JPS6050326B2 - 電機巻線 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流機の固定界磁巻線、同期機の回転界磁巻線
などのような電機巻線に係り、特に高速度状態で高温運
転を繰返す回転電機、例えば電気車用主電動機なとに好
適な電機巻線に関する。

電動機、発電機などの回転電機では、小形軽量化のため
、その巻線の絶縁の耐熱性が向上され、耐熱性Ｈ種以上
のものが使用されるようになにつつある。一方、これら
回転電機の使用環境も複雑となり、高湿状態や、水のか
かるような環境に設置されるようになつている。以上の
観点から信頼性の高い回転電機はその巻線の絶縁が耐熱
性と耐湿性にすぐれていることが必要である。耐熱性の
点では、ガラスクローズ、マイカ、ポリイミドフィルム
、ポリアミドイミドフィルム、ポリアミド不織布等の耐
熱性材料単独またはそれらをポリイミド、シリコーン、
ジフェニールエーテル、エポキシ等の耐熱性接着剤で貼
り合せた絶縁材料と、ポリイミド、シリコーン、エポキ
シ等の耐熱性含浸レジンを組合せた、Ｈ種以上の耐熱性
の絶縁が検討されている。

これらのうち、耐熱的に最もすぐれたものはシリコーン
レジンを含浸したものであるが、この場合においても、
耐湿性、機械的強度の点で改良の余地が残されている。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、運転時の高温における熱安定性および運転休止時の室
温における耐湿性にすぐれた電機’巻線を提供するにあ
る。

上記目的を達成するため、本発明は、絶縁層を、その気
体透過係数が小室温では小さく、運転温度では大となる
ように構成したことを特徴とする。

すなわち、運転時の高温においては絶縁層から、その加
熱減量に起因するガスが発生するが、気体透過係数が小
さいと、絶縁層に発生したガスが絶縁層内にたまり、そ
の圧力により絶縁層の剥離が生じ、熱伝導率が低下し、
巻線の温度上昇を来たし、絶縁の寿命を低下せしめる。

したがつて、高温においては、絶縁層の気体透過係数は
大きい方が好ましい。一方、室温すなわち、運転休止中
には、周囲の雰囲気が高湿状態では、絶縁層の気体透過
係数が大きいと、絶縁層の吸湿が著しくなり、絶縁抵抗
が低下するという問題があるため、室温における絶縁層
の気体透過係数は耐湿性の点では小さい方が望ましい。
なお、室温で気体透過係数が小さく、高温でそれが大き
い層は、絶縁層の一部でも全体をそのような層としても
よいが、絶縁層の一部とする場合は、最外層側とするこ
とが、高温時の絶縁層から発生するガスの放散と、室温
において高湿下に放置された場合の絶縁層内部への吸湿
防止のために最も有効である。室温で気体透過係数が小
さく、高温でそれが大きい絶縁層は、各種検討の結果、
ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのフィ
ルムまたは不織布を主絶縁基材とし、エポキシ−イソシ
アネート系レジン、ポリイミドレジン、エポキシレジン
などのように比較的気体透過係数の低いレジンを含浸す
ることにより得られるが、ポリアミドー不織布単独また
はこれをベースとした絶縁基材に、エポキシ−イソシア
ネート系レジンを含浸したものが最も好適である。

まず、各種絶縁層とレジン板の気体透過係数の測定結果
について説明する。

実験例１ 電気導体にポリアミド不織布（ＤｕｐＯｎｔ社製ＮＯＭ
ＥＸ４ｌＯ、商品名）を巻回し、多官能エポキシ化合物
と多官能イソシアネート化合物よりなるエポキシ−イソ
シアネート系含浸レジンを真空加ｊ圧含浸し、加熱硬化
後、絶縁層板を切り取り、Ｈｅガスを用いて、絶縁層板
の２０〜２００℃の気体透過係数を測定した。

その結果を第１図の特性線Ａに示す。実験２ 実施例１において、絶縁基材として、ポリイミドフィル
ム（ＤｕｐＯｎｔ社製ＫＡＰＴＯＮｌ商品名）を用いた
以外は実験例１と同様にして、絶縁層板を採取し、実験
例１と同様にして気体透過係数も測定した。

その結果を第１図の特性線Ｂに示す。実験例３実験例１
において、絶縁基材として、ポリアミド不織布と集成マ
イカの複合テープを用いた以外は実験例１と同様にして
絶縁層板を彩取し、実験例１と同様にして気体透過係数
を測定した。

その結果を第１図の特性線Ｃに示す。実験例４ 実験例１において、絶縁基材として、ガラス集ノ成マイ
カを使用した以外は、実験例１と同様にして、絶縁層板
を採取し、実験例１と同様にして気体透過係数を測定し
た。

