JPH0614483A - 中実の相コネクタ及び固定子相巻線の半コイルの調製方法 - Google Patents

中実の相コネクタ及び固定子相巻線の半コイルの調製方法

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JPH0614483A
JPH0614483A JP5109972A JP10997293A JPH0614483A JP H0614483 A JPH0614483 A JP H0614483A JP 5109972 A JP5109972 A JP 5109972A JP 10997293 A JP10997293 A JP 10997293A JP H0614483 A JPH0614483 A JP H0614483A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多相発電機のような電気機器の相巻線コイル
を該電気機器の導電性リング部材に電気的に接続するた
めの中実の相コネクタを提供する。 【構成】 第1の導体(66)の第1の端部が相巻線コ
イルの第1の素線グループに取り付けられる。第2の導
体(74)の第1の端部が相巻線コイルの第2の素線グ
ループに取り付けられる。第1の導体の反対側の第2の
端部及び第2の導体の反対側の第2の端部を導電性リン
グ部材に電気的に接続する導電性ブラケット(88)が
設けられる。本発明の相コネクタの構成により、取り付
けの労力がかからず、また耐久性も優れた相接続部が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多相発電機のような電
気機器に用いられる形式の相巻線に関する。より詳細に
は、本発明は、かかる相巻線コイル内に用いられる改良
型コネクタ及びかかるコネクタを製作するための新規な
方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本発明
の譲受人であるウエスチングハウス・エレクトリック・
コーポレイションによる製造形式の多相発電機は通常、
発電機の出力電圧及び電流を生じさせる高電圧AC巻線
電機子要素である複数の固定子巻線を有する。固定子巻
線は導電性コイルで作られており、この導電性コイル内
に、回転子磁場の通過によりAC電圧が誘起される。各
コイルは通常、複数の半コイルを有し、各半コイルは固
定子内のスロットの長さに沿って延び、別の半コイルま
たは固定子組立体のエンドターンまたは回旋部分におい
て相端部導線に接合されている。
【0003】一従来設計によって構成された半コイル1
0の端部が図1に示されている。図1で分かるように、
半コイル10は銅導体素線からなるスタック14,1
6,20,22及び水素ガスのような冷却剤が循環する
ようになったベントチューブからなるスタック24を有
する。隣り合う素線スタック14,16及び20,22
の個々の素線は交さ処理(transposition)を施されて一
対の編組棒状体12,18を形成してスロットの交差磁
束から損失を減少させると共に熱点温度を低下させるよ
うにする。ローブリング(roebelling)として知られて
いるこの手法は、素線間の比較的均一な電圧差を維持す
る。
【0004】コイル端部または回旋部では、端部領域磁
束によって誘起された電圧の降下は従来通り、図2に示
すグループ交さ直列接続によって制御される。かかる接
続は、素線を第1の半コイルから第2の半コイル26内
の対応の素線に接合するが、これには素線を個々の素線
グループ28,30に分離して次に各素線グループ28
を個々の直列接続部32内の対応の素線グループ30に
接合する。この手法は労力がかかり時間もかかり厄介で
ある。まず最初に、個々のストランドを分離してそれら
の素線を再びグルーピングして特定の束にしなければな
らない。また、素線は洗浄し、錫メッキし、クリップの
状態に束ね、そして直列接続部32の状態にはんだ付け
する必要がある。錫メッキの目的は、ストランドを束ね
て圧着またはボルト止めされるコネクタの状態にして互
いに熱で融着するときに空所が生じるのを防止するよう
均一のハンダ膜を提供することにある。露出した素線端
部をまず最初に研削砥石または手作業で清浄にし、次に
アルコールで拭いてダスト及び他の汚染物を除去する。
次に、素線を刷毛でロジン融剤を塗布し、錫メッキがで
きるよう銅表面を前処理する。次に、銅素線端部を加熱
状態のハンダの中に浸漬する。過剰に付いたハンダを落
とし、拭いて滑らかにする。信頼性は一層高いが非常に
骨が折れる変形方法では、はんだ付け温度を調節するよ
う取り付けられた熱電対を備えたハンダごてを用いて手
により、ハンダ膜を各素線に個々に塗布する。
【0005】いずれの方法を用いるにせよ均一の錫メッ
キを得るためには相当な熟練と配慮が必要となる。正確
な温度/時間プロセス要件からの逸脱により、銅とハン
ダとの間に弱く且つ不均一な接着部が生じる。ハンダの
塊及び厚さの不揃いな部分も生じる。これら素線をボル
ト留めされた直列または相コネクタに組み込むと、それ
らの不揃いな被膜により有効な締め付けが出来なくな
る。コールドハンダにより素線の間に空所が生じる場合
があり、それによりユニットに対して超音波検査を実施
できない場合がある。この場合、プロセス全体を終了し
なければならない。再作業のコスト及び時間的遅延によ
るコストは相当なものになる。さらに、錫メッキ及び接
続の作業空間は狭すぎる。これらの問題及び他の多くの
問題が現在用いられているグループ交こ式コネクタにつ
いて生じる。
【0006】従来、多相発電機のような電気機器の相巻
線半コイルの素線を同種類の半コイル又は相端部導線に
接続するための改良型コネクタに対して長年の間解決さ
れなかった要望があることは明らかである。
【0007】したがって、本発明の目的は、多相発電機
のような電気機器の固定子相巻線の半コイルを同種の半
コイル又は相端部導線に電気的に接続するための改良型
コネクタを提供好くことにある。
【0008】本発明のもう一つの目的は、従来型のグル
ープ交さ形コネクタよりも取付けに労力のかからない固
定子相巻線に使用できるコネクタを提供することにあ
る。
【0009】本発明のさらにもう一つの目的は、従来型
のグループ交さ形コネクタよりも所要の点検及び保守労
力が実質的に少ないと考えられる固定子相巻線用コネク
タを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的及び他
の目的を達成するため、本発明によれば、多相発電機の
ような電気機器の相巻線コイルを該電気機器の導電性リ
ング部材に電気的に接続するための中実の相コネクタに
おいて、第1の端部が相巻線コイルの第1の素線グルー
プに取り付けられる第1の導体と、第1の端部が相巻線
コイルの第2の素線グループに取り付けられる第2の導
体と、第1の導体の反対側の第2の端部及び第2の導体
の反対側の第2の端部を導電性リング部材に電気的に接
続する手段とを有し、それにより取り付けの労力がかか
らず、また耐久性も優れた相接続部が得られることを特
徴とする相コネクタが提供される。
【0011】本発明では更に、中実コネクタへの連結の
ための導電性素線から成る少なくとも第1及び第2のグ
ループを含む形式の固定子相巻線の半コイルの調製方法
において、導電性グリップをそれぞれの素線グループの
各々に隣接して位置決めし、導電性クリップをそれぞれ
の素線グループにろう付けし、それにより導電性クリッ
プを、耐熱性及び耐久性に優れ、電力損失を生じさせる
場合のある空所が存在しない接続部においてそれぞれの
素線グループに電気的に接続することを特徴とする調製
方法が提供される。
【0012】
【実施例】図3を特に参照すると、第1の半コイル38
の導電性素線を第2の半コイル40の素線に接続するた
めの本発明の第1の実施例である中実直列コネクタ34
が固定子相巻線36内に設けられている。かくしてコネ
クタ34は、連続相巻線36を形成するよう固定子の両
端で半コイルセグメント38,40を互いに結合してい
る。
【0013】第1の半コイル38は第1の素線グループ
42及び第2の素線グループ44を有し、該グループは
好ましい実施例では半コイル38内にローブリング棒状
体(roebel bar)を形成するよう互いに編組された一対
の素線スタックに対応していることが分かろう。例え
ば、第1の素線グループ42は第1の素線スタック50
及び第2の素線スタック52を有していることが分かろ
う。第2の半コイル40は第3の素線グループ46及び
第4の素線グループ48を有している。素線グループ4
2,44,46,48の各々はその端部領域が統合され
て連続導電性コネクタ端部を構成し、それにより、電流
が各素線グループからコネクタ34の導体に流れる際の
電気的損失を最小限に抑えている。好ましくは、製造方
法と関連して以下に詳細に説明する統合端部領域は各
々、各素線グループ42,44,46,48内で個々の
素線にろう付けされている導電性クリップ54を有す
る。
【0014】中実直列コネクタ34は、第1の導体56
及び第2の導体58を更に有している。図3に示すよう
に、第1の導体56は第1の端部が第1の半コイル38
の第1の素線グループ42に取り付けられ、反対側の第
2の端部は第2の半コイル40の第3の素線グループ4
6に取り付けられている。第2の導体56は第1の端部
