine. 図１に示す回転電機の軸方向に直交する径方向のＢ-Ｂ面で断面した回転電機の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the rotating electrical machine shown in FIG. 1 taken along a radial plane BB that is orthogonal to the axial direction of the rotating electrical machine. 図１に示す回転子側エンドダクトの構成を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a rotor-side end duct shown in FIG. 1. FIG. 図１に示す固定子側エンドダクトの構成を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the stator side end duct shown in FIG. 1. FIG. コイルエンドの温度上昇値を従来と比較した比較説明図である。It is a comparative explanatory diagram comparing the temperature rise value of the coil end with the conventional one. 本発明の第２の実施形態になる回転電機の軸方向の断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an axial cross section of a rotating electric machine according to a second embodiment of the present invention. 第１の実施形態による空気の流れを説明する説明図である。It is an explanatory view explaining the flow of air by a 1st embodiment. 第２の実施形態による空気の流れを説明する説明図である。It is an explanatory view explaining the flow of air by a 2nd embodiment. 本発明の第３の実施形態になる回転電機の軸方向の断面を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an axial cross section of a rotating electric machine according to a third embodiment of the present invention. 回転子の流路変更ダクトの軸方向の長さとコイルエンドの温度上昇値の関係を示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the axial length of a flow path changing duct of a rotor and a temperature rise value of a coil end. 本発明の第４の実施形態になる固定子側エンドダクトの径方向の断面を示す要部拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged sectional view of a main part showing a radial cross section of a stator side end duct according to a fourth embodiment of the present invention. 固定子側エンドダクトに使用される導風板の形状を示す説明図である。It is an explanatory view showing the shape of the baffle plate used for the stator side end duct. 本発明の第５の実施形態になる回転電機の軸方向の断面を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an axial cross section of a rotating electric machine according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第６の実施形態になる回転電機の径方向の断面を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a radial cross section of a rotating electric machine according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の第７の実施形態になる回転子のコアクランプの形状を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining the shape of the core clamp of the rotor which becomes the 7th embodiment of the present invention. 本発明の第７の実施形態になる固定子のコアクランプの形状を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining the shape of the core clamp of the stator which becomes the 7th embodiment of the present invention. 本発明の第８の実施形態になる回転電機システムの構成図である。It is a block diagram of the rotating electric machine system which becomes the 8th embodiment of this invention. 従来の軸方向長が長いコイルエンド付近の構成と空気の流れを説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration and air flow near a conventional coil end having a long axial length. 従来の軸方向長が短いコイルエンド付近の構成と空気の流れを説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration and air flow near a conventional coil end with a short axial length.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail using drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications and applications can be made within the technical concept of the present invention. is also included within the scope.

図１は、第１の実施形態となる回転電機の軸方向の断面図である。また、図２は図１のＡ－Ａ矢視断面であり、その一部を拡大して示している。この回転電機は、主にディーゼル機関のような内燃機関と接続されて使用される回転電機である。例えば、出力が数先ＫＶＡ、回転速度が数千ｍｉｎ－１程度の回転電機であり、大型ダンプトラックや鉄道車両の車両用電源として使用される。 FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a rotating electric machine according to a first embodiment. Further, FIG. 2 is a cross section taken along the line AA in FIG. 1, and shows a part thereof in an enlarged manner. This rotating electrical machine is a rotating electrical machine that is mainly used in connection with an internal combustion engine such as a diesel engine. For example, it is a rotating electrical machine with an output of several KVA and a rotational speed of several thousand min-1, and is used as a vehicle power source for large dump trucks and railway vehicles.

図１、及び図２において、回転電機１００は、回転子１、固定子２を主たる構成要素としており、具体的には回転子鉄心３、回転子鉄心３が固定されたシャフト(請求項でいう回転軸)１９、ケースを構成するフレーム１２に固定された固定子鉄心４、回転子鉄心３に巻回された界磁コイル５、固定子鉄心４に巻回された固定子コイル６、回転子鉄心３と固定子鉄心４との間に形成されたギャップ７、回転子鉄心３の界磁コイル５の間に設けられたダンパーバー８(図２参照)、界磁コイル５に設けられた回転子楔９(図２参照)、固定子コイル６に設けられた固定子楔１０(図２参照)等で構成される。これらの構成は周知の構成であるので、特段の説明は省略する。 1 and 2, a rotating electrical machine 100 has a rotor 1 and a stator 2 as main components, and specifically, a rotor core 3 and a shaft (as defined in the claims) to which the rotor core 3 is fixed. rotating shaft) 19, a stator core 4 fixed to a frame 12 constituting the case, a field coil 5 wound around the rotor core 3, a stator coil 6 wound around the stator core 4, and a rotor. A gap 7 formed between the iron core 3 and the stator iron core 4, a damper bar 8 provided between the field coil 5 of the rotor iron core 3 (see FIG. 2), and a rotation provided in the field coil 5. It is composed of a child wedge 9 (see FIG. 2), a stator wedge 10 (see FIG. 2) provided on the stator coil 6, and the like. Since these configurations are well-known configurations, special explanation will be omitted.

尚、固定子鉄心４には、空気が流入してくる側に上流側コイルエンド１６ｕが形成され、空気が流出する側に下流側コイルエンド１６ｄが形成されている。尚、「上流側」、「下流側」は冷媒である空気の流れを相対的な基準としており、以下の説明でも同様である。 The stator core 4 has an upstream coil end 16u formed on the side where air flows in, and a downstream coil end 16d formed on the side where air flows out. Note that the terms "upstream side" and "downstream side" are relative to the flow of air, which is a refrigerant, and the same holds true in the following description.

固定子２の更に外周側には、固定子２と固定されるケースとなるフレーム１２が配置されており、固定子２とフレーム１２の固定部は周方向に所定の間隔で固定されている。そして、フレーム１２の内周面との間に、固定子鉄心４の外周面に形成された、軸方向に冷媒である空気を流すためのバックサイドダクト(請求項でいう第１の軸方向通風ダクト)１３が設けられている。このバックサイドダクト１３は、固定子コイル６より外周側に配置されている。 A frame 12 serving as a case fixed to the stator 2 is disposed further on the outer circumferential side of the stator 2, and the fixing portions of the stator 2 and the frame 12 are fixed at a predetermined interval in the circumferential direction. A back side duct (first axial ventilation in the claims) is formed on the outer peripheral surface of the stator core 4 between the inner peripheral surface of the frame 12 and for flowing air as a refrigerant in the axial direction. A duct) 13 is provided. This backside duct 13 is arranged on the outer peripheral side of the stator coil 6.

また、回転子鉄心３の内周側に、軸方向に冷媒である空気を流すためのアキシャルダクト(請求項でいう第２の軸方向通風ダクト)１１が設けられている。このアキシャルダクト１１は、界磁コイル５より内周側に配置されている。 Furthermore, an axial duct (second axial ventilation duct in the claims) 11 is provided on the inner peripheral side of the rotor core 3 for flowing air as a refrigerant in the axial direction. This axial duct 11 is arranged on the inner circumferential side of the field coil 5.

尚、固定鉄心や回転子鉄心の内部には、特許文献１にあるような径方向に延びる径方向通風ダクトは形成されていない。これによって、径方向通風ダクトが磁気抵抗となることが回避されて回転電機の特性低下を抑制でき、また、回転電機の軸方向に対して、径方向通風ダクトの磁気抵抗が非対称とならないので、振動や騒音を抑制することができる。 Note that a radial ventilation duct extending in the radial direction as in Patent Document 1 is not formed inside the fixed core or the rotor core. This prevents the radial ventilation duct from becoming magnetically resistive, suppressing deterioration of the characteristics of the rotating electrical machine, and also prevents the magnetic resistance of the radial ventilation duct from becoming asymmetrical with respect to the axial direction of the rotating electrical machine. Vibration and noise can be suppressed.

回転子鉄心３の両側には、回転子鉄心３を両側から挟み込んで固定する、上流側コアクランプ(回転子)１５ａｕと下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄとが設けられている。これらのコアクランプ(回転子)１５ａｕ、１５ａｄはシャフト１９に固定されており、シャフト１９と回転子鉄心３の位置決めと固定を行っている。 On both sides of the rotor core 3, an upstream core clamp (rotor) 15au and a downstream core clamp (rotor) 15ad are provided that sandwich and fix the rotor core 3 from both sides. These core clamps (rotors) 15au and 15ad are fixed to the shaft 19, and position and fix the shaft 19 and the rotor core 3.

