JP3518128B2 - 回転電機の固定子巻線 - Google Patents
回転電機の固定子巻線Info
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- JP3518128B2 JP3518128B2 JP02886596A JP2886596A JP3518128B2 JP 3518128 B2 JP3518128 B2 JP 3518128B2 JP 02886596 A JP02886596 A JP 02886596A JP 2886596 A JP2886596 A JP 2886596A JP 3518128 B2 JP3518128 B2 JP 3518128B2
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- Japan
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- resin
- stator winding
- iron core
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- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機の固定子
巻線に関し、絶縁性能が向上するよう工夫したものであ
る。
巻線に関し、絶縁性能が向上するよう工夫したものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】高圧回転電機の固定子コイルには、全体
含浸方式により樹脂が含浸される。つまり、固定子鉄心
に固定子コイルを組み込んだ後、固定子鉄心と固定子コ
イルを一体にして、樹脂を真空加圧含浸している。かか
る全体含浸方法は、信頼性が高く、またコストパフォー
マンスが良いことから、近年、大形機への適用拡大が進
んでいる
含浸方式により樹脂が含浸される。つまり、固定子鉄心
に固定子コイルを組み込んだ後、固定子鉄心と固定子コ
イルを一体にして、樹脂を真空加圧含浸している。かか
る全体含浸方法は、信頼性が高く、またコストパフォー
マンスが良いことから、近年、大形機への適用拡大が進
んでいる
【０００３】このような、全体含浸を行い良好な絶縁構
造を得るには、主に、含浸樹脂とマイカテープについて
検討をする必要がある。
造を得るには、主に、含浸樹脂とマイカテープについて
検討をする必要がある。
【０００４】従来では、含浸樹脂としては、電気，機
械，熱的な特性が優れ、他の絶縁材料との相容性の良い
エポキシ樹脂が一般に使用されている。
械，熱的な特性が優れ、他の絶縁材料との相容性の良い
エポキシ樹脂が一般に使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、エポキシ樹脂
の場合は、一般的に次のような欠点を有している。 樹脂の増粘が早く、含浸可能な限界の粘度に達する
時間（可使寿命）が短い。 可使寿命を引き延ばすためには、冷蔵貯蔵や、水分
からの遮断を行う設備が必要となり、設備費がかかる。 ゲル化時間が遅く硬化時の樹脂の流出が多くなるた
め、ワークを回転させながら硬化させる等の樹脂流出防
止措置が必要になる。 これらの欠点は、大形機になるほど、大量の樹脂を要す
るため問題になる。
の場合は、一般的に次のような欠点を有している。 樹脂の増粘が早く、含浸可能な限界の粘度に達する
時間（可使寿命）が短い。 可使寿命を引き延ばすためには、冷蔵貯蔵や、水分
からの遮断を行う設備が必要となり、設備費がかかる。 ゲル化時間が遅く硬化時の樹脂の流出が多くなるた
め、ワークを回転させながら硬化させる等の樹脂流出防
止措置が必要になる。 これらの欠点は、大形機になるほど、大量の樹脂を要す
るため問題になる。
【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑み、大量の樹
脂を要することなく全体含浸により良好な絶縁特性を得
ることのできる回転電機の固定子巻線を提供することを
目的とする。
脂を要することなく全体含浸により良好な絶縁特性を得
ることのできる回転電機の固定子巻線を提供することを
目的とする。
【０００７】
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、鉄心 に装着された後に鉄心と共に樹脂が全
体含浸され樹脂硬化が行われる固定子巻線であって、コ
イル導体の上に形成した絶縁層の表面のうち、鉄心装着
部分に、離形性半導電層を形成して前記固定子巻線が構
成され、前記樹脂として、ポリエステル樹脂を２０〜５
０重量％，エポキシ樹脂を１〜２５重量％，ポリイミド
樹脂を１〜１５重量％の割合で混合してなる樹脂を用い
たことを特徴とする。
明の構成は、鉄心 に装着された後に鉄心と共に樹脂が全
体含浸され樹脂硬化が行われる固定子巻線であって、コ
イル導体の上に形成した絶縁層の表面のうち、鉄心装着
部分に、離形性半導電層を形成して前記固定子巻線が構
成され、前記樹脂として、ポリエステル樹脂を２０〜５
０重量％，エポキシ樹脂を１〜２５重量％，ポリイミド
樹脂を１〜１５重量％の割合で混合してなる樹脂を用い
たことを特徴とする。
【０００９】また本発明は、鉄心に装着された後に鉄心
と共に樹脂が全体含浸され樹脂硬化が行われる固定子巻
線であって、コイル導体の上に形成した絶縁層の表面の
うち、鉄心装着部分に、接着性半導電層を形成しさらに
