JPS63277438A - 高速回転電機の回転子構造 - Google Patents
高速回転電機の回転子構造Info
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- JPS63277438A JPS63277438A JP5587587A JP5587587A JPS63277438A JP S63277438 A JPS63277438 A JP S63277438A JP 5587587 A JP5587587 A JP 5587587A JP 5587587 A JP5587587 A JP 5587587A JP S63277438 A JPS63277438 A JP S63277438A
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- Japan
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- stator
- silicon steel
- rotor
- cooling fins
- loss
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- Pending
Links
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
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Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は高速タービンによって駆動される高速回転電機
の固定子構造に関する。
の固定子構造に関する。
(従来の技術)
内燃機関の排出する排気ガスエネルギーを用いてコンプ
レッサを有するタービンを駆動し、コンプレッサの作動
により内燃機関の吸気を過給するターボチャージャが開
発されている。そして、この種のターボチャージャの回
転軸に電動−発電機を直結し、回転子として永久磁石を
用いた超高速電乃−発電機の提案が特願昭60−190
095号に示されている。
レッサを有するタービンを駆動し、コンプレッサの作動
により内燃機関の吸気を過給するターボチャージャが開
発されている。そして、この種のターボチャージャの回
転軸に電動−発電機を直結し、回転子として永久磁石を
用いた超高速電乃−発電機の提案が特願昭60−190
095号に示されている。
このようなターボチャージャではタービンの回転数が1
0万RPM以上になるものであり、したがってタービン
の回転軸に直結された電動−発電機も10万RPM以上
の回転数に駆動され、発電作用を行っている。
0万RPM以上になるものであり、したがってタービン
の回転軸に直結された電動−発電機も10万RPM以上
の回転数に駆動され、発電作用を行っている。
(発明が解決しようとする問題点)
上記の提案における電動−発電機では、永久磁石を用い
た回転子の回転数が10万RPM以上になるので、対応
する固定子コアに生ずる磁束の変化が超高速となり、し
たがってコア素材の鉄損による発熱が非常に大となり、
発電効率が低下するという問題が生じている。
た回転子の回転数が10万RPM以上になるので、対応
する固定子コアに生ずる磁束の変化が超高速となり、し
たがってコア素材の鉄損による発熱が非常に大となり、
発電効率が低下するという問題が生じている。
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その
目的は、固定子コア素材として高周波数の交番磁界にて
も鉄損の小さい素材を使用するとともに冷却用フィンを
設け、発電効率を向上させようとする高速回転電機の固
定子構造を提供するにある。
目的は、固定子コア素材として高周波数の交番磁界にて
も鉄損の小さい素材を使用するとともに冷却用フィンを
設け、発電効率を向上させようとする高速回転電機の固
定子構造を提供するにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明では、アモルファスの珪素鋼材と珪素鋼板よりな
る冷却用フィンとを積重ねて固定子コアを構成した高速
回転電機の固定子構造が提供される。
る冷却用フィンとを積重ねて固定子コアを構成した高速
回転電機の固定子構造が提供される。
(作用)
本発明では回転電機の固定子として鉄損の小さいアモル
ファスの珪素鋼材の積層体と珪素鋼板とを交互に重ね、
珪素鋼板をアモルファスの珪素鋼材の積層体より突出さ
せて冷却用フィンを形成させたので、回転電機の作動中
に固定子に生ずる交番磁界が高速で変化しても鉄損によ
る損失が小になるとともに、その発熱も冷却用フィンに
より放熱される作用がある。
ファスの珪素鋼材の積層体と珪素鋼板とを交互に重ね、
珪素鋼板をアモルファスの珪素鋼材の積層体より突出さ
せて冷却用フィンを形成させたので、回転電機の作動中
に固定子に生ずる交番磁界が高速で変化しても鉄損によ
る損失が小になるとともに、その発熱も冷却用フィンに
より放熱される作用がある。
(実施例)
つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
する。
第1図は本発明の一実施例を示す固定子と回転子の断面
図であり、第2図は回転電機付ターボチャージャの一例
を示す構成断面図である。
図であり、第2図は回転電機付ターボチャージャの一例
を示す構成断面図である。
第1.2図において、1はターボチャージャ、2はコン
プレッサハウジング、3はタービンハウジング、4はセ
ンタハウジングであり、センタハウジング4の両端には
ベアリング41が設けられ、該ベアリング41に軸支さ
れたシャフト5か回転自在に設けられている。42は潤
滑油流路であり、ベアリング42に送油するものである
。
プレッサハウジング、3はタービンハウジング、4はセ
ンタハウジングであり、センタハウジング4の両端には