コアクランプ１５(回転子)ａｕ、１５ａｄの径方向の長さは、径方向でアキシャルダクト１１を超え、しかも界磁コイル５に至る前の長さに設定されている。そして、上流側コアクランプ(回転子)１５ａｕには、アキシャルダクト１１に繋がる開口が形成されている。 The radial length of the core clamps 15 (rotors) au and 15ad is set to a length that extends beyond the axial duct 11 in the radial direction and before reaching the field coil 5. An opening connected to the axial duct 11 is formed in the upstream core clamp (rotor) 15au.

一方、下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄには、アキシャルダクト１１に繋がる開口は形成されないか、或いは所定の流量を流すことができる開口が形成されている。後述する回転子側エンドダクト(請求項でいう回転子側流路変更ダクト)１７ａには、アキシャルダクト１１から軸方向に流れ出る空気の全部、或いは一部を、下流側コイルエンド１６ｄの側に方向転換して径方向に流す機能を備えており、この回転子側エンドダクト１７aは、下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄによって固定されている。そして、回転子側エンドダクト１７aに、一部の空気を軸方向下流に逃がす開口がある場合は、下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄに形成した開口から、一部の空気を軸方向下流に逃がすことも可能である。 On the other hand, the downstream core clamp (rotor) 15ad does not have an opening connected to the axial duct 11, or has an opening through which a predetermined flow rate can flow. A rotor-side end duct (referred to as a rotor-side flow path changing duct in the claims) 17a, which will be described later, directs all or part of the air flowing in the axial direction from the axial duct 11 toward the downstream coil end 16d. The rotor side end duct 17a is fixed by a downstream core clamp (rotor) 15ad. If the rotor side end duct 17a has an opening that allows some of the air to escape downstream in the axial direction, some of the air can be released downstream in the axial direction from the opening formed in the downstream core clamp (rotor) 15ad. It is also possible to escape.

このように、回転子鉄心３の軸方向で下流側の端部３ｄと下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄの間には、回転子側エンドダクト１７ａが挟持されている。この回転子側エンドダクト１７ａが本実施形態の特徴となるものであり、これについては後述する。 In this way, the rotor end duct 17a is held between the downstream end 3d of the rotor core 3 in the axial direction and the downstream core clamp (rotor) 15ad. This rotor-side end duct 17a is a feature of this embodiment, and will be described later.

また、固定子鉄心４の両側には、固定子鉄心４を両側から挟み込んで固定する、上流側コアクランプ(固定子)１５ｂｕと下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄとが設けられている。これらのコアクランプ(固定子)１５ｂｕ、１５ｂｄはフレーム１２の内周に固定されており、フレーム１２と固定子鉄心４の位置決めと固定を行っている。そして、コアクランプ(固定子)１５ｂｕ、１５ｂｄには、バックサイドダクト１３に繋がる開口が形成されている。 Further, on both sides of the stator core 4, there are provided an upstream core clamp (stator) 15bu and a downstream core clamp (stator) 15bd, which sandwich and fix the stator core 4 from both sides. These core clamps (stators) 15bu and 15bd are fixed to the inner periphery of the frame 12, and position and fix the frame 12 and the stator core 4. Openings connected to the backside duct 13 are formed in the core clamps (stators) 15bu and 15bd.

同様に固定子鉄心４の軸方向で下流側の端部４ｄと下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄの間には、固定子側エンドダクト(請求項でいう固定子側流路変更ダクト)１７ｂが挟持されている。尚、本実施形態では固定子側エンドダクト１７ｂを採用しているが、固定子側エンドダクト１７ｂについては、必要なければ省略することもできる。 Similarly, between the downstream end 4d of the stator core 4 in the axial direction and the downstream core clamp (stator) 15bd, a stator side end duct (stator side flow path change duct in the claims) 17b is provided. is being held. Although the stator side end duct 17b is employed in this embodiment, the stator side end duct 17b may be omitted if unnecessary.

次に、回転電機１００の冷却について説明する。図１に示す矢印は空気(Ａｉｒ)の流れを示しており、空気(Ａｉｒ)が流れる流路は、流入側からバックサイドダクト１３、ギャップ７、及びアキシャルダクト１１に分岐して流れる流路である。 Next, cooling of the rotating electric machine 100 will be explained. The arrows shown in FIG. 1 indicate the flow of air (Air), and the flow path through which the air (Air) flows is a flow path that branches from the inflow side to the backside duct 13, the gap 7, and the axial duct 11. be.

バックサイドダクト１３に流れる空気(Ａｉｒ)は、特許文献１のように径方向に分岐することなく、そのまま軸方向に流れて主に固定子鉄心４に発生する鉄損、固定子コイル６に発生する銅損に基づく熱を奪って、固定子鉄心４、及び固定子コイル６の温度上昇を抑制する。 The air flowing into the backside duct 13 does not branch in the radial direction as in Patent Document 1, but instead flows in the axial direction, mainly causing iron loss in the stator core 4 and iron loss occurring in the stator coil 6. The temperature increase in the stator core 4 and the stator coil 6 is suppressed by removing heat due to copper loss.

また、ギャップ７に流れる空気(Ａｉｒ)は、径方向に分岐することなく、そのまま軸方向に流れて、主に固定子鉄心４に発生する鉄損、固定子コイル６に発生する銅損、界磁コイル５に発生する銅損に基づく熱を奪って、固定子鉄心４、固定子コイル６、及び界磁コイル５の温度上昇を抑制する。 In addition, the air flowing into the gap 7 does not branch in the radial direction, but flows in the axial direction as it is, and mainly contains iron loss generated in the stator core 4, copper loss generated in the stator coil 6, and field Heat based on copper loss generated in the magnetic coil 5 is removed to suppress temperature increases in the stator core 4, stator coil 6, and field coil 5.

このように、バックサイドダクト１３とギャップ７に流れる空気(Ａｉｒ)は、流入側から流出側に向かって、熱を奪って温度上昇しながら軸方向に流れることになる。したがって、発熱源の大部分は固定子２であるため、最大温度領域は、空気(Ａｉｒ)の流出側の固定子２の下流側の端部４ｄを含む下流側エンドコイル１６ｄの付近に発生することになり、この部分の冷却が重要である。 In this way, the air flowing into the backside duct 13 and the gap 7 flows in the axial direction from the inflow side toward the outflow side while absorbing heat and increasing the temperature. Therefore, since most of the heat generation source is the stator 2, the maximum temperature region occurs near the downstream end coil 16d including the downstream end 4d of the stator 2 on the air outflow side. Therefore, cooling this part is important.

一方、アキシャルダクト１１に流れる空気(Ａｉｒ)は、界磁コイルの５の内周側を流れるので、バックサイドダクト１３やギャップ７に流れる空気(Ａｉｒ)に対して、温度上昇の度合は小さくなる。言い換えると、アキシャルダクト１１を流れる空気(Ａｉｒ)の流入側と流出側の温度差が、バックサイドダクト１３やギャップ７を流れる空気(Ａｉｒ)の温度差に比べて小さくなる傾向にある。つまり、アキシャルダクト１１に流れる空気(Ａｉｒ)を利用すれば、冷却効果を大きくできることがわかる。 On the other hand, since the air (Air) flowing into the axial duct 11 flows on the inner circumferential side of the field coil 5, the degree of temperature rise is smaller than that of the air (Air) flowing into the backside duct 13 and the gap 7. . In other words, the temperature difference between the inflow side and the outflow side of the air (Air) flowing through the axial duct 11 tends to be smaller than the temperature difference between the air (Air) flowing through the backside duct 13 and the gap 7 . In other words, it can be seen that the cooling effect can be increased by using the air flowing through the axial duct 11.

本実施形態はこのアキシャルダクト１１に流れる空気(Ａｉｒ)を積極的に利用するものである。すなわち、アキシャルダクト１１を軸方向に流れる温度上昇が小さい空気(Ａｉｒ)を、回転子鉄心３の軸方向の下流側の端部３ｄに位置する下流側エンドダクト１７ａで受け、回転子側エンドダクト１７ａを利用して流動方向を径方向に変更して流すことで、固定子２の下流側の端部４ｄを含む下流側コイルエンド１６ｄの付近を冷却するものである。 This embodiment actively utilizes the air flowing through the axial duct 11. That is, the air (Air) flowing in the axial direction of the axial duct 11 with a small temperature rise is received by the downstream end duct 17a located at the downstream end 3d of the rotor core 3 in the axial direction, and By changing the flow direction to the radial direction using the coil 17a, the vicinity of the downstream coil end 16d including the downstream end 4d of the stator 2 is cooled.

