JPH08289510A - Method and apparatus for hardening coil insulating layer - Google Patents

Method and apparatus for hardening coil insulating layer

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JPH08289510A
JPH08289510A JP8726695A JP8726695A JPH08289510A JP H08289510 A JPH08289510 A JP H08289510A JP 8726695 A JP8726695 A JP 8726695A JP 8726695 A JP8726695 A JP 8726695A JP H08289510 A JPH08289510 A JP H08289510A
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JP
Japan
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coil
heating
resin layer
curing
capacitance
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Application number
JP8726695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuya Hagiwara
修哉 萩原
Takanori Sato
隆徳 佐藤
Ryozo Takeuchi
良三 武内
Toru Koyama
小山  徹
Hiroyuki Kamiya
宏之 神谷
Mitsuru Onoda
満 小野田
Nobuaki Furukawa
宣昭 古川
Yoichi Kotani
洋一 小谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a method and an apparatus for hardening a coil insulating layer, which can improve the insulating characteristic of the coil insulating layer for electric machine formed by using thermosetting resin. CONSTITUTION: Respective coils 1a...1n are compressed with compressors 2a...2n and heated. Thermosetting resin is hardened, and an insulating layer is formed. In this step, the change in capacitance of the coil measured with a capacitance measuring device 11 is monitored by a controller 12. At the time when the capacitance of each coil becomes the maximum value, tightening is performed with the compressors 2a...2n corresponding to the respective coils 1a...1n. Thereafter, the capacitance is decreased. The monitoring is continuded, furthermore. At the time when the predetermined control value is reached, the heating is stopped.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気機械用コイルの、
熱硬化性樹脂を用いて形成する絶縁層の硬化方法および
装置に係わり、特に製作されるコイルの絶縁性能の向上
を図ることができるコイル絶縁層硬化方法及び装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a coil for an electric machine,
The present invention relates to a method and a device for hardening an insulating layer formed by using a thermosetting resin, and particularly to a method and a device for hardening a coil insulating layer capable of improving the insulating performance of a manufactured coil.

【0002】[0002]

【従来の技術】コイル導体に固体絶縁材料を含有するテ
ープを巻いて熱硬化性樹脂を含浸したり、これらの材料
から成る半硬化状態のプリプレグテープを巻回したコイ
ルの半製品に、圧力を加えながら加熱硬化し、絶縁層を
形成する方法においては、樹脂含浸時やプリプレグテー
プ巻回時に生じる空隙を排除し、絶縁性能と信頼性の高
い絶縁層とするために、硬化過程においてある程度加熱
し、含浸樹脂の粘度が低下した時点で増締めと称する、
絶縁層の加圧力を増強する工程を設けている。そして増
締めの後も加熱状態を継続し、樹脂の硬化終了を待って
冷却している。
2. Description of the Related Art Pressure is applied to a coil semi-finished product in which a tape containing a solid insulating material is wound around a coil conductor to impregnate a thermosetting resin, or a semi-cured prepreg tape made of these materials is wound. In the method of forming an insulating layer by heating and curing while adding it, heat it to some extent in the curing process in order to eliminate voids that occur during resin impregnation and winding of prepreg tape, and to make an insulating layer with high insulation performance and reliability. , When the viscosity of the impregnated resin decreases, it is called retightening.
A step of increasing the pressure applied to the insulating layer is provided. After the retightening, the heating state is continued, and the resin is cooled after the completion of curing of the resin.

【0003】従来はコイル本体を加熱硬化するのに先立
って、モニタ試料を硬化し、試料の樹脂をサンプリング
しながら機械的に粘度を測定し、粘度が最低となる温度
と時間の条件を把握していた。そしてコイル本体を加熱
硬化する際には温度のみを監視し、モニタ試料と同じ温
度、時間履歴を経た時点で増締めしていた。そして同様
にモニタ試料の硬度変化を指標にして冷却していた。
Conventionally, prior to heating and hardening the coil body, the monitor sample is hardened, and the viscosity of the sample is mechanically measured while sampling the resin, and the temperature and time conditions at which the viscosity becomes the minimum are grasped. Was there. Then, only the temperature was monitored when the coil body was heated and cured, and the coil body was retightened at the same temperature and time history as the monitor sample. In the same manner, the change in hardness of the monitor sample was used as an index for cooling.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記した増締め、冷却
のタイミングを決定する方法は間接的な方法で、コイル
本体の樹脂粘度を直接監視しているわけではないので、
モニタ試料とコイル本体の温度履歴に差が生じても、増
締め、冷却のタイミングを調整することができず、最適
のタイミングを選定していない場合があった。この結果
として製作されるコイルの絶縁性能が安定せず、最適な
条件で製作された絶縁層の有する性能に対して大きめの
裕度を見込んで設計しなければならず、必要以上の資源
を消費する一つの原因になっていた。
The method for determining the tightening and cooling timings described above is an indirect method and does not directly monitor the resin viscosity of the coil body.
Even if there is a difference in the temperature history between the monitor sample and the coil body, the tightening and cooling timings cannot be adjusted, and the optimum timing may not be selected. As a result, the insulation performance of the coil produced is not stable and must be designed with a large margin for the performance of the insulation layer produced under optimal conditions, consuming more resources than necessary. It was one of the causes.

