JPH05168186A - 回転電機のコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂を含浸硬化させることにより導体に対地
絶縁を施す回転電機のコイルにおいて、樹脂の含浸性を
改善する。 【構成】 フィルム基材マイカテープ１に、Ｂステージ
樹脂からなる複数個のスペーサー部材４を所定間隔を存
して設け、フィルム基材マイカテープ１を単位コイル５
の周囲に半重ね巻すると、フィルム基材マイカテープ１
層間にスペーサー部材４が介在された状態となり、フィ
ルム基材マイカテープ１層間に隙間６が形成されるよう
にしている。このものでは、単位コイル５を、固定子鉄
心のスロット内に収納して所定の接続を行い、真空加圧
含浸処理を施すと、樹脂が隙間６を通して単位コイル５
に含浸されるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導体に絶縁テープを巻
回した後、これらに樹脂を含浸硬化させることにより対
地絶縁を施した回転電機のコイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、高電圧の回転電機の
固定子鉄心に巻装されるコイルにおいては、導体を巻枠
に巻回して単位コイルを形成し、この単位コイルに絶縁
テープ、例えばフィルム基材マイカテープを一部ラップ
するように複数層に巻回し、そして、このような構成の
多数の単位コイルを固定子鉄心のスロット内に収納した
後、各単位コイルにエポキシ樹脂等を含浸硬化させるこ
とにより、対地絶縁を施すようにしたものが供されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のもの
では、各マイカテープ層間が密着しているために、樹脂
の含浸性が悪く、含浸速度が遅いのに加えて、ボイドが
発生し易いという事情がある。

【０００４】尚、特開昭６２−１１０４５１号公報に示
されるように、マイカテープのフィルム基材に複数個の
貫通孔を設け、これら貫通孔を通して樹脂を流通させる
ことにより、樹脂の含浸性を改善するようにしたものが
考えられている。

【０００５】しかしながら、特開昭６２−１１０４５１
号公報に示されたものにおいても、依然として各マイカ
テープ層間は密着しており、樹脂の含浸性が充分に改善
されるとは言い難い。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、樹脂の含浸性を改善し得、以て、樹
脂の含浸性の向上及びボイド発生の防止を図り得る回転
電機のコイルを提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の回転電機のコイ
ルは、導体に、一方の面にＢステージ樹脂からなるスペ
ーサー部材を複数個設けてなる絶縁テープを一部ラップ
するように巻回した後、これらに樹脂を含浸硬化させる
ようにしたところに特徴を有する。

【０００８】

【作用】上記手段によれば、導体に絶縁テープを一部ラ
ップするように巻回すれば、絶縁テープ層間にスペーサ
ー部材が介在された状態となって、絶縁テープ層間に隙
間が形成され、樹脂はこの隙間を通して含浸されるよう
になる。

【０００９】そして、樹脂を加熱硬化する際には、Ｂス
テージ樹脂からなるスペーサー部材が樹脂に溶け込み、
樹脂と一体化される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を、高電圧の回転電機に適用し
た一実施例につき図１ないし図４を参照しながら説明す
る。

【００１１】まず、図２及び図３において、１は絶縁テ
ープとしてのフィルム基材マイカテープである。

【００１２】一般的に、高電圧の回転電機のコイルにお
いては、比較的大きな絶縁耐力が要求されるため、絶縁
テープとしてマイカテープが使用されている。このマイ
カテープには、ガラスクロス基材マイカテープ，フィル
ム基材マイカテープ等、種々のものがあるが、ガラスク
ロス基材マイカテープは、樹脂の含浸性に優れるという
利点を有している反面、伸縮性に乏しくて、巻回作業が
行い難いこと及び高価であることから、本実施例におい
ては、伸縮性に富み、巻回作業が容易なフィルム基材マ
イカテープを使用している。

【００１３】フィルム基材マイカテープ１は、ポリエス
テルフィルムあるいはポリイミドフィルムを１５〜５０
ｍｍ幅にスリットしてなるフィルム基材２と、はがしマ
イカあるいは集成マイカからなるマイカシート３とを貼
合することにより構成されているものであり、一方の面
（フィルム基材２の表面）には、複数個のスペーサー部
材４が所定間隔を存して設けられている。

