JP7299943B2

JP7299943B2 - 固定子鉄心の修理方法

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Publication number: JP7299943B2
Application number: JP2021092066A
Authority: JP
Inventors: 誠二郎村松; 大樹麻生; 航太保坂
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2023-06-28
Anticipated expiration: 2041-06-01
Also published as: US20230027901A1; DE102022205370A1; JP2022184299A

Description

本発明は、固定子鉄心の修理方法に関する。

一般に、火力発電所や原子力発電所に設置されるタービン発電機などの大型の回転電機の固定子は、固定子鉄心と固定子コイル（固定子巻線）とを有し、特に、固定子鉄心は、板厚１ｍｍ以下の薄い珪素鋼板を積層して形成される。珪素鋼板は、両面に絶縁が施され、積層される珪素鋼板は互いに電気的に絶縁される。

固定子鉄心には、複数のスロット（溝）が形成され、スロットに固定子コイルが埋め込まれ、固定子コイルは、ウェッジ（楔）によって固定される。なお、スロットに埋め込まれる固定子コイルは、固定子コイルの軸方向端部（コイルエンド部）における固定子鉄心の軸方向外側で、電気的に接続される。

そして、回転電機は、運転開始後、数年毎に、定期検査を実施する。定期検査では、固定子鉄心の健全性も検査され、回転電機の異常運転や経年劣化により、固定子鉄心の損傷（絶縁の異常）が見つかる場合があり、こうした損傷の状態に応じて、固定子鉄心の修理が必要となる場合がある。

こうした技術分野の背景技術として、例えば、欧州特許ＥＰ１５９４２１３Ｂ（特許文献１）や欧州特許ＥＰ１５９２１１０Ｂ（特許文献２）がある。特許文献１には、機能拡張が、積層を固定子フレームに水平に挿入することができる、レールとして使用することが記載されている（要約参照）。特許文献２には、積層が固定子フレームの中に水平に移動することが記載されている（要約参照）。つまり、特許文献１や特許文献２には、固定子鉄心の損傷を修理する場合、回転電機を横置きの状態で修理することが記載されている。

欧州特許ＥＰ１５９４２１３Ｂ欧州特許ＥＰ１５９２１１０Ｂ

特許文献１や特許文献２には、固定子鉄心の損傷を修理する場合に、回転電機を横置きの状態で修理することが記載されている。

また、固定子鉄心の損傷を修理する場合、固定子鉄心の損傷（絶縁の異常）が、固定子鉄心の表面付近の位置（内径側）にある場合には、グラインダーやエッチング液によって、損傷を修理することができる。

しかし、損傷が、表面から深い位置（外径側）にある場合には、グラインダーやエッチング液によって、損傷を修理することができない。このため、損傷を修理するためには、回転電機の回転子を除去し、ステータフレームを直立し、固定子コイルを解体し、固定子鉄心を解体し、損傷がある固定子鉄心（珪素鋼板）を交換する、又は、絶縁物を追加する必要がある。

珪素鋼板の交換や絶縁物の追加は、ステータフレームの直立、固定子コイルや固定子鉄心の解体など、大掛かりな工事が必要となりになり、修理費用が高くなり、修理時間も長くなる。

そこで、本発明は、上記した課題に鑑み、固定子鉄心の表面から深い位置の損傷を修理する場合であっても、低コスト、短期間で、固定子鉄心の損傷を修理する固定子鉄心の修理方法を提供する。

上記した課題を解決するため、本発明は、固定子コイルが設置されるスロットが形成され、珪素鋼板が積層されて形成される固定子鉄心の修理方法であって、固定子コイルをスロットに保持したまま、固定子鉄心を形成する珪素鋼板を部分的に移動し、固定子鉄心の損傷箇所がある珪素鋼板の積層間に、ギャップを形成し、珪素鋼板の積層間に形成されたギャップから、珪素鋼板の損傷箇所に対して、絶縁物を追加することによって、珪素鋼板の損傷箇所を修理することを特徴とする。

本発明によれば、固定子鉄心の表面から深い位置の損傷を修理する場合であっても、低コスト、短期間で、固定子鉄心の損傷を修理する固定子鉄心の修理方法を提供することができる。

なお、上記した以外の課題、構成、及び効果については、下記する実施例の説明によって、明らかにされる。

本実施例に記載する回転電機１００の構成を説明する説明図である。本実施例に記載する回転電機１００の軸方向端部の構造を横方向から見て説明する断面図である。本実施例に記載する回転電機１００の軸方向端部の構造を斜視的に見て説明する斜視図である。図２の矢印方向から見て、固定子鉄心２に形成されるスロット１９と固定子コイル３とを説明する断面図である。本実施例に記載する回転電機１００の軸方向端部の構造を横方向から見て、固定子鉄心２の修理方法を説明する断面図である。図５の矢印方向Ａから見て、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０とを説明する平面図である。図５の矢印方向Ｂから見て、固定子鉄心２に形成されるスロット１９と固定子コイル３と、及び、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０とを説明する断面図である。本実施例に記載する鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０と斜視的に見て説明する斜視図である。図５の矢印方向Ｂから見て、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法（工程１）を説明する断面図である。図５の矢印方向Ｂから見て、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法（工程２）を説明する断面図である。図５の矢印方向Ｂから見て、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法（代案）を説明する断面図である。本実施例に記載する回転電機１００の構造を横方向から見て、固定子コイル３の軸方向端部を支持するチェーンブロック３８と油圧ジャッキ３９とを説明する断面図である。

