JP2003518907A - 回転する電気機械の導体又は導体束を流動床焼結によって高品質で絶縁するための方法 - Google Patents

回転する電気機械の導体又は導体束を流動床焼結によって高品質で絶縁するための方法

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JP2003518907A
JP2003518907A JP2001548505A JP2001548505A JP2003518907A JP 2003518907 A JP2003518907 A JP 2003518907A JP 2001548505 A JP2001548505 A JP 2001548505A JP 2001548505 A JP2001548505 A JP 2001548505A JP 2003518907 A JP2003518907 A JP 2003518907A
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バウマン トーマス
ニエンブルク ヨハン
ソプカ イェルク
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、回転する電気機械の導体又は導体束を流動床焼結によって高品質絶縁するための方法であって、流動床焼結タンク内で連続的な浸漬段階中に内側コロナシールド、絶縁及び外側コロナシールドを、それぞれ≦0.2mmの層厚で施すようになっている方法に関する。焼結及び硬化は、約200℃の温度で行われるので、このような、回転する電気機械の導体又は導体束の絶縁に課せられた要求を満たす材料が使用される。さらにまたこの製造方法、特に各層の選択された層厚によって、欠陥のない個別層が得られるので、そうでなければ絶縁体の損傷を生ぜしめる原因となる部分放電が発生することはない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 技術分野 本発明は、回転電気機械の絶縁体の分野に関する。特に、本発明は、回転機械
においてステーターコイル、転位導体および励起導体の形で使用される導体また
は導体束を高品質で絶縁体する方法に関する。
【0002】 従来の技術 従来、回転電気機械の導体または導体束のための絶縁体の分野においては、種
々の方法が用いられている。
【0003】 1つの方法の場合、ガラス繊維担体およびマイカ紙からなるテープは、所望の
絶縁体の厚さが得られるまで、ステーター導体上に層状で螺旋状に巻き付けられ
る。エポキシ樹脂中での引続く含浸によって、残留する空気は、こうして得られ
た絶縁体コイルから追い出され、テープ層は、接着される。適当な形での硬化に
よって、絶縁体は、その最終的な形を維持する。この方法の場合には、マイカ小
板は、製造に応じてテープ方向に整列されており、その結果、このテープから完
成された絶縁体中で導体表面に対して平行なマイカ小板の整列が生じる。いわゆ
る「レジンリッチ:Resin rich」技術の場合、棒状体のホットプレスにより固定
するB−状態のエポキシ樹脂がテープに混合される。
【0004】 更に、欧州特許出願公開第0660336号明細書の記載から公知の方法によ
れば、ステーター導体は、マイカを充填した熱可塑性プラスチックからなるテー
プで巻き付けられる。この場合、固着および成形は、巻き付けられたステーター
導体をホットプレスすることによって行なわれ、この場合には、空気の追い出し
、熱可塑性樹脂の溶融およびコイル層の接着が生じる。この方法の場合も、マイ
カ小板は、導体表面と平行になるように整列している。しかしながら、この方法
の場合に完全な空気の絞り出しは行われない。空気で満たされた空隙及び孔が残
留し、その中で電圧をかける場合にnC又はそれを以上の範囲内で部分的放電が
生じる。
【0005】 最後に、ステーター導体の絶縁は、米国特許第5650031号明細書の記載
と同様に熱可塑性樹脂を用いた押出成形によって充填剤なしに、即ちマイカなし
でも行うことができる。
【0006】 しかしながら、回転電気機械のための絶縁すべき導体は、多くの場合にバー(
棒)またはコイルの形でまさに複雑に形成された造形物である。導体の真っ直ぐ
の部分は、機械のステーターの溝中に存在する。この場合、導体の湾曲した部分
は、隣接したバーおよびコイルとの相応する結合の後にコイル頭部を形成し、こ
のコイル頭部は、両端部でステーターから突出している。真っ直ぐの部分の長さ
は、大型の回転機械の場合には6mを超えることができる。これまで、問題とさ
