JPS62100144A - 電機子巻線 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電機子巻線に係り、特に超電導回転電機に適し
た電機子巻線に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

超電導界磁巻線を有する大容量発電機においては従来固
定子鉄心スロット内に収納されていた電機子巻線をスロ
ットレス固定子鉄心と回転子との間の空隙中に配置した
空隙電機子巻線構造を採用することが一般的になってき
ている。

固定子鉄心と回転子との間の空隙中に配置した空隙電機
子巻線は回転子からの強磁界に直接曝されるため従来の
固定子鉄心スロット内に収納された電機子巻線と同一の
構成とするとコイル導体には大きな渦電流損が生じ問題
となる。

この空隙電機子巻線の従来のものを第２図に示す。電機
子コイルｌは、外径が１ｍ内外の絶縁細素線２の複数本
を撚って整形し、外周を絶縁処理したコイル導体３と冷
媒流路４を形成している金属の冷却パイプ８、ならびに
主絶縁層６等から構成される。各コイル導体３間に誘起
される電圧がバランスし、かつ冷却効率が向上し、電機
子コイルｌの機械的な剛性が増加するようにコイル導体
３と冷却パイプ８には互いにコイル直線部位でフィラー
７等を介してレーベル転位を施している。

コイル導体３を絶縁細素線２で構成するのは高磁界によ
るコイル導体３の渦電流損を減少させるためである。ま
た、コイル導体３に発生する熱を間接的に除去する冷却
パイプ８は冷却のために熱伝導率が大きく、かつ冷却パ
イプ８自体の渦電流損があまり問題とならない電気抵抗
率が絶縁細素線２（銅）より大きな金属、例えばステン
レス系や銅−ニッケル合金系の金属が用いられる。

このような電機子コイル１を図３に示すように発電機容
量に応じて必要な数だけ直並列に接続して空隙電機子巻
線を形成するが、上コイルｌａ（図中実線表示）と下コ
イルｌｂ　（図中点線表示）のコイル導体および冷却パ
イプは、その端部でろう付けやはんだ付けなどで電気接
続部品９を介して電気的に一括して接続される。この接
続の際はコイル導体に施されている主絶縁ならびに絶縁
細素線の絶縁層は電気部品に対応する部位で取り除かれ
る。このようにコイル導体３と冷却パイプ８とを電気接
続部品で電気的に一括接続するコイル端部接続構造では
両端の電気接続部品９によってコイル導体３と冷却パイ
プ８との並列電気回路が上下コイルｌａ、ｌｂ毎に形成
される。コイル導体３および冷却パイプ８はレーベル転
位が施されているため、両者の誘起電圧はバランスし、
並列電気回路を循環して流れる循環電流はないが、５０
Ｈｚあるいは６０　Ｈｚの交流出力電流が分流して流れ
るうこの出力電流の分流比は並列電気回路のインピーダ
ンスの値によって決まるがこのうちリアクタンスの値が
支配的になるため、コイル導体３と冷却パイプ８に分流
して流れる出力電流の値はほぼ同程度となる。

この結果、コイル導体３と冷却パイプ８に発生する損失
は電気抵抗率が大きい分だけ冷却パイプ８に発生する損
失が大きくなる。例えば冷却パイプにステンレス系の材
料を用いた場合、コイル導体３と冷却パイプ８の通電断
面積が等しいとした場合でさえ、冷却パイプ８の方の損
失がコイル導体３に比べ電気抵抗率の比、すなわち７２
　ｘ　１０−ａΩ・”／１−８　Ｘ　ＩＱ−ｓΩ・ｍ＝
４０倍も大きくなる。したがってこの様な断面構成の電
機子コイルでは発電機の効率低下、および電機子コイル
の温度上昇が著しくなり、電機子巻線の焼損事故を起こ
し易ずいという信頼性の上における欠点があった。

