JPH01129735A

JPH01129735A - 鉄心のコイル絶縁方法

Info

Publication number: JPH01129735A
Application number: JP28421587A
Authority: JP
Inventors: Yuji Mizutani; 雄二水谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-11-12
Filing date: 1987-11-12
Publication date: 1989-05-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は可変周波数電源等により、回転制御される電動
機の鉄心のコイル絶縁方法に関する。

（従来の技術）近年、その保守や操作の容易性などの使用面や大容量で
スイッチング特性のすぐれたトランジスタなどの半導体
技術、制御技術の向上などにより誘導電動機を可変周波
数電源（以下インベータという）を用いて、回転制御さ
れることが多い。

この際、誘導電動機をインバータとの間を長いケーブル
で接続、例えば１０ｍ以上接続して、使用する形態がし
ばしば見られる。

又、インバータの出力電圧は直流電圧を半導体素子の組
合せのスイッチによりチョッピングした急峻なパルス群
である。このパル・ス群の周波数はＩＫＩＩＺ〜３０　
ＫＩＩＺと、その用途１機能により方法も異なり広範囲
のものである。特に、この周波数の高い場合は、半導体
素子のスイッチング性能の向上もあって、出力電圧波形
の立ち上り時間は１１１００〜１／１０マイクロ秒（μ
Ｓ）と非常に早いものである。このため、先の長い電源
ケーブルは分布定数回路となる。この回路の特性インピ
ーダンス（以下、サージインピーダンスという）は一般
に数十〜数百Ωと小さいものであり、又、この電源ケー
ブルに接続される誘導電動機（以下、モータという）の
サージインピーダンスは容量によっても異なるが、数百
〜数千ｋｖの低圧モータでは数千Ωとケーブルに比べ１
０〜１００倍と大きいものである。この時、インバータ
の出力電圧（以下、インバータパルスという）はケーブ
ルを伝播し、モータの高いサージインピーダンスのため
に反射することが、知られている。この状態を一般に不
整合と呼んでいる。この時、電圧は回路の定数により定
まるが、最大で約２倍の電圧で振動した波形が、モータ
端子に加わることになる。この電圧を一般にサージと称
しているため以下、単にサージと言う。

ところが、更に不都合なことにはモータの巻線が数十タ
ーンの単位コイルを複数個直列に接続した、いわゆる分
布巻きコイルになっていることから、先のサージがその
立ち上り速度に依存して各コイルに分担する。この状態
を例えば４極７．５ＫＷのモータで各コイル毎にモータ
に加わる電圧を１００とした時のパーセントで示したも
のを第５図に示した。第５図は電源端子に最も近いコイ
ルを第１コイルとして、順にスターポイントに向って２
．３・・・コイルとして、分担率を示したものであるが
、サージの立ち上りが速いほど第１コイルの分担率が増
大し、０．２μｓｅｃでは６０〜７０％となることが判
っている。

このため、上記のようなサージによってはコイルの素線
絶縁被膜が破壊したり、又、コイルの素線絶縁の被膜に
存在するピンホールや加工時に発生する回部の偏部で破
壊し、この様な場合にはモータの焼損事故を招くおそれ
がある。

そのため従来は素線絶縁の被膜の厚さを増大することに
より、素線絶縁の耐電圧性を上げることにより対策して
いる。

（発明が解決しようとする問題点）従来の技術で素線の被膜厚さを上げることで、第１コイ
ルでの絶縁耐力を上げることが可能であり、第１コイル
内での絶縁破壊を防止することができる。

この様に製造したコイルを用いたモータのインバータ駆
動による寿命を推定するために、−膜内によく用いられ
るＩ　ＥＥＥ規格ＮＯ，１１７に準する形で駆動電源の
みインバータを用いて寿命試験した。しかし、このモー
タに電源ケーブルを１５０ｍ接続し、先の方法で耐熱寿
命試験をしたところ、従来の商用交流電源（以下、ＡＣ
と言う）で運転した時の数％の短い寿命となることが判
明した。

この短寿命となったモータを分解し、コイルの焼損状態
を調査したとる、焼損場所は異相間で例えばＵ相とＶ相
などの様に、従来のコイル内での焼損とは異なり、相と
相の間で破壊することが判った。これは、コイルエンド
部を、補強する目的と、相間絶縁紙の脱落を防止するた
めに、−膜内に用いられているコイルエンド緊縛（コイ
ルエンド部の糸しばり）のために相間紙が第６図に示し
た様にずれて、異相のコイルエンドの重なり部分ＡとＡ
ａができこの部分にサージが加わり絶縁破壊したことが
判った。

そこで本発明の目的は可変周波数電源により回転制御さ
れる電動機の鉄心のコイル絶縁強度を高め、コイル絶縁
のための作業性をも向上させ得る電動機の鉄心のコイル
絶縁方法を提供するにある。

