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JP3894052B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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JP3894052B2 - Rotating electric machine - Google Patents

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JP3894052B2 JP2002168343A JP2002168343A JP3894052B2 JP 3894052 B2 JP3894052 B2 JP 3894052B2 JP 2002168343 A JP2002168343 A JP 2002168343A JP 2002168343 A JP2002168343 A JP 2002168343A JP 3894052 B2 JP3894052 B2 JP 3894052B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機、特に冷却機能を備えた回転電機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の回転電機として特開平11−318055号公報に記載の技術がある。
【0003】
この従来技術は、回転電機内に溜まった冷媒としてのオイルの油面レベルを検出し、溜まった油量を制御する技術である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては、ロータが回転している状態では回転電機内に溜まった油の油面が大きく変動して正確に油量を検出することが難しいという問題がある。
【0005】
このような問題点を鑑み、本発明の目的は、回転電機の運転状態にかかわらず回転電機内に貯留したオイルを検出する回転電機を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転自在に軸支されたロータと、このロータの外周に配置されたステータと、ステータを構成するステータコアのスロットと、ステータ内周面に開口するスロットの開口部を閉塞してスロット内部に冷媒通路を形成する閉塞部材を備えた回転電機において、前記ステータの内周部または閉塞部材の内周部と前記ロータ外周部との間隙への冷媒の漏出を判定する判定手段を有する。
【0007】
【発明の効果】
本発明によれば、回転電機の運転状態に係わらず、冷媒の漏出を判定することができる。従って、回転電機の構成部品にオイルの漏出に起因する熱影響が及ぶことがない。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面にしたがって本発明の実施の形態を説明する。
【0009】
図1、図2に回転電機(モータ、または発電機、またはモータ兼発電機)の全体構成を示す。
【0010】
図1は図2のB−B断面を示し、図1において、回転電機のケース1は、円筒板1Aと、この円筒板1Aの軸方向両端の開口を閉塞する側板1B、1Cからなる。
【0011】
ケース1内には、円柱形のロータ2が収容される。ロータ2は、その回転軸2Aの両端がそれぞれベアリング3を介して側板1B、1Cに支持され、回転軸2Aを中心に回転自在となっている。
【0012】
円筒板1Aの内周面には、円筒形のステータ5が、ロータ2の外周を取り囲むように配置される。ステータ5の内周面とロータ2の外周面との間には、所定の間隙が設けられている。
【0013】
ステータ5の軸方向の両端とケース1の内側との間には、環状空間からなる冷却ジャケット10、11が形成される。冷却ジャケット10には円筒板1Aを貫通するオイル供給口16を介して、冷却用オイルが供給される。この冷却オイルは、ステータ5内に形成された冷媒通路29(図2参照)を流通して、反対側の冷却ジャケット11へ導かれる。この冷却オイルは、冷却ジャケット11に形成されて円筒板1Aを貫通するオイル排出口17から外部へ排出される。
【0014】
図2に示すように、ステータ5は、ステータコア20と、このステータコア20の周囲に巻装されるコイル30とから構成される。
【0015】
スタータコア20は、所定個数(本実施の形態では12個)の分割コア21を、円環状に連ねて構成される(分割コア構造)。各分割コア21は、略T字型の電磁鋼板を、ロータ2の回転軸2A方向(図2の紙面に垂直方向)に所定枚数積層して形成される。
【0016】
ステータコア20(分割コア21)は、ケース1の円筒板1A内周面に沿うリング状のバックコア部22と、このバックコア部22からステータコア20の内周側半径方向に突出するティース部23とを備える(ただし図3参照)。
【0017】
隣接するティース部23の間の凹部(溝部)は、スロット25となる。コイル30は、各ティース部23に集中巻きされることにより、スロット25内部に収容された状態となっている。
【0018】
このスロット25を前記冷却ジャケット10からの冷却用のオイルを通す冷媒通路29とするために、図3に示すようにスロット25のロータ2の外周に面した開口部27には、プレート40が装着される。なお、プレート40はティース部23の先端付近の両側面に設けた、軸方向に延びる突条部28Aと28Bとの間に挿入保持され、その外側にはステータ内周面と同一面となるように樹脂材料が充填され、樹脂層50が形成され、冷媒通路29が密封される。プレート40と樹脂層50が本実施形態における閉塞部材である。
【0019】
次に前記冷却ジャケット10と11を形成するために、ステータ5の両端からその内周面の延長上に円筒部14が設けられ、この円筒部14はケース1の側板1B、1Cまで達して、ケース1の円筒板1Aの内周とステータ5の両端との間に、環状の空間を区画形成している。
【0020】
