專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立式的水輪發(fā)電機(jī)和臥式的大型發(fā)電機(jī)等的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，尤其涉 及轉(zhuǎn)子鐵芯使用了扇形的分段鐵芯的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)子鐵芯使用了扇形分段鐵芯的旋轉(zhuǎn)電機(jī)已經(jīng)有例如專利文件1 (日本特
開(kāi)平5-15093號(hào)公報(bào))所公開(kāi)的技術(shù)方案。
通常，轉(zhuǎn)子鐵芯使用了扇形分段鐵芯的旋轉(zhuǎn)電機(jī)在圓周方向上并排許多扇 形分段鐵芯而形成環(huán)狀鋼板，將所形成的環(huán)狀鋼板在軸向按需要的尺寸疊層而 構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵芯。并且，在疊層環(huán)狀鋼板時(shí)，為了使在疊層方向鄰接的環(huán)狀鋼板 的分段鐵芯的端部不 一致而在圓周方向上相互錯(cuò)開(kāi)。
這樣，在使用扇形分段鐵芯構(gòu)成了轉(zhuǎn)子鐵芯的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，有時(shí)分段鐵芯 的圓周方向端部因運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)與圓周方向中間部分比而向外徑方向移 位。尤其是位于比貫通分段鐵芯的圓周方向端部的連接螺栓更靠圓周方向端部 的部分有時(shí)向外徑側(cè)移位。
形成在分段鐵芯的圓周方向端部附近的槽由于該移位而相對(duì)于在疊層方 向鄰接的分段鐵芯的圓周方向中間部分形成的槽在外徑方向及圓周方向偏移。 由于該槽的偏移，圓周方向端部附近的槽的周緣突出到在轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向上形 成的槽內(nèi)而產(chǎn)生狹窄的部分，該狹窄的部分與轉(zhuǎn)子繞組接觸，有可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子 繞組絕緣的損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有如下特征的轉(zhuǎn)子鐵芯的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該轉(zhuǎn)子 鐵芯即使在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分段鐵芯的圓周方向端部向外徑側(cè)移位，在軸向的長(zhǎng)槽內(nèi)也 不會(huì)產(chǎn)生狹窄部分。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，將分段鐵芯的圓周方向端部附近的槽做成比分段 鐵芯的圓周方向中間部分的槽更大。通過(guò)這樣構(gòu)成，如果分段^^芯的圓周方向端部在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)向外徑側(cè)移位，估支 得更大的槽的周緣也不會(huì)突出到鄰接的分段鐵芯的槽內(nèi)，因此，可以防止在軸 向的長(zhǎng)槽內(nèi)產(chǎn)生狹窄部分。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，可以得到具有即使在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分段鐵芯的圓周方向機(jī)。


圖1是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式的水輪發(fā)電機(jī)的右半部分
的簡(jiǎn)略的縱剖^L圖。
圖2是表示圖1的轉(zhuǎn)子的右半部分的簡(jiǎn)略的縱剖視圖。
圖3是表示構(gòu)成圖2的轉(zhuǎn)子鐵芯的分段鐵芯的俯視圖。
圖4是表示圖3的分段鐵芯的疊層狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖5是表示將圖3的分段鐵芯形成了環(huán)狀鋼板的狀態(tài)的俯視圖。
圖6是圖5所示的分段鐵芯的接縫部的放大圖。
圖7是表示在圖6的接縫部所形成的槽和轉(zhuǎn)子繞組的放大剖視圖。
