【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機の固定子コイルに係り、特に高電圧回転電機における固定子鉄心のスロット部に対応する位置に設けられる低抵抗コロナシールド装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固定子鉄心のスロット部に収納して使用される回転電機の固定子コイルは、コイル導体の外周部に、耐部分放電特性に優れた例えばマイカテープなどを巻回して対地主絶縁層を形成し、さらにこの対地主絶縁層の外周部におけるスロット部に収納される部分に、固定子鉄心との間の放電を防ぐ低抵抗コロナシールド層を設け、しかる後、全体をエポキシ樹脂などの絶縁樹脂を真空加圧含浸し、さらに、加熱硬化処理を行って形成される。
【０００３】
上記コイル導体に印加される高電圧を鉄心との間で絶縁している対地主絶縁層に空隙やボイドなどの欠陥が存在すると、これらの欠陥部分で放電が発生し、対地主絶縁層の絶縁破壊や絶縁寿命に悪影響を及ぼす恐れがある。このため、上記低抵抗コロナシールド層として、液状の樹脂を透過しないフィルムテープ材を対地主絶縁層の外周部に半重ね巻きにして巻回し、加熱硬化処理するときに含侵樹脂の流出を防ぎ、対地主絶縁層にボイドなどの欠陥が極力生じないようにしている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２７６９５号公報（第４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の低抵抗コロナシールド装置を施した回転電機の固定子コイルでは、加熱硬化処理するときに含侵樹脂が貫通できない低抵抗フィルムテープを用いていることにより、対地主絶縁層の樹脂漏れによるボイドの発生は低減される。しかしながら、低抵抗コロナシールド層を形成するフィルムテープはクロスや不織布に比較して引き裂きなどに弱いため、スロット部へのコイル収納時や移動時、コイル結線時などの組立作業時に、フィルムテープ層表面やフィルムテープそのものが傷つき易い。
【０００６】
このため、低抵抗層が傷ついたり剥がれたりすることがあるほか、フィルムテープの低抵抗コロナシールド層や低抵抗フィルム自身が傷ついて絶縁部が露出した場合には、鉄心との間で放電が発生し、この放電によって絶縁露出部周囲の低抵抗コロナシールド層もダメージを受けて低抵抗コロナシールド層が消失し、さらに大きな放電が発生する恐れがあるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上述のような従来の高電圧回転電機における固定子コイルの樹脂漏れや低抵抗コロナシールド層の傷つきによって発生する放電の課題を解決するためになされたものであり、加熱硬化時の樹脂漏れを防いで低抵抗コロナシールド層直下のボイド形成を抑制するとともに、表面の低抵抗コロナシールド層の傷つきに伴う絶縁露出による放電を抑制できる信頼性の高い回転電機の固定子コイルを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機の固定子コイルは、コイル導体のまわりに巻回された対地主絶縁層の外周部にコロナシールド層を備えたものにおいて、上記コロナシールド層は上記対地主絶縁層の外周部に巻回された第１の低抵抗コロナシールド層と、この第１の低抵抗コロナシールド層の外周部に巻回された第２の低抵抗コロナシールド層からなり、これら第１および第２の低抵抗コロナシールド層の何れか一方を低抵抗フィルムテープとするようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１、図２、および図３は、この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子コイルを示すもので、図１は表面コロナシールド装置の部分を模式的に示す要部斜視図、図２はスロット部における絶縁構造を模式的に示す要部断面図、図３は図２における最外層の重ね代を変えた場合を模式的に示す要部断面図である。なお、各図を通じて、同一もしくは相当部分には同一符号を付している。
【００１０】
図に示すように、固定子コイル１は、固定子鉄心２に設けられたスロット部３に収容され、その端部はスロット部３の外側に延びている。上記固定子コイル１は、素線導体が複数束ねられた（詳細図示省略）コイル導体１１と、このコイル導体１１の周囲を覆うように巻回された対地主絶縁層１２と、この対地主絶縁層１２のスロット部３に納められる部分の外周部に巻回された低抵抗コロナシールド層１３と、上記対地主絶縁層１２のスロット部３から突出した部分に低抵抗コロナシールド層１３と連接するように巻回された高抵抗コロナシールド層１４からなっている。
【００１１】
上記低抵抗コロナシールド層１３は、固定子コイル１の表面のコロナ放電を防止するための表面コロナシールド装置として設けられたものであり、対地主絶縁層１２のまわりに巻回された第１の低抵抗コロナシールド層１３ａと、さらにその外周部に巻回された第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂからなっている。なお、４は固定子コイル１をスロット部３内に保持するための楔である。