円筒部14は樹脂材料の充填加工により樹脂層を形成する際に樹脂層50と一体的に形成される。
【0021】
さらに樹脂層50(またはティース部23)の内周部とロータ2の外周部との隙間(以下、エアギャップ部という。)18に温度センサ19を設置する。この温度センサ19は、冷媒通路29からエアギャップ部18に漏出した冷媒のオイルの温度を検出する。通常、冷媒通路29および冷却ジャケット10、11とロータ2との間は、プレート40と樹脂層50と円筒部14とにより遮断されており、冷媒がロータ2の設置空間に漏出することはない構成となっている。しかしながら、樹脂層50とステータコア20との間に隙間が生じ、その隙間からオイルがエアギャップ部18に漏出することが考えられる。その漏出したオイル量が微量でロータ2の回転による遠心圧でエアギャップ部18から排出されればよいが(図4の状態)、図5に示すようなエアギャップ部18がオイルによって充満するような状態では、ロータ2の回転抵抗が増加してモータの出力低下を招くばかりか、エアギャップ部18内のオイルの温度が上昇してモータに用いられる永久磁石の性能をも劣化させる。
【0022】
そこで本発明は、エアギャップ部18内の温度を検出する温度センサ19を設けて、この温度センサ19が検出する油温に基づきエアギャップ部18内へのオイルの漏出を精度よく判定するものである。
【0023】
図6に本発明のオイル漏出判定装置の構成を示す。判定装置は判定用回路32とモータ制御用のコントローラ33から構成される。
【0024】
判定用回路32は、正常時温度算出部32Aと、異常判定部32と、出力部B32Cからなる。
【0025】
正常時温度算出部32Aには、モータの制御電流(例えば3相交流電流)の電流値とモータの回転速度が入力され、これら入力値に基づいてエアギャップ部18の正常時の温度(オイルが満たされていない状態での温度)Mtを算出する。
【0026】
一般的には電流値が大きいほどステータコイル30の銅損が大きく発熱し、エアギャップ部18の温度が高くなる。また、回転速度が大きいほどステータコイル30やロータコアの鉄損が大きく発熱し、エアギャップ部18の温度が高くなる。そこで、この電流値とエアギャップ部18の温度の関係または回転速度とエアギャップ部18の温度との関係を予めマップとして記憶しておき、このマップを用いてエアギャップ部18の正常時の温度Mtを算出する。
【0027】
異常判定部32Bには、温度センサ19によって検出されたエアギャップ部18の実測温度Atが入力され、正常時の温度Mtとの差温ΔHを算出する。次に差温ΔHを異常判定の基準となる所定差Hと比較し、所定差H以上であれば異常と判定し、所定差Hより小さければ正常と判定する。
【0028】
エアギャップ19へ漏出したオイル量と温度との関係を図7に示す。エアギャップ部18の温度は、オイル量が一定量を超えると急激に昇温し、40℃から80℃に上昇する。従って、所定温度差Hを20℃程度に設定することで、迅速に異常判定を行うことができ、かつ外乱要因によって正常時に異常と判定する誤診が避けられる。
【0029】
なお、図7に示すオイルの温度の上昇代は、そのときのロータの回転速度によって変化するため、所定温度差Hをロータの回転速度に応じて設定すればより精度よく異常判定を実施することができる。
【0030】
出力部32Cは、異常判定部32Bの異常判定結果を受け、モータの運転者等に異常をLED等の手段を用いて告知する。また、コントローラ33にも判定結果を出力し、コントローラ33は、異常判定を受けた場合にはモータの高回転運転を禁止したり、停止するようにモータを制御する。
【0031】
従って、本実施形態においては、ロータ2と樹脂層50(またはティース部23)との間のエアギャップ18に温度センサ19を設置し、その検出温度に基づいてエアギャップ18内に漏出したオイルの有無を判定することにより、回転電機の運転状態に左右されることなく、オイル漏出判定を正確に実施することができ、エアギャップ18内のオイルによって生じる回転電機の構成部品への熱影響を防止し、回転電機の稼動寿命を延ばすことができる。
【0032】
図8に第2の実施形態の構成を示す。この実施形態は温度センサ19によってティース部23の温度を検出するようにしたものである。これは、オイルのエアギャップ部18への漏出による発熱により、回転電機を構成する部品に熱影響を及ぼすため直接、構成部品(本実施形態では一例としてティース部23)の実測温度Ttに基づき、異常判定を行うものである。すなわち、交流電流値等からマップを用いて設定されるティース部23の温度Mtに所定温度差Hを加算して(温度Bt)、温度Btと検出された温度Ttとの比較により異常判定を行う。温度Btが温度Tt以下であるときにオイル漏れの異常状態であると判定する。このときの判定の基準となる所定温度差Hは、温度を検出する構成部品の可動温度に基づき定める。また判定に用いるマップもティース部23の正常時の温度から予め設定しておく。
【0033】
このようなティース部23の温度に基づいてオイル漏出判定を行う構成とすることにより、回転電機の運転状態に係わらず、異常判定の精度を向上し、回転電機を構成する部品への熱影響を防止することができる。また、エアギャップ部18は狭小なため、エアギャップ部18に温度センサ19を設置することで、温度センサ19が振動や衝撃により回転しているロータ2に干渉する恐れが生じるが、本実施形態ではそのような危険が発生することはない。
【0034】
図9は第3の実施形態の構成を示し、この実施形態は、温度センサをティース部23に代えてケース1に設置したことを特徴とする。エアギャップ部18へのオイルの漏出に起因する発熱により、ケース1もまた昇温し、この温度特性に基づき異常判定を行うものである。異常判定の方法については第2の実施形態と同様である。
【0035】
温度センサ19をケース1に設置し、ケース温度に基づいてオイル漏出判定を行うことにより、回転電機本体への温度センサ19の設置を容易に済ますことができるという効果がある。また、温度センサ取り付け時のオイル漏れの対策を施す必要がない。
