JPH0851750A - 磁石同期発電機 - Google Patents

磁石同期発電機

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Publication number
JPH0851750A
JPH0851750A JP20804994A JP20804994A JPH0851750A JP H0851750 A JPH0851750 A JP H0851750A JP 20804994 A JP20804994 A JP 20804994A JP 20804994 A JP20804994 A JP 20804994A JP H0851750 A JPH0851750 A JP H0851750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
stator core
synchronous generator
stator
conductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP20804994A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Obara
小原  孝志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP20804994A priority Critical patent/JPH0851750A/ja
Publication of JPH0851750A publication Critical patent/JPH0851750A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁石同期発電機の軸長を短くすることが可能と
なるコイルエンド長の短い固定子コイル構成を提供す
る。 【構成】固定子鉄心1端の周方向に等ピッチの軸方向に
貫通する複数個の貫通孔2を固定子鉄心1の半径方向に
複数段設け、これらの貫通孔2にコイル5を挿入し、コ
イル5間を接続導体3で導電接続して固定子コイルを作
製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、界磁磁極に永久磁石
を用いてなる磁石同期発電機を構成する固定子コイルの
構成に関する。
【0002】
【従来の技術】図4〜図6は従来の磁石同期発電機を構
成する固定子コイルを示すもので、図4は鼓状巻に巻回
した固定子コイルを有する磁石発電機の部分断面図、図
5は環状巻からなる固定子コイルの部分断面図、図6は
図5のVI−VI断面図である。さて、磁石同期発電機は、
前記したように永久磁石を使用しているために磁界の強
さがほぼ一定であるので、電機子の誘導起電力は回転速
度に比例する。このため各種アクチュエータモータの電
源やブラシシス励磁機の副励磁機等に適用されている。
【0003】ところで、前記のブラシシス励磁機に用い
られている磁石同期発電機の固定子コイルは、従来は、
図4に示すような、フレーム4の内部に配された固定子
鉄心1aのスロット内に鼓状巻、即ちダイヤモンドの形
状に巻回した巻線からなる固定子コイル51が用いら
れ、この固定子コイル51と、永久磁石8を取付けた回
転軸9からなる回転子とから磁石同期発電機が構成され
ている。
【0004】更に、他の固定子コイルの採用例として
は、図5の斜線で示すように、固定子鉄心1bのスロッ
ト11とヨーク12間に固定子鉄心1bの内側から外側
へら旋状に全周に亘つて巻いた、図6にその断面を示す
環状巻からなる固定子コイル52からなる巻線構成があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した同
期発電機本体をブラシレス励磁機により励磁し、このブ
ラシレス励磁機を副励磁機で励磁する磁石同期発電機
は、ブラシレス励磁機とともに同期発電機本体にオーバ
ハングして取付ける場合がある。このように、磁石同期
発電機をオーバハングして取付ける場合には、磁石同期
発電機の回転部の寸法及び重量を低減することが重要で
ある。近年、ネオジューム系の合金からなる高性能の永
久磁石磁石が開発され、磁石同期発電機の回転部の一部
を構成する界磁磁極部分は寸法及び重量を低減すること
が可能となった。従って、永久磁石の寸法低減の効果を
磁石同期発電機全体の小形化に反映させるためには、固
定子コイルのコイルエンド長を短くしたコイル構成を採
用することにより発電機の軸長を小さくする必要があ
る。
【0006】前記した従来の磁石同期発電機の固定子コ