れているのは、通常、絶縁部と導体が異なる熱膨張係数αを有し、この熱膨張係
数により、時間の経過において熱応力のために、絶縁部の剥離によって生じる空
隙によって絶縁部内に欠陥個所が生じ得ること、および絶縁部の製造の際に欠陥
個所、例えば空気の封入が生じることである。この種の欠陥個所には、絶縁部に
損傷をまねく部分放電が起こり得る。この場合、通常、100nCの範囲の部分
放電活性が一般的である。
【0007】 機械の絶縁部を確実に運転することは、従来では、この部分放電活性を考慮に
入れてこれまで電界方向に対して垂直方向に配向されたマイカ小板のバリヤ効果
によってのみ可能であった。それによって、空隙からなる貫通路の形成が阻止さ
れる。この場合には、一般に2.5〜2.75kV/mmは、持続的に許容され
る運転電界強さの上限と見なされる。しかし、この種の最大値は、中圧絶縁体ま
たは高圧絶縁体の別の絶縁システムよりも部分的に明らかに卓越している。
【0008】 即ち、例えば連続運転のための電界強さの最大は、酸化アルミニウムにより充
填されたエポキシ樹脂がガス絶縁された回路に使用されているような支持絶縁体
において4kV/mmであり、ポリエチレンが使用されているような高圧ケーブ
ルのための電界強さの最大は、約12kV/mmである。このような従来の絶縁
システムは、運転負荷下に部分放電を発生させないことが共通している。
【0009】 しかも、本質的には、現在使用されている、マイカを使用しながらの従来の方
法および材料は、既に30年以上経過しているので、この公知技術水準をさらに
展開することによって、最高に向上された改善を期待すべきである。しかし、こ
の公知技術水準をさらに展開することにより、公知技術水準と比較して少ない通
過時間および僅かな完成費で製造することができ、ならびに環境保護的で、即ち
溶剤もなく、放出もなく、特殊な塵芥の発生もないように製造することができ、
かつ欠陥個所を含まないかまたは欠陥個所の場合に部分放電を生じない、より高
品質な絶縁体を開発することは、殆んど不可能であるように思われる。
【0010】 発明の開示 従って、本発明の課題は、高品質を有し、僅かな通過時間および少ない完成費
で製造することができ、ならびに環境保護的に製造することができる、導体また
は導体束のための高価値の絶縁体を製造する方法を得ることである。
【0011】 本発明によれば、この課題は、請求項1の特徴を有する導体または導体束を高
品質で絶縁するための方法によって解決される。本発明の好ましい他の態様は、
従属請求項に記載されている。
【0012】 試験および運転による負荷下に部分放電を生じうる欠陥個所のない導体または
導体束を高品質で絶縁体するための前記の本発明による方法によれば、整列した
マイカ小板は、もはや不必要である。それによって、製造方法の選択ならびに絶
縁のための材料の選択が簡易化される。それというのも、40質量%を超える濃
度でのマイカの混入は、多くのポリマーの場合に問題となるからである。
【0013】 図面の簡単な説明 以下に本発明を図示の実施例を用いて詳しく説明する。
【0014】 図1は、本発明の第1実施例による方法の主要な方法段階、 図2は、本発明の第2実施例による方法の主要な方法段階、 図3は、本発明による方法の経過を示すフローチャートを示す。
【0015】 発明を実施するための最良の形態 以下に、回転する電気機械の導体又は多導体のための高品質の絶縁体を製造す
るための方法について詳しく説明する。この場合、まず絶縁体の基本的な構造、
次いで本発明の方法について詳しく説明する。
【0016】 本発明の方法によって形成された絶縁体は、3つの層より成っている。第1の
層は、導電性の又は半導電性の充填されたポリマーより成る内側コロナシールド
を形成している。この場合、上側に続く絶縁層のポリマー材料と良好に結合する
ポリマーが使用される。有利には、絶縁層に使用されたポリマーと同じポリマー
が使用される。
【0017】 内側コロナシールドは、高圧ケーブルにおけるように、電気的及び機械的な限
界層を減結合するという課題を有している。内側コロナシールドは、電気的に、
その下側に存在する機械的な導体と同じ電位を有しているので、この内側コロナ
シールドは電気的な導体の一部であり、これに対して機械的には、この内側コロ
ナシールドは絶縁体の一部である。これによって、絶縁スリーブと導体との間で
、熱的な相互作用に基づいて場合によっては生じる剥離は、部分放電を発生しな
い。何故ならば剥離によって電圧が低下することはないからである。
