JPS6013259Y2 - 電気機器積層鉄心の層間絶縁シ−ト - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば大形回転電機固定子鉄心の層間に介挿
する鉄損軽減用の層間絶縁シートに関する。

周知のように頭記回転電機の固定子鉄心は薄鋼板を積層
して樹皮した積層鉄心としてなる。

これを図について示せば第１図のごとくである。

第１図において、１は固定子枠、２は固定子、３は固定
子巻線である。

更に固定子鉄心２は鉄心板の積層体である鉄心ブロック
２１を通風ダクトを形成するスペーサ２２を介して軸方
向に積み重ね、全体を一体に締付けて構成されている。

また鉄心２の組立作業は第２図のように個々に打抜か扇
形の鉄心板セグメント２３を矢印Ａのように順次積重ね
て行う。

なお符号４は鉄心組立用治具を示している。

またかかる組立作業は一般には製作工場、あるいは大形
機の場合には据付現地で行われる。

かかる積層鉄心に用いる鉄心板は一般に抵抗率を大きく
シ、更に必要によって表面にワニス焼付を行うなどして
電気機器の運転時におけるうず電流損の低減化を図って
いるが、プレスで打抜いた鉄心板のプレス加工断面は平
滑でなく、積層鉄心を樹皮した際に前記のプレス加工断
面が互に接触し合うなどして層間の絶縁性が低下する。

この対策として鉄損の軽減化を図るために、従来より第
１図のように積層鉄心ブロック２１の層内に絶縁シート
５を介挿させることが実施されている。

この絶縁シートは絶縁材のシートより鉄心板セグメント
２３の形状に合せて打抜き成形して作られる。

上記の層間絶縁シート５は所要の電気的な絶縁特性を具
備していることは勿論のこと、更に次記に述べるような
条件を備えていることが要求される。

即ち、積層鉄心２は積層組立の後に強力な圧力で積層方
向に締付けられるとともに、回転電機の運転、停止に伴
うヒートサイクルによる熱的な伸び、縮みの際に、鉄心
板と絶縁シートとの熱膨張差に基づく面方向の引張り荷
重が加わるし、更に加えて鉄心の組立時には第２図のよ
うに作業現場の空気中に浮遊する鉄粉などの微小ダス）
Ｄが組立作業中の鉄心の上へ降り注ぐという問題がある
ために、層間絶縁シート５としては引張り強さなどの機
械的な強度が十分大であること、プレス打抜きによる加
工性の良いことに加えて、組立作業中に表面に付着した
微小ダストにこすられて締付加圧時ないし運転ヒートサ
イクルによる伸縮が加わった際に絶縁シートにき裂が入
ったり破損したりすることのないことなどが要求される
。

かかる観点から材料を選定して、従来では層間絶縁シー
トとしてプレスポート、あるいは芳香族樹脂の合成繊維
で抄造し、これにバインダを含浸させて強化した繊維質
材のシートが採用されている。

これら従来の絶縁シートは耐電圧特性、機械強度、微小
ダストの包蔵性の点で優れた特性を備えているが、唯一
つ、吸湿性が比較的大きく寸法安定性が悪い難点があっ
た。

即ち、素材シートより鉄心板の形状に合せて層間絶縁シ
ート５を打抜くにもかかわらず、その後に大気中の湿気
を含んで寸法が伸張する。

このため第１図、第２図のように鉄心板２３とともに積
層して大形回転電機の固定子鉄心２を組立てると、符号
５１で示すごとく鉄心ブロック２１の端面より数斜はど
層間絶縁シート５がはみ出してしまう場合が多い。

このような絶縁シート５のはみ出しはコイルスロット内
へ巻線３を挿入する作業に支障を与えるし、また回転子
との間のエアギャップへ向けてはみ出す部分は運転中に
回転子によってこすられる恐れもある。

それ故、従来では鉄心の組立後にその都度層間絶縁シー
ト５の鉄心端面より余分にはみ出した部分５１を刃物で
切断除去する手間のかかる修正作業が必要であった。

しかもコイルスロットのような挟い空間内での切断除去
は厄介であり、このために製作工数が増加する不具合を
生じていた。

かかる点の解決策を得るために考案者は従来の絶縁シー
トに代えて種々な素材で層間絶縁シートを作り実験を重
ねたが、単一材料を用いて前述の各要件を十分に満足さ
せることは極めて困難であることが分った。

例えば繊維質材として耐熱性、耐吸湿性に優えた石綿紙
は、単体では引張り強さ、および鉄粉ダストを介在させ
て加圧した時の破壊電圧が比較的低く、層間絶縁シート
としての適用性に欠ける。

またテトロン不織布については石綿紙と同様に耐吸湿性
が良く寸法的に湿度の影響が少ないが、加圧状態におけ
る破壊電圧が低くこれを防ぐにはワニス、樹脂などを何
回も繰返し塗布して布の目明きを塞ぐ必要があり材料費
が高価となって実用的でない。

更に単一のプラスチックフィルムについては、鉄粉など
の微小ダストを介在させたまま加圧した状態で面方向に
引張り荷重をかけると、鉄粉によって容易に傷が付き、
破損してしまうため絶縁シートとしての適応に欠ける。

本考案は上記の点にかんがみ、各種素材の実験、考察の
経過を経て層間絶縁シートとしての諸条件を十分満足で
きる最適なものを開発したものであり、かかる点本考案
によれば、層間絶縁シートは耐熱バインダを含浸して強
化した石綿紙とプラスチックフィルム、例えばポリエス
テルフィルムを重ね合せて接着した複合シートより鉄心
形状に合せて打抜き形成されたものとしてなる。

