JP2002058190A - 絶縁テープ - Google Patents

絶縁テープ

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JP2002058190A
JP2002058190A JP2000244003A JP2000244003A JP2002058190A JP 2002058190 A JP2002058190 A JP 2002058190A JP 2000244003 A JP2000244003 A JP 2000244003A JP 2000244003 A JP2000244003 A JP 2000244003A JP 2002058190 A JP2002058190 A JP 2002058190A
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Japan
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tape
coil
insulating
mica
insulating tape
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Koji Ohata
功治 尾畑
Ryozo Takeuchi
良三 武内
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明では、テープ巻付け時に皺が発生せず、
絶縁特性、生産性に優れた絶縁テープおよびこれを用い
た回転電機コイルを提供することを目的とする。 【解決手段】上記の課題は、回転電機用コイル導体に重
ね巻きする絶縁テープの基材において、テープ縦方向の
伸び率が幅方向に対し異なる基材を用いた絶縁テープを
使用することにより解決できる。また、該基材は、基材
の縦糸において、伸び率が異なる繊維をテープ幅方向に
対し配置したクロスにより実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機用コイル
の製作に用いられる絶縁テープおいて、特に、テープ縦
方向の伸び率がテープ幅方向に対し異なる絶縁テープに
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高圧回転電機の小型化、高圧化に
ともない、回転電機用コイルには皺、ボイド、クラック
などの欠陥の少ないより緻密な絶縁層が求められてい
る。同時に、生産コスト低減のため、回転電機コイル生
産工程の短縮化が求められている。
【0003】一般に、高圧回転電機用コイルの製造方式
は、樹脂含浸方法により真空加圧含浸方式とプリプレグ
方式に分けられるが、いずれも耐コロナ性に優れたマイ
カやガラスフレークなどの無機フレークと基材とをエポ
キシなどの樹脂で接着した絶縁テープをコイル導体に巻
き、含浸樹脂を硬化しコイルを製作する。図1に、絶縁
テープの巻き付け方法を示す。高圧回転電機用コイルで
は、絶縁テープ1は、テープ端部における絶縁特性の低
下を抑制するため、テープ幅の1/2あるいは2/3だ
け重ねてコイル導体2に巻き付けられる。しかしなが
ら、テープを重ね巻きする場合、図2のように、絶縁テ
ープ1の巻き進み側5と巻き遅れ側4では、テープ一層
分だけテープ巻き付け経路長が異なり、このため、テー
プ巻き付け後の絶縁層には経路長の差分だけの大きさの
皺が残留する。このような皺が絶縁層中に残留した場
合、皺部に残留したボイドにおいて部分放電が発生し、
課電寿命が低下する。また、皺部ではマイカやガラスフ
レークなどの無機フレークが電界に垂直方向に配向して
いないため、トリー劣化抑制が困難となり、課電寿命が
低下する。
【0004】従来、このような皺の発生に対し、絶縁特
性に優れたマイカやガラスフレークなどの無機フレーク
の量を多くすることにより絶縁特性の低下を抑制してき
た。また、テープ厚さを0.1〜0.3mmに規定する
ことにより、テープ巻き進み側と巻き遅れ側とのテープ
巻き付け経路長の差を一定範囲内とし、皺の大きさを抑
制してきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
例えば、特開昭63−110929号公報のように新規
構成の絶縁テープを使用し、高圧回転電機の高圧化、小
型化をする場合、前述のようなテープ構成の規定が開発
の障壁となっていた。また、絶縁テープの厚さを厚くし
テープ巻き回数を低減するなどの方法により、コイルの
生産性を向上させることも困難となっていた。
【0006】本発明では、テープ巻付け時に皺が発生せ
ず、絶縁特性、生産性に優れた絶縁テープおよびこれを
用いた回転電機コイルを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、回転電機