【0005】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、コイルの温度履歴のばらつきに起因する熱
硬化性樹脂層の硬化進展のずれに対応して、常に最適タ
イミングで増締め、冷却することにより、高い絶縁性能
を有する電気機械用のコイルを小さいばらつきで安定的
に製作することができるコイル絶縁層硬化方法及び装置
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in response to the deviation of the hardening progress of the thermosetting resin layer due to the variation of the temperature history of the coil, the tightening is always performed at the optimum timing. It is an object of the present invention to provide a coil insulating layer curing method and device that can stably manufacture a coil for an electric machine having high insulation performance with a small variation by cooling.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明のコイル絶縁層硬化方法及び装置におい
ては、硬化過程で個々のコイル本体の絶縁層を形成する
樹脂の粘度を監視し、最小粘度となった時点で増締め
し、硬化が終了した時点でコイル本体の加熱を終了する
ように構成されている。また、樹脂の粘度変化を検出す
る方法として、従来のモニタ試料からの部分サンプリン
グによる機械的な測定に代えて、粘度に依存して変化す
る電気的な特性として絶縁層の有する静電容量に着目
し、これを測定する方式を採用した。
In order to achieve the above object, in the coil insulating layer curing method and apparatus of the present invention, the viscosity of the resin forming the insulating layer of each coil body is monitored during the curing process. It is configured such that the tightening is performed when the minimum viscosity is reached, and the heating of the coil body is ended when the curing is completed. Also, as a method to detect the change in resin viscosity, instead of the conventional mechanical measurement by partial sampling from a monitor sample, focus on the capacitance of the insulating layer as an electrical characteristic that changes depending on the viscosity. Then, the method of measuring this was adopted.

【0007】[0007]

【作用】本発明では、モニタ試料ではないコイル本体の
樹脂の粘度を直接監視しているので、常に最適な増締
め、冷却のタイミングを選定できる。また粘度変化を静
電容量の変化という非破壊の電気的な手段で検知してい
るので、複数のコイルを製作するにあたり、個々の全て
のコイルの管理が可能となり、コイル間の温度履歴のば
らつきに起因する絶縁特性のばらつきが生じることはな
In the present invention, since the viscosity of the resin of the coil body, which is not the monitor sample, is directly monitored, the optimum tightening and cooling timing can always be selected. In addition, since viscosity changes are detected by non-destructive electrical means called changes in electrostatic capacity, it is possible to manage all individual coils when manufacturing multiple coils, and variations in temperature history between coils There is no variation in insulation characteristics due to

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図1には本発明に係るコイル絶縁層硬化装
置の一実施例の構成が示されている。本実施例はコイル
1a、1b、…、1nのn本のコイルを同時に製作する
場合の実施例であり、図1においてコイル絶縁層硬化装
置は、加圧装置2a、2b、…、2nと、切替器10
と、各コイルの静電容量を測定する静電容量測定器1
1、各部を統轄的に制御する制御装置12と、加圧装置
2a、2b、…、2nを制御する加圧制御装置13とを
有している。図示は省略するが、コイル1a、1b、
…、1nには加熱用の発熱体が取り付けられるか、ある
いはコイル1a、1b、…、1nは温度管理を行った硬
化炉に収納される。この温度管理のために図示を省略し
ている温度センサーを接続した温度検出器14と、温度
制御装置15とが設けられており、これらは共に制御装
置12に接続されている。
FIG. 1 shows the construction of an embodiment of a coil insulating layer curing device according to the present invention. This example is an example in which n coils of the coils 1a, 1b, ..., 1n are manufactured at the same time. In FIG. Switching device 10
And a capacitance measuring device 1 for measuring the capacitance of each coil
1. It has a control device 12 that controls each part in a centralized manner and a pressurization control device 13 that controls the pressurizing devices 2a, 2b, ..., 2n. Although not shown, the coils 1a, 1b,
1n is equipped with a heating element for heating, or the coils 1a, 1b, ..., 1n are housed in a temperature-controlled curing furnace. For this temperature management, a temperature detector 14 to which a temperature sensor (not shown) is connected and a temperature controller 15 are provided, and these are both connected to the controller 12.

