JPH07170701A - 回転電機巻線の絶縁処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スロット内の巻線及び上部，下部コイルエ
ンドに気泡のないワニス層を得る回転電機巻線の絶縁処
理方法を提供する。 【構成】 第１段階で通電加熱されたワニスが対流に
より鉄心から突出の上部コイルエンドと鉄心上端部近傍
に集中させゲル化して上部コイルエンド周囲にワニス膜
を形成し、第２段階で鉄心の下部端面と下部コイルエン
ドをワニスに浸漬した状態までワニス液面を下げて通電
加熱し前記ワニス膜によってスロット内のワニスを保持
してゲル化させると共に下部コイルエンドにもゲル化し
たワニスを付着させる絶縁処理方法である。スロット内
もワニスが充填出来るので、スロット内の巻線の発生す
る熱量の放出が向上し回転電機の温度上昇低減ができ
る。また、ワニス付着箇所（上部，下部コイルエンド）
の片寄りが克服されると同時に、ワニス膜形成に直接関
与しないワニスへの不必要な加熱を防げるので、ワニス
のポットライフの延長も可能となり品質の安定した回転
電機を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転電機巻線の絶縁処
理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に低電圧の回転電機における巻線は
マグネットワイヤであるエナメル線を巻回して形成し、
この巻線を鉄心のスロット組込み後絶縁処理を施してい
る。この場合、巻線やその他加熱硬化性の絶縁物液体で
絶縁処理するに際しては、当然エナメル線に規格上許容
されたピンホールや巻線加工中に加えられる各種ストレ
スに起因する皮膜の損傷等も完全に絶縁用樹脂で覆い、
電気的，機械的機能を確保する必要がある。特に産業用
回転電機にあっては冷却構造が周辺空気を吸入し、これ
を巻線表面に当てて冷却するものが多い。従って回転電
機周辺で発錆する汚損物が巻線の表面に付着することが
多い。

【０００３】このような状況下にあって、仮にワニスで
確実に覆えないピンホール或いは傷が巻線に存在する
と、汚損物の吸湿，塩分の潮解現象により巻線表面の絶
縁抵抗が著しく低下し、回転電機の運転時にこの巻線表
面から鉄心（アース）に向かって表面トラッキングを発
生し、対地或いは巻線間の短絡に発展して焼損事故に至
ることはよく知られている。

【０００４】そこで従来はこれらの対策として、（１）
機内に汚損物が進入しないような全閉形を用いる。
（２）巻線の絶縁ワニス処理回数を増やす。（３）巻線
に対して特殊な付着量の多いワニス処理を実施する。
（４）機械的強度の特に優れたマグネットワイヤを用い
る等、これらを個々或いは組合わせて採用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特にこれらの中で、
（３）の特殊な付着量の多いワニスを用いる方法は、耐
環境性効果も大きいことからよく用いられている。しか
し、この方法は多くの工数と時間が必要となり、またコ
イルエンドへのワニス付着量増加による冷却効率の低下
により回転電機の温度上昇が高くなる問題があった。

【０００６】また、これら従来の方法に対する欠点を除
去した方法として特開昭６１−２１４７４９が提案され
ている。この処理方法は、ワニスタンクの中でコイルに
通電してコイル温度を上昇させ、コイル近傍のワニスを
ゲル化させてコイルにワニスを付着させるという方法で
ある。従来の方法に対して耐環境性効果および温度低減
効果が優れており、回転電機の品質向上を図ることがで
きた。

【０００７】しかし、この方法の欠点として、コイルの
通電中（ワニスゲル化中）に加熱されたワニスは、対流
と比重低下のために鉄心上部（ワニス液面上部側）に集
まってゲル化し易く、また鉄心下部（ワニス液面底部
側）でゲル化したワニスも対流と比重低下によって浮上
がり、上部コイルエンド付近のゲル化したワニスに付着
する。こうして、上部コイルエンドには十分なワニスの
ゲルが付着しても、下部コイルエンドには付着が少ない
という欠点があった。