が第1の半コイル38の第1の素線グループ44に取り
付けられ、反対側の第2の端部は第2の半コイル40の
第3の素線グループ48に取り付けられている。好まし
い実施例では、これら接続は、それぞれの導体56,5
8の端部を対応の素線グループ42,44,46,48
の導電性クリップ54にろう付けすることにより行われ
る。ろう付けによる接続部は、グループ交さ接続部の半
田付けによる接続部よりも耐久性に優れており、また一
層高い温度の応力にも耐えることになる。
【0015】好ましい実施例では、第1の導体56は第
2の導体58に対して実質的に平行に延びている。半コ
イル38,40間に起こりうる心狂いを補償するため、
第1及び第2の導体56,58を図11に示すように折
り曲げるのが良い。このコネクタ34の特長により固定
子相巻線36の取付けに関連した人件費が少なくなるこ
とは理解されよう。第1及び第2の導体56,58は好
ましくは細長く、その横断面は実質的に矩形である。好
ましくは、第1及び第2の導体56,58の材質は銅で
ある。とはいうものの、これと均等な導電材料は本発明
の技術的範囲に属する。
【0016】本発明の第2の実施例が図4〜図6に示さ
れている。本発明のこの実施例は相コネクタに関してお
り、この相コネクタは、相巻線36内の素線を、好まし
い実施例においては導電性リング部材96である電力バ
スに電気的に接続するのに利用される。この場合、相巻
線36は、中実直列コネクタ34によって互いに連結さ
れると共に相巻線36の端部を表す半コイル端部にも第
1の相コネクタ60又は第2の相コネクタ98によって
連結されている複数の半コイルを有することになろう。
第1の相コネクタ60は、図5で最も良く分かるように
第1の相巻線コイル64の半コイル62に連結されるよ
う形成されている。第1の相コネクタ60は第1の導体
66を有し、この第1の導体66は第1の端部68がろ
う付けにより導電性クリップ70に取り付けられ、導電
性クリップ70は第1の相巻線コイル64の半コイル6
2から第1の素線グループ72の端部にろう付けされて
いる。同様に、第1の相コネクタ60は第2の導体74
を有し、この第2の導体74は、第1の導体66と平行
で且つこれから間隔を置いて位置すると共に第1の端部
76がろう付けにより導電性クリップ78に取り付けら
れ、導電性クリップ78は半コイル62の第2の素線グ
ループ80にろう付けされている。第1の相コネクタ6
0の第1及び第2の導体66,74の端部84,86
は、図4及び図6で最も良く分かるように導電性ブラケ
ット88の第2のコネクタ要素94に接続されている。
導電性ブラケット88は又、第2のコネクタ要素94に
取り付けられた第1のコネクタ要素92第1の端部に備
えると共に導電性リング部材96にろう付けされたスリ
ーブ部分を第2の端部に備えている。第1及び第2の導
体66,74も又、中実直列コネクタ34に関連して図
11で示す方法で相巻線コイル64の心狂いを補償する
ために折り曲げるのが良い。好ましくは、第1及び第2
の導体66,74は細長く、その横断面は実質的に矩形
であり、またそれらの材質はろう付け可能な銅のような
導電材料である。それぞれの素線グループ72,80の
端部に位置した導電性クリップ70,78は中実直列コ
ネクタ34の導電性クリップ54と同一であり、好まし
くは、後で詳述する同一の方法で取り付けられる。導電
性ブラケット88には、相巻線コイル64への水素ガス
のような冷却剤の通過を可能にする通気穴90が設けら
れている。
【0017】第2の相コネクタ98は、第1及び第2の
導体108,110の構成並びに第1及び第2のコネク
タ要素104,106の構成以外においては、構成が第
1の相コネクタ60と同一である。なお、第1及び第2
のコネクタ要素104,106は第1の相巻線コイル6
4の半コイル62の下に位置決めされる第2の相巻線コ
イル102の半コイル100への接続が容易になるよう
形作られている。第2の相コネクタ98は固定子組立体
の支持リング82の周りに延びるよう形作られており、
また別の導電性リング部材96に接続されるよう位置決
めされているが、第1の相コネクタ60がこれに接続さ
れているのではない。編組スリーブ接続部97は第2の
相コネクタ98の第2のコネクタ要素106の一部であ
る。第1の相コネクタ60で用いられているスリーブ接
続部は、導電性ブラケット88の第1のコネクタ要素9
2の一部であること以外の点ではスリーブ97と実質的
に同一である。
【0018】次に、相コネクタ60,98の中実直列コ
ネクタ34の好ましい構成方法を図7〜図11を参照し
て詳述する。図7は固定子相巻線114の一部であるよ
