JP2017195649A - Motor stator - Google Patents

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智和 棚瀬
Tomokazu Tanase
智和 棚瀬
賢二 池田
Kenji Ikeda
賢二 池田
新太郎 武田
Shintaro Takeda
新太郎 武田
昌宏 川崎
Masahiro Kawasaki
昌宏 川崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulation winding that is excellent in heat resistance, insulation properties, and corrosion resistance.SOLUTION: A motor stator has a slot and a coil. The coil has a conductor, an insulation coating layer that covers an outer periphery of the conductor, and a gas barrier layer that covers an outer periphery of the insulation coating layer. The gas barrier layer has a property that does not let a hydrogen sulfide gas pass through.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータ用固定子に関する。   The present invention relates to a motor stator.

近年の原油価格低下に伴い、既存油田の生産促進のニーズが高まっている。特に自噴圧力の低下した枯渇井戸から原油、天然ガスを効率よく生産するには、高速、高出力のモータや圧縮機が必要である。これらの油田が置かれている状況はその地域環境に依存するが、井戸の深さは最大数千メートルに達し、井戸の内部は硫化水素や炭酸ガス、水蒸気、油滴等が充満し、100℃以上の高温、高湿環境となっている。このような井戸から原油、天然ガスを効率よく生産する方法の一つとして、モータや圧縮機を既存の井戸内部に設置し、油や天然ガスを地上まで強制的に送り出す方法が有効と考えられる。そのような場所に設置するモータとしては、たとえば、キャンドモータに代表される水蒸気や腐食性ガス等がモータ内部に侵入しないような封止構造を持つモータが有効と考えられる。しかしながら、既存の井戸のパイプは内径が数10センチメートルと細いため、モータの冷却性能が不十分の場合、モータの内部温度は、井戸内部の温度よりも高温になると予想される。その場合、モータと井戸内部の温度の温度差を利用して冷却する必要がある。このような場合には、高温の水蒸気、油、腐食性ガス等がモータ内部に侵入するため、モータには耐食性の高い材料を用いる必要がある。特に、モータ用固定子に用いられる材料には、優れた耐熱性、耐腐食性が求められる。従来、耐熱性が高いモータ固定子には、耐熱性が高い巻線として、銅などの導体の周りをポリイミド、ポリアミドイミド、PEEKなど耐熱性が高い樹脂や、ガラス繊維、マイカテープ等のうちの1種類、あるいは数種類を組み合わせて、単層、あるいは複数層で被覆する巻線が使用されている。   With the recent decline in crude oil prices, there is a growing need to promote production in existing oil fields. In particular, high-speed, high-power motors and compressors are required to efficiently produce crude oil and natural gas from a depleted well with reduced self-injection pressure. The situation where these oil fields are located depends on the local environment, but the depth of the well reaches up to several thousand meters, and the well is filled with hydrogen sulfide, carbon dioxide, water vapor, oil droplets, etc. It is a high temperature and high humidity environment of over ℃. One effective way to efficiently produce crude oil and natural gas from such wells is to install a motor or compressor inside the existing well and force oil or natural gas to the ground. . As a motor installed in such a place, for example, a motor having a sealing structure in which water vapor or corrosive gas typified by a canned motor does not enter the motor is considered effective. However, since the pipe of the existing well is as thin as several tens of centimeters, the internal temperature of the motor is expected to be higher than the temperature inside the well if the cooling performance of the motor is insufficient. In that case, it is necessary to cool using the temperature difference between the temperature inside the motor and the well. In such a case, since high-temperature water vapor, oil, corrosive gas, etc. enter the motor, it is necessary to use a material having high corrosion resistance for the motor. In particular, materials used for motor stators are required to have excellent heat resistance and corrosion resistance. Conventionally, for motor stators with high heat resistance, windings with high heat resistance around the conductors such as copper, polyimide, polyamideimide, PEEK and other high heat resistance resins, glass fiber, mica tape, etc. A single layer or a combination of several types is used to cover a single layer or multiple layers.

