JP6074929B2 - 回転電機コイルの接続部の絶縁処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、回転電機の固定子鉄心に挿入されたコイル相互のろう付けなどにより接続されたコイル導体接続部の絶縁処理方法に関する。

回転電機のコイル導体接続部の絶縁処理方法として、従来から特許文献１および２に示すように、コイル口出し導体の端部を互いに電気的に接続したコイル導体接続部に、硬質な絶縁樹脂で形成された絶縁ケースを被嵌し、この絶縁ケース内の空所に絶縁樹脂を充填して硬化するようにする方法が知られている。

特許文献１に記載の方法は、絶縁ケースを２分割構成し、このケース内に予め絶縁樹脂を充填しておき、コイル口出し導体の接続部に両側から分割絶縁ケースを合わせて被せる方法である。

この方法は、絶縁ケース内に充填される絶縁樹脂が真空含浸されるものではないので、接続部導体の表面に繊維材製主絶縁テープを巻回していても、絶縁樹脂をこの主絶縁テープに十分に含浸することができないので、絶縁性能が低下する問題がある。

特許文献２に記載の方法では、を真空含浸により絶縁ケース内へ絶縁樹脂を充填するようにしている。このように、絶縁樹脂の充填を真空含浸により行うようにすれば、特許文献１に示された絶縁方法の問題点を解決でき、絶縁性能を高めることができる。

しかし、特許文献２の絶縁処理方法においては、回転電機の固定子コイルは、固定子鉄心に嵌め込んで相互に結線され、固定子鉄心とともに一体的に絶縁樹脂が真空含浸され、このときに同時に、固定子コイル相互の接続部に絶縁樹脂の真空含浸も行うようにしている。このため、固定子コイルの接続部だけを単独で絶縁樹脂の真空含浸により絶縁処理することは簡単ではないのである。

特開２００６‐３３３６３０号公報 特開２０００‐０２３４０４号公報

大形の回転電機の場合は、固定子コイルの巻替えを回転電機の設置された現地で行われることが多い。

真空含浸装置は設備が大掛かりなため、これを工場外の現地に運んで、現地で回転電機の固定子鉄心と一体的に固定子コイルの絶縁を行うことは現実的でなく実施することができない。このため、特許文献２の方法では、例えば、現地で固定子コイルの巻替えを行う場合のように、固定子コイルの接続部を単独で絶縁することが必要な場合は、これを簡単に実施することができない。

この発明は、このような問題を解決するため、大形の真空含浸装置を必要としないで、回転電機の固定子コイル相互のコイル導体接続部を単独で簡単に絶縁樹脂の真空含浸により絶縁処理することのできる絶縁処理方法を提供することを課題とするものである。

このような課題を解決するため、この発明は、回転電機の固定子コイル相互のろう付け等により機械的および電気的に接続されたコイル導体接続部に、可撓性で気密性を有する樹脂シートで形成され一端に開口を有する袋体に内部に通じる２つの流体給排用の給排管を設けて構成した包袋を被せ、この包袋の開口端部と前記コイル導体接続部との間の隙間を密封する処理を行い、前記一方の給排管から包袋内空気を吸引排気して包袋内部を真空にし、前記他方の給排管から熱硬化性絶縁樹脂を注入して前記コイル導体接続部に絶縁樹脂を含浸し、含浸した絶縁樹脂を硬化することによりコイル導体接続部に樹脂絶縁被覆を形成することを特徴とするものである。

前記の熱硬化性絶縁樹脂としては、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂などの常温で硬化が可能な樹脂を用いることができる。

また、この発明における前記包袋は、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂の薄膜のシートで形成することができ、前記絶縁樹脂との接着性の低い樹脂シートで形成し、硬化処理後、この包袋を剥がすようにすることができる。

さらに、この発明においては、前記コイル導体接続部に前記包袋を被せる前に、前記導体接続部のコイル導体の表面を絶縁繊維材製の絶縁テープで被覆しておくのがよい。

この発明によれば、コイルを相互に接続するコイル導体接続部に、気密性の包袋を被せ、この包袋の内部空気を真空吸引して、包袋内に絶縁樹脂を注入してこの接続導体部に含浸することにより樹脂絶縁被覆を形成するので、コイルの挿入される鉄心とともに全体を真空含浸装置に入れて絶縁樹脂の真空含浸を行う必要がなく、簡便な手段により真空含浸を行うことができる。

このため、回転電機の設置された現地で、コイルの巻替えを行うような場合、現地でコイル相互の接続部に単独で、簡単に絶縁樹脂の真空含浸による絶縁処理を施すことができる。

