JP2012115113A - Rotary electric machine - Google Patents
Rotary electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012115113A JP2012115113A JP2010264575A JP2010264575A JP2012115113A JP 2012115113 A JP2012115113 A JP 2012115113A JP 2010264575 A JP2010264575 A JP 2010264575A JP 2010264575 A JP2010264575 A JP 2010264575A JP 2012115113 A JP2012115113 A JP 2012115113A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charging current
- slot
- rotating electrical
- electrical machine
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
本発明は電動機や発電機などの回転電機に係り、特に、高周波成分を有する電圧で駆動されるものに好適な回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine such as an electric motor or a generator, and more particularly to a rotating electrical machine suitable for one driven by a voltage having a high frequency component.
近年、回転電機は、運転効率を高めるために高周波成分を有する電圧で駆動されている。この高周波成分を有する駆動電圧は、例えばIGBT等の高速スイッチング素子で構成される高周波電源等により得ており、高周波電源はケーブルを介して回転電機に接続されている。そして、特許文献1に開示されているように、通常、回転電機の固定子コイルは、コイル導体に施された主絶縁層の表面にコロナシールド層が被覆され、この固定子コイルが、固定子鉄心の内径側に形成されたスロット内に、半導電性のスロットライナを介して装着され、ウェッジによって固定子鉄心に固定されている。 In recent years, rotating electrical machines have been driven with a voltage having a high-frequency component in order to increase operating efficiency. The drive voltage having the high frequency component is obtained by a high frequency power source configured by a high speed switching element such as an IGBT, and the high frequency power source is connected to the rotating electrical machine via a cable. As disclosed in Patent Document 1, usually, a stator coil of a rotating electrical machine has a corona shield layer coated on a surface of a main insulating layer applied to a coil conductor, and the stator coil is a stator coil. A slot formed on the inner diameter side of the iron core is mounted via a semiconductive slot liner, and is fixed to the stator core by a wedge.
上記特許文献1に記載の回転電機の固定子コイルにおいては、固定子鉄心のスロット内のコロナシールド層とスロットライナとの接触は比較的良好に保持されているので、コロナシールド層とスロットライナとはほぼ全域に亘って接触し、その結果、回転電機への入力電圧の時間変化に比例した充電電流が全域に亘って分散される。 In the stator coil of the rotating electrical machine described in Patent Document 1, since the contact between the corona shield layer and the slot liner in the slot of the stator core is relatively well maintained, the corona shield layer and the slot liner Contact substantially over the entire area, and as a result, the charging current proportional to the time change of the input voltage to the rotating electrical machine is distributed over the entire area.
しかしながら、固定子鉄心のスロット端から張出した固定子コイルのコア出口部のコロナシールド層とスロットライナとの接触は、製作条件に起因するスロットライナの反り返りやうねりのために部分接触することがある。 However, the contact between the corona shield layer and the slot liner at the core exit portion of the stator coil protruding from the slot end of the stator core may be partly due to the warp or undulation of the slot liner due to the manufacturing conditions. .
スロットライナは、基材に導電コーティングを施したシート材が用いられる場合が多く、固定子コイルに対してすし巻き状に巻き付け、固定子コイルと共に固定子鉄心に取り付けられる。このとき、スロットライナには、製作時に部分的に微小な反り返りやうねりなどが形成される場合がある。特に、コア出口部では、スロットライナがコイルの最表層となるため、固定子の製作における樹脂の所謂単独注入やレジンリッチ、全含浸と言った絶縁方式を問わず、反り返りやうねりにより部分接触が形成される可能性がある。 In many cases, the slot liner is made of a sheet material having a conductive coating applied to a base material. The slot liner is wound around the stator coil in a spiral manner, and is attached to the stator core together with the stator coil. At this time, the slot liner may be partially formed with a slight warp or swell at the time of manufacture. In particular, since the slot liner is the outermost layer of the coil at the core exit, partial contact is caused by warping or undulation regardless of the so-called single injection, resin rich, or total impregnation of resin in the manufacture of the stator. It may be formed.
とりわけ、固定子コイルを固定子鉄心に組み込んだ後に固定子全体を樹脂で含浸・硬化させ、低コスト化、及び固定子の冷却効率の向上を指向した所謂全含浸絶縁方式では、コア出口部の加圧モールドがないため、スロットライナの反り返りやうねりに加え、固定子コイル自体もワニスの浸透により厚肉化される傾向にあり、部分接触が顕著に生じる場合がある。 In particular, in the so-called all-impregnation insulation method, which is aimed at reducing costs and improving the cooling efficiency of the stator, the entire stator is impregnated and cured with resin after the stator coil is incorporated in the stator core. Since there is no pressure mold, in addition to the warp and undulation of the slot liner, the stator coil itself tends to be thickened due to the penetration of the varnish, and partial contact may occur remarkably.
したがって、これらスロットライナを介した回転電機のコア出口部においては、入力電圧の時間変化に比例した充電電流が、コロナシールド層とスロットライナとの部分接触箇所に集中して流れる可能性がある。 Therefore, at the core outlet portion of the rotating electrical machine via these slot liners, there is a possibility that the charging current proportional to the time change of the input voltage flows in a concentrated manner at the partial contact location between the corona shield layer and the slot liner.
