JP2006325357A - 回転電機の固定子コイル及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 対地主絶縁層11は第一及び第二の絶縁層12,13にて形成されている。例えば、素線束5にボンド処理マイカテープを1/2重ね巻にて1回巻回して第一の絶縁層12を形成し、第一の絶縁層12の上に半導電テープを1/2重ね巻にて1回巻回して半導電層15を形成する。その上にボンド処理マイカテープを1/2重ね巻にて9回巻回して第二の絶縁層13を形成し、その外周部に低抵抗及び高抵抗コロナシールド層16,17を設ける。ボンド処理マイカテープの巻回数を可能な限り少なくして、半導電層と素線束との距離を小さくし、半導電層と素線束との間の電界強度が所定値以下になるようにした。これにより、対地主絶縁層11における部分放電を効果的に抑制できる。
【選択図】 図4
Description
ア.電流を流す素線の外周部に素線絶縁を設けた複数の導体を束ねるとともに導体に転位を施す工程。
イ.導体の転位により生じる導体間の段差を絶縁詰物にて埋めて素線束を製作する工程。
ウ.絶縁テープに含浸樹脂と反応して硬化させる硬化剤と硬化反応を促進する触媒とを有する硬化剤触媒混合材料を担持させるボンド処理を行ってボンド処理絶縁テープを製作する工程。
エ.ボンド処理絶縁テープを素線束の外周部に巻回して、絶縁詰物がある部分の電界強度が所定値以下になるように調整した所定の厚さで第一の絶縁層を形成する工程。
オ.半導電テープを絶縁詰物がある部分の外側に所定の厚さで巻回して半導電層を形成する工程。
カ.ボンド処理絶縁テープを第一の絶縁層または半導電層の外周部に所定厚さで巻回して第二の絶縁層を形成する工程。
キ.第二の絶縁層が形成された素線束に所定の含浸樹脂を含浸させる工程。
ク.加熱処理して含浸樹脂を硬化させる工程。
ア.電流を流す素線の外周部に素線絶縁を設けた複数の導体を束ねるとともに導体に転位を施す工程。
イ.導体の転位により生じる導体間の段差を絶縁詰物にて埋めて素線束を製作する工程。
ウ.絶縁テープに含浸樹脂と反応して硬化させる硬化剤と硬化反応を促進する触媒とを有する硬化剤触媒混合材料を担持させるボンド処理を行ってボンド処理絶縁テープを製作する工程。
エ.ボンド処理絶縁テープを素線束の外周部に巻回して、絶縁詰物がある部分の電界強度が所定値以下になるように調整した所定の厚さで第一の絶縁層を形成する工程。
オ.半導電テープを絶縁詰物がある部分の外側に所定の厚さで巻回して半導電層を形成する工程。
カ.ボンド処理絶縁テープを第一の絶縁層または半導電層の外周部に所定厚さで巻回して第二の絶縁層を形成する工程。
キ.第二の絶縁層が形成された素線束に所定の含浸樹脂を含浸させる工程。
ク.加熱処理して含浸樹脂を硬化させる工程。
従って、絶縁詰物及びその近傍における電界強度を低減でき、部分放電を抑制し、信頼性の高い固定子コイルの製造方法を提供することができる。
図1〜図6は、この発明を実施するための実施の形態1を示すものであり、図1は固定子鉄心のスロット出口付近における固定子コイルの要部を示す斜視図、図2はスロット内における固定子コイルの絶縁構造を模式的に示す断面図である。図3はボンド処理マイカテープを素線束の直近外周に巻回して形成した第一の絶縁層の素線束近傍における断面を示す模式図、図4は固定子鉄心に対する半導電層の位置を示す断面図である。図5は半導電層の位置による電位分布の比較を示す電位分布図、図6は半導電層の位置をパラメータにして最大電荷放電量Qmaxを表す特性図である。
予め、対地主絶縁層11に用いるボンド処理マイカテープを、マイカテープにボンド処理を行うことにより製作しておく。このボンド処理により、上述のように含浸樹脂と反応して硬化させる硬化剤と硬化反応を促進する触媒を混合した硬化剤触媒混合材料を塗布などの方法によって上記マイカテープに担持させる。また、半導電テープを用意しておく。半導電テープは、上述した半導電クロステープや半導電不織布テープを購入したり、生テープに半導電材料を塗布や含浸したりして製作しておく。
図7はこの発明の実施の形態2であるスロット内における固定子コイルの絶縁構造を模式的に示す断面図、図8はボンド処理半導電テープの重量減少を示す特性図である。この実施の形態は、実施の形態1における半導電テープにボンド処理をしたものであるボンド処理半導電テープを、半導電テープと同様に1/2重ね巻にて1回巻回して半導電層55を形成したものである。その他の構成については、図1〜図4に示した実施の形態1と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
図9は、この発明の実施の形態3におけるボンド処理加熱半導電テープを加熱処理したときの重量減少を示す特性図である。この実施の形態3は、半導電塗料を塗布した半導電テープを、加熱処理してからボンド処理を行ったボンド処理加熱半導電テープを用いるものである。図4や図7に示したように、半導電層15や半導電層55は対地主絶縁層11の内部に形成される。半導電層15や半導電層55を形成するためのボンド処理をする前の半導電テープはF種以上の耐熱性があるものも多数あるが、カーボンやグラフアイトを樹脂に混合した半導電塗料を、ガラス繊維の生ガラステープなどに塗る方法で製作されるものが多い。しかし、生ガラステープに塗布された半導電塗料の未反応物により、運転中に温度が上がったときにガスが発生する可能性がある。図9にガラス基材とポリエステル繊維基材の生テープにそれぞれカーボンやグラフアイトを混合した半導電塗料を塗布したものを155℃で加熱した場合の重量減少の一例を示すが、熱劣化により重量が減少している。すなわち、半導電テープからガスが発生していることが分る。