【0010】上記構成からなるコイル絶縁層硬化装置は
次のように動作する。各コイル1a、1b、…、1nは
それぞれ加圧装置2a、2b、…、2nにより予め締付
けられている。各コイル1a、1b、…、1nの静電容
量を切替器10を介して静電容量測定器11で測定し、
その測定結果が制御装置12に送出される。
The coil insulating layer curing device having the above structure operates as follows. 1n are tightened in advance by pressurizing devices 2a, 2b, ..., 2n, respectively. The capacitance of each coil 1a, 1b, ..., 1n is measured by the capacitance measuring device 11 via the switching device 10,
The measurement result is sent to the control device 12.

【0011】制御装置12ではコイル1a、1b、…、
1nの静電容量を加熱開始時から逐次記録し、各コイル
毎に監視している。そして制御装置12にはいずれかの
コイル(ここでは例えばコイル1iとする)が増締めの
適時に至ったと判定した時(判定方法は後で記述す
る)、加圧制御装置13に増締めを行わせるための指令
を出す。この指令を受けた加圧制御装置13はコイル1
iに対応するコイル加圧装置2iに対して増締め開始の
指令を出し、コイル加圧装置2iはコイル1iの加圧を
開始する。
In the control device 12, the coils 1a, 1b, ...
A capacitance of 1 n is sequentially recorded from the start of heating and is monitored for each coil. When it is determined that any coil (here, for example, the coil 1i) has reached the appropriate time for the tightening (the determination method will be described later), the controller 12 performs the tightening on the pressurizing controller 13. Issue a command to make it happen. The pressurization control device 13 that receives this command causes the coil 1
A command to start tightening is issued to the coil pressurizing device 2i corresponding to i, and the coil pressurizing device 2i starts pressurizing the coil 1i.

【0012】更に制御装置12には樹脂の硬化が終了し
たと判定すると(判定方法は後で記述する)、温度制御
装置15に対して加熱停止の指令を出力する。
Further, when it is determined that the curing of the resin is completed (a determination method will be described later), the controller 12 outputs a command to stop heating to the temperature controller 15.

【0013】ここで制御装置12としては例えばディジ
タル式のコンピュータが適当である。静電容量測定器1
1としては汎用のCメータ、L,C,Rメータ、インピ
ーダンスメータなどが使用できる。加圧装置2a、2
b、…、2nとしては油圧加圧装置等が利用できる。
Here, as the control device 12, for example, a digital computer is suitable. Capacitance measuring device 1
As 1, a general-purpose C meter, L, C, R meter, impedance meter or the like can be used. Pressure device 2a, 2
A hydraulic pressurizing device or the like can be used as b, ..., 2n.

【0014】次に増締め、冷却タイミングの判定方法の
一例を説明する。誘電体である樹脂は粘度が小さいほど
電界に対応した電気双極子の動きを拘束する力が小さく
なり、その誘電率は大きくなる。すなわち同一の電極面
積、電極間距離の場合には静電容量が大きくなる。熱硬
化性樹脂の粘度はその硬化初期にはかなり大きいが、加
熱されると初めは温度が上がるに従って低下する。さら
に加熱が進むと次第に硬化してくるために逆に粘度は高
くなる。これに対応して静電容量は加熱後、一度上昇し
た後、降下する。ここで静電容量のピーク時点が粘度の
最低時点に一致し、コイルの増締めの最適タイミングと
なる。
Next, an example of a method for determining the tightening and cooling timing will be described. As the viscosity of the resin, which is a dielectric material, decreases, the force that restrains the movement of the electric dipole corresponding to the electric field decreases, and the dielectric constant increases. That is, when the area of the electrodes and the distance between the electrodes are the same, the capacitance becomes large. The viscosity of the thermosetting resin is considerably high in the initial stage of its curing, but when heated, it initially decreases as the temperature rises. On the other hand, as the heating progresses, the viscosity gradually increases, and the viscosity increases. Corresponding to this, the electrostatic capacity rises once after heating and then drops. Here, the peak time of the capacitance coincides with the minimum time of the viscosity, which is the optimum timing for tightening the coil.