圖8是分段鐵芯的移位的與圖6相當(dāng)?shù)膱D。
圖中
l一水輪發(fā)電機(jī)，2—立式旋轉(zhuǎn)軸，3—轉(zhuǎn)子，4—定子，5—轉(zhuǎn)子鐵芯，6 一轉(zhuǎn)子繞組，7—定子鐵芯，8—定子繞組，9(9A 9C)、 10 ( 10A 10C) —分 段鐵芯(ir夕、V:/卜〕了)， 11、 IIA、 16—槽，12—螺栓通孔，13A、 13B— 接縫，14一連接螺栓。
具體實(shí)施例方式
下面，參照?qǐng)D1~圖7對(duì)作為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式的水輪發(fā) 電才幾進(jìn)4亍i兌明。
水輪發(fā)電機(jī)l由固定在立式旋轉(zhuǎn)軸2上的轉(zhuǎn)子3和在徑向與該轉(zhuǎn)子3隔著 間隙設(shè)置的定子4構(gòu)成，在立式旋轉(zhuǎn)軸2的下部連接有未圖示的水輪。
上述轉(zhuǎn)子3具有將環(huán)狀鋼板在軸向疊層為需要的尺寸而形成的轉(zhuǎn)子鐵芯5 和裝配在形成于該轉(zhuǎn)子鐵芯5的外徑側(cè)的槽11、 11A中的轉(zhuǎn)子繞組6，并且上繞組8。
并且，轉(zhuǎn)子鐵芯5通過(guò)將在做成圖3所示的扇形的鋼板中形成多個(gè)槽11、 11A的分段鐵芯9、 10如圖5所示，使其在圓周方向鄰接而形成環(huán)狀鋼板，并 將該環(huán)狀鋼^1如圖4所示，在軸向疊層而形成。
即，如圖4及圖5所示，使鄰接的分段鐵芯9A、 9B、 9C…在圓周方向鄰 接而形成環(huán)狀鋼板，在將該環(huán)狀鋼板在軸向進(jìn)4于疊層時(shí)，第一層的環(huán)狀鋼板的 分段鐵芯9A、 9B、 9C…的接縫(端部)13A和第二層的環(huán)狀鋼板的分段鐵芯 IOA、 IOB、 10C-—的接縫(端部)13B在圓周方向錯(cuò)開(kāi)，換言之，在疊層方向 鄰接的環(huán)狀鋼板的分段鐵芯9A、 9B、 9C--的接縫(端部)13A和分段鐵芯IOA、 IOB、 10C—-的接縫(端部)13B以在軸向不一致的方式在圓周方向相互錯(cuò)開(kāi) 地疊層，從而確保轉(zhuǎn)子鐵芯5的強(qiáng)度。
另外，在分段鐵芯9、 lO上除了形成槽ll、 IIA之外，還形成多個(gè)螺栓 貫通孔12，在將環(huán)狀鋼板疊層為規(guī)定的尺寸之后，將連接螺栓14穿過(guò)上述螺 栓貫通孔12,用螺母(未圖示)從兩端緊固。
另外，各分段鐵芯9(9A、 9B、 9C—)、 IO(IOA、 IOB、 10C…)的槽中 形成于圓周方向兩端部附近的槽16的大小如圖6所示，與形成于分段鐵芯9、 10的圓周方向中間部分的槽11、 IIA相比，將徑向的高度尺寸和圓周方向的 寬度尺寸都做得較大。因此，在分段鐵芯9A、 9B的接縫13A中，如圖7所 示，與圖面里側(cè)鄰接的分段鐵芯IOA的槽IIA的周緣面臨槽16內(nèi)。
此外，為了讓冷卻風(fēng)從內(nèi)徑側(cè)流向外徑側(cè)，轉(zhuǎn)子鐵芯5在每規(guī)定的疊層尺 寸都設(shè)有從內(nèi)徑側(cè)朝向外徑側(cè)的通風(fēng)道，并設(shè)有與通風(fēng)道的寬度尺寸相同厚度 的通道襯墊17，或者在螺栓貫通孔12的周圍設(shè)有通道襯墊18。另外，雖未圖 示，但通道襯墊17的環(huán)狀鋼板疊層方向形成突起，通過(guò)使該突起與形成于已 疊層的轉(zhuǎn)子鐵芯5上的卡合孔卡合，從而不讓通道襯墊17因運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的離心力 而向外徑側(cè)位移。
疊層鐵芯連接時(shí)對(duì)通道襯墊17、 18的緊固力，考慮到牢固地連接轉(zhuǎn)子鐵 芯5的需要及與連接螺栓14的設(shè)置位置的關(guān)系，要增大位于內(nèi)徑側(cè)的通道村 墊18。
根據(jù)本實(shí)施方式，由于轉(zhuǎn)子鐵芯5如上所述地構(gòu)成，因而即使由于水輪發(fā)電機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的高速旋轉(zhuǎn)在分段鐵芯9、 10的圓周方向端部產(chǎn)生外徑方向的 移位，在軸向的長(zhǎng)槽內(nèi)也不會(huì)產(chǎn)生狹窄部分。