【0036】
なお本実施形態では、温度センサ19の検出値が、回転電機本体の環境温度の影響を受け易いため、回転電機近傍の環境温度を検出し、検出した環境の温度変化を異常判定の計算に織り込み補正することで、環境条件による異常判定の精度低下を防止する。補正の一例を説明すると、まず、マップを作成するためのケース1の温度データKtを検出する際に、同時に周辺の雰囲気温度Ftを検出する。このとき温度データの測定条件に合わせて雰囲気温度を検出するようにする。検出されたケース温度を下式を用いて、雰囲気温度25℃時のデータとして補正し、マップに割り付ける。
【0037】
【数1】
ここで、Mthは25℃時の補正温度(℃)である。
【0038】
次に、運転中のケース1実測温度Ktと(2)式により求めた温度Kthと所定温度Hを加算して求めた温度Btとを比較して異常判定を行う。
【0039】
【数2】
ここで、Kthはケース1の温度の補正温度(℃)である。
【0040】
図10は第4の実施形態の構成図である。これは、温度センサによって検出された温度データに基づいて異常判定がなされた場合に、エアギャップ部18に漏出したオイルを外部に排出する構成である。
【0041】
エアギャップ部18に設置された温度センサ19により検出された温度から異常が判定された場合には、回転電機の下端に設けられたオイル排出口を設け、この排出口にポンプ34を連通され、エアギャップ部18内のオイルをオイル溜めに排出する構成である。このポンプ34は、異常判定に応じて運転を開始し、回転電機が停止するまで運転を継続する。また、ポンプ34の稼動によっても異常判定が解除されない場合には、運転者等に異常を告知し、回転電機の運転制限や停止を実施する。
【0042】
従って、本実施形態では、エアギャップ部18にオイルが漏出してもこのオイルをポンプ34の作用により強制的に排出し、回転電機への熱影響を排除し、連続運転を可能とすることができる。
【0043】
図11は第5の実施形態の構成を示す図である。この実施形態は、第4の実施形態のポンプ34の代わりとして回転電機に設置される絶縁オイルの送油ポンプ35を用いた構成である。この構成により、エアギャップ部18に漏出したオイルの排除のための構成を新たに追加する必要がなく、より低コストでオイルの排出を可能とすることができる。
【0044】
本実施形態の構成は、ケース1の下端部に排出口37を設け、この排出口と送油ポンプ35の吸引側を接続する。この経路途中には電磁弁36が設置され、異常判定時に電磁弁36が開き、オイルがポンプに吸引されて、エアギャップ部18内から排出される。電磁弁36は回転電機が停止するまで開放される。また、電磁弁36の作動によっても異常判定が解除されない場合には、運転者等に異常を告知し、回転電機の運転制限や停止を実施する。
【0045】
これまで説明したように本発明では、スロット内部に冷媒通路を形成した回転電機において、ステータの内周部またはプレートの内周部と前記ロータ外周部との間隙の温度を検出し、検出された温度に基づき前記間隙への冷媒の漏出を判定するため、回転電機の運転状態に左右されることなく、冷媒(オイル)漏出判定を正確に実施することができ、間隙(エアギャップ18)内のオイルによって生じる回転電機の構成部品への熱影響を防止し、回転電機の稼動寿命を延ばすことができる。
【0046】
前記ステータコアの一部を構成し、コイルが巻回されるティース部の温度に基づき前記間隙への冷媒の漏出を判定するため、回転電機の運転状態に係わらず、異常判定の精度を向上し、回転電機を構成する部品への熱影響を防止することができる。また、エアギャップ部18は狭小なため、エアギャップ部18に温度検出手段(温度センサ19)を設置することで、温度センサ19が振動や衝撃により回転しているロータ2に干渉する恐れがない。
【0047】
前記ロータとステータを収容するケースの温度に基づき前記間隙への冷媒の漏出を判定するため、回転電機本体への温度センサ19の設置を容易に済ますことができるという効果がある。また、温度センサ取り付け時のオイル漏れの対策を施す必要がない。
【0048】
前記間隙への冷媒漏出判定時に、前記間隙の冷媒を外部に排出するポンプを備えたため、エアギャップ部18にオイルが漏出してもこのオイルをポンプ34の作用により強制的に排出し、回転電機への熱影響を排除し、連続運転を可能とすることができる。
【0049】
前記ポンプを冷媒通路に冷媒を供給するポンプと兼用するため、エアギャップ部18に漏出したオイルの排除のための構成を新たに追加する必要がなく、より低コストでオイルの排出を可能とすることができる。
【0050】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の構成図である。
【図2】同じく構成図である。
【図3】ステータ2周辺部の詳細図である。
【図4】漏出オイル(少量時)の説明図である。
【図5】漏出オイル(多量時)の説明図である。
【図6】漏出オイル判定の構成図である。
【図7】オイル温度及び回転電機の軸トルクと漏出オイルの量の関係を示す図である。
【図8】第2の実施形態の構成図である。
【図9】第3の実施形態の構成図である。
【図10】第4の実施形態の構成図である。
【図11】第5の実施形態の構成図である。
【符号の説明】
1 ケース
2 ロータ
3 軸受
5 ステータ
10 冷却ジャケット
11 冷却ジャケット
14 円筒部
18 エアギャップ
19 温度センサ
20 ステータコア
23 ティース部
25 スロット
29 冷媒通路
32 判定用回路
33 コントローラ
40 プレート
50 樹脂層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotating electrical machine, and more particularly to a rotating electrical machine having a cooling function.