その上に離形性半導電層を形成して前記固定子巻線が構
成され、前記樹脂として、ポリエステル樹脂を２０〜５
０重量％，エポキシ樹脂を１〜２５重量％，ポリイミド
樹脂を１〜１５重量％の割合で混合してなる樹脂を用い
たことを特徴とする。
と共に樹脂が全体含浸され樹脂硬化が行われる固定子巻
線であって、コイル導体の上に形成した絶縁層の表面の
うち、鉄心装着部分に、接着性半導電層を形成しさらに
その上に離形性半導電層を形成して前記固定子巻線が構
成され、前記樹脂として、ポリエステル樹脂を２０〜５
０重量％，エポキシ樹脂を１〜２５重量％，ポリイミド
樹脂を１〜１５重量％の割合で混合してなる樹脂を用い
たことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明では、従来のエポキシ樹脂
に代えて、ポリエステル樹脂を２０〜５０重量％，エポ
キシ樹脂を１〜２５重量％，ポリイミド樹脂を１〜１５
重量％の割合で混合してなる樹脂を用いた。この組成の
含浸樹脂は、電気，機械，熱的特性の点ではエポキシ樹
脂と同等の性能を有し、可使寿命（ポットライフ）が１
０倍以上（出願人による従来品に比べて）になる優れた
特性がある。しかも、安価である。
に代えて、ポリエステル樹脂を２０〜５０重量％，エポ
キシ樹脂を１〜２５重量％，ポリイミド樹脂を１〜１５
重量％の割合で混合してなる樹脂を用いた。この組成の
含浸樹脂は、電気，機械，熱的特性の点ではエポキシ樹
脂と同等の性能を有し、可使寿命（ポットライフ）が１
０倍以上（出願人による従来品に比べて）になる優れた
特性がある。しかも、安価である。
【００１１】ただし、上記組成の含浸樹脂は、硬化時の
いわゆる硬化収縮率が約１０％であり、エポキシ樹脂の
硬化収縮率が約５％であることに比べると、硬化収縮率
が約２倍程度大きいという欠点がある。
いわゆる硬化収縮率が約１０％であり、エポキシ樹脂の
硬化収縮率が約５％であることに比べると、硬化収縮率
が約２倍程度大きいという欠点がある。
【００１２】収縮率が大きくなると、次のような問題が
生じる。 全体含浸方式では、鉄心−絶縁層−コイル導体が樹
脂によって一体となって硬化・固着するのが特徴である
が、収縮率が大きいと硬化時に微細なギャップが形成さ
れてしまう。このようなギャップが生じると、運転時の
電圧によって、部分放電が発生して、絶縁層の劣化を促
進する。 ギャップが形成されても、部分放電が発生しないよ
うにするためには、絶縁厚を厚くする必要があり、この
ようにすると、機械が大形化し、コストアップになる。
生じる。 全体含浸方式では、鉄心−絶縁層−コイル導体が樹
脂によって一体となって硬化・固着するのが特徴である
が、収縮率が大きいと硬化時に微細なギャップが形成さ
れてしまう。このようなギャップが生じると、運転時の
電圧によって、部分放電が発生して、絶縁層の劣化を促
進する。 ギャップが形成されても、部分放電が発生しないよ
うにするためには、絶縁厚を厚くする必要があり、この
ようにすると、機械が大形化し、コストアップになる。
【００１３】そこで、本願発明者は、絶縁厚さを増大す
ることなく、上述した新しい組成の含浸樹脂（この含浸
樹脂を「エポキシ変性ポリエステルイミド樹脂」と称す
る）の特長を活かすことのできる、絶縁構造の改善をも
行った。
ることなく、上述した新しい組成の含浸樹脂（この含浸
樹脂を「エポキシ変性ポリエステルイミド樹脂」と称す
る）の特長を活かすことのできる、絶縁構造の改善をも
行った。
【００１４】図１は第１の実施の形態に係る固定子巻線
１を示す。この固定子巻線１のコイル導体２は、電線サ
イズが４．０×２．０mmの平角エナメル銅線を２並で１
０回巻いて、長線部長が５００mmの亀甲形の成形コイル
として製作している。絶縁層３は、コイル導体２の上に
集成マイカテープをハーフラップで４回テーピングして
形成されている。絶縁層３の表面のうち、鉄心装着部分
には、離形性半導電層４を形成している。離形性半導電
層４は、離形性の半導電テープ（例えば日東電工製のニ
トフロンＮＯ．９００Ｖ（商標名））を１回、巻回して
形成した。
１を示す。この固定子巻線１のコイル導体２は、電線サ
イズが４．０×２．０mmの平角エナメル銅線を２並で１
０回巻いて、長線部長が５００mmの亀甲形の成形コイル
として製作している。絶縁層３は、コイル導体２の上に
集成マイカテープをハーフラップで４回テーピングして
形成されている。絶縁層３の表面のうち、鉄心装着部分
には、離形性半導電層４を形成している。離形性半導電
層４は、離形性の半導電テープ（例えば日東電工製のニ
トフロンＮＯ．９００Ｖ（商標名））を１回、巻回して
形成した。
【００１５】図１のような構成となった固定子巻線１を
鉄心に装着した後、エポキシ変性ポリエステルイミド樹
脂を全体含浸方式により真空含浸し、その後に硬化をし
た。このように硬化を行う際に、収縮に起因するギャッ
プが生じるが、離形性半導電層４があるため、ギャップ
は、この離形性半導電層４と鉄心との間に集中して発生
する。
鉄心に装着した後、エポキシ変性ポリエステルイミド樹
脂を全体含浸方式により真空含浸し、その後に硬化をし
た。このように硬化を行う際に、収縮に起因するギャッ
プが生じるが、離形性半導電層４があるため、ギャップ
は、この離形性半導電層４と鉄心との間に集中して発生
する。
【００１６】このように、鉄心と離形性半導電層４との
間の一部で、微細なギャップが生じたとしても、全体と