特開平5−32565号公報JP-A-5-32565 特開2015−135767号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-135767 特開平11−306872号公報JP-A-11-306872

しかしながら、枯渇井戸の内部のように径が細く、100℃以上の高温環境下では、モータの冷却構造が十分に機能せず、モータの固定子内部の温度は200℃以上に達し、固定子コイルに使用する巻線には従来よりも高い耐熱性が必要となる。また、硫化水素や炭酸ガスを多く含む高温・高湿・腐食環境下でモータを正常に動作させるには、耐熱性に加えて、耐食性も必要となる。ここでいう「耐食性」とは、巻線の芯線である導体の導電性の維持と、導体を被覆する樹脂やセラミックの絶縁性の維持を指す。ここで「絶縁性」とは、体積抵抗、絶縁破壊電圧、比誘電率、部分放電開始電圧、等を指す。   However, the cooling structure of the motor does not function sufficiently in a high temperature environment of 100 ° C or higher, such as the inside of a depletion well, and the temperature inside the stator of the motor reaches 200 ° C or higher. Higher heat resistance than before is required for the windings used for. In addition to heat resistance, corrosion resistance is also required in order for a motor to operate normally in a high temperature, high humidity, and corrosive environment that contains a large amount of hydrogen sulfide and carbon dioxide. The term “corrosion resistance” as used herein refers to maintaining the conductivity of the conductor that is the core wire of the winding, and maintaining the insulation of the resin or ceramic covering the conductor. Here, “insulating” refers to volume resistance, dielectric breakdown voltage, relative dielectric constant, partial discharge start voltage, and the like.

本発明の課題は、優れた耐熱性、耐食性を有するモータ用固定子を提供することにある。   The subject of this invention is providing the stator for motors which has the outstanding heat resistance and corrosion resistance.

本発明者は上記課題を解決するために、複数の鉄板が積層した固定子コアと複数のスロット内にコイルが巻線されているモータ用固定子において、前記コイルが複数の絶縁巻線同士、及び前記絶縁巻線と前記固定子コアが樹脂を介して固定されていることを特徴とするモータ用固定子により、高温、高湿、腐食環境下においても長時間安定に動作するモータを製造することが可能となる。特に、導体を被覆した樹脂やセラミックス等の絶縁層の外側に耐熱性、耐食性、硫化水素ガスや水蒸気、油滴の進入を防止するガスバリア性を有する金属層を被覆し、前期金属層を熱膨張率が低い樹脂層で被覆することにより前記金属層のクラックや導体を被覆した樹脂層からの剥離を防止することができる。また、前記金属層としてニッケル、鉛、クロム、モリブデンを、前記導体を被覆する樹脂、及び前記金属層を被覆する樹脂としてポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、シリコーン(SI)、シアネートエステル樹脂を用いることで、耐熱性、耐腐食性が向上し、モータの寿命が向上することを見出し、本発明に至った。   In order to solve the above problems, the present inventor has a stator core in which a plurality of iron plates are laminated and a stator for a motor in which coils are wound in a plurality of slots. And a motor that operates stably for a long time even in a high temperature, high humidity, and corrosive environment by using a stator for a motor, wherein the insulated winding and the stator core are fixed via a resin. It becomes possible. In particular, a metal layer that has heat resistance, corrosion resistance, gas barrier properties that prevent the entry of hydrogen sulfide gas, water vapor, and oil droplets is coated on the outside of the insulating layer such as resin or ceramic coated with a conductor, and the previous metal layer is thermally expanded. By covering with a resin layer having a low rate, it is possible to prevent the metal layer from cracking and peeling from the resin layer coated with the conductor. Further, nickel, lead, chromium, molybdenum as the metal layer, a resin that covers the conductor, and a polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyetheretherketone (PEEK) as a resin that covers the metal layer, It has been found that by using polytetrafluoroethylene (PTFE), silicone (SI), and cyanate ester resin, heat resistance and corrosion resistance are improved, and the life of the motor is improved, leading to the present invention.

本発明により、耐熱性、絶縁性、耐食性に優れるモータを提供できる。   According to the present invention, a motor excellent in heat resistance, insulation, and corrosion resistance can be provided.