[0002]
[Prior art]
As a conventional rotating electric machine, there is a technique described in JP-A-11-318055.
[0003]
This prior art is a technique of detecting the oil level of the oil as refrigerant accumulated in the rotating electrical machine and controlling the amount of accumulated oil.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has a problem that when the rotor is rotating, the oil level of the oil accumulated in the rotating electrical machine varies greatly and it is difficult to accurately detect the oil amount.
[0005]
In view of such problems, an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that detects oil stored in the rotating electrical machine regardless of the operating state of the rotating electrical machine.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a rotor rotatably supported by a rotor, a stator disposed on the outer periphery of the rotor, a slot of a stator core that constitutes the stator, and an opening portion of the slot that opens to the inner peripheral surface of the stator. The rotating electrical machine including a closing member that forms a refrigerant passage therein includes a determination unit that determines whether the refrigerant leaks into the inner peripheral portion of the stator or the gap between the inner peripheral portion of the closing member and the outer peripheral portion of the rotor.
[0007]
【The invention's effect】
According to the present invention, refrigerant leakage can be determined regardless of the operating state of the rotating electrical machine. Therefore, there is no thermal effect caused by oil leakage on the components of the rotating electrical machine.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0009]
1 and 2 show the entire configuration of a rotating electrical machine (motor, generator, or motor / generator).
[0010]
FIG. 1 shows a BB cross section of FIG. 2. In FIG. 1, a rotating electrical machine case 1 includes a cylindrical plate 1A and side plates 1B and 1C that close openings at both ends in the axial direction of the cylindrical plate 1A.
[0011]
A cylindrical rotor 2 is accommodated in the case 1. The rotor 2 has both ends of a rotating shaft 2A supported by side plates 1B and 1C via bearings 3, respectively, and is rotatable about the rotating shaft 2A.
[0012]
A cylindrical stator 5 is disposed on the inner peripheral surface of the cylindrical plate 1 </ b> A so as to surround the outer periphery of the rotor 2. A predetermined gap is provided between the inner peripheral surface of the stator 5 and the outer peripheral surface of the rotor 2.