しては、鉄心と離形性半導電層４の間は接触しており、
電気的には同電位となるため、部分放電は発生しない。
結局、ギャップを、この離形性半導電層４と鉄心との間
に、即ち、部分放電が発生しない部分に、集中して発生
させるようにしたので、部分放電は発生せず、また絶縁
層３にはギャップが発生せず、良好な絶縁性を確保する
事ができる。
間の一部で、微細なギャップが生じたとしても、全体と
しては、鉄心と離形性半導電層４の間は接触しており、
電気的には同電位となるため、部分放電は発生しない。
結局、ギャップを、この離形性半導電層４と鉄心との間
に、即ち、部分放電が発生しない部分に、集中して発生
させるようにしたので、部分放電は発生せず、また絶縁
層３にはギャップが発生せず、良好な絶縁性を確保する
事ができる。
【００１７】図２は、第２の実施の形態に係る固定子巻
線１ａを示す。この固定子巻線１ａでは、コイル導体２
の上の絶縁層３の表面に、接着性半導電層５を巻回して
おり、この接着性半導電層５の表面に、離形性半導電層
４を巻回している。なお、コイル導体２，絶縁層３，及
び離形性半導電層４の構成は、図１に示す第１の実施の
形態のものと同じである。
線１ａを示す。この固定子巻線１ａでは、コイル導体２
の上の絶縁層３の表面に、接着性半導電層５を巻回して
おり、この接着性半導電層５の表面に、離形性半導電層
４を巻回している。なお、コイル導体２，絶縁層３，及
び離形性半導電層４の構成は、図１に示す第１の実施の
形態のものと同じである。
【００１８】図３は、硬化後の tanδ（誘電体損）−電
圧特性を示す。この中で比較例とは、図１に示す固定子
巻線の離形性半導電層４の代わりに、離形性でない半導
電性テープを巻回して構成した固定子巻線である。
圧特性を示す。この中で比較例とは、図１に示す固定子
巻線の離形性半導電層４の代わりに、離形性でない半導
電性テープを巻回して構成した固定子巻線である。
【００１９】図３の特性からわかるように、比較例で
は、高電圧側で tanδの立ち上がりが大きく、絶縁層中
でギャップができて、部分放電が多く発生しているのが
判る。一方、本発明に係る固定子巻線１，１ａでは、比
較例に比べると、高電圧側でのtanδの立ち上がりが小
さく、絶縁層３内のギャップ抑制効果が発揮されている
ことがわかる。
は、高電圧側で tanδの立ち上がりが大きく、絶縁層中
でギャップができて、部分放電が多く発生しているのが
判る。一方、本発明に係る固定子巻線１，１ａでは、比
較例に比べると、高電圧側でのtanδの立ち上がりが小
さく、絶縁層３内のギャップ抑制効果が発揮されている
ことがわかる。
【００２０】なお、固定子巻線１の場合は、この巻線を
鉄心に装着するときに離形性半導電層４の一部が切れる
ことがあり、固定子巻線１ａにくらべると若干特性が落
ちている。固定子巻線１ａでは、鉄心装着時に表面の離
形性半導電層４の一部が切れても、半導電層４，５によ
り半導電層が２重構造になっているため、部分放電の発
生がより効果的に抑制できる。
鉄心に装着するときに離形性半導電層４の一部が切れる
ことがあり、固定子巻線１ａにくらべると若干特性が落
ちている。固定子巻線１ａでは、鉄心装着時に表面の離
形性半導電層４の一部が切れても、半導電層４，５によ
り半導電層が２重構造になっているため、部分放電の発
生がより効果的に抑制できる。
【００２１】
（１）本発明では、固定子巻線に含浸させる樹脂とし
て、ポリエステル樹脂２０〜５０重量％，エポキシ樹脂
１〜２５重量％，ポリイミド樹脂１〜１５重量％の割合
で混合してなる樹脂を用いたため、可使寿命（ポットラ
イフ）が、エポキシ樹脂に比べて、約１０倍となった。
このため、繰り返し使用が可能になり、廃棄する樹脂が
殆どなくなり、省資源、地球環境の保護にもつながる。
また、この樹脂は安価でありコストダウンもはかれる。
て、ポリエステル樹脂２０〜５０重量％，エポキシ樹脂
１〜２５重量％，ポリイミド樹脂１〜１５重量％の割合
で混合してなる樹脂を用いたため、可使寿命（ポットラ
イフ）が、エポキシ樹脂に比べて、約１０倍となった。
このため、繰り返し使用が可能になり、廃棄する樹脂が
殆どなくなり、省資源、地球環境の保護にもつながる。
また、この樹脂は安価でありコストダウンもはかれる。
【００２２】（２）上記組成の含浸樹脂は、硬化収縮率
が大きいが、絶縁層の上に離形性半導電層を形成したた
め、樹脂硬化に起因するギャップを、離形性半導電層と
鉄心との間つまり部分放電の生じない部分で集中して発
生させるようにしたので、硬化収縮率の大きい上記組成
の含浸樹脂を用いても、絶縁層中には、硬化収縮に伴う
ギャップは殆ど形成されず、絶縁性能が向上する。
が大きいが、絶縁層の上に離形性半導電層を形成したた
め、樹脂硬化に起因するギャップを、離形性半導電層と
鉄心との間つまり部分放電の生じない部分で集中して発
生させるようにしたので、硬化収縮率の大きい上記組成
の含浸樹脂を用いても、絶縁層中には、硬化収縮に伴う
ギャップは殆ど形成されず、絶縁性能が向上する。
【００２３】（３）絶縁層中のギャップが少ないため、
絶縁厚さの縮小が可能になり、回転電機の小型化に寄与
できる。
絶縁厚さの縮小が可能になり、回転電機の小型化に寄与
できる。
【００２４】（４）離形性半導電層および接着性半導電
層が、応力緩和の機能をはたすため、耐ヒートサイクル
性が向上する。
層が、応力緩和の機能をはたすため、耐ヒートサイクル
