全封闭型旋转电机、框架构造及框架构造的设计方法技术

一种全封闭型旋转电机、框架构造及框架构造的设计方法，其目的是通过更简洁化的结构来确保全封闭型旋转电机的冷却能力。全封闭型旋转电机具备：转子，具有转子轴(11)和转子铁芯(12)；定子，具有定子铁芯(21)和定子绕组；结合侧轴承及反结合侧轴承；框架构造(40)容纳转子铁芯和定子；结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架；以及内扇。框架构造(40)具有通过通风路入口开口及通风路出口开口与闭空间连通的至少一个通风路(41)，伴随着冷却用气体穿过通风路(41)而产生的通风路压力损失在规定的容许压力损失范围内。

Design method of totally enclosed rotating motor, frame construction and frame construction

【技术实现步骤摘要】
全封闭型旋转电机、框架构造及框架构造的设计方法
本专利技术涉及全封闭型旋转电机、其框架构造及框架构造的设计方法。
技术介绍
旋转电机通常具备转子和定子，所述转子具有转子轴及转子铁芯，所述定子具有配设在转子的外侧的定子铁芯和将定子铁芯贯通的定子绕组。在全封闭型旋转电机中，转子铁芯及定子被容纳在框架等形成的闭空间内。用来将在定子及转子铁芯中产生的热除去的冷却，通常通过闭空间内的空气等的冷却用气体的循环和从机内的冷却用气体向外界气体等的冷却介质的热移动来进行。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平9－74708号公报专利文献2：日本特开2007－244177号公报专利文献3：日本特许第6255377号公报
技术实现思路
在全封闭型旋转电机中，在具备具有冷却管的冷却器的情况下，从闭空间内的冷却用气体向冷却管内的外界气体或冷却水等的冷却介质的热移动，通过从冷却管的外表面向内表面的热移动、即经由冷却管的导热来进行。另一方面，在不具有冷却管的情况下，由于为通过外界气体进行的热除去，所以较多采用在框架的顶部或侧部的外侧表面上设置有多个翅片的翅片框架方式(参照专利文献1)。此外，在具有作为冷却介质而使用外界气体的冷却器的情况或翅片框架方式的情况下，为了强制地使外界气体流动，通常将安装于转子轴的外扇设置在闭空间的外侧。关于闭空间内，为了冷却用气体的循环，通常设置有安装于转子轴的内扇。此外，为了冷却用气体的循环，还有在框架上形成有沿轴向延伸的冷却用气体的通路的情况(参照专利文献2)。该通路通常在周向上相互隔开间隔而配设，在框架上没有形成通路的区域的框架的外表面上设置有翅片(参照专利文献3)。图7是表示以往的全封闭型旋转电机的结构例的横剖视图。框架构造40被腿43从下方支承。在框架构造40的周向上，沿周向相互隔开间隔而配设有通风孔。即，在上方的两侧形成有2个上方通风路42a，此外，在两侧的设置有腿43及腿肋板43a的部分分别形成有下方通风路42b。框架构造40的外部翅片设置在框架构造40的外表面各自的区域中。即，在框架构造40中被形成有上方通风路42a的2个部分夹着的框架构造40外表面的顶部的区域中设置有多个翅片。此外，在被形成有上方通风路42a的部分和形成有下方通风路42b的部分夹着的两侧的框架构造40外表面的侧部的区域中设置有多个翅片。进而，在被形成有下方通风路42b的2个部分夹着的框架构造40外表面的底部的区域中设置有多个翅片。在通常的许多全封闭型旋转电机中，定子铁芯21的径向的外表面在运转状态下密接在框架构造40的内表面上。因此，在定子铁芯21及定子绕组中产生的热从定子铁芯21传递给框架构造40，被从框架构造40的外表面向外界气体放散。另一方面，关于由转子铁芯12产生的热，由于不存在通过向定子铁芯21的热传导的移动路径，所以需要通过冷却用气体除去。因此，为了确保闭空间内的循环而需要通风路。但是，通风路的存在会妨碍对于由定子铁芯21产生的热向外界气体的散热较重要的翅片的设置。所以，本专利技术的目的是通过简洁化的结构确保全封闭型旋转电机的冷却能力。为了达成上述目的，本专利技术是一种全封闭型旋转电机，具备：转子，具有沿轴向延伸的转子轴和设置在上述转子轴的径向外侧的圆筒状的转子铁芯；定子，具有在上述转子铁芯的径向外侧以将上述转子铁芯包围的方式设置的圆筒状的定子铁芯和将上述定子铁芯的径向的内侧部分沿轴向贯通的定子绕组；结合侧轴承及反结合侧轴承，夹着上述转子铁芯在轴向的上述转子轴的两侧各自将上述转子轴可旋转地支承；框架构造，配设在上述定子的径向的外侧，容纳上述转子铁芯和上述定子；结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架，安装在上述框架构造的轴向的两端部，与上述框架构造一起形成封入用来将来自发热部的热除去的冷却用气体的闭空间，将上述结合侧轴承及上述反结合侧轴承分别静止支承；以及内扇，安装在上述转子轴的至少上述转子铁芯和上述结合侧轴承之间、或上述转子铁芯和上述反结合侧轴承之间的位置，驱动上述冷却用气体；其特征在于，上述框架构造具有以沿轴向延伸的方式形成、通过通风路入口开口及通风路出口开口与上述闭空间连通的至少一个通风路；伴随着上述冷却用气体穿过上述通风路而发生的通风路压力损失在规定的容许压力损失范围内。