[0013]
Cooling jackets 10 and 11 made of an annular space are formed between the axial ends of the stator 5 and the inside of the case 1. Cooling oil is supplied to the cooling jacket 10 through an oil supply port 16 penetrating the cylindrical plate 1A. This cooling oil flows through the refrigerant passage 29 (see FIG. 2) formed in the stator 5 and is guided to the cooling jacket 11 on the opposite side. This cooling oil is discharged to the outside from an oil discharge port 17 formed in the cooling jacket 11 and penetrating the cylindrical plate 1A.
[0014]
As shown in FIG. 2, the stator 5 includes a stator core 20 and a coil 30 wound around the stator core 20.
[0015]
The starter core 20 is configured by connecting a predetermined number (12 in this embodiment) of split cores 21 in an annular shape (split core structure). Each divided core 21 is formed by laminating a predetermined number of substantially T-shaped electromagnetic steel plates in the direction of the rotation axis 2A of the rotor 2 (perpendicular to the paper surface of FIG. 2).
[0016]
The stator core 20 (divided core 21) includes a ring-shaped back core portion 22 along the inner peripheral surface of the cylindrical plate 1A of the case 1, and a teeth portion 23 protruding from the back core portion 22 in the radially inner radial direction of the stator core 20. (However, see FIG. 3).
[0017]
A recess (groove) between adjacent tooth portions 23 becomes a slot 25. The coil 30 is housed in the slot 25 by being concentratedly wound around each tooth portion 23.
[0018]
In order to make this slot 25 a refrigerant passage 29 through which the cooling oil from the cooling jacket 10 passes, a plate 40 is attached to the opening 27 facing the outer periphery of the rotor 2 of the slot 25 as shown in FIG. Is done. The plate 40 is inserted and held between the axially extending protrusions 28A and 28B provided on both side surfaces near the tip of the tooth portion 23, and the outer surface thereof is flush with the stator inner peripheral surface. Is filled with a resin material, a resin layer 50 is formed, and the refrigerant passage 29 is sealed. The plate 40 and the resin layer 50 are the closing members in this embodiment.
[0019]
Next, in order to form the cooling jackets 10 and 11, a cylindrical portion 14 is provided on the extension of the inner peripheral surface from both ends of the stator 5, and this cylindrical portion 14 reaches the side plates 1B and 1C of the case 1, An annular space is defined between the inner periphery of the cylindrical plate 1 </ b> A of the case 1 and both ends of the stator 5.
[0020]
The cylindrical portion 14 is formed integrally with the resin layer 50 when the resin layer is formed by filling with a resin material.
[0021]
Furthermore, a temperature sensor 19 is installed in a gap (hereinafter referred to as an air gap portion) 18 between the inner peripheral portion of the resin layer 50 (or the tooth portion 23) and the outer peripheral portion of the rotor 2. The temperature sensor 19 detects the temperature of refrigerant oil leaked from the refrigerant passage 29 to the air gap portion 18. Usually, the refrigerant passage 29 and the cooling jackets 10 and 11 and the rotor 2 are blocked by the plate 40, the resin layer 50, and the cylindrical portion 14, and the refrigerant does not leak into the installation space of the rotor 2. It has become. However, it is conceivable that a gap is formed between the resin layer 50 and the stator core 20, and oil leaks into the air gap portion 18 from the gap. The amount of the leaked oil may be a very small amount as long as it is discharged from the air gap portion 18 by the centrifugal pressure due to the rotation of the rotor 2 (the state of FIG. 4), but the air gap portion 18 as shown in FIG. In such a state, not only does the rotation resistance of the rotor 2 increase and the output of the motor decreases, but the temperature of the oil in the air gap portion 18 increases and the performance of the permanent magnet used in the motor deteriorates.
[0022]
Accordingly, the present invention provides a temperature sensor 19 for detecting the temperature in the air gap portion 18 and accurately determines the leakage of oil into the air gap portion 18 based on the oil temperature detected by the temperature sensor 19. is there.
[0023]
FIG. 6 shows the configuration of the oil leakage determination device of the present invention. The determination device includes a determination circuit 32 and a motor control controller 33.
[0024]
The determination circuit 32 includes a normal temperature calculation unit 32A, an abnormality determination unit 32, and an output unit B32C.
[0025]
The normal temperature calculation unit 32A receives the current value of the motor control current (for example, three-phase AC current) and the motor rotation speed, and the normal temperature of the air gap 18 based on these input values. (Temperature when not satisfied) Mt is calculated.
