JP3360949B2 - 巻線形回転子コイル - Google Patents
巻線形回転子コイルInfo
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- JP3360949B2 JP3360949B2 JP21011194A JP21011194A JP3360949B2 JP 3360949 B2 JP3360949 B2 JP 3360949B2 JP 21011194 A JP21011194 A JP 21011194A JP 21011194 A JP21011194 A JP 21011194A JP 3360949 B2 JP3360949 B2 JP 3360949B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- end portion
- rotor
- rotor coil
- coil end
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- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転電機に係わり、特
に、可変速揚水発電機に組み込まれる巻線形回転子コイ
ルに関する。 【０００２】 【従来の技術】可変速揚水発電機では、巻線形回転子コ
イルが採用されるため、運転時に作用する遠心力に対し
通常の水車発電機とは異なる方法で巻線形回転子コイル
を支持固定する必要がある。 【０００３】従来の可変速揚水発電機の回転子コイル１
は、図４に示すように、回転子鉄心２のスロット内にコ
イル直線部３を納めた後、図示しないスロット楔により
固定され、回転子鉄心２の端部から外方に突出した回転
子コイルエンド部４は、回転子鉄心２の端部に連結固定
された支えリング５と回転子コイルエンド部４との間、
および回転子コイルエンド部４の相互間などに絶縁スペ
ーサ６を配置して、上下回転子コイルエンド部４の端部
に外周面に非磁鋼、あるいは熱硬化性樹脂を含浸したガ
ラス繊維などのバインドコード７を巻回結合して支持固
定していた。支えリング５はステー８により支えられて
いる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記構成の回転子コイ
ルでは、運転時に回転子コイルエンド部４に作用する遠
心力は、絶縁スペーサ６を介してバインドコード７で支
えられているので、回転子コイルエンド部４のうち、バ
インドコード７で支えられている部分の遠心力による外
形方向への変形は、極めて小さく抑えられる。しかし、
バインドコード７で支えられていない部分（回転子コイ
ルエンド部４のバインドコード７の間の部分）は、何の
支持部材がないので遠心力による外形方向への変形が生
じる。 【０００５】回転子径の大きな高周速の大形可変速揚水
発電機になると、回転子コイルエンド部４に作用する遠
心力が大きいので、上記の理由からバインドコード７が
存在しない位置の回転子コイルエンド部４の外形方向へ
の変形が大きくなり、回転子コイルエンド部４に施され
た絶縁層９が機械的に損傷してしまうことがある。 【０００６】一方、遠心力によるバインドコード７の支
持部間の回転子コイルエンド部４の径方向曲げ変形量ｙ
は、回転子コイルエンド部４の単位長さ当たりに働く遠
心力をｗ、バインドコード７の支持部間の距離をＬ、回
転子コイルエンド部４の曲げ弾性率をＥ、回転子コイル
エンド部４の断面二次モーメントをＩとすれば、 ｙ＝５ＷＬ4 ／（３８４ＥＩ） で表せられる。 【０００７】したがって、回転子コイルエンド部４の外
形方向の変形を小さく抑えるためには、バインドコード
７の支持部間の距離Ｌを小さくするか、回転子コイル１
の断面二次モーメントＩを大きくすればよい。 【０００８】しかし、バインドコード７の支持部間の距
離Ｌを小さくするために、バインドコード７の支持点数
を増やすと、支えリング５の数が増え、これら支えリン
グ５を支えるステー８などの回転子端部構造が大形化し
てしまう。また、回転子コイル１の断面形状は、回転子
スロット内における電気的な設計条件からほぼ決められ
てしまうので、回転子コイルエンド部４の断面二次モー
メントＩに配慮する自由度は低い。 【０００９】本発明は上記のような点に鑑みなされたも
ので、大形可変速揚水発電機のような大径、高周速の回
転子コイルに作用する遠心力に対しても十分な信頼性を
確保することができる回転電機の回転子コイルを提供す
ることを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明の巻線形回転子コ
イルは、コイル直線部が回転子鉄心のスロット内に納め
られ、鉄心端部より外方に突出するコイルエンド部がバ
