JPH02188149A - 高圧回転電機固定子コイルの製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、発電機あるいは電動機などの高電圧の回転
電機の固定子コイルの対地絶縁層の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

ＩＫＶ以上の高電圧回転電機における固定子コイル対地
絶縁層の製造方法は含浸絶縁方式とレジンリッチＩｌ！
縁方式に分けられる。

含浸絶縁方式は樹脂をほとんど含まないマイカテープを
コイル導体に数回巻回し、熱硬化性のエポキシ樹脂など
全巻回したマイカテープ層中に真壁〃口圧言浸させ、そ
の後刃口熱硬化して対地絶縁層を形成させる方式である
。また、この含浸絶縁方式ではコイルを一本ごとに製造
するコイル単体含浸方式と、未言浸のコイルを固定子鉄
心に組込みコイル口出しリード線などを結線後、固定子
コイル全体を真空加圧含浸し、加熱硬化させるいわゆる
全含浸絶縁方式がある。コイル単体言浸方式あるいは全
含浸絶縁方式のいずれの場合も樹脂をほとんど含まない
マイカテープを素線導体に複数回巻回する作業を必要と
する。

また、レジンリッチ絶縁方式は半硬化性のエポキシ樹脂
などの熱硬化性樹脂を含んだマイカテープを索線導体に
複数回巻付け、その後高温加圧してマイカテープｔ−硬
化させ対地絶縁層を形成させる方式である。この場合も
素線導体にマイカテープを複数回巻き付ける作業が必要
である。

この様にこれまでの３ＣＶ以上の高電圧回転電機の固定
子コイル絶縁は基本的にはマイカテープｔ−素線導体上
に複数回巻回し、熱硬化性エポキシ樹脂などと複合化さ
せて対地絶縁層を形成させている。また、マイカテープ
は裏打基材としてガラスクロス、ポリエステル不織布あ
る°いはフィルムなどが用いられ、マイカテープのマイ
カとしてははがしマイカあるいは集成マイカなど鱗片状
のマイカが用いられている。

〔発明が解決しようとする線層〕

高圧回転電機固定子コイルの対地絶縁層を形成するには
、前述した様に素線導体上にマイカテープｔａ数回巻つ
ける作業を行っている。このためテープ巻回作業の工数
がかかシ、高価な回転電機を提供せざるを得ない状況に
ある。また、第４図に従来の回転機固定子コイルの断面
図を示すように、整形したコイル導体１にマイカテープ
２が複数回巻回されマイカテープ２の相互間あるいは素
線導体１とマイカテープ２の間が樹脂３で結合されるこ
とＫよシ空隙を含まない対地絶縁層が形成されている。

また樹脂３は含浸方式では真空・加圧含浸の際にマイカ
テープあるいはマイカテープ間のすき間に樹脂が注入さ
れるが、レジンリッチ方式ではあらかじめマイカテープ
中に保持されている半硬化性の樹脂が高温加圧する際に
流れ出しマイカテープ間などのすき間を埋めることにな
ム含浸樹脂あるいは半硬化状の樹脂は容易に素線導体上
の凹凸部を埋めつくすことになるが、マイカテープの裏
打基材であるガラスクロスなどは素線導体の凹凸に追随
せず、素線導体上の凹凸の部分は樹脂リッチな状態にな
る。このため、回転電機の起動、停止などの温度変化に
伴うヒートサイクル応力によって樹脂リッチな層に微小
なりラックを生ずることや、素線導体１とマイカテープ
２あるいはマイカテープ２の相互間が剥離しやすくなる
ことがある。これら樹脂中に微小な〉□ラックやマイカ
テープが剥離すると、対地絶縁層にかかる′高電圧によ
って部分放電が発生し、素線導体の絶縁被覆を侵食し、
素線ターン間の絶縁が破壊することや、対地絶縁層にお
いては長期間の部分放電の侵食によプ、遂には全路破壊
に至ることが予想される。

この発明の目的は、耐ヒートサイ・クル性に優れ九固定
子コイルの対地絶縁層を省力化された製造方法によって
得ることにある。

（ｉｌ１題ｔ−解決するための手段〕 上記課題を解、決するために、この発明によれば、整列
コイル導体の表面を熱硬化性樹脂にマイカ粉を混入して
半硬化状としたプリプレグシートで覆った後、プリプレ
グシート層表面に押圧荷重を加え、プリプレグシート層
を加熱硬化して対地絶縁Ｎｆ：形成することとする。

〔、作用〕

素線導体上に熱硬化性樹脂とマイカ粉を混合し。

半硬化処理したプリプレグシートをコイル表面に被着し
九後整形金型に収納し、高温一体モールドしたことによ
〕、コイル導体上の凹凸面あるいは対地絶縁層内に耐コ
ロナ性に優れ九マイカ粉が一様に分散した絶縁層が形成
され、耐コロナ性の優れた対地絶縁層が得られると共に
、マイカ粉を含む熱硬化性樹脂の熱膨張率が素線導体の
熱膨張率に近づくことによプ、ヒートサイクルなどの応
力の発生が小さくなシ、耐ヒートサイクル性の優れた絶
縁層が得られる。また、前述のプリプレグシートは任意
の厚さのものを製作することに適しているため、プリプ
レグシート１枚で対地絶縁の厚さを得ることができ、巻
回作業が大幅に軽減される。