【0015】制御装置12により各コイル1a、1b、
…、1n毎に静電容量値の変化を追跡していると、静電
容量値の上昇が止まって下降に移行する時点を各コイル
毎に識別することができるので、この時点で増締め開始
の指令を加圧制御装置13より該当する加圧装置に出力
するように加圧制御装置13を制御すればよい。この後
加熱を続けて樹脂の硬化が終了すると該当するコイルの
静電容量値は加熱開始時と同等以下の値になるので、加
熱開始時の初期値を記録しておき、これと比較すること
で該当するコイルの絶縁層を形成する樹脂の硬化終了を
判定することができる。
The control device 12 controls the coils 1a, 1b,
... By tracking the change in the capacitance value for each 1n, it is possible to identify the time point at which the increase in the capacitance value stops and then shifts to the decrease for each coil. The pressurizing control device 13 may be controlled so that the command is output from the pressurizing control device 13 to the corresponding pressurizing device. After this, if the heating is continued and the curing of the resin is completed, the capacitance value of the corresponding coil will be equal to or less than the value at the start of heating, so record the initial value at the start of heating and compare it with this. It is possible to determine the completion of curing of the resin forming the insulating layer of the corresponding coil.

【0016】図2に実際のコイルについて測定した硬化
時の静電容量の経時変化の一例を示し、図3に同時に測
定したコイル温度の経時変化の一例を示す。この例は定
格電圧が6.6kV、コアに組み込まれる部分の長さが
約1mのコイルについて、静電容量を測定するための電
極面積を約100cm2にして測定した例である。図2
中のX時点が静電容量の最大点で粘度の最低点、すなわ
ち増締めの最適タイミングである。X時点を過ぎてさら
に加熱を継続すると硬化が進み静電容量は低下してく
る。そして硬化が終了すると加熱開始前と同等以下の静
電容量となり、これ以上加熱を続けても熱劣化が進展す
る領域となる。これを図3の温度履歴でみると、増締め
の最適タイミングは温度の昇温途中で生じており、その
後は熱劣化を避けることのできる上限まで昇温したまま
保持し、硬化が終了したY時点で加熱を終了している。
このようにコイルの静電容量を監視することで、増締め
と加熱終了の両タイミングを最適に選定することができ
る。
FIG. 2 shows an example of a temporal change in capacitance of the actual coil during curing, and FIG. 3 shows an example of a temporal change in coil temperature simultaneously measured. In this example, a coil having a rated voltage of 6.6 kV and a length of a portion to be incorporated in the core of about 1 m was measured with an electrode area for measuring the capacitance of about 100 cm 2 . Figure 2
The point X in the figure is the maximum point of the electrostatic capacity and the minimum point of the viscosity, that is, the optimum timing of the tightening. If heating is continued after the time point X, curing proceeds and the capacitance decreases. Then, when the curing is completed, the capacitance becomes equal to or less than that before the heating is started, and even if the heating is continued beyond this, the thermal deterioration progresses. As seen from the temperature history of FIG. 3, the optimum timing of the tightening occurs during the temperature rise, and thereafter, the temperature is kept rising to the upper limit where thermal deterioration can be avoided, and the curing is completed. At that point, heating has ended.
By thus monitoring the capacitance of the coil, both timings of tightening and heating can be optimally selected.

【0017】本実施例による硬化管理方法の長所は次の
点にある。まず管理対象であるコイル本体に注入含浸し
た樹脂、または巻回したプリプレグテープに含まれる樹
脂の粘度を直接管理していることで、モニタ試料で管理
する場合に誤差要因となるモニタ試料とコイル本体の温
度履歴の相違の影響がない。当然モニタ試料も不要とな
るので事前にモニタ試料の特性を把握する手数を省くこ
とができ、モニタ試料の廃棄物の発生もない。
The advantages of the curing management method according to this embodiment are as follows. First, by directly controlling the viscosity of the resin that is injected and impregnated into the coil body that is the target of control, or the resin that is contained in the wound prepreg tape, the monitor sample and coil body that cause an error when managing with the monitor sample There is no influence of the difference in temperature history. Of course, since the monitor sample is not necessary, it is possible to save the trouble of grasping the characteristics of the monitor sample in advance, and there is no waste of the monitor sample.

【0018】また粘度管理が非破壊的で、電気的に簡易
に行えるので、全数管理が容易であり、多数のコイルに
ついて同時に硬化する際にも個々のコイルの温度履歴の
ばらつきを反映した最適管理を行うことができる。すな
わちコイルを加熱する加熱ヒーターの特性のばらつきや
硬化炉内における加熱ヒーターの配置、位置の差等で個
々のコイルの温度履歴特性に違いがある場合でも、それ
ぞれ個々のコイルについて最適条件で増締めタイミング
を設定することができる。
Since the viscosity control is non-destructive and can be performed easily electrically, it is easy to control the total number, and even when curing a large number of coils at the same time, the optimum control that reflects the variation in the temperature history of each coil is performed. It can be performed. That is, even if there are differences in the temperature history characteristics of individual coils due to variations in the characteristics of the heaters that heat the coils, the placement of heaters in the curing furnace, and differences in position, etc., each coil is retightened under optimum conditions. You can set the timing.

