(57)【要約】【課題】回転電機の固定子に設ける通風ダクトの本数及び幅を最適に設計する。【解決手段】固定子軸長演算ルーチンでは、出力Ｐ、鉄心長Ｌｎ、全体風量Ｑから固定子軸長Ｌｇを求め、ダクト総通風面積演算ルーチンでは、更新変数ｍ、更新固定子軸長Ｌｇ１、鉄心長Ｌｎからダクト総通風面積Ｓを求め、ダクト本数及び幅演算ルーチンでは、インクリメント変数ｉと、総通風面積Ｓから、ダクト本数Ｎと、ダクト幅Ｌｄとコイル上昇温度Ｔを求め、更新演算ルーチンでは、更新変数ｍの値を増加してダクト総通風面積演算ルーチンを含めてそれ以降の演算を再開させたり、固定子軸長演算ルーチンの出力Ｐの値を変更して固定子軸長演算ルーチンを含めてそれ以降の演算を再開させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の固定子に設ける通風ダクトの数であるダクト本数Ｎと各通風ダクトの軸方向の長さであるダクト幅Ｌｄを演算する、固定子の通風ダクトの最適設計手法において、
固定子軸長演算ルーチンと、ダクト総通風面積演算ルーチンと、ダクト本数及び幅演算ルーチンと、更新演算ルーチンを実施するものであって、
前記固定子軸長演算ルーチンでは、出力Ｐにより鉄心長Ｌｎを求め、この鉄心長Ｌｎから全体風量Ｑを求め、この全体風量Ｑから固定子軸長Ｌｇを求める演算を実行し、
前記ダクト総通風面積演算ルーチンでは、前記固定子軸長演算ルーチンにより求めた固定子軸長Ｌｇに初期値が１である更新変数ｍを乗算して更新固定子軸長Ｌｇ１を求め、この更新固定子軸長Ｌｇ１と前記鉄心長Ｌｎとの差からダクト総通風面積Ｓを求める演算を実行し、
前記ダクト本数及び幅演算ルーチンでは、初期値として１が設定されるインクリメント変数ｉに１を足した数をダクト本数Ｎとすると共に前記ダクト総通風面積Ｓを前記ダクト本数Ｎで除算した値の整数値をダクト幅Ｌｄとし、ダクト本数Ｎとダクト幅Ｌｄを用いて数値解析することによりコイル上昇温度Ｔを求め、
このコイル上昇温度Ｔが予め設定した許容上昇温度未満であれば、前記ダクト本数Ｎ及び前記ダクト幅Ｌｄを最適解とし、
一方、前記コイル上昇温度Ｔが予め設定した許容上昇温度以上である場合には、前記インクリメント変数ｉの値を１増やした状態にして、増やしたインクリメント変数ｉに１を足した数をダクト本数Ｎとすると共に前記ダクト総通風面積Ｓをこのときのダクト本数Ｎで除算した値の整数値をダクト幅Ｌｄとし、このときのダクト本数Ｎとダクト幅Ｌｄを用いて数値解析することによりコイル上昇温度Ｔを求め、このコイル上昇温度Ｔが前記許容上昇温度未満であれば、このときのダクト本数Ｎ及びダクト幅Ｌｄを最適解とし、前記コイル上昇温度Ｔが前記許容上昇温度以上である場合には、インクリメント変数ｉの値を更に１増やして最適解となるダクト本数Ｎ及びダクト幅Ｌｄを求める演算を継続するサブルーチン演算を続け、
前記サブルーチン演算の途中で、インクリメント変数ｉの値が予め設定したインクリメント変数用設定値を越えたら前記サブルーチン演算を停止し、
前記更新演算ルーチンでは、前記サブルーチン演算が停止したら前記更新変数ｍの値に予め決めた値を加算して前記更新変数ｍの値を増加し、
増加した更新変数ｍの値が予め決めた更新変数用設定値以下であれば、前記ダクト総通風面積演算ルーチンの更新変数ｍの値を増加した更新変数ｍの値にして、前記ダクト総通風面積演算ルーチンを含めてそれ以降の演算を再開させ、
増加した更新変数ｍの値が予め決めた更新変数用設定値を越えた場合には、前記固定子軸長演算ルーチンの出力Ｐの値を変更して、前記固定子軸長演算ルーチンを含めてそれ以降の演算を再開させる、
ことを特徴とする固定子の通風ダクトの最適設計手法。