【０００８】これにより、単にワニス液中で通電による
ゲル化を行った場合には、上部，下部コイルエンドで同
時に均一な厚さのワニス絶縁層を得るのが困難であっ
た。さらに不均一なワニスのゲル化により、ワニスタン
クからコイルを引き上げた時にゲル化の進んでいない低
粘度のワニスが垂れ落ちて、スロット内に冷却効率の低
下を招くような気泡を生じる。下部コイルエンドにまで
十分なワニス付着を得るために、過剰な通電加熱を行っ
てワニスのポットライフの減少を招くといった問題があ
った。

【０００９】本発明の目的は、上記従来の方法を改善し
たもので、スロット内の巻線及び上部，下部コイルエン
ドに気泡のないワニス層を得る回転電機巻線の絶縁処理
方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を実
施するため、鉄心のスロットに巻線を巻装して成る固定
子を含浸タンク内のワニスに浸漬させて通電加熱を行
い、加熱による対流と比重低下により固定子のワニス液
面上部に集まりゲル化するワニスによって、まず第１段
階としてスロット上端部のワニスがスロット内のワニス
全体の重量を吊り下げ保持するのに十分な固さにゲル化
し、回転電機巻線の上部コイルエンドに必要十分量のワ
ニスが付着するまで通電加熱を行う。

【００１１】その後第２段階として、ワニスの液面を下
げて回転電機巻線の鉄心下部端面と下部コイルエンドを
ワニス液面下に残して通電加熱を行い、スロット内のワ
ニス全体をゲル化し下部コイルエンドに必要十分量のワ
ニスを付着させるので、スロット上端部でゲル化したワ
ニスが蓋となって大気圧で液面を押されたワニスを保持
するために、スロット内のワニスが落下することなく高
密度に充填されたままゲル化し、なおかつ両方のコイル
エンドに均等な量のワニスを付着させることができるも
のである。

【００１２】

【作用】このような絶縁処理を行うに当って、コイルエ
ンドのワニス浸漬含浸時間を調節することにより、コイ
ルエンドへのワニス付着量を小さくして通風冷却性を確
保することも、コイルエンドへのワニス付着量を大きく
して耐環境性を強化することも可能となる。

【００１３】このような絶縁処理に用いる含浸ワニス
は、ワニス液面の高さ調節のために含浸タンクから一時
的にサブタンクに移されるので、サブタンク内でワニス
を冷却することにより、ワニスのポットライフの延長を
はかることが可能となる。

【００１４】またこのような絶縁処理は、ワニスをサブ
タンクに導いて液面高さを２段階に調節する方法の他
に、回転電機巻線をワニスに浸漬したときの液中での深
さを調節する方法によっても可能である。サブタンクを
設置するスペースがない場合などは、この方法が有効で
あるが、ワニスのポットライフの延長を図るためには、
含浸タンク自身の壁面に冷却機能を設けて余分なワニス
の温度上昇を防ぐ等の対策が必要である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１は、本発明による回転電機巻線の絶縁処理方法
を説明するための構成例を示すものである。図１におい
て、１１は内部にワニス１２が収容された含浸タンク、
１１ａは液面の高さ調整用にワニス１２を導いて一次貯
蔵しておくサブタンクであり、その詳細は図２に示す構
成になっている。１３は固定子鉄心（以下単に鉄心とい
う）、１４は鉄心１３のスロットに納められた巻線で、
マグネットワイヤーであるエナメル線で形成される。

【００１６】これら鉄心１３及び巻線１４は回転電機の
固定子を構成するものである。また、１５は巻線１４の
上部コイルエンド１４ａに取り付けられた温度センサ、
１６はコイル通電加熱用電源のスイッチ及び出力制御部
及び温度計測部を備えた温度制御盤である。この温度制
御盤１６の電源出力端子には巻線１４の口出端子がリー
ド線１７を介して接続され、また温度検出入力端子には
例えば熱電対のような温度センサ１３の出力端子が接続
される。