【0018】 導体及び導体束のための、このような高品質の絶縁体を製造するための本発明
の方法は、以下の要求を満たさなければならない。
【0019】 1) 一方では製造方法は、未処理バー若しくは未処理コイルつまり転位された
、非絶縁性の、強化されたバー又はコイルのそれぞれの幾何学形状とは無関係で
なければならない。
【0020】 2) この場合、絶縁は高品質でなければならない。つまり従来技術のものに対
して、約Tmax=180℃までの良好な耐熱強度を有していて、連続運転のた
めの最大電界は、約5kV/mmを損傷なしに越えることができるものでなけれ
ばならない。
【0021】 3) さらに、この方法は、未処理バー若しくは未処理コイルの公差が非常に大
きい場合でも、Δd/d<10%を有する一定の厚さの絶縁を製造できるもので
なければならない。この場合、0.3〜0.5mmの層厚を製造可能でなければ
ならない。
【0022】 4) 製造時間を短縮するために、バー若しくはコイル毎の装入時間は最大で1
〜3時間でなければならない。
【0023】 本発明の方法によって満たそうとする要求に基づいて、従来の流動床(若しく
は流動層)焼結法を出発点として考慮することができる。
【0024】 このような形式の流動床焼結法は、例えばアメリカ合衆国特許第480638
8号明細書において「合成樹脂で金属部分をコーティングするための方法及び装
置"Method and Apparatus for Coating Metal Part with Synthetic Resin"」の
タイトルで記載されている。この公知の明細書に開示された方法においては、合
成樹脂層が、金属部分の表面に塗布され、これに対して金属は、熱によって溶融
可能な合成樹脂より成る粉末状の材料内に配置されている。樹脂としては、テト
ラフルオロエチレンとエチレンとから成るコポリマー[商品名AFLEON(R ]が使用される。何故ならば、このコポリマーは、溶融温度範囲と分解温度範
囲との間の所望の狭い範囲を提供するからである。このコーティング材料は、2
60℃で正しい高い融点を有していて、その分解温度は360℃である。従って
コーティング工程中に、コーティングしようとする部分の加熱は300℃と34
0℃との間の範囲である。この方法においては、予加熱された金属部分が粉末状
のコーティング材料内にもたらされる。次いで、金属が、誘導加熱によって融点
を越える温度、しかも合成樹脂の熱による分解点の下回る温度に加熱される。こ
れによって、加熱された金属を包囲する粉末状の材料の一部は溶融し、この溶融
された部分は、合成樹脂層として加熱された金属の表面に堆積する。さらに、こ
の方法においては、液状の状態を維持するために空気が粉末状の材料内に吹き込
まれる。コーティング後に、金属部分が粉末状の材料から取り除かれる。誘導加
熱によって、その他の流動床焼結法とは異なり、1回の装入で所望のコーティン
グ厚が得られ、厚さの変動は最小である。何故ならば金属温度は誘導加熱に亘っ
て簡単に制御可能だからである。この従来の流動床焼結装置は、例えば自動車の
ためのコンプレッサの樹脂被覆されたロータを製造する際に使用される。
【0025】 これによって、流動床焼結、例えば上記方法は、今日の絶縁法におけるよりも
著しく安価な製造技術的な費用を必要とするだけである。巻き付けロボット、真
空圧縮容器、液体樹脂を冷却貯蔵するための装置等の高価な特別な装置は必要な
い。このような特別な装置は、適当な大きさの流動床焼結タンクによって置き換
えられる。これによって、投資費用の著しい低減、大きい転位バー(Robelstab)
のために約2時間の、装入作業時間の短縮、高い程度の自動化が達成される。
【0026】 しかしながら従来では、電気技術において主にワイヤ絶縁のためのに及び小型
のモータ・ステータ及びモータ・ロータをシールするために、並びに金属コーテ
ィングするために流動床焼結が用いられている。いずれの場合においても、本発
明によって設定された要求とは異なり、絶縁厚さは数10分の1mm又はそれ以
下の範囲内で変化し、電気的な負荷はわずかである。
【0027】 従って本発明の方法においては、従来の方法及び、この従来の方法において使
用された材料を、より大きい絶縁厚さ並びにより高い部分放電強度が得られるよ
うに変える必要がある。さらにこの方法は、簡単でしかもエネルギーを節約して
使用できるものでなければならない。
【0028】 従って、従来の方法を改良して、特に、欠陥のないコーティングを製造するた
めに特別な材料及び著しく高い加熱温度を必要としないようにしなければならな