インドコードで支持固定され、回転子コイルの断面形状
をコイルエンド部の導体の半径方向断面二次モーメント
がコイル直線部の導体の半径方向断面二次モーメントよ
り大きくなるようにし、コイルエンド部におけるバイン
ドコード支持部間の曲げ変形を抑制することができる。 【００１１】 【作用】本発明の巻線形回転子コイルにおいては、コイ
ルエンド部の導体のみ断面二次モーメントを従来のもの
より大きくしたことで、コイルエンド部の径方向の剛性
を高めることができ、遠心力によるバインドコート支持
部間の径方向の曲げ変形を小さく抑え、絶縁層の損傷に
対する信頼性を高めることができ、また、コイル直線部
の導体の断面形状を従来のものと同じにすることで電気
的な設計条件を満足させることができる。 【００１２】 【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。 【００１３】なお、図１において図４と同一部材につい
ては同一符号を付す。 【００１４】図１ないし図３は本発明による巻線形回転
子コイルを示し、この巻線形回転子コイル１０は、回転
子鉄心１１に設けられた図示しない回転子スロットに納
められ、スロット楔により支持固定された基準線ｌに関
する断面二次モーメント、すなわち半径方向断面二次モ
ーメントの小さい導体１２と絶縁層１３からなるコイル
直線部１４と、基準線ｌに関する断面二次モーメント、
すなわち半径方向断面二次モーメントの大きい導体１５
と絶縁層１６からなるコイルエンド部１７とをスロット
出口付近で電気的、機械的に接続することで構成され
る。 【００１５】導体１２，１５の半径方向断面二次モーメ
ントＩは、導体の幅をｂ、導体の高さをｈとすると、Ｉ
＝ｂｈ3 ／１２で表される。半径方向断面二次モーメン
トＩを大きくするためには、コイルエンド部１７の導体
１５の高さをコイル直線部１４より大きくする。この
際、コイルエンド部１７の導体１５の幅を多少犠牲にし
てコイル直線部１４より小さくしても。導体１５の高さ
をコイル直線部１４より大きくすることで目的を達成で
きる。 【００１６】このように、コイルエンド部１７の導体１
５の半径方向断面二次モーメントを従来のものより大き
くすることにより、遠心力によるバインドコート７支持
部間のコイルエンド部１７の半径方向の曲げ変形を小さ
く抑えられるので、導体１５の絶縁層１６への応力集中
が緩和され、従来の絶縁層と同じ材質のものであって
も、より大径、高周速の回転子に適用することができ
る。コイル直線部３４は複数の素線からなるレーベル転
位導体で構成することもできる。 【００１７】しかして、コイルエンド部の導体のみ断面
二次モーメントを従来のものより大きくしたことで、コ
イルエンド部の半径方向の剛性を高めることができ、遠
心力によるバインドコート支持部間の径方向の曲げ変形
を小さく抑え、絶縁層の損傷に対する信頼性を高めるこ
とができる。 【００１８】また、コイル直線部の導体の断面形状を従
来のものと同じにすることで電気的な設計条件を満足さ
せることができる。 【００１９】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、大形
可変速揚水発電機のような大径、高周速の回転子コイル
に作用する遠心力に対しても十分な信頼性を確保するこ
とができる。
に、可変速揚水発電機に組み込まれる巻線形回転子コイ
ルに関する。 【０００２】 【従来の技術】可変速揚水発電機では、巻線形回転子コ
イルが採用されるため、運転時に作用する遠心力に対し
通常の水車発電機とは異なる方法で巻線形回転子コイル
を支持固定する必要がある。 【０００３】従来の可変速揚水発電機の回転子コイル１
は、図４に示すように、回転子鉄心２のスロット内にコ
イル直線部３を納めた後、図示しないスロット楔により
固定され、回転子鉄心２の端部から外方に突出した回転
子コイルエンド部４は、回転子鉄心２の端部に連結固定
された支えリング５と回転子コイルエンド部４との間、
および回転子コイルエンド部４の相互間などに絶縁スペ
ーサ６を配置して、上下回転子コイルエンド部４の端部
に外周面に非磁鋼、あるいは熱硬化性樹脂を含浸したガ
ラス繊維などのバインドコード７を巻回結合して支持固
定していた。支えリング５はステー８により支えられて
いる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記構成の回転子コイ
ルでは、運転時に回転子コイルエンド部４に作用する遠
心力は、絶縁スペーサ６を介してバインドコード７で支
えられているので、回転子コイルエンド部４のうち、バ
インドコード７で支えられている部分の遠心力による外
形方向への変形は、極めて小さく抑えられる。しかし、