モータの全体図である。1 is an overall view of a motor. 絶縁巻線断面Insulated winding cross section コイルエンド部の構造Coil end structure

本発明のモータ用固定子は、スロット、コイルを備える。このコイルは、導体と、導体の外周を覆う絶縁被覆層と、絶縁被覆層の外周を覆うガスバリア層を有し、このガスバリア層は硫化水素ガスを透過しない性質を有する。   The motor stator of the present invention includes a slot and a coil. This coil has a conductor, an insulating coating layer covering the outer periphery of the conductor, and a gas barrier layer covering the outer periphery of the insulating coating layer, and this gas barrier layer has a property of not allowing hydrogen sulfide gas to pass therethrough.

ガスバリア層としては、例えば樹脂層、金属層、セラミックス層を用いることができる。樹脂層は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーン、シアネートエステル樹脂の少なくとも一つを含むことが望ましい。   As the gas barrier layer, for example, a resin layer, a metal layer, or a ceramic layer can be used. The resin layer preferably contains at least one of polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, silicone, and cyanate ester resin.

また、直径が数10センチメートル以下まで固定子コイルを小型化するためには、絶縁電線を曲率半径の小さい曲げ加工する必要があるため、金属層を用いることが有効である。金属層は、延性と耐熱性に優れたニッケル、鉛、クロム、モリブデンの少なくとも一つを含むことが望ましい。   Moreover, in order to reduce the size of the stator coil to a diameter of several tens of centimeters or less, it is necessary to bend the insulated wire with a small radius of curvature, so it is effective to use a metal layer. The metal layer preferably contains at least one of nickel, lead, chromium, and molybdenum that are excellent in ductility and heat resistance.

また、特に、200℃以上の高温環境下でモータを長時間動作させるには、セラミックス層を用いることが有効である。金属層は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、マイカの少なくとも一つを含むことが望ましい。   In particular, it is effective to use a ceramic layer in order to operate the motor for a long time in a high temperature environment of 200 ° C. or higher. The metal layer preferably contains at least one of silica, alumina, zirconia, and mica.

また、本発明のモータ用固定子は、以下の構成とすることも可能である。
(1)ガスバリア層を、導体側から樹脂層、金属層で構成する。
(2)ガスバリア層を、導体側から樹脂層、セラミックス層で構成する。
(3)ガスバリア層を、導体側から金属層、セラミックス層で構成する。
(4)ガスバリア層を、導体側から第1の樹脂層、金属層、第2の樹脂層で構成する。第1の樹脂層は、相間、対地、ターン間の電気絶縁性を確保する目的で設置される。金属層は水蒸気、油、硫化水素ガス、等の拡散による、第1の樹脂層の腐食、劣化等による電気抵抗率の低下、絶縁破壊電圧の低下、比誘電率の増加等の電気絶縁特性の低下、導体の腐食、劣化による電気伝導率の低下、を防止する目的で設置される。第2の樹脂層は、絶縁巻線の加工時に金属層のクラックや剥離を防止する目的で設置される。このとき、金属層のクラックや、第1の樹脂層と金属層の剥離を防止する観点から、第1の樹脂層と第2の樹脂層を構成する樹脂は、同一の種類であることが望ましい。
(5)ガスバリア層を、導体側から第1の樹脂層、セラミックス層、第2の樹脂層で構成する。
(6)ガスバリア層を、導体側から第1の金属層、セラミックス層、第2の金属層で構成する。
Moreover, the stator for motors of this invention can also be set as the following structures.
(1) The gas barrier layer is composed of a resin layer and a metal layer from the conductor side.
(2) The gas barrier layer is composed of a resin layer and a ceramic layer from the conductor side.
(3) The gas barrier layer is composed of a metal layer and a ceramic layer from the conductor side.
(4) The gas barrier layer is composed of the first resin layer, the metal layer, and the second resin layer from the conductor side. A 1st resin layer is installed in order to ensure the electrical insulation between phases, ground, and turns. The metal layer has electrical insulation characteristics such as a decrease in electrical resistivity, a decrease in dielectric breakdown voltage, and an increase in relative dielectric constant due to corrosion, deterioration, etc. of the first resin layer due to diffusion of water vapor, oil, hydrogen sulfide gas, etc. It is installed for the purpose of preventing decrease, corrosion of conductor, and decrease of electrical conductivity due to deterioration. The second resin layer is installed for the purpose of preventing cracking and peeling of the metal layer during processing of the insulated winding. At this time, from the viewpoint of preventing cracks in the metal layer and peeling between the first resin layer and the metal layer, the resins constituting the first resin layer and the second resin layer are preferably of the same type. .
(5) The gas barrier layer is composed of the first resin layer, the ceramic layer, and the second resin layer from the conductor side.
(6) The gas barrier layer is composed of a first metal layer, a ceramic layer, and a second metal layer from the conductor side.

上述の(5)(6)のガスバリア層を構成する各層は、(4)のガスバリア層を構成する各層と同様の機能を有する。   Each layer constituting the gas barrier layer of (5) and (6) described above has the same function as each layer constituting the gas barrier layer of (4).

なお、1kV以上、1000rpm以上の高出力密度、高速回転のモータ駆動に対応するために、上述したガスバリア層の厚みは0.1〜1mm、導体の太さは0.1〜2mmであり、ガスバリア層の厚みは導体の太さより大きいことが望ましい。また、硫化水素ガスに対する耐腐食性の観点から、金属層はニッケル、鉛、クロム、モリブデンの少なくとも一方を含むことが望ましい。また、腐食速度の観点から金属層の厚みは0.01〜0.5mmであることが望ましい。比で表わすと、導体の太さを1としたときに、金属層の厚みは0.005〜5の範囲にあることが望ましい。このような絶縁巻線で構成されるモータ用コイルでは、巻線端部の導体が露出したコイルエンド部において、相間、対地、ターン間の絶縁性を確保するためには、導体を被覆する絶縁層の端部から絶縁層を被覆する金属層の端部までの距離が1mm以上であり、露出した導体部がTIG溶接されている構造が望ましい。また、TIG溶接されたエンドコイル部は、樹脂層、セラミックス層、金属層等のガスバリア性能を有する皮膜により被覆されている構造が望ましい。このような固定子で構成されることを特徴とするモータは、耐熱性、絶縁性、耐食性に優れるため、地下数千メートルにも及ぶ枯渇井戸等の苛酷環境下においても高速、高出力で動作することが可能となる。   In addition, the thickness of the gas barrier layer described above is 0.1 to 1 mm, the thickness of the conductor is 0.1 to 2 mm, and the thickness of the gas barrier layer is 1 kV or higher, high output density of 1000 rpm or higher, and high speed rotation motor drive. It is desirable that it is larger than the thickness of the conductor. From the viewpoint of corrosion resistance against hydrogen sulfide gas, the metal layer preferably contains at least one of nickel, lead, chromium, and molybdenum. Further, from the viewpoint of the corrosion rate, the thickness of the metal layer is desirably 0.01 to 0.5 mm. In terms of ratio, when the thickness of the conductor is 1, the thickness of the metal layer is preferably in the range of 0.005 to 5. In motor coils composed of such insulated windings, in order to ensure insulation between phases, ground and turns at the coil end where the conductor at the winding end is exposed, insulation covering the conductor A structure in which the distance from the end of the layer to the end of the metal layer covering the insulating layer is 1 mm or more and the exposed conductor is TIG welded is desirable. Further, the end coil portion subjected to TIG welding preferably has a structure covered with a film having gas barrier performance such as a resin layer, a ceramic layer, and a metal layer. The motor, which is composed of such a stator, is excellent in heat resistance, insulation, and corrosion resistance, so it operates at high speed and high output even in harsh environments such as depleted wells that extend several thousand meters underground. It becomes possible to do.

本発明は高速回転高圧モータの絶縁、及び高温、高湿、腐食環境下におけるモータ寿命に関するものである。本発明を実施例、及び比較例によって説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。   The present invention relates to the insulation of a high-speed rotating high-pressure motor and the life of the motor in a high temperature, high humidity and corrosive environment. The present invention will be described with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following.

図1にモータの全体図である。図1の左側に回転電機を示し、図1の右側に回転電機のA−A´部分断面拡大図を示す。回転電機1は、固定子10、固定鉄心11、固定子スロット12、固定子巻線13、主絶縁14、絶縁被覆15、導体16、楔17、回転子20、回転子スロット21、回転子バー22、エンドリング23、回転子鉄心24、シャフト25、回転子鉄心抑え26で構成される。   FIG. 1 is an overall view of the motor. The rotary electric machine is shown on the left side of FIG. 1, and the AA ′ partial cross-sectional enlarged view of the rotary electric machine is shown on the right side of FIG. The rotating electrical machine 1 includes a stator 10, a fixed iron core 11, a stator slot 12, a stator winding 13, a main insulation 14, an insulation coating 15, a conductor 16, a wedge 17, a rotor 20, a rotor slot 21, and a rotor bar. 22, an end ring 23, a rotor core 24, a shaft 25, and a rotor core restraint 26.

まず、導体を被覆した絶縁層上にガスバリア層を被覆した絶縁巻線をスロット内で所定の回数巻き回した。絶縁巻線を被覆するガスバリア層には、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーン、シアネートエステル樹脂などの樹脂層や、シリカ、チタニア、アルミナ、マイカ、等のセラミックス層を使用した。その後、ポリイミド、ポリアミドイミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を含浸して固定子コイルを製作した。製作した固定子コイルは、珪素鋼板やアモルファス鋼板を積層した積層鋼板や鉄粉や表面絶縁処理した鉄粉を圧縮成型した圧粉コアで製作した固定子コアに挿入し、コイルエンド部を溶接した。コイルエンド部の溶接には、例えば、TIG溶接を用いた。次いで、コイルエンド部にガスバリア層を被覆した。コイルエンド部や絶縁巻線を被覆するガスバリア層には、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーン、シアネートエステル樹脂などの樹脂層や、シリカ、チタニア、アルミナ、マイカ、等のセラミックス層を使用した。ガスバリア層は、浸漬、塗布、吹き付け、モールドにより製作した。絶縁巻線を構成する絶縁層の厚みは、対地、相間、ターン間の部分放電開始電圧がモータ機運転中の対地電圧、相間電圧、ターン間電圧のピーク電圧よりも高くなるように設定した。   First, an insulating winding coated with a gas barrier layer on an insulating layer coated with a conductor was wound a predetermined number of times in the slot. The gas barrier layer covering the insulated winding is made of a resin layer such as polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, silicone, cyanate ester resin, or a ceramic layer such as silica, titania, alumina, mica, etc. used. Thereafter, a stator coil was manufactured by impregnating a resin such as polyimide, polyamideimide, phenol resin, silicone resin, or epoxy resin. The manufactured stator coil was inserted into a laminated steel sheet laminated with silicon steel sheets or amorphous steel sheets, or a stator core manufactured with a compacted core formed by compression molding iron powder or surface-treated iron powder, and the coil end was welded. . For welding the coil end portion, for example, TIG welding was used. Next, a gas barrier layer was coated on the coil end portion. The gas barrier layer that covers the coil ends and insulated windings includes resin layers such as polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, silicone, cyanate ester resin, silica, titania, alumina, mica, etc. The ceramic layer was used. The gas barrier layer was manufactured by dipping, coating, spraying, and molding. The thickness of the insulating layer constituting the insulated winding was set such that the partial discharge start voltage between the ground, the phase, and the turn was higher than the peak voltage of the ground voltage, the phase voltage, and the turn voltage during the motor operation.

図3にコイルエンド部の構造を示す。   FIG. 3 shows the structure of the coil end portion.

以上で製作したモータ用固定子を高温、高湿、硫化水素ガス中に長時間暴露した。その後、対地、相間、ターン間の部分放電開始電圧、及び絶縁破壊電圧を測定したところ、暴露前と比べてこれらの値は殆ど低下しなかった。   The motor stator manufactured above was exposed to high temperature, high humidity, hydrogen sulfide gas for a long time. Thereafter, when the partial discharge start voltage and the dielectric breakdown voltage between the ground, between phases, and between turns were measured, these values hardly decreased compared with those before exposure.

図2にモータ用絶縁巻線の断面構造を示す。図2の左側の回転電機のA−A´部分断面拡大図を示し、図2の右側に回転電機の一部の拡大図を示す。図2の右側では導体16、導体16の外周を覆う絶縁被覆15、絶縁被覆15の外周を覆うガスバリア層31を示す。   FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the motor insulated winding. An AA ′ partial cross-sectional enlarged view of the left rotating electric machine in FIG. 2 is shown, and an enlarged view of a part of the rotating electric machine is shown on the right side in FIG. 2. The right side of FIG. 2 shows the conductor 16, the insulating coating 15 covering the outer periphery of the conductor 16, and the gas barrier layer 31 covering the outer periphery of the insulating coating 15.

導体16、絶縁被覆15、ガスバリア層31で構成するモータ用固定子を製作した。その後、ポリイミド、ポリアミドイミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を含浸して固定子コイルを製作した。製作した固定子コイルは、珪素鋼板やアモルファス鋼板を積層した積層鋼板や鉄粉や表面絶縁処理した鉄粉を圧縮成型した圧粉コアで製作した固定子コアに挿入し、コイルエンド部を溶接した。コイルエンド部の溶接にはTIG溶接を用いた。次いで、コイルエンド部にガスバリア層を被覆した。コイルエンド部や絶縁巻線を被覆するガスバリア層には、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーン、シアネートエステル樹脂などの樹脂層や、シリカ、チタニア、アルミナ、マイカ、等のセラミックス層を使用した。ガスバリア層は、浸漬、塗布、吹き付け、モールドにより製作した。絶縁巻線を構成する絶縁層の厚みは、対地、相間、ターン間の部分放電開始電圧がモータ機運転中の対地電圧、相間電圧、ターン間電圧のピーク電圧よりも高くなるように設定した。   A stator for a motor composed of the conductor 16, the insulating coating 15, and the gas barrier layer 31 was manufactured. Thereafter, a stator coil was manufactured by impregnating a resin such as polyimide, polyamideimide, phenol resin, silicone resin, or epoxy resin. The manufactured stator coil was inserted into a laminated steel sheet laminated with silicon steel sheets or amorphous steel sheets, or a stator core manufactured with a compacted core formed by compression molding iron powder or surface-treated iron powder, and the coil end was welded. . TIG welding was used for welding the coil end. Next, a gas barrier layer was coated on the coil end portion. The gas barrier layer that covers the coil ends and insulated windings includes resin layers such as polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, silicone, cyanate ester resin, silica, titania, alumina, mica, etc. The ceramic layer was used. The gas barrier layer was manufactured by dipping, coating, spraying, and molding. The thickness of the insulating layer constituting the insulated winding was set such that the partial discharge start voltage between the ground, the phase, and the turn was higher than the peak voltage of the ground voltage, the phase voltage, and the turn voltage during the motor operation.

以上で製作したモータ用固定子を高温、高湿、硫化水素ガス中に長時間暴露した。その後、対地、相間、ターン間の部分放電開始電圧、及び絶縁破壊電圧を測定したところ、暴露前と比べてこれらの値は殆ど低下しなかった。
(比較例)
The motor stator manufactured above was exposed to high temperature, high humidity, hydrogen sulfide gas for a long time. Thereafter, when the partial discharge start voltage and the dielectric breakdown voltage between the ground, between phases, and between turns were measured, these values hardly decreased compared with those before exposure.
(Comparative example)

実施例1で示したガスバリア層を被覆した絶縁巻線の代わりに、ガスバリア層を被覆しない絶縁巻線を用いること以外は、実施例1と同様の方法でモータ用固定子を製作した。以上で製作したモータ用固定子を、高温、高湿、硫化水素ガス中に長時間暴露した。その後、対地、相間、ターン間の部分放電開始電圧、及び絶縁破壊電圧を測定したところ、暴露前と比べてこれらの値は大きく低下した。   A stator for a motor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that an insulated winding that did not cover the gas barrier layer was used instead of the insulated winding that covered the gas barrier layer shown in Example 1. The motor stator manufactured above was exposed to high temperature, high humidity, hydrogen sulfide gas for a long time. Thereafter, when the partial discharge start voltage and the dielectric breakdown voltage between the ground, between phases, and between turns were measured, these values were greatly reduced compared to before the exposure.

以上の結果、本発明では、高温、高湿、腐食環境下における耐久性が向上したモータ用固定子を提供することができる。さらに本発明の固定子は枯渇井戸等の過酷環境下で使用される耐久性が高いモータを提供することができる。   As a result, according to the present invention, it is possible to provide a stator for a motor with improved durability under high temperature, high humidity, and corrosive environment. Furthermore, the stator of the present invention can provide a highly durable motor that is used in a severe environment such as a depleted well.

本発明のモータ用固定子を用いたモータは高温、高湿、腐食環境下における動作寿命が高く、有用である。   A motor using the motor stator of the present invention has a high operating life under high temperature, high humidity and corrosive environment, and is useful.

1…回転電機、10…固定子、11…固定鉄心、12…固定子スロット、13…固定子巻線、
14…主絶縁、15…絶縁被覆、16…導体、17…楔、20…回転子、21…回転子スロット、
22…回転子バー、23…エンドリング、24…回転子鉄心、25…シャフト、
26…回転子鉄心抑え、31…ガスバリア層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary electric machine, 10 ... Stator, 11 ... Fixed iron core, 12 ... Stator slot, 13 ... Stator winding,
14 ... Main insulation, 15 ... Insulation coating, 16 ... Conductor, 17 ... Wedge, 20 ... Rotor, 21 ... Rotor slot,
22 ... Rotor bar, 23 ... End ring, 24 ... Rotor core, 25 ... Shaft,
26 ... Rotor core suppression, 31 ... Gas barrier layer

Claims (14)

