JP2009050151A - キャップ式ステータコアウェッジ及び関連する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発電機ステータ用のスロットウェッジ及び関連する方法を提供する。
【解決手段】本スロットウェッジ（３０）は、上面及び底面（３８）と１対の対向する傾斜側面表面（２８）とを有するウェッジ本体を含み、少なくとも対向する傾斜表面（２８）は、アラミド織布（３２）で被覆される。本関連する方法は、（ａ）対向する傾斜側面表面（２８）によって連結された上面及び底面（３８）を有するウェッジ形本体を準備するステップと、（ｂ）少なくとも対向する傾斜側面表面（２８）をアラミド織布（３２）で被覆するステップとを含む。
【選択図】 図２

Description

本明細書に開示した技術は、総括的には回転機械の補修に関し、より具体的には、発電電動機械のステータコアスロット内に導体（又はステータ）バーを保持するのに用いるウェッジに関する。

発電機のような大型発電電動機械は、ステータ導体バーを通して誘導電圧を発電機端子に送るようになった積層ステータコアを使用する。コアは通常、前もってスロット付きにした打抜き材又は積層材を、後で発電機ロータを収容するようになった環状ハウジングとして組立てることによって製造される。スロット付き打抜き材は、組立てられると、ステータ環状空間の半径方向内周部で終端する軸方向に延びる半径方向スロットを形成する。ステータバーすなわち導体は、半径方向スロット内に配置され、該バーは、ウェッジシステムを用いて、機械が作動している時に存在する電磁力に対して所定の位置に保持される。ウェッジシステムが有効でない場合には、その結果生じる振動で導体絶縁材は損傷を受け、最終的には発電機の強制停止に至るおそれがある。

発電機における電磁場は、通常作動又は短絡状態時にステータバーに力を誘発し、このことにより、バーをステータスロット内に支持しかつ保持するためにウェッジが必要となる。

現在のところ、ウェッジを製造するのにガラス繊維積層体材料（例えば、全国電機製造者協会（ＮＥＭＡ）Ｇ１１のような）が用いられ、Ｇ１１は良好な機械的強度を提供するが、ステータ積層材を摩耗させる。

綿フェノール樹脂材料もまたウェッジ材料として用いられ、この材料は、コアを摩耗させないが、Ｇ１１のようなガラス繊維積層体に比べて熱的及び機械的性能が低い。綿フェノール樹脂の低い機械的強度及び加熱能力により、この材料を用いて製造されたウェッジの用途には限界がある。

低摩擦皮膜のような他の解決法は、主としてそれらは耐摩耗性が十分でないので、完全には成功しないことが判った。

米国特許第４，２００，８１８号には、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）で作られた不織フェルトで部分的に被覆されたステータウェッジが開示されており、また米国特許第４，６０７，１８３号には、耐摩耗性層を備えたウェッジが開示されている。
米国特許第４，２００，８１８号公報 米国特許第４，６０７，１８３号公報

Ｇ１１のようなガラス繊維積層体の特性を示すが、発電電動機械で用いるために他を摩耗させない（非摩耗性）表面を有するウェッジの必要性が依然として存在する。

１つの態様では、本発明は、発電機ステータ用のスロットウェッジに関し、本スロットウェッジは、上面及び底面と１対の対向する傾斜側面表面とを有するウェッジ本体を含み、少なくとも対向する傾斜表面は、アラミド織布で被覆される。アラミド織布は、ガラス繊維ウェッジ本体とステータコア積層材との間に非摩耗性接触面を形成する。

別の態様では、本発明は、発電機ステータ用のスロットウェッジを製造する方法を提供し、本方法は、（ａ）対向する傾斜側面表面によって連結された上面及び底面を有するウェッジ形本体を準備するステップと、（ｂ）少なくとも対向する傾斜側面表面をアラミド織布で被覆するステップとを含む。アラミド織布は、ガラス繊維ウェッジ本体とステータコア積層材との間に非摩耗性接触面を形成する。

次に、添付した図面に関連させて、本明細書に開示したステータウェッジ技術について詳細に説明する。

図面の図１は、発電電動機械ステータコア１０の下方部分を示す。発電電動機械は、ロータ（図示せず）及びステータコアを有し、ステータコアは、ロータが発電電動機械内に組立てられた時に、ロータを囲む環状構造体である。ステータコアは、複数のスロット付き打抜き材又は積層材１２で組立てられる。ステータコアには、設計に応じて可変数のスロット１４が形成されており、これらスロット１４は、当技術分野でよく知られているように、内側環状空間周辺部の周りで円周方向に間隔を置いて配置され（１つのみを示す）、ステータコアの軸方向長さに沿って延び、かつダブテールスロット１６内のその半径方向内側部分で終端する。導体１８は、それぞれ半径方向内側及び外側バー２０及び２２を備えた絶縁導体ストランドを含む。導体すなわち導体バーは一般的に、導体パッケージの周辺部分の周りに巻いた電気絶縁体（図示せず）を含む。

