JP7250120B2

JP7250120B2 - スペーサプレートを有する多重並列導体

Info

Publication number: JP7250120B2
Application number: JP2021518988A
Authority: JP
Inventors: トリンメル・トーマス
Original assignee: アスタ・エレクトロドラート・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 2018-06-12
Filing date: 2019-06-07
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2039-06-07
Also published as: AT521591A1; EP3807912B1; CA3103202A1; EP3807912A1; CN112534525B; AT521591B1; CN112534525A; US11398324B2; BR112020021084A2; WO2019238558A1; JP2021528868A; US20210319930A1

Description

本発明は、撚られて絶縁された複数の個別導体を有する多重並列導体に関する。この場合、これらの個別導体が、並んで配置された複数の部分導体束ごとに重なり合って配置されている。さらに、本発明は、このような多重並列導体を製造するための方法及び電気機械の巻線における当該多重並列導体の使用に関する。

例えば変圧器のような電気機械用の巻線を製造するため、いわゆる連続多重並列導体（ｋｏｎｔｉｎｕｉｅｒｌｉｃｈｅＭｅｈｒｆａｃｈｐａｒａｌｌｅｌｌｅｉｔｅｒ）が頻繁に使用される。このような多重並列導体は、個々に樹脂絶縁された複数の個別導体から成る。これらの個別導体は、複数の個別導体束ごとに並んで配置されている。この場合、並んで配置された複数の個別導体束の複数の個別導体が、既定の規格にしたがって撚られる。多くの場合、当該撚り工程時に、予め設定されている間隔で、１つの個別導体束の一番上の個別導体と一番下の個別導体とがそれぞれ、反対方向にそれぞれ隣接した個別導体束ごとに入り組む。これにより、これらの個別導体が交差し、当該異なる複数の個別導体束ごとのこれらの個別導体の数が同じままである。多くの場合、当該多重並列導体は、機械的な保護及び安全性もために又は当該多重並列導体を絶縁するために外側巻付部材、例えばスリーブ絶縁部材を、例えば紙製の巻付部材又はメッシュテープの巻付部材として有する。複数の多重並列導体が、大きい長さで製造され、ロール状に巻かれる。これらの多重並列導体は、加工のために当該ロールから取り出され、加工工程に供給される。巻付部材、特に紙製の巻付部材は、使用前に除去されてもよい。このような多重並列導体は、例えば国際公開第９５／３０９９１号パンフレット又は欧州特許第０８７４３７３号明細書から公知である。

巻線を１つの多重並列導体から製造するため、公知の方法で、当該多重並列導体が、複数の巻線群ごとに軸線方向に並んで且つ半径方向に重なり合って配置されて、電気機械の巻線を構成する。多くの場合、電気絶縁性の材料から成る複数のスペーサプレートが、並んで配置された複数の多重並列導体の間に軸線方向に挿入される。変圧器の巻線では、当該巻線を冷却するため、変圧器油が、例えば稼働中に冷却流路に流れる。この場合、これらのスペーサプレートは、巻き付け工程時に手作業によってこれらの多重並列導体の間に挿入される。当該手作業は、非常に面倒であり、当該巻き付け工程を著しく遅くさせる。

それ故に、スペーサプレートを多重並列導体に直接に配置することが、国際公開第９４／０７２５１号パンフレットから既知である。この場合、規則的な間隔で、この多重並列導体の長手方向に、この多重並列導体の製造中に、１つのスペーサプレートが、この多重並列導体の側面に配置される。このスペーサプレートは、メッシュテープによってこの多重並列導体に保持される。したがって、時間のかかる手作業による当該スペーサプレートの挿入が省略され得る。その結果、巻線のための製造時間が大幅に短縮される。しかし、この多重並列導体に弱く当接しているスペーサプレートの使用は、製造及び加工を困難にする。何故なら、当該スペーサプレートは、容易にずれ得るからである。それ故に、国際公開第９４／０７２５１号パンフレットでは、部分的に架橋されたエポキシ樹脂で予め浸漬されたメッシュテープを巻き付けのために使用することも試みられている。当該エポキシ樹脂は、加熱処理後に硬化し、したがってこの多重並列導体の取り扱いに必要な安定性に寄与する。これにより、当該スペーサプレートも定位置に固定される。当然に、このような浸漬されたメッシュテープの使用は、コストを上昇させ、追加の加熱処理による製造コストも上昇させる。特に、当該硬化されたエポキシ樹脂に起因して、問題が、当該多重並列導体をロールに巻き付けるときに、又は電気機械の巻線を製造するときに発生し得る。何故なら、当該多重並列導体を曲げることが、当該樹脂と一体化された当該スペーサプレートによって困難になり得るからである。