【００１２】
表面コロナシールド層である上記第１および第２の低抵抗コロナシールド層１３ａ、および１３ｂの一方には、液状の樹脂を透過しないフィルムを基材とするテープ材が用いられ、他方には液状の樹脂の透過を許す例えばクロス、不織布などの一般的な液体透過性の薄葉材を基材とするテープ材が用いられる。
【００１３】
上記フィルム材として好ましく用いることができるものとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁性、耐熱性に優れた一般的なフィルム材を上げることができる。また、上記液体透過性の薄葉材としては、例えばガラスクロス、およびポリアミドなどの織布あるいは不織布などの一般的な絶縁材料を上げることができる。
【００１４】
また、上記液状の樹脂を透過しないフィルム材、および液状の樹脂の透過を許す薄葉材は、例えばカーボンやグラファイトなどの導電性ないしは半導電性を有する材料の粉末を混入した塗料を塗布もしくは含侵し、あるいは鉄粉、酸化鉄など鉄を主原料とした粉末などを分散させた樹脂を塗布するなどの処理を行なうことにより、導電性が付与され、低抵抗フィルムテープ、低抵抗クロステープ、および低抵抗不織布テープなどに加工して用いられる。例えば含鉄テープなども上記フィルムテープとして用いられるものである。なお、高抵抗コロナシールド層１４としては、例えば炭化珪素混入塗料などを用いて形成された従来と同様のものが特別な制限なく用いることができる。
【００１５】
次に上記構成の回転電機の固定子コイルに樹脂を真空加圧含浸および加熱硬化させるときの絶縁層について、全含浸方式による製造例について説明する。回転機固定子のコイル導体１１の周囲にマイカテープを所定回数巻回して所定の厚さにし、しかる後、固定子鉄心２のスロット部３に相当する部位に第１および第２の低抵抗コロナシールド層１３ａ、および１３ｂを形成する。またコイル端部には第１または第２の低抵抗コロナシールド層１３ａ、および１３ｂと連接して高抵抗コロナシールド層１４を形成する。
【００１６】
このように形成された固定子コイル１を固定子鉄心２のスロット部３に納め、コイル端の導体をそれぞれ接続した後、固定子鉄心２および固定子コイル１全体を一括して含浸タンク（図示省略）に入れ、含浸樹脂を真空加圧含浸する。絶縁層に充分樹脂が含浸してから含浸タンクから取り出し、加熱硬化のために乾燥炉（図示省略）に入れて全体を加熱する。乾燥炉で加熱されると固定子全体の温度が上昇するが、このとき含浸樹脂の温度も上昇する。樹脂は一般的に温度が上がると粘度が低下して流動し易くなる。含侵した樹脂の粘度が低下すると、下層部の対地主絶縁層１２に含侵された樹脂が低抵抗コロナシールド層１３を通して外部に漏れやすくなる。
【００１７】
しかし、図１、図２に示した表面コロナシールド装置によれば、第１および第２の低抵抗コロナシールド層１３ａ、および１３ｂの何れか一方が、液状の樹脂を透過しない低抵抗フィルムテープからなるため、温度が上昇して粘度が低下した樹脂は、この低抵抗フィルムテープを貫通する方向への流出が防止される。そのため、低抵抗フィルムテープからなる低抵抗コロナシールド層の下層部の少なくとも対地主絶縁層１２からは樹脂がほとんど漏れず、従って対地主絶縁層１２にボイドのない固定子コイルを得ることができる。
【００１８】
なお、図３に示すように、対地主絶縁層１２、および表面コロナシールド層１３の厚さが厚くなり過ぎないように、第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂのテープ相互の重なり幅ｗを従来の半重ねの場合より小さくして、厚さの増加を抑える構造にしても同様の樹脂漏れの効果は得られる。なおテープは、さらに具体的には例えば２５〜３８ｍｍ程度の幅のものが通常使われるが、工作の信頼性から図示の重なり幅ｗは少なくとも５ｍｍ程度を確保することが望ましい。また、同様に第１の低抵抗コロナシールド層１３ａを形成するテープ相互の重なりを小さくしても効果を損なうことはない。
【００１９】
さらに、第１および第２の低抵抗コロナシールド層１３ａ、１３ｂともにテープ相互間の重なりを小さくしても同様の効果が期待できる。なお、ここで第１、および第２の低抵抗コロナシールド層の双方をフィルムテープ層とすると、一度に両層ともに傷ついて絶縁が露出する恐れがあること、および、真空加圧含浸時には、導体近傍とともにフィルムテープの重なり部を経由しても樹脂が含浸されるが、二層のフィルムテープ層とした場合は、むしろ表面からの含浸性が著しく阻害されるため好ましくない。
【００２０】
上記のように、実施の形態１によれば、加熱硬化過程での樹脂漏れを防ぎ、低抵抗コロナシールド層直下のボイド形成を抑制するとともに、コイル表面の低抵抗コロナシールド層の傷つきに伴う絶縁露出による放電を抑制した信頼性の高い回転電機の固定子コイルを得ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２になる高電圧回転電機の固定子コイルの要部を模式的に示す断面図である。この実施の形態２では、第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂを、液体樹脂を実質的に透過しない低抵抗フィルムテープ１３Ｆによって構成し、第１の低抵抗コロナシールド層１３ａはガラスクロス、ポリアミド織布など樹脂の透過を許す基材を用いた低抵抗クロステープ、または低抵抗不織布テープによって構成したものである。