〔発明の実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

この発明の第一実施例である固定子コイルの部分断面図
を第２図に示す、コイル導体１ｆ？周囲を。

熱硬化性樹脂にマイカ粉を混入させたプリプレグシート
で密着して覆い、金型に収納して加熱硬化し、対地絶縁
層１４を形成する。プリプレグシートはエポキシ樹脂や
ポリエステル樹脂などや熱硬化性樹脂にマイカ粉を混入
し、半硬化性状としたものでその厚さは回転電機の電圧
クラスによシ約０．３〜４ｍ前後である。また熱硬化性
樹脂とマイカ粉との混合割合は、マイカ粉が多くなるに
つれて耐電圧寿命が長くなるが機械的強度が弱くなるの
で、熱硬化性樹脂１００重量部に対してマイカ粉は約１
００〜１６０重量部混入させたものが用いられる。また
プリプレグシートの被着は素線導体１を包み込む様に成
されるが、その方式としてはプリプレグシートを１枚で
包み込んでしまう方式あるいは素線導体束の面ごとに貼
）つける方式とがある。

この様に素線導体１にプリプレグシートを被着した後成
形用金型に組入れ、高温プレスで素線導体１と一体とな
ったプリプレグシートから成る対地絶縁層１４を形成す
る。また、対地絶縁層１４の外側には外部コロナ防止層
あるいはエンドコロナ防止層が配置されることになるが
、素線導体１をプリプレグシートで被覆した後成形用金
型に入れる前にあらかじめ外部コロナ防止層およびエン
ドコロナ防止層を形成し、プリプレグシートを硬化成形
させるのと同時に外部コロナ防止層およびエンドコロナ
防止層を硬化させることによシコイル展造工数を更に短
縮させることも可能である。

第２図は実施例方法によって得られ九固定子コイルのヒ
ートサイクルによる誘電正接の印加電圧による変化（Δ
−δ）を従来コイルのそれと比較して示す特性線図であ
り、コイルを常流から１６０℃に加熱し再び常！ｉＫ戻
す温度変化をヒートサイクル１回としてそのサイクル数
を横軸にとっである。図において、曲ａＢで示す従来コ
イルの特性はヒートサイ、り・ルミ００サイクルを越え
るあたシからΔ−一が急増し、対地絶縁層１４とコイル
導体１との間やマイカテープ２０層間に空隙が発生し、
この空隙中で部分放電が発生することによってΔ−δが
急増し九ことを示している。一方曲線Ａで示す実施例方
法になるコイルは、ヒートサイクル数が１０００サイク
ルに達してもΔ−δに変化が認められず、従来コイルに
おける空隙の発生や空隙部での部分放電の発生がほぼ完
全に排除されたことを示しておシ、実施例方法になる対
地絶縁層１４が優れた耐ヒートサイクル性能を持つこと
がわかる。

第３図はこの発明の他の実施例方法になる固定子コイル
の部分断面図であシ、整列コイル導体１の表面を半硬化
処理されたプリプレグシートで被覆した後、その表面に
熱収縮性を有する例えはポリエステルガラスクロスを１
回テーピングし、これを金型を用いずに加熱硬化するよ
う構成した点が前述の実施例と異なっており、熱収縮テ
ープ層１５がプリプレグテープ層に緊縛力を与え、金型
を用いたと同様な機能をはたすことによシ、空隙などの
欠陥を含まず耐ヒートサイクル性に優れた対地絶縁層１
４ｔ−形成でき、かつプリプレグテープからの樹脂がし
み込んだ熱収縮テープ層１５が補強層として機能するの
で、根城的にも強化された対地絶縁層１４が形成される
。したがって金型ては均一な押圧力を得難い固定子コイ
ルのコイルエンドの曲が９部分に仁のような製造方法を
適用することによ）、特性の優れた固定子コイルを得る
ことができる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、整列コイル導体を熱硬化性樹
脂とマイカ粉の混合物からなル半硬化処理されたプリプ
レグシートで覆い、その表面に押圧荷重を７ＪＯえた状
態で加熱硬化処理を行うよう構成した。その結果、得ら
れた固定子°コイルの対地絶縁層は基材テープ層などを
含まない均一な絶縁層からなシ、従来コイルにおけるヒ
ートサイクルによる絶縁層の眉間はく離や導体との間と
のはく離な、どの欠陥が排除され、したがって耐ヒート
サイクル性に優れた対地絶縁層を有する高圧回転電機の
固定子コイルを提供することができる。また、従来方法
で必要としたマイカテープのテーピング作業を必要とせ
ず、所定の厚みを有するプリプレグシートでコイル導体
を包むだけの簡単な工程で済むので、製造工程を大幅に
省力化、省時間化できる利点が得られる。さらに、金型
の代シに熱収縮テープを用いてプリプレグ層に緊縛力金
与えるととＫよ）、コイルエンドの曲）部分など押圧荷
重を加えにくい部分の対地絶縁層の耐ヒートサイクル性
を向上させることができるので、固定子コイル全長にわ
たって優れた耐ヒートサイクル性を有する対地絶縁層を
形成できる利点が得られる。

なお、この製造方法は固定子コイルの他に、高電圧樹脂
モールド電器などの製造方法としてその適用範囲の拡張
を期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例方法を説明するための固定子
コイルの部分断面図、第２図は実施例方法で得られた固
定子コイルの特性を従来コイルのそれと比較して示す特
性線図、第３図はこの発明の他の実施例方法を説明する
ための固定子コイルの部分断面図、第４図は従来コイル
を示す部分断面図である。 １・・・整列コイル導体、２・・・マイカテープ、３・
・・エポキシ樹脂、４・・・対地絶縁層（テーピング方
式）、１４・・・対地絶縁層（プリプレグシート方式）
、ｖＪ１図 ヒートサイクル＊（Ｔｉ］） ＩＡｚ固

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）整列コイル導体の表面を熱硬化性樹脂にマイカ粉を
   混入して半硬化状としたプリプレグシートで覆った後、
   プリプレグシート層表面に押圧荷重を加え、プリプレグ
   シート層を加熱硬化して対地絶縁層を形成することを特
   徴とする高圧回転電機固定子コイルの製造方法。