[0026]
In general, as the current value increases, the copper loss of the stator coil 30 increases and heat is generated, and the temperature of the air gap portion 18 increases. Further, as the rotational speed increases, the iron loss of the stator coil 30 and the rotor core increases and heat is generated, and the temperature of the air gap portion 18 increases. Therefore, the relationship between the current value and the temperature of the air gap portion 18 or the relationship between the rotational speed and the temperature of the air gap portion 18 is stored in advance as a map, and the normal temperature of the air gap portion 18 is stored using this map. Mt is calculated.
[0027]
The measured temperature At of the air gap 18 detected by the temperature sensor 19 is input to the abnormality determination unit 32B, and a temperature difference ΔH from the normal temperature Mt is calculated. Next, the temperature difference ΔH is compared with a predetermined difference H that is a criterion for abnormality determination, and if it is equal to or larger than the predetermined difference H, it is determined as abnormal, and if it is smaller than the predetermined difference H, it is determined as normal.
[0028]
FIG. 7 shows the relationship between the amount of oil leaked into the air gap 19 and the temperature. When the amount of oil exceeds a certain amount, the temperature of the air gap portion 18 rapidly increases and rises from 40 ° C. to 80 ° C. Therefore, by setting the predetermined temperature difference H to about 20 ° C., it is possible to quickly make an abnormality determination, and avoid a misdiagnosis that determines an abnormality in the normal state due to a disturbance factor.
[0029]
Since the oil temperature rise shown in FIG. 7 varies depending on the rotational speed of the rotor at that time, if the predetermined temperature difference H is set according to the rotational speed of the rotor, the abnormality determination can be performed more accurately. Can do.
[0030]
The output unit 32C receives the abnormality determination result of the abnormality determination unit 32B and notifies the motor driver or the like of the abnormality using means such as an LED. The determination result is also output to the controller 33, and the controller 33 controls the motor so as to prohibit or stop the high-speed operation of the motor when the abnormality determination is received.
[0031]
Therefore, in this embodiment, the temperature sensor 19 is installed in the air gap 18 between the rotor 2 and the resin layer 50 (or the tooth portion 23), and the oil leaked into the air gap 18 based on the detected temperature. By determining the presence / absence, oil leakage determination can be performed accurately without being affected by the operating state of the rotating electrical machine, and the thermal effect on the components of the rotating electrical machine caused by the oil in the air gap 18 is prevented. In addition, the service life of the rotating electrical machine can be extended.
[0032]
FIG. 8 shows the configuration of the second embodiment. In this embodiment, the temperature of the tooth portion 23 is detected by the temperature sensor 19. This is because the heat generated by leakage of oil to the air gap portion 18 has a thermal effect on the components constituting the rotating electrical machine, and directly based on the measured temperature Tt of the component (in this embodiment, the tooth portion 23 as an example) Abnormality judgment is performed. That is, a predetermined temperature difference H is added to the temperature Mt of the tooth portion 23 set using a map from an alternating current value or the like (temperature Bt), and an abnormality is determined by comparing the temperature Bt with the detected temperature Tt. . When the temperature Bt is equal to or lower than the temperature Tt, it is determined that the oil leakage is abnormal. The predetermined temperature difference H serving as a reference for determination at this time is determined based on the movable temperature of the component for detecting the temperature. A map used for determination is also set in advance from the normal temperature of the tooth portion 23.
[0033]
By configuring the oil leakage determination based on the temperature of the tooth portion 23 as described above, the abnormality determination accuracy can be improved regardless of the operating state of the rotating electrical machine, and the thermal effect on the components constituting the rotating electrical machine can be reduced. Can be prevented. In addition, since the air gap portion 18 is narrow, installing the temperature sensor 19 in the air gap portion 18 may cause the temperature sensor 19 to interfere with the rotating rotor 2 due to vibration or impact. Then there is no such danger.
[0034]
FIG. 9 shows a configuration of the third embodiment, and this embodiment is characterized in that the temperature sensor is installed in the case 1 instead of the tooth portion 23. The case 1 also rises in temperature due to heat generation due to oil leakage to the air gap portion 18, and an abnormality is determined based on this temperature characteristic. The abnormality determination method is the same as in the second embodiment.
[0035]
By installing the temperature sensor 19 in the case 1 and performing oil leakage determination based on the case temperature, there is an effect that the temperature sensor 19 can be easily installed in the rotating electrical machine body. Moreover, it is not necessary to take measures against oil leakage when the temperature sensor is attached.