い。何故ならばこのような特別な材料及び著しく高い加熱温度は製造コスト及び
エネルギーコストを高くするからである。
【0029】 本発明による方法は、図1及び図2に示されているように2つの選択的な形式
で実現される。2つの実施例において、転位バー若しくはコイル1は、コーティ
ング開始前に予加熱される。予加熱温度は、コーティング粉末の溶融温度及び架
橋結合する温度によって予め与えられる。図1に示したケースでは例えば200
℃であり、それによって所望のコーティング温度を約20℃上回っている。この
約20℃高い温度は、コーティング装置の外で炉若しくは加熱位置からコーティ
ング装置に搬送する際に温度損失を補償するために必要である。選択的な実施例
における大きな違いは、バー若しくはコイル1を予加熱するために用いされる加
熱装置の形式である。図1に示した実施例においては炉加熱装置2aが使用され
ており、これに対して図2に示した実施例においては電気加熱装置2bが使用さ
れている。この電気加熱装置2bは、バー若しくはコイル1に直接接続されてい
る。この電気加熱装置2bは、導体を包囲する中周波コイル又は高周波コイルに
よる誘導式加熱装置として、又はバー若しくはコイルを直流電圧又は低電圧に接
続することによる抵抗式加熱装置として実現される。
【0030】 別の特別な実施例によれば、コーティング粉末を静電的に荷電させることがで
きる。このような形式でバー若しくはコイルにコーティング粉末を、特に縁部領
域において良好に付着させることができる。特にこのような形式で縁部領域にお
いて高められた絶縁体厚さが得られる。
【0031】 絶縁形成は、本発明の方法においては層状に行われる。コーティングするため
に、予加熱されたバー若しくはコイル1(下降装置4に固定されている)が、流
動床タンク3内に浸される。この場合、流動床タンク3の直径及び深さは有利に
は、バー若しくはコイルが浸される際に、流動床壁部に対して少なくとも50m
mの間隔を保って、完全に浸入されるように選定されている。コーティングの層
厚は、流動床タンク3内でのバー若しくはコイル1の滞在時間によって制御され
る、特殊なコーティング材料並びに高い製造温度を用いることなしに、しかも、
部分放電が発生し得る欠陥個所を形成する気泡の封入を避けるために、浸漬時間
を、1回の浸漬作業毎に得られる層厚が0.2mmを越えない程度、有利には約
0.1mmとなる程度(これは約1〜5秒の浸漬時間に相当する)に選定されて
いる。流動床タンク3内で粉末を均一化して、一様なコーティングを得るために
、流動床タンク3は付加的に撹拌、振動されるか又は流動床タンク3に超音波が
導入される。
【0032】 別の手段として、流動床タンク3は高電圧電極(図示せず)を備えていてもよ
い。この高電圧電極は、粉末粒子を静電的に荷電する。粉末の荷電は、本発明に
よる方法においては必ずしも必要ではないが、絶縁しようとするバー若しくはコ
イルの先端及び縁部に、居所的に電界の過剰に高い箇所が発生することに基づい
て、材料が過剰に供給される、という利点を有している。これは、これらの箇所
において運転中にも、磁界の強さが高められ、経験に基づいてこの箇所で絶縁が
破壊されることが分かるので、有利である。
【0033】 浸漬過程後に、完全な溶融、混合を得るために、並びにもはや流れ出さない程
度の架橋構造を得るために、十分な時間が与えられる。従って粉末のゲル化時間
についての後述の説明が重要となる。
【0034】 浸漬過程は、転位バーのバー孔が懸架部として使用される。バーの付加的な懸
架又は支持は、流動床焼結法では実現され得ない。何故ならば付加的な懸架又は
支持箇所では、コーティングが行われないからである。従って流動床焼結法は、
約3mまでの長さを有する比較的短いバーに限定される。何故ならばそれよりも
長いバーは大きく撓むからである。これは、10mまでのバー長さを有する、タ
ービン発電機の転位バーを絶縁するために、このような方法を使用する場合に不
都合である。これに対してモータは非常に短いので、本発明による方法は今日の
すべての標準的なモータに使用することができる。この場合、モータコイルは、
絶縁されていないコイル孔内をコーティングする際に、固定される。コイル孔は
、絶縁されないように維持する必要がある。何故ならば、そうでないと、ステー
タにコイルを組み込むために必要とされるコイルの変形性がもはや保証されるな
くなるからである。
【0035】 本発明のその他の特別な実施例によれば、本発明による方法は、付加的にモー
タコイルをステータに完全に組み込んで絶縁した後で、従来では露出されていた