性が向上する。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る固定子巻線を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る固定子巻線を
示す断面図。
示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る固定子巻線と比較例
の tanδ−電圧特性を示す特性図。
の tanδ−電圧特性を示す特性図。
１，１ａ 固定子巻線
２ コイル導体
３ 絶縁層
４ 離形性半導電層
５ 接着性半導電層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−179732（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−264787（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−233039（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−106840（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−67618（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−150450（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 3/30
H02K 3/32
H02K 15/12
Claims (2)
- 【請求項１】 鉄心に装着された後に鉄心と共に樹脂が
全体含浸され樹脂硬化が行われる固定子巻線であって、 コイル導体の上に形成した絶縁層の表面のうち、鉄心装
着部分に、離形性半導電層を形成して前記固定子巻線が
構成され、 前記樹脂として、ポリエステル樹脂を２０〜５０重量
％，エポキシ樹脂を１〜２５重量％，ポリイミド樹脂を
１〜１５重量％の割合で混合してなる樹脂を用いたこと
を特徴とする回転電機の固定子巻線。 - 【請求項２】 鉄心に装着された後に鉄心と共に樹脂が
全体含浸され樹脂硬化が行われる固定子巻線であって、 コイル導体の上に形成した絶縁層の表面のうち、鉄心装
着部分に、接着性半導電層を形成しさらにその上に離形
性半導電層を形成して前記固定子巻線が構成され、 前記樹脂として、ポリエステル樹脂を２０〜５０重量
％，エポキシ樹脂を１〜２５重量％，ポリイミド樹脂を
１〜１５重量％の割合で混合してなる樹脂を用いたこと
を特徴とする回転電機の固定子巻線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02886596A JP3518128B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 回転電機の固定子巻線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02886596A JP3518128B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 回転電機の固定子巻線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09224341A JPH09224341A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3518128B2 true JP3518128B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=12260280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02886596A Expired - Fee Related JP3518128B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 回転電機の固定子巻線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3518128B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5783239B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2015-09-24 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
| CN114256995B (zh) * | 2021-12-27 | 2023-07-28 | 同济大学 | 一种长定子磁浮系统直线电机定子模块 |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP02886596A patent/JP3518128B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09224341A (ja) | 1997-08-26 |
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|---|---|---|---|
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