JP2001507918A

JP2001507918A - 高圧巻線と巻線を支持する弾性物体を含む回転電気機械および該機械を製造する方法

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Publication number: JP2001507918A
Application number: JP54222197A
Authority: JP
Inventors: レイジョン，マッツ; テンプリン，ペーター; ジョナス，イヴァン; カルステンセン，ペーター
Original assignee: エービービーエービー
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2001-06-12
Also published as: CN1220046A; EP1016188A1; CA2255720A1; WO1997045932A1; AU2989497A; PL330194A1; BR9709376A

Abstract

(57)【要約】本発明は、巻線が固定子（１）のスロット（５）を通じて引っ張られる固定子を有する回転電気機械に関する。本発明によれば、巻線は高圧ケーブル（６）からなり、複数の弾性物体（１３）が少なくとも１つのケーブル・リードスルー（６）に沿って配置される。物体（１３）はケーブル・リードスルー（６）に圧力をもって当接するよう配置される。本発明はまた、こうした機械を製造する方法に関する。この方法によれば、固定子が高圧ケーブルで巻かれ、その後複数の弾性物体が、少なくとも１つのスロットの中で隣接するケーブル・リードスルーとスロットの１つの壁との間に形成される空間に軸方向に挿入される。

Description

【発明の詳細な説明】高圧巻線と巻線を支持する弾性物体を含む回転電気機械および該機械を製造する方法本発明は、第１の態様において、請求項１の前文で説明された種類の回転電気機械、例えば、同期機、正常同期機と共に、二重送り機、非同期静的電流変換器カスケードでの応用、外側回転機および同期流れ機に関する。本発明の第２の態様は請求項１８の前文で説明された種類の方法に関する。本出願では、「半径方向」、「軸方向」および「周辺の」という用語は、特に指示のない限り機械の固定子に関して定義される。「ケーブル・リードスルー」という用語は、本出願において、スロットを通じて延びるケーブルの個々の長さの各々のことである。前記機械は主として、発電所において電力を発生する発電機として使用される。前記機械は高電圧での使用を目的とする。高電圧とはここでは１０ｋＶを超える平均電圧であると理解される。本発明による機械の通常の動作範囲は３６〜８００ｋＶである。このような機械は従来６〜３０ｋＶの範囲の電圧用に設計されてきており、普通３０ｋＶが上限と考えられてきた。これは通常、電圧を電力回路網のレベル、すなわち約１００〜４００ｋＶの範囲に昇圧する変圧器を介して発電機を電力回路網に接続することを意味する。以下のケーブルで、電力伝送用ケーブル（例えば、ＸＬＰＥケーブル）で使用されるものと同様の固体絶縁材で絶緑された高圧導体を固定子巻線に使用することによって、機械の電圧は、機械を中間変圧器なしに電力回路網に直接接続できるレベルまで高められる。ＸＬＰＥとは、架橋ポリエチレンのことである。この概念は一般に、ケーブルが固定子に配置されるスロットは従来の技術の場合より深い（電圧が高く巻線数が多いため絶縁材が厚い）必要があるということを意味する。これによって、コイル端部、歯および巻線の領域の冷却、振動および固有振動数に関する新しい問題が発生する。ケーブルをスロットに固定することも、ケーブルの外側の層を損傷せずにケーブルをスロットに挿入するという問題を生じる。ケーブルは１００Ｈｚの周波数を有する電流の影響下にあるが、これは振動する傾向を生じ、外形に関する製造公差の他に、その寸法は温度の変化（すなわち、負荷の変化）によっても変化する。電流を伝送、再伝送および分配のため高圧回路網に供給する場合、支配的な技術は導入部で言及したように発電機と電力回路網の間に変圧器を挿入することであるが、すでに電圧を直接回路網のレベルで発生することによって変圧器を除去すべく努力することが知られている。こうした発電機は米国特許第４，４２９，２４４号、米国特許第４，１６４，６７２号および米国特許第３，７４３，８６７号で説明されている。１０〜２０ｋＶまでの電圧範囲で良好な結果を生じる回転機械用のコイルを製造することが可能であると考えられている。