用コイル導体に重ね巻きする絶縁テープの基材におい
て、テープ縦方向の伸び率が幅方向に対し異なる基材を
用いた絶縁テープを使用することにより解決できる。ま
た、該基材は、基材の縦糸において、伸び率が異なる繊
維をテープ幅方向に対し配置したクロスにより実現でき
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を使用して本発明の絶
縁テープならびに、絶縁テープを用いたコイル絶縁層を
説明する。図3に本発明の絶縁テープを示す。本発明の
絶縁テープ1は、無機フレーク6とテープ幅方向に対し
伸び率が異なる基材7を樹脂で貼り合わせたものであ
る。無機フレークには、はがしマイカ、集成マイカ、ガ
ラスフレーク、アルミナフレークなどのセラミックフレ
ークを用いることができる。テープ幅方向に対し伸び率
が異なる基材は、テープ幅の半分の縦糸にポリエステル
繊維などの伸縮性に優れた繊維を使用した高伸縮性部8
と、残りの半分の縦糸にはガラス繊維、アルミナ繊維、
窒化珪素などのセラミックス繊維などの前記繊維よりも
高弾性の繊維を用いた低伸縮部9から形成される。それ
ぞれの部位のテーピングテンションに対するテープ伸び
特性の一例を図4に示す。なお、図3では、1/2重ね
巻き用の絶縁テープを示したが、2/3重ね巻きでは、
テープ幅の1/3づつテープの伸び率を変えた基材を用
いるなど、重ね巻きする幅づつテープの伸び率を変えた
基材を用いれば良い。また、本発明の絶縁テープ1は、
シート幅方向に一定の間隔で縦糸を変えた基材シートに
無機フレークシートを樹脂で貼り合わせた後、一定間隔
に切断することによっても得ることができる。
【0009】(実施例1)本発明の実施例1では、図1
において、テープ幅30mm、厚さ0.24mmであ
り、テープ幅の半分のテープ伸び率が、それぞれ、27
0kg/10mm、62kg/10mmmであるプリプ
レグマイカテープ1を、高さ20mm、幅3mm、角部
曲率半径0.2mmのコイル導体2に巻き付け、加熱加
圧成型し、コイルを製作した。ただし、テープ伸び率E
の定義は、テーピングテンションをσ〔kg/10m
m〕、テープ伸びをε〔%〕とした場合、E=100σ
/εで表される。テーピングテンションは2.7〜3.
3kg/10mmとした。
【0010】プリプレグマイカテープ1は、粒径1.3
8mmの未焼成硬質集成マイカを抄造したマイカ密度1
80g/m2のマイカシートと、15mm間隔にガラス
繊維とポリエステル繊維とを交互に縦糸に織り密度が3
6本/15mmとなるように用いた平織りクロスとを、
エポキシ当量178のフェノールノボラック100重量
部に対し3重量部の三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯
体を混合した樹脂で貼り合わせ、乾燥熟成後、幅30m
mに切断し製作した。横糸にはガラス繊維を使用し、織
り密度は18本/15mmとした。
【0011】図5に、図1のB−B‘方向に切断したコ
イル絶縁層断面図を示す。コイル絶縁層12には、マイ
カテープの皺やボイドは認められなかった。また、1
0.1kV/mmの電界下における課電寿命は、150
0時間であり、マイカ量を後述の比較例1に比し低減し
ても、同等以上の課電寿命を得ることができた。
【0012】(実施例2)本発明の実施例2では、図1
において、テープ幅30mm、厚さ0.24mmであ
り、テープ幅の半分のテープ伸び率が、それぞれ、90
0kg/10mm、62kg/10mmmであるプリプ
レグマイカテープ1を、実施例1のコイル導体2に巻き
付け、加熱加圧成型し、コイルを製作した。テーピング
テンションは2.0〜2.7kg/10mmとした。
【0013】実施例2のプリプレグマイカテープ1で
は、実施例1の基材において縦糸のガラス繊維の代わり
にアルミナ繊維を使用した。製作後のコイル絶縁層12
には、実施例1と同様に、マイカテープの皺やボイドは
認められなかった。また、10.1kV/mmの電界下
における課電寿命は、1600時間であった。以上のよ
うに、本発明では、テープ伸び率を変えても、テーピン
グテンションを調整することにより、実施例1と同様の
効果が得られる。
【0014】(実施例3)本発明の実施例3では、図1
において、テープ幅30mm、厚さ0.36mmであ
り、テープ幅の半分のテープ伸び率が、それぞれ、90
0kg/10mm、50kg/10mmmであるプリプ
レグマイカテープ1を、実施例1のコイル導体2に巻き
付け、加熱加圧成型し、コイルを製作した。テーピング
テンションは2.7〜3.3kg/10mmとした。
【0015】実施例3のプリプレグマイカテープ1で
は、マイカ密度380g/m2のマイカシートを使用し