【００２２】
上記のように、第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂを低抵抗フィルムテープ１３Ｆによって形成した場合には、真空加圧含侵後の加熱硬化過程で、該低抵抗フィルムテープ１３Ｆ層に覆われる第１の低抵抗コロナシールド層１３ａと、その下層の対地主絶縁層１２からの樹脂漏れが防止される。このため、テープの重ね部に段差で形成される略三角形状の多数の小さな空間は含浸樹脂によって略完全に充填された樹脂充填部１５となり、ボイドは形成されない。
【００２３】
一方、第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂと鉄心２との間の樹脂は、やや漏れてボイド１６が形成される恐れがあるが、このボイド１６は同電位である鉄心２と第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂとで囲まれるため放電が発生することはない。また、作業時に第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂが若干傷つくようなことがあったとしても、その下層に低抵抗クロステープや低抵抗不織布テープからなる第１の低抵抗コロナシールド層１３ａが設けられているため、対地主絶縁層１２の表面が直接露出することはなく、鉄心２との間で放電が発生することは防止される。
【００２４】
また、第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂが若干傷ついた場合、傷ついた部位の直下の第１の低抵抗コロナシールド層１３ａでは、他の部位に比較して若干樹脂漏れが懸念され、樹脂漏れ防止の効果がやや減ずる恐れがあるが、低抵抗コロナシールド層が一層しかない場合に比較すると、絶縁が剥き出しにならないため、部分放電特性は大きく改善される。
【００２５】
なお、上記低抵抗フィルムテープ１３Ｆの表面に設けられる低抵抗層１７は、第１および第２の低抵抗コロナシールド層１３ａ、１３ｂの電位を固定子鉄心２と同電位とする必要があるため、図に示すように低抵抗フィルムテープ１３Ｆの両面に形成したものを用いる必要がある。なお、フィルムテープの基材は、上記実施の形態１と全く同様の、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリテトラフルオロエチレンなどのフィルム材を好ましく使用できる。
【００２６】
実施の形態３．
上記図４に示す第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂを、熱収縮性を有する低抵抗フィルムテープ１３Ｆを用いて形成した他は、実施の形態２と全く同様にして回転電機の固定子コイルを得た。なお、上記熱収縮性の低抵抗フィルムテープ１３Ｆとしては、樹脂が硬化を開始する温度よりも低い温度で熱収縮が開始する特性を持つフィルムテープ、例えば収縮性のポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、シリコンなどのフィルムテープを好ましく用いることができる。
【００２７】
上記実施の形態３によれば、含侵樹脂の硬化処理過程で固定子コイルの温度が上昇したときに、第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂとしての熱収縮性の低抵抗フィルムテープ１３Ｆが収縮することにより、テープとテープの間が密着し、第１の低抵抗コロナシールド層１３ａとその下にある対地主絶縁層１２からの樹脂漏れが実施の形態２よりもさらに効果的に防止できるという効果が得られる。
【００２８】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４になる高電圧回転電機の固定子コイルの要部を模式的に示す断面図である。この実施の形態４では、第１の低抵抗コロナシールド層１３ａを、積層方向に液状樹脂を透過しない低抵抗フィルムテープ１３Ｆによって形成し、最外層である第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂを、ガラスクロスなどを基材とする低抵抗クロステープまたはポリアミド不織布などを基材とする低抵抗不織布テープなどの積層方向に液状樹脂の透過を許すテープ層としたものである。
【００２９】
この実施の形態４においては、第１と第２の低抵抗コロナシールド層１３ａ、１３ｂ間、および第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂと鉄心２間の樹脂は、やや樹脂漏れが生じて若干のボイド１６を形成するが、第１、および第２の低抵抗コロナシールド層１３ａ、１３ｂともに鉄心２と同じ電位となるため、第１、および第２の低抵抗コロナシールド層１３ａ、１３ｂと鉄心２間に形成されたボイド１６は同電位で囲まれることになり、このボイド１６により放電が発生することはない。