ところで、回転電機には、一般的に電源から印加される高周波成分を有する駆動電圧に、高周波電源、ケーブル、及び回転電機の特性インピーダンスの違いに伴い発生する高周波サージ電圧が重畳した電圧が入力される。その結果、回転電機には駆動電圧よりも高い入力電圧(最大で駆動電圧の2倍)が印加される。 By the way, a voltage obtained by superimposing a high-frequency surge voltage generated due to a difference in characteristic impedance of a high-frequency power source, a cable, and the rotating electric machine on a driving voltage having a high-frequency component generally applied from a power source is input to the rotating electric machine. The As a result, an input voltage higher than the drive voltage (up to twice the drive voltage) is applied to the rotating electrical machine.
従来の回転電機は、高周波の駆動電圧が比較的小さいため、サージ電圧が重畳された場合であっても、入力電圧は低く抑えられていた。また、入力電圧の立上り及び立下り時の過渡時間も比較的緩やかであったため、コア出口部でのコロナシールド層とスロットライナとの部分接触箇所での局所的な充電電流密度は低く抑えられ、コロナシールド層やスロットライナを劣化、焼損させる問題は生じなかった。 Since the conventional rotating electrical machine has a relatively high frequency driving voltage, the input voltage is kept low even when a surge voltage is superimposed. In addition, since the transition time at the rise and fall of the input voltage was relatively gradual, the local charge current density at the partial contact point between the corona shield layer and the slot liner at the core exit was kept low. There was no problem of deterioration or burning of the corona shield layer or slot liner.
ところが、近年、高周波電源用のスイッチング素子の高耐圧化及び高速化に基づく回転電機の高電圧化、更には低損失化が進められるようになり、サージ電圧が重畳された高周波の過大な入力電圧が、回転電機に印加されるようになった結果、コア出口部では、短時間での急激な電圧変化により、コロナシールド層とスロットライナとの部分接触箇所において、局所的に充電電流密度が増加し、コロナシールド層やスロットライナの劣化、焼損が懸念されるようになった。 However, in recent years, higher voltage and higher loss of rotating electrical machines have been promoted based on higher withstand voltage and higher speed of switching elements for high frequency power supplies, and excessive high frequency input voltage with surge voltage superimposed. However, as a result of being applied to the rotating electrical machine, the charging current density locally increases at the partial contact point between the corona shield layer and the slot liner due to a rapid voltage change in a short time at the core outlet. However, the corona shield layer and the slot liner are concerned about deterioration and burning.
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、高耐圧化及び高速化するスイッチング素子を用いた電源から印加される駆動電圧に、サージ電圧が重畳した高周波・高電圧が回転電機に入力される場合であっても、簡単な手段によって固定子鉄心のスロット外に延在するコロナシールド層やスロットライナの劣化、焼損を防止し得る回転電機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described points, and its object is to provide a high frequency / high voltage in which a surge voltage is superimposed on a drive voltage applied from a power source using a switching element that achieves high breakdown voltage and high speed. Therefore, it is an object of the present invention to provide a rotating electrical machine that can prevent deterioration and burnout of a corona shield layer and a slot liner that extend outside a slot of a stator core by simple means.
本発明の回転電機は、上記目的を達成するために、高周波成分を有する電圧で運転され、主絶縁層の表面にコロナシールド層を形成した固定子コイルを、固定子鉄心に形成したスロット内にスロットライナを介して装着した回転電機において、スロット外に延在した固定子コイルのコア出口部でのスロットライナとコロナシールド層間に生じるサージ電圧の重畳に伴う局所的な高充電電流密度を低減させる充電電流緩和手段を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the rotating electrical machine of the present invention is operated with a voltage having a high frequency component, and a stator coil having a corona shield layer formed on the surface of the main insulating layer is placed in a slot formed in the stator core. In a rotating electrical machine mounted via a slot liner, the local high charging current density associated with the superposition of surge voltage generated between the slot liner and the corona shield layer at the core exit of the stator coil extending outside the slot is reduced. A charging current relaxation means is provided.
上記のように構成することで、充電電流密度が高まる要因となるスロットライナの反り返りやうねりが生じても、充電電流緩和手段によってスロットライナとコロナシールド層間の充電電流が緩和されるので、従来に比べて局所的な高充電電流密度を低減でき、充電電流の集中によるコロナシールド層の劣化、焼損が防止できる。 By configuring as described above, even if the slot liner warps or undulates, which causes the charging current density to increase, the charging current between the slot liner and the corona shield layer is relaxed by the charging current mitigation means. In comparison, the local high charging current density can be reduced, and deterioration of the corona shield layer and burnout due to the concentration of charging current can be prevented.
本発明によれば、高耐圧化及び高速化するスイッチング素子を用いた電源から印加される駆動電圧に、サージ電圧が重畳した高周波・高電圧が回転電機に入力される場合であっても、簡単な手段によって固定子鉄心のスロット外に延在するコロナシールド層やスロットライナの劣化、焼損を防止し得る回転電機を得ることができる。 According to the present invention, even when a high frequency / high voltage in which a surge voltage is superimposed on a drive voltage applied from a power source using a switching element that achieves high breakdown voltage and high speed is input to a rotating electrical machine, By such means, it is possible to obtain a rotating electrical machine that can prevent the corona shield layer and the slot liner extending outside the slots of the stator core from being deteriorated and burned out.
以下、本発明による回転電機の第1の実施の形態を図1及び図2に示し、従来の回転電機として図8及び図9に示す電動機との差異に基づいて説明する。尚、図1、図2、図8、図9の同一符号は、同一構成部材を示す。 A first embodiment of a rotating electrical machine according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2, and a conventional rotating electrical machine will be described based on differences from the electric motors illustrated in FIGS. 8 and 9. In addition, the same code | symbol of FIG.1, FIG.2, FIG.8, FIG.9 shows the same structural member.