国際公開第９５／３０９９１号パンフレット欧州特許第０８７４３７３号明細書国際公開第９４／０７２５１号パンフレット国際公開第１２／１１３８５１号パンフレット国際公開第１２／１１３８５３号パンフレット

それ故に、本発明の課題は、簡単に製造され得て、確実に且つ簡単にさらに加工され得るスペーサプレートを有する多重並列導体を提供することにある。

本発明によれば、この課題は、テープが当該多重並列導体の長手方向にこの多重並列導体の側面に当接されていて、複数のスペーサプレートが長手方向に分散して当該テープに配置されていて、当該多重並列導体が当該テープ及び当該スペーサプレートと一緒に巻付部材で巻き付けられていることによって解決される。当該スペーサプレートをテープ上に配置することは、当該多重並列導体の製造を容易にする。何故なら、もはや個々のスペーサプレートが加工される必要がないからである。さらに、当該テープは、当該スペーサプレートが当該多重並列導体に対してもはや制御不能にずれることがないことにも寄与する。このため、硬化された巻付部材は必ずしも使用される必要はない。それどころか、当該多重並列導体に弱く当接している当該テープにあるスペーサプレートは、巻き付け工程中に巻線の湾曲部分に適合され得る。その結果、当該スペーサプレートは、ほぼ半径方向に自動的に整合されたままである。

本発明の多重並列導体のさらなる特徴及び利点は、以下の好適な構成に記載されている。

以下に、本発明を、例示的に、概略的に且つ限定しないで本発明の好適な構成を示す図１～４を参照して詳しく説明する。

本発明のスペーサプレートを有する多重並列導体を示す。スペーサプレートを有するテープの構成を示す。スペーサプレートを有するテープの構成を示す。スペーサプレートと外側にあるテープとを有する本発明の多重並列導体の別の図である。

図１は、並んで配置された複数の、ここでは２つの個別導体束２から成る本発明の多重並列導体１の実施の形態を示す。絶縁された、特に樹脂で絶縁された複数の個別導体３が、それぞれの個別導体束２に重なって配置されている。これらの個別導体３又はこれらの個別導体束２は、長手方向ｘに多重並列導体１の全長にわたって延在する。一般に、個別導体３は、長方形の横断面を有する。この場合、個別導体束２ごとの複数の個別導体３が、当該長方形の横断面の長辺に沿って接し合っている。

しかしながら、例えば、他方では、１つの個別導体３自体が、個別導体３ごとに並んで重なって又はマトリックス状に配置され得る絶縁された複数の部分導体から構成されてもよい。複数の部分導体から成る当該複数の個別導体３を有する１つの多重並列導体が、例えば国際公開第１２／１１３８５１号パンフレット又は国際公開第１２／１１３８５３号パンフレットに記載されている。明らかに、当該複数の部分導体から成るこれらの個別導体３も、本発明の範囲内の個別導体とみなせる。

隣接した複数の個別導体束２の一番上の個別導体３と一番下の個別導体３とがそれぞれ、規則的に離間して多重並列導体１の長手方向ｘに沿って設けられている撚り部４で隣接したそれぞれの個別導体束２に入り組んでいる。この場合、当該入り組みは、異なる方向で、すなわち、例えば、上では左から右に、下では左から右に実行される。このため、これらの個別導体束２の個別導体３の数は同じままである。この仕組みは、良く知られていて、多重並列導体１に関連して撚り部と呼ばれるか、又は最終的には、撚られた個別導体３を有する多重並列導体１と呼ばれる。

専ら識別のために、撚り部４を有する面は、多重並列導体１の上面及び下面と呼ばれ、当該上面及び当該下面を結合する多重並列導体１の面は、側面５と呼ばれる。一般に、側面５は、複数の個別導体３の長方形の横断面の複数の狭い面によって形成され、当該上面及び下面は、複数の個別導体３の長方形の横断面の複数の長い面によって形成される。しかし、用語の上面、下面及び側面は、特定の方向又は位置に全く関連せず、したがって特定の方向又は位置に関連すると解してはならない。