【0019】本発明を実施するに当たって、静電容量を
測定する一実施例を以下に説明する。図4に加熱成型中
のコイル1の一部を解体した断面を示す。同図において
コイル1はコイル内部導体21と、それを取り囲む固体
やガラス質の絶縁材料と熱硬化性樹脂等を混合した樹脂
絶縁層22より成る。ここでコイル内部導体21を1つ
の電極とし、樹脂絶縁層22を隔てて配設した成型当板
23a、23b、23c、23dをもう1つの電極とし
て、両電極からリード線3、3’を引き出してコイル1
の静電容量を測定することになる。一般に成型当板23
a、23b、23c、23dは締め付けの関係で、電気
的に接続される場合が多く、この時測定される静電容量
は絶縁層全体の総和が測定される。仮に各成型当板23
a、23b、23c、23dの全部または一部が電気的
に独立の場合にはリード線3’と接続された当板が接し
ている部分の静電容量を主に測定することになる。本発
明においては静電容量の変化に着目し、絶対値は問わな
いので、どちらでも構わない。
In carrying out the present invention, an embodiment for measuring the capacitance will be described below. FIG. 4 shows a cross section in which a part of the coil 1 being heat-molded is disassembled. In the figure, the coil 1 comprises a coil internal conductor 21 and a resin insulating layer 22 which surrounds the coil internal conductor 21 and is made by mixing a solid or glassy insulating material with a thermosetting resin or the like. Here, the coil inner conductor 21 is used as one electrode, and the molding plates 23a, 23b, 23c, and 23d arranged with the resin insulating layer 22 separated are used as the other electrodes, and the lead wires 3 and 3'are led out from both electrodes. Coil 1
Will measure the capacitance of. Molded plate 23
Since a, 23b, 23c, and 23d are tightened, they are often electrically connected, and the capacitance measured at this time is the total sum of the insulating layers. Temporary molding plate 23
When all or part of a, 23b, 23c, and 23d are electrically independent, the capacitance of the portion in contact with the contact plate connected to the lead wire 3'is mainly measured. In the present invention, attention is paid to the change in capacitance, and the absolute value does not matter, so either may be used.

【0020】コイル1の内部導体21は単一の導体では
なく、互いに絶縁された複数の導体の集合体である場合
も多い。この場合にはコイル端部で各導体を電気的に短
絡して、全体が同一電位の1つの電極と見なせるように
して測定するのが好ましい。この方法としては端部で各
素線の絶縁被覆を剥離して導線等で短絡するのが一般的
であるが、コイル端面に各素線に渡るように導電性塗料
を塗布したり、導電性パテを塗付ける方法でもよい。
In many cases, the inner conductor 21 of the coil 1 is not a single conductor but an aggregate of a plurality of conductors insulated from each other. In this case, it is preferable that the conductors are electrically short-circuited at the ends of the coil so that the whole can be regarded as one electrode having the same potential. As this method, it is common to peel off the insulating coating of each strand at the end and short-circuit with a conductor, etc., but apply a conductive paint to the end face of the coil so that it extends over each strand, A method of applying putty may be used.

【0021】図4において、成形当板23a、23b、
23c、23dが接地電位となる場合には接地電位側の
リード線3’は省略しても構わない。また成形当板23
a、23b、23c、23dが接地電位となる場合にお
いて、静電容量の片線接地での測定が難しい場合には図
5に示す構成を採用することができる。すなわちコイル
絶縁層22の外周に導電層24を設けて、これを静電容
量測定の片方の電極としてリード線3’に接続してい
る。そして成形当板23a、23b、23c、23dと
の間には硬化過程の最高温度に耐え得る耐熱絶縁層25
を配設し、対アース絶縁としている。この場合の耐熱絶
縁層25は静電容量測定時の印加電圧である数Vに耐え
ればよい。
In FIG. 4, the molding plates 23a, 23b,
When 23c and 23d are at the ground potential, the lead wire 3'on the ground potential side may be omitted. Also, the molding plate 23
When a, 23b, 23c, and 23d are at the ground potential, and it is difficult to measure the capacitance by single-line grounding, the configuration shown in FIG. 5 can be adopted. That is, a conductive layer 24 is provided on the outer circumference of the coil insulating layer 22, and this is connected to the lead wire 3'as one electrode for measuring capacitance. A heat-resistant insulating layer 25 capable of withstanding the maximum temperature in the curing process is formed between the molding plates 23a, 23b, 23c, 23d.
Is provided to provide insulation to ground. In this case, the heat-resistant insulating layer 25 has only to withstand a few volts, which is the applied voltage when measuring the capacitance.