【００１７】図２は、本発明による絶縁処理方法に用い
るワニスの液面高さ調整用のサブタンク１１ａの構成図
である。サブタンク１１ａには含浸タンク１１からワニ
スを汲出し再供給するためのポンプ２１、通電加熱によ
って加熱されたワニスの温度を下げるための冷却装置２
２ａが設けられている。

【００１８】図３は、回転電機巻線１４のワニス深さを
２段階に調整して達成する手段を有する処理装置の一実
施例である。図３において、１１ｂはサブタンクを持た
ないワニスの含浸タンクであり、含浸タンク１１ｂの側
面には冷却装置２２ｂが設けてある。また図３におい
て、２３はロボットでこのロボット２３は巻線１４を吊
り下げると同時にワニス液中での巻線１４の浸漬深さ２
４を、第１段階の浸漬深さ２４ａ及び第２段階の浸漬深
さ２４ｂになるよう精密に調節可能な昇降機構を有する
吊り下げロボットである。

【００１９】本発明による絶縁処理方法の第１段階のワ
ニスのゲル化は以下のように行われる。図１に於いて、
まずワニス１２が固定子全体が浸漬されるのに必要かつ
十分な高さにある上部液面１８ａの時に巻線１４に通電
加熱を行うと、温められたワニス１２は対流と比重の低
下によって上部コイルエンド１４ａ付近に集まり、下部
コイルエンド１４ｂ付近には温度の低いワニスが集まる
上に、そこでゲル化したワニスもまた対流と比重の低下
により下部コイルエンド１４ｂを離れて上部コイルエン
ド１４ａ付近に集まる。

【００２０】このため、上部コイルエンド１４ａの周囲
にワニス１２は集中してゲル化し付着するとワニス膜２
０を形成する。続く第２段階のワニスのゲル化において
は、ワニス１２はポンプ１２によってサブタンク１１ａ
へ汲み出され、液面１８は鉄心下端部１９ｂと下部コイ
ルエンド１４ｂを浸漬するような下部液面１８ｂに下げ
られる。このとき既に上部コイルンド１４ａの周囲に形
成のワニス膜２０が蓋の役目をして毛細管現象が働き、
スロット内のワニス１２には気泡もなくスロット内で保
持される。

【００２１】すると、第２段階の通電加熱によって熱せ
られたワニス１２は、鉄心下端部１９ｂが下部液面１８
ｂ下にあるので、ワニス液面を大気圧が押していること
からスロット内のワニス１２は垂れ落ちて流出すること
はない。そしてワニス１２に浸漬中の下部コイルエンド
１４ｂだけが熱源となるので、ワニス１２は対流と比重
の低下の影響を受けずに下部コイルエンド１４ｂ周囲に
集中してゲル化する。また、鉄心下端部１９ｂにもゲル
化したワニス１２によりワニス膜２０ｂが出来るので、
このワニス膜２０ｂが蓋を作用をしてスロット内部は通
電加熱による温度上昇がもっとも小さくてもスロットの
両端のワニス１２がゲル化するのでスロット内のワニス
１２の流出は防がれる。

【００２２】この第１段階と第２段階の液面高さ調整の
順序を逆にすると、鉄心下端部１９ｂでまずゲル化した
ワニス１２はその後、液面を上昇させても鉄心下部１９
ｂのスロットからワニス１２は浸入出来ないし、鉄心上
部のスロットからワニス１２を進入させるとしても気泡
の残留を防ぎきれないため、この実施例の効果を得るに
は液面高さ調整の順序は逆転できない。

【００２３】本実施例による２段階のワニス液面高さ調
節はポンプ２１の開閉によって行われ、冷却装置２２ａ
によってサブタンク中でワニス１２の温度を低下させる
ことにより、ワニス１２の反応性は下がって直接通電加
熱とゲル化に関与しないワニス１２のポットライフの延
長が図れるようになる。

