WO2016035534A1 - 回転電機のステータ、およびこれを備えた回転電機。 - Google Patents

回転電機のステータ、およびこれを備えた回転電機。 Download PDF

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源三 岩城
萩原　修哉
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a stator of a high-voltage rotating electrical machine that is operated with a driving voltage in the vicinity of 1 kV, and a rotating electrical machine including the stator.
  • Rotating electric machines closely related to industry and life are basic equipment that supports modern society.
  • the motor of the power source is required to be smaller and lighter from the viewpoint of securing the posting space and improving fuel efficiency by reducing the weight.
  • Stator insulation of power motors for hybrid vehicles and electric vehicles is an insulating paper (slot liner) inserted between the stator core / coil and between the different phase coils and a fixed varnish that fills the gaps and fixes the coil and slot liner to the core.
  • slot liner insulating paper
  • the thickness of the slot liner is increased, and an insulation distance corresponding to the working voltage is secured.
  • the coil space factor in the slot is increased.
  • the coil current decreases due to a decrease.
  • Another method, increasing the coil current density, is accompanied by an increase in coil temperature as described above, and an increase in coil temperature is unavoidable in miniaturization of power motors for hybrid vehicles and electric vehicles.
  • thermosetting resin is used for the fixing varnish used in the conventional stator insulation system in order to prevent the fixing force from being lowered even when the temperature rises during motor operation.
  • embrittlement of the resin is accelerated, cracks are generated in the fixed varnish layer, and the insulation reliability is lowered.
  • the present invention provides a stator for a rotating electrical machine equipped with a highly reliable insulation system capable of maintaining a high withstand voltage characteristic in which cracks are not easily generated in a fixed varnish even when a stator coil temperature rises and a high voltage is applied. It is an object to provide a rotating electrical machine including
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems.
  • a stator for a rotating electrical machine including a coil having an insulating coating and a core provided with a plurality of slots in which the coils are arranged.
  • a composite resin containing a thermoplastic resin in a thermosetting resin is used for the slot fixing varnish.
  • stator for a rotating electrical machine that can reduce the deterioration of insulation reliability due to acceleration of embrittlement of the slot insulating fixed varnish accompanying the rise in stator coil temperature and crack generation, and a rotating electrical machine including the stator. It becomes possible.
  • the insulation reliability decreases with the increase in the temperature of experience of the insulation system, and the degree of the decrease is the thermosetting property of the fixed varnish.
  • the present inventors have found that it is strongly influenced by the resin and have reached the present invention.
  • a composite resin in which a thermoplastic resin is contained in a thermosetting resin is used for the fixing varnish, thereby enabling miniaturization of a high-voltage motor such as a hybrid motor or a power motor for an electric vehicle.
  • the composite resin is composed of a sea-like matrix phase and an island-like dispersed phase, wherein the matrix phase is made of a thermosetting resin and the island-like dispersed phase is made of a thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin in the composite resin when a thermoplastic resin having poor ductility is combined with the thermosetting resin in the matrix phase, the effect of the present invention cannot be obtained.
  • the thermoplastic resin in the composite resin is not It is necessary that the ductility is higher than that of the thermosetting resin of the matrix phase.
  • a guideline for ductility can be represented by tensile elongation at break.
  • a thermoplastic resin having a tensile elongation at break larger than that of the thermosetting resin of the matrix phase is used.
  • thermoplastic resin having a dielectric constant lower than that of the thermosetting resin in the matrix phase as the dispersed phase in the composite resin in the present invention, the dielectric constant of the fixed varnish is lowered and the partial discharge start voltage in the status lot is increased. Therefore, the motor drive voltage can be increased.
  • thermoplastic resin having a thermal expansion coefficient larger than that of the matrix phase thermosetting resin in the dispersed phase allows the fixed varnish layer to be formed only from the thermosetting resin as the coil temperature rises during motor operation.
  • the thermal resistance from the coil to the core is reduced, that is, the coil cooling property is improved, and the coil temperature can be prevented from rising.
  • thermoplastic resin satisfying at least one of the above properties (tensile elongation at break, dielectric constant, coefficient of linear expansion) is used as a composite resin for status lot insulating fixed varnish.
  • stator composed of a laminated core of a punched electromagnetic steel plate equivalent to 35A300 with a rated driving voltage of 300Vdc and current of 400 Arms, a three-phase 12-pole hybrid vehicle drive motor with an outer diameter of 245mm, an inner diameter of 200mm, and 72 slots.
  • the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples.
  • FIG. 1 shows a slot cross-sectional configuration of a stator core of a hybrid vehicle drive motor used in Examples and Comparative Examples.
  • Four stator coils 3 formed of a flat enamel insulated wire are accommodated in the slot 4, and each stator coil 3 is electrically insulated by the slot liner 2.
  • the slot liner 2 is a slot liner having a B-shaped cross section, which insulates each stator coil and insulates the stator coil 3 from the stator core 1 as described above.
  • the stator coil used was a rectangular enamel insulated wire in which a 0.05 mm thick polyamideimide insulating layer was coated on a rectangular conductor having a short side of 2.4 mm, a long side of 3.3 mm, and a corner chamfer radius of 0.5 mm.
  • slot liner a three-layer laminated insulating paper of aramid paper / PET / aramid paper with a nominal thickness of 0.18 mm was used. Each layer of the slot liner is bonded with a urethane-based adhesive.
  • the slot liner length was 100 mm, and a 3 mm slot liner was protruded from both end faces of the core slot to prevent creeping discharge between the stator core and the segment coil.