図8及び図9に示すように、電動機は、回転子(図示せず)と、この回転子の外径側に所定の空隙を介して対向配置される固定子3とで概略構成されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the electric motor is schematically configured by a rotor (not shown) and a
回転子は、通常、回転軸に支持された回転子鉄心と、この回転子鉄心に装着された回転子巻線とを備えている。 The rotor usually includes a rotor core supported on a rotating shaft, and a rotor winding attached to the rotor core.
一方、固定子3は、複数の電磁薄鋼板を軸方向に積層して構成された固定子鉄心5と、この固定子鉄心5の内径側に、軸方向に伸延し周方向に所定間隔をもって複数形成されたスロット6と、これら複数のスロット6内に装着された固定子コイル7と、前記固定子鉄心5の外径側を支持する固定子枠8と、この固定子枠8の軸方向両端部に固定される端板2と、この端板2に前記回転軸を支承する図示しない軸受とから概略構成される。
On the other hand, the
前記固定子コイル7は、コイル導体9と、このコイル導体9の表面に形成された主絶縁層10とから成り、また、固定子コイル7は、前記固定子鉄心5のスロット6内に装着される直線部7Aと、スロット6外に張出したコイルエンド部から構成されており、コイルエンド部は、概略コア出口部7Bと、インボリュート部7Cとから構成されている。
The
前記スロット6内に固定子コイル7の直線部7Aを装着する際、上下方向に隣接する固定子コイル7間に絶縁材11(図2参照)を介在し、更に、上下方向に隣接した固定子コイル7を一纏めにしてスロットライナ12で覆った状態で装着し、スロット6の開口側にウェッジ13を嵌着して固定子コイル7をスロット6内に強固に支持している。
When the
固定子コイル7のスロット6内に装着される直線部7Aの主絶縁層10の外周には、固定子鉄心5と固定子コイル7間のコロナ放電を防止する目的で、コロナシールド層14が被覆されている。また、固定子コイル7のコア出口部7Bからインボリュート部7Cにかけては、コロナシールド層14のスロット6外に張出した端部での電界集中によって沿面放電が発生し、これによってコロナシールド層14や主絶縁層10を劣化させる虞があるので、コロナシールド層14の端部を覆って、固定子鉄心5から離れる方向に高抵抗コロナシールド層15を被覆する場合もある。
The outer periphery of the main
このように構成された固定子コイル7が高周波電源16に接続されて、電動機が駆動されるものである。
The
ところで,回転電機には、一般的に電源から印加される高周波成分を有する駆動電圧に、高周波電源、ケーブル、及び回転電機の特性インピーダンスの違いに伴い発生する高周波サージ電圧が重畳した電圧が入力される。その結果、回転電機には駆動電圧よりも高い入力電圧(最大で電源電圧の2倍)が印加される。 By the way, a voltage obtained by superimposing a high-frequency surge voltage generated due to a difference in characteristic impedance of a high-frequency power source, a cable, and the rotating electrical machine on a drive voltage having a high-frequency component generally applied from a power source is input to the rotating electrical machine. The As a result, an input voltage higher than the drive voltage (up to twice the power supply voltage) is applied to the rotating electrical machine.
上述のように固定子コイル7を構成することで、スロット6内においては、主絶縁層10とコロナシールド層14及びスロットライナ12が、各々ほぼ全域に亘って密着して装着されており、スロット6に十分に接触させることができる。
By configuring the
そのため、サージ電圧が重畳した場合であっても入力電圧の時間変化に比例した充電電流が全域に亘って分散されるので、充電電流の集中する部分はなく、充電電流の集中によるコロナシールド層14の劣化、焼損は、固定子コイル7の直線部7Aには存在しない。
Therefore, even when the surge voltage is superimposed, the charging current proportional to the time change of the input voltage is distributed over the entire area, so there is no portion where the charging current is concentrated, and the
しかしながら、固定子鉄心5のスロット6の端から張出した固定子コイル7のコア出口部7Bのコロナシールド層14とスロットライナ12との接触は、製作条件に起因するスロットライナ12の反り返りやうねりのために部分接触することがある。その結果、入力電圧の時間変化に比例した充電電流が部分接触箇所に集中して流れるので、高耐圧化・高周波化スイッチング素子を用いた回転電機においては、高周波サージ電圧の重畳に起因した充電電流の増加によって、コロナシールド層14を劣化、焼損させることが懸念される。
そこで、本実施の形態では、図1及び図2に示す如く、スロットライナ12の反り返りやうねりに対し、固定子鉄心5のスロット6の端から張出したコア出口部7Bでのコロナシールド層14とスロットライナ12との間で、かつ、スロットライナ12の軸方向端部を跨ぐように充電電流緩和手段である充電電流緩和層17を介在させている。
However, the contact between the
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
このように充電電流緩和層17を介在させることにより、コロナシールド層14とスロットライナ12とが部分接触した場合でも、この充電電流緩和層17によって充電電流によるコロナシールド層14の劣化、焼損を阻止することができる。
By interposing the charging
尚、本実施例では、電動機運転時の固定子コイル7の熱伸び等を考慮し、スロットライナ12の端部近傍に余裕を持って、即ち、充電電流緩和層17をスロットライナ12の軸方向端部から延在して介在させている。
In this embodiment, the thermal expansion of the
充電電流緩和層17の電気的特性としては、絶縁性から半導電性に至る材料が適用できるが、充電電流緩和層17を配置した後の当該充電電流緩和層17の体積抵抗(厚み方向の抵抗)が、コロナシールド層14の体積抵抗よりも高いことが望ましい。
As the electrical characteristics of the charging
この充電電流緩和層17には、マイカテープ、ガラスクロステープ、ガラスロービング、不織布等のようなワニスの浸透性が良い材料が好適である。また、コロナシールド層14に用いる半導電性テープを用いてもよく、この場合は、コイルの長手方向断面に対して充電電流緩和層17の体積抵抗が、充電電流緩和層17が当接される位置でのコロナシールド層14の体積抵抗よりも高くなるように厚巻きにすることが望ましい。