【００３０】
また、上記第１の低抵抗コロナシールド層１３ａより下部の対地主絶縁層１２は、該第１の低抵抗コロナシールド層１３ａがフィルムテープで構成されているため樹脂漏れは防止される。このため、テープの段差で形成される略三角形状の多数の小さな空間は含浸樹脂によって充填された樹脂充填部１５となり、ボイドは形成されないため、この部分では部分放電は発生しない。
【００３１】
なおこのとき、第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂはガラスクロスや不織布で形成されており、フィルムテープより引き裂きなどに強いので、第１の低抵抗コロナシールド層１３ａである低抵抗フィルムテープ１３Ｆ層の機械的な保護層としても機能している。
【００３２】
上記のように、実施の形態４によれば、低抵抗フィルムテープ１３Ｆからなる第１の低抵抗コロナシールド層１３ａにより、対地主絶縁層１２のボイド発生が防止され、第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂにより、第１の低抵抗コロナシールド層１３ａを形成する低抵抗フィルムテープ１３Ｆが保護された信頼性の高い回転電機の固定子コイルが得られる効果がある。
【００３３】
実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５になる高電圧回転電機の固定子コイルの要部を模式的に示す断面図である。図に示すように、この実施の形態５では、第１の低抵抗コロナシールド層１３ａとして、片面のみに低抵抗層１７が施された低抵抗フィルムテープ１３Ｆが用いられている。なお、片面のみに低抵抗層１７を形成したフィルムテープを用いるときは、低抵抗層１７を第２の低抵抗コロナシールド層１３ｂと接触する向きに、すなわち、低抵抗層１７を外側にして巻回する必要がある。
【００３４】
上記のように、実施の形態５によれば、第１の低抵抗コロナシールド層１３ａとして用いる、低抵抗フィルムテープ１３Ｆが、片面のみに低抵抗層１７を施したものでよいので、上記実施の形態４の効果に加え、材料費を安価にできるという更なる効果が期待できる。
【００３５】
ところで上記実施の形態の説明では、液体樹脂を透過し得るコロナシールド層の基材として、ガラスクロスや不織布を用い、液体樹脂を透過させないコロナシールド層の基材として、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリテトラフルオロエチレンなどのフィルム材を例示したが、これらのみに限定されるものではない。また、熱収縮性のフィルム材、導電性ないしは半導電性を付与する材料なども、上記例示したものに限定されるものでないことは言うまでもない。その他、この発明の精神の範囲内で種々の変形や変更ができることは当然である。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、対地主絶縁層の外周部に第１および第２の低抵抗コロナシールド層を順次設け、何れか一方を液状樹脂を透過しないフィルムテープによって形成するようにしたことにより、対地主絶縁層の樹脂漏れを防いでボイド形成を抑制するとともに、コイル表面部の低抵抗コロナシールド層の傷つきに伴う絶縁露出による放電を抑制した信頼性の高い回転電機の固定子コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１による回転電機の固定子コイルの要部を模式的に示す要部斜視図である。
【図２】実施の形態１による回転電機の固定子コイルの要部を模式的に示す断面図である。
【図３】実施の形態１における最外層のテープの重ね代を小さくした回転電機の固定子コイルを模式的に示す要部断面図である。
【図４】実施の形態２による回転電機の固定子コイルの要部を模式的に示す断面図である。
【図５】実施の形態４による回転電機の固定子コイルの要部を模式的に示す断面図である。
【図６】実施の形態５による回転電機の固定子コイルの要部を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１ 固定子コイル、 ２ 固定子鉄心、 ３ スロット部、 ４ 楔、 １１コイル導体、 １２ 対地主絶縁層、 １３ 低抵抗コロナシールド層、 １３ａ 第１の低抵抗コロナシールド層、 １３ｂ 第２の低抵抗コロナシールド層、 １３Ｆ 低抵抗フィルムテープ、 １４ 高抵抗コロナシールド層、 １５ 樹脂充填部、 １６ ボイド、 １７ 低抵抗層。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stator coil of a rotating electric machine, and more particularly to an improvement of a low-resistance corona shield device provided at a position corresponding to a slot portion of a stator core in a high-voltage rotating electric machine.