[0036]
In this embodiment, since the detection value of the temperature sensor 19 is easily affected by the environmental temperature of the rotating electrical machine body, the ambient temperature in the vicinity of the rotating electrical machine is detected, and the detected temperature change in the environment is factored into the calculation of abnormality determination. By correcting, the accuracy of abnormality determination due to environmental conditions is prevented from being reduced. An example of the correction will be described. First, when detecting the temperature data Kt of case 1 for creating a map, the ambient atmosphere temperature Ft is simultaneously detected. At this time, the ambient temperature is detected in accordance with the measurement conditions of the temperature data. The detected case temperature is corrected as data at an ambient temperature of 25 ° C. using the following formula, and assigned to the map.
[0037]
[Expression 1]
Here, Mth is a correction temperature (° C.) at 25 ° C.
[0038]
Next, an abnormality determination is performed by comparing the actually measured case 1 temperature Kt during operation with the temperature Kth obtained by the equation (2) and the temperature Bt obtained by adding the predetermined temperature H.
[0039]
[Expression 2]
Here, Kth is a correction temperature (° C.) of the temperature of case 1.
[0040]
FIG. 10 is a configuration diagram of the fourth embodiment. This is a configuration in which oil leaked to the air gap portion 18 is discharged to the outside when an abnormality determination is made based on temperature data detected by the temperature sensor.
[0041]
When an abnormality is determined from the temperature detected by the temperature sensor 19 installed in the air gap portion 18, an oil discharge port provided at the lower end of the rotating electrical machine is provided, and a pump 34 is communicated with the discharge port. In this configuration, the oil in the air gap portion 18 is discharged to the oil reservoir. The pump 34 starts operation in response to the abnormality determination and continues to operate until the rotating electrical machine stops. Further, when the abnormality determination is not canceled by the operation of the pump 34, the abnormality is notified to the driver or the like, and the operation of the rotating electrical machine is restricted or stopped.
[0042]
Therefore, in the present embodiment, even if oil leaks into the air gap portion 18, this oil is forcibly discharged by the action of the pump 34, eliminating the influence of heat on the rotating electrical machine, and enabling continuous operation. it can.
[0043]
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the fifth embodiment. In this embodiment, an insulating oil feed pump 35 installed in a rotating electrical machine is used in place of the pump 34 of the fourth embodiment. With this configuration, it is not necessary to newly add a configuration for removing oil leaked into the air gap portion 18, and oil can be discharged at a lower cost.
[0044]
In the configuration of the present embodiment, a discharge port 37 is provided at the lower end of the case 1, and the discharge port is connected to the suction side of the oil feed pump 35. An electromagnetic valve 36 is installed in the middle of the path, and the electromagnetic valve 36 is opened when an abnormality is determined. Oil is sucked into the pump and discharged from the air gap portion 18. The electromagnetic valve 36 is opened until the rotating electrical machine stops. In addition, when the abnormality determination is not canceled by the operation of the electromagnetic valve 36, the abnormality is notified to the driver or the like, and the operation of the rotating electrical machine is restricted or stopped.
[0045]
As described above, in the present invention, in the rotating electrical machine in which the refrigerant passage is formed in the slot, the temperature of the gap between the inner peripheral portion of the stator or the inner peripheral portion of the plate and the outer peripheral portion of the rotor is detected and detected. Since the leakage of the refrigerant into the gap is determined based on the temperature, the refrigerant (oil) leakage determination can be performed accurately without being influenced by the operating state of the rotating electrical machine, and the gap (air gap 18) It is possible to prevent the influence of heat on the components of the rotating electrical machine caused by the oil and extend the service life of the rotating electrical machine.
[0046]
Since it constitutes a part of the stator core and determines the leakage of the refrigerant into the gap based on the temperature of the tooth portion around which the coil is wound, it improves the accuracy of abnormality determination regardless of the operating state of the rotating electrical machine, It is possible to prevent the thermal influence on the parts constituting the rotating electrical machine. Further, since the air gap portion 18 is narrow, by installing a temperature detection means (temperature sensor 19) in the air gap portion 18, there is no possibility that the temperature sensor 19 interferes with the rotating rotor 2 due to vibration or impact. .
[0047]
Since the leakage of the refrigerant into the gap is determined based on the temperature of the case housing the rotor and the stator, there is an effect that the temperature sensor 19 can be easily installed in the rotating electrical machine main body. Moreover, it is not necessary to take measures against oil leakage when the temperature sensor is attached.