A material having good varnish permeability such as mica tape, glass cloth tape, glass roving, non-woven fabric and the like is suitable for the charging
これらの充電電流緩和層17の実装に際しては、コイル製作段階において、例えば半導電性テープを主絶縁層10上に巻回してコロナシールド層14を形成した後、スロット6外の軸方向に張り出したスロットライナ12の端部が位置する部分に、充電電流緩和層17を形成させれば良い。
When mounting these charging current relaxation layers 17, in the coil manufacturing stage, for example, a semiconductive tape is wound on the main insulating
即ち、全含浸絶縁方式では、全含浸工程でワニスが充電電流緩和層17に充填され、含浸後の硬化工程を経てコロナシールド層14よりも体積抵抗の高い材料が形成され、単独注入絶縁方式、及びレジンリッチ絶縁方式では、ダイヤモンドコイルやワンターンハーフコイル製作時に、コロナシールド層14の上面に充電電流緩和層17が配置され、ワニスによってモールド硬化されることにより、コロナシールド層14よりも体積抵抗の高い材料が形成される。尚、充電電流緩和層17には、熱収縮性テープ等の緊縛体等や,コロナシールド層14よりも体積抵抗が高くなるように厚塗りした半導電性或いは絶縁性ペイントを用いても良い。
That is, in the all-impregnation insulation method, the varnish is filled in the charging
このような充電電流緩和層17を用いることで、図3に示す従来構成と本実施の形態の部分接触箇所に流れる充電電流の相対比較図の一例のように、スロットライナ12に反り返りやうねりが生じ、部分接触が形成された場合でも、スロットライナ12とコロナシールド層14間での部分接触に伴う充電電流を従来よりも大幅に低減できることが理解され、その結果、充電電流の集中によるコロナシールド層14が劣化、焼損を防止されることが分かる。
By using such a charging
ところで、本実施の形態においては、特に、スロットライナ12の反り返りやうねりが顕在化する虞があるスロット6外(コア出口部7B)に張出したスロットライナ12の端部近傍に充電電流緩和層17を施したが、信頼性向上の観点からスロット6外に張出したスロットライナ12の全長やスロット6から遠ざかる方向に対して充電電流緩和層17を伸延させても良い。
By the way, in the present embodiment, in particular, the charging
また、製造上の容易性を鑑みると、スロット6端部近傍の固定子鉄心5内からスロット6端部を通り、スロット6外(コア出口部7B)に張出したスロットライナ12の全長やスロット6から遠ざかる方向に対して、充電電流緩和層17を延在させても良い。
In view of ease of manufacturing, the total length of the
尚、スロット6から遠ざかる方向に対しては、コロナシールド層14や、高抵抗コロナシールド層15の外装材を兼ねるように伸延させても良い。
In addition, in the direction away from the
更に、全ての固定子コイル7のコア出口部7Bにおいて、スロットライナ12の端部外周に充電電流緩和層17を設けることが望ましいが、特に、インバータ制御における電動機への入力波形の印加電圧及び印加電圧の立上り、あるいは立下り時の電圧変化成分が極端に大きくなければ、インバータとの接続部から最初の1本或いは複数本の固定子コイル7にのみ適用してもよい。
Furthermore, it is desirable to provide the charging
次に、本発明による回転電機の第2の実施の形態を、図4に示す電動機の固定子コイルのコア出口部に基づいて説明する。尚、図1、図2、図8及び図9と同一符号は、同一構成部材を示すので、再度の詳細な説明は省略する。 Next, a second embodiment of the rotating electrical machine according to the present invention will be described based on the core outlet portion of the stator coil of the electric motor shown in FIG. 1, 2, 8, and 9 indicate the same constituent members, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態において、第1の実施の形態と異なる点は、充電電流緩和層の設置構成である。即ち、充電電流緩和層として、反り返りやうねりが生じ易いスロットライナ12の端部近傍のコロナシールド層14に対向する面に、第1の実施形態と同等の電気特性を有するコーティングを施し、充電電流緩和層18としたものである。
In the present embodiment, the difference from the first embodiment is the installation configuration of the charging current relaxation layer. That is, a coating having electrical characteristics equivalent to those of the first embodiment is applied to the surface facing the
具体的には、使用するスロットライナ12に対して、スロット6外(コア出口部7B)のコロナシールド層14と対向する面に、予めコロナシールド層14よりも体積抵抗が高くなるように、半導電性或いは絶縁性ペイントを所望の厚さ分だけ施し、その後、固定子鉄心5に、固定子コイル7と共にスロットライナ12を配置させたものである。
Specifically, with respect to the
このような充電電流緩和層18を用いることで、スロットライナ12に反り返りやうねりが生じても、スロットライナ12とコロナシールド層14間での充電電流を、従来よりも大幅に低減でき、その結果、充電電流の集中によるコロナシールド層14の劣化、焼損を防止することができる。
By using such a charging
尚、本実施の形態においては、特に、スロットライナ12の反り返りやうねりが顕在化する虞があるスロットライナ12の端部近傍のコロナシールド層14に対向する面に充電電流緩和層18を施したが、スロット6外(コア出口部7B)に張出したスロットライナ12のコロナシールド層14に対向する面全てに充電電流緩和層18を伸延させても良い。
In the present embodiment, in particular, the charging
図5は、本発明による回転電機の第3の実施の形態である電動機の固定子コイルのコア出口部を示す。本実施の形態においても、図1、図2、図4、図8及び図9と同一符号は、同一構成部材を示すので、再度の詳細な説明は省略する。 FIG. 5 shows a core outlet portion of a stator coil of an electric motor that is a third embodiment of the rotating electrical machine according to the present invention. Also in the present embodiment, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, 4, 8, and 9 indicate the same components, and thus detailed description thereof is omitted.