次に、アキシャルダクト１１を軸方向に流れる空気(Ａｉｒ)の流動方向を径方向に変更して流す構成について説明する。図３は図１のＢ－Ｂ矢視断面を示し、アキシャルダクト１１に流れる空気(Ａｉｒ)の流動方向を、下流側コイルエンド１６ｄの付近に向かう径方向に変更して流すためのエンドダクト１７ａ、１７ｂの構成を示している。尚、図４Ａに回転子側エンドダクト１７ａの構成を示し、図４Ｂに固定子側エンドダクト１７ｂの構成を示している。 Next, a configuration in which the flow direction of air flowing in the axial direction of the axial duct 11 is changed to the radial direction will be described. FIG. 3 shows a cross section taken along line B-B in FIG. 1, and shows an end duct 17a for changing the flow direction of air flowing into the axial duct 11 to the radial direction toward the vicinity of the downstream coil end 16d. , 17b. Note that FIG. 4A shows the configuration of the rotor-side end duct 17a, and FIG. 4B shows the configuration of the stator-side end duct 17b.

図１にあるように、回転子鉄心３の下流側の端部３ｄと下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄの間には、回転子側エンドダクト１７ａが配置され、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄと下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄの間には固定子側エンドダクト１７ｂが配置されている。ここで、アキシャルダクト１１に流れる空気(Ａｉｒ)の流れの向きを径方向に変える機能は、回転子側エンドダクト１７ａに持たせてある。 As shown in FIG. 1, a rotor end duct 17a is arranged between the downstream end 3d of the rotor core 3 and the downstream core clamp (rotor) 15ad, and the rotor end duct 17a is disposed on the downstream side of the stator core 4. A stator side end duct 17b is arranged between the end portion 4d and the downstream core clamp (stator) 15bd. Here, the rotor-side end duct 17a has a function of changing the direction of the flow of air flowing into the axial duct 11 in the radial direction.

図３、図４Ａに示すように回転子側エンドダクト１７ａは、回転子鉄心３の軸方向に直交する面で見て、実質的に回転子鉄心３と同じ形状に形成されており、回転子鉄心３の下流側の端部３ｄの面と協働して、アキシャルダクト１１から流れ出た空気を方向転換して径方向に流す通風路１７ａｐが形成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4A, the rotor side end duct 17a is formed in substantially the same shape as the rotor core 3 when viewed from a plane orthogonal to the axial direction of the rotor core 3, and A ventilation passage 17ap is formed in cooperation with the surface of the downstream end 3d of the iron core 3 to change the direction of the air flowing out from the axial duct 11 and to flow it in the radial direction.

図４Ａに示すように、回転子側エンドダクト１７ａは、平面状の風路形成面１７aｆを備え、この風路形成面１７ａｆに径方向に放射状に延びる導風板１７ａｇが形成されており、この導風板１７ａｇは軸方向に所定の長さを有して植立されている。これによって上述した通風路１７ａｐを形成することができる。導風板１７ａｇは、回転子鉄心３の端部３ｄの面に当接され、導風板１７ａｇが形成されている風路形成面１７aｆの反対側の面が下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄと当接される。 As shown in FIG. 4A, the rotor side end duct 17a includes a planar air passage forming surface 17af, on which air guide plates 17ag extending radially in the radial direction are formed. The baffle plate 17ag is erected with a predetermined length in the axial direction. This allows the above-mentioned ventilation path 17ap to be formed. The baffle plate 17ag is in contact with the surface of the end portion 3d of the rotor core 3, and the surface opposite to the air passage forming surface 17af on which the baffle plate 17ag is formed is the downstream core clamp (rotor) 15ad. It comes into contact with.

つまり、導風板１７ａｇが形成されている面とは反対の面が、下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄによって軸方向に強く押し当てられ、シャフト１９に固定されることによって、回転子鉄心３の下流側の端部３ｄの面と回転子側エンドダクト１７ａの風路形成面１７aｆの間に通風路１７ａｐを形成することができる。 That is, the surface opposite to the surface on which the baffle plate 17ag is formed is strongly pressed in the axial direction by the downstream core clamp (rotor) 15ad and fixed to the shaft 19, so that the rotor core 3 A ventilation passage 17ap can be formed between the downstream end 3d surface and the air passage forming surface 17af of the rotor side end duct 17a.

このように、導風板１７ａｇは通風路１７ａｐを形成すると共に、下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄからの押し付け力を回転子鉄心３に伝えて、回転子鉄心３を固定する機能を備えている。尚、この通風路１７ａｐは、導風板１７ａｇによって、アキシャルダクト１１の内周側から回転子鉄心３の外周付近まで形成されている。 In this way, the baffle plate 17ag forms the ventilation path 17ap, and also has the function of transmitting the pressing force from the downstream core clamp (rotor) 15ad to the rotor core 3 and fixing the rotor core 3. There is. The ventilation passage 17ap is formed from the inner circumferential side of the axial duct 11 to the vicinity of the outer circumference of the rotor core 3 by the baffle plate 17ag.

また、導風板１７ａｇは、界磁コイル５の間に配置、言い換えれば界磁コイル５を挟み込む形態で配置されており、これによって空気を界磁コイル５に確実に接触させて効率良く、また均等に冷却することができる。回転子側エンドダクト１７ａには、隣り合う導風板１７ａｇの間に界磁コイル５が収納される収納空間１７ａｃが形成されている。 In addition, the baffle plate 17ag is arranged between the field coils 5, in other words, it is arranged to sandwich the field coil 5, thereby ensuring that the air contacts the field coil 5 efficiently and Can be cooled evenly. A storage space 17ac in which the field coil 5 is stored is formed in the rotor-side end duct 17a between adjacent baffle plates 17ag.

また、固定鉄心４の側も実質的に同じ構成とされている。固定子側エンドダクト１７ｂは、固定子鉄心４の軸方向に直交する面で見て、固定鉄心４と実質的に同じ形状に形成されており、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄの面と協働して、回転子側エンドダクト１７ａの通風路１７ａｐを流れてきた空気を径方向に流す通風路１７ｂｐが形成されている。 Further, the fixed iron core 4 side also has substantially the same configuration. The stator side end duct 17b is formed in substantially the same shape as the stator core 4 when viewed in a plane orthogonal to the axial direction of the stator core 4, and is formed at the downstream end 4d of the stator core 4. A ventilation passage 17bp is formed in cooperation with the surface to allow air flowing through the ventilation passage 17ap of the rotor side end duct 17a to flow in the radial direction.

図４Ｂに示すように、固定子側エンドダクト１７ｂは、平面状の風路形成面１７ｂｆを備え、この風路形成面１７ｂｆに径方向に放射状に延びる導風板１７ａｇが形成されており、この導風板１７ｂｇは軸方向に所定の長さを有して植立されている。これによって上述した通風路１７ｂｐを形成することができる。導風板１７ｂｇは、固定子鉄心４の端部４ｄの面に当接され、導風板１７ｂｇが形成されている風路形成面１７ｂｆの反対側の面が下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄと当接される。 As shown in FIG. 4B, the stator side end duct 17b includes a planar air passage forming surface 17bf, and air guide plates 17ag extending radially in the radial direction are formed on this air passage forming surface 17bf. The baffle plate 17bg is erected with a predetermined length in the axial direction. This allows the above-mentioned ventilation path 17bp to be formed. The baffle plate 17bg is in contact with the surface of the end portion 4d of the stator core 4, and the surface opposite to the air path forming surface 17bf on which the baffle plate 17bg is formed is the downstream core clamp (stator) 15bd. It comes into contact with.

つまり、導風板１７ｂｇが形成されている面とは反対の面が、下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄによって軸方向に強く押し当てられ、フレーム１２に固定されることによって、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄの面と固定子側エンドダクト１７ｂの風路形成面１７ｂｆの間に通風路１７ｂｐを形成することができる。 In other words, the surface opposite to the surface on which the baffle plate 17bg is formed is strongly pressed in the axial direction by the downstream core clamp (stator) 15bd and fixed to the frame 12, so that the stator core 4 A ventilation passage 17bp can be formed between the surface of the downstream end 4d and the air passage forming surface 17bf of the stator side end duct 17b.