以下、本発明の実施例を、図面を使用し、説明する。なお、図面において、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。

先ず、本実施例に記載する回転電機１００の構成を説明する。

図１は、本実施例に記載する回転電機１００の構成を説明する説明図である。なお、図１は、説明の都合上、一部を除去して示される。

一般に、回転電機１００は、出力（容量）に応じて、固定子コイル３が水冷され、機内が水素ガスで冷却される水冷却回転電機、固定子コイル３及び機内が水素ガスで冷却される水素冷却回転電機、固定子コイル３及び機内が空気で冷却される空気冷却回転電機の３種類に大別される。水冷却回転電機及び水素冷却回転電機は、機内に加圧した水素ガスを充満する。

本実施例に記載する回転電機（タービン発電機）１００は、機内に水素ガスを充満し、機内を水素ガスで冷却する。

回転電機１００は、回転子１と、回転子１と所定の間隙を形成し、対向配置される固定子４と、を有する。固定子４は、固定子鉄心２と固定子コイル３とを有する。

また、回転電機１００は、固定子コイル３からの電流を機外に出力する高圧ブッシング（電力供給用端子）５と、固定子コイル３と高圧ブッシング５とを接続し、電流経路を形成する亘り線１３及び口出し線１４、機内で発電する電流を機外に取り出すリード線３７（図１２参照）などの電力線と、回転子１、固定子４、亘り線１３、口出し線１４などが収納され、内部に水素ガスが充満される回転電機外箱６と、回転電機外箱６に接続し、回転電機外箱６の下部に設置されるターミナルボックス７と、回転電機外箱６に接続し、機内を水素ガスで冷却するための水素冷却器８と、回転電機外箱６の軸方向端部を塞ぎ、軸受けなどを収納するエンドブラケット９と、回転子１のコイルに直流電流を供給する集電管やカーボンブラシなどを収納するロッカ装置１０と、回転電機外箱６が固定される脚１１と、高圧ブッシング５から機外に出力される電流を測定する変流器１２と、を有する。

回転電機１００は、例えば、蒸気タービンやガスタービンに接続され、蒸気タービンやガスタービンの回転エネルギーを回転子１に伝達し、回転子１を固定子４の内側で高速回転させることよって発電する。

固定子４は、板厚１ｍｍ以下（０．３５～０．５０ｍｍ）の薄い珪素鋼板を軸方向に積層して形成され、積層される珪素鋼板は互いに電気的に絶縁され、複数のスロットが形成される固定子鉄心２と、スロットに埋め込まれ、ウェッジによって固定され、固定子鉄心２に装着される固定子コイル３と、を有する。つまり、固定子鉄心２は、固定子コイル３が設置される複数のスロットが形成され、珪素鋼板が軸方向に積層されて形成される。

次に、本実施例に記載する回転電機１００の軸方向端部の構造を横方向から、及び、斜視的に見て説明する。

図２は、本実施例に記載する回転電機１００の軸方向端部の構造を横方向から見て説明する断面図である。

図３は、本実施例に記載する回転電機１００の軸方向端部の構造を斜視的に見て説明する斜視図である。

図２及び図３に示すように、回転電機１００の軸方向端部であって、固定子鉄心２の軸方向端部には、薄い珪素鋼板を軸方向（積層方向）に両端から挟むコアクランプ２０が設置され、コアクランプ２０と固定子鉄心２との間には、固定子鉄心２に軸方向の圧縮力を伝達するエンドダクトピース２２が設置される。つまり、コアクランプ２０は、エンドダクトピース２２を介して、固定子鉄心２を両端から圧縮する。

また、固定子鉄心２の外周側には、固定子鉄心２を外周側から支持するキーバー２３が設置され、キーバー２３の軸方向端部は、キーバーボルト２４及びキーバーナット２５を介して、コアクランプ２０に固定（ボルト締め）される。つまり、キーバー２３、キーバーボルト２４及びキーバーナット２５は、コアクランプ２０を介して、固定子鉄心２を、両端から、また、外周側から、圧縮する。

また、キーバー２３の外周側（固定子鉄心２の外周側）には、固定子主板３１を有し、内部に水素ガスが充満される回転電機外箱６が設置される。なお、固定子主板３１は、回転電機外箱６の内部に所定の空間を形成し、回転電機外箱６を支持する。また、複数の固定子主板３１が、回転電機外箱６の内部にリング状に設置され、軸方向に所定の間隔で設置される。