ベアリング41が設けられ、該ベアリング41に軸支さ
れたシャフト5か回転自在に設けられている。42は潤
滑油流路であり、ベアリング42に送油するものである
。
シャフト5の両端部にはコンプレッサインペラ21、お
よびタービンインペラ31が取付けられ、それぞれコン
プレッサハウジング2、およびタービンハウジング3の
内部に納められている。
よびタービンインペラ31が取付けられ、それぞれコン
プレッサハウジング2、およびタービンハウジング3の
内部に納められている。
タービンインペラ31はスクロール32に5L気される
排気ガスのエネルギーを受けて回転し、シャフト5を介
してコンプレッサインペラ21を回転せしめ、吸気管2
2より導入した空気をディフューザ23にて圧力変換し
て、図示していないエンジンのシリンダに圧送するよう
作動する。
排気ガスのエネルギーを受けて回転し、シャフト5を介
してコンプレッサインペラ21を回転せしめ、吸気管2
2より導入した空気をディフューザ23にて圧力変換し
て、図示していないエンジンのシリンダに圧送するよう
作動する。
6はコンプレッサインペラ21とタービンインペラ31
との間のシャフト5に取付けた円柱形状の回転子であり
、永久磁石61とチューブ62を有している。
との間のシャフト5に取付けた円柱形状の回転子であり
、永久磁石61とチューブ62を有している。
永久磁石61は例えば希土類元素を含んだ中空円盤状の
磁石材料にて形成され、ラジアル方向に強力な磁力線を
放射するよう着磁されている。
磁石材料にて形成され、ラジアル方向に強力な磁力線を
放射するよう着磁されている。
そして、強力な永久磁石61の外周には、例えばチタン
合金よりなる高抗張力薄肉のチューブ62が圧入され、
高速回転時の回転子6の遠心力による変形や破損を防止
している。
合金よりなる高抗張力薄肉のチューブ62が圧入され、
高速回転時の回転子6の遠心力による変形や破損を防止
している。
7は固定子であり、゛回転子5に対応してその外周方向
に設けられ、固定子コア71′として高周波数の交番磁
界にて鉄損の小さいアモルファスの珪素鋼材が用いられ
ている。そして、アモルファスの珪素鋼材はその製造上
の問題から厚さが例えば数十ミクロン程度に薄いため、
所定の厚さに積層し、珪素鋼板よりなる冷却用フィン7
2を重ね、更に積層したアモルファスの珪素鋼材と冷却
用フィン72とを交互に重ね、所定の寸法になるよう積
層されて固定子7の鉄心部分として形成されている。な
お、冷却用フィン72の放射方向の外端部は固定子コア
71の外周部分より放射方向に突出しているため、固定
子7の鉄心部分の全表面積の増加となってその冷却性能
が向上し、回転電機の全負荷運転時においても耐熱温度
の比較的に低いアモルファスの珪素鋼材の所定耐熱温度
の例えば150℃を超過しないように冷却効率よく構成
されている。
に設けられ、固定子コア71′として高周波数の交番磁
界にて鉄損の小さいアモルファスの珪素鋼材が用いられ
ている。そして、アモルファスの珪素鋼材はその製造上
の問題から厚さが例えば数十ミクロン程度に薄いため、
所定の厚さに積層し、珪素鋼板よりなる冷却用フィン7
2を重ね、更に積層したアモルファスの珪素鋼材と冷却
用フィン72とを交互に重ね、所定の寸法になるよう積
層されて固定子7の鉄心部分として形成されている。な
お、冷却用フィン72の放射方向の外端部は固定子コア
71の外周部分より放射方向に突出しているため、固定
子7の鉄心部分の全表面積の増加となってその冷却性能
が向上し、回転電機の全負荷運転時においても耐熱温度
の比較的に低いアモルファスの珪素鋼材の所定耐熱温度
の例えば150℃を超過しないように冷却効率よく構成
されている。
73は固定子コイルであり、上記の鉄心部分に生ずる交
番磁界に鎖交するよう、その外周部に巻回されている。
番磁界に鎖交するよう、その外周部に巻回されている。
このような構成になる本実施例においては、スクロール
32に送気される排気ガスのエネルギーを受けてタービ
ンインペラ31が高速に駆動され、シャフト5を介して
回転子6およびコンプレッサインペラ21を回転させる
。そして、コンプレッサインペラ21は吸気管22から
導入した空気を圧縮してエンジンのシリンダに圧送して
エンジン出力を増加させる。
32に送気される排気ガスのエネルギーを受けてタービ
ンインペラ31が高速に駆動され、シャフト5を介して
回転子6およびコンプレッサインペラ21を回転させる
。そして、コンプレッサインペラ21は吸気管22から
導入した空気を圧縮してエンジンのシリンダに圧送して
エンジン出力を増加させる。
一方、回転子6は永久磁石61の高速回転により固定子
コア71に高い周波数の磁束変化を生ぜしめ、この磁束
変化によりヒステリシス損や渦電流損の鉄損による発熱
を生ずるが、アモルファスの珪素鋼材よりなるため鉄損
による発熱は小となリ、さらに珪素鋼板の冷却用フィン
72自体の鉄損の発熱や固定子コイル73の銅損による
発熱とともに、冷却用フィン72を介して放熱され、固
定子7の温度上昇が防止できることになる。
コア71に高い周波数の磁束変化を生ぜしめ、この磁束
変化によりヒステリシス損や渦電流損の鉄損による発熱
を生ずるが、アモルファスの珪素鋼材よりなるため鉄損
による発熱は小となリ、さらに珪素鋼板の冷却用フィン
72自体の鉄損の発熱や固定子コイル73の銅損による
発熱とともに、冷却用フィン72を介して放熱され、固
定子7の温度上昇が防止できることになる。
そして%磁束変化に応する固定子コイル73カ)らの発
電電力は上記の発熱の損失が小となるため、その発電効
率が向上することになる。
電電力は上記の発熱の損失が小となるため、その発電効
率が向上することになる。
なお、上記実施例では回転電機の発電機作動時について
説明したが、電動機作動として固定子コイル73に所定
の高周波電力を供給して回転子6を駆動し、コンプレッ
サインペラ21の作動により過給気をエンジンに供給す