このように、導風板１７ｂｇは通風路１７ｂｐを形成すると共に、下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄからの押し付け力を固定子鉄心３に伝えて、固定子鉄心４を固定する機能を備えている。尚、この通風路１７ｂｐは、固定子鉄心４の内周側から固定子鉄心４の外周付近まで、径方向に放射状に延びる導風板１７ｂｇによって形成されている。 In this way, the baffle plate 17bg forms the ventilation path 17bp, and also has the function of transmitting the pressing force from the downstream core clamp (stator) 15bd to the stator core 3 and fixing the stator core 4. There is. Note that this ventilation passage 17bp is formed by a baffle plate 17bg that extends radially in the radial direction from the inner circumferential side of the stator core 4 to near the outer circumference of the stator core 4.

また、導風板１７ｂｇは、固定子コイル６の間に配置、言い換えれば固定子コイル６を挟み込む形態で配置されており、これによって空気を固定子コイル６に確実に接触させて効率良く、また均等に冷却することができる。固定子側エンドダクト１７ｂには、隣り合う導風板１７ｂｇの間に固定子コイル６が収納される収納空間１７ｂｃが形成されている。 Further, the baffle plate 17bg is arranged between the stator coils 6, in other words, it is arranged to sandwich the stator coil 6, thereby ensuring that the air contacts the stator coil 6 efficiently and Can be cooled evenly. In the stator side end duct 17b, a storage space 17bc in which the stator coil 6 is stored is formed between adjacent baffle plates 17bg.

ここで、図１に示すように、通風路１７ｂｐを流れる空気は、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄを冷却し、一部は下流側エンドコイル１６ｄに流れ、一部はバックサイドダクト１３を流れる空気と合流される。これによって、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄを含む下流側エンドコイル１６ｄの付近を、アキシャルダクト１１を流れてきた温度が低い空気によって冷却することができる。 Here, as shown in FIG. 1, the air flowing through the ventilation passage 17bp cools the downstream end 4d of the stator core 4, part of which flows to the downstream end coil 16d, and part of which flows into the backside duct. It is merged with the air flowing through 13. Thereby, the vicinity of the downstream end coil 16d, including the downstream end 4d of the stator core 4, can be cooled by the low temperature air flowing through the axial duct 11.

図１に戻って、回転電機１００のフロント側から流入した温度の低い空気は、黒い矢印で示すように、バックサイドダクト１３、ギャップ７、及びアキシャルダクト１１に流入し、固定子鉄心４、固定子コイル６、回転子鉄心３、界磁コイル５を冷却しながら流出側に流出する。 Returning to FIG. 1, the low-temperature air that has flowed in from the front side of the rotating electric machine 100 flows into the backside duct 13, the gap 7, and the axial duct 11, as shown by the black arrows, and the stator core 4 and the fixed It flows out to the outflow side while cooling the child coil 6, rotor core 3, and field coil 5.

そして、特にアキシャルダクト１１から流れ出る空気は、回転子側エンドダクト１７ａに達すると、回転子側エンドダクト１７ａに風路形成面１７ａｆに衝突して径方向で外側に向けて流れ方向を変更する。流れ方向が変更されたアキシャルダクト１１からの空気は、図３に示すように、回転子側エンドダクト１７ａに形成された通風路１７ａｐに沿って外側に向かって流れる。通風路１７ａｐを流れる空気は、流入側と流出側の圧力差や、回転子鉄心３の遠心力の作用によって、回転子鉄心３の外周側に移動する。 In particular, when the air flowing out from the axial duct 11 reaches the rotor-side end duct 17a, it collides with the air passage forming surface 17af of the rotor-side end duct 17a, changing the flow direction toward the outside in the radial direction. As shown in FIG. 3, the air from the axial duct 11 whose flow direction has been changed flows outward along the ventilation passage 17ap formed in the rotor-side end duct 17a. The air flowing through the ventilation passage 17ap moves toward the outer circumferential side of the rotor core 3 due to the pressure difference between the inflow side and the outflow side and the centrifugal force of the rotor core 3.

回転子鉄心３の外周側から径方向に流れ出た空気の一部は、ギャップ７を通過する空気によって持ち去られるが、それ以外の空気、及びギャップ７を流れる空気の一部は、固定鉄心４の端部に設けた固定子側エンドダクト１７ｂの通風路１７ｂｐに流入する。通風路１７ｂｐを流れる空気は、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄを冷却し、一部は下流側コイルエンド１６ｄに流れ、一部はバックサイドダクト１３を流れる空気に合流される。 A part of the air flowing out in the radial direction from the outer peripheral side of the rotor core 3 is carried away by the air passing through the gap 7, but the other air and a part of the air flowing through the gap 7 are carried away by the fixed core 4. It flows into the ventilation passage 17bp of the stator side end duct 17b provided at the end. The air flowing through the ventilation path 17bp cools the downstream end 4d of the stator core 4, a portion of which flows to the downstream coil end 16d, and a portion of which is merged with the air flowing through the backside duct 13.

このように、バックサイドダクト１３やギャップ７を流れる空気に比べて、アキシャルダクト１１を流れる温度が低い空気を、固定鉄心４の端部４ｄに設けた固定子側エンドダクト１７ｂの通風路１７ｂｐに流入させることで、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄを含む下流側コイルエンド１６ｄの付近を冷却することができる。 In this way, the air flowing through the axial duct 11 whose temperature is lower than that flowing through the back side duct 13 and the gap 7 is transferred to the ventilation passage 17bp of the stator side end duct 17b provided at the end 4d of the fixed iron core 4. By flowing in, the vicinity of the downstream coil end 16d including the downstream end 4d of the stator core 4 can be cooled.

上述したコアクランプ１５ａｕ、１５ａｄ、１５ｂｕ、１５ｂｄは、積層した電磁鋼板(回転子鉄心、固定子鉄心)を保持する機能も備えている。そのため、コアクランプ１５ａｕ、１５ａｄ、１５ｂｕ、１５ｂｄは、高剛性を得るため鉄よりも硬い材料や十分な厚さにすることが望ましい。 The core clamps 15au, 15ad, 15bu, and 15bd described above also have a function of holding the laminated electromagnetic steel plates (rotor core, stator core). Therefore, it is desirable that the core clamps 15au, 15ad, 15bu, and 15bd be made of a material harder than iron or of sufficient thickness in order to obtain high rigidity.

また、コアクランプ１５ａｕ、１５ａｄ、１５ｂｕ、１５ｂｄや回転子側エンドダクト１７ａ、固定子側エンドダクト１７ｂは、一般的には磁性部材となるため、渦電流による損失が発生する。その渦電流による損失を抑えるために、ステンレス等の導電率が低い材料等を使用するのが望ましい。 Furthermore, since the core clamps 15au, 15ad, 15bu, and 15bd, the rotor-side end duct 17a, and the stator-side end duct 17b are generally magnetic members, losses due to eddy currents occur. In order to suppress the loss due to the eddy current, it is desirable to use a material with low conductivity such as stainless steel.

本実施形態で説明した回転電機１００は、極数１０極、固定子２のスロット数９０であるが、他の極数、スロット数としても同様の効果が得られる。また、回転電機１００の種類としては、界磁巻線形同期回転電機であるが、誘導回転電機、永久磁石を適用した永久磁石型回転電機に適用しても同様の効果は得られる。更に、固定子コイル６の巻線方式は分布巻としているが、その他の巻線方式としても良いことはいうまでもない。 Although the rotating electric machine 100 described in this embodiment has 10 poles and 90 slots in the stator 2, similar effects can be obtained with other numbers of poles and slots. Further, although the rotating electric machine 100 is a field-wound synchronous rotating electric machine, the same effect can be obtained even if it is applied to an induction rotating electric machine or a permanent magnet type rotating electric machine using permanent magnets. Furthermore, although the winding method of the stator coil 6 is distributed winding, it goes without saying that other winding methods may be used.