即，在水輪發(fā)電機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，受到由轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力而構(gòu)成 轉(zhuǎn)子鐵芯5的分段鐵芯9、 10的圓周方向兩端部如圖8所示，即使用連接螺栓 14和螺母15進(jìn)行連接也向外徑方向偏移并移位。
具體地說(shuō)，從內(nèi)徑側(cè)觀察第一層分段鐵芯(9、 10)的場(chǎng)合，在相互鄰接 的分段鐵芯9A—9B、 9B—9C ( 10A—IOB、 10B—10C)的接縫(端部)13A (13B)，雖然不能傳遞圓周方向的力，但由于能通過(guò)通道襯墊17、 18的接觸 面的范圍內(nèi)的摩擦力并經(jīng)由在疊層方向相互重合的鄰接的分段鐵芯9、 10而傳 遞圓周方向的力，因而，即使在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也能維持環(huán)狀鋼板的連接狀態(tài)。分段鐵 芯9、 10雖然由于該圓周方向的力的傳遞作用而在圓周方向產(chǎn)生基本均勻的彈 性變形，但在接縫(端部)13A(13B)由于沒(méi)有圓周方向的力作用，因而不 產(chǎn)生圓周方向的彈性變形。因此，在接縫(端部)13A (13B),在疊層方向鄰 接的分段鐵芯9、 IO之間產(chǎn)生圓周方向的移位。
在構(gòu)成分段鐵芯9A—9B的接縫(端部)13A ( 13B)的圓周方向兩端部 附近，由于這樣的圓周方向的移位而在保持了環(huán)狀鋼板的狀態(tài)下向外徑方向移 位。因此，在運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)，在接縫(端部)13A (13B)處雖不產(chǎn)生間隙，但 在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在接縫(端部)13A ( 13B )處就產(chǎn)生間隙。并且，在形成于接縫(端 部)13A (13B)處的槽16附近，雖通過(guò)通道襯墊17作用連接力，但由于該 連接力比內(nèi)徑側(cè)的通道襯墊18小，因而在疊層方向重合的分段鐵芯9、 10之 間的摩擦力也小，有向外徑側(cè)及圓周方向移位的傾向。
然而，就形成于接縫(端部)13A(13B)附近的槽16而言，由于將該槽 16做得比位于在疊層方向(軸向)鄰接的分段鐵芯IOA的圓周方向中間部分 的槽11A更大，因而，即使分段鐵芯9A、 9B的接縫(端部)13A ( 13B)附 近向外徑側(cè)及圓周方向移位，槽16的周緣也不會(huì)突出到槽11A內(nèi)。
其結(jié)果，由于即使因分段鐵芯9A、 9B的圓周方向的移位也不在沿軸向全 長(zhǎng)的槽內(nèi)產(chǎn)生狹窄部分，因而，轉(zhuǎn)子繞組6不會(huì)與槽內(nèi)的狹窄部分接觸，可以 完全消除損傷轉(zhuǎn)子繞組6的絕緣層之類的問(wèn)題。
可是，由于連接螺栓14位于直到圓周方向兩端部附近，因而，水輪發(fā)電機(jī)1在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的上述分段鐵芯9、 10的圓周方向兩端部的移位在超越位于分段 鐵芯9、 10的圓周方向兩端部的連接螺栓14的分段鐵芯9、 IO的端部最大， 隨著向圓周方向中間部分側(cè)移動(dòng)其移位量變小。
因此，至少通過(guò)僅將形成在分段鐵芯9、 10的移位量最大的位置的槽16 做得比其它的槽ll、 IIA更大，就可以防止槽16的周緣較大地突出到沿轉(zhuǎn)子 鐵芯5的軸向全長(zhǎng)的槽內(nèi)，可以防止損傷槽內(nèi)的槽絕緣材料及轉(zhuǎn)子繞組6的絕 緣層。
另一方面，分段鐵芯9、 10的圓周方向端部的移位較大，而隨著移動(dòng)到中 間部分則移位量變小。因此，通過(guò)以將形成于分段鐵芯9、 IO的圓周方向端部 的槽16做得最大，而隨著向圓周方向的中間部分移動(dòng)逐漸變小的方式形成， 最后做成與圓周方向中間部分的槽11、 IIA相同大小，換言之，通過(guò)根據(jù)從 分段鐵芯的圓周方向中間部分向圓周方向端部的移位量將槽做得較大，就能防 止槽16的邊緣突出到沿轉(zhuǎn)子鐵芯5的軸向全長(zhǎng)的槽內(nèi)。
此外，在上述的說(shuō)明中，雖然是將上述槽16相對(duì)于槽11、 IIA使寬度方 向的兩側(cè)加寬，但也可以只加寬槽16的邊緣因移位而向槽11、 11A突出一側(cè)。 再有，若只就槽的寬度方向加以關(guān)注，對(duì)于在分段鐵芯9、 IO的圓周方向端部 形成一半的槽，由于即使移位槽的邊緣也不會(huì)向形成于在疊層方向鄰接的槽 IIA突出，因而無(wú)需加寬。
