JP2021141676A - Stator manufacturing apparatus and stator manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータ製造装置及びステータ製造方法に関する。 The present invention relates to a stator manufacturing apparatus and a stator manufacturing method.
従来、ステータは、ステータコイルに浸漬含浸法又は滴下含浸法により絶縁ワニスを含浸させたり、ステータコイルが設けられたステータコアを金型内に配置した後、この金型内にモールド樹脂組成物を注入したりすることにより製造されている。 Conventionally, a stator is impregnated with an insulating varnish by an immersion impregnation method or a dropping impregnation method in a stator coil, or a stator core provided with a stator coil is arranged in a mold, and then a mold resin composition is injected into the mold. It is manufactured by varnishing.
また、特許文献1には、粉末状の充填剤と揮発溶剤との混合物を電磁コイルに含浸し、加熱することにより揮発溶剤を蒸発させ、その後、電磁コイルを熱硬化性樹脂にて含浸し、加熱することにより熱硬化性樹脂を硬化させる方法が開示されている。 Further, in Patent Document 1, the electromagnetic coil is impregnated with a mixture of a powdery filler and a volatile solvent, the volatile solvent is evaporated by heating, and then the electromagnetic coil is impregnated with a thermosetting resin. A method of curing a thermosetting resin by heating is disclosed.
しかしながら、特許文献1に記載された方法により熱硬化性樹脂を硬化させる場合には、ヒータなどの加熱源を別途設ける必要があり、熱硬化性樹脂を充填するごとにヒータを設置する必要がある。 However, when the thermosetting resin is cured by the method described in Patent Document 1, it is necessary to separately provide a heating source such as a heater, and it is necessary to install a heater every time the thermosetting resin is filled. ..
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、ヒータなどの加熱源を別途設けることなくステータを製造することが可能なステータ製造装置及びステータ製造方法を提供することにある。 An object of the present invention made in view of such circumstances is to provide a stator manufacturing apparatus and a stator manufacturing method capable of manufacturing a stator without separately providing a heating source such as a heater.
一実施形態に係るステータ製造装置は、テータコイルに電流を流して、ステータコイルエンド、及びステータ鉄心が有するステータスロットに充填された熱硬化性樹脂を加熱する可変電圧可変周波数電源と、前記熱硬化性樹脂を前記ステータコイルエンド及び前記ステータスロットの内部に浸透させるためのガイドである樹脂抑えと、を備える。 The stator manufacturing apparatus according to one embodiment includes a variable voltage variable frequency power supply for heating a thermosetting resin filled in a status lot of a stator coil end and a stator core by passing an electric current through a data coil, and the thermosetting property. It is provided with a resin retainer which is a guide for allowing the resin to permeate the inside of the stator coil end and the status lot.
さらに、一実施形態において、前記可変電圧可変周波数電源は、前記ステータコイル、前記ステータ鉄心、及び前記樹脂抑えを発熱させて前記熱硬化性樹脂を加熱するようにしてもよい。 Further, in one embodiment, the variable voltage variable frequency power supply may heat the thermosetting resin by generating heat from the stator coil, the stator core, and the resin retainer.
さらに、一実施形態において、前記熱硬化性樹脂の周囲に設置された断熱材をさらに備えてもよい。 Further, in one embodiment, a heat insulating material installed around the thermosetting resin may be further provided.
さらに、一実施形態において、前記熱硬化性樹脂の温度を検出する温度検出器をさらに備え、前記可変電圧可変周波数電源は、前記温度検出器により検出された温度に基づいて前記熱硬化性樹脂の温度制御を行うようにしてもよい。 Further, in one embodiment, a temperature detector for detecting the temperature of the thermosetting resin is further provided, and the variable voltage variable frequency power supply is made of the thermosetting resin based on the temperature detected by the temperature detector. Temperature control may be performed.
さらに、一実施形態において、前記温度検出器は、前記樹脂抑えに隣接して設置されてもよい。 Further, in one embodiment, the temperature detector may be installed adjacent to the resin retainer.
一実施形態に係るステータ製造方法は、ステータコイルエンド、及びステータ鉄心が有するステータスロットに熱硬化性樹脂を充填するステップと、可変電圧可変周波数電源によりステータコイルに電流を流して、前記熱硬化性樹脂を加熱する加熱ステップと、前記熱硬化性樹脂が硬化したら、前記可変電圧可変周波数電源の出力を停止するステップと、を含む。 The stator manufacturing method according to one embodiment includes a step of filling the status lot of the stator coil end and the stator core with a thermosetting resin, and passing a current through the stator coil by a variable voltage variable frequency power supply to obtain the thermosetting property. It includes a heating step of heating the resin and a step of stopping the output of the variable voltage variable frequency power supply when the thermosetting resin is cured.
さらに、一実施形態において、前記熱硬化性樹脂を前記ステータコイルエンド及び前記ステータスロットの内部に浸透させるためのガイドである樹脂抑えを設置するステップをさらに含み、前記加熱ステップは、前記ステータコイル、前記ステータ鉄心、及び前記樹脂抑えを発熱させて前記熱硬化性樹脂を加熱するようにしてもよい。 Further, in one embodiment, the step of installing a resin retainer which is a guide for infiltrating the thermosetting resin into the stator coil end and the status lot is further included, and the heating step includes the stator coil. The thermosetting resin may be heated by generating heat from the stator core and the resin retainer.
さらに、一実施形態において、前記熱硬化性樹脂の周囲に断熱材を設置するステップをさらに含んでもよい。 Further, in one embodiment, a step of installing a heat insulating material around the thermosetting resin may be further included.
さらに、一実施形態において、前記熱硬化性樹脂の温度を検出する温度検出ステップをさらに含み、前記加熱ステップは、前記温度検出ステップにより検出された温度に基づいて前記熱硬化性樹脂の温度制御を行うようにしてもよい。 Further, in one embodiment, a temperature detection step for detecting the temperature of the thermosetting resin is further included, and the heating step controls the temperature of the thermosetting resin based on the temperature detected by the temperature detection step. You may do it.
本発明によれば、ヒータなどの加熱源を別途設けることなくステータを製造することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a stator without separately providing a heating source such as a heater.
以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, one embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1を参照して、第1の実施形態に係るステータ製造装置について説明する。図1Aはステータ製造装置のy方向から見た半断面図を示しており、図1Bはステータ製造装置のx方向から見た断面図を示している。図1に示すステータ製造装置1は、ステータフレーム10と、ステータ鉄心(ステータコア)11と、ステータコイル(ステータ巻線)12と、熱硬化性樹脂13と、樹脂抑え14と、VVVF電源(可変電圧可変周波数電源)15と、を備える。
(First Embodiment)
The stator manufacturing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows a semi-cross-sectional view of the stator manufacturing apparatus as seen from the y direction, and FIG. 1B shows a cross-sectional view of the stator manufacturing apparatus as viewed from the x direction. The stator manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a
ステータフレーム10は、ステータ鉄心11と、ステータコイル12と、熱硬化性樹脂13と、樹脂抑え14とを収納する。ステータフレーム10は、フィン101を有する。
The
ステータ鉄心11は、積層コアで構成され、巻線が挿入される複数のステータスロット111を有する。
The
ステータコイル12は、ステータ鉄心11のステータスロット111に巻かれる銅などの電導体であり、抵抗成分とインダクタンス成分を有する。ステータコイル12がステータスロット111から別のステータスロット111に巻かれたり、同一のステータスロット111に複数回巻かれたりすることにより、ステータコイル12には、ステータ鉄心11からはみ出したステータコイルエンド121が存在することとなる。
The
熱硬化性樹脂13は、所定の温度になると硬化する樹脂であり、絶縁性を有する。
The
樹脂抑え14は、熱硬化性樹脂13をステータコイルエンド121及びステータスロット111の内部に浸透(充填)させるためのガイドであり、金属(例えば、アルミニウム)を材料としている。樹脂抑え14は、ステータ鉄心11の内側に隣接して設置される。
The
VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)電源15は、電圧の大きさと周波数を任意に変化させることができる電源装置(例えば、インバータ)であり、ステータコイル12の引き出し線に接続される。VVVF電源15は、ステータコイル12に電圧を印加して、ステータコイル12に電流を流す。抵抗成分を有するステータコイル12に電流が流れると、ステータコイル12は銅損により発熱し、該発熱により熱硬化性樹脂13を加熱することができる。したがって、VVVF電源15は、ステータコイル12に電流を流すことで、熱硬化性樹脂13を加熱する。VVVF電源15は、電圧又は周波数を変更することで、ステータコイル12に流れる電流量を調整する。
The VVVF (Variable Voltage Variable Frequency)
また、VVVF電源15は、周波数を調整することで、ステータ鉄心11及び金属を材料とする樹脂抑え14にて鉄損を生じさせ、ステータ鉄心11及び樹脂抑え14を間接的に発熱させる。したがって、ステータ鉄心11及び樹脂抑え14も、熱硬化性樹脂13の加熱に寄与する。例えば、VVVF電源15の出力周波数は、ステータ鉄心11及び樹脂抑え14が有するインダクタンスによる電圧降下を考慮して電圧を印可可能な範囲内で高い周波数とする。例えば、該ステータも用いて製作されるモータの定格周波数の5〜20倍程度の周波数(モータの定格周波数が60Hzであれば、300〜1200Hzの周波数)とする。
Further, the
次に、図2を参照して、第1の実施形態に係るステータ製造方法の手順について説明する。 Next, the procedure of the stator manufacturing method according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
ステップS101において、ステータ鉄心11の内側に隣接して樹脂抑え14を設置する。
In step S101, the
ステップS102において、VVVF電源15をステータコイル12の引き出し線に接続に接続する。
In step S102, the VVVF
ステップS103において、熱硬化性樹脂13をステップS104において充填可能とするために、熱硬化性樹脂13を所定の温度(例えば、70℃前後)に予熱する。そして、予熱した熱硬化性樹脂13が冷めないようにするために、VVVF電源15により電圧を印加してステータ(ステータコイル12及びステータ鉄心11)を所定の温度(例えば、100℃前後)に予熱する。
In step S103, the
ステップS104において、ステータコイルエンド112及びステータスロット111の内部に熱硬化性樹脂13を充填する。
In step S104, the inside of the stator coil end 112 and the
ステップS105において、VVVF電源15によりステータコイル12に電流を流して、熱硬化性樹脂13を加熱し、熱硬化性樹脂13が所定の温度を所定時間維持するように、VVVF電源15の電圧及び周波数の少なくとも一方を調整する。例えば、100℃で1時間維持して熱硬化性樹脂を反応させた後、150℃で3時間維持して熱硬化性樹脂を硬化させる。ステップS104において、VVVF電源15によりステータ鉄心11及び樹脂抑え14を間接的に発熱させてもよい。
In step S105, a current is passed through the
ステップS106において、熱硬化性樹脂13が硬化したか否かを判定する。例えば、熱硬化性樹脂13の温度又は発熱量により、熱硬化性樹脂13が硬化したか否かを判定することができる。熱硬化性樹脂13が硬化した場合には、処理をステップS106に進める。
In step S106, it is determined whether or not the
ステップS107において、VVVF電源15の出力を停止する。
In step S107, the output of the
ステップS108において、VVVF電源15を取り外す。
In step S108, the
ステップS109において、樹脂抑え14を取り外す。
In step S109, the
以上説明したように、第1の実施形態では、VVVF電源15を用いて熱硬化性樹脂13を加熱するため、ヒータなどの加熱源を別途設けることなくステータを製造することが可能となる。
As described above, in the first embodiment, since the
(第2の実施形態)
次に、図3を参照して、第2の実施形態に係るステータ製造装置について説明する。図3Aはステータ製造装置のy方向から見た半断面図を示しており、図3Bはステータ製造装置のx方向から見た断面図を示している。図3に示すステータ製造装置2は、ステータフレーム10と、ステータ鉄心11と、ステータコイル12と、熱硬化性樹脂13と、樹脂抑え14と、VVVF電源15と、温度検出器16と、複数の断熱材17と、を備える。第2の実施形態のステータ製造装置2は、第1の実施形態のステータ製造装置1と比較して、温度検出器16と、複数の断熱材17と、をさらに備える点が相違する。その他の構成については第1の実施形態と同一であるため、同一の参照番号を付して適宜説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the stator manufacturing apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a semi-cross-sectional view of the stator manufacturing apparatus as seen from the y direction, and FIG. 3B shows a cross-sectional view of the stator manufacturing apparatus as viewed from the x direction. The stator manufacturing apparatus 2 shown in FIG. 3 includes a
断熱材17は、外気による熱硬化性樹脂13及びその周辺温度の変化を抑えるために断熱する。断熱材17は熱硬化性樹脂13の周囲(熱硬化性樹脂13と外気との間)に設置される。例えば、断熱材17−1はステータフレーム10の周囲を覆うように設置され、断熱材17−2及び断熱材17−3はステータフレーム10の両端に設置される。また、樹脂抑え14の内側にさらに断熱材17−4を設置してもよい。なお、断熱材17の設置位置はこれに限定されるものではない。
The heat insulating material 17 is heat-insulated in order to suppress changes in the
温度検出器16は、熱硬化性樹脂13の温度を検出し、検出した温度をVVVF電源15に通知する。温度検出器16は、サーモグラフィーなどの非接触な温度検出器であってもよい。VVVF電源15は、温度検出器16により検出された温度に基づいて、電圧及び周波数の少なくとも一方を変化させて電流量を調整し、熱硬化性樹脂13の温度制御を行う。例えば、熱硬化性樹脂13の充填前のステータコイル12の予熱については、ステータコイル12が100℃になるように温度制御し、熱硬化性樹脂13の充填後については、熱硬化性樹脂13が1時間100℃を維持するように温度制御した後、熱硬化性樹脂13が3時間150℃を維持するように温度制御する。
The
または、ステータコイル12にPTC(positive temperature coefficient)サーミスタを設けて、ステータコイル12の耐熱温度に達したらVVVF電源15の出力を停止し、ステータコイル12の耐熱温度より下回ったらVVVF電源15の出力を再開するようにしてもよい。
Alternatively, a PTC (positive temperature coefficient) thermistor is provided in the
温度検出器16は、熱硬化性樹脂13及び樹脂抑え14の近くに設置される。図3に示す例では、温度検出器16は、樹脂抑え14に隣接し、断熱材17−4との間に設置される。
The
次に、図4を参照して、第2の実施形態に係るステータ製造方法の手順について説明する。 Next, the procedure of the stator manufacturing method according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
ステップS201において、ステータ鉄心11の内側に隣接して樹脂抑え14を設置する。また、熱硬化性樹脂13の周囲に断熱材17を設置し、熱硬化性樹脂13及び樹脂抑え14の近くに温度検出器16を設置する。ステップS202からステップS204は、第1の実施形態で説明したステップS102からステップS104と同様である。
In step S201, the
ステップS205において、VVVF電源15によりステータコイル12に電流を流して、熱硬化性樹脂13を加熱する。VVVF電源15は、温度検出器16を用いて熱硬化性樹脂13の温度を制御する。ステップS206からステップS208は、第1の実施形態で説明したステップS106からステップS108と同様である。
In step S205, a current is passed through the
ステップS209において、樹脂抑え14、温度検出器16、及び断熱材17を取り外す。
In step S209, the
以上説明したように、第2の実施形態では、熱硬化性樹脂13の周囲に断熱材17が設置されるため、熱硬化性樹脂13、並びに、ステータ鉄心11、ステータコイル12、及び樹脂抑え14の温度の外気による影響を低減することが可能となる。
As described above, in the second embodiment, since the heat insulating material 17 is installed around the
また、第2の実施形態では、温度検出器16により熱硬化性樹脂13の温度を測定するため、VVVF電源15は熱硬化性樹脂13の温度を高精度に制御することが可能となる。
Further, in the second embodiment, since the temperature of the
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形又は変更が可能である。例えば、第1の実施形態のステータ製造装置1において、第2の実施形態で説明した温度検出器16又は断熱材17を備えていてもよい。また、上述した複数のステップを1つに組み合わせたり、あるいは1つのステップを分割したりすることが可能である。
