(57)【要約】【課題】本発明は、回転子鉄心の磁極部の最狭部幅より外側の回転子鉄心部分を電磁気的に有効に活用することで、大きな界磁電流を許容し、且つ回転子コイルの温度上昇度を抑え、発電機の大容量化、及び小型化を図った回転電機を得る。【解決手段】固定子鉄心１に電機子巻線を巻装した固定子と、少なくとも一対の磁極部２とこの磁極部間の非磁極部３に極間部６を形成し、前記非磁極部３に所定の間隔で複数の回転子スロット４を形成し、この回転子スロット４内に界磁巻線を巻装した円筒状の回転子とを有する回転電機において、前記回転子スロット４の前記磁極部２に最も近い位置に形成された回転子スロット４ａを除く残りの回転子スロット４の断面積Ｓを磁極部２から極間部３方向に沿って大きくする。【選択図】  図２
2007116801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子と、少なくとも一対の磁極部とこの磁極部間の非磁極部に極間部を形成し、前記非磁極部に予め定めた間隔で複数の回転子スロットを形成し、この回転子スロット内に界磁巻線を巻装した円筒状の回転子とを有する回転電機において、前記回転子スロットの前記磁極部に最も近い位置に形成された回転子スロットを除く残りの回転子スロットの断面積を磁極部から極間部方向に沿って大きくしたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記回転子スロットの幅を磁極部から極間部方向に沿って広くしたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記回転子スロットの深さを磁極部から極間部方向に沿って深くしたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項４】
前記隣り合う回転子スロットの間隔を磁極部から極間部方向に沿って大きくし、且つ前記回転子スロットの深さを磁極部から極間部方向に沿って深くしたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項５】
前記隣り合う回転子スロットの間隔を磁極部から極間部方向に沿って大きくし、且つ前記回転子スロットの幅を磁極部から極間部方向に沿って広くしたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項６】
前記隣り合う回転子スロットの間隔を磁極部から極間部方向に沿って大きくし、且つ前記回転子スロットの幅と深さとを調整し、前記回転子スロットの断面積を磁極部から極間部方向に沿って大きくしたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項７】
前記回転子スロットの幅を前記回転子鉄心の外径側から内径側に向かって狭くなるようにテーパ状に形成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記回転子スロットの前記回転子鉄心の内径側に冷却ガス導入用ダクトを形成したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記回転子スロットの磁極部に最も近い位置に形成された回転子スロットを除く残りの回転子スロットに形成された前記冷却ガス導入用ダクトの断面積を磁極部から極間部方向に沿って大きくしたことを特徴とする請求項８記載の回転電機。
【請求項１０】
前記冷却ガス導入用ダクトの幅を磁極部から極間部方向に沿って広くしたことを特徴とする請求項９記載の回転電機。
【請求項１１】
前記冷却ガス導入用ダクトの深さを磁極部から極間部方向に沿って深くしたことを特徴とする請求項９記載の回転電機。
【請求項１２】
前記冷却ガス導入用ダクトの深さを磁極部から極間部方向に沿って深くし、且つ前記冷却ガス導入用スロットの幅を磁極部から極間部方向に沿って広くしたことを特徴とする請求項９記載の回転電機。
【請求項１３】
前記冷却ガス導入用ダクトの幅を前記回転子鉄心外径側から内径側に向かって狭くなるようにテーパ状に形成したことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１４】
前記回転子スロットの側面に冷却ガス導入用ダクトを形成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機などの回転電機に係り、特に回転子スロットの形状に改良を加えた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機などの回転電機の構成は、一般的に固定子鉄心に電機子巻線を巻装した中空円筒形状の固定子と、この固定子の中空部の直径よりも幾分直径が小さく、円筒状の回転子鉄心に界磁巻線を多重環状に積層して巻回した回転子とを有し、固定子の中空円筒内に回転子を同心状に配置して構成されている。