例えば、“ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＷｏｒｌｄ”、１９３２年１０月１５日、５２４〜５２５ページから明らかなように、これより高い電圧用の発電機を開発する努力がある時期に進行中であった。これは、Ｐａｒｓｏｎによって１９２９年に設計された発電機が３３ｋＶ用に構成された方法を説明する。ベルギーのＬａｎｇｅｒｂｒｕｇｇｅにある発電機も、３６ｋＶの電圧を生じたと説明されている。この論文はさらに電圧レベルを増大する可能性も考慮しているが、これらの発電機の基礎となった概念の発展は途絶えてしまった。これは主として絶縁システムの欠陥によるが、そこではワニスを含浸した雲母箔と紙の多数の独立した層が使用されていた。同期発電機の設計における水平思考のいくつかの試みが、Ｊ．Ｅｌｅｋｔｒｏｔｅｃｈｎｉｋａ、第１号、１９７０年の第６頁−第８頁、「水および油冷却式ターボ発電機ＴＶＭ−３００」（“Ｗａｔｅｒ−ａｎｄ−ｏｉｌ−ｃｏｏｌｅｄＴｕｒｂｏｇｅｎｅｒａｔｏｒＴＶＭ−３００”ｉｎＪ．Ｅｌｅｋｔｒｏｔｅｃｈｎｉｋａ，Ｎｏ．１１９７０，ｐａｇｅ６−８）と題された論文である米国特許第４，４２９，２４４号「発電機の固定子」（ＵＳ４，４２９，２４４“Ｓｔａｔｏｒｏｆｇｅｎｅｒａｔｏｒ”）および、ロシアの特許明細書であるソ連邦特許第９５５３６９号で説明されている。Ｊ．Ｅｌｅｋｔｒｏｔｅｃｈｎｉｋａで説明された水および油冷却式同期機は２０ｋＶまでの電圧を使用する。この論文は固定子が油に完全に浸るようにする油／紙の絶縁材からなる新しい絶縁システムを説明している。油は絶縁材を構成すると同時に冷却剤としても使用される。誘電体油分離リングがコアの内面に提供され、固定子中の油が回転子の方向に漏出するのを防止する。固定子巻線は、油と紙の絶緑材を備えた楕円形で中空の形状を有する導体から製造される。絶縁材を有するコイルの側面は、ウェッジによって矩形断面を有するスロットに保持される。油は、中空導体と固定子壁の空隙の両方で冷却剤として使用される。しかし、この冷却システムはコイル端部で油と電気の両方について多数の連結部を必要とする。また、厚い絶縁材は導体の湾曲部の半径の増大に帰結し、それがコイル・オーバハングの寸法を増大させる。上記米国特許は、固定子巻線用の台形スロットを有する積層板の磁気コアを含む同期機の固定子部品に関する。固定子巻線の絶縁の必要は、巻線の中性点に最も近い部分が位置する回転子の方向に進むに連れて小さくなるので、スロットには段が付いている。固定子部分には、コアの内面に最も近い位置にある誘電体油分離シリンダも含まれる。この部分は、このリングのない機械と比較して励起の必要を増大することがある。固定子巻線は、コイルの各層と同じ直径を有する油を含浸したケーブルから製造される。各層は、スロットの中でウェッジによって固定されたスペーサによって互いに分離されている。巻線は、直列に連結された「半巻線」からなるという特徴を有している。２つの半巻線の１つが絶縁シースの内部の中心に位置している。固定子巻線の導体は周囲の油によって冷却される。非常に多量の油を使用することの欠点は、漏れの危険と、不良条件の結果生じる大規模な清掃処理である。スロットの外側に位置する絶縁シースの部分は円筒形部分と円錐形遮蔽部分を有するが、その役目は電界強度をケーブルがプレートを離れる場所に向けることである。ソ連邦特許第９５５３６９号から、同期機の定格電圧を増大する別の試みでは、油冷却式固定子巻線が、すべての層について同じ寸法の中高電圧用絶縁材を有する導体からなることが明らかである。導体は、導体の断面積と固定および冷却のために必要な空間に対応する円形の放射状に配置された開口の形状の固定子スロットに配置される。様々な放射状に配置された巻線の層が、絶縁チューブに取り囲まれその中に固定される。絶縁スペーサ要素がチューブをスロットの中に固定する。油冷却を考慮して、ここでも油冷却剤を内部エアギャップから密閉する内部誘電体リングが必要である。例示としての構成では、絶縁材、固定子スロットのどちらにも段付けは示されていない。この構成は、別個の固定子スロットの間の非常に狭い放射状のくびれを示し、機械の励起の必要に大きく影響する大きなスロットの漏れの流れを必然的に伴っている。１９８４年４月の電力研究学会ＥＰＲＩの報告ＥＬ−３３９１（ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＥＰＲＩ，ＥＬ− ３３９１，ｆｒｏｍＡｐｒｉｌ１９８４）では、発電機を中間変圧器なしで電力回路網に接続する目的で発電機においてより高い電圧を達成する発電機概念が説明されている。この報告の考えるところでは、この解決法は有効で経済的に有利なため有益である。