此外，本专利技术是一种框架构造，容纳全封闭型旋转电机的转子铁芯及定子，上述全封闭型旋转电机具备具有转子轴及上述转子铁芯的转子、具有定子铁芯及定子绕组的上述定子、结合侧轴承及反结合侧轴承、结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架、和内扇，上述框架构造与上述结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架一起形成闭空间，其特征在于，上述框架构造具有以沿轴向延伸的方式形成、通过通风路入口开口及通风路出口开口与上述闭空间连通的至少一个通风路；伴随着上述冷却用气体穿过上述通风路而发生的通风路压力损失在规定的容许压力损失范围内。此外，本专利技术是一种框架构造的设计方法，所述框架构造容纳封闭型旋转电机的转子铁芯及定子，上述全封闭型旋转电机具备具有转子轴及上述转子铁芯的转子、具有定子铁芯及定子绕组的上述定子、结合侧轴承及反结合侧轴承、结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架、和内扇，上述框架构造与上述结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架一起形成闭空间，其特征在于，具有：基本规格设定步骤，设定上述全封闭型旋转电机的基本规格；容许范围设定步骤，基于在上述基本规格设定步骤中设定的上述基本规格，计算发热部的发热量及由于上述闭空间内的冷却用气体的流动产生的发热部压力损失，并且对于通风路压力损失设定容许压力损失范围；以及冷却能力确保步骤，将上述通风路压力损失设为上述容许压力损失范围内的值，使上述发热部在容许温度范围内。专利技术效果根据本专利技术，能够通过简洁化的结构确保全封闭型旋转电机的冷却能力。附图说明图1是表示有关第1实施方式的全封闭型旋转电机的结构的图2的I－I线向视立剖视图。图2是表示有关第1实施方式的全封闭型旋转电机的结构的图1的II－II线向视横剖视图。图3是表示全封闭型旋转电机的转子导体及定子绕组的温度上升值对于非通风路区域面积的依存性的解析结果例的曲线图。图4是表示转子导体及定子绕组的温度上升值对于冷却用气体循环流量的依存性的解析结果例的曲线图。图5是表示有关第1实施方式的框架构造的设计方法的次序的流程图。图6是表示有关第2实施方式的框架构造的设计方法的次序的流程图。图7是表示以往的全封闭型旋转电机的结构例的横剖视图。标号说明10…转子；11…转子轴；11a…结合部；12…转子铁芯；13…转子导体；15…内扇；18…空隙；20…定子；21…定子铁芯；22…定子绕组；30a…结合侧轴承；30b…反结合侧轴承；35a…结合侧轴承托架；35b…反结合侧轴承托架；40…框架构造；40a…闭空间；40b…结合侧空间；40c…反结合侧空间；40h…圆筒部；41…通风路；41a…通风路入口开口；41b…通风路出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全封闭型旋转电机，具备：/n转子，具有沿轴向延伸的转子轴、和设置在上述转子轴的径向外侧的圆筒状的转子铁芯；/n定子，具有在上述转子铁芯的径向外侧以将上述转子铁芯包围的方式设置的圆筒状的定子铁芯、和将上述定子铁芯的径向的内侧部分沿轴向贯通的定子绕组；/n结合侧轴承及反结合侧轴承，夹着上述转子铁芯在轴向的上述转子轴的两侧各自将上述转子轴能够旋转地支承；/n框架构造，配设在上述定子的径向的外侧，容纳上述转子铁芯和上述定子；/n结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架，安装在上述框架构造的轴向的两端部，与上述框架构造一起形成封入用来将来自发热部的热除去的冷却用气体的闭空间，将上述结合侧轴承及上述反结合侧轴承分别静止支承；以及/n内扇，安装在上述转子轴的至少上述转子铁芯和上述结合侧轴承之间、或上述转子铁芯和上述反结合侧轴承之间的位置，驱动上述冷却用气体；/n其特征在于，/n上述框架构造具有以沿轴向延伸的方式形成、通过通风路入口开口及通风路出口开口与上述闭空间连通的至少一个通风路；/n伴随着上述冷却用气体穿过上述通风路而发生的通风路压力损失在规定的容许压力损失范围内。/n