この発明の第１の実施例における包袋を被せる前のコイル導体接続部を示す正面図である。 この発明の第１の実施例における包袋を被せた状態のコイル導体接続部を示す正面図である。 この発明の第１の実施例の絶縁処理を施したコイル導体接続部の構成を示すもので(ａ)は、部分的な断面を含む正面図、（ｂ）は、（ａ）におけるｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ線の断面図である。 この発明の第２の実施例における包袋を被せる前のコイル導体接続部を示す正面図である。 この発明の第２の実施例における包袋を被せた状態のコイル導体接続部を示す正面図である。 この発明の第２の実施例の絶縁処理を施したコイル導体接続部の構成を示すもので、(ａ)は、断面正面図、（ｂ）は、（ａ）におけるｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ線の断面図である。

この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。

この発明の第１の実施例を図１〜図３に示す。

図１において、１０は、絶縁処理を施す回転電機のコイル導体接続部であり、包袋２０を被せる前の状態を示している。このコイル導体接続部１０は、上コイル１１および下コイル１２からそれぞれ裸のコイル導体１１ａおよび１２ａが引き出され、その間に接続導体１３を渡してろう付けすることにより、コイル導体１１ａと１２ａとを電気的および機械的に接続して構成されている。接続部１０はこのままでは、接続されたコイル導体１１ａおよび１２ａが裸のまま露出するため、この部分を絶縁する必要がある。

コイル導体接続部１０を絶縁するため、この発明では、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂やフッ素樹脂などの熱可塑性樹脂の可撓性シートで形成した一端が開口した気密性の袋体２１と、この袋体２１に結合され、内部に通じ、空気等の流体を給排する２つの給排管２２および２３とで構成された包袋２０を使用する。給排管２２，２３は、それぞれ開閉バルブ２２ａ、２３ａを備える。

必要な場合には、この包袋２０を被せる前に、コイル導体接続部１０の裸のコイル導体１１ａ、１２ａ、および接続導体１３には、例えばガラス繊維のような絶縁性繊維材で形成された絶縁テープ１６（図３（ｃ）参照）を外周面に卷装する。

そして、包袋２０を被せたとき、袋体２１の開口部２１ａとコイル導体接続部１０とを気密的に密着させるために、コイル導体接続部１０に接近したコイル絶縁層上にシール部１４を形成する。このシール部１４は、上コイル１１と下コイル１２との間の隙間部分に充填してこれを目止めする、例えばシリコーン樹脂製のパテ１４ａと、その上から、上、下コイル１１、１２に跨って巻回接着された自己融着テープ１４ｂとで構成されている（図３（ｂ）参照）。

このように、上、下コイル１１、１２の引出コイル導体１１ａ、１２ａを相互に電気的、機械的に接続した接続部１０に、その先端から樹脂シートで形成された包袋２０を被せ、接続部１０の全体を包袋２０の中に収める。そして、図２に示すように袋体２１の開口２１ａの端部を、接続部１０に設けたシール部１４の上面に密着した上で、その外周を締結バンド１８で締付けることによって、袋体２１の開口端部をコイル導体接続部１０に気密的に固着する。これによりコイル導体接続部１０全体が包袋２０により気密的に包み込まれ密封される。

このようにコイル導体接続部１０を包み込んだ包袋２０の一方の給排管２２を内部の空気を吸引して排気するために図示しない真空ポンプに接続し、他方の給排管２３を、包袋２０内に流動状態の熱硬化性絶縁樹脂Ｒを注入するために図示しない絶縁樹脂を貯留した樹脂タンクに注入ポンプを介して接続する。熱硬化性の絶縁樹脂としては、エポキシ樹脂や、ポリエステル樹脂等の常温硬化性の樹脂を用いるのがよいが、所定の常温より高い温度で硬化する高温硬化性の絶縁樹脂を用いても差し支えない。

コイル導体接続部１０に真空含浸による樹脂絶縁処理を行うために、まず、コイル導体接続部１０に気密的に被せられた包袋２０の絶縁樹脂を注入する側の給排管２３のバルブ２３ａを閉じて、排気を行う側の給排管２２のバルブ２２ａを開き、これに接続された真空ポンプにより包袋２０内の空気を吸引して、内部が１００Ｐａ（１ｍｂａｒ）以下の気圧の真空状態となるまで排気する。