【０００３】
この固定子及び回転子は、それぞれ鉄心を備え、この鉄心に形成したスロット内に各々銅などの電気導電性のバー、いわゆるコイルにより電機子巻線及び界磁巻線を軸方向に配して設けており、回転子側のコイル、すなわち界磁巻線を励磁電源から直流電源を受けて励磁した状態で回転子を回転させることにより固定子側に電圧を誘起するように発電作用を行う。
タービン発電機のような高速機の場合、回転子の鉄心は回転時の遠心力に対する機械的強度を持たせるために単一鋼塊から製作されるのが一般的である。
【０００４】
図２４は従来の回転電機の断面図である。図２４において、１は回転電機の回転子鉄心であり、電機子巻線１５を巻装した固定子鉄心１６に対して空隙を介して同心状に配置されており、断面略円形状を成している。そして鉄心の略中心点を挟んで外周上の対照的な位置に界磁磁束Φが通る少なくとも一対の磁極部２，２を形成し、この磁極部２，２以外の非磁極部３とに分けられている。
【０００５】
非磁極部３には、図示しない界磁コイルを収納するための複数の回転子スロット４が所定の間隔で形成されている。５は回転子スロット４間に形成された回転子ティース部である。
回転子スロット４は、１極あたり整数個が形成されるため、磁極部２，２の中間部の略中央には極間部６が形成されている。
【０００６】
回転子スロット４内には界磁コイル７が収納され、界磁コイル７の外径側には回転時のコイル抜け止め用の回転子楔１７が打ち込まれ、界磁コイル７を遠心力に抗して保持するような構造と成っている。
【０００７】
また図２５に示すように、回転子コイル７は界磁コイルエンド部において渡り接続片８により電気的に直列に接続されて界磁巻線を構成している。
界磁コイルエンド部はエンドリング９、エンドリング支え１０及び絶縁筒１１により回転時の回転遠心力に対して保持している。
【０００８】
図２４に示す回転子スロット４内に収納された回転子コイル７に働く遠心力は、回転子楔１７を介して回転子ティース部５に伝達されて保持されるため、回転子ティース部５の幅についてはこの遠心力に十分耐え得るような強度を持つように設計されている。
【０００９】
また、界磁巻線を励磁することにより発生する界磁磁束は主として回転子鉄心１の磁極部２を通って図示しない固定子側に供給されるが、この際に通常は磁極部２の最狭部１２で最も磁束密度が大きくなる。
【００１０】
磁束密度が大きくなるとその部分で磁気飽和現象が発生して界磁磁束の減少を招くため、磁極部２の最狭部１２はこの部分で著しい磁気飽和現象が発生しないような幅寸法Ｇが確保できるように設計されている。
【００１１】
また、図２６に示すように回転子スロット４の内径側には冷却ガスを導入するための冷却ガス導入用スロット１３を設ける場合もあり、この冷却ガス導入用スロット１３が界磁磁束Φの密度を大きくし、磁極部２の最狭部１２の幅寸法Ｇに影響を与えることもある。
このため、回転子スロット４の寸法は、上記の回転子ティース部５の幅及び磁極部２の最狭部１２の幅寸法Ｇよって制限される。
【００１２】
特に磁極部２の最狭部１２の寸法Ｇによる制限から、図２４に示すように磁極部２に最も近い位置に形成された回転子スロット４ａの深さを他の回転子スロット４の深さに比べて浅くするような設計が採用される場合が多い。
【００１３】
この他には、回転子スロット４を回転方向進み側と遅れ側で異なる配置とした手段が考えられており（例えば特許文献１参照。）、また、磁極部２の表面部にスリットを設けた手段が考えられている（例えば特許文献２参照。）。
これら手段はいずれも負荷時における界磁電流の低減を実現し、回転子温度上昇を低減させている。
【特許文献１】特開平９−８４３１２号公報（１頁１−１行〜１頁２−１２行）
【特許文献２】特開平１１−２０６０４５号公報（１頁１−１行〜１頁２−１２行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
発電機の出力は回転子鉄心１の磁極部２を通る界磁磁束Φの大きさに依存するため、発電機の大容量化を図るためには界磁磁束Φを増加させる必要があり、必然的に界磁起磁力を増加する必要がある。
同一構成の回転子において界磁起磁力を増加させるためには、界磁電流を増加することが必要で、その結果、界磁巻線の電流密度が増加し、コイル温度の上昇を招く。
【００１５】
しかしながら、回転子コイルの温度は、コイルの絶縁物に用いる絶縁部材の温度上限により厳しく制限されており、局所的にコイル温度の高い部位が生じた場合、他の部位のコイル温度は十分に温度上限より低い場合でも界磁電流を制限して発熱量を抑える必要が生じ、回転電機の出力を上げることができないという課題を有している。
【００１６】
さらに、多数巻いた回転子コイル間でコイル温度が異なると、回転子コイルの熱膨張のアンバランスによる軸振動が生じ、発電機の故障の原因となり、信頼性が低下するという問題もある。
【００１７】
一方で、界磁磁束Φの上限は回転子鉄心１の磁極部２の最狭部１２の幅寸法Ｇによって制限されることから、最侠部１２の幅寸法Ｇより外側の回転子鉄心部分は有効に活用されていない部分となっている。
この界磁磁束Φの分布の一例を図２６に示す。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑み、回転子鉄心の磁極部の最狭部幅より外側の回転子鉄心部分を電磁気的に有効に活用することで、大きな界磁電流を許容し、且つ回転子コイルの温度上昇度を抑え、発電機の大容量化、及び小型化を図った回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
以上の目的を達成するたに本発明の請求項１に記載の発明は、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子と、少なくとも一対の磁極部とこの磁極部間の非磁極部に極間部を形成し、前記非磁極部に予め定めた間隔で複数の回転子スロットを形成し、この回転子スロット内に界磁巻線を巻装した円筒状の回転子とを有する回転電機において、前記回転子スロットの前記磁極部に最も近い位置に形成された回転子スロットを除く残りの回転子スロットの断面積を磁極部から極間部方向に沿って大きくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、回転子鉄心の磁極部の最狭部幅より外側の回転子鉄心部分を電磁気的に有効に活用することで、大きな界磁電流を許容し、且つ界磁コイルの温度上昇度を抑え、発電機の大容量化、及び小型化を図った回転電機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態の説明において、図２４乃至図２６に示す従来のものと同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１乃至図７は本発明の第１の実施の形態による回転電機の回転子を示す図であり、固定子側は図示を省略している。図１において、１は回転電機の回転子鉄心（図では１／４周分を示している。）、２は磁極部、３は非磁極部、４は前記非磁極部３に形成された回転子スロット、５は回転子ティース部、６は極間部である。
【００２３】
本実施の形態による回転電機の回転子鉄心１は、図示しない回転子コイルを収納するために回転子鉄心１の外径側から内径側に向けて切り欠いた回転子スロット４の内、磁極部２に最も近い位置に形成された回転子スロット４ａを除く残りの複数個の回転子スロット４において、各スロット断面積Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を、磁極部２から極間部６方向に沿って段階的に拡大させて（Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３＜Ｓ４）形成している。
【００２４】
スロット断面積Ｓを拡大させる手段としては図１に示すように、回転子スロット４の深さｌは一定とし、回転子ティース部５の応力が維持される範囲内で回転子スロット４の幅Ｌを磁極部２から極間部６方向に沿って徐々に広げていく手段があるが必ずしも段階的である必要はない。
【００２５】
上記回転子スロット４のスロット断面積Ｓを拡大させる別の手段としては、図２に示すように、回転子スロット４の幅Ｌは一定とし回転子ティース部５の応力が維持される範囲内で、回転子スロット４の深さｌを磁極部２から極間部６方向に沿って順次深くして形成する手段もある。
【００２６】
また、図３に示すように回転子スロット４の幅Ｌは一定とし、互いに隣り合うスロットとのスロット間隔角度α（スロットの間隔）を磁極部２から極間部６方向に沿ってα1＜α2＜α3＜α4の如く段階的に大きくし、併せて回転子ティース部５の応力が維持される範囲内で回転子スロット４の深さｌを磁極部２から極間部６方向に沿って深くして形成することや、図４に示すように回転子スロット４の深さｌを磁極部２から極間部６方向に沿って段階的に深くし、併せて回転子ティース部５の応力が維持される範囲内で回転子スロット４の幅ＬをＬ1＜Ｌ2＜Ｌ3＜Ｌ4の如く大きくすることや、さらに、図５に示すように回転子スロット４のスロット間隔角度αを磁極部２から極間部６方向に沿って段階的に大きくし、併せて回転子ティース部５の応力が維持される範囲内で回転子スロット４の幅Ｌを磁極部２から極間部６方向に沿って大きくするようにしてもよい。