う意図された半コイル112の端部を示している。半コ
イル112は第1の素線グループ116及び第2の素線
グループ118を有し、これら素線グループは好ましい
実施例では半コイル112内に2つの別々のローブリン
グ棒状体を構成する素線を有している。第1の素線グル
ープ116は第1の素線スタック120及び第2の素線
スタック122を有する。同様に、第2の素線グループ
118は第1の素線スタック124及び第2の素線スタ
ック126を有する。素線をそれぞれのスタック12
0,122,124,126内で統合して導体及び本発
明のコネクタに接続するために、第1の銅シム128が
素線スタック120,122間に位置決めされると共に
第2の銅シム130が素線スタック126,124間に
位置決めされている。銅シム128,130はそれぞれ
のスタック120,122,124,126内で素線同
士の整列状態を維持するよう機能する。次いで、ろう付
け用合金から成るストリップ132,134を素線グル
ープ116,118のほぼ端部領域に事前に配置する。
好ましくは、ストリップ132,134は、通常SIL
−FOSとして知られる銀−リン−銅合金から成る。最
適には、使用する合金は銀を15%、銅を80%、リン
を5%含有する合金である。
【0019】次に、図8を参照すると、第1及び第2の
前もって形成された導電性クリップ136,144が素
線グループ116の対応の素線端部領域の周りに位置決
めされていて、ろう付け用合金の置きストリップ(prep
laced strip)がクリップ136,144と素線グループ
端部116,118の間に在るようにする。図8を参照
すると、第1の導電性クリップ136は頂面138、底
面140及び側面142を有していることが分かろう。
同様に、第2の導電性クリップ144は側面148及び
底面150を有している。
【0020】次に、図9を参照すると、炭素インサート
156を素線グループ116,118の対応の端部領域
間に位置決めし、端部領域組立体を第1の誘導加熱器1
52及び第2の誘導加熱器154により形成された加熱
域に通す。その結果得られた加熱作用により導電性クリ
ップ136,144を対応の素線グループ116,11
8の端部領域にろう付けする。
【0021】図10を参照すると、次に導体158を導
電性クリップ144にろう付けするが、そのために、ろ
う付け用合金のストリップを導電性クリップ144と導
体158との間に事前配置し、次に端部領域組立体を図
9に示す加熱域と類似の第2の誘導加熱域に通す。コネ
クタが図3に示す形式による中実直列コネクタ34であ
るにせよ、図4〜図6に示す2つの形式のうちの一方の
相コネクタ60,98であるにせよ、いずれにしてもこ
の方法を用いてコネクタをろう付けする。
【0022】図11に示すように、次いで、導体56,
58に折り曲げ部160,162を形成することによ
り、コネクタ全体を、接続しようとする相巻線コイルの
心狂いを補償するよう修正するのが良い。これは、加熱
に先立って導体56,58を予備加熱し、次に機械的圧
力を導体56,58に加えて折り曲げ作業を終了させる
ことにより行うのが好ましい。
【0023】
【図面の簡単な説明】
【図1】従来設計の固定子相巻線の半コイルの部分斜視
図である。
【図2】従来設計のグループ直列接続方式の略図であ
る。
【図3】本発明の第1の実施例に従って構成された中実
直列コネクタの部分斜視図である。
【図4】本発明の第2の実施例に従って構成された相コ
ネクタの平面図である。
【図5】図4に示す実施例の一対の相コネクタの部分立
面図である。
【図6】図4に示す相コネクタ対の部分横断面である。
【図7】本発明の方法の第1の段階の略図である。
【図8】図7に示す方法の第2の段階の略図である。
【図9】図7及び図8に示す方法の第3の段階の略図で
ある。
【図10】図7〜図9に示す方法の第4の段階の略図で
ある。
【図11】図7〜図10に示す本発明の実施例の第5の
段階の略図である。
【符号の説明】
60,98 相コネクタ 64 第1の相巻線コイル 66 第1の導体 70 導電性クリップ 74 第2の導体 88 導電性ブラケット 96 導電性リング部材 102 第2の相巻線コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラッセル デビッド フェッツコ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 ウエ ストミフリン ベルウッドドライブ 216 (72)発明者 ハンス ダブリュー ラング アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 モン ロービル ヒルズデールドライブ 1362