一方、固定子鉄心２の軸方向外側では、固定子コイル３は湾曲した形状を有し、固定子コイル３は、コアクランプ２０に固定されるアキシャルサポート１６に一体に設置されるパーマネントリング１７及び支えリング１８に、硝子繊維のロービングによって縛り付けられ、エポキシワニスによって固定される。

そして、固定子コイル３は、固定子コイル３の軸方向端部における固定子鉄心２の軸方向外側で、電気的に接続される。

このように、アキシャルサポート１６、パーマネントリング１７及び支えリング１８によって構成されるコイルエンドサポート（コイルエンド部）は、固定子鉄心２の軸方向端部に設置されるコアクランプ２０に固定される。

そして、固定子鉄心２の軸方向外側では、例えば、ガラス積層板、非磁性金属、ガラス繊維、エポキシワニスなどによって、固定子コイル３の軸方向端部が固定され、コイルエンドサポートが形成される。

また、アキシャルサポート１６とコアクランプ２０との間には、銅シールド２１が設置され、アキシャルサポート１６は、銅シールド２１を介して、コアクランプ２０に固定される。

また、銅シールド２１の外側には、固定子鉄心２に軸方向の圧縮力を伝達するスライドベアリング（スライド軸受）１５が設置される。なお、スライドベアリング１５は、アキシャルサポート１６に設置され、固定子コイル３の温度上昇に伴う固定子鉄心２との熱伸び差を吸収する。

また、固定子鉄心２には、軸方向に所定の間隔で、複数の中間ダクト２８が設置される。中間ダクト２８は、複数枚が積層される固定子鉄心２（珪素鋼板）と複数枚が積層される固定子鉄心２（珪素鋼板）との間に形成され、水素ガスが流通するギャップであり、例えばＨ鋼などによって形成される。

なお、固定子主板３１が設置される所定の間隔は、中間ダクト２８が設置される所定の間隔よりも、大きい。

次に、図２の矢印方向から見て、固定子鉄心２に形成されるスロット１９と固定子コイル３とを説明する。

図４は、図２の矢印方向から見て、固定子鉄心２に形成されるスロット１９と固定子コイル３とを説明する断面図である。

固定子コイル３は、上コイル３－１と底コイル３－２とから構成され、固定子コイル３の軸方向端部における固定子鉄心２の軸方向外側で、互いに電気的に接続される。固定子コイル３の直線部は、固定子鉄心２の内径側に形成されるスロット１９に、底コイル３－２、上コイル３－１の順に埋め込まれ、スロット１９の内径側がウェッジ２６によって固定される。これにより、底コイル３－２と上コイル３－１と（固定子コイル３）が、固定子鉄心２に形成されるスロット１９に、ウェッジ２６によって、固定される。

＜従来の固定子鉄心２の修理方法＞
ここで、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法を説明する前に、従来の固定子鉄心２の修理方法を説明する。

従来の固定子鉄心２の修理方法において、例えば、固定子鉄心２に損傷が見つかった場合、先ず、回転子１及びエンドブラケット９を取り外す。

そして、損傷が表面付近の位置（内径側）にある場合には、直接、損傷箇所（損傷部）を削り取ることによって、損傷を修理する。しかし、損傷が表面から深い位置（外径側）にある場合には、直接、損傷箇所を削り取ることによって、損傷を修理することができない。

この場合に損傷を修理するためには、固定子コイル３を解体し、回転電機外箱６を９０°回転し、回転電機外箱６の軸方向が鉛直方向になるように置き直し、上側から銅シールド２１、コアクランプ２０、エンドダクトピース２２を解体し、固定子鉄心２の一部を解体し、損傷がある固定子鉄心２（珪素鋼板）を交換する、又は、絶縁物を追加する。

なお、損傷が、エンドダクトピース２２から比較的近い位置にある場合には、回転電機外箱６を動かさずに、銅シールド２１、コアクランプ２０、エンドダクトピース２２を解体し、固定子鉄心２の一部を解体し、損傷がある固定子鉄心２（珪素鋼板）を交換する、又は、絶縁物を追加する場合もある。

しかし、従来の固定子鉄心２の修理方法において、珪素鋼板の交換や絶縁物の追加は、固定子コイル３や固定子鉄心２の解体など、大掛かりな工事が必要となりになり、修理費用が高くなり、修理時間も長くなる。

そこで、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法は、固定子鉄心２の表面から深い位置の損傷を修理する場合であっても、固定子コイル３や固定子鉄心２を解体せずに、固定子鉄心２の損傷を修理する。なお、ここで、固定子鉄心２の表面から深い位置とは、直接、損傷箇所を削り取ることによって、損傷を修理することができない位置であり、固定子鉄心２の表面（内径側）に対して、外径側にある位置である。

