特許ウォッチ

公開番号2025094605
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023210273
出願日2023-12-13
発明の名称回転電機
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02K 3/16 20060101AFI20250618BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】非同期成分の磁束が回転子コイルに流れることを抑制できるようにすること。
【解決手段】実施形態の回転電機は、磁界を発生する界磁部を有する回転子と、前記回転子の外径側に設けられ、前記界磁部で発生する磁界と相互作用する磁界を発生する固定子コイルを有する固定子と、具備する回転電機において、前記回転子は、前記固定子コイルに対向するように当該固定子コイルの内径側に設けられた導電性を有するダンパーを備え、前記ダンパーの回転子軸方向両端部における回転子径方向の厚さが、前記ダンパーの回転子軸方向中央部における回転子径方向の厚さよりも大きい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
磁界を発生する界磁部を有する回転子と、
前記回転子の外径側に設けられ、前記界磁部で発生する磁界と相互作用する磁界を発生する固定子コイルを有する固定子と、
を具備する回転電機において、
前記回転子は、
前記固定子コイルに対向するように当該固定子コイルの内径側に設けられた導電性を有するダンパーを備え、
前記ダンパーの回転子軸方向両端部における回転子径方向の厚さが、前記ダンパーの回転子軸方向中央部における回転子径方向の厚さよりも大きい、
回転電機。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記ダンパーは、円筒形状の部分と、前記円筒形状の部分の軸方向の両端部にそれぞれ配置される円環形状の部分とを有する、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記円環形状の部分は、前記円筒形状の部分の軸方向両端部から、固定子側へ突出した構造を有する、
請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記ダンパーの回転子軸方向の両端部における回転子軸方向の厚さが、回転子軸方向の中央部における回転子径方向の厚さ以上である、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記ダンパーは、円筒形状の部材と、前記円筒形状の部材の軸方向の両端部にそれぞれ取り付けられた円環形状の部材とから成る、
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】
本発明の実施形態は、回転電機に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
再生可能エネルギーの普及に伴う発電システムの構築や、種々の産業分野における電動化が進む中、強磁界回転電機（モータ、発電機など）の適用が検討されている。この種の回転電機においては、強磁界が鉄などの磁性材の磁気飽和以上の領域の磁束密度となることから、鉄心は非磁性材で形成されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第７９９９４３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転電機、例えばモータは、固定子コイルの磁界による磁束と回転子コイルの磁界による磁束を同期させて回転させることで、トルクを発生させるが、固定コイルの配置、電気制御装置、負荷の変動などで同期成分以外の成分（非同期成分）の磁束が発生することがある。非同期成分は、例えば入力電流に同期しない高調波成分などである。非同期成分の磁束が回転子コイルに入り込むと、回転子コイルで損失が発生する。損失は、回転子コイルの故障の原因となる。
【０００５】
このような非同期成分の磁束が回転子コイルに入り込むことを抑制するために、回転子コイルと固定子コイルの間に回転子と一体となった導電性の円筒状のダンパーを設置することがある。
【０００６】
しかしながら、ダンパーを設置したとしても、鉄心が非磁性材で形成されていると、固定子コイルの両端部（コイルエンド）等で発生する磁束を鉄心へ誘導することができず、当該磁束が回転子コイルの特に回転子軸方向両端部に入り込む。さらに、磁束の周波数が高いほど、回転子コイルの回転子軸方向中央部に比べ回転子コイルの回転子軸方向両端部の方が、ダンパーによる磁束の遮蔽効果は小さくなり、回転子軸方向両端部に磁束が入り込みやすくなる。その結果、磁束の非同期成分が回転子コイルに悪影響を及ぼし、損失が発生する。
【０００７】
発明が解決しようとする課題は、非同期成分の磁束が回転子コイルに入り込むことを抑制することのでき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】
【０００８】
実施形態の回転電機は、磁界を発生する界磁部を有する回転子と、前記回転子の外径側に設けられ、前記界磁部で発生する磁界と相互作用する磁界を発生する固定子コイルを有する固定子と、具備する回転電機において、前記回転子は、前記固定子コイルに対向するように当該固定子コイルの内径側に設けられた導電性を有するダンパーを備え、前記ダンパーの回転子軸方向両端部における回転子径方向の厚さが、前記ダンパーの回転子軸方向中央部における回転子径方向の厚さよりも大きい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、非同期成分の磁束が回転子コイルに入り込むことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施形態に係る回転電機の主要部を軸方向に見たときの形状の一例を示す図である。
図２は、実施形態に係る回転電機の一部の断面形状（回転軸に平行な断面の形状）の一例を示す図である。
図３は、実施形態に係る回転電機における各部の寸法情報を示す図である。
図４は、実施形態に係るダンパー５と磁束との関係を模式的に示す図である。
図５は、従来のダンパー５’と磁束との関係を模式的に示す図である。
図６は、実施形態のダンパー５および従来のダンパー５’がそれぞれ導電性の高い材料で形成されている場合のＡ点およびＢ点における磁束密度分布を示すグラフである。
図７は、実施形態のダンパー５および従来のダンパー５’がそれぞれ図６の場合よりも導電性の低い材料で形成されている場合のＡ点およびＢ点における磁束密度分布を示すグラフである。
図８は、実施形態のダンパー５の変形例を示す回転電機の一部の断面形状（回転軸に垂直な断面の形状）の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許