電力回路網に直接接続する発電機の開発を開始するのが１９８４年に可能と考えられた主要な理由は、この時までに超伝導回転子が開発されたことである。超伝導電界の大きな励起能力によって電気的ストレスに耐える十分な厚さを有するエアギャップ巻線の使用が可能になる。励起回路の構造を、巻線、いわゆる「モノリス・シリンダ・アーマチュア」、導体の２つのシリンダが絶縁材の３つのシリンダの中に密閉され、構造全体が歯なしで鉄製コアに取り付けられる概念と結合することによって、高圧用回転電気機械が電力回路網と直接接続できると考えられる。この解決法によって、主絶縁材を回路網−回路網間および、回路網−接地間の電位に耐えるよう充分に厚くすることが必要になる。超伝導回転子を必要とすることの他に、提案された解決法の明らかな欠点は、非常に厚い絶縁材を必要とするため機械の寸法を増大することである。コイル端部は、大きな電界を端部に導くために、油またはフレオンで絶縁および冷却しなければならない。機械全体は、液体誘電媒体が大気から水分を吸収するのを防止するため密閉すべきである。本発明は、ケーブルを固定子スロットに挿入する際のケーブル表面の損傷を回避し、運転中の振動によって発生する表面に対する摩耗を回避することに関連する上記の問題に関する。ケーブルを挿入するスロットは比較的不均一または粗くなっているが、これは、完全に均一な表面を得るよう十分正確に積層板の位置を管理するのが実際上きわめて困難なためである。粗い表面は鋭いエッジを有し、それがケーブルを取り巻く半導体層の一部を削り落とすことがある。これが動作電圧でのコロナ放電や破損につながる。ケーブルがスロットに配置され十分に締め付けられる場合、運転中に損傷する危険はない。十分に締め付けることは、作用する力（主として二重電源周波数による半径方向に作用する電流の力）が、半導体表面に摩耗を生じる振動を発生しないということを意味する。外部半導体は運転中の機械的損傷に対して保護されなければならない。運転中、ケーブルはＸＬＰＥ材料が膨張する熱的負荷の影響も受ける。例えば、１４５ｋＶＸＬＰＥケーブルの直径は温度が２０°から７０°に上昇すると約１．５ｍｍ増大する。ケーブルは熱膨張によって必要とされる空間を与えられなければならない。この背景に対し、本発明の目的は、考慮中の種類の機械の達成に関連する問題を解決し、ケーブルが振動の結果による巻線中の機械的損傷の影響を受けず、ケーブルの熱膨張が許容されるようにすることである。これを達成することによって、機械的に保護された外部層を有さないケーブルの使用が可能になる。この場合ケーブルの外部層は機械的損傷を受けやすい薄い半導体材料からなる。本発明の第１の態様によれば、これは請求項１の前文で説明された種類の機械と、この請求項の特徴を示す部分で定義された特徴を与えることによって解決される。弾性物体のため、高圧ケーブルは長さに沿ったある位置で締め付けられ、振動の問題を低減する。従って信号がある重要な周波数範囲で固有振動を発生しないことが確保される。特に１００Ｈｚの固有振動が避けられる。本発明の好適実施形態によれば、少なくとも１つの半導体層が、中間固体絶縁材と同等の熱膨張係数を有する。導体の熱による運動の際欠陥、裂け目等が避けられる。本発明は主として、複数のより線部分を有する内部コア、内部半導体層、これを取り巻く絶縁層および、後者を取り巻く外部半導体層から構成されたケーブルとの使用を目的とし、その利点は上記のケーブルと関連して特に明らかになるが、ケーブルは特に２０〜２００ｍｍの直径と４０〜３０００ｍｍ²の導体面積を有する。本適用業務はこうしたケーブルと共に本発明の好適実施形態を構成する。本発明の好適実施形態では、弾性物体がそれぞれのケーブル・リードスルーのすぐ近くに配置される。上記実施形態の好適なバージョンでは、各弾性物体は２つの隣接するケーブルのリードスルーに当接するよう配置され、必要な物体の数を低減する。本発明の利点はスロットが交互に幅の広い部分と狭い部分を備えている場合、特に興味深い。こうした設計によってケーブルの安定した固定が確保され、固定子積層材の空間の最適な利用が可能になる。この場合、狭い部分がスロットの方向に突出したスロット壁の１つによって形成されるので有利である。他のスロットの空間はより幅広く、弾性物体のための空間を提供する。対応する場所のもう１つのスロット壁は平坦で、隣接する幅広い部分に対する接線を構成するので有利である。物体は適切にはシリコンゴム製である。これは弾性の見地からと、拡散してケーブルの外部半導体層を腐食しかねない処理油がないため適切である。本発明のまた他の好適実施形態では、各弾性物体は軸方向断面で凸状の輪郭を有する。これは物体がスロットに挿入される際摩擦抵抗を少なくする。