＜本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法＞
次に、本実施例に記載する回転電機１００の軸方向端部の構造を横方向から見て、固定子鉄心２の修理方法を説明する。

図５は、本実施例に記載する回転電機１００の軸方向端部の構造を横方向から見て、固定子鉄心２の修理方法を説明する断面図である。

本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法は、固定子鉄心２の表面から深い位置の損傷を修理する場合であっても、回転電機外箱６を動かさずに、固定子コイル３や固定子鉄心２を解体せずに、固定子鉄心２の損傷を修理する。

つまり、珪素鋼板が積層される固定子鉄心２の損傷箇所２７（絶縁損傷）を開き、珪素鋼板の損傷箇所（絶縁損傷）にアクセスする。そして、珪素鋼板の絶縁損傷は、絶縁物を追加（絶縁板を貼り付け又は絶縁塗料（絶縁ワニス）を塗布）することによって、修理することができる。

この固定子鉄心２の損傷箇所２７は、例えば、固定子鉄心２の外周に巻かれたケーブルに電流を流すことによって、固定子鉄心２の内部に主磁束を発生させる。固定子鉄心２に損傷箇所２７が存在する場合には、主磁束を打ち消す方向に、損傷箇所２７を通過する循環電流が発生するため、固定子鉄心２の損傷箇所２７が局部的に温度上昇し、どの位置の珪素鋼板に絶縁損傷があるかが検出される。

なお、固定子コイル３を解体せず、固定子鉄心２の一部を（固定子鉄心２を部分的に）移動し、固定子鉄心２の損傷箇所２７を開くためには、つまり、固定子鉄心２の損傷箇所２７がある、珪素鋼板の積層間に、所定のギャップ（間隙）を形成するためには、以下の制約が発生する場合がある。

（ｉ）．固定子鉄心２の一部を移動するためには、コアクランプ２０を固定子鉄心２の軸方向に移動する必要がある。しかし、コアクランプ２０は、銅シールド２１を介して、固定子コイル３に固定されるアキシャルサポート１６に固定されるため、軸方向に移動することができない。

（ｉｉ）．固定子鉄心２は、両端からコアクランプ２０やキーバー２３などによって圧縮される。これにより、コアクランプ２０を移動し、固定子鉄心２の一部を移動することができたとしても、圧縮している固定子鉄心２が軸方向に膨張するため、コアクランプ２０や固定子鉄心２の移動量が小さい（数ｍｍ程度）場合には、珪素鋼板の積層間に、所定のギャップを形成することができない。

そこで、こうした制約を踏まえ、以下の手順（工程）によって、珪素鋼板の損傷箇所を、つまり、固定子鉄心２の損傷箇所２７（固定子鉄心２の損傷）を修理する。なお、本実施例における固定子鉄心２の修理方法は、以下の手順を有する。

（１）回転子１及びエンドブラケット９を取り外す。

（２）固定子鉄心２に形成されるスロット１９から、固定子コイル３が固定されるウェッジ２６を取り外す。

（３）鉄製棒状部材である鉄心圧縮ロッド２９と鉄製固定部材である鉄心圧縮タブ３０とを設置する。鉄心圧縮タブ３０は貫通孔を有し、この貫通孔に、軸方向に設置される鉄心圧縮ロッド２９を貫通させ、鉄心圧縮ロッド２９に鉄心圧縮タブ３０を嵌合させ、鉄心圧縮タブ３０を鉄心圧縮ロッド２９に固定する。なお、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０とは、固定子鉄心２の内周側の数箇所に設置される。

また、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０とは、回転子１が取り外された空間にアクセスし、設置される。

なお、鉄心圧縮ロッド２９には、ボルトのように外表面にネジ山が形成され、鉄心圧縮タブ３０には、ナットのように内表面にネジ山が形成され、鉄心圧縮ロッド２９を回転させることによって、鉄心圧縮タブ３０を移動させる。例えば、鉄心圧縮ロッド２９を右側（時計回り）に回転させることによって、鉄心圧縮タブ３０を内側（図５中、右側）に移動させる。

また、鉄心圧縮タブ３０は、中間ダクト２８に嵌まる（固定される）突起部を有する。この突起部は、鉄心圧縮タブ３０の外表面に形成される。そして、鉄心圧縮タブ３０の突起部が中間ダクト２８に固定されることによって、中間ダクト２８が固定される。

鉄心圧縮ロッド２９に設置された鉄心圧縮タブ３０を、固定子鉄心２の損傷箇所２７の近傍にある中間ダクト２８に設置（固定）する。固定子鉄心２の損傷箇所２７の近傍にある中間ダクト２８とは、固定子鉄心２の損傷箇所２７に対して、エンドダクトピース２２と反対側（図５中、右側）にある最初の中間ダクト２８である。