包袋２０の内部が１００Ｐａ（１ｍｂａｒ）以下の真空度に達したところで、給排管２２のバルブ２２ａを閉じて真空ポンプの運転を停止する。この後、他方の給排管２３のバルブ２３ａを開いて、樹脂タンクから包袋２０内へ絶縁樹脂Ｒの注入を行う。樹脂タンク内の絶縁樹脂は大気圧に押されているので、給排管２３のバルブ２３ａを開くことにより真空状態におかれた包袋２０の内部に自然に吸引注入されるが、注入ポンプにより加圧して注入するようにすれば、絶縁樹脂の注入処理をより速く行うことができる。

包袋２０の内部に注入された絶縁樹脂Ｒは、袋体２１と接続部１０のコイル導体１１ａ、１２ａおよび接続導体１３との間の空所にこの空所から吸引された空気と置換わる形で充填されるとともに、コイル導体接続部１０の内部の微小隙間およびこの部分の導体に巻回された繊維材製絶縁テープ１６の繊維間にまで含浸される。

このようにして絶縁樹脂Ｒがコイル導体接続部１０の内部空所に含浸され、導体の周囲に充填されたところで、給排管２３のバルブ２３ａを閉じ、かつ、注入ポンプを止めて、絶縁樹脂の注入含浸処理を終了する。

その後、絶縁樹脂Ｒとして常温硬化性の熱硬化性樹脂を使用した場合は、加熱処理を行う必要がないので、常温のまま硬化に必要な時間だけ放置して、絶縁樹脂の硬化処理を行う。

高温硬化性樹脂の場合は、絶縁樹脂Ｒの充填されたコイル導体接続部１０を所定の温度まで加熱して硬化処理を行う。

絶縁樹脂Ｒの硬化処理が完了したところで、締結バンド１８を除去するとともに、給排管２２および２３を袋体２１に結合された根元で切断して仕上げ処理を行う。この場合、包袋２０をコイル導体接続部１０から剥離するようにしてもよい。

包袋２０をコイル導体接続部１０から剥離する処理を行う場合は、包袋２０の袋体２１を、絶縁樹脂Ｒとの接着性の低い樹脂シートで形成するようにすると、この包袋２０の剥離処理が容易となる。

このような絶縁処理を施したこの発明によるコイル導体接続部１０は、図３に示すように構成される。すなわち、コイル導体接続部１０に被せられた包袋２０の袋体２１とコイル導体１１ａ、１２ａおよび接続導体１３との間の空所に充填された絶縁樹脂Ｒにより、コイル導体接続部１０のコイル導体全体が被覆され、絶縁被覆が形成される。

コイル導体接続部１０のシール部１４は、図３（ｂ）に示すように、コイル１１と１２の間の隙間がパテ１４ａにより目止めされ、その上からコイル絶縁部に巻回された自己融着テープ１４ｂに袋体２１の開口端部が接着されている。コイル導体接続部１０の導体部分は、図３（ｃ）に示すように、導体１１ａ，１２ａ，１３の表面が繊維材製絶縁テープ１６で被覆され、このテープ１６と、全体に被せられた袋体２１との間に充填された絶縁樹脂Ｒが、接続部１０の導体を絶縁する絶縁被覆を形成する。

この発明の第２の実施例について、図４および図５を参照して説明する。

この実施例におけるコイル導体接続部１０は、図４に示すように、上、下コイル１１、２の引出しコイル導体１１ｂ、１２ｂの先端が円弧状に湾曲され、互いの先端の突き合わせ部１７でろう付け等により結合されている。このため、実施例１における接続導体１３が不要となる。

上、下コイル１１、１２の間の隙間は、実施例１の場合と同様にシリコーン樹脂等で形成されたパテ１４を充填して目止めされ、この上から、上、下コイル１１、１２に跨って自己融着テープ１４ｂを巻回してシール部１４が形成される。

このように構成されたコイル導体接続部１０に絶縁処理を施すために、これに、実施例１と同様に樹脂シートにより気密的に形成され包袋２０を被せて、開口端部２１ａをコイル導体接続部１０のシール部１４に密着した上で、その外側から締結テープ１８を巻きつけて気密的に包み込む（図５参照）。

コイル導体接続部１０に気密的に被せた包袋２０の一方の給排管２２を図示しない真空ポンプに接続し、他方の給排管２３を流動状態にした熱硬化性絶縁樹脂を貯留した図示しない樹脂タンクに接続して、絶縁樹脂Ｒの注入含浸処理を行う。

絶縁樹脂Ｒの注入含浸処理の方法は、実施例１と同じであるのでここでは説明を省略する。

絶縁樹脂Ｒの注入含浸処理が終了した後、図６（ａ）に示すとおり、コイル導体接続部１０のコイル導体１１ｂ、１２ｂの全体を包み込んだ流動状態にある絶縁樹脂Ｒの硬化処理を行う。この硬化処理は、絶縁樹脂Ｒが常温で硬化するように調整されている場合は、加熱しないで、常温のままにして硬化に必要な時間だけ静かに放置する。