た。また、基材には、実施例2の基材においてポリエス
テル繊維の織り密度を30本/15mmとした基材を使
用した。製作後のコイル絶縁層12には、実施例1と同
様に、マイカテープの皺やボイドは認められなかった。
また、10.1kV/mmの電界下における課電寿命
は、1800時間であった。
【0016】(実施例4)本発明の実施例4では、図1
において、テープ幅30mm、厚さ0.48mmであ
り、テープ幅の半分のテープ伸び率が、それぞれ、90
0kg/10mm、39kg/10mmmであるプリプ
レグマイカテープ1を、実施例1のコイル導体2に巻き
付け、加熱加圧成型し、コイルを製作した。テーピング
テンションは2.7〜3.3kg/10mmとした。
【0017】実施例4のプリプレグマイカテープ1で
は、マイカ密度520g/m2のマイカシートを使用し
た。また、基材の縦糸のポリエステル繊維織り密度を2
4本/15mmとした。製作後のコイル絶縁層12に
は、実施例1と同様に、マイカテープの皺やボイドは認
められなかった。また、10.1kV/mmの電界下に
おける課電寿命は、1300時間であった。
【0018】実施例3、4より、本発明を用いることに
より、従来のテープ厚さ0.1〜0.3mmよりもテー
プ厚さが厚い絶縁テープを使用しても皺なく絶縁層を製
作できる。
【0019】(比較例1)本発明の比較例1では、図1
において、テープ幅30mm、厚さ0.24mmであ
り、基材のテープ伸び率が、270kg/10mmであ
るプリプレグマイカテープ1を、実施例1のコイル導体
2に巻き付け、加熱加圧成型し、コイルを製作した。テ
ーピングテンションは2.7〜3.3kg/10mmと
した。
【0020】比較例1のプリプレグマイカテープ1は、
粒径1.38mmの未焼成硬質集成マイカを抄造した2
80g/m2のマイカシートと、ガラス繊維を縦糸およ
び横糸に用い、織り密度をそれぞれ36本/15mm、
18本/15mmとした平織りクロスを、エポキシ当量
178のフェノールノボラック100重量部に対し3重
量部の三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体を混合した
樹脂で貼り合わせ、乾燥熟成後、幅30mmに切断し製
作した。
【0021】図6に、製作後のコイル絶縁層断面を示
す。コイル絶縁層12には、マイカテープの皺13が認
められた。10.1kV/mmの電界下における課電寿
命は、1000時間であった。
【0022】(比較例2)本発明の比較例2では、図1
において、テープ幅30mm、厚さ0.24mmであ
り、基材のテープ伸び率が、270kg/10mmであ
るプリプレグマイカテープ1を、実施例1のコイル導体
2に巻き付け、加熱加圧成型し、コイルを製作した。テ
ーピングテンションは2.7〜3.3kg/10mmと
した。
【0023】比較例2のプリプレグマイカテープ1で
は、比較例1のマイカシートにおいて、マイカ密度18
0g/m2のマイカシートを使用した。製作後のコイル
絶縁層12には、マイカテープの皺13が認められた。
また、10.1kV/mmの電界下における課電寿命
は、300時間であった。
【0024】(比較例3)本発明の比較例3では、図1
において、テープ幅30mm、厚さ0.48mmであ
り、基材のテープ伸び率が、270kg/10mmであ
るプリプレグマイカテープ1を、実施例1のコイル導体
に巻き付け、加熱加圧成型し、コイルを製作した。テー
ピングテンションは2.7〜3.3kg/10mmとし
た。
【0025】比較例3のプリプレグマイカテープ1で
は、比較例1のマイカシートにおいて、マイカ密度52
0g/m2のマイカシートを使用した。コイル絶縁層1
2には、マイカテープの皺13が認められた。また、1
0.1kV/mmの電界下における課電寿命は、500
時間であった。
【0026】(比較例4)本発明の比較例4では、図1
において、テープ幅30mm、厚さ0.48mmであ
り、基材のテープ伸び率が、62kg/10mmである
プリプレグマイカテープ1を、実施例1のコイル導体2
に巻き付け、加熱加圧成型し、コイルを製作した。テー
ピングテンションは2.7〜3.3kg/10mmとし
た。
【0027】比較例4のプリプレグマイカテープ1で
は、実施例1の基材において、全ての縦糸にポリエステ
ル繊維を使用した。製作後のコイル絶縁層12には、マ
イカテープの皺13は認められなかった。しかし、テー
プ層間にボイド14が認められた。また、10.1kV
/mmの電界下における課電寿命は、700時間であっ
た。
【0028】(比較例5)本発明の比較例5では、図1
において、比較例4のプリプレグマイカテープ1を、実
施例1のコイル導体2に巻き付け、加熱加圧成型し、コ
イルを製作した。テーピングテンションは5.4〜6.