コイル孔(coil eyelet)を絶縁するためにもの用いられる。このために、モータ
ステータは垂直に設置され、コイルが電気的に加熱される。次いで、下側のコイ
ル端部のコイル孔が、コイル端部を流動床タンク内に浸すことによってコーティ
ングされる。次いで、ステータは180゜回転されて、他方のステータ端部のコ
イル孔がコーティングされる。
【0036】 絶縁のための材料としては原則として、熱的に架橋結合可能なすべてのプラス
チック、いわゆる熱可塑性プラスチックが使用される。このような使用において
必要とされる、180℃までの、絶縁の熱的な適正は、エポキシ材料によって最
適に満たされる。エポキシ材料は、少なくとも1つの、架橋されない樹脂と少な
くとも1つの硬化剤(これに促進剤、ピグメント等の添加剤を加える)と、無機
充填剤との混合物から成っている。この混合物は少なくとも50℃で硬化する。
樹脂及び硬化剤の化学的な組成に応じて、溶融温度、硬化温度並びにガラス転移
温度Tが変化する。機械的な強度及び誘電的な強度の温度変化は、ガラス転移
温度Tに密接に関係している。絶縁を熱等級Hにおいて行いたい場合には、こ
のガラス転移温度Tは、有利には150℃〜200℃の間の範囲内である。ガ
ラス転移温度が200℃よりも著しく高い場合には、これは一方では実現するの
が困難であり、他方では、室温において非常に脆い材料が形成されることになる
。流動床焼結のための大量生産された、エポキシをベースにした等級Hの特別な
粉末は、充填された状態でも充填されていない状態でも市販されている。
【0037】 前記のような気泡が封入されていないものは、塗布厚さなどのプロセスパラメ
ータだけに基づくのではなく、材料特性にも基づいている。
【0038】 重要なことは、エポキシが流動状の状態で、良好な混合を得るために十分に低
い粘性を有しているということであり、ゲル化時間が、気泡を形成するすべての
不純物が気化される程度に十分に長いというということである。このような長い
ゲル化時間に関する要求は、従来の粉末コーティングの傾向に逆行するものであ
る。従来の粉末コーティングは、薄膜コーティングの際に長い通過時間を得るた
めに、ゲル化時間が促進剤を添加することによって、所望に低く、例えば典型的
な場合には15秒に調節されるようになっている。しかしながら促進剤の添加を
少なくすることによって、市販の粉末のゲル化時間は、困難なしに、時間≧40
秒(このような使用のためには十分に長い)にすることができる。
【0039】 コーティング用粉末における粘性は、大抵の場合、別個の値として測定され、
規定されない。その代わり、粘性及びゲル化時間から得られるいわゆる経過が規
定される。経過>30mmであれば、気泡のない層が得られる。
【0040】 無機質の充填材を充填することは、コストの低減、沿面放電に対する耐性の改
善、熱的な膨張率の減少、絶縁体の熱伝達の改善のために望まれている。全混合
における充填剤の割合は、5〜50質量パーセント、有利には充填剤の閉じた密
度に関連して4g/cmである。一般的な充填材料は、例えば粒度10μm(
平均粒度d50)を有するチョークダスト、シリカ粉、ウォラストナイト、タル
クである。スプレーパウダーを製造するために、充填剤は樹脂、硬化剤その他の
添加剤と混合され、調製される。次いでこの調製された製品が挽かれて粉末にさ
れる。
【0041】 このような粉体製造プロセスは、一般的に鋼又は硬質合金(モース硬さ5〜6
)より成る装置で行われる。硬い充填剤例えばシリカ粉を使用することによって
、有利にはサブミリ(sub−mm)範囲内の切粉状態の金属的な摩耗が生じる
。この切粉が絶縁に入れられ、その針に似た形状に基づいて局所的に非常に強く
高められた電気的な電界強さが得られる。この電界強さから経験に基づいて電気
的な破壊が得られる。この摩耗は、「柔軟な」充填剤(モース硬さ≦4)例えば
チョークダストを用いることによって及び/又は例えばd50<<1μmを有す
る微細な充填剤、例えばクレー、SiO、ZnO又はTiOを用いることに
よって避けられる。
【0042】 このような形式の微細な充填剤はさらに、中空室又は金属の封入物等の欠陥個
所が存在した場合でも、アメリカ合衆国特許第4760296号明細書にJohnst
on(ジョンストン)その他によって、又はドイツ連邦共和国特許第403797
2号明細書に開示されているように、電気的な破壊が避けられるか又は少なくと
も非常に遅らせることができる。これら2つの公知の明細書においては、耐用年
数を高める作用が、粗い充填材を、ナノメートル範囲の粒度(0.005〜0.