また他の実施形態では、物体はケーブルの周囲に配置され、それを取り巻く支持部材として設計される。支持部材は、固定子が巻かれている場合ケーブルのスロットへの挿入を容易にする。その後ケーブルは支持部材を通じて引っ張られるが、各支持物体はケーブルが次の方向に引っ張られる際ケーブルの位置決めに寄与する。この場合、ケーブルは比較的剛体なので、次の支持部材の方向に案内され、それを通り抜ける。ケーブルの剛性によって、挿入の際ケーブルがスロット壁に接触する危険がないことが確保される。従って、壁の積層材がケーブルの損傷を受けやすい外部表面を傷つけ、損傷につながる危険が回避される。この実施形態の好適なバージョンでは、支持部材はスロット壁にある環状くぼみの中に配置されている。従って、ケーブルは、動作中膨張する場合、このくぼみの中で支持要素を圧迫し、くぼみの間のスロット壁に達する。各支持部材は適切にはゴム・リングの形態であり、スロット壁に接着されるので有利である。本発明による前記機械の上記および他の有利な実施形態は、請求項１の従属請求項で定義される。本発明の第２の態様では、請求項１８の前文で説明された種類の方法と、この請求項の特徴を示す部分で定義された特徴を与えることによって目的が達成される。この方法で弾性物体を挿入することによって、スロットにケーブルのリードスルー用の支持材を有する機械が製造され、振動による損傷が回避される。上記方法の好適実施形態では、物体は、固定子が巻かれた後、隣接するケーブルのリードスルーとスロット壁の間に形成された空間に挿入される。物体をケーブルが配置された後挿入することによって、物体は固定子が巻かれる際一切障害とならない。本発明による方法の好適実施形態では、物体は定位置に挿入された後膨張する。これによって挿入処理中ケーブルとスロット壁に対する摩擦によって妨害されることなく物体を挿入することが可能になる。上記で説明した好適な方法の異なった実施形態では、物体は、軸方向圧縮のみによってか、または挿入の際この方向に予備圧縮された後この予備圧縮を開放することによって膨張する。膨張を達成するこれらの２つの方法は、上記方法の好適実施形態に関連して説明される。１つの代替実施形態では、挿入される各物体は軸方向に貫通する空隙を有し、ケーブルは物体が適用された後物体に通される。すなわちケーブルは物体の空隙に通される。本発明による方法の上記および他の有利な実施形態は請求項１８の従属請求項で定義される。本発明は、以下の添付の図面を参照しながら、好適実施形態の以下の説明でより詳細に説明される。図１は、本発明による機械の固定子のセクターの端面図の概略図である。図２は、本発明による機械で使用されるケーブルの断面図である。図３は、本発明による固定子スロットの半径方向部分断面図である。図４は、図３の細部の抽出斜視図である。図５は、本発明による細部の斜視図である。図６は、本発明による細部の円断面図である。図７−図９は、本発明による方法の第１実施形態を示す図３の線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た断面図である。図１０は、本発明による方法の第２実施形態による補助手段の軸方向断面図である。図１１は、本発明による方法の第２実施形態を示す図３の線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た断面図である。図１２は、本発明による方法の第３実施形態を示す図１１と同様の断面図である。図１３−図１８は、本発明による方法の２つの代替実施形態による図８の細部の軸方向断面図である。図１９は、１つの代替実施形態による、固定子に配置されたケーブルを示す基本図である。図２０は、機械休止中の図１９の細部を示す図である。図２１は、図２０に対応するが、機械運転中の細部を示す図である。図２２および図２３は、図２０の細部の代替実施形態を示す図である。図１で概略的に示された機械の固定子１のセクターの軸方向図では、その回転子が２として示される。固定子は薄鋼板の積層コアから従来の方法で構成される。図は、１つの極区分に対応する機械のセクターを示す。半径に沿って最も外部に位置するコアのヨーク部分３から、多数の歯４が回転子２の方向に半径に沿って延び、固定子巻線が配置されるスロット５によって分離される。巻線のケーブル６は、電力配電回路網で使用される高圧ケーブルとほぼ同じ種類の、いわゆるＸＬＰＥケーブルである。１つの相違点は、普通こうしたケーブルを取り巻いている外部の機械的保護シースと金属遮蔽体が除去されていることである。すなわち、ケーブルは導体、内部半導体層、絶縁層および外部半導体層のみを含む。従って、機械的損傷の影響を受けやすい半導体層はケーブルの表面に露出している。