次に、本実施形態の回転電機と、エンドダクトを備えない従来の回転電機の温度上昇の比較結果を説明する。図５にその比較結果を示しており、縦軸を下流側コイルエンド１６ｄの温度上昇値として、従来の回転電機による温度上昇値を１.０にした規格化値(ｐ.ｕ.)としている。図５からわかるように、エンドダクトを設けることで０.１ポイント程度低減することができる。固定子２での最大温度となる、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄであれば、０.１ポイントでも低減できれば、効果として十分である。 Next, a comparison result of temperature rise between the rotating electric machine of this embodiment and a conventional rotating electric machine without an end duct will be explained. The comparison results are shown in FIG. 5, where the vertical axis is the temperature rise value of the downstream coil end 16d, and the normalized value (p.u.) is set to 1.0 for the temperature rise value due to the conventional rotating electric machine. . As can be seen from FIG. 5, by providing an end duct, it can be reduced by about 0.1 point. If the downstream end 4d of the stator core 4 has the maximum temperature in the stator 2, it is sufficient to reduce the temperature by even 0.1 point.

このように、本実施形態では、固定子鉄心４に軸方向に連続した第１の軸方向通風ダクト(バックサイドダクト)１３を設け、また、回転子鉄心に軸方向に連続した第２の軸方向通風ダクト(アキシャルダクト)１１を設けると共に、第２の通風ダクトを流れる空気の流れを径方向に変更し、第２の通風ダクトを流れる空気の全部、或いは一部を、空気の流れで見て固定子鉄心の下流側の端部を含む下流側コイルエンドの付近に向けて流す回転子側流路変更ダクトを回転子鉄心の下流側に設ける構成とした。 Thus, in this embodiment, the stator core 4 is provided with a first axial ventilation duct (backside duct) 13 that is continuous in the axial direction, and the rotor core is provided with a second shaft that is continuous in the axial direction. In addition to providing a directional ventilation duct (axial duct) 11, the flow of air flowing through the second ventilation duct is changed in the radial direction, and all or part of the air flowing through the second ventilation duct is viewed in terms of air flow. A rotor-side flow path changing duct is provided on the downstream side of the rotor core to direct the flow toward the vicinity of the downstream coil end including the downstream end of the stator core.

これによれば、第２の軸方向通風ダクト１１を介して温度が低い流入側の空気を積極的に固定子２の下流側コイルエンド１６付近に流して、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄを含む下流側コイルエンド１６の付近を効果的に冷却することができる。 According to this, the air on the inflow side where the temperature is low is actively flowed to the vicinity of the downstream coil end 16 of the stator 2 through the second axial ventilation duct 11, and the downstream end of the stator core 4 is The vicinity of the downstream coil end 16 including the portion 4d can be effectively cooled.

次に本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と異なるのは、固定子鉄心４の下流側に配置した下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄの形状である。尚、これ以外の構成は図１に示す構成と同じである。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. What differs from the first embodiment is the shape of a downstream core clamp (stator) 15bd disposed downstream of the stator core 4. Note that the configuration other than this is the same as the configuration shown in FIG.

図６に示すように、下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄ２の軸方向の厚さは、固定子鉄心４の内周側から外周側に向かって徐々に厚くなっている。尚、本実施形態では対称性を考慮して、上流側コアクランプ(固定子)１５ｂｕ２の軸方向の厚さも、固定子鉄心４の内周側から外周側に向かって徐々に厚くなっている。 As shown in FIG. 6, the axial thickness of the downstream core clamp (stator) 15bd2 gradually increases from the inner circumferential side to the outer circumferential side of the stator core 4. In this embodiment, in consideration of symmetry, the axial thickness of the upstream core clamp (stator) 15bu2 also gradually increases from the inner circumferential side to the outer circumferential side of the stator core 4.

図７Ａに第１の実施形態の下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄにおける径方向の空気の流れを示し、図７Ｂに第２の実施形態の下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄ２における径方向の空気の流れを示している。 FIG. 7A shows the radial air flow in the downstream core clamp (stator) 15bd of the first embodiment, and FIG. 7B shows the radial air flow in the downstream core clamp (stator) 15bd2 of the second embodiment. It shows the flow of air.

回転子側エンドダクト１７ａから径方向に流れてきた空気(Ａｉｒ)は、固定子側エンドダクト１７ｂを流れる流路(Ｆｒ)と、下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄの側に流れる流路(Ｆａ)とに分岐される。図７Ａに示す第１の実施形態の場合では、空気(Ａｉｒ)は、下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄの径方向に垂直な面に遮られる状態となり、固定子鉄心４の径方向に空気(Ａｉｒ)が流れ難くなる。 The air (Air) flowing in the radial direction from the rotor-side end duct 17a flows through a flow path (Fr) through the stator-side end duct 17b and a flow path (Fr) through which it flows toward the downstream core clamp (stator) 15bd. Fa). In the case of the first embodiment shown in FIG. 7A, air is blocked by a surface perpendicular to the radial direction of the downstream core clamp (stator) 15bd, and the air flows in the radial direction of the stator core 4. (Air) becomes difficult to flow.

一方、図７Ｂに示す第２の実施形態の場合では、下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄ２は、内周側から外周側に向かって厚さが漸増する形状となっているため、図７Ａに示す実施形態に比べて空気(Ａｉｒ)は径方向側に流れ易くなる。これによって、下流側コイルエンド１６ｄが空気(Ａｉｒ)に晒されやすくなるため、下流側コイルエンド１６ｄの温度上昇を抑制することが可能となる。 On the other hand, in the case of the second embodiment shown in FIG. 7B, the downstream core clamp (stator) 15bd2 has a shape in which the thickness gradually increases from the inner circumferential side to the outer circumferential side. Compared to the illustrated embodiment, air flows more easily in the radial direction. This makes it easier for the downstream coil end 16d to be exposed to air, making it possible to suppress a rise in temperature of the downstream coil end 16d.

次に本発明の第３の実施形態について説明する。第２の実施形態と異なるのは、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄに配置した固定子側エンドダクト１７ｂと、回転子鉄心３の下流側の端部３ｄに配置した回転子側エンドダクト１７ａの軸方向の長さが異なっている点である。尚、これ以外は図２に示す構成と同じである。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. What is different from the second embodiment is a stator side end duct 17b disposed at the downstream end 4d of the stator core 4, and a rotor end duct 17b disposed at the downstream end 3d of the rotor core 3. The difference is that the length of the duct 17a in the axial direction is different. Note that the configuration other than this is the same as that shown in FIG. 2.

図８において、回転子鉄心３の下流側の端部３ｄに配置した回転子側エンドダクト１７ａの導風板１７ａｇの軸方向の長さ(Ｌｒ)は、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄに配置した固定子側エンドダクト１７ｂの導風板１７ｂｇの軸方向の長さ(Ｌｓ)より長く設定されている。 In FIG. 8, the length (Lr) in the axial direction of the baffle plate 17ag of the rotor-side end duct 17a disposed at the downstream end 3d of the rotor core 3 is It is set longer than the axial length (Ls) of the baffle plate 17bg of the stator side end duct 17b arranged at 4d.

第２の実施形態で説明したように、回転子側エンドダクト１７ａから径方向に流れてきた空気(Ａｉｒ)は、固定子側エンドダクト１７ｂを流れる流路と、下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄの側に流れる流路に分岐される。このため、回転子側エンドダクト１７ａの軸方向の長さ(Ｌｒ)を、固定子側エンドダクト１７ｂの軸方向の長さ(Ｌｓ)よりも長くすることで、回転子側エンドダクト１７ａの流出開口面積が大きくなり、下流側コイルエンド１６ｄに流れる空気(Ａｉｒ)の流量を増やすことができる。 As described in the second embodiment, the air flowing in the radial direction from the rotor side end duct 17a is connected to the flow path flowing through the stator side end duct 17b and the downstream side core clamp (stator). It is branched into a flow path flowing to the 15bd side. Therefore, by making the axial length (Lr) of the rotor side end duct 17a longer than the axial length (Ls) of the stator side end duct 17b, the flow of the rotor side end duct 17a is reduced. The opening area becomes larger, and the flow rate of air flowing to the downstream coil end 16d can be increased.

ここで、回転子側エンドダクト１７ａの軸方向の長さ(Ｌｒ)と、固定子側エンドダクト１７ｂの軸方向の長さ(Ｌｓ)の長さ比(Ｌｒ/Ｌｓ)による温度低減効果を図９に示している。 Here, the temperature reduction effect due to the length ratio (Lr/Ls) of the axial length (Lr) of the rotor side end duct 17a and the axial length (Ls) of the stator side end duct 17b is illustrated. 9.