る場合にも、固定子7の鉄損や銅損による損失を減少せ
しめ、放熱を良好にするものである。
説明したが、電動機作動として固定子コイル73に所定
の高周波電力を供給して回転子6を駆動し、コンプレッ
サインペラ21の作動により過給気をエンジンに供給す
る場合にも、固定子7の鉄損や銅損による損失を減少せ
しめ、放熱を良好にするものである。
以上本発明をターボチャージャに使用した実施例につい
て説明したが、本発明の主旨の範囲内で例えば他の高速
タービンに用いる回転電機の固定子に応用するように種
々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除
するものではない。
て説明したが、本発明の主旨の範囲内で例えば他の高速
タービンに用いる回転電機の固定子に応用するように種
々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除
するものではない。
(発明の効果)
本発明では、回転電機の固定子として鉄損の小さいアモ
ルファスの珪素鋼材の積層体と珪素鋼板とを交互に重ね
、該珪素鋼板をアモルファスの珪素鋼材の積層体より突
出させて冷却用フィンを形成したので、固定子に生ずる
交番磁界の変化が高速の場合でも鉄損による損失が小と
なり、発電効率を向上させる効果がある。
ルファスの珪素鋼材の積層体と珪素鋼板とを交互に重ね
、該珪素鋼板をアモルファスの珪素鋼材の積層体より突
出させて冷却用フィンを形成したので、固定子に生ずる
交番磁界の変化が高速の場合でも鉄損による損失が小と
なり、発電効率を向上させる効果がある。
また、上述の鉄損による発熱も冷却用フィンの作用によ
り効率よく放熱され、耐熱温度の低いアモルファスの珪
素鋼材の性能を十分に維持できる効果も生ずる。
り効率よく放熱され、耐熱温度の低いアモルファスの珪
素鋼材の性能を十分に維持できる効果も生ずる。
第1図は本発明の一実施例を示す固定子と回転子の断面
図、第2図は回転電機付ターボチャージャの一例を示す
構成断面図である。 1・・・ターボチャージャ、6・・・回転子、7・・・
固定子、71・・・固定子コア、72・・・冷却用フィ
ン、73・・・固定子コイル。
図、第2図は回転電機付ターボチャージャの一例を示す
構成断面図である。 1・・・ターボチャージャ、6・・・回転子、7・・・
固定子、71・・・固定子コア、72・・・冷却用フィ
ン、73・・・固定子コイル。
Claims (1)
- アモルファスの珪素鋼材と珪素鋼板よりなる冷却用フィ
ンとを交互に重ねて固定子コアを構成したことを特徴と
する高速回転電機の固定子構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5587587A JPS63277438A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 高速回転電機の回転子構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5587587A JPS63277438A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 高速回転電機の回転子構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63277438A true JPS63277438A (ja) | 1988-11-15 |
Family
ID=13011270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5587587A Pending JPS63277438A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 高速回転電機の回転子構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63277438A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7821177B2 (en) | 2007-03-20 | 2010-10-26 | Nippon Soken, Inc. | Laminated core |
US8760028B2 (en) * | 2004-09-01 | 2014-06-24 | Hitachi, Ltd. | Electrical rotating machine with local heat reduction |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60213234A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気回路鉄心 |
-
1987
- 1987-03-11 JP JP5587587A patent/JPS63277438A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60213234A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気回路鉄心 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8760028B2 (en) * | 2004-09-01 | 2014-06-24 | Hitachi, Ltd. | Electrical rotating machine with local heat reduction |
US7821177B2 (en) | 2007-03-20 | 2010-10-26 | Nippon Soken, Inc. | Laminated core |
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