【請求項２】
請求項１において、
前記コイル上昇温度Ｔは、ステータコイル平均上昇温度Ｔsa、ステータコイル最高上昇温度Ｔsh、ロータコイル平均上昇温度Ｔra、ロータコイル最高上昇温度Ｔrhであることを特徴とする固定子の通風ダクトの最適設計手法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記数値解析は、差分法または熱回路網法を用いて行うことを特徴とする固定子の通風ダクトの最適設計手法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子の通風ダクトの最適設計手法に関するものであり、通風ダクトの本数及び通風ダクトの幅を最適に設計できるように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉型の発電機の一例を、図３を参照して説明する。同図に示すように、ケーシング１に備えた軸受２によりシャフト３が回転自在に支持されている。シャフト３には回転子（ロータ）４が取り付けられている。回転子４は、回転子鉄心５とロータコイル６を有している。
【０００３】
固定子（ステータ）７は、ロータ４の外周面に対してギャップを介して対向しており、ケーシング１内に備えられている。固定子７は、固定子鉄心８とステータコイル９を有している。
固定子鉄心８は、電磁鋼板８ａを積層して構成されている。しかも、積層した電磁鋼板８ａを所定枚数積層した位置ごとにダクトピースを配置して通風ダクト８ｂを形成している。つまり、固定子鉄心８の軸方向の複数箇所に、通風ダクト８ｂを形成している。
【０００４】
ケーシング１内には、冷却器としての熱交換器１０が備えられている。この熱交換器１０は、固定子７の上方位置に配置されている。また、シャフト３には、軸方向の両端側の位置に軸流ファン１１が取り付けられている。
【０００５】
このような発電機においてシャフト３及び回転子４が回転すると、軸流ファン１１も回転する。これにより、軸流ファン１１は、軸方向外側から軸方向内側に向かって空気を送風する。送風された空気は、回転子４や固定子７に向かって送られて、回転子４や固定子７を冷却する。また、送風された空気は、通風ダクト８ｂ内を内周側から外周側に向かって流通して固定子７の冷却を行う。通風冷却により昇温した空気は熱交換器１０に向かって流れ、熱交換器１０にて冷却されてから、再び軸流ファン１１に吸引されて、図３中において矢印で示す経路に沿い循環流通する。
【０００６】
特許文献１（特開昭６０−１４１１３８号公報）や、特許文献２（実開昭５９−１６９５５４号公報）にも、固定子鉄心の軸方向の複数の所定位置に通風ダクトを備えた技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１４１１３８号公報
【特許文献２】実開昭５９−１６９５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
回転電機（発電機や電動機）においては、効率のよい冷却ができるように、固定子鉄心に配置する通風ダクトの本数と、各通風ダクトの幅（軸方向の長さ）の最適な組み合わせを、設計する必要がある。しかし、従来では、固定子鉄心に配置する通風ダクトの本数と、各通風ダクトの幅の組み合わせを、最適設計する手法が確立されていなかった。
【０００９】
従来では、通風ダクトの幅（軸方向の長さ）として、例えば、５ｍｍと１０ｍｍの２つを予め用意しておき、そのいずれかの幅の通風ダクトを採用し、例えば、軸方向に沿い均等間隔に通風ダクトを配置する、というような設計手法が採られていた。なお、通風ダクトの配置位置を、軸方向に沿い均等にするのではなく、熱分布等に応じて、不均等に配置する技術もあった。