Although the above embodiments have been described as representative examples, it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and substitutions can be made within the spirit and scope of the present disclosure. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described above, and various modifications or modifications can be made without departing from the claims. For example, the stator manufacturing apparatus 1 of the first embodiment may include the
1,2 ステータ製造装置
10 ステータフレーム
11 ステータ鉄心
12 ステータコイル
13 熱硬化性樹脂
14 樹脂抑え
15 VVVF電源
16 温度検出器
17 断熱材
101 フィン
111 ステータスロット
121 ステータコイルエンド
1, 2,
Claims (9)
前記熱硬化性樹脂を前記ステータコイルエンド及び前記ステータスロットの内部に浸透させるためのガイドである樹脂抑えと、
を備える、ステータ製造装置。 A variable voltage variable frequency power supply that heats the thermosetting resin filled in the status lot of the stator coil end and the status iron core by passing an electric current through the stator coil.
A resin closer that is a guide for allowing the thermosetting resin to penetrate into the stator coil end and the status lot.
A stator manufacturing device.
前記可変電圧可変周波数電源は、前記温度検出器により検出された温度に基づいて前記熱硬化性樹脂の温度制御を行う、請求項1から3のいずれか一項に記載のステータ製造装置。 A temperature detector for detecting the temperature of the thermosetting resin is further provided.
The stator manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the variable voltage variable frequency power supply controls the temperature of the thermosetting resin based on the temperature detected by the temperature detector.
可変電圧可変周波数電源によりステータコイルに電流を流して、前記熱硬化性樹脂を加熱する加熱ステップと、
前記熱硬化性樹脂が硬化したら、前記可変電圧可変周波数電源の出力を停止するステップと、
を含む、ステータ製造方法。 The step of filling the status lot of the stator coil end and the stator core with thermosetting resin,
A heating step in which a current is passed through the stator coil by a variable voltage variable frequency power supply to heat the thermosetting resin, and
When the thermosetting resin is cured, the step of stopping the output of the variable voltage variable frequency power supply and
A stator manufacturing method, including.
前記加熱ステップは、前記ステータコイル、前記ステータ鉄心、及び前記樹脂抑えを発熱させて前記熱硬化性樹脂を加熱する、請求項6に記載のステータ製造方法。 Further including the step of installing a resin retainer which is a guide for infiltrating the thermosetting resin into the stator coil end and the status lot.
The stator manufacturing method according to claim 6, wherein the heating step heats the thermosetting resin by generating heat from the stator coil, the stator core, and the resin closer.
前記加熱ステップは、前記温度検出ステップにより検出された温度に基づいて前記熱硬化性樹脂の温度制御を行う、請求項6から8のいずれか一項に記載のステータ製造方法。
A temperature detection step for detecting the temperature of the thermosetting resin is further included.
The stator manufacturing method according to any one of claims 6 to 8, wherein the heating step controls the temperature of the thermosetting resin based on the temperature detected by the temperature detection step.
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