複数のスペーサプレート６が、予め設定されている間隔で多重並列導体１の長手方向ｘに沿ってこの多重並列導体１の少なくとも１つの側面５に配置される（図４も参照）。さらに、これらのスペーサプレート６は、平テープ７に固定されていて、多重並列導体１の製造中にテープ７によってこの多重並列導体１に配置される。図２には、テープ７に配置された複数のスペーサプレート６を有する当該テープ７が示されている。テープ７は、例えば合成樹脂又は紙のような任意の、特に非導電性の材料から製造され得る。テープ７は、特に曲げやすい。スペーサプレート６は、非導電性の材料、例えばプレスボードから成る。どのようにして、スペーサプレート６がテープ７に固定されているかは、本発明にとっては重要ではなく、任意の適切な方法が可能である。例えば、スペーサプレート６は、テープ７上に接着されてもよい。

同様に、（図１のように）テープ７が、多重並列導体１に直接に当接しているか否か、又は、（図４のように）スペーサプレート６が、多重並列導体１に直接に当接し、テープ７が、外側に配置されているか否かも重要ではない。

別の可能な構成では、テープ７は、少なくとも２つの部分テープ７′，７″から成る。複数のスペーサプレート６が、これらの部分テープ７′，７″の間に配置されている。この場合、少なくとも１つの部分テープ７′，７″が、これらのスペーサプレート６のそれぞれの面に配置されている（図３）。この場合、部分テープ７′，７″の互いに向かい合った面が、粘着性に構成され得て、例えば紙粘着テープとして構成され得る。その結果、両部分テープ７′，７″は、圧着時に接合されテープ７に形成され、同時にこれらのスペーサプレート６が、両部分テープ７′，７″間で固定される。しかし、部分テープ７′，７″の向かい合った面は、必ずしも自己粘着性である必要はなくて、スペーサプレート６が、例えば新たに接着剤によって、部分テープ７′と部分テープ７″との間に別の方法で固定されてもよい。部分テープ７′，７″は、密接している必要はない。

テープ７が、多重並列導体１に配置された後に、巻付部材８、一般にはメッシュテープ又は紙製の巻付部材が、通常の方法で多重並列導体１に施される。図１に示されているように、メッシュテープを巻付部材８として使用する場合に、硬化されるエポキシ樹脂で浸漬されたメッシュテープが、同様に公知の方法で使用され得るものの、特に当該エポキシ樹脂で浸漬されたメッシュテープは、巻付部材８用に使用されなくてもよい。

スペーサプレート６の高さＨ_Ｄは、特に多重並列導体１の高さＨ_Ｌ、すなわち側面５の高さに一致する。複数の個別巻線群が、巻線の軸線方向に電気機械の巻線状に圧着された後に、これらの個別巻線群の隣接した多重並列導体１が、スペーサプレート６に支持される。スペーサプレート６の高さＨ_Ｄが、多重並列導体１の高さＨ_Ｌよりも小さいと、個別導体３が、当該巻線内で移動し得る。その結果、当該巻線の機能が、損なわれ得るか又は消滅することもあり得る。

同じ理由から、特に、軸線方向に並んでいる複数のスペーサプレート６が、形成された巻線内で軸線方向に常に重なり合っているように、多重並列導体１にある２つのスペーサプレート６間の長手方向ｘの間隔が設計される。こうして、巻線を軸線方向に固定したときに、当該個別巻線群が、これらのスペーサプレート６で支持されることが保証され得る。当該巻線群の直径が既知であるので、これらのスペーサプレート６の配置が、事前に簡単に設計され得る。

特に、テープ７の幅Ｂは、多重並列導体１の高さＨ_Ｌよりも小さく選択されるが、同様に多重並列導体１の高さＨ_Ｌと同じに選択されてもよい。

多重並列導体１を製造するためには、まず、多重並列導体１が、公知の方法で複数の個別導体３を撚ることによって製造される。次いで、複数のスペーサプレート６を有する１つのテープ７が、当該撚られた多重並列導体１の側面に当接され、引き続き巻付部材８が被覆される。その後に、当該多重並列導体１は、巻き枠に巻かれてもよく、したがって出荷されてもよく、又はさらに加工されてもよい。