図面では、ケーブル６は、ケーブル・リードスルーまたは充填されたコイル側面の導電性中央部分だけが概略的に示されている。見られるように、各スロット５は、幅広い部分７と狭い部分８を交互に有する変化する断面を有している。幅広い部分７はほぼ円形でケーブル・リードスルーを取り巻き、その間のくびれ部分が狭い部分８を形成する。くびれ部分は各ケーブル・リードスルーを半径に沿って位置決めする働きをする。スロットの断面は全体として半径に沿って内側方向にわずかに狭くなっている。これは、固定子の半径方向内側部分に近い位置になるほどケーブル・リードスルーの電圧が低いからである。従って、内側では細いケーブル・リードスルーが使用できるが、外側に向かうに連れて次第にピッチの粗いケーブル・リードスルーが必要になる。この例では、３つの異なった寸法のケーブルが使用され、スロット５の３つの異なった寸法の部分９、１０、１１に配置される。図２は、本発明による高圧ケーブル６の断面図を示す。高圧ケーブル６は、例えば、銅（Ｃｕ）製の多数のより線部分３１を含み、円形の断面を有する。このより線部分３１は高圧ケーブル６の中央に配置される。より線部分３１の周囲は第１半導体層３２である。第１半導体層３２の周囲は絶緑層３３、例えば、ＸＬＰＥ絶縁材である。絶縁層３３の周囲は第２半導体層３４である。前記適用業務における「高圧ケーブル」の概念は、普通電力配電回路網用の同種のケーブルを取り巻いている金属遮蔽体と外部保護シースを含む必要はない。図３は、図１と同様だが、狭い部分７が、各狭い部分７の片側だけのスロット壁の湾入によって形成されている点で図５と多少異なっている、狭い部分７と幅広い部分８を交互に有するスロット５をより大きな縮尺で示す。ほぼ三角形として記述される空間が湾入に面する反対側のスロット壁の断面に形成され、この空間の各々には、多数の弾性物体１２、１３、１４が配置される。各弾性物体は、スロット壁および２つの隣接するリードスルー６と圧着し、後者は弾性物体によって締め付けられる。弾性物体は処理油の残余物を含まない種類のゴム、例えば、シリコンゴム製である。図４の斜視図は、２つのケーブル・リードスルーと、弾性物体１３ａ、１３ｂ等が固定子の全長に沿ったケーブル・リードスルーに沿って軸方向に配置される方法を示す。図４に示される物体１３ａ、１３ｂは、円形シリンダの形状であるが、有利にも幾分上反りしているので、図５に示されるような樽状の形状を得ている。軸方向に垂直な物体の断面は円形である必要はないが、図６で示されるように、利用可能な空間により適した形状を有している。図７−図１２は、すべて図３の線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た断面図であるが、弾性物体を挿入する２つの代替方法を示している。図７−図９は、第１代替案による挿入の３つの段階を示す。一端に板１６を有する棒１５が、２つのケーブル・リードスルー６（図ではその１つだけが見える）と固定子１の積層材の重なりの間の「三角形の」空間に挿入される。第１物体１３ａが棒のもう一方の端部に通される。各物体は、ほぼ棒１５の直径に対応する、軸方向に貫通する空隙１７を有する。第１物体１３ａはスロット５に挿入され、棒１５に沿って滑り込む。物体は板１６に達すると、それ以上進むことを防止され、図７に示す位置に置かれる。物体の断面形状はこの方向にスロットの中に自由に挿入できるが隙間は小さいというようなものである。図８は、物体１３ａが定位置にあるとき、軸方向圧力Ａが加えられる状態を示すが、これによって物体は軸方向に圧縮され、同時に逆方向に膨張する。物体の膨張と無負荷時寸法は、この位置で物体がスロット壁と２つのケーブル・リードスルーの両方に接触するように選択される。この位置で、固定装置１８ａが適用され、棒に沿って軸方向に物体１３ａと当接するまで押され、それによって物体を膨張した状態で固定する。その後次の物体１３ｂは、固定装置１８ａに接触するまで棒に沿って軸方向に押し込まれた後、第１物体１３ａの場合と同様に第２固定装置１８ｂによって軸方向に圧縮され定位置に固定される。その後スロットが一杯になるまで、次の物体１３ｃ、１３ｄ等が対応する方法で順を追って適用される。図１３および図１４は、固定装置１８の成形方法の第１の例を示す。棒１５はここでは、それぞれ棒の縦軸に関連する傾斜した表面２０と垂直の表面２１を有するぎざぎざ１９を備え、傾斜した表面が棒のスロットに差し込まれる側の端部に面している。固定装置自体は図１４に示され、例えば、ナイロン製のプラスチック・スリーブからなり、棒の外形に対応する内径ｄ₁を有する第１部分と、わずかに大きい内径ｄ₂を有する第２部分を有する。