JPS58190246A - 回転電機の固定子コイル - Google Patents
回転電機の固定子コイルInfo
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- JPS58190246A JPS58190246A JP7297882A JP7297882A JPS58190246A JP S58190246 A JPS58190246 A JP S58190246A JP 7297882 A JP7297882 A JP 7297882A JP 7297882 A JP7297882 A JP 7297882A JP S58190246 A JPS58190246 A JP S58190246A
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- JP
- Japan
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- layer
- stator coil
- insulating layer
- electric machine
- rotating electric
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/40—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は回転電機の固定子コイルに関するもので１％
に、固定子コイルの機械的強度を強くするための絶縁層
部分の改良構造に関するものである。
に、固定子コイルの機械的強度を強くするための絶縁層
部分の改良構造に関するものである。
最近の回転電機は単機大容量化に伴う機械の大型化、及
び中、小容量機の小型軽量化のすう勢により、固定子コ
イルの絶縁組織には、単に電気絶縁特性のみならず１回
転電機を構成する固定子コイルの構造要素としての性能
が求められるようになって来ている。
び中、小容量機の小型軽量化のすう勢により、固定子コ
イルの絶縁組織には、単に電気絶縁特性のみならず１回
転電機を構成する固定子コイルの構造要素としての性能
が求められるようになって来ている。
第１Ａ及び７８図は従来の固定子コイルを示す部分断面
図であるが、固定子コイルｌはそねぞれ素線絶縁３を施
された複数の素線導体コと、これを囲む絶縁層ｌとを備
えている。この絶縁層ｌは素線導体コを固定する下固め
夕と主絶縁層ｔと保循ｒ４７とから成っている。また絶
縁層ダの最外周には半導電性塗料を塗布することによっ
て形成した低抵抗コロナシールド層ｔが形成されている
。
図であるが、固定子コイルｌはそねぞれ素線絶縁３を施
された複数の素線導体コと、これを囲む絶縁層ｌとを備
えている。この絶縁層ｌは素線導体コを固定する下固め
夕と主絶縁層ｔと保循ｒ４７とから成っている。また絶
縁層ダの最外周には半導電性塗料を塗布することによっ
て形成した低抵抗コロナシールド層ｔが形成されている
。
一般に、固定子コイルｌの製造順序は、多数の素線導体
コに下固めｊを施して成形し、その外周にマイカテープ
などの絶縁材料を巻回した後、エポキシ樹脂などの合成
樹脂を含浸し、さらに重合及びプレス成形するものであ
る。このようにして形成された固定子コイルｌの機械的
な強１は、下固め夕で固定された素線導体コと絶縁層Ｖ
の断面積。
コに下固めｊを施して成形し、その外周にマイカテープ
などの絶縁材料を巻回した後、エポキシ樹脂などの合成
樹脂を含浸し、さらに重合及びプレス成形するものであ
る。このようにして形成された固定子コイルｌの機械的
な強１は、下固め夕で固定された素線導体コと絶縁層Ｖ
の断面積。
形状により、さらには、絶縁層すや下固めＳに使用され
る含浸樹脂の強度及び絶縁材料と含浸樹脂との接着強度
によって決まる。
る含浸樹脂の強度及び絶縁材料と含浸樹脂との接着強度
によって決まる。
固定子コイルｌの機械的強度を向上させる方法としては
、固定子コイルｌの断面形状を機械的に強い形状に変更
することや、絶縁層弘の機械的強度を強くすることが考
えらねる。ここで、固定子コイル／の断面形状や素線導
体コの形状は１回転電機の効率が最も高くなるよう九設
計さねている。
、固定子コイルｌの断面形状を機械的に強い形状に変更
することや、絶縁層弘の機械的強度を強くすることが考
えらねる。ここで、固定子コイル／の断面形状や素線導
体コの形状は１回転電機の効率が最も高くなるよう九設
計さねている。
回転電機の効率がＯ（％高いか否かが製品競争力な左右
する現状及び素線導体コの形状や固定子コイルｌの断面
形状を機械強度が向上するような形状に変更すると回転
電機の特性や効率が低下する関係にあることなどを考え
れば、固定子コイルｌの断面形状を機械的に強い形状に
変更することは困難である。一方、絶縁層ｌの機械的強
度は、絶縁材料と含浸樹脂によって決まる。絶縁材料と