一方、鉄心圧縮タブ３０が設置される側と反対側の鉄心圧縮ロッド２９の端部にも、鉄心圧縮タブ３０と同様な、他端のタブである鉄心圧縮タブ（図示せず）を設置する。そして、鉄心圧縮ロッド２９を回転させることによって、鉄心圧縮タブを移動させる。例えば、鉄心圧縮ロッド２９を右側（時計回り）に回転させることによって、鉄心圧縮タブを内側（図５中、左側）に移動させる。この鉄心圧縮タブに形成されるネジ山の向きを、鉄心圧縮タブ３０に形成されるネジ山の向きと逆向きとする。なお、鉄心圧縮ロッド２９に設置された鉄心圧縮タブは、固定子鉄心２の損傷箇所２７から最も遠い位置にある中間ダクト２８又は固定子鉄心２の損傷箇所２７から遠い位置にあるエンドダクトピース２２に設置される。

つまり、本実施例では、固定子鉄心２の損傷箇所２７からエンドダクトピース２２側にある固定子鉄心２（固定子鉄心２の一部）を、エンドダクトピース２２側（図５中、左側：矢印方向Ｃ参照）に、軸方向に移動させる。そして、鉄心圧縮ロッド２９に設置された鉄心圧縮タブ３０及び鉄心圧縮タブによって、固定子鉄心２の損傷箇所２７に対して、エンドダクトピース２２と反対側にある固定子鉄心２（鉄心圧縮タブ３０と鉄心圧縮タブとの間にある、移動させる必要がない固定子鉄心２：移動させる固定子鉄心２の一部ではない他の残りの固定子鉄心２）が固定される。

つまり、固定子鉄心２を形成する珪素鋼板を部分的に軸方向に移動し、珪素鋼板の積層間にギャップを形成する前に、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０及び鉄心圧縮タブとを設置し、部分的に軸方向に移動させる必要がない珪素鋼板が軸方向に移動しないように固定する。

このように、鉄心圧縮ロッド２９に設置された鉄心圧縮タブ３０及び鉄心圧縮タブで挟み込むことによって、移動させる必要がない固定子鉄心２を固定する。これにより、キーバー２３、キーバーボルト２４及びキーバーナット２５を使用し、固定子鉄心２の圧縮を緩めた場合であっても、鉄心圧縮ロッド２９に設置された鉄心圧縮タブ３０及び鉄心圧縮タブで挟み込まれた固定子鉄心２の膨張を抑制することができ、上記した制約（ｉｉ）を回避することができる。

（４）回転電機外箱６の内部に所定の空間を形成し、回転電機外箱６を支持し、固定子鉄心２の外周側に設置される固定子主板３１と固定子主板３１の近傍の中間ダクト２８との間に背面ストッパー３２を設置する。

背面ストッパー３２は、その一端に、エンドダクトピース２２と反対側の固定子主板３１の面に接する突起部を有し、その他端に、中間ダクト２８に嵌まる（固定される）突起部を有する。つまり、背面ストッパー３２は、その一端が、エンドダクトピース２２と反対側の固定子主板３１の面に接し、その他端が、中間ダクト２８に固定される。そして、背面ストッパー３２の突起部が中間ダクト２８に固定されることによって、背面ストッパー３２が固定される。つまり、固定子主板３１と固定子主板３１の近傍の中間ダクト２８との間に背面ストッパー３２を設置し、部分的に軸方向に移動させる必要がない珪素鋼板を軸方向に固定する。なお、背面ストッパー３２は、固定子鉄心２の外周側の数箇所に設置される。

また、背面ストッパー３２は、回転電機外箱６に形成される定期検査用のマンホールから、回転電機外箱６の内部に形成される所定の空間にアクセスし、設置される。

なお、固定子主板３１の近傍の中間ダクト２８とは、固定子鉄心２の損傷箇所２７に対して、エンドダクトピース２２と反対側にある最初の固定子主板３１よりもエンドダクトピース２２と反対側にある、最初の中間ダクト２８である。

これにより、キーバー２３、キーバーボルト２４及びキーバーナット２５を使用し、固定子鉄心２の圧縮を緩めた場合であっても、固定子鉄心２の膨張を抑制することができ、上記した制約（ｉｉ）を回避することができる。

（５）キーバーボルト２４に締め付けられているキーバーナット２５を緩め、キーバーナット２５を取り外す。

（６）コアクランプ２０の軸方向の移動を可能にするため（コアクランプ２０の軸方向の可動域を作るため）、スライドベアリング１５を解体する。これにより、上記した制約（ｉ）を回避することができる。

なお、本実施例では、アキシャルサポート１６がスライドベアリング１５を有する回転電機１００における、固定子鉄心２の修理方法を説明するが、アキシャルサポート１６がスライドベアリング１５を有しない回転電機１００における、固定子鉄心２の修理方法では、アキシャルサポート１６とコアクランプ２０とを接合するスライドベアリング１５を、他の接合（例えば、ボルト締めなど）に置き換えて説明することができる。