１多重並列導体
２個別導体束
３個別導体
４撚り部
５側面
６スペーサプレート
７テープ
８巻付部材

Claims

撚られて絶縁された複数の個別導体（３）を有する多重並列導体であって、
これらの個別導体（３）が、並んで配置された複数の部分導体束（２）ごとに重なり合って配置されている当該多重並列導体において、
テープ（７）が、前記多重並列導体（１）の長手方向（ｘ）にこの多重並列導体（１）の側面（５）に当接されていて、
複数のスペーサプレート（６）が、長手方向（ｘ）に分散して前記テープ（７）に配置されていて、前記多重並列導体（１）が、前記テープ（７）及び前記スペーサプレート（６）と一緒に巻付部材（８）で巻き付けられていること、
－前記テープ（７）が、前記多重並列導体（１）の側面（５）に直接に当接していて、前記複数のスペーサプレート（６）が、外側に配置されていて、これらのスペーサプレート（６）の高さ（Ｈ _Ｄ）は、前記テープ（７）の幅（Ｂ）よりも大きく、又は
－前記複数のスペーサプレート（６）が、前記多重並列導体（１）の前記側面（５）に直接に当接していて、前記テープ（７）が、外側に配置されていて、これらのスペーサプレート（６）の高さ（Ｈ _Ｄ）は、前記テープ（７）の幅（Ｂ）よりも大きく、又は
－前記テープ（７）が、少なくとも２つの部分テープ（７′，７″）から構成されていて、前記スペーサプレート（６）が、これらの部分テープ（７′，７″）間に配置されていて、これらのスペーサプレート（６）の高さ（Ｈ _Ｄ）は、これらの部分テープ（７′，７″）のそれぞれの幅（Ｂ）よりも大きいことを特徴とする多重並列導体。
前記スペーサプレート（６）の高さ（Ｈ_Ｄ）は、前記多重並列導体（１）の高さ（Ｈ_Ｌ）に一致することを特徴とする請求項１に記載の多重並列導体。
撚られて絶縁された複数の個別導体（３）と複数のスペーサプレート（６）とを有する多重並列導体（１）を製造するための方法において、
長手方向（ｘ）に分散して配置された複数のスペーサプレート（６）を有するテープ（７）が提供され、これらのスペーサプレート（６）の高さ（Ｈ _Ｄ）は、前記テープ（７）の幅（Ｂ）よりも大きく、
－前記テープ（７）が、前記多重並列導体（１）の側面（５）に直接に当接していて、これらのスペーサプレート（６）が、外側に配置されていて、又は
－これらのスペーサプレート（６）が、前記多重並列導体（１）の前記側面（５）に直接に当接していて、前記テープ（７）が、外側に配置されているように、これらのスペーサプレート（６）を有する前記テープ（７）が、前記多重並列導体（１）の側面（５）に長手方向（ｘ）に当接されること、及び
前記多重並列導体（１）が、前記テープ（７）及びこれらのスペーサプレート（６）と一緒に巻付部材（８）で巻き付けられることを特徴とする方法。
撚られて絶縁された複数の個別導体（３）と複数のスペーサプレート（６）とを有する多重並列導体（１）を製造するための方法において、
長手方向（ｘ）に分散して配置された複数のスペーサプレート（６）を有するテープ（７）が提供され、前記テープ（７）が、少なくとも２つの部分テープ（７′，７″）から構成されていて、前記スペーサプレート（６）が、これらの部分テープ（７′，７″）間に配置されていて、これらのスペーサプレート（６）の高さ（Ｈ _Ｄ）は、これらの部分テープ（７′，７″）のそれぞれの幅（Ｂ）よりも大きいこと、
これらのスペーサプレート（６）を有するテープ（７）が、前記多重並列導体（１）のこの多重並列導体（１）の側面（５）に長手方向（ｘ）に当接されること、及び
次いで前記多重並列導体（１）が、前記テープ（７）及び前記スペーサプレート（６）と一緒に巻付部材（８）で巻き付けられることを特徴とする方法。
電気機械の巻線を製造するための請求項１又は２に記載の多重並列導体（１）の使用において、
前記巻線が、この巻線の軸線方向に並んで配置された複数の巻線群を有し、これらの巻線群が、前記複数のスペーサプレート（６）によって軸線方向に離間されていて、複数のスペーサプレート（６）が、軸線方向（ｘ）に並んで配置された複数の巻線群ごとに少なくとも部分的に重なり合うように、テープ（７）にあるこれらのスペーサプレート（６）の長手方向（ｘ）の間隔が選択される当該使用。