這樣，在本實(shí)施方式中，通過(guò)至少將位于比位于分段鐵芯9、 IO的圓周方 向端部的螺栓貫通位置更靠端部的槽做得比其它的槽更大，就能防止因分段鐵 芯9、 10向外徑側(cè)的移位而導(dǎo)致對(duì)轉(zhuǎn)子繞組6的損傷。
以上的說(shuō)明雖以水輪發(fā)電機(jī)作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的 一 例進(jìn)行了說(shuō)明，但不言而
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在圓周方向排列許多在扇形的外周部形成了多個(gè)槽的分段鐵芯而形成環(huán)狀鋼板，將這些環(huán)狀鋼板在軸向疊層而構(gòu)成需要尺寸的轉(zhuǎn)子鐵芯，并且以使在疊層方向鄰接的上述環(huán)狀鋼板的分段鐵芯的端部不一致的方式在圓周方向相互錯(cuò)開(kāi)地進(jìn)行疊層，其特征在于，將分段鐵芯的圓周方向端部附近的槽做成比分段鐵芯的圓周方向中間部分的槽更大。
2. —種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在圓周方向排列許多在扇形的外周部形成了多個(gè)槽的 分段鐵芯而形成環(huán)狀鋼板，將這些環(huán)狀鋼板在軸向疊層而構(gòu)成需要尺寸的轉(zhuǎn)子 鐵芯，并且以使在疊層方向鄰接的上述環(huán)狀鋼板的分段鐵芯的端部不一致的方 式在圓周方向相互錯(cuò)開(kāi)地進(jìn)行疊層，其特征在于，將上述槽做成從分段鐵芯的圓周方向中間部分向圓周方向端部加大。
3. —種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在圓周方向排列許多在扇形的外周部形成了多個(gè)槽的 分孚殳鐵芯而形成環(huán)狀鋼一反，將這些環(huán)狀鋼板在軸向疊層而構(gòu)成需要尺寸的轉(zhuǎn)子 鐵芯，并且以使在疊層方向鄰接的上述環(huán)狀鋼板的分段鐵芯的端部不一致的方 式在圓周方向相互錯(cuò)開(kāi)地進(jìn)行疊層，而且使多個(gè)連接螺栓穿過(guò)已疊層的上述環(huán) 狀鋼板后用螺母緊固，其特征在于，至少將位于比穿過(guò)分段鐵芯的圓周方向端部的連接螺栓更靠圓周方向端 部的槽做成比位于分段鐵芯的圓周方向中間部分的槽更大。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，形成于上述分段鐵芯的圓周方向端部及其附近的槽做成其寬度和高度都 比分段鐵芯的圓周方向中間部分的槽更大。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種具有如下特征的轉(zhuǎn)子鐵芯的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該轉(zhuǎn)子鐵芯即使在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分段鐵芯的圓周方向端部向外徑側(cè)移位，在槽內(nèi)也不會(huì)產(chǎn)生狹窄部分。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征是，將分段鐵芯9(9A～9C)、10(10A～10)的圓周方向端部附近的槽(16)做成比分段鐵芯的圓周方向中間部分的槽(11、11A)更大。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，假如在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分段鐵芯的圓周方向端部向外徑側(cè)移位，做成較大的槽(16)也不會(huì)突出到形成于在軸向鄰接的分段鐵芯的圓周方向中間部分的槽(11、11A)內(nèi)，因此，在軸向的長(zhǎng)槽內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生狹窄部分。
文檔編號(hào)H02K1/22GK101610008SQ20091014243
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者柳澤志好, 桑原健 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所