(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心の軸方向端部から張出した固定子コイルエンドを複数の支持リングで緊縛支持し、緊縛支持した前記固定子コイルエンドの上下コイル間に間隔片を設置すると共に、同相間で隣接する前記固定子コイルエンド間は、間隔片を介在することなく複数の前記支持リングに緊縛支持され、かつ、前記支持リングの間においては周方向に隣接する異相の固定子コイルエンド間に間隔片を設置し、この間隔片が接する周方向に隣接する異相の固定子コイルエンド同士を前記間隔片を含めて緊縛支持したことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記支持リングは、前記固定子コイルエンドの外径側に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記支持リングは、前記固定子コイルエンドの内径側に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機に係り、特に、固定子鉄心の軸方向端部から張出した固定子コイルエンドの安定した支持が行える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、固定子鉄心の軸方向端部から張出した固定子コイルエンドを支持するために、例えば特許文献１に示すように、固定子コイルエンドの外径側に複数の支持リングを配置し、これら支持リングに固定子コイルエンドを緊縛すると共に、隣接する固定子コイルエンド間及び固定子コイルエンドの上下コイル間の各々に間隔片を設置して運転時に作用する電磁力による固定子コイルエンドの変形を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０１６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の構成によれば、固定子鉄心の軸方向端部から張出した固定子コイルエンドを安定に支持することができる横軸型回転電機を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、間隔片を隣接する固定子コイルエンド間及び固定子コイルエンドの上下コイル間の各々に設置しているので、部品点数が増大化し、また、間隔片の設置に多大な労力と時間を費やす問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、間隔片の設置数を低減しても固定子コイルエンドの安定した支持が行える回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、間隔片の設置数を低減すべく、固定子コイルエンドの電磁力解析を有限要素法により実施したところ、隣接する固定子コイルエンドのうち、特に、回転電機の周方向に隣接する異相の固定子コイルエンド間でコイル導体を変形するような大きな電磁力が作用することを確認した。
【０００８】
そこで、本発明の回転電機は、上記目的を達成するために、固定子鉄心の軸方向端部から張出した固定子コイルエンドを複数の支持リングで緊縛支持し、緊縛支持した前記固定子コイルエンドの上下コイル間に間隔片を設置すると共に、同相間で隣接する前記固定子コイルエンド間は、間隔片を介在することなく複数の前記支持リングに緊縛支持され、かつ、前記支持リングの間においては周方向に隣接する異相の固定子コイルエンド間に間隔片を設置し、この間隔片が接する周方向に隣接する異相の固定子コイルエンド同士を前記間隔片を含めて緊縛支持したことを特徴とする。
【０００９】
このように、間隔片を、同相間で隣接する固定子コイルエンド間には介在しないで、かつ、緊縛支持した固定子コイルエンドの上下コイル間及び支持リングの間においては回転電機の周方向に隣接する異相の固定子コイルエンド間に設置することで、間隔片の設置数を低減することができると共に、支持リングの間で大きな電磁力が作用する回転電機の周方向に隣接する異相の固定子コイルエンド間では強固に緊縛支持できるので、固定子コイルエンドの安定した支持を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、間隔片の設置数を低減しても固定子コイルエンドの安定した支持が行える回転電機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による横軸型回転電機の固定子の上半分を示す縦断側面図。
【図２】図１の横軸型回転電機の固定子コイルエンドを示す拡大図。
【図３】図１の横軸型回転電機の固定子コイルエンドの展開図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明による横軸型回転電機の一実施の形態を、図１〜図３に示すタービン発電機に基づいて説明する。
【００１３】
タービン発電機の固定子１は、珪素鋼板を軸方向に積層して形成された固定子鉄心２と、この固定子鉄心２に装着された固定子コイル３とを有している。
【００１４】
固定子鉄心２は、固定子コイル３を装着する複数のスロットを有し、これらスロットは固定子鉄心２の内径側に位置して軸方向に沿って形成されると共に、周方向に複数形成されている。
【００１５】
このように構成された固定子１は、固定子枠４に支持され、ハウジングで覆われている。
【００１６】
一方、前記固定子コイル３は、表面に絶縁層を形成したコイル導体を固定子鉄心２のスロット内に装着し、固定子鉄心２の軸方向両端（積層方向両端）から固定子コイルエンド３Ｅを張り出させている。固定子コイル３はスロットの内径（開口）側に装着される上コイル３Ａとスロットの外径（底部）側に装着される下コイル３Ｂからなり、これら上コイル３Ａと下コイル３Ｂとは固定子コイルエンド３Ｅにおいて接続導体によって接続され、亀甲型や波型の固定子コイル３に形成している。