【００１４】スペーサー部材４は、Ｂステージ樹脂［セ
ミキュア状態（Ｂステージ）にある熱硬化性樹脂］から
なり、例えば、エポキシ樹脂である「エピコート８２８
（商品名）」と「エピコート＃１００１（商品名）」と
を組み合わせてなるものである。スペーサー部材４は、
フィルム基材２の一方の面にＢステージ樹脂をローラ等
によって塗布することにより矩形状に形成されており、
厚さ寸法は０．０１〜０．０５ｍｍ程度に設定されてい
る。

【００１５】また、図１において、５は巻枠（図示せ
ず）に導体５ａを巻回してなる単位コイルであり、この
単位コイル５の周囲（導体５ａの周囲）には、フィルム
基材マイカテープ１が複数層に巻回されている。この場
合、フィルム基材マイカテープ１は、スペーサー部材４
の配設面が外向きとなる状態に巻回されており、１巻回
されるごとにその幅寸法の半分がラップするように、半
重ね巻されている。

【００１６】この状態において、フィルム基材マイカテ
ープ１層間にはスペーサー部材４が介在され、隣接する
スペーサー部材４間に隙間６が形成されている。

【００１７】回転電機のコイルとしては、フィルム基材
マイカテープ１が巻回された複数個の単位コイル５を、
固定子鉄心（図示せず）のスロット（図示せず）内に収
納した後、これらを真空乾燥させ、更に、各単位コイル
５に樹脂としてのエポキシ樹脂を加圧含浸させることに
よって、対地絶縁を施すようになっている。以下、この
操作について、図４をも参照しながら説明する。

【００１８】図４は、６ｋｖ級回転電機におけるコイル
の対地絶縁層の静電容量比率の変化を実験的に示すもの
であり、実線は「本実施例」、破線は「従来例」であ
る。静電容量比率とは、真空乾燥開始時（イ点）におけ
る対地絶縁層の静電容量を「１」とし、各時点における
対地絶縁層の静電容量を、真空乾燥開始時の静電容量に
対する比率で示したものである。

【００１９】即ち、単位コイル５に樹脂が含浸されてい
くに連れて、対地絶縁層の静電容量（静電容量比率）は
大きくなるから、対地絶縁層の静電容量比率を、時間を
パラメ−タ−としてプロットすることによって、樹脂が
単位コイル５に含浸されるのに要する時間を検出するこ
とができる。

【００２０】まず、各単位コイル５を、固定子鉄心のス
ロット内に収めて所定の接続を行い、この固定子鉄心を
真空加圧装置（図示せず）内に収納する。そして、この
真空加圧装置内を真空引きして、固定子鉄心及びコイル
（単位コイル５）を真空乾燥した（イ〜ロ間）後、コイ
ル内にエポキシ樹脂を流し込んで（ロ点）、加圧処理を
開始すると（ハ点）、エポキシ樹脂は、隙間６を通して
各単位コイル５に含浸されて行く。

【００２１】先に説明したように、スペーサー部材４の
厚さ寸法、即ち、隙間６の隙間寸法を０．０１〜０．０
５ｍｍに設定したのは、この程度の隙間寸法が樹脂の含
浸経路としては適当であり、この数値以上であると、樹
脂の流出が生じ易くなるからである。

【００２２】そして、加圧処理が開始されてから（ハ
点）、約２．５時間後のニ点において、対地絶縁層の静
電容量比率は一定値となり、各単位コイル５に樹脂が完
全に含浸される。

【００２３】これに対して、破線で示す従来のものは、
加圧処理が開始されてから（ハ点）、静電容量比率が一
定になるまで（ホ点）には、約７時間要している。

【００２４】この後、乾燥炉（図示せず）で上記固定子
鉄心及びコイルを加熱すると、Ｂステージ樹脂からなる
スペーサー部材４がエポキシ樹脂に溶け込み、エポキシ
樹脂及びスペーサー部材４が一体となって硬化されて、
完全な対地絶縁層が形成される。

【００２５】上記構成によれば、次の効果を奏する。

【００２６】即ち、フィルム基材マイカテープ１の一方
の面にスペーサー部材４を複数個設け、単位コイル５
に、フィルム基材マイカテープ１を一部ラップするよう
に巻回すると、フィルム基材マイカテープ１層間に隙間
６が形成されるようにしたので、樹脂が隙間６を通して
単位コイル５に含浸されるようになり、絶縁テープ層間
が密着していた従来に比べて、樹脂の含浸性を改善し
得、以て、樹脂の含浸性の向上及びボイド発生の防止を
図り得る。