【００２７】
さらにまた、図６に示すように回転子スロット４のスロット間隔角度αを磁極部２から極間部６方向に沿って段階的に大きくし、併せて回転子ティース部５の応力が維持される範囲内で回転子スロット４の幅Ｌとスロットの深さｌを調整し、スロット断面積Ｓを大きくした構成とするようにしてもよい。
一方、図７に示すように回転子スロット４の幅Ｌを回転子内径側に向かってテーパ状に小さくなるように構成してもよい。
【００２８】
このように、回転子鉄心１に設けられた回転子スロット４の断面積Ｓを磁極部２に最も近い位置に形成された回転子スロット４ａを除く残りの複数個の回転子スロット４の各スロット断面積Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を、磁極部２から極間部６方向に沿って段階的に拡大させて（Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３＜Ｓ４）形成することによって、回転子スロット４内に収納できる界磁コイルの絶対量を増加させることが可能となり、その結果、界磁電流の通電断面積を増加させることができる。
【００２９】
さらに、磁極部２から極間部６方向に沿って段階的に回転子スロット４の深さｌや回転子スロット４の幅Ｌ、スロット間隔角度αを大きくすることにより、磁極部２の最狭部幅Ｇに影響を与えることなく、より大きなスロット断面積Ｓを確保できるようになる。
【００３０】
一方、回転子スロット４の幅Ｌを回転子内径側に向けってテーパ状に小さくすることにより、回転子鉄心内径側での回転子ティース部５の最小幅をより大きく確保することが可能となる。
【００３１】
以上により、回転子鉄心１に設けられた回転子スロット４の総合的な断面積を増加させることにより、界磁巻線における界磁電流の通電断面積を増加させることができ、通電断面積が増加する回転子スロット４において界磁電流密度を低減することが可能となる。
これにより、当該部において通電に伴う界磁コイルの発熱密度が低減するため、同一外径の回転子と比較してコイル冷却に有利な構成を得ることができる。
【００３２】
この結果、界磁電流を増加させて発電機出力を増加させることや、発電機の大きさを小型化することが実現できる。
また、冷却風量を低減させることにより通風損失を削減し、発電機効率を向上させることにも貢献できる。
【００３３】
さらに、磁極部２から極間部６方向に沿って段階的に回転子スロット４の断面積を増加させることにより、界磁巻線長の長い極間部側の回転子コイル７の温度上昇度を抑えることが可能となり、界磁巻線の熱伸び量を抑制し、より安全な発電機を提供することができる。
【００３４】
加えて、回転子スロット４の断面積Ｓを鉄心内径側にテーパ状とすることにより、回転遠心力に対する強度に裕度を与えることが可能となり、ひいては回転子スロット断面積Ｓの拡大を容易にし、上述の効果をより高めることができる。
【００３５】
一方、回転子スロット４の断面積Ｓの増加に伴い界磁巻線のターン数を増加させることも有効で、これによりアンペアターンを一定としたまま界磁電流を低減することが可能となり、上記同様の効果を得ることも可能となる。
【００３６】
なお、本実施の形態による回転電機の界磁磁束分布Φを図８に示す。これに示されるように従来形状の図２６に比較して界磁磁束の影響は小さく、最侠部幅寸法Ｇより外側の回転子鉄心部分をより有効に活用できる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について図９乃至図１２を参照して説明する。
図９は本発明の第２の実施の形態による回転電機の回転子鉄心１の形状を示しており、回転子コイルを収納するために回転子鉄心１の外径側から内径側に向けて切り欠いた回転子スロット４の深さｌを多様（スロット深さｌ１、ｌ２）としたスロットを形成している。
【００３８】
ここでの回転子ティース部５の幅は、界磁コイルに働く遠心力に十分に耐えうるような強度を持たせている。
上記回転子スロット４の深さｌを多様とする別の手段としては、図１０に示すように隣り合う回転子スロット４の深さｌを交互に変化させて形成する手段がある。
【００３９】