6kg/10mmとした。比較例5では、比較例4で発
生した巻き進み側5のテーピングテンション不足による
テープ間のボイド残留を抑えるため、テーピングテンシ
ョンを大きくした。この結果、図7に示すように、プリ
プレグマイカテープのマイカ面に亀裂15が生じた。1
0.1kV/mmの電界下における課電寿命は、100
時間であった。
【0029】以上の実施例のように、本発明の絶縁テー
プを使用することによりテープ巻付け時の皺が発生を抑
制することができる。また、これに伴い、絶縁特性に優
れたマイカ量を低減しても、課電寿命に優れた回転電機
用コイルを得ることができる。さらに、マイカテープの
厚さを厚くしても、皺が発生しない為、マイカテープの
テーピング回数を最大1/2にでき、工程時間を半減で
きる。
【0030】また、特に、本発明の絶縁テープでは、テ
ープ縦方向の伸び率が幅方向に対し異なるため、テープ
に一様な張力が加わり、テープ縦方向の伸び率が幅方向
に対し一様なテープに比し、ボイドやテープの亀裂のな
い均質な絶縁層を得ることができる。
【0031】
【発明の効果】本発明により、テープ巻付け時に皺が発
生せず、絶縁特性および生産性に優れた絶縁テープおよ
び回転電機コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】回転電機用コイルのテーピング工程を示す図。
【図2】テープ巻付け時における図1コイルA−A‘断
面図。
【図3】本発明の絶縁テープを示す図。
【図4】本発明の絶縁テープのテーピングテンションと
テープ伸びの関係例を示す図。
【図5】本発明の絶縁テープを使用し製作したコイル絶
縁層の図1B−B‘断面。
【図6】比較例1〜4の絶縁テープを使用し製作したコ
イル絶縁層の図1B−B‘断面図。
【図7】比較例5の絶縁テープ巻付け時に発生したテー
プ亀裂を示す図。
【符号の説明】
1…絶縁テープ、2…コイル導体、3…テープ巻付け方
向、4…巻き進み側テープ端、5…巻き遅れ側テープ
端、6…テープ縦方向の伸び率が幅方向に対し異なる基
材、7…無機フレーク層、8…テープ縦方向の伸び率が
図4の10に示す特性を有する部分、9…テープ縦方向
の伸び率が図4の11に示す特性を有する部分、10…
図3の8部のテーピングテンション−テープ伸び特性
(巻き進み側)、11…図3の9部のテーピングテンシ
ョン−テープ伸び特性(巻き遅れ側)、12…コイル絶
縁層、13…皺および皺に残留したボイド、14…テー
プ層間のボイド、15…テープ亀裂。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テープ縦方向の伸び率が、テープ幅方向
    に対し、重ね巻きするテープ幅づつ異なることを特徴と
    する回転電機用絶縁テープ。
  2. 【請求項2】 テープの基材において、伸び率の異なる
    縦糸を使用した基材を使用することにより、テープ伸び
    率を幅方向に対し変化させた請求項1の絶縁テープ。
  3. 【請求項3】 テープ厚さが0.3mmより厚い請求項
    1あるいは2の絶縁テープ。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の絶縁テープを使用して製
    作した回転電機用コイル。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109494904A (zh) * 2017-09-12 2019-03-19 发那科株式会社 转子

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CN109494904A (zh) * 2017-09-12 2019-03-19 发那科株式会社 转子
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CN109494904B (zh) * 2017-09-12 2021-03-05 发那科株式会社 转子

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