イルの構成においては、図4に示す鼓状巻からなるコイ
ル構成は、固定子鉄心1aの周方向へ一定間隔を保ちな
がら平面状に巻回するものなので、固定子鉄心1a端よ
り軸方向にコイルエンド部が突出し、コイルエンド長L
1 が長くなり、かつ無駄なスペースが生じ、磁石同期発
電機の軸長を短くするのに不利な巻線構成である。
【0007】また、前記鼓状巻での欠点を改良する図5
に示す環状巻からなるコイル構成では、固定子鉄心1b
のスロット11とヨーク12間に固定子鉄心1bの内側
から外側へ固定子鉄心1bの半径方向にら旋状に巻回す
る構成であるので、図6に示すようにコイルエンド長L
2 は、前記の図4に示す鼓状巻からなるコイルエンド長
1 よりは小さくできる利点がある。
【0008】しかしながら、図5に示す環状巻からなる
固定子コイル52は、コイルの巻回数、あるいは1ター
ン当たりのコイル数が多い場合には、鼓状巻からなる巻
線構成よりはコイルエンド長は短くなり、発電機の軸長
を短くできるが、固定子鉄心1bのスロット11部にコ
イルを集中して巻回する方式であるので、コイルエンド
部に膨らみが生じ、コイルエンド長を短縮するには限度
があるという問題があった。
【0009】この発明の目的は、前記の課題を解決し、
磁石同期発電機の軸長を短くすることが可能となる固定
子コイルからなる磁石同期発電機を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明は、固定子鉄心に固定子コイルを設け
てなる磁石同期発電機において、固定子鉄心端面の周方
向に等距離隔てて複数個設けられた固定子鉄心軸方向に
貫通した貫通孔を半径方向へ複数段設け、この貫通孔に
挿入してなる固定子コイルを設けることとする。
【0011】そして、固定子鉄心の貫通孔に挿入して設
けられた固定子コイルが棒状の導体の外周に絶縁物を施
したもとするのがよい。
【0012】また、固定子コイル間を鉄心端部を接続導
体で導電接続する構成すると好適である。
【0013】更に、鉄心端部と接続導体間に絶縁板を配
し、固定子コイル間を導体を介してネジ結合し導電接続
すれば、なお好適である。
【0014】また、固定子コイルを構成するコイルの導
体を中空導体とするのがよい。
【作用】この発明は、従来の固定子鉄心内径側に設けら
れたスロット内に所定数のコイルを巻回する鼓状巻、及
び環状巻からなる巻線構成に代えて、巻回するコイル数
に相当するスロット数を固定子鉄心の全体に設けたこと
にある。即ち、固定子鉄心端面の周方向に等距離隔てて
複数個設けられた軸方向に貫通した貫通孔を固定子鉄心
の半径方向に複数段設け、これらの貫通孔にそれぞれ挿
入し配したコイルの半径方向のコイル端部同士を導電接
続して固定子コイルを構成することにより、コイルが固
定子鉄心全体に分散され、同一スロット内にコイルが集
中して巻回されることがなくなるのでコイルエンド部の
膨らみがなくなりコイルエンド長を短くできる、そのた
め発電機の軸長を短くすることが可能となる。
【0015】また、コイルが棒状の導体で、その外周に
絶縁物を施したものであれば固定子鉄心に設けられた貫
通孔へコイルを挿入し設けるのに好都合である。
【0016】更に、固定子鉄心の貫通孔に設けられた個
々のコイル間を鉄心端部で接続導体で導電接続すること
により、従来の環状巻と同様の巻線構成とすることがで
きる。このためには、鉄心端部と接続導体間に絶縁板を
配し、固定子コイル間を接続導体とネジ結合することに
より可能となる。
【0017】また、固定子鉄心内部にコイルが挿入され
ているので、電流は表皮効果によりコイルを構成する導
体の外層側に通流する。従って、コイルを中空状導体と
することが可能となり、これにより、固定子鉄心端部か
らコイルの中空部を介して空気の流通ができ、固定子コ
イルの冷却効率をあげることができる。
【0018】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図1〜図3はこの発明の実施例になる磁石同期発電機機
の部分断面図であり、図1は固定子鉄心の上部断面図、
図2は図1のII−II断面図、図3は図2のP矢視図であ
る。なお、図はそれぞれ従来の図4〜図6に対応するも
のであり、従来と同じ部分には同一符号を用いることに
より詳細な説明を省略する。図1に示すフレーム4に内
装されている固定子鉄心1には、周方向に等ピッチで複
数個の孔を設けた鉄心を、図示しない締付けボルトによ
り締付けて積層して形成された軸方向の貫通孔2が半径
方向に2段設けられている。これらの固定子鉄心1に形
成されている貫通孔2には、図2に示すように、固定子