また、図１１に示すように、回転子スロット４の深さｌを多様としたスロット構成の回転子において、スロット深さｌ１が浅いスロットのスロットの幅Ｌ１をスロット深さｌ２が深いスロットの幅Ｌ２よりも大きくして構成することも有効である。
【００４０】
一方、図１２に示すように回転子スロット４のスロット幅Ｌを回転子内径側に向かってテーパ状に小さくして構成するようにしてもよい。
このように、回転子鉄心１に設けられた回転子スロット４の深さを多様とすることによって、スロット深さｌの深い回転子スロット４内に収納できる界磁コイルの絶対量を増加させることが可能となり、結果、界磁電流の通電断面積の増加が期待できる。
【００４１】
さらに、スロット深さｌの深さを交互とすることで、磁極部の最狭部幅Ｇに影響を与えることなく、より大きなスロット断面積を確保できるようになる。
一方、回転子スロットのスロット幅Ｌを回転子内径側に向けってテーパ状に小さくすることにより、回転子鉄心内径側での回転子ティース部５の最小幅をより大きく確保することが可能となる。
【００４２】
以上により、回転子鉄心１に設けられた回転子スロット４のスロット深さｌを多様とすることにより、スロット深さｌの深い回転子スロットにおける界磁電流の通電断面積を増加させることができ、当該スロットにおいて界磁電流密度を低減することが可能となる。
【００４３】
これにより、当該部において通電に伴うコイルの発熱密度が低減するため、同一外径の回転子と比較してコイル冷却に有利な構成を得ることができる。
この結果、界磁電流を増加させて発電機出力を増加させることや、発電機大きさを小型化した発電機を実現できる。
【００４４】
また、冷却風量を低減させることにより通風損失を削減し、発電機効率を向上させることにも貢献できる。
さらに、スロット深さｌの深さを交互とすることで、最も効果的に回転子スロット４の断面積Ｓを増加させることができる。
【００４５】
一方、回転子スロット４の断面を鉄心内径側にテーパ状とすることにより、回転遠心力に対する強度に裕度を与えることが可能となり、ひいては回転子スロット４断面積Ｓの拡大を容易にし、上述の効果をより高めることができる。
【００４６】
また、回転子スロット４の断面積Ｓの増加に伴いターン数を増加させることも有効で、これによりアンペアターンを一定としたまま界磁電流を低減することが可能となり、上記同様の効果を得ることも可能となる。
【００４７】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態について図１３乃至図１８を参照して説明する。  
図１３は本発明の第３の実施の形態による回転電機の回転子鉄心１の形状を示しており、回転子コイルを収納するために回転子鉄心１の外径側から内径側に向けて切り欠いた回転子スロット４のさらに内径側に回転子コイルへ冷却ガスを供給するための冷却ガス導入用ダクト１３を形成し、この冷却ガス導入用ダクト１３の断面積を、磁極部２から非磁極部３方向に沿って段階的に拡大させて形成している。
【００４８】
回転子スロット４の断面積Ｓの拡大は段階的である必要はないが、ここでの回転子ティース部５の幅は、界磁巻線に働く遠心力に十分に耐えうるような強度を持たせている。
【００４９】
上記冷却ガス導入用ダクト１３の断面積を拡大させる一手段として、図１４に示すように冷却ガス導入用ダクト１３の深さｌ３を磁極部２から極間部６方向に沿って段階的に深くして設ける手段がある。
【００５０】
また、図１５に示すように冷却ガス導入用ダクト１３のスロット幅Ｌ３を磁極部２から極間部６方向に沿って段階的に広くするようにしてもよい。
一方、図１６に示すように冷却ガス導入用のダクト１３の幅を回転子内径側に向かってテーパ状に小さくして構成するようにしてもよい。
【００５１】
さらに、図１７及び図１８に示すように第１の実施の形態や第２の実施の形態に併せて、上記冷却ガス導入用ダクト１３の断面積を拡大させるように構成することも有効である。
このように、回転子鉄心１の回転子スロット４内径側に設けられた冷却ガス導入用のダクト１３の断面積を増加させることにより、冷却ガスの供給を容易にすることが期待できる。
【００５２】
さらに、磁極部２から極間部６方向に沿って段階的に冷却ガス導入用ダクト１３の深さｌ３やスロット幅Ｗ３を大きくすることにより、磁極部２の最狭部幅Ｇに影響を与えることなく、より大きな冷却ガス導入用ダクト１３の断面積を確保できるようになる。
【００５３】
一方、回転子スロット４のスロット幅Ｗ３を回転子内径側に向けってテーパ状に小さくすることにより、回転子鉄心内径側での回転子ティース部５の最小幅をより大きく確保することが可能となる。