〔発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明はインバータ等により回転制御されるモータの鉄
心のコイル絶縁方法において、例えば三相同心巻きコイ
ルで説明すると、スロット絶縁を施した固定子鉄心に従
来技術と同じ方法によりコイルを挿入し、楔を挿入後、
従来より用いられていたポリエステルフィルムよりなる
相間絶縁紙に変えて、後工程で当コイルを前加熱乾燥（
水分吸湿を除くためや、素線絶縁の残留応力を除去する
目的等で行なわれる前加熱乾燥工程）温度は例えば１３
０℃で、初期の形状にもどることが可能な高分子薄葉絶
縁材料（一般に形状記憶プラスチックと称され以下ｌそ
の様にのべる）を異相間のコイルエンドの間に挿入後、
従来技術と同一の方法でコイルエンドをポリエステル系
で緊縛、整形する。その後、前乾燥し、所定のコイル含
浸用ワニスに浸漬法あるいは滴下法等でワニス含浸後、
加熱硬化させてなるモータ用コイルである。

（作　用）本発明による相間紙の作用として、従来の技術において
はコイルエンドしばり糸による緊縛時やコイルエンドの
整形時、相間紙は糸の当る部分で変形することにより、
異相間のコイルエンドが直接接触する。しかし本発明に
おいては、糸により変形しても加熱することにより、形
状記憶させた形にもどるため、異相間のコイルエンドに
直接触れることは無い。又、初期の形状記憶させる形状
を後述の実施例でのべる様に相間紙の底部が広がること
により相間紙のずれをも防止することを可能ならしめる
ものである。

（実施例）第１図乃至第４図を引用し、本発明の一実施例を説明す
る。第１の実施例としては、第３図に示した様に従来技
術で使用した相間紙と同一の形状に形状記憶させた形状
記憶薄葉絶縁材料を相間絶縁紙に用いるもので、従来技
術でのべた鉄心１のスロット２にスロット絶縁物３．コ
イル４．楔８の順で挿入後、異相間のコイルエンドの間
に本発明による相間絶縁紙９を挿入後、ポリエステル繊
維糸６をコイルエンド７に緊縛する。その後、本コイル
を１３０℃の乾燥炉で前加熱する。この前加熱により先
の緊縛糸６で変形した相間絶縁紙はこの温度により、形
状記憶させた元の形状にもどり異相のコイルエンドが直
接触れることを防止できる（第１図参照）。その後、ア
ルキッドワニスや無溶剤ポリエステルフェス、エポキシ
レジン等を浸漬法や滴下法を用いて含浸後、加熱硬化さ
せてなる。

先にのべた様にフェス処理前の前加熱により、緊縛糸に
より変形した相間絶縁紙は形状記憶させた元の形にもど
ることで、異相間のコイルエンドが直接触れ合うのを防
止できる。

本発明の作用により、異相間のコイルエンドは直接触れ
合うことが無くなり、インバータとケーブルによりモー
タの端子に発生したサージ電圧にも十分耐えうるちので
ある。本発明により、モータの寿命を先にのべたＩ　Ｅ
ＥＥのＮＯ，１１７により先の試験条件と同一のもので
評価したところ、大巾に寿命が向上し、実用上問題の無
いことが確認された。

（他の実施例）本発明の第１の実施例においても相間紙のずれに対し、
摩擦力により防止可能である。更にずれを確実に防止す
るために、第４図（ａ）（ｂ）に示した様な形状に予め
形状記憶させ、これを室温では第３図に示した様な形状
にする。第２図（ａ）或いは（ｂ）の様に形状記憶させ
た相間紙を第１の実施例と同一の方法により異相間のコ
イルエンドに挿入する。その後、前加熱することにより
第２図に示した形にコイルエンド内で変形することによ
り第２図の１１に示した様に機械的に固定させ、相間紙
のずれを防止することが可能である。又、更には本例に
おいては相間紙が脱落することについても同紙が機械的
に固定させることからコイルエンドの緊縛を無くするこ
とも可能である。

この様に製造されたコイルは第１の実施例と同゛様の効
果を期待できうるちのである。

［発明の効果コ以上のべた様に本発明により、インバータとの組み合せ
で発生するモータ端子部でのサージに対し、従来技術の
欠点であったコイルエンド部の相間紙の変形やずれによ
る異相間絶縁耐力の低下を防止することができ、コイル
焼損事故の発生を防止できると共にコイル絶縁を容易に
可能とする優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す鉄心の斜視図、第２図
は本発明によるコイルの断面図、第３図及び第４図（ａ
）（ｂ）は本発明による相間紙の斜視図、第５図は４極
７．５．ＫＷのコイルのサージ電圧分担率を示す特性図
、第６図は従来技術によるコイル斜視図である。１・・・固定子鉄心、　３・・・スロット絶縁、４・・
・コイル、　５・・・相間紙、６・・・コイルエンド緊縛糸、７・・・コイルエンド。代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　　　　　第　　子　　丸　　健ｌ固定与鉄叱第１図第２図第４図クイル１０第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）可変周波数電源により回転制御される電動機の鉄
心のコイル絶縁方法において、異相間のコイルエンド絶
縁紙を加熱により、所定の形状に変形する形状記憶薄葉
高分子材料を用いることを特徴とする鉄心のコイル絶縁
方法。
（２）コイルエンド絶縁紙の長手方向と直角（電動機の
軸方向）の端部を一部、切り込みあるいは、波状にあら
かじめ形状記憶させ、異相のコイルエンドに挿入時は平
面の状態で挿入と、コイルエンド緊縛後、加熱等により
、記憶させた形状にもどし脱落防止する特許請求の範囲
第１項記載の鉄心のコイル絶縁方法。