スロット、コイルを有するモータ用固定子において、
前記コイルは、導体と、前記導体の外周を覆う絶縁被覆層と、前記絶縁被覆層の外周を覆うガスバリア層を有し、
前記ガスバリア層は硫化水素ガスを透過しない性質を有することを特徴とするモータ用固定子。
In a stator for a motor having a slot and a coil,
The coil includes a conductor, an insulating coating layer covering an outer periphery of the conductor, and a gas barrier layer covering an outer periphery of the insulating coating layer,
The stator for motors, wherein the gas barrier layer has a property of not transmitting hydrogen sulfide gas.
請求項1に記載のモータ用固定子であって、
前記ガスバリア層は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンのうちのいずれかを含む樹脂層で構成されることを特徴とするモータ用固定子。
The stator for a motor according to claim 1,
The stator for motors, wherein the gas barrier layer is formed of a resin layer containing any one of polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, and silicone.
請求項1に記載のモータ用固定子であって、
前記ガスバリア層は、ニッケル、鉛、クロム、モリブデンのうちのいずれかを含む金属層で構成されることを特徴とするモータ用固定子。
The stator for a motor according to claim 1,
The stator for motors, wherein the gas barrier layer is composed of a metal layer containing any one of nickel, lead, chromium, and molybdenum.
請求項1に記載のモータ用固定子であって、
前記ガスバリア層は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、マイカのうちのいずれかを含むセラミックス層で構成されることを特徴とするモータ用固定子。
The stator for a motor according to claim 1,
The stator for motors, wherein the gas barrier layer is composed of a ceramic layer containing any one of silica, alumina, zirconia, and mica.
請求項1に記載のモータ用固定子であって、
前記ガスバリア層は、前記導体側から樹脂層、金属層で構成され、
前記樹脂層は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンのうちのいずれかを含み、
前記金属層は、ニッケル、鉛、クロム、モリブデンのうちいずれかを含むことを特徴とするモータ用固定子。
The stator for a motor according to claim 1,
The gas barrier layer is composed of a resin layer and a metal layer from the conductor side,
The resin layer includes any one of polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, and silicone,
The stator for a motor, wherein the metal layer includes any one of nickel, lead, chromium, and molybdenum.
請求項1に記載のモータ用固定子であって、
前記ガスバリア層は、前記導体側から樹脂層、セラミックスで構成され、
前記樹脂層は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンのうちのいずれかを含み、
前記セラミックス層は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、マイカのうちのいずれかを含むことを特徴とするモータ用固定子。
The stator for a motor according to claim 1,
The gas barrier layer is composed of a resin layer and ceramics from the conductor side,
The resin layer includes any one of polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, and silicone,
The stator for a motor, wherein the ceramic layer includes any one of silica, alumina, zirconia, and mica.
請求項1に記載のモータ用固定子であって、
前記ガスバリア層は、前記導体側から金属層、セラミックス層で構成され、
前記金属層は、ニッケル、鉛、クロム、モリブデンのうちいずれかを含み、
前記セラミックス層は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、マイカのうちのいずれかを含むことを特徴とするモータ用固定子。
The stator for a motor according to claim 1,
The gas barrier layer is composed of a metal layer and a ceramic layer from the conductor side,
The metal layer includes any one of nickel, lead, chromium, and molybdenum,
The stator for a motor, wherein the ceramic layer includes any one of silica, alumina, zirconia, and mica.
請求項1に記載のモータ用固定子であって、
前記ガスバリア層は、前記導体側から第1の樹脂層、金属層、第2の樹脂層で構成され、
前記第1の樹脂層及び前記第2の樹脂層は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンのうちのいずれかを含み、
前記金属層は、ニッケル、鉛、クロム、モリブデンのうちいずれかを含むことを特徴とするモータ用固定子。
The stator for a motor according to claim 1,
The gas barrier layer is composed of a first resin layer, a metal layer, and a second resin layer from the conductor side,
The first resin layer and the second resin layer include any one of polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, and silicone,
The stator for a motor, wherein the metal layer includes any one of nickel, lead, chromium, and molybdenum.
請求項1に記載のモータ用固定子であって、
前記ガスバリア層は、前記導体側から第1の樹脂層、セラミックス、第2の樹脂層で構成され、
前記第1の樹脂層及び前記第2の樹脂層は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンのうちのいずれかを含み、
前記セラミックス層は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、マイカのうちのいずれかを含むことを特徴とするモータ用固定子。
The stator for a motor according to claim 1,
The gas barrier layer is composed of a first resin layer, a ceramic, and a second resin layer from the conductor side,
The first resin layer and the second resin layer include any one of polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, and silicone,
The stator for a motor, wherein the ceramic layer includes any one of silica, alumina, zirconia, and mica.
請求項1に記載のモータ用固定子であって、
前記ガスバリア層は、前記導体側から第1の金属層、セラミックス層、第2の金属層で構成され、
前記第1の金属層及び前記第2の金属層は、ニッケル、鉛、クロム、モリブデンのうちいずれかを含み、
前記セラミックス層は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、マイカのうちのいずれかを含むことを特徴とするモータ用固定子。
The stator for a motor according to claim 1,
The gas barrier layer is composed of a first metal layer, a ceramic layer, and a second metal layer from the conductor side,
The first metal layer and the second metal layer include any one of nickel, lead, chromium, and molybdenum,
The stator for a motor, wherein the ceramic layer includes any one of silica, alumina, zirconia, and mica.
請求項1乃至10のいずれか一項に記載のモータ用固定子において、
前記ガスバリア層の厚みは前記導体の太さより大きいことを特徴とするモータ用固定子。
In the stator for motors according to any one of claims 1 to 10,
The stator for motors, wherein the thickness of the gas barrier layer is larger than the thickness of the conductor.
請求項11に記載のモータ用固定子において、
前記ガスバリア層の厚みは0.1mm〜1mmであり、前記導体の太さは0.1mm〜2mmであることを特徴とするモータ用固定子。
The stator for a motor according to claim 11,
The motor stator, wherein the gas barrier layer has a thickness of 0.1 mm to 1 mm, and the conductor has a thickness of 0.1 mm to 2 mm.
請求項3、5、7のいずれか一項に記載のモータ用固定子において、
前記金属層の厚みが0.01〜0.5mmであることを特徴とするモータ用固定子。
In the stator for motors according to any one of claims 3, 5, and 7,
A stator for a motor, wherein the metal layer has a thickness of 0.01 to 0.5 mm.
請求項1乃至13のいずれか一項に記載のモータ用固定子において、
複数の前記コイルが溶接された溶接部を有し、
前記溶接部は前記ガスバリア層により覆われていることを特徴とするモータ用固定子。
In the stator for motors according to any one of claims 1 to 13,
A plurality of the coils are welded,
The stator for a motor, wherein the welded portion is covered with the gas barrier layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022521111A (en) * 2020-01-20 2022-04-06 浙江川電鋼板加工有限公司 Laminated core fixing structure

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