バインドコード７で支えられていない部分（回転子コイ
ルエンド部４のバインドコード７の間の部分）は、何の
支持部材がないので遠心力による外形方向への変形が生
じる。 【０００５】回転子径の大きな高周速の大形可変速揚水
発電機になると、回転子コイルエンド部４に作用する遠
心力が大きいので、上記の理由からバインドコード７が
存在しない位置の回転子コイルエンド部４の外形方向へ
の変形が大きくなり、回転子コイルエンド部４に施され
た絶縁層９が機械的に損傷してしまうことがある。 【０００６】一方、遠心力によるバインドコード７の支
持部間の回転子コイルエンド部４の径方向曲げ変形量ｙ
は、回転子コイルエンド部４の単位長さ当たりに働く遠
心力をｗ、バインドコード７の支持部間の距離をＬ、回
転子コイルエンド部４の曲げ弾性率をＥ、回転子コイル
エンド部４の断面二次モーメントをＩとすれば、 ｙ＝５ＷＬ4 ／（３８４ＥＩ） で表せられる。 【０００７】したがって、回転子コイルエンド部４の外
形方向の変形を小さく抑えるためには、バインドコード
７の支持部間の距離Ｌを小さくするか、回転子コイル１
の断面二次モーメントＩを大きくすればよい。 【０００８】しかし、バインドコード７の支持部間の距
離Ｌを小さくするために、バインドコード７の支持点数
を増やすと、支えリング５の数が増え、これら支えリン
グ５を支えるステー８などの回転子端部構造が大形化し
てしまう。また、回転子コイル１の断面形状は、回転子
スロット内における電気的な設計条件からほぼ決められ
てしまうので、回転子コイルエンド部４の断面二次モー
メントＩに配慮する自由度は低い。 【０００９】本発明は上記のような点に鑑みなされたも
ので、大形可変速揚水発電機のような大径、高周速の回
転子コイルに作用する遠心力に対しても十分な信頼性を
確保することができる回転電機の回転子コイルを提供す
ることを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明の巻線形回転子コ
イルは、コイル直線部が回転子鉄心のスロット内に納め
られ、鉄心端部より外方に突出するコイルエンド部がバ
インドコードで支持固定され、回転子コイルの断面形状
をコイルエンド部の導体の半径方向断面二次モーメント
がコイル直線部の導体の半径方向断面二次モーメントよ
り大きくなるようにし、コイルエンド部におけるバイン
ドコード支持部間の曲げ変形を抑制することができる。 【００１１】 【作用】本発明の巻線形回転子コイルにおいては、コイ
ルエンド部の導体のみ断面二次モーメントを従来のもの
より大きくしたことで、コイルエンド部の径方向の剛性
を高めることができ、遠心力によるバインドコート支持
部間の径方向の曲げ変形を小さく抑え、絶縁層の損傷に
対する信頼性を高めることができ、また、コイル直線部
の導体の断面形状を従来のものと同じにすることで電気
的な設計条件を満足させることができる。 【００１２】 【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。 【００１３】なお、図１において図４と同一部材につい
ては同一符号を付す。 【００１４】図１ないし図３は本発明による巻線形回転
子コイルを示し、この巻線形回転子コイル１０は、回転
子鉄心１１に設けられた図示しない回転子スロットに納
められ、スロット楔により支持固定された基準線ｌに関
する断面二次モーメント、すなわち半径方向断面二次モ
ーメントの小さい導体１２と絶縁層１３からなるコイル
直線部１４と、基準線ｌに関する断面二次モーメント、
すなわち半径方向断面二次モーメントの大きい導体１５
と絶縁層１６からなるコイルエンド部１７とをスロット
出口付近で電気的、機械的に接続することで構成され
る。 【００１５】導体１２，１５の半径方向断面二次モーメ
ントＩは、導体の幅をｂ、導体の高さをｈとすると、Ｉ
＝ｂｈ3 ／１２で表される。半径方向断面二次モーメン
トＩを大きくするためには、コイルエンド部１７の導体
１５の高さをコイル直線部１４より大きくする。この
際、コイルエンド部１７の導体１５の幅を多少犠牲にし
てコイル直線部１４より小さくしても。導体１５の高さ
をコイル直線部１４より大きくすることで目的を達成で
きる。 【００１６】このように、コイルエンド部１７の導体１
５の半径方向断面二次モーメントを従来のものより大き
くすることにより、遠心力によるバインドコート７支持
部間のコイルエンド部１７の半径方向の曲げ変形を小さ
く抑えられるので、導体１５の絶縁層１６への応力集中
が緩和され、従来の絶縁層と同じ材質のものであって
も、より大径、高周速の回転子に適用することができ
る。コイル直線部３４は複数の素線からなるレーベル転
位導体で構成することもできる。 【００１７】しかして、コイルエンド部の導体のみ断面