【0022】また図5には導電層24として導電箔や導
電テープを、絶縁層25としては絶縁箔や絶縁テープを
絶縁層22の外周全体に巻回する例を図示しているが、
これらに代えて単板状の導体板や絶縁板を角部を除いた
平坦部のみに配設してもよい。この場合4面ある平坦部
のうちの少なくとも1面に配設することで本発明を実施
することができる。
FIG. 5 shows an example in which a conductive foil or conductive tape is wound as the conductive layer 24 and an insulating foil or insulating tape is wound as the insulating layer 25 around the entire outer circumference of the insulating layer 22.
Instead of these, a single plate-shaped conductor plate or insulating plate may be provided only on the flat portion excluding the corner portions. In this case, the present invention can be implemented by arranging the flat portion on at least one of the four flat portions.

【0023】本発明の変形例としてコイル自体、あるい
はヒーターや硬化炉の余熱を利用してコイルの絶縁層を
形成する樹脂の硬化を促進する方法がある。コイル、ヒ
ーター、硬化炉等の余熱が大きい場合には加熱を停止し
ても直ちに冷却されず、未硬化の樹脂の硬化は進展す
る。そこでこの効果を見込んで早目に加熱を停止するこ
とで、加熱に要するエネルギーを低減することができ、
また必要以上に加熱することに伴う熱劣化の進展を防止
できる効果がある。この方法は図6に示す静電用容量履
歴特性において、加熱停止後の余熱による静電容量低下
を見込んで、指標値Csを設定しておき、観測している
静電容量値がこの値に達した時点Y’にて図1における
温度制御装置15より図示してない加熱ヒーターに加熱
停止指令を出力することで実現できる。なお図6は定格
電圧6.6kVのコイルについて、電極面積約100c
2にて測定した例である。
As a modification of the present invention, there is a method of accelerating the curing of the coil itself or the resin forming the insulating layer of the coil by utilizing the residual heat of the heater or the curing furnace. When the coil, the heater, the curing furnace, etc. have a large amount of residual heat, they are not immediately cooled even if the heating is stopped, and the curing of the uncured resin proceeds. Therefore, by anticipating this effect and stopping heating early, the energy required for heating can be reduced,
Further, there is an effect that it is possible to prevent the progress of thermal deterioration caused by heating more than necessary. In this method, in the electrostatic capacity history characteristic shown in FIG. 6, the index value Cs is set in consideration of the decrease in the electrostatic capacity due to the residual heat after the heating is stopped, and the observed electrostatic capacity value is set to this value. This can be realized by outputting a heating stop command from the temperature control device 15 in FIG. Note that FIG. 6 shows an electrode area of about 100c for a coil with a rated voltage of 6.6kV.
This is an example measured at m 2 .

【0024】本発明の他の実施例として、コイルの絶縁
層を形成する樹脂の硬化状況を把握する指標として静電
容量の他に損失係数あるいはインピーダンスを監視する
方法がある。この方法によっても上述した静電容量を監
視する方法と同様に良好な絶縁特性のコイルを製作する
ことができる。加えて損失係数を監視する場合には樹脂
の固有抵抗が温度と共に上昇する特性も合せて評価する
ことになる。このため昇温過程で静電容量がピークを示
す以前に損失係数がピークを示す場合が多く、最適増締
めタイミングの予告信号として利用することもできる効
果がある。
As another embodiment of the present invention, there is a method of monitoring the loss coefficient or impedance in addition to the capacitance as an index for grasping the curing state of the resin forming the insulating layer of the coil. With this method as well, a coil having good insulation characteristics can be manufactured as in the method of monitoring the electrostatic capacitance described above. In addition, when the loss coefficient is monitored, the characteristic that the specific resistance of the resin increases with temperature is also evaluated. Therefore, in many cases, the loss coefficient shows a peak before the electrostatic capacity shows a peak in the temperature rising process, and there is an effect that it can be used as a notice signal of the optimum tightening timing.

【0025】またインピーダンスを監視する方法では静
電容量等の分析機能のない単機能のインピーダンス測定
器を用いることができる。
Further, in the method of monitoring impedance, a single-function impedance measuring instrument having no analysis function such as capacitance can be used.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上に説明した本発明によれば、電気機
械のコイルの絶縁層を形成する樹脂を加熱硬化する工程
において、硬化の進展状況を樹脂の電気的非破壊特性、
特に静電容量の変化として把握して、加圧や加熱終了の
タイミングを決定できるので、常に最適な条件で絶縁層
を形成する樹脂が硬化された特性のばらつきの少ない安
定した絶縁特性を有するコイルを製作することができ
る。
According to the present invention described above, in the step of heating and hardening the resin forming the insulating layer of the coil of the electric machine, the progress of hardening is determined by the electrical non-destructive characteristics of the resin,
In particular, since it is possible to determine the timing of pressurization and end of heating by grasping the change in capacitance, the resin that forms the insulating layer is always cured under optimal conditions. Can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るコイル絶縁層硬化装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a coil insulating layer curing device according to the present invention.