また、第１の実施の形態や第２の実施の形態と併せた構成とすることにより、より回転子コイルの冷却を容易にすることが期待できる。
【００５４】
以上により、回転子鉄心１の回転子スロット内径側に設けられた冷却ガス導入用ダクト１３の断面積を増加させることにより、回転子端面における冷却ガス導入部における入口損失、及び回転子内部を通過する際の摩擦損失を始めとした各通風損失を低減することができ、少ないファン動力により回転子コイルを冷却することが可能となる。
これにより、通風損失が低減し、発電機効率を向上させることに貢献できる。
【００５５】
さらに、冷却ガス導入用ダクト１３をより内径側に設けることにより、回転による自己ファン効果を増加できる構成を得ることができ、冷却能力が向上することから、発電機出力を増加させることや、発電機の小型化を実現することができる。
【００５６】
また、第１の実施の形態や第２の実施の形態と併せた構成とすることにより、界磁巻線の発熱密度の低減と回転子コイルの冷却強化の両効果を独立して得ることが可能となり、さらに発電機の出力増加，小型化，発電機効率向上に貢献することができる。
【００５７】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態について図１９乃至図２３を参照して説明する。
図１９は本発明の第４の実施の形態による回転電機の回転子鉄心１の形状を示しており、回転子コイルを収納するために回転子鉄心１の外径側から内径側に向けて切り欠いた回転子スロット４の側面の回転子ティース部５に回転子コイルへ冷却ガスを供給するための冷却ガス導入用ダクト１４を形成している。
【００５８】
冷却ガス導入用ダクト１４の形状は図１９に限らず、発電機運転中に回転子コイルがずれない形状であれば良く、例えば図２０に示すような台形状にしてもよい。
なお、ここでの回転子ティース部５の幅は、界磁巻線に働く遠心力に十分に耐えうるような強度を持たせている。
【００５９】
上記冷却ガス導入用ダクト１４を回転子スロット４の側面に設けることを最も有効とする一手段として、図２１に示すように磁極部２に最も近いスロット４ａで、磁極部２に冷却ガス導入用ダクト１４を設ける手段がある。
【００６０】
さらに、図２２及び図２３に示すように第１の実施の形態や第２の実施の形態に併せて、上記冷却ガス導入用ダクト１３，１４を同時に設けることも有効である。
【００６１】
このように、回転子コイル７の冷却ガス導入用ダクト１４を回転子スロット４の側面に設けることにより、回転子スロット４のスロット深さｌの許容範囲を拡大することが可能となり、磁極部２の最狭部幅Ｇに影響を与えることなく、より大きな回転子スロット４の断面積を確保できるようになる。
また、第１の実施の形態や第２の実施の形態と併せて構成することにより、さらに回転子スロットの断面積を増加させる効果が期待できる。
【００６２】
以上により、回転子コイル７の冷却ガス導入用ダクト１４を回転子スロット４の側面に設けることにより、回転子鉄心１に設けられた回転子スロット４のスロット深さｌを深くすることが可能となり、回転子スロット４の断面積Ｓを増加させることが可能となる。
【００６３】
これに伴い、回転子コイル７における界磁電流の通電断面積を増加させることができ、通電断面積が増加するスロットにおいて界磁電流密度を低減することが可能となる。
これにより、当該部において通電に伴うコイルの発熱密度が低減するため、同一外径の回転子と比較してコイル冷却に有利な構成を得ることができる。
【００６４】
この結果、界磁電流を増加させて発電機出力を増加させることや、発電機の小型化を実現できる。
また、冷却風量を低減させることにより通風損失を削減し、発電機効率を向上させることにも貢献できる。
【００６５】
一方、回転子スロット４の断面積Ｓの増加に伴いターン数を増加させることも有効で、これによりアンペアターンを一定としたまま界磁電流を低減することが可能となり、上記同様の効果を得ることが可能となる。
【００６６】