絶縁樹脂が高温硬化するように調整されている場合は、絶縁樹脂Ｒの含浸されたコイル導体接続部１０を、所定の温度まで加熱して硬化処理行う。

この硬化処理を経て、絶縁樹脂Ｒが硬化したところで、締結バンド１８を除去するととともに、包袋２０の２つの給排管２２、２３を根元から切断して袋体２１から切り離して仕上げの処理を行う。このとき、特に、コイル導体１１ｂ、１２ｂに繊維材製の絶縁テープ１６を巻回して、絶縁樹脂Ｒによる絶縁層が機械的補強されている場合には、袋体２１を剥離するようにしてもよい。

このような仕上げ処理をしたコイル導体接続部１０は、図６に示すように構成される。すなわち、コイル導体接続部１０に被せられた包袋２０の袋体２１とコイル導体１１ｂ、１２ｂとの間の空所およびコイル導体相互間の空所に充填された絶縁樹脂Ｒにより、コイル導体接続部の導体は完全に被覆して絶縁される（図６（ａ）参照）。

コイル導体接続部１０のシール部１４は、図６（ｂ）に示すように、コイル１１と１２の間の隙間がパテ１４ａにより目止めされ、その上からコイル絶縁部に巻回された自己融着テープ１４ｂに袋体２１の開口端部が接着されている。コイル導体接続部１０の導体部分は、図６（ｃ）に示すように、導体１１ｂ、１２ｂの表面が繊維材製絶縁テープ１６で被覆され、このテープ１６と、全体に被せられた袋体２１との間に充填された絶縁樹脂Ｒが、接続部１０の導体を絶縁する絶縁被覆を形成する。

このように、この発明のコイル導体接続部の絶縁処理方法は、絶縁を施したいコイル導体接続部を樹脂シートにより形成した包袋により気密的に包み込んで密封し、この包袋内部の空気を吸引して、この中を真空状態にして熱硬化性絶縁樹脂を注入して含浸処理を行うので、大がかりな真空含浸装置が不要となり、簡単に絶縁樹脂の真空含浸による絶縁処理を行うことができる。このため、回転電機の設置された現地で、コイルの巻替えを行うような場合でも、コイル導体接続部の絶縁処理を現地で容易に行うことができる。

１０：コイル導体接続部
１１：上コイル
１１ａ、１１ｂ：上コイル導体
１２：下コイル
１２ａ、１２ｂ：下コイル導体
１３：接続導体
１４：シール部
２０：包袋
２１：袋体
２２、２３：給排管
Ａ：空気
Ｒ：絶縁樹脂

Claims (5)

1. 回転電機の固定子コイル相互のろう付け等により機械的および電気的に接続されたコイル導体接続部に、可撓性で気密性を有する樹脂シートで形成され一端に開口を有する袋体に内部に通じる２つの流体給排用の給排管を設けて構成した包袋を被せ、この包袋の開口端部と前記コイル導体接続部との間の隙間を密封する処理を行い、前記一方の給排管から包袋内空気を吸引排気して包袋内部を真空にし、前記他方の給排管から熱硬化性絶縁樹脂を注入して前記コイル導体接続部に絶縁樹脂を含浸し、含浸した絶縁樹脂を硬化することによりコイル導体接続部に樹脂絶縁被覆を形成することを特徴とするコイル導体接続部の絶縁処理方法。
2. 請求項１に記載のコイル導体接続部の絶縁処理方法において、前記絶縁樹脂として、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂などの常温で硬化が可能な樹脂を用いることを特徴とするコイル導体接続部の絶縁処理方法。
3. 請求項１または２に記載のコイル導体接続部の絶縁処理方法において、前記包袋は、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂の薄膜のシートで形成したことを特徴とするコイル導体接続部の絶縁処理方法。
4. 請求項１または２に記載のコイル導体接続部の絶縁処理方法において、前記包袋は、前記絶縁樹脂との接着性の低い樹脂シートで形成し、硬化処理後にこの包袋を剥がすことを特徴とするコイル導体接続部の絶縁処理方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のコイル導体接続部の絶縁処理方法において、前記コイル導体接続部に前記包袋を被せる前に、前記導体接続部のコイル導体の表面を絶縁繊維材で被覆することを特徴とするコイル導体接続部の絶縁処理方法。

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