【００２７】しかも、スペーサー部材４はＢステージ樹
脂から構成されているので、樹脂を加熱硬化する際に、
スペーサー部材４が樹脂に溶け込み、樹脂及びスペーサ
ー部材が一体となって硬化されるから、単位コイル５の
絶縁耐力を均一にし得る。

【００２８】尚、上記実施例においては、Ｂステージ樹
脂として、エポキシ樹脂を用いたが、例えば、ポリエス
テル樹脂等でも良い。

【００２９】また、Ｂステージ樹脂の中に、予め含浸樹
脂に反応する硬化促進剤（例えばＢＦ_３モノエチルアミ
ン等を１〜２ｐｈｒ）を入れておけば、含浸樹脂の硬化
時にＢステージ樹脂が溶融して含浸樹脂が早くゲル化さ
れる。このため、含浸樹脂の流出を防止することができ
る。

【００３０】また、上記実施例においては、フィルム基
材マイカテープ１に、矩形状をなすスペーサー部材４を
所定間隔を存して配置したが、図５に示すように、フィ
ルム基材マイカテープ１に、所定厚さのスペーサー部材
７を斑点状に配置するようにしても良い。このものにお
いても、単位コイル５の周囲（導体５ａの周囲）に、フ
ィルム基材マイカテープ１を一部ラップするように巻回
すれば、フィルム基材マイカテープ１層間には隙間が形
成され、これにて、上記実施例と同様な効果を得ること
ができる。

【００３１】ところで、上記実施例においては、本発明
を高電圧の回転電機に適用して説明したが、高電圧の回
転電機の中でも、特に電圧階級の高いもの（例えば６ｋ
Ｖ以上のもの）においては、かなり大きな絶縁耐力が必
要であり、それに伴って、マイカテープの巻回数を多く
しなければならないという事情がある。従って、一般的
に、電圧階級の特に高い高電圧の回転電機のコイルにお
いては、樹脂の含浸性が比較的良好なガラスクロス基材
マイカテープが使用されるのであるが、前述したよう
に、ガラスクロス基材マイカテープは伸縮性に乏しく、
テープの巻回作業が行い難く、そのために、装置がコス
ト高になってしまうという欠点を有している。

【００３２】ところが、本実施例においては、フィルム
基材マイカテープ１にスペーサー部材４を設けることに
より、単位コイル５への樹脂の含浸性を改善したので、
電圧階級の特に高い高電圧回転電機のコイル、つまり、
絶縁テープの巻回数が多いものにおいても、フィルム基
材マイカテープ１を適用することが可能となり、よっ
て、ガラスクロス基材マイカテープを用いる場合に比べ
て、導体に絶縁テープを巻回する作業を容易に行い得、
その結果、装置をコスト安にし得る。

【００３３】その他、本発明の適用範囲は高電圧の回転
電機のコイルに限定されるものではなく、一般的な回転
電機のコイルにも適用して実施し得る。この場合、絶縁
テープとして、例えば、厚さ０．１〜０．５ｍｍのポリ
エステルフィルム、あるいは、ポリイミドフィルム等を
１５〜５０ｍｍ幅にスリットしてなる合成フィルムテー
プを用いると良い。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の回転電機のコイルによれば、絶縁テープ層間に隙間が
形成されるようになるから、樹脂の含浸性を改善し得、
以て、樹脂の含浸性の向上及びボイド発生の防止を図る
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の縦断面図

【図２】絶縁テープ及びスペーサー部材を示す斜視図

【図３】絶縁テープ及びスペーサー部材を示す拡大縦断
面図

【図４】経時変化に伴う対地絶縁層の静電容量比率を示
す特性図

【図５】本発明の他の実施例を示す図２相当図

【符号の説明】

１はフィルム基材マイカテープ（絶縁テープ）、４，７
はスペーサー部材、５ａは導体を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体に、一方の面にＢステージ樹脂から
   なるスペーサー部材を複数個設けてなる絶縁テープを一
   部ラップするように巻回した後、これらに樹脂を含浸硬
   化させるようにしたことを特徴とする回転電機のコイ
   ル。