次に本考案の実施例を図に照して説明する。

第３図において、６は本考案に基づいて作られた層間絶
縁シートの基材となる複合シートであり、この複合シー
ト６はバインダを含浸して強化した石綿紙６１と、プラ
スチックフィルム例えばポリエステルフィルム６２を貼
着して製作される。

このうち石綿紙６１は石綿繊維を使って抄造した０、１
５閑程度の石綿紙に耐熱性のあるワニス、エポキシ樹脂
などの樹脂バインダを含浸処理して強化されたものであ
り、またポリエステルフィルム６２としては０．００５
ｗ程度のものが用いられる。

石綿紙６１とポリエステルフィルム６２の両者を接着剤
を塗布し、互に重ね合せて貼付けることにより複合シー
ト６が作られる。

次に複合シート６から積層鉄心の扇形セグメント２３と
同じ寸法、形状にプレスで打抜き、層間絶縁シート５を
得る。

上記のようにして複合シート６からプレス裁断した層間
絶縁シート５は、先ずプレス打抜きの加工性が良く、プ
レスポードとほぼ同じように扱える。

また引張り強さの試験結果からも機械的な強度はプレス
ポードより若干優れているし、更に加圧条件の下で行っ
た破壊電圧、つまり電気的な絶縁性能はプレスポードよ
りはるかに高いことが確認されている。

更に吸湿に伴う寸法変化は殆どなく、このことは高湿度
の条件でも変わらない。

しかも繊維質材の石綿紙は鉄粉などの微小ダストの包蔵
性が良く、複合シート６の石綿紙側に鉄粉を分散した状
態で加圧して破壊電圧試験を行った結果でも殆ど破壊電
圧は低下しないことが確められている。

また、ポリエステルフィルム６２の代りに他のプラスチ
ックフィルムを使用しても相当程度の帯性が得られるが
、ポリエステルフィルムを用いた場合が絶縁性、機械強
度、耐熱性の点で最も良い。

更に、上記複合シートの各特性を他の層間絶縁材料と比
較して行って試験結果を示せば下記のごとくである。

なお各供試料はいづれも厚さ０．２８７７１１Ｍ（公称
寸法）のものを用い、試験は室温２０℃で行った。

また下記の各表において、各供試料のうち本考案の複合
シートをイ、石綿紙を口、プレスポードをハ、芳香族樹
脂の合成繊維を抄造、バインダで強化した繊維質材シー
トを二とする。

（Ｉ） 引張り強さ 供試料の掴み間隔を１５０Ｍｎ、引張り速度２１ｍｍ／
分として行って試験結果は下表の通りである。

（ＩＩ） 加圧時の破壊電圧 電極２５ｍｍφ、加圧力２０ｋｇ／Ｃｒｌで行った試験
結果は下表の通りである。

（ＩＩＩ） 吸湿に伴う寸法変化 各試料とも予め１００℃で２瞬間乾燥して寸法を測定腰
次いて試料を相対温度５０％、７０％、９０％の恒温槽
で２′Ｍ間吸湿させ、その寸法変化を測定して伸び率を
算出した。

測定結果は下表の通りである。

上記した各試験結果からも複合シートの緒特性が従来の
材料より優れていることが判る。

更に耐吸湿特性については、回転電機へ実際に採用した
実機での測定結果からも、吸湿による鉄心からのはみ出
しは全く見られず、この結果修正加工が不要となって鉄
心組立の工数を大幅に低減することができた。

なお第３図に示した２層の複合シート６より打抜いて作
った層間絶縁シート５を採用した場合に該層間絶縁シー
トの特性を十分に生ずには、鉄心組立作業に際して石綿
紙６１を上に向け、かつ層間絶縁シート５を重ねる前段
工程として既に積層されている鉄心板の表面を清掃した
後、直ちに層間絶縁シート５をこれに積み重ねてポリエ
ステルフィルム６２と鉄心板との間に微小ダストが介在
するのを防ぐのが良い。

なお複合シートとしてポリエステルフィルム６２を中に
挟んで両側より微小ダストの包蔵性の良い石綿紙６１を
重ね合せた３層複合シートを採用すれば、前記のような
鉄心板表面の清掃を行うことなく層間絶縁シートを単純
に重ねて鉄心組立作業を進めることができて都合が良い
。

以上述べたように本考案によれば、プレスポード、ポリ
アミド繊維の不織布などで作られた従来の層間絶縁シー
トに較べて耐湿性がよく、湿度による寸法変化が殆どな
いのでプレスで打抜き成形し、更に鉄心に介挿組立の後
でも、鉄心寸法に合せてはみ出し部分を切断除去するご
とき面倒な修正作業が不要であり、しかも価格、機械的
強度、並びに絶縁性は従来のものと遜色がない実用的価
値の高い層間絶縁シートを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は層間絶縁シートを介挿した回転電機固定子鉄心
の断面図、第２図は第１図に示した鉄心の組立作業図、
第３図は本考案実施例による層間絶縁シートの製作工程
図である。 ２・・・・・・固定子鉄心、５・・・・・・層間絶縁シ
ート、６・・・・・・複合シート、６１・・・・・・石
綿紙、６１・・・・・・ポリエステルフィルム。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 樹脂バインダを含浸して強化した石綿紙とプラスチ
   ックフィルムと重ね合せて接着した複合シートから積層
   鉄心を樹皮する鉄心板の形状に合せて打抜ぎ成形して戊
   ることを特徴とする電気機器積層鉄心の層間絶縁シート
   。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項に記載の層間絶縁シ
   ートにおいてプラスチックフィルムがポリエステルフィ
   ルムであることを特徴とする電気機器積層鉄心の層間絶
   縁シート。