JPWO2017183223A1 - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における回転電機の模式図である。本実施の形態に係る回転電機は、例えばタービン発電機である。図1において、本実施の形態に係る回転電機1は、固定子2および回転子3で構成されている。固定子2は、中心部に回転子3を収納した円筒状の固定子鉄心4と、この固定子鉄心4の内周側に形成されたスロット5に一部が収納された固定子コイル6とで構成されている。回転子3は、円柱状の回転子鉄心と図示しない回転子コイルとで構成されている。
固定子コイル6のコイルエンド7の表面電位は、接地電位となる低抵抗コロナシールド層10の端部からコイル長手方向に向かって上昇し始め、低抵抗コロナシールド層10の端部から十分離れた箇所ではコイル導体8と同電位となる。非線形抵抗層がない場合、低抵抗コロナシールド層10の端部付近は、構造上コイル表面に沿った沿面電界強度が急激に高くなり部分放電が発生しやすい箇所となる。非線形抵抗層は、コイル表面に沿った急激な電界の立ち上がりを緩和し、沿面放電の発生を抑制する目的で設けられている。
実施の形態1において、非線形抵抗層に印加される所定の電界強度を0.5kV/mmとしたが、実際にタービン発電機の非線形抵抗層に生じる沿面電界強度は、適用する非線形抵抗材料の抵抗特性によって決まるため、明確ではない。実施の形態2においては、第1非線形抵抗層の抵抗率の上限値と第2非線形抵抗層の抵抗率の下限値とから、実際にタービン発電機に生じ得る電界強度を設定する。
実施の形態3においては、実施の形態1で説明した回転電機において、低抵抗コロナシールド層の端部から第1非線形抵抗層の端部までの距離を、第1非線形抵抗層および第2非線形抵抗層の特性によって決まる所定範囲とした。
実施の形態4に係る回転電機に適用される非線形抵抗材料においては、第1非線形抵抗層に含まれるシリコンカーバイド粒子の平均粒径と、第2非線形抵抗層に含まれるシリコンカーバイド粒子の平均粒径との関係を規定した。
実施の形態5に係る回転電機に適用される非線形抵抗材料においては、第1非線形抵抗層に含まれるシリコンカーバイド粒子の平均粒径と、第2非線形抵抗層に含まれるシリコンカーバイド粒子の平均粒径とを同等とし、それぞれの非線形抵抗層に添加する導電性粒子の体積混合比の関係を規定した。
5 スロット、 6 固定子コイル、 7 コイルエンド
8 コイル導体、 9 主絶縁層、 10 低抵抗コロナシールド層
11 第1非線形抵抗層、 12 第2非線形抵抗層
Claims (6)
- スロットを備えた固定子鉄心と、
この固定子鉄心に対して回転可能な回転子と、
前記スロットに一部が収納され、端部が前記スロットの外部に延在する固定子コイルと
を備えた回転電機であって、
前記固定子コイルは、コイル導体とこのコイル導体の外周部に設けられた主絶縁層とで構成されており、
前記スロットに収納された部分の前記固定子コイルは、さらに前記主絶縁層の外周部に設けられたコロナシールド層を備え、
前記スロットの外部に延在する部分の前記固定子コイルは、さらに前記コロナシールド層の端部に一部を重ねて設けられた第1非線形抵抗層とこの第1非線形抵抗層の端部に一部を重ねて設けられた第2非線形抵抗層とを備えており、
前記第2非線形抵抗層の抵抗率を前記第1非線形抵抗層の抵抗率よりも高く設定するとともに、
所定の電界における前記第2非線形抵抗層の抵抗率の下限値は、前記第1非線形抵抗層の抵抗率の上限値より1桁以上大きい
ことを特徴とする回転電機。 - 前記低抵抗コロナシールド層の端部から前記第1非線形抵抗層の端部までの距離は、第1非線形抵抗層の抵抗率の上限値および下限値、並びに第2非線形抵抗層の抵抗率の上限値および下限値で決定される
ことを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 - 前記低抵抗コロナシールド層の端部から前記第1非線形抵抗層の端部までの距離は、
20mm以上50mm以下である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転電機。 - 前記第1非線形抵抗層および前記第2非線形抵抗層は、非線形抵抗材料としてシリコンカーバイド粒子を含んでおり、
前記第1非線形抵抗層に含まれるシリコンカーバイド粒子の平均粒径は、前記第2非線形抵抗層に含まれるシリコンカーバイド粒子の平均粒径の2倍以上である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転電機。 - 前記第1非線形抵抗層および前記第2非線形抵抗層は、非線形抵抗材料としてさらに導電性粒子を含んでおり、
前記第1非線形抵抗層に含まれる導電性粒子の非線形抵抗材料中の体積混合比は、前記第2非線形抵抗層に含まれる導電性粒子の非線形抵抗材料中の体積混合比よりも5.5体積%以上多い
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転電機。
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