  • the slot has a substantially rectangular shape with a constant width in order to store the flat coil closely, and the width and the parallel part depth are 4.18 mm and 12.2 mm, respectively.
  • the stator is assembled by inserting a segment coil in which a flat enamel insulated wire is formed into a generally U shape after the slot liner is installed in the status lot.
  • the stator core / slot liner and slot liner / stator coil are assembled. There are gaps between them, as can be seen from the dimensional relationship of each member described above.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the stator after assembly.
  • the stator 41 is manufactured by a rectangular wire segment winding method.
  • FIG. 2 is a perspective view of the stator 41 after the housing 44 is fitted. A state in which the segment coil connecting portion that is straight when the slot liner is inserted for connecting the segment coil 42 is bent into a predetermined shape is shown.
  • interlayer insulation paper was sandwiched between the stator coil layers on the weld side to ensure insulation between the stator coils.
  • interlayer insulating paper two sheets of the same insulating paper as the slot liner were used.
  • the stator After welding and joining the segment coil ends, the stator is inverted so that the flanges of the segment coils are on the top, and the fixed varnish is poured into the slots from the upper end of the stator core slot, and the stator is heated to a predetermined temperature, held, and fixed The varnish was cured, and the slot liner and the stator coil were fixed to the slot, and the stators of Examples and Comparative Examples of the present invention were manufactured.
  • Table 1 shows the thermoplastic resins used for the dispersed phases in the composite resins of Examples and Comparative Examples.
  • Comparative Example 1 is a conventional epoxy-based thermosetting resin that does not contain a dispersed phase.
  • the two-component mixed type has a viscosity after mixing of 0.9 mPa ⁇ s, a curing condition of 150 ° C. ⁇ 1 hour, and a glass transition temperature. It is an epoxy resin at 125 ° C.
  • each thermoplastic resin was combined with the epoxy resin of Comparative Example 1.
  • thermoplastic resins used in the composite resins of Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 were 10 ⁇ m or less obtained by mechanically pulverizing and sieving bulk thermoplastic resins having the initial characteristics shown in Table 1 in liquid nitrogen. The fine resin powder was used.
  • the composite resin was depressurized and degassed with a rotary pump after mixing to prevent the formation of voids during curing, and then dropped and poured from the end of the slot using a dropper as described above.
  • the fixed phase varnish of the thermosetting resin of Comparative Example 1 was also depressurized and degassed in the same manner as the composite resin.
  • the dripping and pouring of the fixed varnish was performed by preheating the stator to about 70 ° C., and the flow of the fixed varnish in the slot and the gap filling property were improved.
  • the stator was put into a heating furnace and heated in the atmosphere at 150 ° C. for 1 hour to cure the fixed varnish, and the stators of Examples and Comparative Examples were manufactured.
  • a thermocouple for monitoring the actual temperature is attached to an arbitrary core tooth located in the axial center of each stator inner surface (one point), and the temperature is controlled, and the furnace is heated for 1 hour after the actual temperature reaches 150 ° C. After the inner holding, the stator with the fixed varnish cured was taken out of the furnace and air-cooled.
  • thermoplastic resin was uniformly dispersed as the dispersed phase 52 in the matrix phase 51 formed of the thermosetting resin.
  • Table 2 shows the evaluation results of the stator manufactured by applying the composite resin shown in Table 1.
  • the stators of the manufactured examples and comparative examples were thermally deteriorated under conditions simulating the rise in the coil temperature, and the partial discharge start voltage, the charging time until the dielectric breakdown at 1.2 kV charging were measured, and the insulation reliability was measured. Sex was compared and evaluated.
  • the coil cooling performance was evaluated by measuring the coil temperature after cooling the stator coil to about 200 ° C. for 10 minutes.
  • the definition of the partial discharge start voltage is that the rising voltage of the charge amount is the partial discharge start voltage, and in the dielectric breakdown test, the dielectric breakdown detection current is 10 mA.
  • U, V, and W phase coils of the prototype stator were connected in series as in the insulation reliability evaluation, and a DC current was energized and heated by a DC power source to rapidly heat only the stator coil.
  • the stator coil temperature was measured by being attached to an arbitrary slot opening at the center in the axial direction of the inner surface of the stator.
  • the evaluation results in Table 2 showed good partial discharge initiation voltage and dielectric breakdown characteristics corresponding to the initial tensile breaking elongation of the dispersed phase thermoplastic resin.
  • the dielectric breakdown time of the PPS composite resin of Comparative Example 2 resulted in dielectric breakdown before reaching 1.2 kV, resulting in lower insulation reliability than Comparative Example 1 using only the thermosetting resin as the fixed varnish. . This can be attributed to the fact that the embrittlement of the fixed varnish during thermal degradation was accelerated due to the composite of PPS having a tensile elongation at break that is lower than that of the epoxy thermosetting resin in the matrix phase.
  • Example 2 using a PTFE composite resin having a low dielectric constant for the fixing varnish has a higher value than the other examples.
  • Example 2 shows that the coil is rapidly cooled, and the effect of combining PTFE having a high linear expansion coefficient is clearly shown.
  • the effects of the present invention can be understood. That is, according to the present invention, acceleration of embrittlement of the slot insulation fixing varnish accompanying the rise in the stator coil temperature and prevention of deterioration of insulation reliability due to generation of cracks can be prevented, and a more compact stator and hybrid vehicle, electric vehicle power motor and It becomes possible to provide a rotating electrical machine using the same.
  • the present invention is particularly suitable for a high-voltage rotating electrical machine that is operated at a driving voltage in the vicinity of 1 kV.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