二次モーメントを従来のものより大きくしたことで、コ
イルエンド部の半径方向の剛性を高めることができ、遠
心力によるバインドコート支持部間の径方向の曲げ変形
を小さく抑え、絶縁層の損傷に対する信頼性を高めるこ
とができる。 【００１８】また、コイル直線部の導体の断面形状を従
来のものと同じにすることで電気的な設計条件を満足さ
せることができる。 【００１９】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、大形
可変速揚水発電機のような大径、高周速の回転子コイル
に作用する遠心力に対しても十分な信頼性を確保するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による巻線形回転子コイルの一部断面
図。 【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図。 【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図。 【図４】従来の巻線形回転子コイルの一部断面図。 【符号の説明】 ５ 支えリング ６ 絶縁スペーサ ７ バインドコード １０ 回転子コイル １１ 回転子鉄心 １２ 導体 １３ 絶縁層 １４ コイル直線部 １５ 導体 １６ 絶縁層 １７ コイルエンド部
図。 【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図。 【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図。 【図４】従来の巻線形回転子コイルの一部断面図。 【符号の説明】 ５ 支えリング ６ 絶縁スペーサ ７ バインドコード １０ 回転子コイル １１ 回転子鉄心 １２ 導体 １３ 絶縁層 １４ コイル直線部 １５ 導体 １６ 絶縁層 １７ コイルエンド部
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】コイル直線部が回転子鉄心のスロット内に
納められ、鉄心端部より外方に突出するコイルエンド部
が複数のバインドコードで支持固定された巻線形回転子
において、回転子コイルの断面形状をコイルエンド部の
半径方向断面二次モーメントがコイル直線部の導体の半
径方向断面二次モーメントより大きくなるようにし、コ
イルエンド部におけるバインドコード支持部間の曲げ変
形を抑制したことを特徴とする巻線形回転子コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21011194A JP3360949B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 巻線形回転子コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21011194A JP3360949B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 巻線形回転子コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0880004A JPH0880004A (ja) | 1996-03-22 |
| JP3360949B2 true JP3360949B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=16583994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21011194A Expired - Lifetime JP3360949B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 巻線形回転子コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3360949B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006081357A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 巻線形誘導機の回転子 |
-
1994
- 1994-09-02 JP JP21011194A patent/JP3360949B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0880004A (ja) | 1996-03-22 |
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