また、第１の実施の形態や第２の実施の形態と併せて構成することにより、さらに回転子スロットの断面積を増加させる効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態による回転電機の回転子の１／４の形状を示す正面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態による回転電機の回転子の第１の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態による回転電機の回転子の第２の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態による回転電機の回転子の第３の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態による回転電機の回転子の第４の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態による回転電機の回転子の第５の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図７】本発明の第１の実施の形態による回転電機の回転子の第６の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図８】本発明を適用した場合の回転電機の回転子コイル断面における界磁磁束分布の解析結果の一例を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態による回転電機の回転子の１／４の形状を示す正面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態による回転電機の回転子の第１の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による回転電機の回転子の第２の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態による回転電機の回転子の第３の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図１３】本発明の第３の実施の形態による回転電機の回転子の１／４の形状を示す正面図。
【図１４】本発明の第３の実施の形態による回転電機の回転子の第１の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図１５】本発明の第３の実施の形態による回転電機の回転子の第２の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図１６】本発明の第３の実施の形態による回転電機の回転子の第３の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図１７】本発明の第３の実施の形態による回転電機の回転子の第４の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図１８】本発明の第３の実施の形態による回転電機の回転子の第５の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図１９】本発明の第４の実施例である回転電機の回転子の１／４の回転子断面形状を示す図。
【図２０】本発明の第４の実施の形態による回転電機の回転子の第１の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図２１】本発明の第４の実施の形態による回転電機の回転子の第２の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図２２】本発明の第４の実施の形態による回転電機の回転子の第３の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図２３】本発明の第４の実施の形態による回転電機の回転子の第４の変形例を示す１／４の形状を示す正面図。
【図２４】従来の回転電機の断面図。
【図２５】従来の回転電機の回転子のエンドリング部における界磁巻線の構成を示す断面図。
【図２６】従来の回転電機の回転子コイル断面における界磁磁束分布の解析結果の一例を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１…回転子鉄心、２…磁極部、３…非磁極部、４…回転子スロット、５…回転子ティース部、６…極間部、７…回転子コイル、８…渡り接続片、９…エンドリング、１０…エンドリング支え、１１…絶縁筒、１２…磁極部の最狭部、１３，１４…冷却ガス導入用スロット、１５…電機子巻線、１６…固定子鉄心、１７…回転子楔、Ｇ…磁極部の最狭部の幅、Ｌ…回転子スロットの幅、ｌ…回転子スロットの深さ、Ｓ…回転子スロットの断面積、α…スロット間隔角度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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