しては、電気絶縁特性のすぐれたマイカが使わねるのが
一般的であり、固定子コイル用絶縁材料としては、マイ
カよりすぐれたものの無いのが現状である。また含浸樹
脂としてはエポキシ樹脂が一般的に使用されていて、こ
こ数十年間の研究の成果として生まれたエポキシ樹脂よ
りも、電気的特性。
する現状及び素線導体コの形状や固定子コイルｌの断面
形状を機械強度が向上するような形状に変更すると回転
電機の特性や効率が低下する関係にあることなどを考え
れば、固定子コイルｌの断面形状を機械的に強い形状に
変更することは困難である。一方、絶縁層ｌの機械的強
度は、絶縁材料と含浸樹脂によって決まる。絶縁材料と
しては、電気絶縁特性のすぐれたマイカが使わねるのが
一般的であり、固定子コイル用絶縁材料としては、マイ
カよりすぐれたものの無いのが現状である。また含浸樹
脂としてはエポキシ樹脂が一般的に使用されていて、こ
こ数十年間の研究の成果として生まれたエポキシ樹脂よ
りも、電気的特性。
機械的特性のともにすぐれた含浸樹脂は現在のところ開
発されていない。従って１機械的強度を向上させるため
に？縁材料や含浸樹脂を変更することも困難である。以
上のことから、固定子コイルｌの機械的強度は回転電機
としての特性面からの形状と、電気絶縁特性のすぐれて
いるマイカ・エポキシ複合体としての絶縁層ｌの固有の
強度によって決定されている。
発されていない。従って１機械的強度を向上させるため
に？縁材料や含浸樹脂を変更することも困難である。以
上のことから、固定子コイルｌの機械的強度は回転電機
としての特性面からの形状と、電気絶縁特性のすぐれて
いるマイカ・エポキシ複合体としての絶縁層ｌの固有の
強度によって決定されている。
以上のように、従来の固定子コイルにおいては、機械的
な強度を向上させる方策は特別には考慮さねていなかっ
た。しかし、最近の回転電機は単機大容量化が進み、固
定子コイルｌは全長が７〜１０ｍ、単体の重量が７３θ
〜２００に９に及ぶものも出現して来ており、このよう
な大型コ・イルの製造から組立時までの作業において、
運搬、移動１組込み時などに、固定子コイル／の自１＆
るいは作業時のたわみ等によって、コイル絶縁の受ける
機械的応力は無視できない程大きくなって来ており。
な強度を向上させる方策は特別には考慮さねていなかっ
た。しかし、最近の回転電機は単機大容量化が進み、固
定子コイルｌは全長が７〜１０ｍ、単体の重量が７３θ
〜２００に９に及ぶものも出現して来ており、このよう
な大型コ・イルの製造から組立時までの作業において、
運搬、移動１組込み時などに、固定子コイル／の自１＆
るいは作業時のたわみ等によって、コイル絶縁の受ける
機械的応力は無視できない程大きくなって来ており。
絶縁層Ｖに機械的な損傷を与える危険性が生じているー
また回転電機は運転中に固定子コイル／の温度が上昇す
るが、大容量機では長尺コイルになるため、固定子コイ
／、ｚ ／の熱膨張も無視できな（なる。従って１回転
電機の起動停止や負荷変動に伴なうヒートサイクルによ
る熱応力や機械的応力も無視できない程大きくなって来
ており、最近では回転電機の固定子コイルｌの絶縁劣化
は電気的な劣化よりもヒートサイクルに伴なう機械的ス
トレスによる劣化が主因であると言われている。これら
の熱応力や機械的応力による絶縁劣化は固定子コイル／
の長期信頼性を低下させる大きな要因となっており、従
来の固定子コイルの持つ大きな欠点となっている。現在
、これらの欠点に対し。
また回転電機は運転中に固定子コイル／の温度が上昇す
るが、大容量機では長尺コイルになるため、固定子コイ
／、ｚ ／の熱膨張も無視できな（なる。従って１回転
電機の起動停止や負荷変動に伴なうヒートサイクルによ
る熱応力や機械的応力も無視できない程大きくなって来
ており、最近では回転電機の固定子コイルｌの絶縁劣化
は電気的な劣化よりもヒートサイクルに伴なう機械的ス
トレスによる劣化が主因であると言われている。これら
の熱応力や機械的応力による絶縁劣化は固定子コイル／
の長期信頼性を低下させる大きな要因となっており、従
来の固定子コイルの持つ大きな欠点となっている。現在
、これらの欠点に対し。
固定子コイルｌを外部から支持している支持装置の構造
を改良したり１強度な強くするなどして対処しているが
１回転電機の性能向上に直接関連しない要素の作業工程
や部品点数が増加し、その作業も繁雑になるなどの欠点
があった。さらには。
を改良したり１強度な強くするなどして対処しているが
１回転電機の性能向上に直接関連しない要素の作業工程
や部品点数が増加し、その作業も繁雑になるなどの欠点
があった。さらには。
回転電機の小型軽量化の点及び絶縁層ｌを薄くすると［
回転電機の効率が著しく向上する点から、絶縁１−トの
厚さを現在よりも薄くしたいという要求が強（なって来
ている。現在使用されている絶縁層には電気絶縁特性か