その結果を第１図の特性線Ｄに示す。実験例５ 絶縁基材として、シリコーンレジンのプリプレグガラス
裏打マイカテープを電気導体に巻回し、加熱加圧成型後
、絶縁層板を採取し、実験例１と同様にして気体透過係
数を測定した。

その結果を第１図の特性線Ｅに示す。゛実験例６〜８ 実験例１に使用した含浸レジンであるエポキシ−イソシ
アネート系含浸レジンおよび脂環式エポキシレジン、シ
リコーンレジン各々のレジン単独のレジン板を製作し、
実験例１と同様にして気体透過係数を測定した。

その各結果を第１図の特性線Ｆ，Ｇ，Ｈに示す。以上の
気体透過係数の測定結果より、ポリアミド、ポリイミド
等の不織布、フィルム主体の絶縁基材にエポキシ−イソ
シアネート系レジンを含浸した絶縁（実験例１〜３）は
室温て気体透過係数が小さく、高温で大きいという特長
をもち、本発明て使用する絶縁層に好適であることが明
白となつた。

次に実際に、第２図に示す直流機の固定界磁巻線に適用
した場合の実施例について説明する。

第２図において、１は継鉄、２は継鉄１に取付たボルト
３で固着された界磁鉄心、４は界磁鉄心２に巻装された
界磁巻線である。この界磁巻線４は、電気導体５と、そ
の周りに巻回された内層側絶縁層６および外層側絶縁層
７からなる主絶縁材とより構成されている。８は界磁鉄
心２と界磁巻線４との間のギャップに流し込まれたギャ
ップ充填材である。

実施例１ 電機導体５を規定寸法に成形後、主絶縁材の内層側絶縁
層６の基材として、ガラス裏打集成マイカテープを巻回
後、外層側絶縁層７の基材として、ポリアミド不織布と
ガラスクロスよりなる複合テープを、ポリアミド不織布
が最外層にくるように、巻回し、エポキシ−イソシアネ
ート系レジンを真空加圧含浸硬化して、界磁巻線を製作
した。

実施例２ 実施例１において、主絶縁材の基材として、ポリアミド
不織布裏打集成マイカテープを巻回した以外は、実施例
１と同様にして界磁巻線を製作した。

比較例１ 実施例１において、主絶縁材の基材をすべてガラス裏打
集成マイカテープとした以外は実施例１と同様にして界
磁巻線を製作した。

比較例２ 比較例１において、含浸レジンをシリコーンレジンとし
た以外は、比較例１と同様にして界磁巻線を製作した。

以上により製作した４種の界磁巻線で導体温度が２７０
℃となるような一電流による通電を２卸時間行ない、導
体温度の変化と、２４Ｃ＠間後４０゜Ｃ１００％ＲＨの
雰囲気にお時間放置後の絶縁抵抗を測定した。その結果
を第１表に示す。第１表に示すよう実施例１，２は絶縁
層内に室温の気体透過係数の小さい絶縁層を有している
ため、浸水絶縁抵抗の低下が少なく、かつ、高温のガス
透過係数が大なるため、高温長時間通電によつても、絶
縁層の加熱減量によるガスの放散が良好となり、絶縁層
の層間剥離が少なく、熱伝導率の低下を最小におさえる
ことができ、その結果、導体温度の上昇も少なくなる。

以上説明したように、本発明によれば、運転時の高温に
おける熱安定性および運転休止時の室温における耐湿性
にすぐれた電機巻線を得ることができる。

”図面の簡単な説明 第１図は各種絶縁層およびレジン板の温度に対する気体
透過係数の測定結果を示す特性図、第２図は本発明が適
用される直流機の固定界磁を示す要部断面図てある。

４・・・・・・界磁巻線、５・・・・・・電機導体、６
・・・・・・内層側絶縁層、７・・・・・・外層側絶縁
層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気導体に絶縁基材を巻回し、この絶縁基材にレジ
   ンを含浸硬化して絶縁層を構成した電気巻線において、
   前記絶縁層を、その気体透過係数が室温では小さく、運
   転温度では大となるように構成したことを特徴とする電
   機巻線。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記絶縁層は複数
   層の絶縁基材を有し、その最外層の絶縁基材部分を、そ
   の気体透過係数が室温では小さく、運転温度では大とな
   るように構成したことを特徴とする電機巻線。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記絶縁基材は少
   なくとも一部にポリアミド不織布を有し、かつ前記含浸
   レジンとして、多官能エポキシ化合物と多官能イソシア
   ネート化合物よりなるエポキシ−イソシアネート系レジ
   ンを用いたことを特徴とする電機巻線。