5a スロット部、5b コイルエンド部、6 素線、8 導体、絶縁詰物9、
11 対地主絶縁層、12 第一の絶縁層、13 第二の絶縁層、15 半導電層、
16 低抵抗コロナシールド層、17 高抵抗コロナシールド層、55 半導電層。
Claims (16)
- 電流を流す素線の外周部に素線絶縁を設け転位が施された複数の導体と上記転位により生じる上記導体間の段差を埋める絶縁詰物とを有する素線束と、
上記素線束の外周部に設けられた対地主絶縁層と、
上記素線束の長手方向における上記絶縁詰物がある部分の外周部の上記対地主絶縁層中に設けられた半導電層とを備え、
上記半導電層の上記素線束からの距離を上記絶縁詰物での電界強度が所定値以下になるように調整した
回転電機の固定子コイル。 - 上記半導電層の上記素線束からの距離を上記対地主絶縁層の厚さの3分の1よりも小さくしたことを特徴とする請求項1に記載の回転電機の固定子コイル。
- 上記対地主絶縁層は、絶縁テープに所定の含浸樹脂と反応して硬化させる硬化剤と上記硬化反応を促進する触媒とを有する硬化剤触媒混合材料を担持させるボンド処理を行って製作されたボンド処理絶縁テープを上記素線束の外周部に所定回数巻回して形成されたものであり、
上記半導電層は上記ボンド処理絶縁テープを上記素線束の外周部に重ね巻で1回巻回した後に半導電テープを巻回して形成されたものであり、
上記素線束は、上記素線束の外周部に巻回された上記ボンド処理絶縁テープ及び上記半導電テープに上記所定の含浸樹脂が含浸され硬化されたものである
ことを特徴とする請求項1に記載の回転電機の固定子コイル。 - 上記絶縁テープは、マイカテープであることを特徴とする請求項3に記載の回転電機の固定子コイル。
- 上記半導電テープは、カーボン繊維混抄化学繊維テープであることを特徴とする請求項3に記載の回転電機の固定子コイル。
- 上記半導電テープは、ガラステープまたはポリエステル繊維テープに樹脂と導電体の粉とを混合した半導電材料を担持させたものであることを特徴とする請求項3に記載の回転電機の固定子コイル。
- 上記半導電テープは、所定の温度で所定時間加熱処理したものであることを特徴とする請求項3に記載の回転電機の固定子コイル。
- 上記半導電テープは、上記ボンド処理を行ったものであることを特徴とする請求項3に記載の回転電機の固定子コイル。
- 次の工程を有する回転電機の固定子コイルの製造法。
ア.電流を流す素線の外周部に素線絶縁を設けた複数の導体を束ねるとともに上記導体に転位を施す工程。
イ.上記導体の転位により生じる上記導体間の段差を絶縁詰物にて埋めて素線束を製作する工程。
ウ.絶縁テープに含浸樹脂と反応して硬化させる硬化剤と上記硬化反応を促進する触媒とを有する硬化剤触媒混合材料を担持させるボンド処理を行ってボンド処理絶縁テープを製作する工程。
エ.上記ボンド処理絶縁テープを上記素線束の外周部に巻回して、上記絶縁詰物がある部分の電界強度が所定値以下になるように調整した所定の厚さで第一の絶縁層を形成する工程。
オ.半導電テープを上記絶縁詰物がある部分の外側に所定の厚さで巻回して半導電層を形成する工程。
カ.上記ボンド処理絶縁テープを上記第一の絶縁層または上記半導電層の外周部に所定厚さで巻回して第二の絶縁層を形成する工程。
キ.上記第二の絶縁層が形成された上記素線束に所定の含浸樹脂を含浸させる工程。
ク.加熱処理して上記含浸樹脂を硬化させる工程。 - 上記第一の絶縁層を形成する工程は、上記第一の絶縁層の厚さを上記素線束から上記第二の絶縁層の外側までの距離の3分の1よりも小さくすることを特徴とする請求項9に記載の回転電機の固定子コイルの製造法。
- 上記第一の絶縁層を形成する工程は上記ボンド処理絶縁テープを重ね巻で1回巻回するものであり、上記第二の絶縁層を形成する工程は、上記ボンド処理絶縁テープを重ね巻で所定回数巻回するものであることを特徴とする請求項9に記載の回転電機の固定子コイルの製造法。
- 上記ボンド処理絶縁テープを製作する工程は、マイカテープに上記ボンド処理を行うものであることを特徴とする請求項9に記載の回転電機の固定子コイルの製造法。
- 上記半導電テープを巻回して半導電層を形成する工程は、半導電テープとしてカーボン繊維混抄化学繊維テープを用いるものであることを特徴とする請求項9に記載の回転電機の固定子コイルの製造法。
- 上記半導電テープを巻回して半導電層を形成する工程よりも前に、ガラステープまたはポリエステル繊維テープに樹脂と導電体の粉とを混合した半導電材料を担持させて半導電テープを製作する工程を設けたことを特徴とする請求項9に記載の回転電機の固定子コイルの製造法。
- 上記半導電テープを巻回して半導電層を形成する工程よりも前に、上記半導電テープを所定の温度で所定時間加熱処理する工程を設けたことを特徴とする請求項9に記載の回転電機の固定子コイルの製造法。
- 上記半導電テープを巻回して半導電層を形成する工程よりも前に、上記半導電テープに上記ボンド処理を行う工程を設けたことを特徴とする請求項9に記載の回転電機の固定子コイルの製造法。
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