1μmの最大粒度)を有する充填材に全部又は一部置き換えることによって得ら
れる。しかしながら、ナノメートル範囲の粒度を有する充填材は、粉末混合物の
溶融粘度を著しく高める不都合な随伴特性(所謂チキソトロピー効果)を有して
いる。このような随伴特性は、粉末を製造する際にもまた粉末を処理する際にも
妨害となる。しかしながら、ナノメートル範囲の粒度を有する充填材は、耐用年
数を高めるための有効な選択性を提供する。しかしながら本発明による使用のた
めには、粗い充填材を完全に又は部分的に置き換えるために、約0.2μmの平
均粒度を有するTiO粉末を選択的に使用することは、溶融粘度を不都合に高
めることにはならず、それどころか、同様にナノメートル範囲の粒度を有する充
填材の形式で耐用年数を高める作用を有している。この場合、混合物全体に対す
るTiO粉末の割合は、少なくとも33%、有利には少なくとも5%である。
【0043】 内側コロナシードル及び外側コロナシールドのために使用された導電性の層は
、例えばグラファイト、カーボンブラック及び/又は金属粉末等の導電性の充填
材料を使用することによって製造される。
【0044】 以下に、電気的な導体又は導体束を絶縁するための本発明による方法について
詳しく説明する。
【0045】 この方法は次のステップを有している: 1) バー若しくはコイルを下降装置に取り付ける。
【0046】 コーティングプロセスの最初に、まず第1のステップS1でバー若しくはコイ
ルを下降装置に固定する。下降装置に固定するための保持箇所として、バーの場
合にはバー端部を、コイルの場合にはコイルの孔を用いる。バー若しくはコイル
を下降装置に確実かつ安定して保持するために、バー若しくはコイルを、コーテ
ィングの開始前に、導体を内部接着することによって又はテープを巻き付けるこ
とによって前もって固定すれば有利である(ステップS0)。
【0047】 2) バー若しくはコイルの予加熱 次いで、ステップS2において、バー若しくはコイルを予加熱する。この場合
、2つの選択的な加熱方法がある。ステップ2aでバー若しくはコイルを炉内に
挿入し、そこで所定のコーティング温度に予加熱するか、又はステップ2bでバ
ー若しくはコイルを電気的な加熱装置に接続し、この加熱装置がバー若しくはコ
イルを所望の基体温度に加熱する。
【0048】 3) 流動床焼結浴内でバー若しくはコイルを内側コロナシールドをコーティン
グする。
【0049】 第3のステップS3で、下降装置に固定された、予加熱されたバー若しくはコ
イルを、下降装置によって流動床焼結タンク3(コーティング粉末で満たされて
いる)内に下降させる。この流動床焼結タンク3は、例えば、コーティングしよ
うとするバー若しくはコイルを受容するために十分な大きさを有するタンクであ
って、コーティング粉末を収容している。この内側コロナシールドを形成するべ
きコーティング粉末は、導電性の又は半導電性のエポキシである。加熱された基
体上で、エポキシ粉末より成る層が溶し、閉じた流動状のフィルムを形成する。
この場合、内側コロナシールドのフィルム厚は、タンク内に滞在している間に亘
って調節される。
【0050】 4) バー若しくはコイルに内側コロナシールドを硬化させる。
【0051】 内側コロナシールドの所望のコーティング厚さ(例えば約0.1mm)が得ら
れると直ちに、ステップS4で下降装置がバー若しくはコイルをタンクから引き
上げる。次いでバー若しくはコイルは再び、炉によって又は電気的な加熱装置に
よって約2分加熱される。
【0052】 内側コロナシールドを被覆するための前記ステップS3及びS4は、ステップ
S0が、バー若しくはコイルを前もって硬化させるための、導電性又は半導電性
の層を備えたテープを用いない場合にだけ必要とされる。
【0053】 5) バー若しくはコイルに絶縁層を被覆する 次のステップS5で、バー若しくはコイルに本来の絶縁が施される。このため
に、バー若しくはコイルは下降装置に固定されて再び流動床焼結タンク3内に下
降される。この場合、流動床焼結タンク3内には絶縁された粉末が収容されてい
る。この場合、絶縁された粉末は、予加熱されたバー若しくはコイルに溶融され
、閉じた液状のフィルムを形成する。この流動床焼結タンク3内に、バー若しく
はコイルは、1回の浸漬作業毎に所望の層厚≦0.2mm有利には0.1mm(
つまり1秒〜6秒)が得られる迄、浸される。
【0054】 6) バー若しくはコイルの絶縁を中間硬化させる。
【0055】 次いで、溶融された絶縁粉末を含有する揮発性の成分に、この成分が揮発でき
る時間を与えるために、ステップS6で、絶縁体を約2分〜10分中間硬化させ