（７）固定子コイル３を元の位置に（スロット１９に）保持したまま、コアクランプ２０を、軸方向（矢印方向Ｃ）に、固定子鉄心２の損傷箇所２７を開くように、移動させる。先端がとがった治具３５を、コアクランプ２０とエンドダクトピース２２との間に差し込み、コアクランプ２０を全周均一に軸方向に移動させる。コアクランプ２０とエンドダクトピース２２と間にギャップが形成され、コアクランプ２０を移動させた後に、治具３５を抜く。

（８）固定子コイル３を元の位置に（スロット１９に）保持したまま、エンドダクトピース２２を、軸方向（矢印方向Ｃ）に移動させる。先端がとがった治具３５を、エンドダクトピース２２と固定子鉄心２との間に差し込み、エンドダクトピース２２を全周均一に軸方向に移動させる。エンドダクトピース２２と固定子鉄心２との間にギャップが形成され、エンドダクトピース２２を移動させた後に、治具３５を抜く。

（９）固定子コイル３を元の位置に（スロット１９に）保持したまま、固定子鉄心２の一部（固定子鉄心２の損傷箇所２７に対して、エンドダクトピース２２側にある固定子鉄心２）を、軸方向（矢印方向Ｃ）に、固定子鉄心２の損傷箇所２７を開くように、移動させる。先端がとがった治具３５を、固定子鉄心２の損傷箇所２７に、矢印方向Ｄのように（固定子鉄心２の内径側から外径側に向かって）差し込み、固定子鉄心２の一部を全周均一に軸方向に移動させ、固定子鉄心２の損傷箇所２７に、所定のギャップを形成する。

つまり、固定子コイル３を元の位置に（スロット１９に）保持したまま、固定子鉄心２を形成する珪素鋼板を軸方向に部分的に移動させ、固定子鉄心２の損傷箇所２７がある珪素鋼板の積層間に、ギャップを形成する。

固定子鉄心２の損傷箇所２７に所定のギャップが形成され、固定子鉄心２の一部を移動させた後に、治具３５を抜く。

なお、移動させる固定子鉄心２が厚い場合には、複数回に分けて、移動させる。

このように、固定子コイル３を元の位置に（スロット１９に）保持したまま、固定子鉄心２の一部を移動させることによって、固定子鉄心２の損傷箇所２７にアクセスするための所定のギャップを形成することができ、固定子コイル３や固定子鉄心２の解体など、大掛かりな工事を省略することができ、低コスト、短期間で、固定子鉄心２の損傷箇所２７を修理することができる。

（１０）固定子鉄心２の損傷箇所２７を、例えば、ファイバースコープなどによって、検出し、検出された珪素鋼板の損傷箇所に、絶縁物を追加（絶縁板を貼り付け又は絶縁塗料を塗布）することによって、固定子鉄心２の損傷箇所２７（珪素鋼板の損傷箇所）を修理する。

つまり、珪素鋼板の積層間に形成されたギャップから、珪素鋼板の損傷箇所に対して、絶縁物を追加（絶縁板を貼り付け又は絶縁塗料を塗布）することによって、珪素鋼板の損傷箇所を修理する。

なお、ここで検出される固定子鉄心２の損傷箇所２７は、この珪素鋼板における絶縁損傷の位置である。つまり、ここでは、この位置が、固定子鉄心２の表面からどの程度の位置（深さ）にあるかを検出する。

（１１）固定子鉄心２の損傷箇所２７を修理した後、スライドベアリング１５を設置し（組み立て）、キーバーボルト２４にキーバーナット２５を取り付け、キーバーナット２５を締め付ける。そして、移動した固定子鉄心２の一部、エンドダクトピース２２、コアクランプ２０を元の位置に戻す。

（１２）キーバーボルト２４及びキーバーナット２５を規定トルクで締め付け、固定子鉄心２の一部、エンドダクトピース２２、コアクランプ２０を元の位置に戻した後、鉄心圧縮ロッド２９、鉄心圧縮タブ３０及び鉄心圧縮タブを取り外す。

これにより、本実施例によれば、固定子鉄心２の表面から深い位置にある珪素鋼板の損傷箇所を修理する場合であっても、回転電機外箱６を動かさずに、固定子コイル３や固定子鉄心２を解体せずに、低コスト、短期間で、固定子鉄心２の損傷箇所２７を修理することができる。

そして、本実施例によれば、回転電機１００を横置き（横向き）の状態で、固定子鉄心２の損傷箇所２７を修理することができる。

次に、図５の矢印方向Ａ（固定子鉄心２の内径側）から見て、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０とを説明する。

図６は、図５の矢印方向Ａから見て、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０とを説明する平面図である。

図６に示すように、鉄心圧縮ロッド２９は、ウェッジ２６が取り外されたスロット１９上に設置され、鉄心圧縮ロッド２９に設置された鉄心圧縮タブ３０は、中間ダクト２８に設置される。そして、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０とは、固定子鉄心２の内周側の数箇所に設置される。

次に、図５の矢印方向Ｂ（軸方向）から見て、固定子鉄心２に形成されるスロット１９と固定子コイル３と、及び、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０とを説明する。

図７は、図５の矢印方向Ｂから見て、固定子鉄心２に形成されるスロット１９と固定子コイル３と、及び、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０とを説明する断面図である。

図７に示すように、鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０とは、ウェッジ２６が取り外され、上コイル３－１と底コイル３－２とが元の位置に保持されたままのスロット１９上に設置される。

次に、本実施例に記載する鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０と斜視的に見て説明する。

図８は、本実施例に記載する鉄心圧縮ロッド２９と鉄心圧縮タブ３０と斜視的に見て説明する斜視図である。

図８に示すように、鉄心圧縮ロッド２９は、ウェッジ２６が取り外されたスロット１９上に設置され、鉄心圧縮ロッド２９に設置された鉄心圧縮タブ３０は、鉄心圧縮タブ３０の突起部が中間ダクト２８に嵌まる（固定される）ように、中間ダクト２８が設置される。なお、図８では、固定子コイル３は省略する。

このように、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法は、固定子コイル３が設置されるスロット１９が形成され、珪素鋼板が積層されて形成される固定子鉄心２の修理方法であって、固定子コイル３をスロット１９に保持したまま、固定子鉄心２を形成する珪素鋼板を軸方向に部分的に移動し、固定子鉄心２の損傷箇所２７がある珪素鋼板の積層間に、ギャップを形成し、珪素鋼板の積層間に形成されたギャップから、珪素鋼板の損傷箇所３３に対して、絶縁物を追加（絶縁板を貼り付け又は絶縁塗料を塗布）することによって、珪素鋼板の損傷箇所３３を修理する。

これにより、本実施例によれば、固定子鉄心２の表面から深い位置にある珪素鋼板の損傷箇所３３を修理する場合であっても、低コスト、短期間で、固定子鉄心２の損傷箇所２７を修理することができる。

次に、図５の矢印方向Ｂから見て、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法（一案）を説明する。

図９は、図５の矢印方向Ｂから見て、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法（工程１）を説明する断面図である。

図１０は、図５の矢印方向Ｂから見て、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法（工程２）を説明する断面図である。

図９及び図１０では、例えば、固定子鉄心２の損傷箇所２７における珪素鋼板の損傷箇所（短絡箇所）３３が、固定子鉄心２の表面（内径側）から深い位置（外径側）にある場合であって、特に、固定子コイル３の背面側（裏側）（スロット１９の底部の外径側）にある場合を示す。なお、図９及び図１０は、説明の都合上、図４及び図７とは、反転して示す。

この場合、図９に示すように、例えば、マイカなどで形成されるＬ字型の絶縁板３４を径方向（矢印方向Ｅ）に挿入し、絶縁板３４の先端部分（Ｌ字の横辺部分）がスロット１９の底部を通過した後、図１０に示すように、絶縁板３４を周方向（矢印方向Ｆ）に移動し、絶縁板３４の先端部分を珪素鋼板の損傷箇所３３に到達させる。そして、絶縁板３４を残す（貼り付ける）ことにより、珪素鋼板の損傷箇所３３を修理することができる。

これにより、固定子コイル３を解体することなく、珪素鋼板の積層間に、固定子鉄心２の損傷箇所２７にアクセスするための所定のギャップを形成することができ、例えば、珪素鋼板の損傷箇所３３が、固定子コイル３があるためアクセスが困難な固定子コイル３の背面側にある場合であっても、珪素鋼板の損傷箇所３３を修理することができる。

次に、図５の矢印方向Ｂから見て、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法（代案）を説明する。

図１１は、図５の矢印方向Ｂから見て、本実施例に記載する固定子鉄心２の修理方法（代案）を説明する断面図である。

図１１でも、固定子鉄心２の損傷箇所２７における珪素鋼板の損傷箇所３３が、固定子鉄心２の表面から深い位置にある場合であって、特に、固定子コイル３の背面側にある場合を示す。なお、図１１も、説明の都合上、図４及び図７とは、反転して示す。

この場合、図１１に示すように、珪素鋼板の損傷箇所３３に絶縁塗料を塗布するＬ字型の刷毛３６（Ｌ字の横辺部分の先端に刷毛が設置される治具）を、径方向に挿入し、刷毛３６がスロット１９の底部を通過した後、刷毛３６を周方向に移動し、刷毛３６を珪素鋼板の損傷箇所３３に到達させる。そして、刷毛３６を使用し、珪素鋼板の損傷箇所３３に絶縁塗料を塗布することによって、珪素鋼板の損傷箇所３３を修理することができる。