ら見ると、その厚さを現在よりかなり薄くしても、充分
機器の特性要求を満足するが、絶縁厚さを薄（すると、
前述したように、固定コイルｌの機械的強度が弱くなる
ので。
回転電機の効率が著しく向上する点から、絶縁１−トの
厚さを現在よりも薄くしたいという要求が強（なって来
ている。現在使用されている絶縁層には電気絶縁特性か
ら見ると、その厚さを現在よりかなり薄くしても、充分
機器の特性要求を満足するが、絶縁厚さを薄（すると、
前述したように、固定コイルｌの機械的強度が弱くなる
ので。
絶縁層を薄（できないなどの欠点もあった。また絶縁層
りに機械的強度の強い材料を用いて固定子コイル？構成
してもよいが、前述したように、電気絶縁特性が低下す
ること、あるいは固定子コイル／の価格が高くなるなど
の欠点があった。
りに機械的強度の強い材料を用いて固定子コイル？構成
してもよいが、前述したように、電気絶縁特性が低下す
ること、あるいは固定子コイル／の価格が高くなるなど
の欠点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点にかんがみて
なされたもので１機械的に強固な回転電機の固定子コイ
ルを提供することを目的としている。
なされたもので１機械的に強固な回転電機の固定子コイ
ルを提供することを目的としている。
この発明は以上の目的を達成するために、素線絶縁が施
された複数の素線導体と、これらの素線導体の周囲に施
された絶縁層と、この絶縁層の周囲に施された低抵抗コ
ロナシールド層と、この低抵抗コロナシールド層と対向
して前記絶縁層内に設けられた強化繊維層とを備えるこ
とを特徴とする回転電機の固定子コイルを提供している
ものである。
された複数の素線導体と、これらの素線導体の周囲に施
された絶縁層と、この絶縁層の周囲に施された低抵抗コ
ロナシールド層と、この低抵抗コロナシールド層と対向
して前記絶縁層内に設けられた強化繊維層とを備えるこ
とを特徴とする回転電機の固定子コイルを提供している
ものである。
以下−図示する実施例に関してこの発明を説明する。こ
の発明の固定子コイル／は第２図に示すように、素線導
体コの周囲に施された絶縁層Ｖの主絶縁１１！乙の周囲
に強化繊維層ｔを設けたことを特徴としていて、他は第
１Ａ図に示す従来の固定子コイルと同様である。従って
、第７Ａ図と同一部分には同一符号を付している。すな
わち、第２図に示す実施例では、主絶縁層基の周囲に芳
香族ポリアミド繊維をコイル長軸方向と同一方向になる
ように繊維方向を揃えてラッパ状に巻回して強化繊維層
デを設けた後、さらに有機材料又は無機材料の保護テ
ブな半重ね巻きに巻回して保護層７を設けて構成し、そ
の後合成樹脂を含浸し、重合、そしてプレス成形したも
のである。従って。
の発明の固定子コイル／は第２図に示すように、素線導
体コの周囲に施された絶縁層Ｖの主絶縁１１！乙の周囲
に強化繊維層ｔを設けたことを特徴としていて、他は第
１Ａ図に示す従来の固定子コイルと同様である。従って
、第７Ａ図と同一部分には同一符号を付している。すな
わち、第２図に示す実施例では、主絶縁層基の周囲に芳
香族ポリアミド繊維をコイル長軸方向と同一方向になる
ように繊維方向を揃えてラッパ状に巻回して強化繊維層
デを設けた後、さらに有機材料又は無機材料の保護テ
ブな半重ね巻きに巻回して保護層７を設けて構成し、そ
の後合成樹脂を含浸し、重合、そしてプレス成形したも
のである。従って。
強化繊維ｆ−９は低抵抗コロナシールド層ｇと対向して
絶縁層内に固定子コイル／の全長に亘って延長している
。
絶縁層内に固定子コイル／の全長に亘って延長している
。
以上のように構成された回転電機の固定子コイル／に機
械的な外力が作用した場合、従来の固定子コイルでは素
線導体λの周囲に設けられた絶縁層≠のコイル表面側に
最も大きな引張応力が発生し、絶＃Ｊ層ゲのマイカ箔と
含浸樹脂間、あるいはマイカテープ間の接着層のはがれ
や裂断などが生じ、絶縁組織が劣化する現象が生じてい
たのに対し、この実施例では最も大きな引張応力が発生
する絶縁層Ｖのコイル表面側に強化繊維１−９が設けら
れていて、この芳香族ポリアミド繊維で構成さねた強化
繊維層ｔの引張強度はｔｒｖｏｋｑ／−であり、主絶縁
層６を構成するマイカ・エポキシ複合体の引張強度コＯ
’に９／−に対し数倍も強く、従来の固定子コイルｌで
は主絶縁＠ｇの接着層のはが■や裂断の生じた応力範囲
においても強化繊維層９は裂断することがない。また芳
香族ポリアミド繊維は良好な絶縁体である。従って、固
定子コイル／に機械的な外力が加わった場合に、主Ｐ！
ａ層ト ｔ、？Ｐ生じる応力を緩和することができ、かつ主絶縁
層基の絶縁性能を何等低下させることなく、絶縁層−の
絶縁劣化を防止できる効果がある。また前述のような回
転電機の運転中に生じるヒートサイクルに伴なう熱応力
による前記絶縁劣化についても５強化繊維層デを主絶縁