る。この際に、場合によっては、得られたコーティング厚に基づいて基体温度を
後調節、つまりバー若しくはコイルの温度を後調節する必要がある。基体温度を
いつ後調節する必要があるかを規定するための、表面温度の監視は無接触で行わ
れる。このような形式の無接触の測定は、例えばIR高温計を用いて、バー若し
くはコイルが流動床焼結タンク若しくは浴の外に位置する時間中に行われる。
【0056】 7) コーティングステップS5及びS6を繰り返す コーティングステップS5及びS6では一般的に所望の絶縁厚さは得られない
ので、ステップS7で、絶縁層をバー若しくはコイルに施すコーティングステッ
プが、所望の絶縁厚さが得られるまで繰り返し行われる。
【0057】 8) バー若しくはコイルに外側コロナシールドをコーティングする 絶縁層によるコーティングに続いて、絶縁層のコーティング厚さが所望の絶縁
厚さに相当することが検出されると直ちに、ステップS8で、バー若しくはコイ
ルの最後のコーティングとして外側コロナシールドが被覆される。この外側コロ
ナシールドは導電性のエポキシ(同様に粉末の形状で流動床焼結浴内に収容され
ている)より成っている。外側コロナシールドを被覆するための各方法ステップ
は、内側コロナシールドを被覆するための前記ステップS3及びS4に相当する
【0058】 9) バー若しくはコイルの後硬化 次いで行われるステップS9として、バー若しくはコイルをコーティングする
際に、このコーティングは、その強度を高めるために炉内で又は電気的な加熱装
置で約20分〜60分硬化される。
【0059】 これによって、本発明は、簡単かつ安価な形式で、特別な装置を必要とするこ
となしに、導体又は導体束を欠陥個所なしに絶縁することができる。
【0060】 要約すれば、本発明は、回転する電気機械の導体又は導体束を流動床焼結によ
って高品質絶縁するための方法であって、流動床焼結タンク内で連続的な浸漬段
階中に内側コロナシールド、絶縁及び外側コロナシールドを、それぞれ≦0.2
mmの層厚で施すようになっている方法に関する。焼結及び硬化は、約200℃
の温度で行われるので、このような、回転する電気機械の導体又は導体束の絶縁
に課せられた要求を満たす材料が使用される。さらにまたこの製造方法、特に各
層の選択された層厚によって、欠陥のない個別層が得られるので、そうでなけれ
ば絶縁体の損傷を生ぜしめる原因となる部分放電が発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例による方法の主要な方法段階を示す概略図である。
【図2】 本発明の第2実施例による方法の主要な方法段階を示す概略図である。
【図3】 図3−1及び図3−2は、本発明による方法の経過を示すフローチャートであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ヨハン ニエンブルク ドイツ連邦共和国 ハイデルベルク ブル クシュトラーセ 40 (72)発明者 イェルク ソプカ ドイツ連邦共和国 シュヴェッツィンゲン ブーヘンヴェーク 17アー Fターム(参考) 5H615 AA01 BB01 PP01 PP12 RR05 SS24 SS31 TT03

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転する電気機械の導体又は導体束を高品質で絶縁するため
    の方法であって、次のステップを有している: (S1)コーティングしようとする導体又は導体束を下降装置に取り付け、 (S2)導体又は導体束を所定の基体温度に予加熱し、 (S3)下降装置によって流動床焼結タンク内に下降させて、層厚≦0.2m
    mが得られるまで第1のコーティング粉末で、導体又は導体束に内側コロナシー
    ルドをコーティングし、 (S4)所望のコーティング厚さが得られると直ちに、導体又は導体束を下降
    装置によって流動床焼結タンクから取り出し、加熱によって内側コロナシールド
    を硬化させ、 (S5)下降装置によって流動床焼結タンク内に下降させることによって、層
    厚≦0.2mmが得られるまで第2のコーティング粉末で導体又は導体束にコー
    ティングを施し、 (S6)導体又は導体束を流動床焼結タンクから取り出した後で、導体又は導
    体束の絶縁層を加熱によって中間硬化させ、 (S7)多数の絶縁層膜より成る所望の絶縁層厚が被覆されるまで、前記コー
    ティングステップS5及びS6を繰り返し行い、 (S8)導体及び導体束に、前記ステップS5及びS6に従って外側コロナシ
    ールドでコーティングを施し、この際に、流動床焼結タンク内に第3のコーティ