[0048]
Since the pump for discharging the refrigerant in the gap to the outside at the time of the refrigerant leakage determination to the gap is provided, even if oil leaks into the air gap portion 18, the oil is forcibly discharged by the action of the pump 34. It is possible to eliminate the influence of heat on the continuous operation.
[0049]
Since the pump is also used as a pump for supplying the refrigerant to the refrigerant passage, it is not necessary to add a new configuration for removing the oil leaked to the air gap portion 18, and the oil can be discharged at a lower cost. be able to.
[0050]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of the same.
FIG. 3 is a detailed view of the periphery of a stator 2;
FIG. 4 is an explanatory diagram of leaking oil (when small amount).
FIG. 5 is an explanatory diagram of leaking oil (when it is in a large amount).
FIG. 6 is a configuration diagram of leakage oil determination.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the oil temperature, the shaft torque of the rotating electrical machine, and the amount of leaked oil.
FIG. 8 is a configuration diagram of a second embodiment.
FIG. 9 is a configuration diagram of a third embodiment.
FIG. 10 is a configuration diagram of a fourth embodiment.
FIG. 11 is a configuration diagram of a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 2 Rotor 3 Bearing 5 Stator 10 Cooling jacket 11 Cooling jacket 14 Cylindrical part 18 Air gap 19 Temperature sensor 20 Stator core 23 Teeth part 25 Slot 29 Refrigerant passage 32 Determination circuit 33 Controller 40 Plate 50 Resin layer

Claims (7)

回転自在に軸支されたロータと、
このロータの外周に配置されたステータと、
ステータを構成するステータコアのスロットと、
ステータ内周面に開口するスロットの開口部を閉塞してスロット内部に冷媒通路を形成する閉塞部材を備えた回転電機において、
前記ステータの内周部または閉塞部材の内周部と前記ロータ外周部との間隙への冷媒の漏出を判定する判定手段を有することを特徴とする回転電機。
A rotor pivotally supported, and
A stator disposed on the outer periphery of the rotor;
A stator core slot constituting the stator;
In a rotating electrical machine including a closing member that closes an opening of a slot that opens to an inner peripheral surface of a stator to form a refrigerant passage inside the slot,
A rotating electric machine comprising: a determination unit that determines leakage of refrigerant into a gap between an inner periphery of the stator or an inner periphery of a closing member and the rotor outer periphery.
前記間隙の温度を検出する間隙温度検出手段を有し、A gap temperature detecting means for detecting the temperature of the gap;
前記判定手段は、前記間隙温度検出手段に検出された温度に基づき前記間隙への冷媒の漏洩を判定することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the determination unit determines whether the refrigerant leaks into the gap based on the temperature detected by the gap temperature detection unit.
前記ステータコアの一部を構成し、コイルが巻回されるティース部と、A portion of the stator core, a tooth portion around which a coil is wound,
前記ティース部の温度を検出するティース部温度検出手段とを備え、A tooth portion temperature detecting means for detecting the temperature of the tooth portion;
前記判定手段は、前記ティース部温度検出手段に検出された温度に基づき前記間隙への冷媒の漏洩を判定することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the determination unit determines whether the refrigerant leaks into the gap based on the temperature detected by the teeth portion temperature detection unit.
前記ロータとステータとを収容するケースと、A case for accommodating the rotor and the stator;
前記ケースの温度を検出するケース温度検出手段とを備え、A case temperature detecting means for detecting the temperature of the case;
前記判定手段は、前記ケース温度検出手段に検出された温度に基づき前記間隙への冷媒の漏洩を判定することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the determination unit determines whether the refrigerant leaks into the gap based on the temperature detected by the case temperature detection unit.
前記間隙の温度を検出する間隙温度検出手段を有し、A gap temperature detecting means for detecting the temperature of the gap;
前記判定手段は、前記間隙温度検出手段に検出された温度と正常時の温度とに基づいて前記間隙への冷媒の漏出を判定することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the determination unit determines leakage of the refrigerant into the gap based on a temperature detected by the gap temperature detection unit and a normal temperature.
前記間隙への冷媒漏出判定時に、前記間隙の冷媒を外部に排出するポンプを備えたことを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の回転電機。The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5, further comprising a pump that discharges the refrigerant in the gap to the outside when determining whether the refrigerant leaks into the gap. 前記ポンプを前記冷媒通路に冷媒を供給するポンプと兼用することを特徴とする請求項6に記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 6, wherein the pump is also used as a pump for supplying a refrigerant to the refrigerant passage.
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