前述の説明に併せて、充填材ストリップ２４が、バー２２の半径方向内側でスロットに沿って軸方向（長手方向）に延びることができる。幾つかのダブテールウェッジ２６が、半径方向に絶縁充填材ストリップ２４に対して当接するようにスロット１４内に（スロット１４の軸方向長さに沿って間隔を置いて）導入される。ダブテールウェッジには、対面する傾斜表面２８が形成され、傾斜表面２８は、ダブテールスロット１６の傾斜表面と係合してステータバーウェッジ固定システムを組立てるのを可能にする。ダブテールウェッジ２６の材料は、所望のウェッジ形状に切断又は成形することができる高強度絶縁材料であるのが好ましい。従って、ウェッジは、適当な充填材を使用して強度を付加した成形樹脂化合物で形成されるのが好ましく、或いは別の実施形態では、Ｔｅｘｔｏｌｉｔｅ（登録商標）（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標）のようなあらゆる適当な市販の綿フェノール樹脂材料で形成される。幾つかの設計では、綿フェノール樹脂ウェッジだけでは、より薄型のウェッジ構成に必要な機械的強度が不足する。

図２を参照すると、また本明細書に開示した技術の例示的であるが非制限的な実施形態によると、例えばガラス繊維積層体Ｇ１１で構成したウェッジ３０は、少なくとも１つの芳香族ポリアミド（すなわちアラミド）織布３２の層で被覆される。１つのそのような布は、商品名Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）の下で販売されているが、この場合の布は、上述の第４，２００，８１８号特許に開示されている不織Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）フェルトとは異なり織布である。アラミド被覆織布は、低い摩擦係数を備えるが、さらにより重要なことに、極めて安価に鋭い積層材端縁部による擦れ及び引掻きに耐える適当な耐摩耗及び引裂き性を備えている。布は、少なくとも傾斜側面表面３４、３６を被覆するのが好ましいが、実際の製造問題として、上面及び／又は底面３８も同様に被覆することができる。

上述のような被覆ウェッジは、例えば以下の方法のいずれかによって製造することができる。

第１の例示的な方法では、液化Ｇ１１樹脂は、ウェッジ３０の長さにわたってガラス織物ロールを含む型空洞内に注入される。アラミド織布３２が樹脂の上に配置され、組立体が、熱及び圧力で最終形状に押圧される。

第２の例示的な方法では、ガラス繊維織物及びアラミド織布と共に液化Ｇ１１樹脂が、所望のウェッジ形を生成する金型を通して引かれる（引き抜き）又は押される（押出し）。

第３の方法では、Ｇ１１樹脂は、上記の処理のいずれかによって成形され、またアラミド織布は、その後にウェッジに接着される。

他の公知の方法も同様に、記述したようなアラミド織布被覆ウェッジを形成するのに適当であるといえるが、アラミド繊維が、使用中における層間剥離を防止するようにガラス繊維積層体に付着されることが重要である。

現時点で最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関連して本発明を説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる様々な変更及び均等な構成を保護しようとするものであることを理解されたい。

従来型のダブテールウェッジを示す発電機ステータの下方部分の部分斜視図。 本発明による圧力ウェッジの斜視図。

符号の説明

１０ ステータコア
１２ 打抜き材又は積層材
１４ 半径方向スロット
１６ ダブテールスロット
１８ 導体
２０、２２ 内側及び外側バー
２４ 充填材ストリップ
２６ ダブテールウェッジ
３０ ウェッジ
２８ 傾斜表面
３２ 布
３４、３６ 側面表面
３８ 上面及び／又は底面

Claims (9)

1. 発電機ステータ用のスロットウェッジ（３０）であって、
   上面及び底面（３８）と１対の対向する傾斜側面表面（２８）とを有するウェッジ本体を含み、
   少なくとも前記対向する傾斜表面（２８）が、アラミド織布（３２）で被覆される、
   スロットウェッジ（３０）。
2. 前記上面（３２）もまた、前記アラミド織布で被覆される、請求項１記載のスロットウェッジ。
3. 前記ウェッジ本体が、ガラス繊維積層体で構成される、請求項１又は２記載のスロットウェッジ。
4. 前記アラミド織布（３２）が、前記ウェッジ本体に付着される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスロットウェッジ。
5. 前記アラミド織布（３２）が、前記ウェッジ本体に接着される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスロットウェッジ。
6. 前記アラミド織布（３２）及びガラス繊維積層体が付着される、請求項３記載のスロットウェッジ。
7. 実質的に１．７５インチ又はそれ以上の幅を有する、請求項１記載のスロットウェッジ。
8. 発電機ステータ用のスロットウェッジ（３０）を製造する方法であって、
   （ａ）対向する傾斜側面表面（２８）によって連結された上面及び底面（３８）を有するウェッジ形本体を準備するステップと、
   （ｂ）少なくとも前記対向する傾斜側面表面（２８）をアラミド織布（３２）で被覆するステップと、を含む、
   方法。
9. 前記ステップ（ｂ）が、
   型空洞内に液化樹脂を注入するステップと、
   前記樹脂上に前記布を配置しかつ該樹脂及び布を熱及び圧力で最終形状に押圧するステップと、によって行われる、
   請求項９記載の方法。

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