【００２４】（第２実施例）第１段階のワニスの通電ゲ
ル化を行うために、まず巻線１４は吊り下げロボット２
３によって固定子全体が完全にワニス１２液中に入って
いる深さ２４ａの位置に浸漬され、この深さ２４ａで第
一段階のゲル化が行われる。その後第２段階のゲル化を
行うに当たって、巻線１４は鉄心下端部１９ｂと下部コ
イルエンド１４ｂがワニス１２に浸漬されるような深さ
２４ｂに引き上げられ、ここで第２段階のワニスのゲル
化が行われる。このような方法とその設備であれば、含
浸タンクのみの設置範囲しかない場所でもワニス処理が
可能であり、含浸タンク１１ｂに冷却装置２２ｂを設け
ることによりゲル化に直接関与しないワニス１２の冷却
も図られ、ワニス１２のポットライフを安定させること
が出来る。

【００２５】なお、上記２つの実施例では巻線をワニス
処理する場合について述べたが、これをレジンやその他
加熱硬化性の絶縁物で処理する場合についても前述とま
ったく同様である。また上記実施例では回転電機の固定
子側巻線を絶縁処理する方法について述べたが、回転子
側巻線を絶縁処理する場合も前述同様に実施することが
できることはいうまでもない。

【００２６】

【発明の効果】上記のように、本発明による固定子巻線
のワニス処理によって製作された回転電機においては、
スロット内もワニスが充填出来るので、従来の空隙の多
いものに比べスロット内のマグネットワイヤの発生する
熱量の放出が向上し回転電機の温度上昇低減ができる。
また、ワニス付着箇所（上部，下部コイルエンド）の片
寄りが克服されると同時に、ワニス膜形成に直接関与し
ないワニスへの不必要な加熱を防げるので、ワニスのポ
ットライフの延長も可能となり品質の安定した回転電機
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す絶縁処理方法の手順説
明の構成図，

【図２】含浸タンクの液面高さ調整のためのサブタンク
を示す構成図，

【図３】第２実施例を示す図１相当図，

【図４】従来の処理方法の構成図。

【符号の説明】

１１，１１ｂ…含浸タンク， １１ａ…調節用サ
ブタンク，１２…ワニス， １３…
固定子鉄心，１４…巻線， １４
ａ…上部コイルエンド，１４ｂ…下部コイルエンド，
１５…温度センサ，１６…温度制御盤，
１７…リード線，１８ａ…上部液面
１８ｂ…下部液面，１９ａ…鉄心上端部，
１９ｂ…鉄心下端部，２０…ワニス膜，
２１…ポンプ，２２ａ，ｂ…冷却装置，
２３…吊り下げロボット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネットワイヤで成る回転電機巻線を
   鉄心のスロット内に収納した固定子をワニスに浸漬した
   状態で通電加熱し、前記マグネットワイヤ近傍のワニス
   硬化後に固定子を取り出して本乾燥する絶縁処理方法に
   おいて、第１段階で通電加熱されたワニスが対流により
   鉄心から突出の上部コイルエンドと鉄心上端部近傍に集
   中させゲル化して上部コイルエンド周囲にワニス膜を形
   成し、第２段階で鉄心の下部端面と下部コイルエンドを
   ワニスに浸漬した状態までワニス液面を下げて通電加熱
   し前記ワニス膜によってスロット内のワニスを保持して
   ゲル化させると共に下部コイルエンドにもゲル化したワ
   ニスを付着させることを特徴とした回転電機巻線の絶縁
   処理方法。
2. 【請求項２】 ワニス液面を調節するサブタンク内でワ
   ニスを冷却してから再供給する請求項１記載の回転電機
   巻線の絶縁処理方法。
3. 【請求項３】 ワニス液面高さの調節ではなく回転電機
   巻線の浸漬深さの調節によって行う請求項１記載の回転
   電機巻線の絶縁処理方法。