旋转电机的定子制造技术

本发明专利技术公开一种旋转电机的定子铁心和定子，通过将定子铁心（１０）本体的外径形状形成为多角形，使其角数为４以上的偶数，而且各成为对角的边（Ｌ１、Ｌ２）的长度不对称，另外，至少设置２面用于将该定子铁心（１０）本体安装到安装场所的安装用座（１２），这样，可抑制旋转电机运行时产生的电磁力导致的振动，从而可充分有效地降低振动和噪音。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在例如电动机、发电机、同步机等旋转电机中的特别是可充分有效地减少振动和噪音的旋转电机的的定子铁心和定子及使用它们的旋转电机。
技术介绍
过去，作为旋转电机之一，已知有例如感应电动机。图1A为示出这种现有感应电动机的构成例的纵断面图。如图1A所示，定子1由定子框架2和配合固定于该定子框架2的定子铁心3构成。另外，在通过轴承5支承的旋转轴6上安装转子铁心7构成转子4。可是，最近，由逆变器(inverter)对这样的感应电动机进行速度控制的情形变得多起来。然而，在采用逆变器的速度控制运行中，由于速度产生变化，所以，作为电磁力的频率和感应电动机的构造系的定子铁心3的固有振动频率一致而出现共振现象，存在产生大的振动和噪音的可能性变得非常高的问题。另外，由于速度变化，所以，不能避免共振点。即，在旋转电机的运行过程中，根据定子铁心3的电磁力分布，如图1B中的双点划线所示椭圆振动模式那样，发生振动模式8。该定子铁心3的振动模式8在旋转电机的运行过程中回转，当传递到定子框架2时，该定子框架2反复进行拉伸和压缩。这样，在定子框架2产生应变，成为旋转电机整体的发生振动的原因。然而，在上述那样的现有旋转电机中，存在如下那样应解决的问题。(a)定子铁心3呈圆筒状那样的对称形，不能避免在大容量的旋转电机等明显出现的定子铁心3的磁动势分布产生的定子铁心3的椭圆振动模式8的振动，引起旋转电机的振动增大，使旋转电机各部的应力增加，成为寿命缩短的一个原因。(b)为了获得能够承受电磁力的定子铁心3的刚性以降低振动和噪音，具有增大定子铁心3的外径的方法，但会导致旋转电机大型化和重量增加。(c)一般的固有振动频率由上述那样的式(f1)表示。f=12πKM---(f1)]]>其中，f固有振动频率，K刚性，M质量。如由上述(b)项说明的那样，在提高了刚性K的场合，由于质量M也增加，所以，固有振动频率变化不很大，避免共振点的效果较小。(d)当定子铁心3大型化和重量大时，当然需要大量的使用材料，其制造设备和试验装置等也大型化。为此，旋转电机的制造效率也差，并且变得昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过抑制旋转电机运行时发生的电磁力导致的振动来充分有效地减小振动和噪音的旋转电机的定子铁心和定子。另外，本专利技术的目的在于提供一种可由小规模的制造·试验设备实现生产体制的、制造效率高而且可以低成本制造的旋转电机。本专利技术的一种旋转电机的定子，其特征在于上述定子铁心本体的外径形状为多角形，其角数为大于等于3的奇数，而且在各成为平面的边上安装用于将该定子铁心本体支承到支承场所的支承用的肋，通过上述支承用的肋将上述定子铁心与定子框架接合，使安装于上述定子铁心的支承用的肋的与定子框架的安装高度为从上述定子铁心中心到外径的距离与到上述定子铁心的齿槽底的距离的正中间轴半径的4/3倍。本专利技术的一种旋转电机的定子，其特征在于上述定子铁心本体的外径形状为多角形，其角数为大于等于4的偶数，而且在各成为平面的边上安装用于将该定子铁心本体支承到支承场所的支承用的肋，通过上述支承用的肋将上述定子铁心与定子框架接合，使安装于上述定子铁心的支承用的肋的与定子框架的安装高度为从上述定子铁心中心到外径的距离与到上述定子铁心的齿槽底的距离的正中间轴半径的4/3倍。本专利技术的第1方面的旋转电机的定子铁心的特征在于上述定子铁心本体的外径形状形成为多角形，其角数为大于等于4的偶数，而且各成为对角的边的长度不对称。另外，本专利技术的第2方面的旋转电机的定子的特征在于在上述第1方面的旋转电机的定子铁心上至少设置2面用于将该定子铁心本体安装到安装场所的安装用座。在这里，也可使上述定子铁心的安装用座位置为上述定子铁心的平均外径与到上述定子铁心的齿槽底的距离的正中间轴半径的4/3倍。