【技术特征摘要】
20180607 JP 2018-1094141.一种全封闭型旋转电机，具备：
转子，具有沿轴向延伸的转子轴、和设置在上述转子轴的径向外侧的圆筒状的转子铁芯；
定子，具有在上述转子铁芯的径向外侧以将上述转子铁芯包围的方式设置的圆筒状的定子铁芯、和将上述定子铁芯的径向的内侧部分沿轴向贯通的定子绕组；
结合侧轴承及反结合侧轴承，夹着上述转子铁芯在轴向的上述转子轴的两侧各自将上述转子轴能够旋转地支承；
框架构造，配设在上述定子的径向的外侧，容纳上述转子铁芯和上述定子；
结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架，安装在上述框架构造的轴向的两端部，与上述框架构造一起形成封入用来将来自发热部的热除去的冷却用气体的闭空间，将上述结合侧轴承及上述反结合侧轴承分别静止支承；以及
内扇，安装在上述转子轴的至少上述转子铁芯和上述结合侧轴承之间、或上述转子铁芯和上述反结合侧轴承之间的位置，驱动上述冷却用气体；
其特征在于，
上述框架构造具有以沿轴向延伸的方式形成、通过通风路入口开口及通风路出口开口与上述闭空间连通的至少一个通风路；
伴随着上述冷却用气体穿过上述通风路而发生的通风路压力损失在规定的容许压力损失范围内。


2.如权利要求1所述的全封闭型旋转电机，其特征在于，
上述规定的容许压力损失范围是对上述发热部的压力损失乘以上限系数而得到的值以下，是对上述发热部的压力损失乘以下限系数而得到的值以上。


3.如权利要求1或2所述的全封闭型旋转电机，其特征在于，
在上述框架构造的没有形成上述通风路的部分的外表面上，设置有多个框架外侧翅片。


4.如权利要求1～3中任一项所述的全封闭型旋转电机，其特征在于，
上述通风路设置有1个，或在周向上相互隔开间隔配设而设置有2个。


5.一种框架构造，容纳全封闭型旋转电机的转子铁芯及定子，上述全封闭型旋转电机具备具有转子轴及上述转子铁芯的转子、具有定子铁芯及定子绕组的上述定子、结合侧轴承及反结合侧轴承、结合侧轴承托架及反结合侧轴承托架、和内扇，上述框架构造与上述结...

【专利技术属性】
技术研发人员：大石浩司，小串卓，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP