JPH056423B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高圧交流機、例えば発電機や誘導電
動機などの固定子巻線の中で、いわゆるプリプレ
グ絶縁亀甲（ダイヤモンド）形固定子コイルの製
造方法に関するものである。

従来からの高圧交流機の亀甲形固定子コイルを
製作する方法を説明すると、巻線機を用いて木型
に素線導体（一般にはガラス繊維などで素線絶縁
されたもの）を必要な列および段数巻回して後、
巻き上つたコイルを木型から取り外し、引き型整
形機によつて亀甲形に整形される。しかる後に主
絶縁が施されて単位コイルが完成し、完成した単
位コイルを固定子鉄心スロツトに挿入の後それら
相互間を結線し、絶縁樹脂により仕上げ絶縁を施
して固定子コイルが完成する。

単位コイルの主絶縁の方法としては、従来から
行われているごときマイカ、集成マイカとガラス
布、芳香族ポリアミドシート、ポリエステル、ポ
リアミドイミドあるいはポリイミドなどを組み合
わせた薄葉材料を前述の亀甲形コイルの外表面に
巻回し、絶縁樹脂を真空含浸などにより十分含浸
せしめて後、鉄心スロツト内に入る直線部分をヒ
ートプレスする方法と、最近採用されることが多
くなつたプリプレグ集成マイカなどのプリプレグ
絶縁材料を前述の亀甲形コイルの外表面に巻回
し、絶縁樹脂の含浸工程を省略して鉄心スロツト
内に入る直線部分をヒートプレスして完成する方
法とがあるが、本発明は後者のいわゆるプリプレ
グ絶縁方式による製作方法の改良に関する。

一般に高圧交流機の固定子コイルは、コイル製
作の過程において、コイル巻、亀甲形の整形の後
主絶縁を施す前に、導体の並びの崩れを防止し、
運転中の機械的、電気的振動や、コイルの熱膨
張、収縮による導体巻回間の絶縁損傷を防止する
ため、 コイル全体をワニスに浸漬し、乾燥して導体
間を固着する。

スロツトに入る直線部にのみワニス、樹脂な
どを塗布し、その部分をヒートプレスして導体
間を固着する。

スロツトに入る直線部にのみプリプレグテー
プまたはシートを巻き付け、その部分をヒート
プレスして導体間を固着する。

など、いわゆる“素管固め”と称するいずれかの
工程を経ている。

しかし、の工法によるとスロツト外部分も、
浸漬した時付着したワニス、樹脂などによつて導
体間に固着し、絶縁損傷に対する懸念はなくなる
代りに、固定子鉄心スロツトに対するコイル入れ
作業については、コイルエンド部の柔軟性が失わ
れ、コイル入れ作業時に直線部絶縁の一部、特に
スロツト端部付近の主絶縁層に大きな歪を与え、
絶縁機能を損ずるおそれを生じ、また、コイル入
れ作業そのものも難渋することになる。

，の工法はスロツト部は導体間が固着して
いるが、スロツト外の部分は導体間が固着してい
ないため、コイルエンド部はコイル入れ作業に際
し十分な柔軟性を保有し作業は容易であるが、交
流機として完成後の運転中の状況を推察すると、
固着していないスロツト外部の導体間については
機械的、電気的振動や、熱膨張、収縮による摩擦
や圧迫が導体間の絶縁を損傷する点をかなり懸念
せねばならない。

すなわち、亀甲形コイルは固定子鉄心のスロツ
トに入れるとき、スロツト外部分の剛性が大きい
とスロツト外部分に曲げ、捩れなどの歪が加わ
り、鉄心端部付近の絶縁層を損傷するおそれがあ
るため、スロツト外部分はなるべく柔軟性を保ち
たい一方、運転中に生ずる熱膨張、収縮ならびに
機械的、電気的振動によつて、コイルの巻回導体
が相互間に変位や摩擦を生じないよう固着してい
なければならない。しかるに、スロツト外部分の
導体間が固着していれば剛性を増し、コイル入れ
のときに無理が加わるという二律背反的特性が求
められる。

本発明は以上の事情に鑑みなされたもので、特
にプリプレグ絶縁方式の亀甲形コイルを固定子鉄
心スロツトに挿入する高圧交流機の製造にあた
り、コイル巻回時に潜在的触媒を利用したプリプ
レグリボンをスロツト外部の導体間に予め巻き込
んでおき、亀甲形の整形〜絶縁〜コイル入れ〜結
線の各工程中は、コイルエンド部に柔軟性を保持
せしめ、直線部の主絶縁を損傷せしめることな
く、最終の仕上げワニス処理〜乾燥工程におい
て、ワニス乾燥の温度により巻き込んでおいたプ
リプレグリボンの樹脂が一旦溶融後固化して導体
間を固着せしめることにより、スロツト外部の導
体間が固着するようにしたものである。

このようにすることにより、前に述べたコイル
入れ作業時に要求される柔軟性と、高圧交流機と
して実用時には巻回間絶縁破壊の懸念のない信頼
性を併せ持つ工法を提供するものであり、本発明
にかかる工作法を適用することによつて高圧交流
機の製作が容易となり、且つ絶縁品質を高めるこ
とが可能となる。

以下、本発明の内容につき図面を用いて詳細に
説明する。

第１図は従来の方法により、第２図は本発明の
方法により巻き線作業を行いつつある状態を示す
正面図であり、第３図は巻線完了後引き型整形機
により巻線を亀甲形に整形した状態を示す図で、
ａは平面図、ｂは側面図を示す。

従来のプリプレグ絶縁方式の亀甲形コイルの工
作方法は、第１図に示すように、軸３を中心にし
て木型１を矢印アの方向に回転させながら導体２
を木型１に巻き付けて行くが、その間に導体２
（二重ガラス巻平角銅線などが多く使用される）
は木型１の上に並び（列）と重なり（段）とが整
えられながら巻かれる。図において一点鎖線l₁と
l₂の間は平行で、S₁が上口の直線部、S₂が下口の
直線部となり、一点鎖線l₁，l₂外に突出する部分
E₁およびE₂はコイルエンド部であつて、上口側
が短く下口側が長くなつており、その部分の木型
１は不等辺三角形状となつている。導体２の段上
げはこのコイルエンド部E₂の巻き始め部付近で
行われる。

巻き上つたコイルは木型１から取り外し、前記
の列と段がくずれないように全外周面に捨てテー
プを巻いて固縛した後、引き型整形機によつて直
線部S₁，S₂を把握して引き拡げ、第３図に示すご
とき亀甲形に整形する。第３図に示した一点鎖線
l₃，l₄間の直線部Ｌが鉄心に挿入される部分であ
る。

ここで従来の第一の方法では、亀甲形に整形さ
れたコイル全体をワニスに浸漬し、乾燥炉に入れ
てキユアした後、緩かいうちに直線部を冷却しな
がらプレス（コールドプレス）し、素線の並びや
ワニスの付状態を矯正して後捨てテープを除去す
ることにより素線固めを終る。

また、、従来の第二の方法では、亀甲形に整形
されたコイルの直線部の捨てテープを除去し、プ
リプレグサマイカなどのプリプレグシート（後か
ら行う主絶縁と同じ材料）を巻回し、更にその上
へ離型シートをすし巻きした上で、直線部のみを
ヒートプレスすることにより素線固めを終る。プ
リプレグ状態の樹脂がヒートプレスによる高温に
より一且軟化して素線間に浸透して後硬化するこ
とにより、直線部のみが素線固めできる訳であ
る。ヒートプレス完了後に離型シートを除去す
る。

このようにして素線固めの終つたコイルに、直
線部にプリプレグサマイカなどのプリプレグシー
トを主絶縁とし、コイルエンド部にはエラストマ
テープをエンド絶縁として所定の回数巻回する。
主絶縁とエンド絶縁との間の継ぎ方は電圧クラス
により異なるが、直線部の端部において行う。

直線部の主絶縁層の上に離型シートをすし巻き
して、直線部主絶縁層をヒートプレスの後、離型
シートを除去して単位コイルを完成する。

このようにして完成した単位コイルを、固定子
鉄心スロツト内に挿入して楔により固定し、結線
を行つて後仕上げワニス処理の上乾燥して固定子
を完成する。

このような従来の第一の方法では、素線固めの
ときにコイル全体をワニスに浸漬しているため、
コイルエンド部の素線間までワニスが浸透してキ
ユアにより素線間が固着しているため、運転中に
導体相互間の絶縁が破壊する懸念は少ないが、コ
イル入れ作業についてはコイル入れ作業前にコイ
ル全体を加熱することにより、コイルエンド部を
やや軟化させるとしても、コイル入れ作業に難渋
し、且つスロツト端部の主絶縁層に加わる歪によ
る絶縁損傷について懸念しなければならない。

一方、第二の方法によつた場合には、コイルエ
ンド部は素線間が相互に固していないため柔軟で
あるから、コイル入れ作業は容易であるが、固定
子完成後運転中の導体相互間の絶縁について懸念
が残る。

いずれの方法によつても、一長一短があり、不
満に残る方法であり、この不具合を解決するため
に以下に説明する本発明の方法が開発された。

本発明にかかる高圧交流機固定子コイルの工作
法は、導体２を木型１上に巻き付けるに際して、
第２図に示すようにコイルエンド部分すなわち
E₁およびE₂の部分のみに、予めコイルの寸法に
合わせて裁断しておいたプリプレグリボン４ａ，
４ｂを素線間に挿入し挾み込んで行くことが従来
工法との相違点であり、その他木型１が軸３を中
心として回転しながら導体２を巻き付けているこ
とは従来工法と同じである。第２図において４ａ
は挿入中のプリプレグリボンであり、やや太い線
で示した４ｂは既に巻き込まれたプリプレグリボ
ンである。

このプリプレグリボン４ａ，４ｂには、プリプ
レグ樹脂に潜在的触媒が適量配合させてあり、所
定の温度以上で、本実施例では135℃以上で反応
を開始するように調整されている。

上記のごとく第２図に示したようにして巻き上
げた後、前記の従来法の第二の方法と同じ工程で
素線固めを行う。すなわち、巻き上つたコイルを
木型１から取り外し、列と段がくずれないように
捨てテープをコイルエンド部E₁，E₂には突き合
わせ巻きで、直線部S₁，S₂には飛び巻きで巻回固
縛し、引き型整形機によつて第３図に示すごとき
亀甲形に整形する。

亀甲形に整形されたコイルの直線部の捨てテー
プを除去し、プリプレグサマイカシート（後から
主絶縁として使用するプリプレグ材料と同じであ
ればよい）を巻回し、その上に離型シートをすし
巻きした上で、直線部のみをヒートプレスする。
この時、コイルエンド部が所定の温度、本実施例
では135℃以上にならぬようにする。

このようにすることにより、直線部は巻回した
プリプレグサマイカの樹脂が一旦軟化し、素線間
に浸透して後軟化するので、素線相互間が一体化
して固着し、素線固めの工程を終る。コイルエン
ド部は未だ捨てテープによる固縛のみで一体にな
つているだけである。

ヒートプレス完了後離型シートを除去して絶縁
を行うが、定格電圧に応じて所定の回数だけ直線
部にはプリプレグサマイカシートを主絶縁とし
て、コイルエンド部にはエラストマテープをエン
ド絶縁として巻回する。主絶縁とエンド絶縁との
継ぎ目は直線部の端部でコイルエンドの近傍と
し、相互に巻回数が漸減しながら重なり合うよう
にする。

このようにして巻回した主絶縁層の上に離型シ
ートをすし巻きし、主絶縁層をヒートプレスする
が、このときコイルエンド部は所定の135℃を超
えないようにする。かくして、直線部は素線固め
および主絶縁のキユアが完了して完全に硬化して
も、コイルエンド部の導体間に挿入巻き込まれた
プリプレグリボン４ａ，４ｂは未だ硬化反応せ
ず、直線部S₁，S₂が十分な剛性を有しているにも
拘らず、コイルエンド部E₁，E₂はコイル入れ作
業時に必要な柔軟性を有している。

ヒートプレス後、直線部に巻回されている離型
シートを除去して単位コイルは完成する。このよ
うにして完成した単位コイルを固定子鉄心のスロ
ツトに挿入するが、コイルエンド部E₁，E₂が柔
軟であるから、スロツト入れ作業が容易であり、
直線部S₁，S₂の絶縁を損傷する危険性が極めて少
ない。

固定子鉄心スロツトへのコイル入れ作業が完了
すると、渡り線、口出線を取り付けると共にコイ
ル間を結線接続し、コイルエンド部においてコイ
ル相互間を固縛するなどの作業を行つた後、それ
らの部分の絶縁強化のためにワニスをかけ塗りす
ることにより仕上げワニスとする。

その後、乾燥炉に固定子を入れて仕上げワニス
の加熱乾燥を行うが、その時の処置温度を所定の
135℃以上にすることにより、135℃以上で反応を
開始するように潜在的触媒が調整配合されている
プリプレグリボン４ａ，４ｂがこの時点で始めて
反応を開始し、樹脂が一旦軟化後硬化するので、
コイルエンド部E₁，E₂の範囲はコイル入れ後に
十分導体間を固着させることができる。

その結果、固定子鉄心スロツトに挿入するとき
にはコイルエンド部に柔軟性を有して作業が容易
であつて直線部主絶縁を損傷する心配がなく、固
定子完成後実稼動中には電気的、機械的振動に対
して強靭で絶縁についても信頼性の高い工作法を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方法により、第２図は本発明の
方法により巻き線作業を行いつつある状態を示す
正面図であり、第３図は巻線完了後引き型整形機
により巻線を亀甲形に整形した状態を示す図で、
ａは平面図、ｂは側面図を示す。 １……木型、２……導体、３……軸、４ａ，４
ｂ……プリプレグリボン、S₁，S₂……直線部、
E₁，E₂……コイルエンド部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高圧交流機の固定子コイルにおいて、導体を
   木型に巻くとき、スロツト外部に相当する部分に
   のみ、その導体間に所定以上の温度で反応を開始
   する潜在性触媒を配合した樹脂によるプリプレグ
   リボンを挿入して巻き上げ、亀甲形コイルに整形
   して外表面全面に対地絶縁物を巻回し、スロツト
   外部に相当する部分は前記所定以上の温度になら
   ぬようスロツトに入る直線部のみヒートプレスを
   行つて単位コイルを完成し、該単位コイルを固定
   子鉄心スロツトに挿入のうえ全コイルを結線固縛
   作業完了後、前記所定以上の温度で仕上げワニス
   乾燥を行うことを特徴とする高圧交流機固定子コ
   イルの工作法。