【図2】本発明の絶縁層硬化方法によるコイル絶縁層硬
化時のコイル絶縁層の静電容量の経時変化の測定例を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a measurement example of a change with time of the capacitance of the coil insulating layer when the coil insulating layer is cured by the insulating layer curing method of the present invention.

【図3】本発明の絶縁層硬化方法によるコイル絶縁層硬
化時のコイル絶縁層の温度の経時変化の測定例を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of measurement of changes over time in temperature of a coil insulating layer when the coil insulating layer is cured by the insulating layer curing method of the present invention.

【図4】本発明の絶縁層硬化方法により硬化するコイル
の断面構造の一例を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a cross-sectional structure of a coil cured by the insulating layer curing method of the present invention.

【図5】本発明の絶縁層硬化方法により硬化するコイル
の断面構造の他の例を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of the cross-sectional structure of the coil cured by the insulating layer curing method of the present invention.

【図6】本発明の絶縁層硬化方法の他の実施例を説明す
るための静電容量の経時変化特性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a time-varying characteristic of electrostatic capacity for explaining another example of the insulating layer curing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コイル 1a コイル 1b コイル 1i コイル 1n コイル 2a 加圧装置 2b 加圧装置 2i 加圧装置 2n 加圧装置 3 リード線 3’ リード線 10 切替器 11 静電容量測定器 12 制御装置 13 加圧制御装置 14 温度検出器 15 温度制御装置 21 コイル内部導体 22 樹脂絶縁層 23a 成型当板 23b 成型当板 23c 成型当板 23d 成型当板 24 導電層 25 絶縁層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 coil 1a coil 1b coil 1i coil 1n coil 2a pressurizing device 2b pressurizing device 2i pressurizing device 2n pressurizing device 3 lead wire 3'lead wire 10 switching device 11 capacitance measuring device 12 control device 13 pressurizing control device 14 Temperature Detector 15 Temperature Control Device 21 Coil Inner Conductor 22 Resin Insulation Layer 23a Molding Plate 23b Molding Plate 23c Molding Plate 23d Molding Plate 24 Conductive Layer 25 Insulating Layer