[0002]
[Prior art]
The stator coil of the rotating electric machine that is used by being housed in the slot portion of the stator core is formed by winding, for example, mica tape having excellent partial discharge resistance around the outer periphery of the coil conductor to form a main ground insulating layer. In addition, a low-resistance corona shield layer that prevents discharge between the stator core and the portion accommodated in the slot portion on the outer peripheral portion of the ground main insulating layer is provided, and thereafter, the whole is coated with an insulating resin such as an epoxy resin. It is formed by impregnating under vacuum pressure and further performing heat curing treatment.
[0003]
When defects such as voids and voids exist in the ground main insulating layer that insulates the high voltage applied to the coil conductor from the iron core, discharge occurs at these defective portions, and the ground main insulating layer is insulated. There is a risk of destruction and adversely affecting the insulation life. Therefore, as the low-resistance corona shield layer, a film tape material that is impermeable to liquid resin is wound around the outer peripheral portion of the main insulating layer in a half-lap winding, and prevents the impregnated resin from flowing out during the heat curing treatment. In addition, defects such as voids are prevented from being generated as much as possible in the ground insulating layer. (For example, refer to Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-27695 (page 4, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The stator coil of a rotating electric machine provided with the conventional low-resistance corona shield device as described above uses a low-resistance film tape through which an impregnated resin cannot penetrate when subjected to heat-curing treatment. The generation of voids due to resin leakage is reduced. However, the film tape on which the low-resistance corona shield layer is formed is less susceptible to tearing than cloth or non-woven fabric. And the film tape itself is easily damaged.
[0006]
As a result, the low-resistance layer may be damaged or peeled off.In addition, if the low-resistance corona shield layer of the film tape or the low-resistance film itself is damaged and the insulation is exposed, discharge occurs between the core and the core. However, there is a problem that the low-resistance corona shield layer around the exposed insulating portion is also damaged by the discharge, and the low-resistance corona shield layer disappears, and a larger discharge may occur.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the problem of electric discharge caused by resin leakage of the stator coil and damage of the low-resistance corona shield layer in the conventional high-voltage rotating electric machine as described above. To provide a highly reliable stator coil for a rotating electric machine that can prevent resin leakage and suppress the formation of voids directly under a low-resistance corona shield layer, and can suppress discharge due to insulation exposure caused by damage to the low-resistance corona shield layer on the surface. It is intended for that purpose.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A stator coil of a rotating electric machine according to the present invention includes a stator coil provided with a corona shield layer at an outer peripheral portion of a main ground insulating layer wound around a coil conductor, wherein the corona shield layer is provided at an outer periphery of the main ground insulating layer. A first low-resistance corona shield layer wound around the first low-resistance corona shield layer, and a first low-resistance corona shield layer wound around the outer periphery of the first low-resistance corona shield layer. In this case, one of the low-resistance corona shield layers is a low-resistance film tape.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIGS. 1, 2, and 3 show a stator coil of a rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a main part of a surface corona shield device, FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part schematically showing an insulating structure in a slot portion, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part schematically showing a case where the overlap margin of the outermost layer in FIG. 2 is changed. The same or corresponding parts are denoted by the same reference symbols throughout the drawings.
[0010]
As shown in the figure, the stator coil 1 is accommodated in a slot 3 provided in the stator core 2, and its end extends outside the slot 3. The stator coil 1 includes a coil conductor 11 in which a plurality of wire conductors are bundled (not shown in detail), a main ground insulating layer 12 wound so as to cover the periphery of the coil conductor 11, The low-resistance corona shield layer 13 wound around the outer periphery of the portion accommodated in the slot portion 3 of the layer 12 and the low-resistance corona shield layer 13 connected to the portion of the ground insulating layer 12 protruding from the slot portion 3. And a high-resistance corona shield layer 14 wound as described above.