横軸は、固定子側エンドダクト１７ｂの軸方向の長さ(Ｌｓ)に対する回転子側エンドダクト１７ａの軸方向の長さ(Ｌｒ)の長さ比(Ｌｒ/Ｌｓ)としている。尚、長さ比(Ｌｒ/Ｌｓ)が「０」の状態は、下流側エンドダクト１７ａが無い場合を表している。また、縦軸は、下流側コイルエンド１６ｄの温度上昇値を示しており、長さ比(Ｌｒ/Ｌｓ)が「０」の時の温度上昇値を１.０にした規格化値(p.u.)としている。 The horizontal axis represents the length ratio (Lr/Ls) of the axial length (Lr) of the rotor-side end duct 17a to the axial length (Ls) of the stator-side end duct 17b. Note that the state where the length ratio (Lr/Ls) is "0" represents the case where there is no downstream end duct 17a. In addition, the vertical axis indicates the temperature rise value of the downstream coil end 16d, which is a normalized value (p.u.) where the temperature rise value when the length ratio (Lr/Ls) is "0" is set to 1.0. It is said that

図９に示すように、長さ比(Ｌｒ/Ｌｓ)が大きくなると、下流側コイルエンド１６ｄの温度上昇値は減少していく。これは回転子側エンドダクト１７ａを流れる空気(Ａｉｒ)の流量が増加し、下流側コイルエンド１６ｄに流れる流量が増加したためと考えられる。本実施形態によっても、下流側コイルエンド１６ｄの温度上昇を効果的に抑制することが可能となる。第３の実施形態では、第２の実施形態を基礎としているが、第１の実施形態を基礎として組み合せることも可能である。 As shown in FIG. 9, as the length ratio (Lr/Ls) increases, the temperature increase value of the downstream coil end 16d decreases. This is thought to be due to an increase in the flow rate of air flowing through the rotor side end duct 17a and an increase in the flow rate flowing into the downstream coil end 16d. Also according to this embodiment, it is possible to effectively suppress the temperature rise of the downstream coil end 16d. Although the third embodiment is based on the second embodiment, it is also possible to use the first embodiment as a basis and combine them.

次に本発明の第４の実施形態について説明する。第１の実施形態と異なるのは、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄに配置した固定子側エンドダクト１７ｂの導風板１７ｂｇの内周側の先端形状が異なっている点である。尚、これ以外は図１に示す構成と同じである。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The difference from the first embodiment is that the tip shape of the inner peripheral side of the baffle plate 17b of the stator end duct 17b disposed at the downstream end 4d of the stator core 4 is different. Note that the configuration other than this is the same as that shown in FIG. 1.

図１０Ａ、図１０Ｂに示しているように、導風板１７ｂｇの内周側には、先細りした形状の尖端部１７ｂｄｔを形成している。このような尖端部１７ｂｄｔを形成することで、回転子側エンドダクト１７aの側から流れてきた空気(Ａｉｒ)の流入面の圧力損失を低減することが可能となる。これにより、固定子側エンドダクト１７ｂの通風路１７ｂｐを通過する空気(Ａｉｒ)の流量を増加でき、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄを含む下流側コイルエンド１６ｄの温度上昇を効果的に抑制することができる。 As shown in FIGS. 10A and 10B, a tapered tip 17bdt is formed on the inner peripheral side of the baffle plate 17bg. By forming such a tip portion 17bdt, it is possible to reduce pressure loss on the inflow surface of air flowing from the rotor side end duct 17a side. As a result, the flow rate of air passing through the ventilation passage 17bp of the stator side end duct 17b can be increased, and the temperature rise in the downstream coil end 16d including the downstream end 4d of the stator core 4 can be effectively reduced. can be suppressed to

次に本発明の第５の実施形態について説明する。第１の実施形態と異なるのは、回転子鉄心３の軸方向長さが固定子鉄心４の軸方向長さより長くしたこと、及び回転子鉄心３に２つのエンドダクトを設けた点である。尚、これ以外は図１に示す構成と同じである。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The difference from the first embodiment is that the axial length of the rotor core 3 is longer than the axial length of the stator core 4, and that the rotor core 3 is provided with two end ducts. Note that the configuration other than this is the same as that shown in FIG. 1.

図１１に示しているように、回転子鉄心３の下流側の端部３ｄには、空気の流れに沿って、回転子側第１エンドダクト１７ａ-１、中間回転子鉄心３ｃ、回転子側第２エンドダクト１７ａ-２、及び下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄの順番で配置されている。回転子側第１エンドダクト１７ａ-１と回転子側第２エンドダクト１７ａ-２は、同じ形状のものが使用され、中間回転子鉄心３ｃも回転鉄心３と同じ形状のものが使用されている。尚、本実施形態では、回転子鉄心３の軸長（ＲｔＬ）は、固定子鉄心４の軸長(ＳｔＬ)より長く設定されており、「ＳｔＬ＜ＲｔＬ」の関係に決められている。 As shown in FIG. 11, the rotor side first end duct 17a-1, the intermediate rotor core 3c, and the rotor side first end duct 17a-1, the intermediate rotor core 3c, and the rotor side The second end duct 17a-2 and the downstream core clamp (rotor) 15ad are arranged in this order. The rotor side first end duct 17a-1 and the rotor side second end duct 17a-2 have the same shape, and the intermediate rotor core 3c also has the same shape as the rotating core 3. . In the present embodiment, the axial length (RtL) of the rotor core 3 is set longer than the axial length (StL) of the stator core 4, and the relationship is determined as "StL<RtL".

そして、アキシャルダクト１１から流れてくる空気(Ａｉｒ)は、回転子側第１エンドダクト１７ａ-１と回転子側第２エンドダクト１７ａ-２から、固定子鉄心４の側の固定子側エンドダクト１７ｂに流れ出ることになる。 The air flowing from the axial duct 11 is transmitted from the rotor-side first end duct 17a-1 and the rotor-side second end duct 17a-2 to the stator-side end duct on the stator core 4 side. It will flow out to 17b.

これによって、多くの空気を固定子鉄心４の側の固定子側エンドダクト１７ｂに供給でき、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄを含む下流側コイルエンド１６ｄの温度上昇を効果的に抑制することができる。特に、回転子側第２エンドダクト１７ａ-２から集中的に下流側コイルエンド１６ｄを冷却することができる。 This allows a large amount of air to be supplied to the stator end duct 17b on the side of the stator core 4, effectively suppressing the temperature rise in the downstream coil end 16d including the downstream end 4d of the stator core 4. can do. In particular, the downstream coil end 16d can be intensively cooled from the rotor-side second end duct 17a-2.

次に本発明の第６の実施形態について説明する。第１の実施形態と異なるのは、回転子鉄心３に形成したアキシャルダクト１１をシャフト１９の周囲に形成した点である。尚、これ以外は図１に示す構成と同じである。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. The difference from the first embodiment is that the axial duct 11 formed in the rotor core 3 is formed around the shaft 19. Note that the configuration other than this is the same as that shown in FIG. 1.

図１２に示すように、回転子鉄心３に設けたアキシャルダクト１１をシャフト１９の周囲に環状に形成し、シャフト１９と回転子鉄心３の内周面との間に連結バー２０を周方向に放射状に配置して、シャフト１９と回転子鉄心３とを連結、固定している。この構成にすることで、回転子鉄心３に直にアキシャルダクト１１を設けた構成に比べて、アキシャルダクト１１の径方向での位置はシャフト１９の回転中心に近い位置に形成することができる。 As shown in FIG. 12, an axial duct 11 provided in the rotor core 3 is formed in an annular shape around the shaft 19, and a connecting bar 20 is provided in the circumferential direction between the shaft 19 and the inner peripheral surface of the rotor core 3. The shaft 19 and the rotor core 3 are connected and fixed by being arranged radially. With this configuration, the axial duct 11 can be formed closer to the center of rotation of the shaft 19 in the radial direction than in a configuration in which the axial duct 11 is provided directly on the rotor core 3.

アキシャルダクト１１からエンドダクト１７ａの径方向に流れる空気(Ａｉｒ)は、回転子鉄心３が回転することによる、ファンアクションの効果も加味される。このファンアクションは圧力として表され、このファンアクションによる圧力は次の(1)式となる。
Ｐ＝（Ｖ１ ２―Ｖ２ ２）／２……（１）
ここで、Ｐは圧力、Ｖ１は回転子鉄心の外周側の周速度、Ｖ２は回転子鉄心の内周側の周速度である。 The air flowing in the radial direction from the axial duct 11 to the end duct 17a also has the effect of fan action caused by the rotation of the rotor core 3. This fan action is expressed as pressure, and the pressure due to this fan action is expressed by the following equation (1).
P=(V 1 2 -V 2 2 )/2...(1)
Here, P is the pressure, V1 is the peripheral speed on the outer peripheral side of the rotor core, and V2 is the peripheral speed on the inner peripheral side of the rotor core.