【００１７】
さらに、特定の固定子コイルエンド３Ｅは、運転時の各種振動や電磁力に対して安定して支持するために、固定子コイルエンド３Ｅの外径側に複数の支持リング５Ａ、５Ｂ、５Ｃを接触させ、例えばガラス繊維等の絶縁テープ６によって上コイル３Ａと下コイル３Ｂとを支持リング５Ａ、５Ｂ、５Ｃに巻付けて緊縛し、その後、絶縁テープ６に絶縁樹脂を含浸させて硬化させることで固定している。
【００１８】
尚、この絶縁テープ６による緊縛時、上コイル３Ａと下コイル３Ｂとの間隔を保持するために、緊縛部分の上コイル３Ａと下コイル３Ｂとの間に間隔片７Ａ，７Ｂ，７Ｃを介在させている。
【００１９】
また、同時に緊縛する固定子コイルエンド３Ｅの数は、図３に示すように、平面的に支持リング５Ａ，５Ｂ，５Ｃの幅内にある隣接する２つの固定子コイルエンド３Ｅを同時に緊縛するようにし、これを支持リング５Ａ，５Ｂ，５Ｃの周方向に沿って順次ずらしながら緊縛している。
【００２０】
ところで、有限要素法による固定子コイルエンド３Ｅの電磁力解析によれば、隣接する固定子コイルエンド３Ｅのうち、同相間で隣接する固定子コイルエンド３Ｅは電磁力のベクトル方向がほぼ同じであり、隣接する固定子コイルエンド３Ｅ間にコイル導体を変形させるような力が作用しないことが確認されている。
【００２１】
そこで、同相間で隣接する固定子コイルエンド３Ｅは、前記支持リング５Ａ〜５Ｃに緊縛するだけで十分に安定した支持を行うことができるので、同相間で隣接する固定子コイルエンド３Ｅ間の間隔片は省略した。
【００２２】
一方、隣接する固定子コイルエンド３Ｅが異相である場合には、逆方向の電磁力が作用し、隣接する固定子コイルエンド３Ｅのコイル導体を接近或いは乖離させる力が作用することが確認された。
【００２３】
したがって、隣接する固定子コイルエンド３Ｅが異相である場合、その間に間隔片を設置して電磁力によるコイル導体の変形を防止する必要がある。
【００２４】
しかし、隣接する固定子コイルエンド３Ｅが異相である場合であっても、前記支持リング５Ａ〜５Ｃに緊縛されている部分はコイル導体の変形を十分に抑制することができるので、緊縛位置に対応する固定子コイルエンド３Ｅ間に間隔片を設置する必要はない。
【００２５】
しかしながら、前記支持リング５Ａ〜５Ｃ間の異相で隣接する固定子コイルエンド３Ｅ間には、コイル導体に作用する電磁力を抑制する手段が存在しない。
【００２６】
したがって、本実施の形態では、上記構成の固定子コイルエンド部の支持構成において、前記支持リング５Ａ〜５Ｃ間に位置し隣接する固定子コイルエンド３Ｅが異相３Ｕ−３Ｖ，３Ｖ−３Ｗ，３Ｗ−３Ｕである場合、異相で隣接する固定子コイルエンド３Ｅ間に間隔片８を設置し、この間隔片８を含めて異相で隣接する固定子コイルエンド３Ｅ同士を例えばガラス繊維等の絶縁テープ９によって巻付けて緊縛し、その後、絶縁テープに絶縁樹脂を含浸させて硬化させることで固定している。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、間隔片７Ａ〜７Ｃ，８の設置位置は、支持リング５Ａ〜５Ｃへの緊縛位置における上コイル３Ａ，下コイル３Ｂとの間及び支持リング５Ａ〜５Ｃ間の異相で隣接する固定子コイルエンド３Ｅ間のみとなり、その結果、固定子コイルエンド３Ｅの安定した支持を損なうことなく、間隔片７Ａ〜７Ｃ，８の絶対使用数を低減することができ、間隔片７Ａ〜７Ｃ，８の設置に必要な労力と時間を低減することができる。
【００２８】
ところで、前記実施の形態では、異相で隣接する固定子コイルエンド３Ｅ間に間隔片８を設置し、この間隔片８を含めて異相で隣接する固定子コイルエンド３Ｅ同士を絶縁テープ９で緊縛したものであるが、例えばＵ相とＶ相とが隣接する場合、Ｖ相と隣接するＵ相の固定子コイルエンド３Ｅ間に間隔片８を設置し、隣接するＵ相同士の固定子コイルエンド３Ｅを絶縁テープ９で緊縛し、同様に、Ｕ相と隣接するＶ相の固定子コイルエンド３Ｅ間に間隔片８を設置し、隣接するＶ相同士の固定子コイルエンド３Ｅを絶縁テープ９で緊縛することでも、異相間に作用する電磁力に耐える構成とすることができ、コイル導体の電磁力による変形を防止することができる。ただ、この場合、前記実施の形態に比べて、間隔片８と絶縁テープ９の緊縛箇所が２倍となる。しかしながら、隣接する固定子コイルエンド３Ｅ間に全て間隔片を設置していた構成に比べて、間隔片及び絶縁テープの緊縛箇所は、大幅に低減することができる。
【００２９】
尚、上記実施の形態においては、固定子コイルエンド３Ｅの外径側を３つの支持リング５Ａ〜５Ｃで支持した構成を説明したが、固定子コイルエンド３Ｅの内径側を支持するようにしてもよく、さらに、回転電機の容量や形状によって支持リングの数が３つ以下でも３つ以上でも本発明を適用することができるのは云うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上の説明は、本発明による横軸型回転電機としてタービン発電機を一例に説明したが、本発明はタービン発電機に限定されるものではなく、電動機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…固定子、２…固定子鉄心、３…固定子コイル、３Ａ…上コイル、３Ｂ…下コイル、３Ｅ…固定子コイルエンド、４…固定子枠、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…支持リング、６，９…絶縁テープ、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，８…間隔片。
【図１】
0005547919.tif 000002
【図２】
0005547919.tif 000003
【図３】
0005547919.tif 000004