[0011]
The low-resistance corona shield layer 13 is provided as a surface corona shield device for preventing corona discharge on the surface of the stator coil 1, and includes a first coil wound around the main ground insulating layer 12. It comprises a low-resistance corona shield layer 13a and a second low-resistance corona shield layer 13b wound around the outer periphery thereof. Reference numeral 4 denotes a wedge for holding the stator coil 1 in the slot 3.
[0012]
As one of the first and second low-resistance corona shield layers 13a and 13b, which are surface corona shield layers, a tape material based on a film that does not transmit liquid resin is used, and the other is a liquid corona shield layer. For example, a tape material having a base material of a general liquid-permeable thin leaf material such as cloth or nonwoven fabric that allows resin permeation is used.
[0013]
Preferred examples of the film material include general film materials having excellent insulation and heat resistance, such as polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, and polytetrafluoroethylene. Further, as the liquid-permeable thin leaf material, for example, a general insulating material such as glass cloth and woven or non-woven fabric such as polyamide can be used.
[0014]
The film material that does not transmit the liquid resin and the thin material that allows the liquid resin to transmit are coated or impregnated with a paint mixed with a powder of a conductive or semiconductive material such as carbon or graphite. Or by applying a resin in which iron powder such as iron powder or iron oxide is dispersed as a main raw material, or the like, is applied with conductivity, thereby providing a low-resistance film tape, a low-resistance cross tape, and a low-resistance film tape. It is processed into a resistance non-woven fabric tape and used. For example, an iron-containing tape is also used as the film tape. In addition, as the high-resistance corona shield layer 14, for example, the same material as that of the related art formed using a coating material mixed with silicon carbide can be used without any particular limitation.
[0015]
Next, a description will be given of an example of a manufacturing method using a full impregnation method for an insulating layer when a resin is vacuum-impregnated and heat-cured in a stator coil of a rotating electric machine having the above-described configuration and heated. A mica tape is wound around the coil conductor 11 of the rotating machine stator a predetermined number of times to have a predetermined thickness, and then a first and a second low-resistance corona are provided at a portion corresponding to the slot portion 3 of the stator core 2. The shield layers 13a and 13b are formed. A high-resistance corona shield layer 14 is formed at the end of the coil in connection with the first or second low-resistance corona shield layers 13a and 13b.
[0016]
The stator coil 1 thus formed is placed in the slot portion 3 of the stator core 2, and after connecting the conductors at the coil ends, the stator core 2 and the entire stator coil 1 are collectively impregnated into an impregnation tank (shown in FIG. (Omitted), and impregnated with the impregnated resin under vacuum. After the insulating layer is sufficiently impregnated with the resin, the insulating layer is taken out of the impregnation tank and placed in a drying furnace (not shown) for heat curing to heat the whole. When heated in a drying oven, the temperature of the entire stator rises, and at this time, the temperature of the impregnated resin also rises. In general, as the temperature rises, the viscosity of the resin decreases and the resin easily flows. When the viscosity of the impregnated resin decreases, the resin impregnated in the lower main insulating layer 12 tends to leak to the outside through the low-resistance corona shield layer 13.
[0017]
However, according to the surface corona shield device shown in FIGS. 1 and 2, one of the first and second low-resistance corona shield layers 13a and 13b is made of a low-resistance film tape that does not transmit a liquid resin. Therefore, the resin whose viscosity has decreased due to an increase in temperature is prevented from flowing out in a direction penetrating the low-resistance film tape. Therefore, the resin hardly leaks from at least the main insulating layer 12 below the low-resistance corona shield layer made of the low-resistance film tape, so that a stator coil having no void in the main insulating layer 12 can be obtained.
[0018]
As shown in FIG. 3, the tape width of the second low-resistance corona shield layer 13b is set to a conventional value so that the thickness of the main insulation layer 12 and the surface corona shield layer 13 does not become too large. The same effect of resin leakage can be obtained even if the structure is made smaller than in the case of half-overlapping to suppress the increase in thickness. More specifically, a tape having a width of, for example, about 25 to 38 mm is usually used. However, it is preferable that the overlap width w shown in the drawing is at least about 5 mm from the viewpoint of work reliability. Similarly, even if the overlap between the tapes forming the first low-resistance corona shield layer 13a is reduced, the effect is not impaired.