フロントページの続き (72)発明者 小山 徹 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 神谷 宏之 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 小野田 満 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 古川 宣昭 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 小谷 洋一 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内Continued Front Page (72) Tohru Koyama 7-1-1 Omika-cho, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hitachi Ltd. (72) Hiroyuki Kamiya 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd., Hitachi Works (72) Inventor Mitsuru Onoda 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd., Hitachi Works (72) Inventor Nobuaki Furukawa 3-chome, Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 1st-1 Hitachi Ltd. Hitachi factory (72) Inventor Yoichi Kotani 3-1-1 1-1 Saiwaicho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd Hitachi factory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導体の周囲に絶縁性素材を含む熱硬化性
樹脂層を形成したものを加圧し、かつ加熱して樹脂を硬
化し、電気機械用コイルを製作するコイル絶縁層硬化方
法において、 前記加熱硬化開始時から樹脂層の粘度と相関関係にある
電気的特性を測定し、その測定値の経時変化を監視し、
該測定値が前記樹脂層が最小粘度となる値に到達した時
点で該樹脂層の加圧力を増加し、樹脂層の硬化終了時点
で加熱を停止することを特徴とするコイル絶縁層硬化方
法。
1. A coil insulating layer curing method for producing a coil for an electric machine by pressurizing and heating a thermosetting resin layer containing an insulating material formed around a conductor to cure the resin, From the start of the heating and curing, the electrical properties that are correlated with the viscosity of the resin layer are measured, and the changes over time in the measured values are monitored,
A method for curing a coil insulating layer, which comprises increasing the pressure applied to the resin layer when the measured value reaches a value at which the resin layer has the minimum viscosity, and stopping the heating when the curing of the resin layer is completed.
【請求項2】 導体の周囲に絶縁性素材を含む熱硬化性
樹脂層を形成したものを加圧し、かつ加熱して樹脂を硬
化し、電気機械用コイルを製作するコイル絶縁層硬化方
法において、 加熱硬化開始時から樹脂層の有する静電容量を測定し、
その測定値の経時変化を監視し、前記静電容量の測定値
が最大となった時点で前記樹脂層の加圧力を増加し、そ
の後静電容量値が加熱開始時における所定値まで低下し
た時点で加熱を停止することを特徴とするコイル絶縁層
硬化方法。
2. A coil insulation layer curing method for producing a coil for an electric machine by pressurizing and heating a conductor formed with a thermosetting resin layer containing an insulating material around the conductor, Measure the capacitance of the resin layer from the start of heating and curing,
The time-dependent change of the measured value is monitored, and the pressing force of the resin layer is increased at the time when the measured value of the electrostatic capacitance becomes maximum, and then the electrostatic capacitance value is decreased to a predetermined value at the start of heating. A method for curing a coil insulating layer, characterized in that heating is stopped at.
【請求項3】 導体の周囲に絶縁性素材を含む熱硬化性
樹脂層を形成したコイル本体を加熱する加熱手段と、コ
イル本体を加圧する加圧手段と、前記加熱手段及び加圧
手段を制御する制御手段を有し、前記コイル本体を加圧
し、かつ加熱して前記樹脂層を硬化させ、電気機械用コ
イルを製作するコイル絶縁層硬化装置において、 加熱硬化工程における前記コイル本体の樹脂層の粘度と
相関関係にある電気的特性を測定する電気的特性測定手
段を有し、 前記制御手段は、該電気的特性測定手段の測定結果を取
り込み、加熱硬化開始時から前記樹脂層の電気的特性の
測定値の経時変化を監視し、該測定値が前記樹脂層が最
小粘度となる値に到達した時点で該樹脂層の加圧力を増
加し、樹脂層の硬化終了時点で加熱を停止するように前
記加熱手段及び加圧手段を制御することを特徴とするコ
イル絶縁層硬化装置。
3. A heating means for heating a coil body on which a thermosetting resin layer containing an insulating material is formed around a conductor, a pressurizing means for pressurizing the coil body, and controlling the heating means and the pressurizing means. In a coil insulation layer curing device for producing a coil for an electric machine by pressurizing and heating the coil body to heat the resin layer to control the resin layer of the coil body in a heat curing step. It has an electrical characteristic measuring means for measuring an electrical characteristic having a correlation with viscosity, the control means takes in the measurement result of the electrical characteristic measuring means, and the electrical characteristic of the resin layer from the start of heating and curing. Of the measured value of the resin layer is monitored over time, and when the measured value reaches a value at which the resin layer has the minimum viscosity, the pressing force of the resin layer is increased, and heating is stopped when the curing of the resin layer is completed. To the heating means Coil insulating layer curing apparatus characterized by controlling the pressurizing means.
【請求項4】 導体の周囲に絶縁性素材を含む熱硬化性
樹脂層を形成したコイル本体を加熱する加熱手段と、コ
イル本体を加圧する加圧手段と、前記加熱手段及び加圧
手段を制御する制御手段を有し、前記コイル本体を加圧
し、かつ加熱して前記樹脂層を硬化させ、電気機械用コ
イルを製作するコイル絶縁層硬化装置において、 加熱硬化工程における前記コイル本体の樹脂層の静電容
量を測定する静電容量測定手段を有し、 前記制御手段は、該静電容量測定手段の測定結果を取り
込み、加熱硬化開始時から前記樹脂層の静電容量の測定
値の経時変化を監視し、該測定値が前記樹脂層が最小粘
度となる最大値に到達した時点で該樹脂層の加圧力を増
加し、樹脂層の硬化終了時点で加熱を停止するように前
記加熱手段及び加圧手段を制御することを特徴とするコ
イル絶縁層硬化装置。
4. A heating means for heating a coil body on which a thermosetting resin layer containing an insulating material is formed around a conductor, a pressure means for pressurizing the coil body, and the heating means and the pressure means are controlled. In a coil insulation layer curing device for producing a coil for an electric machine by pressurizing and heating the coil body to heat the resin layer to control the resin layer of the coil body in a heat curing step. Having a capacitance measuring means for measuring the capacitance, the control means takes in the measurement result of the capacitance measuring means, changes with time of the measured value of the capacitance of the resin layer from the start of heating and curing. Is monitored, the pressure of the resin layer is increased when the measured value reaches the maximum value at which the resin layer has the minimum viscosity, and the heating means and Controlling the pressurizing means Coil insulating layer curing apparatus characterized.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503116C1 (en) * 2012-05-30 2013-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники Method to control quality of impregnation of windings in electrical items

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RU2503116C1 (en) * 2012-05-30 2013-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники Method to control quality of impregnation of windings in electrical items

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