    ング材料を収容し、 (S9)導体又は導体束の絶縁全体を加熱によって硬化する、 ことを特徴とする、回転する電気機械の導体又は導体束を流動床焼結によって
    高品質で絶縁するための方法。
  2. 【請求項2】 導体又は導体束として、例えば導体バー、転位バー又はコイ
    ルを用いる、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 導体又は導体束をコーティングする前に、導体を内部接着す
    るか又は、予硬化するために導体にテープを巻き付ける、請求項1又は2記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 ステップ(S0)で、半導電性又は導電性の層を有し、かつ
    同時に内側コロナシールドを形成するテープを巻き付けのために使用し、内側コ
    ロナシールドを被覆するためのステップS3及びS4を必要としない、請求項3
    記載の方法。
  5. 【請求項5】 ステップ(S2)で、基体をコーティング粉末の溶融温度を
    超える20℃に加熱する、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
  6. 【請求項6】 ステップ(S2)で、加熱を炉内で行うか、或いは、導体又
    は導体束を電気的に加熱することによって行う、請求項1から5までのいずれか
    1項記載の方法。
  7. 【請求項7】 ステップ(S2)で、電気的な加熱装置を、直流電流又は低
    周波を用いてオーム加熱によって行う、請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】 第1のコーティング粉末として導電性の又は半導電性の、熱
    的に架橋結合可能なプラスチックを使用し、第2のコーティング粉末として絶縁
    された粉末を使用し、第3のコーティング粉末として導電性の、熱的に架橋結合
    可能なプラスチックを使用する、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法
  9. 【請求項9】 導電性又は半導電性の、熱的に架橋結合可能なプラスチック
    として、B−状態のエポキシ樹脂を使用する、請求項8記載の方法。
  10. 【請求項10】 ステップS3で、加熱された導体若しくは導体束において
    コーティング粉末の溶融を行い、得られた層厚を流動床焼結タンク内の滞在時間
    に亘って、及び工作物の温度を介して制御する、請求項1から9までのいずれか
    1項記載の方法。
  11. 【請求項11】 流動床焼結タンク内の滞在時間をコーティングロボットの
    制御装置によって制御する、請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】 ステップ(S6)で、コーティングしようとする導体又は
    導体束の表面温度を測定装置によって検出し、この検出された表面温度が所定の
    基体温度を下回った時に、基体温度を後調節する、請求項1から11までのいず
    れか1項記載の方法。
  13. 【請求項13】 ステップ(S9)で、炉又は電気的な加熱装置によって加
    熱を行う、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。
  14. 【請求項14】 ステップ(S1)で、バーをバー端部で保持し、コイルを
    コイル孔で保持する、請求項2記載の方法。
  15. 【請求項15】 ステップ(S10)で、コイルにおいてはコイルの組み付
    け後に、モータステータを直立した状態にもたらし、コイルを電気的に加熱し、
    それぞれつのコイル側にエポキシをコーティングするためにコイル孔を流動床焼
    結タンク内に浸し、又はバーにおいては、モータ巻線を抵抗式に加熱し、スプレ
    ー焼結によってバーの両端部を絶縁する、請求項2又は14記載の方法。
  16. 【請求項16】 別のステップで、コーティング粉末を静電的に荷電し、そ
    れによってコーティングしようとする導体又は導体束の先端及び縁部において材
    料を増量する、請求項1から15までのいずれか1項記載の方法。
  17. 【請求項17】 コーティング粉末を静電的に荷電する段階で、静電的な荷
    電を流動床タンクに設けられた高電圧電極によって行う、請求項16記載の方法
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