(1)式に示すよう、回転子鉄心３の内周と外周の周速度の差が大きければ圧力も大きくなることを意味している。つまり、回転子鉄心３の内周側の周速度は、アキシャルダクト１１の径方向での位置によって決まることとなる。 As shown in equation (1), it means that the greater the difference in circumferential speed between the inner and outer circumferences of the rotor core 3, the greater the pressure. That is, the circumferential speed of the inner peripheral side of the rotor core 3 is determined by the position of the axial duct 11 in the radial direction.

このように、本実施形態によればアキシャルダクト１１の径方向での位置をシャフト１９の回転中心に近づけて配置できるため、空気(Ａｉｒ)を流れやすくするための圧力Ｐを大きくすることができる。 In this way, according to the present embodiment, the axial duct 11 can be arranged close to the rotation center of the shaft 19 in the radial direction, so that the pressure P for making air flow easier can be increased. .

これにより、回転子側エンドダクト１７ａの径方向に流れる空気(Ａｉｒ)の流量を増加することができるため、多くの空気を固定子鉄心４の側の固定子側エンドダクト１７ｂに供給でき、固定子鉄心４の下流側の端部４ｄを含む下流側コイルエンド１６ｄの温度上昇を効果的に抑制することができる。 As a result, the flow rate of air flowing in the radial direction of the rotor side end duct 17a can be increased, so a large amount of air can be supplied to the stator side end duct 17b on the stator core 4 side, and the fixed The temperature rise of the downstream coil end 16d including the downstream end 4d of the child core 4 can be effectively suppressed.

次に本発明の第７の実施形態について説明する。第１の実施形態と異なるのは、回転子鉄心３、固定子鉄心４を固定するコアクランプの形状を、回転子鉄心３、固定子鉄心４と類似した形状とした点である。尚、これ以外は図１に示す構成と同じである。 Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. The difference from the first embodiment is that the shape of the core clamp for fixing the rotor core 3 and stator core 4 is similar to that of the rotor core 3 and stator core 4. Note that the configuration other than this is the same as that shown in FIG. 1.

図１３Ａは、回転子鉄心３の軸方向から見た下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄの要部を切り取って拡大したものである。下流側コアクランプ(回転子)１５ａｄは、回転子鉄心３の軸方向で見た形状と、同一形状、或いは略相似形状に作られており、界磁コイル５と干渉しないために、コイル収納空間１５ａｄｃが形成された櫛歯状に形成されている。 FIG. 13A is an enlarged view of the main part of the downstream core clamp (rotor) 15ad as seen from the axial direction of the rotor core 3. The downstream core clamp (rotor) 15ad is made to have the same shape or a substantially similar shape to the shape of the rotor core 3 when viewed in the axial direction, and in order not to interfere with the field coil 5, the coil storage space is It is formed in a comb-teeth shape with 15adc formed thereon.

図１３Ｂは、固定子鉄心４の軸方向で見た下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄの要部を切り取って拡大したものである。下流側コアクランプ(固定子)１５ｂｄも、固定子鉄心４の軸方向で見た形状と、同一形状、或いは略相似形状に作られており、固定子コイル６と干渉しないために、コイル収納空間１５ｂｄｃが形成された櫛歯状に形成されている。 FIG. 13B is an enlarged view of a main part of the downstream core clamp (stator) 15bd viewed in the axial direction of the stator core 4. The downstream core clamp (stator) 15bd is also made to have the same shape or a substantially similar shape to the stator core 4 when viewed in the axial direction, and in order not to interfere with the stator coil 6, a coil storage space is provided. It is formed in a comb-teeth shape in which 15 bdc are formed.

上述したように、下流側コアクランプ１５ａｄ、１５ｂｄの機能の１つは、回転子側エンドダクト１７ａ、固定子側エンドダクト１７ｂを介して、回転子鉄心３、及び固定子鉄心４を形成する積層された電磁鋼板を保持、固定するためである。 As described above, one of the functions of the downstream core clamps 15ad and 15bd is to perform lamination to form the rotor core 3 and the stator core 4 via the rotor end duct 17a and the stator end duct 17b. This is to hold and fix the electromagnetic steel plate.

このため、下流側コアクランプ１５ａｄ、１５ｂｄを回転子鉄心３、及び固定子鉄心４と同一形状、或いは略相似形状に形成すると、回転子鉄心３、及び固定子鉄心４の端部３ｄ、４ｄに面圧を均一に加え易くなり、回転子鉄心３、固定子鉄心４の剛性をより向上することができる。 Therefore, if the downstream core clamps 15ad and 15bd are formed in the same shape as the rotor core 3 and the stator core 4, or in a substantially similar shape, the ends 3d and 4d of the rotor core 3 and the stator core 4 It becomes easier to apply surface pressure uniformly, and the rigidity of the rotor core 3 and stator core 4 can be further improved.

次に本発明の第８の実施形態について説明する。第８の実施形態は、上述した回転電機を実際のシステムに展開したものである。 Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. In the eighth embodiment, the above-described rotating electrical machine is developed into an actual system.

図１４に示すように、第１の実施形態から第７の実施形態の回転電機は主回転電機１００ａとして使用される。主回転電機１００ａのシャフト１９には補助回転電機１００ｂが接続されている。また、シャフト１９はカップリング２１を介して内燃機関２００に直結されている。 As shown in FIG. 14, the rotating electrical machines of the first to seventh embodiments are used as a main rotating electrical machine 100a. An auxiliary rotating electrical machine 100b is connected to the shaft 19 of the main rotating electrical machine 100a. Further, the shaft 19 is directly connected to an internal combustion engine 200 via a coupling 21.

内燃機関２００が駆動されることで、主回転電機１００ａ、及び補助回転電機１００ｂから、電力変換器２０１ａ、２０１ｂへ電力が供給される。電力変換器２０１ａはダンプトラックの駆動用電動機３００に電力を供給する。駆動用電動機は駆動輪を回転させて、ダンプトラックを走行させることができる。一方、電力変換器２０１ｂは送風ブロア３０１を回転させて、主回転電機１００ａ、補助回転電機１００ｂを冷却するための空気(Ａｉｒ)を供給することができる。 By driving the internal combustion engine 200, electric power is supplied from the main rotating electrical machine 100a and the auxiliary rotating electrical machine 100b to the power converters 201a and 201b. The power converter 201a supplies power to the driving electric motor 300 of the dump truck. The drive electric motor can rotate the drive wheels and make the dump truck run. On the other hand, the power converter 201b can rotate the blower 301 to supply air for cooling the main rotating electrical machine 100a and the auxiliary rotating electrical machine 100b.

ここで、上述の説明は回転電機として発電機の例を説明したが、回転電機として電動機にも使用することができ、更には、電気自動車のような発電機能と電動機能を備える回転電機にも使用できる。 Here, in the above explanation, a generator is used as an example of a rotating electric machine, but the rotating electric machine can also be used as an electric motor, and furthermore, it can also be used as a rotating electric machine with a power generation function and an electric function such as an electric vehicle. Can be used.

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace some of the configurations of each embodiment with other configurations.

１…回転子、２…固定子、３…回転子鉄心、４…固定子鉄心、５…界磁コイル、６…固定子コイル、７…ギャップ、８…ダンパーバー、９…回転子楔、１０…固定子楔、１１…アキシャルダクト、１２…フレーム、１３…バックサイドダクト、１４…冷媒(空気)、１５ａｕ…上流側コアクランプ(回転子)、１５ａｄ…下流側コアクランプ(回転子)、１５ｂｕ…上流側コアクランプ(固定子)、１５ｂｄ…下流側コアクランプ(固定子)、１６ｄ…下流側コイルエンド、１７ａ…回転子側エンドダクト、１７ｂ…固定子側エンドダクト、１９…シャフト、２０…連結バー、２１…カップリング。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rotor, 2... Stator, 3... Rotor core, 4... Stator core, 5... Field coil, 6... Stator coil, 7... Gap, 8... Damper bar, 9... Rotor wedge, 10 ...Stator wedge, 11...Axial duct, 12...Frame, 13...Backside duct, 14...Refrigerant (air), 15au...Upstream core clamp (rotor), 15ad...Downstream core clamp (rotor), 15bu ...Upstream core clamp (stator), 15bd...Downstream core clamp (stator), 16d...Downstream coil end, 17a...Rotor side end duct, 17b...Stator side end duct, 19...Shaft, 20... Connection bar, 21...coupling.

