JPH09322469A - 回転電機の固定子 - Google Patents
回転電機の固定子Info
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- JPH09322469A JPH09322469A JP13848596A JP13848596A JPH09322469A JP H09322469 A JPH09322469 A JP H09322469A JP 13848596 A JP13848596 A JP 13848596A JP 13848596 A JP13848596 A JP 13848596A JP H09322469 A JPH09322469 A JP H09322469A
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Abstract
動を小さくし得ると共に、運転中の騒音を低減すること
ができ、しかも、製造性を向上させることができる回転
電機の固定子。 【解決手段】 固定子枠本体の底壁と、この底壁の径方
向の両端辺部に立設された側壁と、この側壁を連結する
連結壁及び連結壁外壁と、前記固定子枠本体の内部に軸
方向に延びる複数の軸方向リブを円筒状に配設して成る
固定子枠と、鋼板を積層して成り前記軸方向リブの内部
に嵌合支持される固定子鉄心とを備えた回転電機の固定
子において、前記側壁と底壁の面に対して、振動モード
の腹の位置各中央に、振動モードの節m,nで分割した
ブロックごとの重量の1/5以上のウエイトを取付け
る。
Description
送風機等に使用される数百kWクラスの大型の回転電機
に好適する回転電機の固定子に関する。
5乃至図20に示す。これら図15乃至図18におい
て、固定子枠1の本体2は、底壁3と、この底壁3の径
方向の両端辺部に立設された側壁4,5と底壁3の軸方
向の両端辺部に立設され、上記両側壁4,5の各端部を
連結する連結壁6,7と底壁3の軸方向の中央部に立設
され、上記両側壁4,5の各中央部を連結する補強壁8
とを有して構成されている。ここで、連結壁6,7はそ
れぞれ外壁6a,7aと内壁6b,7bとから構成され
ている。上記外壁6a,7aの外面は、軸受ブラケット
を取付けるための取付面となっている。尚、連結壁6,
7及び補強壁8には、固定子鉄心9を出し入れするため
に、固定子鉄心9の外径と略同径であって略円形をなす
貫通孔8aが形成されている(補強壁8についてだけ図
18に示す)。
に伸びる複数(例えば10個)の軸方向リブ10a〜1
0jが円筒状に配設されている。この場合、軸方向リブ
10a〜10jは、両端部が連結壁6,7の内壁6b,
7bに一体に連結されていると共に、中央部が補強壁8
に一体に連結されている。そして、円筒状に配設された
軸方向リブ10a〜10jの内部には、固定子鉄心9が
圧入されて嵌合支持される構成となっている。
では、固定子鉄心9の電磁力加振力によって生ずる固定
子鉄心9の電磁加振力が、補強壁8を通して固定子枠本
体2の側壁4,5及び底壁3に伝わって該側壁4,5及
び底壁3の固有振動数と一致して共振する。このため回
転電機の出力が大きいものの場合、側壁4,5及び底壁
3の振動がかなり大きくなり、運転中の騒音が大きくな
ることもあった。
ータにより速度制御することが多くなってきている。こ
のインバータによる速度制御においては、電圧及び電流
波形に歪を生じて電動機の固定子鉄心9に磁束高調波が
発生し、その電磁加振力の周波数と側壁4,5及び底壁
3の固有振動数と一致する共振の問題があり、大きな騒
音となっている。これらインバータを用いた速度制御の
場合は周波数可変となるため、共振を避けることは困難
である。
のと、固定子鉄心9及び回転子のスロットの影響で生じ
るスロット高調波磁束によるものとがある。このうち基
本波磁束による電磁加振力は電源周波数foの2倍の周
波数となる。また、スロット高調波磁束による電磁加振
力は、固定子9のスロット数Qsと回転子のスロット数
Qrとの組合せ及び磁極数Pにより異なり、その発生周
波数feは、(1)式で示される。