本実施の形態は、図4に示す第2の実施の形態と基本的には同じであり、スロットライナ12端部のスロット6外(コア出口部7B)のコロナシールド層14に対向する面の最表層を、スロットライナ12の基材部位を利用して充電電流緩和手段である絶縁層19としたものである。
This embodiment is basically the same as the second embodiment shown in FIG. 4, and the surface of the end of the
スロットライナ12は、ガラスクロステープのような絶縁材料の基材表面を導電コートして作られるものがあり、本実施の形態では、その絶縁材料の基材の絶縁性を利用したものである。即ち、スロットライナ12の端部に、予め絶縁性の基材を最表層とする導電コートを施さない部位(絶縁層19)を設け、その絶縁層19をスロット6外(コア出口部7B)のコロナシールド層14に対向する面に用いるのである。
Some
このように構成することで、前記各実施の形態と同等の効果を奏することができる。 By configuring in this way, it is possible to achieve the same effects as in the above embodiments.
尚、本実施の形態においては、特に、スロットライナ12の反り返りやうねりが顕在化する虞があるスロットライナ12の端部近傍のコロナシールド層14に対向する面に絶縁層19を形成したが、スロット6外(コア出口部7B)のスロットライナ12のコロナシールド層14に対向する面全てを絶縁層19としても良い。
In the present embodiment, the insulating
図6は、本発明による回転電機の第4の実施の形態である電動機の固定子コイルのコア出口部を示す。本実施の形態においても、図1、図2、図4、図5、図8及び図9と同一符号は、同一構成部材を示すので、再度の詳細な説明は省略する。 FIG. 6 shows a core outlet portion of a stator coil of an electric motor that is a fourth embodiment of the rotating electrical machine according to the present invention. Also in this embodiment, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, 4, 5, 8, and 9 indicate the same components, and thus detailed description thereof is omitted.
本実施の形態は、図5に示す第3の実施の形態と基本的には同じであり、スロットライナ12端部のスロット6外(コア出口部7B)のコロナシールド層14に対向する面の最表層として、スロットライナ12に充電電流緩和層23を施したのである。
This embodiment is basically the same as the third embodiment shown in FIG. 5, and the surface of the end of the
充電電流緩和層23の電気的特性は、第1の実施の形態で示した充電電流緩和層17と同等の特性であることが好適である。また、充電電流緩和層23の材質としては、第1の実施の形態で示したマイカ、ガラスクロス、不織布等から成るシート材が好適である。
The electrical characteristics of the charging
これらの充電電流緩和層23の実装に際しては、スロットライナ12の端部に予め充電電流緩和層23を施しておき、組立時に固定子コイル7と共にスロット6へ配すれば良い。具体的には、充電電流緩和層23として、予めスロットライナ12と充電電流緩和層23であるシート材とをワニス等で貼り合せ、固着させておけば良い。
When mounting these charging current relaxation layers 23, the charging
このように構成することで,前記各実施の形態と同等の効果を奏することができる。 By configuring in this way, it is possible to achieve the same effects as in the above embodiments.
尚、本実施の形態においては、特に、スロットライナ12の反り返りやうねりが顕在化する虞があるスロットライナ12の端部近傍のコロナシールド層14に対向する面に充電電流緩和層23を形成したが、スロット6外(コア出口部7B)のスロットライナ12のコロナシールド層14に対向する面全てを充電電流緩和層23としても良い。
In the present embodiment, in particular, the charging
また、製造上の容易性を鑑みると、スロット6端部近傍の固定子鉄心5内からスロット6端部を通り、スロット6外(コア出口部7B)に張出したスロットライナ12の全長やスロット6から遠ざかる方向に対して充電電流緩和層23を延在させても良い。)
図7は、本発明による回転電機の第5の実施の形態である電動機の固定子コイルのコア出口部近傍を示す。本実施の形態においても、図1、図2、図4、図5、図6、図8及び図9と同一符号は、同一構成部材を示すので、再度の詳細な説明は省略する。
In view of ease of manufacturing, the total length of the
FIG. 7 shows the vicinity of the core outlet of a stator coil of an electric motor that is a fifth embodiment of the rotating electrical machine according to the present invention. Also in this embodiment, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, 4, 5, 6, 8, 8 and 9 indicate the same components, and thus detailed description thereof is omitted.