２つの部分の移行部には、薄い、傾斜したフランジ２２が形成され、棒の外形より小さく、適切にはぎざぎざの底部の直径に対応する直径ｄ₃を有する開口が残る。フランジは十分に薄いので、スリーブ１８が矢印Ｂの方向にぎざぎざのある棒を通過する時ぎざぎざ１９に弾力的にはまることができ、２つのぎざぎざによって形成される溝にはまりこんで反対方向への移動を防止する。固定装置の設計方法の別の例が図１５−図１８に示される。図１５および図１６は２つの向かい合う弓形部分２３にだけねじが切られ、他の２つの向かい合う側面２４は平坦な棒を示す。図１７および図１８の固定装置は、２つの向かい合う弓形部分の内ねじ２５と、ねじ間の底部の直径の穴を有するスリーブ１８’の形状である。これによってスリーブ１８’は、そのねじ付き弓形部分２５が棒のねじ付き弓形部分２３に対して９０°回転した位置で棒にねじ止めされる。スリーブ１８’は、固定位置までこの方向に移動すると、ねじ付き弓形部分２３および２５が嵌合し、この位置に堅固に固定されるまで回転される。スリーブを回転するために、スリーブ１８ ’の一端に切り欠き２６が提供される。上記で説明された固定装置のスリーブ１８、１８’は、物体１３ａ、１３ｂ等の間の望ましい距離に適合する軸方向長さを有するので、スペーサとしても機能する。弾性物体１３を挿入する代替方法が、物体１３の挿入と適用の様々な段階を示す図１０−図１２で示される。チューブ２７が、スロット壁と隣接するケーブル・リードスルー６の間の空間に軸方向に挿入される。チューブ２７は、わずかな隙間をもって空間に挿入できるような断面形状を有する。チューブ２７はその外側端部に漏斗状部分２８を備えている。これはスロット中の利用可能な空間より広い寸法にまで拡大するので、物体１３を適用する際スロットまで達しない。弾性物体は圧縮されない状態で漏斗状部分２８に挿入され、この部分２８を通過する際軸方向に対して直角な方向に圧縮され、幾分長くなる。物体１３はその後チューブを通じて、例えば、端部に圧力板３０の付いた棒２９によって反対方向に押し込まれる。物体１３の内側端部表面がチューブ２７の内部開口３１に達すると、棒２９はこの位置で固定され、チューブ２７は短い距離だけ、すなわち矢印Ｃ（図１１）の方向に引き抜かれる。物体１３は圧力板３０によって棒の運動に付随することを妨げられる結果、チューブが引き抜かれるときチューブ２７から出る。そこで物体は図１１に見られるように軸方向と横の方向に自由に膨張するが、図11では物体13が部分的に押し出されている。チューブは、弾性物体１３全体がチューブから出て膨張するのに十分なだけ引き抜かれる。膨張した状態で、物体は、図３および図４に示すように、スロット壁と隣接するケーブル・リードスルー６の両方を圧迫する。次とそれ以降の弾性物体について同じ手順が繰り返され、チューブは次第にスロットから引き抜かれる。図１１と同じ位置を示す図１２は、弾性物体を押し込む代替方法を示す。ここでは圧力棒２９の代わりに加圧流体、例えば、圧縮空気が使用される。物体１３がその位置に挿入されると、チューブの外側端部は気密性蓋３２で密閉され、それを通じて圧縮空気導管３３がチューブの内部に通じる。弁３４が開かれると、空気が物体１３をその位置に押し込み、その後チューブ２７は上記で説明されたように引き抜かれる。物体１３がチューブを通じて押し込まれる際の摩擦を低減するため、例えば、タルカムパウダーまたは窒化ホウ素で物体を潤滑することが適切である。また、チューブの内面を潤滑することもある。上記で説明された何れかの代替案による方法は、この空間中のすべての弾性物体が同じ方向から挿入される場合について説明された。しかし、約半分を１つの方向から挿入し、残りを固定子のもう一方の端部から挿入することも可能である。代替実施形態では、図１９は、固定子スロット１の１つを通るケーブル６のリードスルーを示すが、図はその軸方向の伸びを示す。ケーブル用支持部材１１２が規則的な間隔で配置されている。支持部材間の間隔が、特に周波数範囲１００Ｈｚの信号が抑圧されるように選択される結果、ケーブル１メートル当たりの支持部材の数は約２〜４個となる。図２０は、機械休止中のこの支持部材１１２を拡大された縮尺で示す。支持部材１１２は変形可能で、適切には弾性で、好適にはゴム製である。前記適用業務では、「ゴム」にはゴム状の特性を有する他の材料が含まれる。ゴム要素１１２は環状で、スロット５の壁の、深さ約５ｍｍの環状くぼみ１１３に適用される。環状リング１１２はくぼみ１１３の底部に接着される。機械休止時とケーブルの巻線中、ゴム・リングはケーブル６の低温時直径にほぼ対応するか、または幾分大きい内径を有する。