feは、1000Hzから2000Hz程度となる。し
かし、電磁加振力となる加振周波数と、底壁3及び側壁
4,5の固有振動数が近接しているか、或いは一致して
いる場合には、振動が拡大されて大きな振動及び騒音が
生じる。
周波数の固有振動モードを測定したものを図19及び図
20に示す。この振動モードは、周辺支持長方形板の節
m,nを持つ振動モードを表すことが判った。
21に示すような固定子が考えられている。この構成で
は、固定子鉄心9の外周部の両側部に軸方向リブ11
a,11bを溶接すると共に、固定子枠本体12の底壁
13上に上方へ向けて突設した支持台14a,14b上
に上記軸方向リブ11a,11bを載置支持させる構成
となっている。上記構成によれば、軸方向リブ11a,
11bが固定子枠本体12の側壁15に接触することが
なくなるから、側壁15の振動を小さくすることができ
るようになる。この為、回転電機の出力が大きいものの
場合であっても、側壁15の振動を小さくすることがで
き運転中の騒音を小さくし得る。
鉄心と固定子枠本体12に取付ける軸受ブラケットの軸
心との同心調整作業が、大変面倒で製造性が相当悪くな
るという問題点があった。
る固定子枠本体の底壁及び振動を小さくし得ると共に、
運転中の騒音を低減することができ、しかも、製造性を
向上させることができる回転電機の固定子を提供するに
ある。
子枠本体の底壁と、この底壁の径方向の両端辺部に立設
された側壁と、この側壁を連結する連結壁及び連結壁外
壁と、前記固定子枠本体の内部に軸方向に延びる複数の
軸方向リブを円筒状に配設して成る固定子枠と、鋼板を
積層して成り前記軸方向リブの内部に嵌合支持される固
定子鉄心とを備えた回転電機の固定子において、前記側
壁と底壁の面に対して、振動モードの腹の位置各中央
に、振動モードの節m,nで分割したブロックごとの重
量の1/5以上のウエイトを取付けたことに特徴を有す
る。
数と電磁加振力の周波数と一致しても、振動モードの腹
の振動振幅が大きい部分にウエイトを固定することによ
り、固有振動数を低下することができ、電磁加振力の周
波数に対して共振回避でき、騒音低減効果が得られる。
ネジ穴,溶接,通し穴,マグネット,接着剤固定で取付
けることに特徴を有する。この構成によれば、ウエイト
の固定方法は変わってもよいから、構造性がより一層に
向上を図ることができる。更に製造完了時の確認試験、
又は現地据え付けや運転時間経年後の騒音が大きくなっ
た場合にも、重量を変更して取付け可能な構造のため、
騒音低減効果が得られる。
ドの腹の最大変位点に点接触の固定で取付けることを特
徴を有する。この構成によれば、ウエイトの取付けを振
動モードの腹の最大変位点に点接触の固定で取付けるこ
とによって、固有振動数の低下率が一番大きくなる。つ
まり、面,線接触で固定することにより、側壁と底壁に
対して補強の効果として剛性が大きくなり、固有振動数
が高くなってしまう。しかし、ウエイトを点接触にする
ことにより剛性を上げることがなく、ウエイトの重量分
が効果的に作用するため、固有振動数の低下率を大きく
でき、共振回避され騒音低減効果が得られる。
の振動モードの節、或いは側壁の振動モードの節と底壁
の振動モードの腹を補強材で連結させたことに特徴が有
る。この構成によれば、振動モードの節、つまり振動し
ない部分が固定端となり、振動モードの腹を補強剤で連
結することにより、振動モードの腹の振動が抑制され騒
音減衰効果が得られる。
モードの同位相の腹と腹を補強板で連結し、前記振動モ
ードの同位相の腹と腹の間の振動モードの逆位相の腹の
位置する部分に減衰材を介在させたことに特徴を有す
る。この構成によれば、振動モードの同位相の腹と腹と
なる部位は、逆位相の腹となる部位に対して最大に相対
変位が生じることになり、その最大相対変位の発生部位
に減衰材が伸縮して内部摩擦が発生し、振動が抑制され
騒音減衰効果が得られる。
固定子鉄心の下部に位置する軸方向リブと底壁と固定子
鉄心の間に減衰材を介在するように構成したことに特徴
を有する。この構成によれば、固定子鉄心と底壁とリブ
の結合部位に対して相対変位が生じることになり、その