本実施の形態は、第1〜第4の実施の形態と基本的には同じであり、充電電流緩和層が多層となる構成である。即ち、第3の実施の形態で示した絶縁層19で形成される第1の充電電流緩和層20と、第2の実施の形態で示した充電電流緩和層18で形成される第2の充電電流緩和層21とを重ね合わせ、積層充電電流緩和層22としたものである。
The present embodiment is basically the same as the first to fourth embodiments, and has a configuration in which the charging current relaxation layer is a multilayer. That is, the second charge formed by the first charge
このように構成することで、前記各実施の形態と同等以上の効果を奏することができる。 By comprising in this way, an effect equivalent to or more than that of each of the above embodiments can be obtained.
尚、本実施の形態においては、特に、スロットライナ12の反り返りやうねりが顕在化する虞があるスロットライナ12の端部近傍を中心とするコロナシールド層14に対向する面に充電電流緩和層22を施したが、スロット6外(コア出口部7B)に張出したスロットライナ12のコロナシールド層14に対向する面全てに充電電流緩和層22を伸延させても良い。更に、第2の充電電流緩和層21に関しては、スロット外6から遠ざかる方向に緩和層を伸延させても良い。
In the present embodiment, in particular, the charging
また、第5の実施の形態の変形例として、第3の実施の形態で示した絶縁層19で形成される第1の充電電流緩和層20と、第1の実施の形態で示した充電電流緩和層17とを重ね合わせ、積層充電電流緩和層としても、前記各実施の形態と同等の効果を奏することができる。
As a modification of the fifth embodiment, the first charging
更にまた、第5の実施の形態の変形例として、第4の実施の形態で示した充電電流緩和層23で形成される第1の充電電流緩和層20と、第2の実施の形態で示した充電電流緩和層18とを重ね合わせ、積層充電電流緩和層とした場合、或いは第4の実施の形態で示した充電電流緩和層23で形成される第1の充電電流緩和層20と、第1の実施の形態で示した充電電流緩和層17とを重ね合わせ、積層充電電流緩和層とした場合においても、前記各実施の形態と同等の効果を奏することができる。
Furthermore, as a modification of the fifth embodiment, the first charging
以上の各説明は、回転電機として電動機を一例に説明したが、電動機に限らずタービン発電機やガスタービン発電機などの発電機にも適用できるのは勿論である。 Each of the above explanations has been given by taking an electric motor as an example of a rotating electric machine, but it is needless to say that the present invention can be applied not only to an electric motor but also to a generator such as a turbine generator or a gas turbine generator.
2…端版、3…固定子、5…固定子鉄心、6…スロット、7…固定子コイル、7A…直線部、7B…コア出口部、7C…インボリュート部、8…固定子枠、9…コイル導体、10…主絶縁層、11…絶縁材、12…スロットライナ、13…ウェッジ、14…コロナシールド層、15…高抵抗コロナシールド層、16…高周波電源、17、18…充電電流緩和層、19…絶縁層、20…第1の充電電流緩和層、21…第2の充電電流緩和層、22…積層充電電流緩和層、23…充電電流緩和層。 2 ... end plate, 3 ... stator, 5 ... stator core, 6 ... slot, 7 ... stator coil, 7A ... straight line part, 7B ... core outlet part, 7C ... involute part, 8 ... stator frame, 9 ... Coil conductor, 10 ... main insulating layer, 11 ... insulating material, 12 ... slot liner, 13 ... wedge, 14 ... corona shield layer, 15 ... high resistance corona shield layer, 16 ... high frequency power source, 17, 18 ... charging current relaxation layer , 19 ... insulating layer, 20 ... first charge current relaxation layer, 21 ... second charge current relaxation layer, 22 ... stacked charge current relaxation layer, 23 ... charge current relaxation layer.
Claims (19)
前記固定子コイルは、コイル導体と、該コイル導体の表面に形成された主絶縁層と、該主絶縁層の表面に設けられたコロナシールド層とから成ると共に、前記固定子鉄心のスロット内に前記コロナシールド層の表面に設けられたスロットライナを介して装着される直線部と、前記スロット外に張出した前記固定子コイルのコア出口部とから構成され、かつ、高周波成分を有する電圧で運転される回転電機において、
前記スロット外に延在した前記固定子コイルのコア出口部でのスロットライナとコロナシールド層との間に生じるサージ電圧の重畳に伴う局所的な高充電電流を緩和する充電電流緩和手段を設けたことを特徴とする回転電機。 The stator is composed of a rotor and a stator that is arranged opposite to the outer diameter side of the rotor via a predetermined gap, and the stator is configured by laminating a plurality of electromagnetic thin steel plates in the axial direction. An iron core, a plurality of slots extending in the axial direction on the inner diameter side of the stator core and formed with a predetermined interval in the circumferential direction, a stator coil mounted in the plurality of slots, and the stator core 5 A stator frame that supports the outer diameter side,
The stator coil includes a coil conductor, a main insulating layer formed on the surface of the coil conductor, and a corona shield layer provided on the surface of the main insulating layer, and in the slot of the stator core. It is composed of a straight portion mounted via a slot liner provided on the surface of the corona shield layer, and a core outlet portion of the stator coil that extends out of the slot, and operates at a voltage having a high frequency component. In the rotating electric machine
Charge current mitigation means is provided for mitigating local high charge current caused by superposition of surge voltage generated between the slot liner and the corona shield layer at the core exit of the stator coil extending outside the slot. Rotating electric machine characterized by that.
前記充電電流緩和手段は、前記スロットライナの軸方向端部と前記コロナシールド層との間に介在された充電電流緩和層から成ることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electrical machine is characterized in that the charging current relaxation means comprises a charging current relaxation layer interposed between an axial end of the slot liner and the corona shield layer.