[0019]
Further, the same effect can be expected even if the overlap between the tapes of both the first and second low-resistance corona shield layers 13a and 13b is reduced. Here, if both the first and second low-resistance corona shield layers are film tape layers, both layers may be damaged at once and the insulation may be exposed. The resin is impregnated not only in the vicinity but also through the overlapping portion of the film tape. However, it is not preferable to use two film tape layers because the impregnating property from the surface is rather impaired.
[0020]
As described above, according to the first embodiment, resin leakage during the heat curing process is prevented, the formation of voids immediately below the low-resistance corona shield layer is suppressed, and the insulation caused by the damage of the low-resistance corona shield layer on the coil surface is prevented. It is possible to obtain a highly reliable stator coil of a rotating electric machine in which discharge due to exposure is suppressed.
[0021]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a main part of a stator coil of a high-voltage rotating electric machine according to Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, the second low-resistance corona shield layer 13b is made of a low-resistance film tape 13F that does not substantially transmit a liquid resin, and the first low-resistance corona shield layer 13a is made of glass cloth or polyamide woven fabric. It is made of a low-resistance cloth tape or a low-resistance nonwoven fabric tape using a base material that allows resin to pass through, such as cloth.
[0022]
As described above, in the case where the second low-resistance corona shield layer 13b is formed by the low-resistance film tape 13F, the second low-resistance film tape 13F layer covered with the low-resistance film tape 13F during the heat curing process after impregnation under vacuum pressure. Resin leakage from the low-resistance corona shield layer 13a and the underlying ground insulating layer 12 is prevented. For this reason, a large number of small spaces in a substantially triangular shape formed by steps in the overlapping portion of the tape become resin filling portions 15 almost completely filled with the impregnated resin, and no voids are formed.
[0023]
On the other hand, the resin between the second low-resistance corona shield layer 13b and the iron core 2 may leak slightly to form a void 16, but this void 16 is formed between the iron core 2 having the same potential and the second low resistance. No discharge is generated because it is surrounded by the resistance corona shield layer 13b. Even if the second low-resistance corona shield layer 13b is slightly damaged during the operation, the first low-resistance corona shield layer 13a made of a low-resistance cloth tape or a low-resistance nonwoven fabric tape is provided below the second low-resistance corona shield layer 13b. Therefore, the surface of the main ground insulating layer 12 is not directly exposed, and the occurrence of discharge with the iron core 2 is prevented.
[0024]
Further, when the second low-resistance corona shield layer 13b is slightly damaged, the first low-resistance corona shield layer 13a immediately below the damaged portion is slightly more likely to leak resin than other portions, and Although the effect of prevention may slightly decrease, the partial discharge characteristics are greatly improved because the insulation is not exposed as compared with the case where there is only one low-resistance corona shield layer.
[0025]
The low-resistance layer 17 provided on the surface of the low-resistance film tape 13F needs to have the same potential as that of the stator core 2 in the first and second low-resistance corona shield layers 13a and 13b. As shown in the figure, it is necessary to use those formed on both sides of the low-resistance film tape 13F. In addition, as the base material of the film tape, a film material such as polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, or polytetrafluoroethylene, which is exactly the same as that in the first embodiment, can be preferably used.
[0026]
Embodiment 3 FIG.
Except that the second low-resistance corona shield layer 13b shown in FIG. 4 was formed using a heat-shrinkable low-resistance film tape 13F, the stator coil of the rotating electric machine was manufactured in the same manner as in the second embodiment. Obtained. As the heat-shrinkable low-resistance film tape 13F, a film tape having a property that heat shrink starts at a temperature lower than the temperature at which the resin starts to cure, for example, shrinkable polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene, A film tape such as silicon can be preferably used.
[0027]
According to the third embodiment, when the temperature of the stator coil rises during the process of curing the impregnated resin, the heat-shrinkable low-resistance film tape 13F as the second low-resistance corona shield layer 13b shrinks. By doing so, the tape is brought into close contact with the tape, and resin leakage from the first low-resistance corona shield layer 13a and the underlying ground insulating layer 12 can be more effectively prevented than in the second embodiment. The effect is obtained.
[0028]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a sectional view schematically showing a main part of a stator coil of a high-voltage rotating electric machine according to Embodiment 4 of the present invention. In the fourth embodiment, the first low-resistance corona shield layer 13a is formed by a low-resistance film tape 13F that does not transmit the liquid resin in the laminating direction, and the second low-resistance corona shield layer 13b that is the outermost layer is formed by: It is a tape layer that allows the permeation of the liquid resin in the laminating direction, such as a low-resistance cloth tape made of glass cloth or the like or a low-resistance nonwoven fabric tape made of polyamide nonwoven or the like.