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多相発電機のような電気機器の相巻線コ
    イルを該電気機器の導電性リング部材に電気的に接続す
    るための中実の相コネクタにおいて、第1の端部が相巻
    線コイルの第1の素線グループに取り付けられる第1の
    導体と、第1の端部が相巻線コイルの第2の素線グルー
    プに取り付けられる第2の導体と、第1の導体の反対側
    の第2の端部及び第2の導体の反対側の第2の端部を導
    電性リング部材に電気的に接続する手段とを有し、それ
    により取り付けの労力がかからず、また耐久性も優れた
    相接続部が得られることを特徴とする相コネクタ。
  2. 【請求項2】 第1の導体は、第2の導体と実質的に平
    行に延びていることを特徴とする請求項1の相コネク
    タ。
  3. 【請求項3】 第1及び第2の導体は細長く、横断面が
    実質的に矩形であることを特徴とする請求項1の相コネ
    クタ。
  4. 【請求項4】 第1及び第2の導体の構成材料は銅であ
    ることを特徴とする請求項1の相コネクタ。
  5. 【請求項5】 各素線グループの端に設けられていて、
    各素線を単一コネクタ端部の状態に統合し、それにより
    各素線グループと導体端部との間で電流が流れている際
    の電気的損失を最小限に抑えるための端部統合手段を更
    に有することを特徴とする請求項1の相コネクタ。
  6. 【請求項6】 端部統合手段は、それぞれの素線端部の
    周りに位置決めされ、素線端部に導電状態で恒久的に取
    り付けられた導電性クリップであることを特徴とする請
    求項5の相コネクタ。
  7. 【請求項7】 導電性クリップは素線端部にろう付けさ
    れていることを特徴とする請求項6の相コネクタ。
  8. 【請求項8】 各素線グループは二つ以上の素線スタッ
    クを有し、端部統合手段は少なくとも一つのシム部材を
    含み、該シム部材は素線端部に隣接してスタック相互間
    にろう付けされており、それにより素線端部相互の整列
    関係を維持すると共に空所が生じないようにすることを
    特徴とする請求項5の相コネクタ。
  9. 【請求項9】 前記接続手段は、導電性リング部材に電
    気的に接続されるよう該導電性リング部材にしっかりと
    取り付けられた第1のコネクタ要素を含むことを特徴と
    する請求項1の相コネクタ。
  10. 【請求項10】 前記接続手段はさらに第2のコネクタ
    要素を含み、該第2のコネクタ要素は、第1の端部がそ
    れぞれの導体の反対側の第2の端部に電気的に接続され
    るよう当該端部にしっかりと取り付けられ、第2の端部
    が第1のコネクタ要素に電気的に接続されていることを
    特徴とする請求項9の相コネクタ。
  11. 【請求項11】 前記接続手段は、冷却剤を第1の導体
    と第2の導体との間に流すことができようにする手段が
    設けられていることを特徴とする請求項1の相コネク
    タ。
  12. 【請求項12】 中実コネクタへの連結のための導電性
    素線から成る少なくとも第1及び第2のグループを含む
    形式の固定子相巻線の半コイルの調製方法において、導
    電性グリップをそれぞれの素線グループの各々に隣接し
    て位置決めし、導電性クリップをそれぞれの素線グルー
    プにろう付けし、それにより導電性クリップを、耐熱性
    及び耐久性に優れ、電力損失を生じさせる場合のある空
    所が存在しない接続部においてそれぞれの素線グループ
    に電気的に接続することを特徴とする調製方法。
  13. 【請求項13】 前記ろう付け段階を電磁誘導により実
    施することを特徴とする請求項12の調製方法。
  14. 【請求項14】 ろう付け段階では更に、電磁誘導の実
    施に先立って、導電性炭素スペーサを素線グループ間に
    挿入することを特徴とする請求項13の調製方法。
  15. 【請求項15】 各素線グループは二以上の素線スタッ
    クを有し、さらに、前記ろう付け段階の実施に先立って
    シム部材をそれぞれのスタック間に挿入してそれぞれの
    スタック内で素線を整列させる段階を更に有することを
    特徴とする請求項13の調製方法。
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