前記充電電流緩和層は、ワニスの浸透性が良い材料で形成されていることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 2,
The rotating electrical machine, wherein the charging current relaxation layer is made of a material having good varnish permeability.
前記ワニスの浸透性が良い材料は、マイカテープ、ガラスクロステープ、ガラスロービング、不織布のいずれかであることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 3,
The rotating electrical machine characterized in that the material with good permeability of the varnish is any one of mica tape, glass cloth tape, glass roving and non-woven fabric.
前記充電電流緩和層は、前記スロット外に張り出した前記スロットライナの全長、若しくは前記スロットから遠ざかる方向に対して伸延させて設置されていることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 2,
The rotating electrical machine is characterized in that the charging current relaxation layer is extended and installed with respect to a full length of the slot liner protruding outside the slot or a direction away from the slot.
前記充電電流緩和手段は、前記スロットライナ端部近傍の前記コロナシールド層に対向する面にコーティングが施された充電電流緩和層から成ることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the charging current relaxation means includes a charging current relaxation layer having a coating on a surface facing the corona shield layer in the vicinity of the end portion of the slot liner.
前記充電電流緩和層は、前記スロットライナの前記スロット外におけるコロナシールド層に対向する面に、予め前記コロナシールド層よりもコイル断面方向の体積抵抗が高くなるように半導電性、或いは絶縁性ペイントを所望の厚さ分だけ施したものであることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 6,
The charging current relaxation layer is formed on the surface of the slot liner facing the corona shield layer outside the slot so that the volume resistance in the coil cross-sectional direction is higher than that of the corona shield layer in advance. Is a rotating electric machine characterized by having a desired thickness.
前記充電電流緩和層は、前記コロナシールド層よりもコイル断面方向の体積抵抗が高くなるように半導電性、或いは絶縁性ペイントを所望の厚さ分だけ施したものであることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 2,
The charge current relaxation layer is formed by applying a semiconductive or insulating paint by a desired thickness so that the volume resistance in the coil cross-sectional direction is higher than that of the corona shield layer. Electric.
前記充電電流緩和手段は、前記スロットライナの前記スロット外におけるコロナシールド層に対向する面の最表層を、前記スロットライナの基材とした絶縁層から成ることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the charging current relaxation means includes an insulating layer having a surface of the surface of the slot liner facing the corona shield layer outside the slot as a base material of the slot liner.
前記スロットライナは、予め絶縁性の基材を最表層とする導電コートを施さない部位を設けて形成され、その導電コートを施さない部位を前記スロット外の前記コロナシールド層に対向する面に用い前記絶縁層としたことを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 9,
The slot liner is formed by previously providing a portion not provided with a conductive coating having an insulating base material as an outermost layer, and the portion not provided with the conductive coating is used for a surface facing the corona shield layer outside the slot. A rotating electrical machine characterized in that the insulating layer is used.
前記充電電流緩和手段は、前記スロットライナ端部近傍の前記コロナシールド層に対向する面にシート材が貼り合わされて最表層を成すことを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the charging current relaxation means forms an outermost layer by attaching a sheet material to a surface facing the corona shield layer in the vicinity of the end portion of the slot liner.
前記シート材は、ワニスの浸透性が良い材料で形成されていることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 11,
The rotating electrical machine, wherein the sheet material is made of a material having good varnish permeability.
前記ワニスの浸透性が良い材料は、マイカシート、ガラスクロスシート、不織布シートのいずれかであることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 12,
The rotating electrical machine characterized in that the material having good permeability of the varnish is any one of a mica sheet, a glass cloth sheet, and a nonwoven sheet.
前記充電電流緩和手段は、前記スロットライナの前記スロット外におけるコロナシールド層に対向する面が、前記スロットライナの基材である絶縁層で構成される第1の充電電流緩和層と、コーティングが施された第2の充電電流緩和層とが重ね合わされた積層充電電流緩和層から成ることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The charging current mitigating means includes a first charging current mitigating layer in which a surface facing the corona shield layer outside the slot of the slot liner is formed of an insulating layer which is a base material of the slot liner, and a coating is applied. A rotating electrical machine comprising a laminated charging current relaxation layer in which the second charging current relaxation layer is overlapped.
前記充電電流緩和手段は、前記スロットライナの前記スロット外におけるコロナシールド層に対向する面の最表層が、前記スロットライナの基材である絶縁層で構成される第1の充電電流緩和層から成り、更に前記スロットライナの軸方向端部と前記コロナシールド層との間に第2の充電電流緩和層が介在した積層充電電流緩和層から成ることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The charging current relaxation means includes a first charging current relaxation layer in which the outermost layer on the surface of the slot liner that faces the corona shield layer outside the slot is formed of an insulating layer that is a base material of the slot liner. The rotating electrical machine further comprises a laminated charging current relaxation layer in which a second charging current relaxation layer is interposed between the axial end of the slot liner and the corona shield layer.
前記充電電流緩和手段は、前記スロットライナの前記スロット外におけるコロナシールド層に対向する面が、前記スロットライナ上に、予め前記コロナシールド層よりもコイル断面方向の体積抵抗が高くなるように半導電性、或いは絶縁性のシート材を施した第1の充電電流緩和層と、コーティングが施された第2の充電電流緩和層とが重ね合わされた積層充電電流緩和層から成ることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The charging current relaxation means is semiconductive so that the surface of the slot liner that faces the corona shield layer outside the slot has a volume resistance in the coil cross-sectional direction higher than that of the corona shield layer on the slot liner in advance. Characterized in that it comprises a laminated charging current relaxation layer in which a first charging current relaxation layer provided with a conductive or insulating sheet material and a second charging current relaxation layer provided with a coating are superposed on each other. Electric.