鉄心1の軸方向にコイル5が挿入し配されている。
【0019】そして、図1の固定子鉄心1の内径側及び
外径側の貫通孔2に配されたそれぞれのコイル5は、固
定子鉄心1の両端部で接続導体3a 及び3b で結線する
ことにより、螺旋状にコイルを巻回する環状巻からなる
巻線構造を形成する。また、固定子鉄心1の周方向に配
された貫通孔2は、磁極数に応じて巻線を選択できるよ
うに等ピッチに設けてある。
【0020】また、前記した固定子鉄心1の貫通孔2に
配されるコイル5は、円筒状の棒状銅導体の外周に絶縁
のために滑り性の優れた弗素樹脂からなるチユーブを施
してあり、この絶縁被覆を有する導体を貫通孔2にそれ
ぞれ挿入してコイル5を形成している。また、このコイ
ル5を構成する導体は、中空円筒状であり、この中空部
5a(図3)内に外気を流通可能とすることにより、固
定子コイル5の冷却効率を高めるようにしている。
【0021】更に、前記した固定子鉄心1端部の半径方
向のコイル5間の接続のための接続導体3は銅板からな
り、図2及び図3に示すように、固定子鉄心1と接続導
体3間の絶縁のために、固定子鉄心1端部側に絶縁板6
が設けられ、この絶縁板6の上に取付けられている。コ
イル5の端部は絶縁板6と接続導体3を貫通して配置さ
れ、その両端部をネジ8にて軸方向に所定圧力で締付け
接続導体31と接触させることにより、コイル5間を導
電接続する構成となっている。
【0022】上記のように、コイル5を固定子鉄心全体
に分散して固定子コイルを形成することにより、コイル
エンド部の長さは、絶縁板6、接続導体3とネジ8の軸
方向長さとなるので、一スロット内にコイルが集中して
巻回される従来のコイルエンド部の長さよりはるかに小
さくすることが可能となる。
【0023】ところで、固定子鉄心1に設けられた貫通
孔2には、実施例では図1に示すように、固定子鉄心1
の半径方向に設けてある2段の貫通孔のみにより固定子
コイルを構成する例を説明したが、コイル5の巻回数を
多くして起電力の増加による発電機の容量アップを図る
には、固定子鉄心1の半径方向に更に複数段の貫通孔を
設け、これらの貫通孔にコイルを挿入配置とし、コイル
巻回数を多くした巻線構成とすることにより達成するこ
とができる。
【0024】また、コイル5を構成する導体は、実施例
では中空状の円筒導体を使用しているが、中実の導体を
も使用できることは言うまでもない。そして、導体を被
覆している絶縁材は、固定子鉄心1の貫通孔2に配され
るコイル5の導体の占積率を高めるため、できるだけ薄
く、かつ貫通孔2への挿入時の固定子鉄心1間との機械
的摩擦力に対して耐久性のあるものであればよく、弗素
樹脂に限らず他の有機材料を導体表面に塗布、あるいは
チューブを被覆、または樹脂と繊維とからなる複合材料
を巻回する構成をも適用することができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、固
定子鉄心端面の周方向に等距離隔てて複数個設けられた
軸方向に貫通した貫通孔を固定子鉄心の半径方向に複数
段設け、これらの貫通孔にそれぞれ挿入し設けたコイル
の半径方向のコイル端部同士を導電接続して固定子コイ
ルを構成するようにした。このため、コイルが固定子鉄
心全体に分散され配置されることにより、同一スロット
内にコイルが集中して巻回されることがなくなるので、
コイルエンド部の長さを小さくすることができる。従っ
て、ブラシレス励磁機の副励磁機としての磁石同期発電
機の軸長が短くなるので、同期発電機全体の小形・軽量
化を達成することができる。
【0026】また、この発明では、固定子コイルを構成
する導体を中空状の導体で構成することができるので、
コイルの冷却効率をあげることができ、電機の小形化に
更に寄与する。更に、固定子コイル間を鉄心端部で導電
接続するために、鉄心端部と固定子コイル間に絶縁板を
配し、固定子コイル間を接続導体とネジ結合することに
より、コイル間の接続作業が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す固定子鉄心の上部断面
図である。
【図2】図1のII−II断面図である。
【図3】図2のP矢視図である。
【図4】従来の鼓状巻の固定子コイルを有する磁石発電
機の部分断面図である。
【図5】従来の環状巻の固定子コイルを有する磁石発電
機の部分断面図である。
【図6】図5のVI−VI断面図である。
【符号の説明】
1 固定子鉄心 2 貫通孔 3 接続導体 3a 接続導体 3b 接続導体 4 フレーム 5 コイル 5a 中空部 6 絶縁板 7 ネジ 8 永久磁石 9 回転軸

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定子鉄心に固定子コイルを設けてなる磁
    石同期発電機において、固定子鉄心端面の周方向に等距
    離隔てて複数個設けられた軸方向に貫通した貫通孔を固
    定子鉄心の半径方向に複数段設け、これらの貫通孔に挿
    入してなる半径方向に位置するコイル端部同士を導電接
    続して構成された固定子コイルからなることを特徴とす
    る磁石同期発電機。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の磁石同期発電機におい
    て、固定子鉄心の貫通孔に挿入して設けられたコイルが
    棒状の導体で、その外周に絶縁物を施したものであるこ
    とを特徴とする磁石同期発電機。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の磁石同期発電機におい
    て、コイル間が鉄心端部で接続導体で導電接続されるこ
    とを特徴とする磁石同期発電機。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の磁石同期発電機におい
    て、固定子鉄心端部と接続導体間に絶縁板を配し、コイ
    ル間を接続導体とネジ結合したことを特徴とする磁石同
    期発電機。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の磁石同期発電機におい
    て、固定子鉄心の貫通孔に設けられたコイルが中空導体
    からなることを特徴とする磁石同期発電機。
JP20804994A 1994-08-09 1994-08-09 磁石同期発電機 Pending JPH0851750A (ja)

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JP20804994A JPH0851750A (ja) 1994-08-09 1994-08-09 磁石同期発電機

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JP20804994A JPH0851750A (ja) 1994-08-09 1994-08-09 磁石同期発電機

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JPH0851750A true JPH0851750A (ja) 1996-02-20

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ID=16549803

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JP20804994A Pending JPH0851750A (ja) 1994-08-09 1994-08-09 磁石同期発電機

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JP (1) JPH0851750A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3311471B1 (de) * 2015-06-19 2021-04-21 Wobben Properties GmbH Verfahren zum herstellen eines stators eines generators einer windenergieanlage, sowie formspule, wicklungsaufbau und stator
EP3311469B1 (de) * 2015-06-19 2024-07-10 Wobben Properties GmbH Formspule, wicklungsaufbau sowie stator eines generators einer windenergieanlage und verfahren zum herstellen eines stators

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3311471B1 (de) * 2015-06-19 2021-04-21 Wobben Properties GmbH Verfahren zum herstellen eines stators eines generators einer windenergieanlage, sowie formspule, wicklungsaufbau und stator
EP3311469B1 (de) * 2015-06-19 2024-07-10 Wobben Properties GmbH Formspule, wicklungsaufbau sowie stator eines generators einer windenergieanlage und verfahren zum herstellen eines stators

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