これらの欠点を除く手段として例えば特公昭５８−２１
８８４５号公報が知られている。この装置は電機子コイ
ル２つの端部のうち片側の端部においてコイル導体３と
冷却パイプ８を電気的に絶縁し。

発電機出力電流が冷却パイプに分流しない様にしたもの
である。

しかしながら、この装置においては、コイル導体３と冷
却パイプ８を絶縁し、銀ろうあるいは半田付けによって
電気接続する際に現在、絶縁材料として最つとも信頼性
の高いＭ層絶縁材料を用いても電気接続の際の熱で絶縁
材が焼損し絶縁性が得られず、このため他の耐熱性のあ
るセラミック材の様な加工性の悪い絶縁材を用いなけれ
ばならず、コイル端部構造が抜雑となり信頼性も減少す
るという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり電機子の抵
抗損が少なく効率の良好な信頼性の高い回転電機の電機
子コイルを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明においては良導電性材料からなる冷却パイプのま
わりに絶縁ａ素線な撚り合せた複数のコイル導体を相互
に転位してコイル辺を形成し、コイル端部において冷却
パイプおよび絶縁細素線をともに他のコイル辺に接続し
て冷却パイプにもコイル電流を分流させ、かつオーム損
を低減する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図を参照して説明
する。本実施例では、電機子コイル１は外径１ｗ前後の
絶縁細素線２を複数本撚り、その中に銅のような食型導
材からなる冷却パイプ５を埋め込み整形し、外周を絶縁
処理したコイル導体３と、主絶縁６等で構成されている
。各コイル導体３は直線部位でフィラー７等を介してレ
ーベル転移が施されている。

この様な゛電機子コイルＩａ、Ｉｂを第３図に示すよう
に従来のものと同様にコイル端部でコイル導体３と冷却
パイプ５を電気部品９により電気的に一括して接続し、
必要な数だけ直並列接続することによって電機子巻線を
構成する。

上述のコイル端部接続構造では１両端の型接続部品９に
よってコイル導体３と冷却パイプ５との並列電気回路が
電機子上下コイルｌａ、ｌｂ毎に形成される。コイル導
体３Ｓよび冷却バイブ５はレーベル転移が施されている
ため両者の誘起電圧はバランスし、並列電気回路を循環
して流れる循還電流はないが、５０Ｈｚあるいは６０Ｈ
ｚの交流出力電流が分流して流れる。この出力電流の分
流比は先に説明した様に並列電気回路のインピーダンス
の値によって決まるがこのうちリアクタンスの値が支配
的になるためコイル導体３と冷却バイブ５に分流して流
れる出力電流の比は両者の面積の比とほぼ同程度となる
。この結果、冷却バイブ５に発生する損失は同じ断面積
を有するコイル導体３と同程度となる。従って、コイル
導体３と冷却バイブ５に発生する損失の和は、両者の断
面積の和と同じ断面積を有するコイル導体３とほぼ等し
くなり、特に問題とならない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば出力電流が冷却バイブ
に分流しても出力電流損は増大せず電機子の抵抗損が少
なく効率の良好かつ、コイル端部の構造の簡単な信頼性
の高いｔｊ１機子コイルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電機子巻線の一実施例を示す横断面図
、第２図は従来のものの横断面図、第３図は空隙電機子
巻線の結線図である。 １、ｌａ、ｌｂ・・・電機子コイル　２・・・絶縁細素
線３・・・コイル導体　　　　　　　４・・・冷却通路
５・・・冷却バイブ　　　　　　　６・・・主絶縁層７
・・・フィラー　　　　　　　９・・・電気接続部品代
理人　弁理士　　則　近　憑　佑 同　　三俣弘文 第　１　図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 良導電性材料からなる冷却パイプのまわりに絶縁細素線
   を撚り合せた複数のコイル導体を相互に転位してコイル
   辺を形成し、コイル端部において冷却パイプおよび絶縁
   細素線をともに他のコイル辺に接続したことを特徴とす
   る電機子巻線。