層基の周囲に一体含浸して設けることによって防止でき
ることが、容易に理解できるであろう。
械的な外力が作用した場合、従来の固定子コイルでは素
線導体λの周囲に設けられた絶縁層≠のコイル表面側に
最も大きな引張応力が発生し、絶＃Ｊ層ゲのマイカ箔と
含浸樹脂間、あるいはマイカテープ間の接着層のはがれ
や裂断などが生じ、絶縁組織が劣化する現象が生じてい
たのに対し、この実施例では最も大きな引張応力が発生
する絶縁層Ｖのコイル表面側に強化繊維１−９が設けら
れていて、この芳香族ポリアミド繊維で構成さねた強化
繊維層ｔの引張強度はｔｒｖｏｋｑ／−であり、主絶縁
層６を構成するマイカ・エポキシ複合体の引張強度コＯ
’に９／−に対し数倍も強く、従来の固定子コイルｌで
は主絶縁＠ｇの接着層のはが■や裂断の生じた応力範囲
においても強化繊維層９は裂断することがない。また芳
香族ポリアミド繊維は良好な絶縁体である。従って、固
定子コイル／に機械的な外力が加わった場合に、主Ｐ！
ａ層ト ｔ、？Ｐ生じる応力を緩和することができ、かつ主絶縁
層基の絶縁性能を何等低下させることなく、絶縁層−の
絶縁劣化を防止できる効果がある。また前述のような回
転電機の運転中に生じるヒートサイクルに伴なう熱応力
による前記絶縁劣化についても５強化繊維層デを主絶縁
層基の周囲に一体含浸して設けることによって防止でき
ることが、容易に理解できるであろう。
さらに、前述したように、従来の固定子コイルでは、主
絶縁層基の厚さをもつと薄くしても絶縁特性は満足でき
るにもかかわらず１機械的強度が低下する理由から主絶
縁層基の厚さを薄くすることができなかったが、この発
明では強化繊維層９を設けたことにより、主絶縁層６を
薄くすることができ１回転電機の効率を向上させうる効
果がある。
絶縁層基の厚さをもつと薄くしても絶縁特性は満足でき
るにもかかわらず１機械的強度が低下する理由から主絶
縁層基の厚さを薄くすることができなかったが、この発
明では強化繊維層９を設けたことにより、主絶縁層６を
薄くすることができ１回転電機の効率を向上させうる効
果がある。
なお１以上の実施例においては、強化繊維層ｔには芳香
族ポリアミド繊維を用いた構成について述べたが、強化
繊維層りの材料としては、芳香族ポリアミド繊維に限ら
ず、有機高分子繊維やガラス繊維などの無機材料の繊維
などを用いても同様の効果を奏する。
族ポリアミド繊維を用いた構成について述べたが、強化
繊維層りの材料としては、芳香族ポリアミド繊維に限ら
ず、有機高分子繊維やガラス繊維などの無機材料の繊維
などを用いても同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば１回転電機の固定子コ
イルはその絶縁層内に強化繊維層を設けることにより、
その機械的強度を向上させることができる。従って、固
定子コイルの運搬や回転電機の組立作業中に、絶縁層の
損傷を軽減でき１回転電機の組立作業を容易にする効果
がある。また回転電機の運転中に固定子コイルに生じる
機械的応力や熱応力による絶縁劣化を防止することがで
き、回転電機の長期信頼性を大きく向上させる効果もあ
る。さらに固定子コイルの主絶縁層の厚さを薄くするこ
とができるので、回転電機の効率を向上させる効果が得
られる。
イルはその絶縁層内に強化繊維層を設けることにより、
その機械的強度を向上させることができる。従って、固
定子コイルの運搬や回転電機の組立作業中に、絶縁層の
損傷を軽減でき１回転電機の組立作業を容易にする効果
がある。また回転電機の運転中に固定子コイルに生じる
機械的応力や熱応力による絶縁劣化を防止することがで
き、回転電機の長期信頼性を大きく向上させる効果もあ
る。さらに固定子コイルの主絶縁層の厚さを薄くするこ
とができるので、回転電機の効率を向上させる効果が得
られる。
第１Ａ図は従来の回転電機の固定子コイルの構成を示す
部分縦断面図、第１Ｂ図は第１Ａ図の線Ｂ−ＢＫおける
横断面図、第１図はこの発明の回転電機の固定子コイル
の一実施例を示す第１Ａ図と同様の部分縦断面図である
。 ｌ・・固定子コイル、コ・・素線導体、３・・素線絶縁
、弘・・絶縁層、３・・下固め、６・・主絶縁層、７・
・保＃ＩＩ１． ｔ・・低抵抗コロナシールド層、り・
・強化線維層。 代理人 葛 野 信 −
部分縦断面図、第１Ｂ図は第１Ａ図の線Ｂ−ＢＫおける
横断面図、第１図はこの発明の回転電機の固定子コイル
の一実施例を示す第１Ａ図と同様の部分縦断面図である
。 ｌ・・固定子コイル、コ・・素線導体、３・・素線絶縁
、弘・・絶縁層、３・・下固め、６・・主絶縁層、７・
・保＃ＩＩ１． ｔ・・低抵抗コロナシールド層、り・
・強化線維層。 代理人 葛 野 信 −
Claims (3)
- （１）素線絶縁が施された複数の素線導体と、こねらの
素線導体の周囲に施された絶縁層と、この絶縁層の周囲
に施された低抵抗コロナシールド層と、この低抵抗コロ