前記充電電流緩和手段は、前記スロットライナの前記スロット外におけるコロナシールド層に対向する面の最表層が、前記スロットライナ上に、予め前記コロナシールド層よりもコイル断面方向の体積抵抗が高くなるように半導電性,或いは絶縁性のシート材を施した第1の充電電流緩和層から成り、更に前記スロットライナの軸方向端部と前記コロナシールド層との間に第2の充電電流緩和層が介在した積層充電電流緩和層から成ることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
In the charging current relaxation means, the outermost layer of the surface of the slot liner facing the corona shield layer outside the slot has a volume resistance in the coil cross-sectional direction higher than that of the corona shield layer on the slot liner in advance. The first charging current relaxation layer is provided with a semiconductive or insulating sheet material, and a second charging current relaxation layer is provided between the axial end of the slot liner and the corona shield layer. A rotating electrical machine comprising an interposing laminated charging current relaxation layer.
前記積層充電電流緩和層は、前記スロット外に張り出した前記スロットライナの前記コロナシールド層に対向する面の全てに伸延させて設置されていることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to any one of claims 14 to 17,
The rotating electrical machine characterized in that the laminated charging current relaxation layer is extended and installed on the entire surface of the slot liner facing the corona shield layer that projects out of the slot.
前記第2の充電電流緩和層は、前記スロット外に張り出した前記スロットライナの全長、若しくは前記スロットから遠ざかる方向に対して伸延させて設置されていることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to any one of claims 14 to 17,
The rotating electrical machine, wherein the second charging current relaxation layer is installed so as to extend with respect to a full length of the slot liner protruding outside the slot or a direction away from the slot.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010264575A JP2012115113A (en) | 2010-11-29 | 2010-11-29 | Rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010264575A JP2012115113A (en) | 2010-11-29 | 2010-11-29 | Rotary electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012115113A true JP2012115113A (en) | 2012-06-14 |
Family
ID=46498680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010264575A Pending JP2012115113A (en) | 2010-11-29 | 2010-11-29 | Rotary electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012115113A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3291418A1 (en) | 2016-08-29 | 2018-03-07 | Hitachi, Ltd. | Electric rotating machine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5691637A (en) * | 1979-12-24 | 1981-07-24 | Hitachi Ltd | Corona shield layer for rotary electric machine |
JPH06284654A (en) * | 1993-03-25 | 1994-10-07 | Fuji Electric Co Ltd | Insulation treatment method of winding for high voltage electric rotating machine |
JPH11262210A (en) * | 1998-03-12 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | Stator coil of dynamoelectric machine |
JP2003164091A (en) * | 2001-11-26 | 2003-06-06 | Hitachi Ltd | Rotating electric machine and winding thereof |
-
2010
- 2010-11-29 JP JP2010264575A patent/JP2012115113A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5691637A (en) * | 1979-12-24 | 1981-07-24 | Hitachi Ltd | Corona shield layer for rotary electric machine |
JPH06284654A (en) * | 1993-03-25 | 1994-10-07 | Fuji Electric Co Ltd | Insulation treatment method of winding for high voltage electric rotating machine |
JPH11262210A (en) * | 1998-03-12 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | Stator coil of dynamoelectric machine |
JP2003164091A (en) * | 2001-11-26 | 2003-06-06 | Hitachi Ltd | Rotating electric machine and winding thereof |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3291418A1 (en) | 2016-08-29 | 2018-03-07 | Hitachi, Ltd. | Electric rotating machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20240258862A1 (en) | Electrical machine coil insulation system and method | |
US9590460B2 (en) | Electric machine with a slot liner | |
JP2008118811A (en) | Rotary electric machine winding, rotary electric machine and semiconductive insulating base used for the same | |
US20200227968A1 (en) | Rotating Electric Machine | |
US20060181387A1 (en) | Coils for electrical machines | |
JP2014112985A (en) | Dynamo-electric machine | |
US10284042B2 (en) | Two-layer high-voltage insulation system and electrical machine | |
JP2007282410A (en) | Rotating electric machine, stator coil thereof, its manufacturing method, and semiconductive sheet, semiconductive tape | |
WO2019138693A1 (en) | Stator for rotary electric machine, and rotary electric machine | |
EP1267472B1 (en) | Electrical isolation layer for generator stator strand assembly and other uses | |
JP2015076906A (en) | Dynamo-electric machine | |
JP5969052B2 (en) | High voltage stator coil with reduced power chip-up | |
JP5639969B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2012115113A (en) | Rotary electric machine | |
US10902972B2 (en) | Material for insulation system, insulation system, external corona shield and an electric machine | |
US20140300241A1 (en) | Electrical machine medium voltage coil insulation systems and methods | |
JP2011250563A (en) | Manufacturing method for coil of rotary electric machine | |
JP2013027220A (en) | Rotary electric machine | |
CN219678221U (en) | Motor stator assembly, motor and wind generating set | |
JP5437836B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2010226901A (en) | Rotary electric machine | |
JP4675741B2 (en) | Stator coil of rotating electric machine | |
JP6522273B1 (en) | Stator coil, method of manufacturing the same and rotary electric machine | |
US20150115763A1 (en) | Winding layers composed of different materials | |
JP6591317B2 (en) | Rotating electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130201 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140304 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140701 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20140827 |