外形はくぼみ１１３の直径に対応し、その長さは約１０〜１５ｍｍである。固定子が巻かれるとき、ケーブル６は軸方向にスロットに挿入される。スロットはケーブルの直径より大きい幅を有し、運転中高温になるときケーブルの膨張を許容する。ケーブルは各ゴム・リング１１２の開口を通じて引っ張られるので、スロットの中心に位置決めされる。すなわち、ケーブルがスロット５の壁に直接接触することが防止されるので、積層材がケーブルの外部シースを損傷する危険はない。考慮される種類の高圧ケーブルは比較的剛体であるので、１つのゴム・リングから次のゴム・リングに通過する際中心位置に案内される。ケーブルは巻線の際潤滑され、ゴム・リングの通過を容易にする。ケーブルが入る側の穴の側面でゴム・リングがわずかに傾斜することや、ケーブルの先端がわずかに円錐形になるようにわずかに傾斜することがある。機械が運転中の場合ケーブル６は銅のコアの熱のため膨張する。するとゴム・リングは図５に示すように圧縮される。スロット５の幅は、運転中ケーブルがスロット壁に軽く当接するまで膨張するよう選択される。その時ゴム・リング１１２はくぼみ１１３の中で圧縮されるが、くぼみはこれを許容する十分な深さを有している。ゴム・リング１１２の内径はスロット幅とほぼ同じである。この位置ではケーブルは１メートル当たり２〜４カ所で堅固に締め付けられるが、中間ではスロット壁に比較的ゆるく置かれている。図２０ではゴム要素１１２は必ずしも三角形断面を有する必要はない。図２０および図２３は、ゴム要素の２つの代替実施形態を示す。図２２では、要素１１２ａは、ケーブル６に面する２つの傾斜した表面１１４によって形成される正三角形部分を有するので、先端１１５の（円形の線に沿って）接触する。傾斜した表面１１４によってケーブルの挿入が容易になる。図２３では、断面に対応する三角形部分を有するが、１つの傾斜した表面１１４ｂだけがケーブルが挿入される方向に面する。接触は要素の１つの側面の先端１１５ｂで得られる。しかし、運転中、要素の圧縮の結果、ある程度の横方向の伸びを有する表面とも接触が発生する。要素の断面の他の代替形状の中で、これは短い側面がケーブルに面する台形形状を有するか、ケーブル方向に凸形表面を有する形状である。本発明によるゴム・リング１１２は、ケーブルの外部半導体層を損傷する危険なしに巻線中ケーブルを容易に引っ張れるようにし、運転中損傷を与えるような振動を回避する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号９７００３６３−６ (32)優先日平成９年２月３日(1997．2．3) (33)優先権主張国スウェーデン（ＳＥ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者ジョナス，イヴァンスウェーデン．エス―723 55 ヴェステロス，ヘルモズヴェグ９ (72)発明者カルステンセン，ペータースウェーデン．エス―141 42 フディンゲ，スヨヴェゲン 62

Claims

【特許請求の範囲】１．固定子（１）のスロット（５）を通じて引っ張られた巻線（６）を有する前記固定子を含む回転電気機械であって、少なくとも１つの巻線（６）が少なくとも２つの半導体層（３２、３４）を含む絶縁システムを含み、各層が本質的に等電位の表面を構成し、これらの層（３２、３４）の間の固体絶縁材（３３）をも含むことと、複数の弾性変形可能物体（１３、１１２）が前記巻線の少なくとも１つのケーブル・リードスルーに沿って配置され、前記物体（１３、１１２）が圧力によって前記ケーブル・リードスルーに当接するよう配置されることとを特徴とする機械。２．請求項１に記載の機械において、前記層（３２、３４）の少なくとも１つが前記固体絶縁材（３３）と本質的に同じ熱膨張係数を有する機械。３．請求項１または請求項２に記載の機械において、前記ケーブル（６）が複数のより線部分（３１）を有するコアを含む種類のものである機械。４．請求項１−請求項３に記載の機械において、前記ケーブル（６）が２０〜２００ｍｍの範囲内の直径と４０〜３０００ｍｍ²の範囲内の導体面積を有する機械。５．請求項１−請求項４の何れかに記載の機械において、各物体がそれぞれケーブル・リードスルー（６）のすぐ近くに配置されている機械。６．請求項５に記載の機械において、各弾性物体が圧力によって２つの隣接するケーブル・リードスルーに当接するよう配置されている機械。７．請求項５−請求項６に記載の機械において、前記スロット（５）が半径方向に交互に狭い部分（８）と幅広い部分（７）を有する機械。８．