相対変位の発生部位に減衰材が伸縮して内部摩擦が発生
し、底壁振動が抑制され騒音減衰効果が得られる。
キ樹脂とすることに特徴を有する。この構成によれば、
その減衰材の材料を弾性ゴム、エポキシ樹脂にすること
により内部減衰が鋼材の金属物質に比べてはるかに大き
くなることを利用し、相対変位の発生部分で減衰材が伸
縮して、振動減衰作用が働き騒音が減少する。
1の実施例について図1乃至図5を参照しながら説明す
る。尚、従来の回転電機の構成と符号が一致するものは
説明を省略する。
枠本体2の連結壁4,5と連結壁外壁6,7によって囲
まれた側壁4,5と底壁3の面に対し、振動モードの腹
の位置の各中央Rに、振動モードの節数m,nで分割し
たブロック毎の重量の1/5以上のウエイト16を取付
けて構成されている。
の固有振動数は、周辺長方形板の振動系を表すことがで
きる。つまり、図19に示すように振動モードは、長辺
a及び短辺bに対して平行なm,nの節線の数を持つ。
また、周辺長方形板の固有振動数Wnは、(2)式によ
って求めることができる。
線の数、tは板厚、Eはヤング率、gは重力加速度、r
は単位体積当たりの重さである。しかし、固有振動数と
電磁加振力の周波数が共振する問題は、1000Hzか
ら2000Hzの間であり、図19に示すようにm=
1、n=1からm=1、n=3の3つの振動モードであ
り、モード番号で示すと3rd,4th,5thのみと
限定されるものである。
が、側壁4,5と底壁3の軸方向a辺に(n+1)分割
し、軸直角方向b辺に2分割した夫々の中央Rに取付け
られることにより、重量が大きくなり固有振動数が低下
すると共に、重量が増加することにより振動の発生が抑
制される。
割した重量の1/5以上になっているため、(2)式か
ら計算すると固有振動数は10%程度低下することにな
り共振の影響はなくなる。
ド上の腹の部分にウエイト16を取付けることにより、
前記固有振動数の低下の10%より大きく低下させるこ
とができることも測定から判った。
転では、(1)式より電磁加振力の発生周波数が計算で
き、又(2)式より、固有振動数と振動モードが計算か
ら得られることから事前に予測できる。更に、問題とな
る固有振動数は商用電源の場合、決まった周波数である
ことからウエイト16を取り付ける位置は振動モードに
よって位置を決めるもので、目的とする固有振動を効果
的に低下させるものである。例えば、図4に示すように
電源周波数が60Hzで、(1)式より電磁加振力の周
波数が1750Hzである。固有振動数は従来1750
Hzであり、共振したときの騒音を図4(a)に示すよ
うに、卓越した大きな騒音成分1750Hzが検出され
た。
固有振動数が図4(c)に示すように1680Hzまで
低減でき(本実施例が実線で、従来例が破線)、図19
に示したようにモード番号5thが共振した場合、振動
モードの腹に8ケのウエイト16を取付けたものであ
る。この効果を見る為、騒音測定した結果を図4(b)
に示すように目的とする固有振動数が適切に低下し、騒
音の卓越周波数の1750Hzが低減していることが判
る。
が変化した時の騒音レベルである。この結果からピーク
の周波数が低下すると共に、本発明では共振を起こして
もウエイト16の重量が増加しているため振動が抑制さ
れ、騒音のピークが小さくなっていることが判る。従っ
て、回転機全体としての振動及び騒音をやはり低減する
ことができる。
に対応する第2実施例を示すもので、前記ウエイト16
の取付けを、ネジ穴,溶接,通し穴,マグネット,接着
剤固定で行うものを示しており、このように取付け方法
が変化してもよいことから、取付けが簡易になり製造性
を向上させることができる。また、ウエイトの形状は、
図6で示したものは立方体であるが、どのような形状で
もよい。
に対応する第3実施例を示すもので、ウエイト16の取
付けを振動モードの腹の最大変位点Rに点接触の固定で
取付けたことを示している。
3に接触するウエイト16部分の面積が小さく保ってい
る。従って、振動モードの腹の最大変位点Rに点接触の
固定で取付けることによって、固有振動数の低下率が一
番大きくなる。つまり、面、線接触で固定することによ
り、側壁と底壁に対して補強することで剛性が大きくな
り固有振動数が高くなってしまう。従って、ウエイト1
6を点接触することにより、剛性が上がらずウエイト1
6の重量分が効果的に作用するため僅かな重量で、固有
振動数が大きく低下できて共振が回避され騒音低減効果
が得られる。
の請求項4に対応する第4実施例を示すもので、側壁
4,5の振動モードの腹と底壁3の振動モードの節、ま
たは側壁4,5の振動モードの節と底壁3の振動モード
の腹を補強材17で連結させたものを示している。この
構成においても、図9に示すように振動モードの腹は振
幅が大きいことから、振幅の小さい振動モードの節に連
結材17を固定することにより、振動モードの腹の振幅
が抑制され振動が低減する。従って、回転機全体として
の振動及び騒音をやはり低減することができる。
明の請求項5に対応する第5実施例を示すもので、側壁
4,5及び底壁3の各面での振動モードの同位相の腹W
と腹Zを補強板18で連結し、逆位相の腹の位置Xする
部分に減衰材19を介在させたことを示している。この
構成においては、運転中に側壁4,5及び底壁3共振す
ると減衰材19を介在しているので、振動モードの腹と
逆位相の腹では相対変位が生じていることから減衰材1
9が伸縮し、内部摩擦が発生して振動減衰作用が働くこ
とを利用している。従って、回転機全体としての振動及
び騒音をやはり低減することができる。
6に対応する第6実施例を示すもので、複数の軸方向リ
ブの内、固定子鉄心の下部に位置する底壁3軸方向リブ
の結合部分の角に、減衰材19を介在させたことを示し
ており、図13に示すようにリブと底壁3の相対変位が
生じていることから、減衰材19が伸縮して内部摩擦が
発生し振動減衰作用が働くことを利用しているので、回
転機全体としての振動及び騒音をやはり低減することが
できる。
7に対応する第7実施例を示すもので、例えば減衰材1
9の材料は、弾性ゴム,エポキシ樹脂とすることによ
り、内部減衰が鋼材の金属物質に比較して大きいことに
より、振動減衰を増加させることができる。従って、電
磁振動により共振することを殆ど防止することができ
る。これにより、防振性を向上できるから運転騒音を低
減することができる。
うに構成されているので、以下のように記載されるよう
な効果を奏する。請求項1の発明によれば、固定子枠本
体の連結壁と結壁外壁によって囲まれた側壁と底壁の面
に対し、振動モードの腹の位置各中央に、振動モードの
節数m,nで分割したブロックごとの重量の1/5以上
のウエイトを取付けたことから、側壁と底壁の固有振動
数と電磁加振力の周波数と一致もしくは近接しても、振
動モードの腹の振動振幅が大きい部分にウエイトを固定
することにより、固有振動数を低下できて共振が回避で
きるため騒音低減効果が得られる。
けを、ネジ穴,溶接,通し穴,マグネット接着剤固定で
行う取付け方法が変わってもよいことから、取付けが簡
易になり製造性を向上させることができる。
けを振動モードの腹の最大変位点に点接触の固定で取付
けることにより、面,線接触での固定となり側壁と側壁
に対して剛性が大きくなって固有振動数がかえって高く
なってしまうが、ウエイトを点接触にすることによって
剛性が上がらず、ウエイトの重量分が効果的に作用して
固有振動数を低下でき、共振が回避されて騒音低減効果
が得られる。
ドの節、または側壁の振動モードの節と底壁の振動モー
ドの腹を補強材で連結させたものを示しており、振動モ
ードの腹は振幅が大きいことから、振幅の小さい振動モ
ードの節に連結材を固定することにより、振動モードの
腹の振幅が抑制されて振動が低減し、振動及び騒音をや
はり低減することができる。
それぞれの面での振動モードの同位相の腹と腹を補強板
で連結し、逆位相の腹の位置する部分に減衰材を介在さ
せたことを示しており、このものでは、運転中に側壁及
び底壁がすると減衰材を介在しているので、振動モード
の腹と逆位相の腹では相対変位が生じていることから減
衰材が伸縮して内部摩擦が発生し、振動減衰作用が働く
ことを利用して振動及び騒音をやはり低減することがで
きる。
ブの内で、固定子鉄心の下部に位置する底壁3軸方向リ
ブの結合部分の角に、減衰材を介在させたことからリブ
と底壁の相対変位が生じて減衰材が伸縮し、内部摩擦が
発生して振動減衰作用が働くことを利用し、振動及び騒
音をやはり低減することができる。
ゴム,エポキシ樹脂とすることで、振動減衰を増加させ
ることができ、電磁振動により共振しても運転騒音を低
減することができる。
図、
視図、
する図、
3,13…底壁、 4,5,15…
側壁、6,7…連結壁、 6a,7a…外
壁、6b,7b…内壁、6c,6d,7c,7d…連結
用軸方向リブ、8…固定子鉄心、 9a〜
9h…軸方向リブ、10…円環状リブ、 1
1a〜11d…補強リブ、12…固定子本体、
14a,b…支持台、16…ウエイト、
17…連結材、18…補強板、 1
9…減衰材。
Claims (7)
- 【請求項1】 固定子枠本体の底壁と、この底壁の径方
向の両端辺部に立設された側壁と、この側壁を連結する
連結壁及び連結壁外壁と、前記固定子枠本体の内部に軸
方向に延びる複数の軸方向リブを円筒状に配設して成る
固定子枠と、鋼板を積層して成り、前記軸方向リブの内
部に嵌合支持される固定子鉄心とを備えた回転電機の固
定子において、前記側壁と底壁の面に対して、振動モー
ドの腹の位置各中央に矩形面での2辺に平行な節数m,
nの振動モードで分割したブロックごとの重量の1/5
以上のウエイトを取付けたことを特徴とする回転電機の
固定子。 - 【請求項2】 前記ウエイトを側壁及び底壁に、ネジ穴
または溶接または通し穴またはマグネットまたは接着剤
固定で取付けることを特徴とする請求項1記載の回転電
機の固定子。 - 【請求項3】 前記ウエイトの取付けを振動モードの腹
の最大変位点に点接触の固定で取付けることを特徴とす
る請求項1記載の回転電機の固定子。 - 【請求項4】 前記側壁の振動モードの腹と底壁の振動
モードの節、あるいは側壁の振動モードの節と底壁の振
動モードの腹を補強材で連結させたことを特徴とする回
転電機の固定子。 - 【請求項5】 前記側壁及び底壁それぞれの振動モード
の同位相の腹と腹を補強板で連結し、前記振動モードの
同位相の腹と腹の間の振動モードの逆位相の腹の位置す
る部分に減衰材を介在させたことを特徴とする回転電機
の固定子。 - 【請求項6】 前記複数の軸方向リブのうちの前記固定
子鉄心の下部に位置する軸方向リブと底壁と固定子鉄心
の間に減衰材を介在するように構成したことを特徴とす
る回転電機の固定子。 - 【請求項7】 前記減衰材は弾性ゴム、エポキシ樹脂と
する請求項5及び請求項6記載の回転電機の固定子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13848596A JPH09322469A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 回転電機の固定子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13848596A JPH09322469A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 回転電機の固定子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09322469A true JPH09322469A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15223200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13848596A Pending JPH09322469A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 回転電機の固定子 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH09322469A (ja) |
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