ナシールド層と対向して前記絶縁層内に設けられた強化
繊維層とを備えることを特徴とする回転電機の固定子コ
イル。 - （２）強化繊維層は繊維方向を固定子コイルのコイル長
軸方向に揃えて絶縁層内に設けらねている特許請求の範
囲第１項記載の回転電機の固定子コイル。 - （３）強化繊維層は素線導体の周囲に施された主絶縁層
と絶縁層の周囲に施された保護層との間に設置されてい
る特許請求の範囲第１項又は第一項記載の回転電ｅ５の
固定子コイル。 （リ 強化繊維層は芳香族ポリアミド繊維で構成されて
いる特許請求の範囲第７項ないし第３項いずれか記載の
回転電機の固定子コイル。 （ｊ） 強化繊維層はガラス繊維で構成されている特
許請求の範囲第１項ないし第３項いずれか記載の回転電
機の固定子コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7297882A JPS58190246A (ja) | 1982-04-29 | 1982-04-29 | 回転電機の固定子コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7297882A JPS58190246A (ja) | 1982-04-29 | 1982-04-29 | 回転電機の固定子コイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190246A true JPS58190246A (ja) | 1983-11-07 |
Family
ID=13504981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7297882A Pending JPS58190246A (ja) | 1982-04-29 | 1982-04-29 | 回転電機の固定子コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190246A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017514293A (ja) * | 2014-02-28 | 2017-06-01 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 導電性コロナシールドペーパ、特に外側コロナシールド用の導電性コロナシールドペーパ |
| US10506748B2 (en) | 2014-02-28 | 2019-12-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Corona shielding system, in particular outer corona shielding system for an electrical machine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50129901A (ja) * | 1974-04-01 | 1975-10-14 |
-
1982
- 1982-04-29 JP JP7297882A patent/JPS58190246A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50129901A (ja) * | 1974-04-01 | 1975-10-14 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017514293A (ja) * | 2014-02-28 | 2017-06-01 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 導電性コロナシールドペーパ、特に外側コロナシールド用の導電性コロナシールドペーパ |
| US10506748B2 (en) | 2014-02-28 | 2019-12-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Corona shielding system, in particular outer corona shielding system for an electrical machine |
| US10736249B2 (en) | 2014-02-28 | 2020-08-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Conductive corona shielding paper, in particular for outer corona shielding |
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