另外，本专利技术的第3方面的旋转电机的定子铁心的特征在于上述定子铁心本体的外径形状为多角形，其角数为大于等于3的奇数，而且在各成为平面的边上安装用于将该定子铁心本体支承到支承场所的支承用的肋。本专利技术的第4方面的旋转电机的定子铁心的特征在于上述定子铁心本体的外径形状形成为多角形，其角数为大于等于4的偶数，而且在各成为平面的边上安装用于将该定子铁心本体支承到支承场所的支承用的肋。另外，本专利技术的第5方面的旋转电机的定子的特征在于通过上述支承用的肋将上述第3方面的旋转电机的定子铁心接合到定子框架。另外，本专利技术的第6方面的旋转电机的定子的特征在于通过上述支承用的肋将上述第4方面的旋转电机的定子铁心接合到定子框架。在这里，也可将上述支承用的肋和定子铁心本体一体化。另外，也可使上述定子铁心本体扭斜地叠层。另外，也可使安装于定子铁心的支承用的肋的与定子框架的安装高度为从上述定子铁心中心到外径的距离与上述定子铁心中心到上述定子铁心的齿槽底的距离的正中间轴半径的4/3倍(即是半径为该两距离的和的二分之一的、中心为上述定子铁芯中心的轴的半径的4/3倍)。另外，本专利技术的第7方面的由定子和转子构成的旋转电机的特征在于上述定子由上述第1方面、第3方面、第4方面中的任一方面的定子铁心构成。另外，本专利技术的第8方面的由定子和转子构成的旋转电机的特征在于上述定子为上述第2方面、第5方面、第6方面中的任一方面的定子。因此，在本专利技术的第1方面，旋转电机的定子铁心的上述定子铁心本体的外径形状形成为多角形，其角数为大于等于4的偶数，而且各成为对角的边的长度不对称，这样，即使在偶数角形的构造物的场合，在作用于定子铁心的内径的电磁力产生的振动传递到定子铁心的外径时，由固有模式抵消电磁模式，可减小旋转电机整体的振动和噪音。另外，在本专利技术的第2方面，在定子铁心至少设置2面用于将该定子铁心本体安装到安装场所的安装用座，这样，各成为对角的边的长度不对称，与上述第1方面的场合一样，在作用于定子铁心的内径的电磁力产生的振动传递到定子铁心的外径时，由固有模式抵消电磁模式，可减小旋转电机整体的振动和噪音。另外，由于将安装用座设置到定子铁心，所以，不仅稳定性良好，而且也可使得与安装系统的固有振动频率失谐。在这里，作为使固有振动频率失谐的方法，通过改变例如从安装面到定子铁心中心的距离，可改变固有振动频率。另外，通过使定子铁心的安装用座位置为上述定子铁心的平均外径与上述定子铁心的齿槽底的距离的正中间轴半径的4/3倍，对于该位置，由于不产生定子铁心的电磁力导致的椭圆模式变形时的切线方向的位移，所以，可进一步抑制传递到定子铁心的安装部的振动。另外，在本专利技术的第3方面，定子铁心本体的外径形状为多角形，其角数为大于等于3的奇数，而且在各成为平面的边安装用于将该定子铁心本体支承到支承场所的支承用的肋，这样，由固有模式抵消电磁模式的作用进一步增大，可进一步减小旋转电机的振动和噪音。另外，通过定子铁心的支承用肋可实现定子整体的高刚性化，获得能够承受电磁力的定子铁心的刚性，可使旋转电机整体小型化和轻量化。另外，在专利技术的第4方面，定子铁心本体的外径形状形成为多角形，其角数为大于等于4的偶数，而且在各成为平面的边上安装用于将该定子铁心本体支承到支承场所的支承用的肋，这样，不仅具有与第3方面的场合一样的作用，而且在奇数角度的场合，将顶点配置到上下左右的任一方，所以，偶数角形的场合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机的定子，其特征在于：上述定子铁心本体的外径形状为多角形，其角数为大于等于３的奇数，而且在各成为平面的边上安装用于将该定子铁心本体支承到支承场所的支承用的肋，　通过上述支承用的肋将上述定子铁心与定子框架（１７）接合，　 　使安装于上述定子铁心的支承用的肋的与定子框架（１７）的安装高度为从上述定子铁心中心到外径的距离与到上述定子铁心的齿槽底的距离的正中间轴半径的４／３倍。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾崎圭史，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]