【００１０】
通風ダクトの本数を増加させれば冷却効率は向上するが、製造工数が増加する。よって、なるべく通風ダクトの配置本数を少なくした上で、規定により定められている許容温度を満たす、即ち、運転時におけるコイル上昇温度が、規定により定められている許容上昇温度未満になるように、通風ダクトの本数と通風ダクトの幅（軸方向の長さ）の組み合わせを求める設計手法が必要であった。
【００１１】
本発明は、上記従来技術に鑑み、規定により定められている許容温度を満たすことができる、通風ダクトの本数及び各通風ダクトの幅の組み合わせを求める、固定子の通風ダクトの最適設計手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明は、
回転電機の固定子に設ける通風ダクトの数であるダクト本数Ｎと各通風ダクトの軸方向の長さであるダクト幅Ｌｄを演算する、固定子の通風ダクトの最適設計手法において、
固定子軸長演算ルーチンと、ダクト総通風面積演算ルーチンと、ダクト本数及び幅演算ルーチンと、更新演算ルーチンを実施するものであって、
前記固定子軸長演算ルーチンでは、出力Ｐにより鉄心長Ｌｎを求め、この鉄心長Ｌｎから全体風量Ｑを求め、この全体風量Ｑから固定子軸長Ｌｇを求める演算を実行し、
前記ダクト総通風面積演算ルーチンでは、前記固定子軸長演算ルーチンにより求めた固定子軸長Ｌｇに初期値が１である更新変数ｍを乗算して更新固定子軸長Ｌｇ１を求め、この更新固定子軸長Ｌｇ１と前記鉄心長Ｌｎとの差からダクト総通風面積Ｓを求める演算を実行し、
前記ダクト本数及び幅演算ルーチンでは、初期値として１が設定されるインクリメント変数ｉに１を足した数をダクト本数Ｎとすると共に前記ダクト総通風面積Ｓを前記ダクト本数Ｎで除算した値の整数値をダクト幅Ｌｄとし、ダクト本数Ｎとダクト幅Ｌｄを用いて数値解析することによりコイル上昇温度Ｔを求め、
このコイル上昇温度Ｔが予め設定した許容上昇温度未満であれば、前記ダクト本数Ｎ及び前記ダクト幅Ｌｄを最適解とし、
一方、前記コイル上昇温度Ｔが予め設定した許容上昇温度以上である場合には、前記インクリメント変数ｉの値を１増やした状態にして、増やしたインクリメント変数ｉに１を足した数をダクト本数Ｎとすると共に前記ダクト総通風面積Ｓをこのときのダクト本数Ｎで除算した値の整数値をダクト幅Ｌｄとし、このときのダクト本数Ｎとダクト幅Ｌｄを用いて数値解析することによりコイル上昇温度Ｔを求め、このコイル上昇温度Ｔが前記許容上昇温度未満であれば、このときのダクト本数Ｎ及びダクト幅Ｌｄを最適解とし、前記コイル上昇温度Ｔが前記許容上昇温度以上である場合には、インクリメント変数ｉの値を更に１増やして最適解となるダクト本数Ｎ及びダクト幅Ｌｄを求める演算を継続するサブルーチン演算を続け、
前記サブルーチン演算の途中で、インクリメント変数ｉの値が予め設定したインクリメント変数用設定値を越えたら前記サブルーチン演算を停止し、
前記更新演算ルーチンでは、前記サブルーチン演算が停止したら前記更新変数ｍの値に予め決めた値を加算して前記更新変数ｍの値を増加し、
増加した更新変数ｍの値が予め決めた更新変数用設定値以下であれば、前記ダクト総通風面積演算ルーチンの更新変数ｍの値を増加した更新変数ｍの値にして、前記ダクト総通風面積演算ルーチンを含めてそれ以降の演算を再開させ、
増加した更新変数ｍの値が予め決めた更新変数用設定値を越えた場合には、前記固定子軸長演算ルーチンの出力Ｐの値を変更して、前記固定子軸長演算ルーチンを含めてそれ以降の演算を再開させる、
ことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、
前記コイル上昇温度Ｔは、ステータコイル平均上昇温度Ｔsa、ステータコイル最高上昇温度Ｔsh、ロータコイル平均上昇温度Ｔra、ロータコイル最高上昇温度Ｔrhであることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、
前記数値解析は、差分法または熱回路網法を用いて行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回転電機の固定子に設ける通風ダクトの本数及び通風ダクトの幅を最適に設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る固定子の通風ダクトの最適設計手法を示すフローチャート。
【図２】本発明の実施例に係る固定子の通風ダクトの最適設計手法により求めた、通風ダクトの本数及び通風ダクトの幅の組み合わせとコイル上昇温度との状態を、演算ルーチンの進行に応じて示した説明図である。
【図３】密閉型の発電機の一例を示す断面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る、固定子の通風ダクトの最適設計手法を、実施例に基づき詳細に説明する。
【００１８】
〔実施例〕
実施例に係る、固定子の通風ダクトの最適設計手法を、フローチャートである図１を参照しつつ説明する。この最適設計手法は、コンピュータと、このコンピュータに組み込んだプログラム（ソフトウエア）が協働して最適設計演算を実行するものである。
この実施例で求めた、通風ダクトの本数及び通風ダクトの幅の組み合わせは、例えば図３に示す密閉型の発電機の固定子の通風ダクトを設計する際に適用することができる。
【００１９】
＜固定子軸長演算ルーチン：ステップ１〜ステップ４＞
先ず、発電機の出力Ｐ〔ｋＶＡ〕が入力される（ステップ１）。
【００２０】
次に、入力された出力Ｐ〔ｋＶＡ〕により、まず鉄心長Ｌｎ〔ｍｍ〕を決定する（ステップ２）。
鉄心長Ｌｎ〔ｍｍ〕とは、固定子の軸方向の長さのうち、電磁鋼板を積層した部分の軸方向の長さである。即ち、固定子の軸方向の全長から、すべての通風ダクトの軸方向の長さの総和を差し引いた長さである。
なお、出力Ｐ〔ｋＶＡ〕と鉄心長Ｌｎ〔ｍｍ〕との関係式や関係対応データを予め設定しておき、この関係式や関係対応データを基に、入力された出力Ｐ〔ｋＶＡ〕に対応する鉄心長Ｌｎ〔ｍｍ〕を決定している。
【００２１】
次に、鉄心長Ｌｎ〔ｍｍ〕により、目標となる全体風量Ｑ〔ｍ3／ｍｉｎ〕を求める（ステップ３）。
なお、鉄心長Ｌｎ〔ｍｍ〕と全体風量Ｑ〔ｍ3／ｍｉｎ〕との関係式や関係対応データを予め設定しておき、この関係式や関係対応データを基に、鉄心長Ｌｎ〔ｍｍ〕に対応する全体風量Ｑ〔ｍ3／ｍｉｎ〕を決定している。
【００２２】
また、全体風量Ｑ〔ｍ3／ｍｉｎ〕により、固定子軸長Ｌｇ〔ｍｍ〕を決定する（ステップ４）。固定子軸長Ｌｇ〔ｍｍ〕とは、図３でいえば、積層した各電磁鋼板８ａと、各通風ダクト８ｂを含めた、固定子７全体の軸方向長さをいう。
なお、全体風量Ｑ〔ｍ3／ｍｉｎ〕と固定子軸長Ｌｇ〔ｍｍ〕の関係式や関係対応データを予め設定しておき、この関係式や関係対応データを基に、全体風量Ｑ〔ｍ3／ｍｉｎ〕に対応する固定子軸長Ｌｇ〔ｍｍ〕決定している。
【００２３】
＜ダクト総通風面積演算ルーチン：ステップ５〜ステップ７＞
更新変数ｍの値とし、最初は１を設定する（ステップ５）。なお、更新変数ｍの初期値は１であるが、後述する演算状態によっては、後述する「更新演算ルーチン」により、更新変数ｍの値は、一定値（例えば、０．１）ずつ増加していく。
【００２４】
次に、ステップ４で求めた固定子軸長Ｌｇ〔ｍｍ〕に、更新変数ｍを乗算して更新した固定子軸長Ｌｇ１〔ｍｍ〕（以下これを「更新固定子軸長Ｌｇ１」と称する）を求める（ステップ６）。
【００２５】
次に、更新固定子軸長Ｌｇ１〔ｍｍ〕と鉄心長Ｌｎ〔ｍｍ〕との差、即ち、Ｌｇ１−Ｌｎ〔ｍｍ〕から、ダクト総通風面積Ｓ〔ｍｍ2〕を求める（ステップ７）。ダクト総通風面積Ｓ〔ｍｍ2〕とは、各通風ダクトの通風面積（冷却風の流れ方向に直交する面積）を積算した面積である。
なお、差Ｌｇ１−Ｌｎ〔ｍｍ〕とダクト総通風面積Ｓ〔ｍｍ2〕の関係式や関係対応データを予め設定しておき、この関係式や関係対応データを基に、差Ｌｇ１−Ｌｎ〔ｍｍ〕に対応するダクト総通風面積Ｓ〔ｍｍ2〕決定している。
【００２６】
＜ダクト本数及び幅演算ルーチン：ステップ８〜ステップ１４＞
インクリメント変数ｉとして、最初は１を設定する（ステップ８）。
ステップ９では、インクリメント変数ｉの値が、予め設定したインクリメント変数用設定値（例えば５０）以下であるかどうか判定し、ｉ≦５０（インクリメント変数用設定値）であれば、ステップ１０に進む。なお、ｉ＞５０になったときには、後述する「更新演算ルーチン」に進む。
【００２７】
ステップ１０では、ダクト本数Ｎ〔本〕＝ｉ＋１とする。したがって、インクリメント変数ｉ＝１のときには、ダクト本数Ｎ〔本〕の初期値は２になる。ダクト本数Ｎ〔本〕は、製造工数の関係で少ない方が低コストであるため、ダクト本数〔本〕の初期値を２本としている。
また、ステップ１０では、ステップ７で求めたダクト総通風面積Ｓ〔ｍｍ2〕を、ダクト本数Ｎ〔本〕で除算した値の整数値をダクト幅Ｌｄ〔ｍｍ〕とする。
【００２８】
ステップ１１では、ステップ１０で求めたダクト本数Ｎ〔本〕とダクト幅Ｌｄ〔ｍｍ〕を用いて、ステータコイル平均上昇温度Ｔsa〔Ｋ〕、ステータコイル最高上昇温度Ｔsh〔Ｋ〕、ロータコイル平均上昇温度Ｔra〔Ｋ〕、ロータコイル最高上昇温度Ｔrh〔Ｋ〕を演算により求める。
この温度の演算手法としては、差分法や熱回路網法を用いた数値解析を使用する。また、ここで求めたステータコイル平均上昇温度Ｔsa〔Ｋ〕、ステータコイル最高上昇温度Ｔsh〔Ｋ〕、ロータコイル平均上昇温度Ｔra〔Ｋ〕、ロータコイル最高上昇温度Ｔrh〔Ｋ〕は、基準温度（例えば４０℃）に対する上昇温度の値〔Ｋ〕である。
【００２９】
ステップ１２では、ステップ１１で演算した上昇温度値である、ステータコイル平均上昇温度Ｔsa〔Ｋ〕、ステータコイル最高上昇温度Ｔsh〔Ｋ〕、ロータコイル平均上昇温度Ｔra〔Ｋ〕、ロータコイル最高上昇温度Ｔrh〔Ｋ〕が、それぞれ、予め設定した許容上昇温度、例えば許容上昇温度１１０〔Ｋ〕未満であるかどうかを判断する。
なお、本実施例において、許容上昇温度を１１０〔Ｋ〕としたのは、電動機の規格（ＪＥＣ規格やＩＥＣ規格）に準拠したものである。
【００３０】
演算したステータコイル平均上昇温度Ｔsa〔Ｋ〕、ステータコイル最高上昇温度Ｔsh〔Ｋ〕、ロータコイル平均上昇温度Ｔra〔Ｋ〕、ロータコイル最高上昇温度Ｔrh〔Ｋ〕が、それぞれ、予め設定した許容上昇温度未満であれば、ステップ１０において求めたダクト本数Ｎ〔本〕とダクト幅Ｌｄ〔ｍｍ〕の組み合わせを最適解として結果をアウトプットする（ステップ１３）。
【００３１】
演算したステータコイル平均上昇温度Ｔsa〔Ｋ〕、ステータコイル最高上昇温度Ｔsh〔Ｋ〕、ロータコイル平均上昇温度Ｔra〔Ｋ〕、ロータコイル最高上昇温度Ｔrh〔Ｋ〕のいずれか一つでも、予め設定した許容上昇温度以上になったら、ステップ１４に進み、インクリメント変数ｉの値を１増やす。
【００３２】
そして、再びステップ９に進み、値を１増やしたインクリメント変数ｉの値が、予め設定したインクリメント変数用設定値（例えば５０）以下であるかどうか判定し、ｉ≦５０（インクリメント変数用設定値）であれば、ステップ１０に進む。
【００３３】
インクリメント変数ｉ＝２として、ステップ１０、ステップ１１、ステップ１２の演算・判定を行う。
【００３４】
ステップ１２において演算したステータコイル平均上昇温度Ｔsa〔Ｋ〕、ステータコイル最高上昇温度Ｔsh〔Ｋ〕、ロータコイル平均上昇温度Ｔra〔Ｋ〕、ロータコイル最高上昇温度Ｔrh〔Ｋ〕が、それぞれ、予め設定した許容上昇温度未満であれば、ステップ１０において求めたダクト本数Ｎ〔本〕とダクト幅Ｌｄ〔ｍｍ〕の組み合わせを最適解として結果をアウトプットする（ステップ１３）。
【００３５】
一方、ステップ１２において演算したステータコイル平均上昇温度Ｔsa〔Ｋ〕、ステータコイル最高上昇温度Ｔsh〔Ｋ〕、ロータコイル平均上昇温度Ｔra〔Ｋ〕、ロータコイル最高上昇温度Ｔrh〔Ｋ〕のいずれか一つでも、予め設定した許容上昇温度以上になったら、ステップ１４に進み、再びインクリメント変数ｉの値を１増やす。
【００３６】
以降は同様にして、インクリメント変数ｉの値を１増やすごとに、ステップ９→ステップ１０→ステップ１１→ステップ１２→ステップ１４→ステップ９と循環演算するサブルーチン演算を行う。
【００３７】
このようにしてインクリメント変数ｉの値を１つ増やすごとにサブルーチン演算をして、求めたステータコイル平均上昇温度Ｔsa〔Ｋ〕、ステータコイル最高上昇温度Ｔsh〔Ｋ〕、ロータコイル平均上昇温度Ｔra〔Ｋ〕、ロータコイル最高上昇温度Ｔrh〔Ｋ〕が、それぞれ、予め設定した許容上昇温度未満になったときは、ステップ１０において求めたダクト本数Ｎ〔本〕とダクト幅Ｌｄ〔ｍｍ〕の組み合わせを最適解として結果をアウトプットすして（ステップ１３）、サブルーチン演算から抜ける。
【００３８】
＜更新演算ルーチン：ステップ１５〜ステップ１７＞
一方、インクリメント変数ｉの値を１増やすごとに、ステップ９→ステップ１０→ステップ１１→ステップ１２→ステップ１４→ステップ９と循環演算するサブルーチン演算を繰り返し行っていき、インクリメント変数ｉの値がインクリメント変数用設定値（例えば５０）を越えたら、ステップ１５に進む。
【００３９】
ステップ１５では、更新変数ｍの値に、０．１を加算して更新変数ｍの値を増加する。
【００４０】
ステップ１６では、値を増加した更新変数ｍの値が、予め設定した更新変数用設定値（例えば２）以下であるかどうか判定し、ｍ≦２（更新変数用設定値）であれば、ステップ６における更新変数ｍの値を、増加した（更新した）値に設定しなおす。
【００４１】
ステップ６における更新変数ｍの値を増加した（更新した）値に設定しなおしたら、ステップ６を含めてそれ以降の各ステップ（ステップ６〜ステップ１４）の演算を再開する。そして、ステップ９→ステップ１０→ステップ１１→ステップ１２→ステップ１４→ステップ９と循環演算するサブルーチン演算を行っていったときに、最適解が得られたときには、最適解となったダクト本数Ｎ〔本〕とダクト幅Ｌｄ〔ｍｍ〕の組み合わせをアウトプットして（ステップ１３）、サブルーチン演算から抜ける。
【００４２】
一方、ステップ９→ステップ１０→ステップ１１→ステップ１２→ステップ１４→ステップ９と循環演算するサブルーチン演算を行っていったときに、インクリメント変数ｉの値がインクリメント変数用設定値（例えば５０）を越えたら、再び、ステップ１５に進む。
【００４３】
ステップ１５では、更新変数ｍの値に、０．１を加算して更新変数ｍの値を増加する。
ステップ１６では、値を増加した更新変数ｍの値が、予め設定した更新変数用設定値（例えば２）以下であるかどうか判定し、ｍ≦２（更新変数用設定値）であれば、ステップ６における更新変数ｍの値を、増加した（更新した）値に設定しなおす。ステップ６における更新変数ｍの値を増加した（更新した）値に設定しなおしたら、ステップ６を含めてそれ以降の各ステップ（ステップ６〜ステップ１４）の演算を再開する。
【００４４】
一方、ステップ１６においてｍ＞２となったときには、出力ｐ〔ｋＶＡ〕の値を、他の値に変更する（ステップ１７）。
この場合には、出力ｐ〔ｋＶＡ〕の値を他の値に変更した状態で、ステップ１を含めてそれの各ステップの演算を開始する。つまり、出力ｐ〔ｋＶＡ〕の値を他の値に変更した状態で、最初から演算をやり直す。
【００４５】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、ダクト本数及び幅演算ルーチン（ステップ８〜ステップ１４）において、インクリメント変数ｉを、１、２、３、４、５、・・・、７と増やしていったときの、コイルの上昇温度値（図２中、一点鎖線で示す）と、許容上昇温度（図２中、点線で示す）の状態を示す。
なお、図２において、Ｓｔは固定子鉄心、ｄは通風ダクトを示す。
【００４６】
インクリメント変数ｉを１、２、３、４、５とした、図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）では、コイルの上昇温度値（図２中、一点鎖線で示す）が許容上昇温度（図２中、点線で示す）よりも大きい。
インクリメント変数ｉを７とした図２（ｆ）では、コイルの上昇温度値（図２中、一点鎖線で示す）が許容上昇温度（図２中、点線で示す）未満となる。したがって、インクリメント変数ｉを７として求めた、ダクト本数Ｎ〔本〕（＝８本）とダクト幅Ｌｄ〔ｍｍ〕の組み合わせを最適解として出力することを示している。
【００４７】
このようにして、発電機の固定子の通風ダクトの本数と幅の最適な組み合わせを見い出すことで、最適設計を行うことができる。そして、最適設計した通風ダクトを発電機に採用することで、固定子コイルを効率良く冷却でき、かつ、低コストな製造工数を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、密閉型の発電機のみならず、各種の発電機や電動機にも利用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ケーシング
２  軸受
３  シャフト
４  回転子（ロータ）
５  回転子鉄心
６  ロータコイル
７  固定子
８  固定子鉄心
８ａ  電磁鋼板
８ｂ  通風ダクト
９  ステータコイル
１０  熱交換器
１１  軸流ファン
Ｐ  出力
Ｌｎ  鉄心長
Ｑ  全体風量
Ｌｇ  固定子軸長
Ｌｇ１  更新固定子軸長
Ｓ  ダクト総通風面積
Ｔsa  ステータコイル平均上昇温度
Ｔsh  ステータコイル最高上昇温度
Ｔra  ロータコイル平均上昇温度
Ｔrh  ロータコイル最高上昇温度
Ｌｄ  ダクト幅
Ｎ  ダクト本数
ｍ  更新変数
ｉ  インクリメント変数
ｄ  通風ダクト
Ｓｔ  固定子鉄心
【図１】
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【図２】
2017163648.tif 000004
【図３】
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