[0029]
In the fourth embodiment, the resin between the first and second low-resistance corona shield layers 13a and 13b and between the second low-resistance corona shield layer 13b and the iron core 2 is slightly leaked and slightly Although the void 16 is formed, both the first and second low-resistance corona shield layers 13a and 13b have the same potential as the iron core 2, so that the first and second low-resistance corona shield layers 13a and 13b and the core 2 The void 16 formed therebetween is surrounded by the same potential, and no discharge is generated by the void 16.
[0030]
In addition, the main insulating layer 12 below the first low-resistance corona shield layer 13a is prevented from leaking because the first low-resistance corona shield layer 13a is formed of a film tape. Therefore, a large number of small spaces in a substantially triangular shape formed by the steps of the tape become the resin filled portion 15 filled with the impregnated resin, and no void is formed, so that partial discharge does not occur in this portion.
[0031]
At this time, since the second low-resistance corona shield layer 13b is formed of glass cloth or nonwoven fabric and is more resistant to tearing than a film tape, the first low-resistance corona shield layer 13a, which is the low-resistance film tape 13F layer It also functions as a mechanical protective layer.
[0032]
As described above, according to the fourth embodiment, the first low-resistance corona shield layer 13a made of the low-resistance film tape 13F prevents the occurrence of voids in the main ground insulating layer 12, and the second low-resistance corona shield. The layer 13b has an effect of obtaining a highly reliable stator coil of a rotating electric machine in which the low-resistance film tape 13F forming the first low-resistance corona shield layer 13a is protected.
[0033]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 6 is a sectional view schematically showing a main part of a stator coil of a high-voltage rotating electric machine according to Embodiment 5 of the present invention. As shown in the figure, in the fifth embodiment, as the first low-resistance corona shield layer 13a, a low-resistance film tape 13F having a low-resistance layer 17 applied to only one side is used. When a film tape having the low-resistance layer 17 formed only on one side is used, the low-resistance layer 17 is wound in a direction in which it contacts the second low-resistance corona shield layer 13b, that is, with the low-resistance layer 17 facing outward. Need to turn.
[0034]
As described above, according to the fifth embodiment, the low-resistance film tape 13F used as the first low-resistance corona shield layer 13a may be one in which the low-resistance layer 17 is applied to only one surface. In addition to the effect of the fourth aspect, a further effect that the material cost can be reduced can be expected.
[0035]
By the way, in the description of the above-described embodiment, a glass cloth or a nonwoven fabric is used as a base material of a corona shield layer that can transmit a liquid resin, and polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, or polystyrene is used as a base material of a corona shield layer that does not transmit a liquid resin. Although a film material such as tetrafluoroethylene has been illustrated, the invention is not limited thereto. Further, it goes without saying that the heat-shrinkable film material, the material for imparting conductivity or semiconductivity, and the like are not limited to those exemplified above. It goes without saying that various modifications and changes can be made within the spirit of the present invention.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first and second low-resistance corona shield layers are sequentially provided on the outer peripheral portion of the ground main insulating layer, and one of them is formed by a film tape that does not transmit the liquid resin. In addition to preventing the resin from leaking from the ground main insulation layer, the formation of voids is suppressed, and the highly reliable stator coil of the rotating electric machine, which suppresses the discharge due to the insulation exposure due to the damage of the low-resistance corona shield layer on the coil surface, is provided. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a main part of a stator coil of a rotating electric machine according to a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view schematically showing a main part of a stator coil of the rotating electric machine according to the first embodiment.
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view schematically showing a stator coil of the rotating electric machine in Embodiment 1 in which the overlap margin of the outermost tape is reduced.
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a main part of a stator coil of a rotating electric machine according to a second embodiment.
FIG. 5 is a sectional view schematically showing a main part of a stator coil of a rotating electric machine according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a sectional view schematically showing a main part of a stator coil of a rotating electric machine according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 stator coil, 2 stator core, 3 slot, 4 wedge, 11 coil conductor, 12 main insulation layer to ground, 13 low-resistance corona shield layer, 13 a first low-resistance corona shield layer, 13 b second low-resistance Corona shield layer, 13F low resistance film tape, 14 high resistance corona shield layer, 15 resin filled part, 16 void, 17 low resistance layer.