次に、本実施例に記載する回転電機１００の構造を横方向から見て、固定子コイル３の軸方向端部を支持するチェーンブロック３８と油圧ジャッキ３９とを説明する。

図１２は、本実施例に記載する回転電機１００の構造を横方向から見て、固定子コイル３の軸方向端部を支持するチェーンブロック３８と油圧ジャッキ３９とを説明する断面図である。

本実施例では、図１２に示すように、固定子コイル３の軸方向端部であるコイルエンド部が自重でたわまないように、コイルエンド部の垂直方向及び水平方向の移動量をダイヤルゲージで監視しつつ、コイルエンド部を、回転電機外箱６からチェーンブロック３８によって、上から吊り下げる。また、コイルエンド部であるアキシャルサポート１６を、油圧ジャッキ３９によって、下から押し上げる。これにより、コイルエンド部の位置を保持し、コイルエンド部に過大な外力が加わることを防止する。

なお、珪素鋼板の損傷箇所３３を修理する際に、チェーンブロック３８や油圧ジャッキ３９を使用する場合には、回転子１及びエンドブラケット９を取り外した後、スライドベアリング１５を取り外す前に、チェーンブロック３８や油圧ジャッキ３９を使用し、コイルエンド部を吊り下げ、アキシャルサポート１６を押し上げる。

そして、固定子鉄心２の修理後、鉄心圧縮ロッド２９、鉄心圧縮タブ３０を取り外した後に、チェーンブロック３８や油圧ジャッキ３９を撤去する。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。

また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。

１…回転子、２…固定子鉄心、３…固定子コイル、３－１…上コイル、３－２…底コイル、４…固定子、５…高圧ブッシング、６…回転電機外箱、７…ターミナルボックス、８…水素冷却器、９…エンドブラケット、１０…ロッカ装置、１１…脚、１２…変流器、１３…亘り線、１４…口出し線、１５…スライドベアリング、１６…アキシャルサポート、１７…パーマネントリング、１８…支えリング、１９…スロット、２０…コアクランプ、２１…銅シールド、２２…エンドダクトピース、２３…キーバー、２４…キーバーボルト、２５…キーバーナット、２６…ウェッジ、２７…固定子鉄心２の損傷箇所、２８…中間ダクト、２９…鉄心圧縮ロッド、３０…鉄心圧縮タブ、３１…固定子主板、３２…背面ストッパー、３３…珪素鋼板の損傷箇所、３４…絶縁板、３５…先端がとがった治具、３６…刷毛、３７…リード線、３８…チェーンブロック、３９…油圧ジャッキ、１００…回転電機。

Claims

固定子コイルが設置されるスロットが形成され、珪素鋼板が積層されて形成される固定子鉄心の修理方法であって、
前記固定子コイルを前記スロットに保持したまま、前記固定子鉄心を形成する珪素鋼板を部分的に移動し、前記固定子鉄心の損傷箇所がある珪素鋼板の積層間に、ギャップを形成し、
前記珪素鋼板の積層間に形成されたギャップから、珪素鋼板の損傷箇所に対して、絶縁物を追加することによって、前記珪素鋼板の損傷箇所を修理することを特徴とする固定子鉄心の修理方法。
請求項１に記載する固定子鉄心の修理方法であって、
前記絶縁物は、絶縁板を貼り付ける、又は、絶縁塗料を塗布することによって、追加されることを特徴とする固定子鉄心の修理方法。
請求項２に記載する固定子鉄心の修理方法であって、
前記絶縁板はＬ字型の絶縁板が貼り付けられ、又は、前記絶縁塗料はＬ字型の刷毛によって塗布されることを特徴とする固定子鉄心の修理方法。
請求項１に記載する固定子鉄心の修理方法であって、
前記珪素鋼板を部分的に移動し、前記珪素鋼板の積層間にギャップを形成する前に、
棒状部材である鉄心圧縮ロッドと前記鉄心圧縮ロッドに固定される固定部材である鉄心圧縮タブとを設置し、部分的に移動させない前記珪素鋼板を軸方向に固定することを特徴とする固定子鉄心の修理方法。
請求項４に記載する固定子鉄心の修理方法であって、
前記鉄心圧縮タブは、前記固定子鉄心の損傷箇所の近傍にある中間ダクトに設置されることを特徴とする固定子鉄心の修理方法。
請求項５に記載する固定子鉄心の修理方法であって、
前記固定子鉄心の外周側に設置される固定子主板と前記固定子主板の近傍の中間ダクトとの間に背面ストッパーを設置し、部分的に移動させない前記珪素鋼板を軸方向に固定することを特徴とする固定子鉄心の修理方法。
請求項１に記載する固定子鉄心の修理方法であって、
前記固定子コイルの軸方向端部であるコイルエンド部をチェーンブロックによって事前に吊り下げ、コイルエンド部を油圧ジャッキによって事前に押し上げることを特徴とする固定子鉄心の修理方法。