請求項７に記載の機械において、前記スロットを通じた任意の半径方向断面で、狭い部分（８）の前記スロットの向かい合う壁の１つが前記スロットの中央方向の湾入を有する断面を有し、前記物体（１３）が前記湾入に向かい合って位置する反対側の壁に当接するよう配置される機械。９．請求項８に記載の機械において、前記湾入に向かい合う前記壁の断面が平坦で、前記スロットの前記隣接する幅広い部分（８）との共通接線からなる機械。１０．請求項５−請求項９の何れかに記載の機械において、各物体（１３’）が軸方向断面でほぼ凸状の輪郭を有する機械。１１．請求項１−請求項８の何れかに記載の機械において、各物体（１３）が半径方向断面で円形輪郭を有する機械。１２．請求項１−請求項９の何れかに記載の機械において、前記物体（１３）が好適にはシリコンゴム製である機械。１３．請求項５−請求項１２の何れかに記載の機械において、前記物体（１３）が中空で、その中を通る空隙を有し、隣接するケーブル・リードスルーと平行に延びる機械。１４．請求項１−請求項４の何れかに記載の機械において、前記変形可能な物体（１１２）が、前記ケーブル（６）の周囲に配置され、それを取り巻き前記スロット（５）の前記壁に当接する支持部材である機械。１５．請求項１４に記載の機械において、各支持部材（１１２）が前記スロット壁の環状くぼみ（１１３）に配置される機械。１６．請求項１５に記載の機械において、各支持部材（１１２）が環状ゴム要素の形態であり、前記スロット（５）の前記壁に接着される機械。１７．請求項１６に記載の機械において、前記ゴム要素（１１２）が２０〜６０ｃｍの間隔で配置され、変形していない状態で、前記機械の休止時に前記ケーブル（６）の外径にほぼ対応する内径を有する機械。１８．請求項１に記載の種類の回転電気機械を製造する方法であって、前記固定子が高圧ケーブルで巻かれることと、複数の弾性物体が前記スロットの少なくとも１つに軸方向に挿入されることとを特徴とする方法。１９．請求項１８に記載の方法において、前記物体が、前記固定子が巻かれた後挿入され、隣接するケーブル・リードスルーと前記スロット壁の１つとの間に形成された空間に挿入される方法。２０．請求項１９に記載の方法において、各物体が前記スロット中の定位置に挿入された後軸方向に対して横方向に膨張させられる方法。２１．請求項１３に記載の方法において、前記物体が弾性で、軸方向に圧縮されることによって膨張させられる方法。２２．請求項２１に記載の方法において、端部止めを備えた棒が前記空間に軸方向に挿入され、各物体が軸方向の穴を備え、第１の物体が前記棒に通され前記端部止めに達するまで前記スロットに挿入され、その後前記物体が膨張して前記スロット壁と前記隣接するケーブル・リードスルーの両方に当接するまで軸方向圧力が前記物体に加えられ、その後前記物体がこの位置に固定され、次の物体が前記第１の物体によって妨げられるまで同じ方法で挿入され、その後第２の物体も圧縮されて固定された後さらに追加される物体が同じ方法で挿入される方法。２３．請求項２０に記載の方法において、前記物体が弾性で、圧縮された状態で軸方向に垂直に挿入され、前記圧縮を開放することによって膨張させられる方法。２４．請求項２３に記載の方法において、チューブが前記空間に挿入され、前記チューブが無負荷状態の前記物体より小さい断面積の内部断面を有し、第１の物体が圧縮されて前記チューブに挿入され、その後前記チューブが短い距離だけ引き抜かれる一方前記物体は定位置に保持されるので軸方向に対して直角な角度に膨張することが許容され、その後他の物体が同じ方法で挿入される方法。２５．請求項２４に記載の方法において、前記物体が機械的補助を使用して挿入される方法。２６．請求項２４に記載の方法において、前記物体が加圧流体の補助によって挿入される方法。２７．請求項２４−請求項２６の何れかに記載の方法において、前記チューブがその外部端部に漏斗状部分を有する方法。２８．請求項１８に記載の方法において、前記物体が軸方向に貫通する空隙を有し、前記物体が互いに一直線に配置され、その後高圧ケーブルが、支持部材として機能する前記物体に挿入することによって巻かれる方法。２９．請求項２８に記載の方法において、多数の環状くぼみが互いに軸方向に一直線に位置する前記固定子スロットの中に作られ、前記支持部材の１つが各くぼみに適用される方法。３０．請求項２９に記載の方法において、各支持部材が環状ゴム要素として挿入され、前記スロット壁に接着される方法。３１．請求項３０に記載の方法において、前記ゴム要素が２０〜６０ｃｍの相互間距離をもって適用され、各ゴム要素が、変形しない状態で、前記機械の休止時の前記ケーブルの外径にほぼ対応する内径を有する方法。３２．請求項２９−請求項３１の何れかに記載の方法において、前記ケーブルが前記支持部材に挿入されるとき潤滑剤が使用される方法。