Claims (13)

固定子鉄心と、前記固定子鉄心の内側に間隙を介して設けられ、回転軸が固定された回転子鉄心を有する回転電機において、
前記固定子鉄心の外周側に軸方向に連続した第１の軸方向通風ダクトが設けられ、また、前記回転子鉄心の内周側に軸方向に連続した第２の軸方向通風ダクトが設けられると共に、
前記第２の軸方向通風ダクトから流れ出る空気の流れを径方向に変更し、前記第２の軸方向通風ダクトから流れ出る空気の全部、或いは一部を、空気の流れで見て前記固定子鉄心の下流側の端部を含む下流側コイルエンドの付近に向けて流す第1の回転子側流路変更ダクトが、前記回転子鉄心の下流側の端部に設けられ、
更に前記第1の回転子側流路変更ダクトの下流に中間回転子鉄心を設けると共に、前記中間回転子鉄心の下流に第２の回転子側流路変更ダクトが設けられている
ことを特徴とする回転電機。 A rotating electric machine having a stator core and a rotor core provided with a gap inside the stator core and having a rotating shaft fixed thereto,
A first axial ventilation duct continuous in the axial direction is provided on the outer circumference side of the stator core, and a second axial ventilation duct continuous in the axial direction is provided on the inner circumference side of the rotor core. With,
The flow of air flowing out from the second axial ventilation duct is changed in the radial direction, and all or part of the air flowing out from the second axial ventilation duct is changed to the stator core when viewed in terms of air flow. A first rotor side flow path changing duct that directs the flow toward the vicinity of the downstream coil end including the downstream end is provided at the downstream end of the rotor core,
Furthermore, an intermediate rotor core is provided downstream of the first rotor side flow path changing duct, and a second rotor side flow path changing duct is provided downstream of the intermediate rotor core. rotating electric machine. 請求項１に記載の回転電機において、
空気の流れで見て前記固定子鉄心の下流側の端部に、前記第1の回転子側流路変更ダクトからの空気を径方向に流す固定子側流路変更ダクトが配置され、
前記固定子側流路変更ダクトの下流側に、前記固定子側流路変更ダクトを前記固定子鉄心の下流側の端部に押し付けるコアクランプ(固定子)が設けられると共に、前記コアクランプ(固定子)の軸方向厚さが、前記固定子鉄心の外径側より内径側の方が薄く形成されている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 1,
A stator side flow path change duct that allows air from the first rotor side flow path change duct to flow in a radial direction is disposed at the downstream end of the stator core when viewed from the air flow;
A core clamp (stator) that presses the stator side flow path change duct against the downstream end of the stator core is provided on the downstream side of the stator side flow path change duct, and a core clamp (stator) that presses the stator side flow path change duct against the downstream end of the stator core. 1. A rotating electrical machine, wherein the axial thickness of the stator core is thinner on the inner diameter side than on the outer diameter side of the stator core. 請求項２に記載の回転電機において、
前記第1の回転子側流路変更ダクトの軸方向の長さが、前記固定子側流路変更ダクトの軸方向の長さよりも長く形成されている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 2,
A rotating electrical machine, wherein the first rotor-side flow path changing duct has an axial length longer than the stator-side flow path changing duct. 請求項２に記載の回転電機において、
前記固定子側流路変更ダクトには、径方向で内周側から外周側に延びる複数の導風板が形成されており、
前記導風板の内周側の先端側は、先細りした形状に形成されている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 2,
The stator side flow path changing duct is formed with a plurality of air guide plates extending from the inner circumferential side to the outer circumferential side in the radial direction,
A rotating electric machine characterized in that a tip end on an inner circumferential side of the baffle plate is formed in a tapered shape. 請求項１に記載の回転電機において、
前記第１の回転子側流路変更ダクトと前記第２の回転子側流路変更ダクトは、同じ形状のものが使用されている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 1,
A rotating electrical machine, wherein the first rotor-side flow path change duct and the second rotor-side flow path change duct have the same shape. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記回転子鉄心の内周と前記回転軸の間には、環状の前記第２の軸方向通風ダクトが形成されていると共に、
前記回転子鉄心の内周と前記回転軸とは、放射状に配置された連結バーで固定されている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 5,
The annular second axial ventilation duct is formed between the inner periphery of the rotor core and the rotating shaft, and
A rotating electric machine, wherein the inner periphery of the rotor core and the rotating shaft are fixed by connecting bars arranged radially. 請求項２に記載の回転電機において、
前記コアクランプ(固定子)の径方向の形状は、前記固定子鉄心の径方向の形状と同一形状、或いは略相似形状に形成されている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 2 ,
A rotating electrical machine characterized in that a radial shape of the core clamp (stator) is the same as or substantially similar to the radial shape of the stator core. 請求項７に記載の回転電機において、
前記第1の回転子側流路変更ダクトには、前記回転子鉄心の径方向に延びる複数の導風板(回転子)が形成されており、隣り合う前記導風板(回転子)の間に通風路(回転子)が形成されている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 7,
A plurality of baffle plates (rotors) extending in the radial direction of the rotor core are formed in the first rotor side flow path changing duct, and a plurality of baffle plates (rotors) extending in the radial direction of the rotor core are formed, and a plurality of baffle plates (rotors) are formed in the first rotor side flow path changing duct, and a plurality of baffle plates (rotors) extending in the radial direction of the rotor core are formed. A rotating electric machine characterized by having a ventilation passage (rotor) formed in the rotor. 請求項８に記載の回転電機において、
隣り合う前記導風板(回転子)の間に形成された前記通風路(回転子)には、界磁コイルが配置されている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 8,
A rotating electric machine characterized in that a field coil is disposed in the ventilation path (rotor) formed between the adjacent baffle plates (rotor). 請求項８に記載の回転電機において、
前記固定子鉄心の下流側の端部には、前記回転子側流路変更ダクトから流れてくる空気を前記固定子鉄心の下流側の端部を含む前記下流側コイルエンドの付近に向けて流す前記固定子側流路変更ダクトが設けられている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 8,
At the downstream end of the stator core, air flowing from the rotor side flow path changing duct is directed toward the vicinity of the downstream coil end including the downstream end of the stator core. A rotating electric machine characterized in that the stator side flow path changing duct is provided. 請求項１０に記載の回転電機において、
前記固定子側流路変更ダクトには、前記固定子鉄心の径方向に延びる複数の導風板(固定子)が形成されており、隣り合う前記導風板(固定子)の間に通風路(固定子)が形成されている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 10,
A plurality of air guide plates (stators) extending in the radial direction of the stator core are formed in the stator side flow path changing duct, and a ventilation passage is formed between the adjacent air guide plates (stators). A rotating electrical machine characterized by having a (stator) formed therein. 請求項９に記載の回転電機において、
隣り合う前記導風板(固定子)の間に形成された前記通風路(固定子)には、固定子コイルが配置されている
ことを特徴とする回転電機。 The rotating electric machine according to claim 9,
A rotating electric machine, wherein a stator coil is disposed in the ventilation path (stator) formed between the adjacent air guide plates (stator). 内燃機関によって駆動される主回転電機、及び補助回転電機を備え、前記主回転電機の電力によって車両の駆動輪を駆動する電動機を動作させ、前記補助回転電機の電力によって前記主回転電機、及び前記補助回転電機を冷却する送風ブロワを動作させる回転電機システムにおいて、
少なくとも前記主回転電機が、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の前記回転電機から構成されている
ことを特徴とする回転電機システム。 A main rotary electric machine driven by an internal combustion engine and an auxiliary rotary electric machine are provided, and the electric power of the main rotary electric machine operates the electric motor that drives the drive wheels of the vehicle, and the electric power of the auxiliary rotary electric machine operates the main rotary electric machine and the In a rotating electrical machine system that operates a blower that cools an auxiliary rotating electrical machine,
A rotating electrical machine system, wherein at least the main rotating electrical machine is comprised of the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 12.
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