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Abstract

　ステータコイル温度上昇および高電圧印加においても固着ワニスにクラックが発生しにくい高耐電圧特性を維持可能な高信頼絶縁システムを具備した回転電機のステータ、およびこれを備えた回転電機を提供する。　絶縁被覆を有するコイル３と、前記コイルが配置される複数のスロット４が設けられたコア１とを備える回転電機のステータにおいて、熱硬化性樹脂５１中に熱可塑性樹脂５２が内含された複合樹脂をスロット固着ワニスに用いた回転電機のステータ。

Description

回転電機のステータ、およびこれを備えた回転電機。
　本発明は、１ｋＶ近傍の駆動電圧で運転される高圧回転電機のステータ、およびこれを備えた回転電機に関するものである。
　産業や生活に密着した回転電機は現代の社会を支える基盤機器である。特に地球環境保護の観点から普及しつつあるハイブリッド自動車や電気自動車においては掲載スペースの確保および軽量化による燃費向上の観点から、動力源のモータには小型・軽量化が要求される。
　ハイブリッド自動車、電気自動車用動力モータのステータ絶縁は、ステータコア／コイル間および異相コイル間に挿入される絶縁紙（スロットライナ）とそれらの空隙を充填しコイルおよびスロットライナをコアに固定する固着ワニスで構成される（例えば、特許文献１参照）。
　動力モータの小型化の手段としては、高駆動電圧化あるいは高コイル電流密度化が考えられるが、いずれも手段もステータ内コイル絶縁の負荷増大につながり、小型化に対応した絶縁システム設計が必須となる。
特開２０１３－９４９３号公報
　高電圧化に対し従来技術の延長線上で対処するには、スロットライナ厚さを増大させ、作用電圧に対応した絶縁距離を確保することになるが、この手法では、スロット内のコイル占積率低下を招きコイル電流が低下する。この点を補うには、コイル電流密度を高くする必要がありコイル温度上昇が避けられない。
　もう一つの手法であるコイル電流密度アップでは、上述したようにコイル温度上昇を伴い、ハイブリッド自動車、電気自動車用動力モータの小型化では、コイル温度上昇が避けられない。
　一方、従来のステータ絶縁システムに用いられる固着ワニスには、モータ運転時の温度上昇時にも固着力を低下させないために熱硬化性樹脂が用いられるが、小型化に伴うコイル温度上昇により熱硬化性樹脂の脆化が加速され、固着ワニス層にクラックが発生し絶縁信頼性が低下するという問題点が生じる。
　本発明は、上記従来技術に鑑み、ステータコイル温度上昇および高電圧印加においても固着ワニスにクラックが発生しにくい高耐電圧特性を維持可能な高信頼絶縁システムを具備した回転電機のステータ、およびこれを備えた回転電機を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、例えば請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、絶縁被覆を有するコイルと、前記コイルが配置される複数のスロットが設けられたコアとを備える回転電機のステータにおいて、熱硬化性樹脂中に熱可塑性樹脂が内含された複合樹脂をスロット固着ワニスに用いたことを特徴とする。
　本発明によれば、ステータコイル温度上昇に伴うスロット絶縁固着ワニスの脆化の加速やクラック発生による絶縁信頼性の低下を低減できる回転電機のステータ、およびこれを備えた回転電機を提供することが可能になる。
　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
実施例のステータスロット内構成。 実施例、比較例で製作したステータ斜視図。 実施例の複合樹脂固着ワニスの構成模式図。
　前述の課題について鋭意検討した結果、従来の熱硬化性樹脂単相で構成される絶縁システムでは、絶縁システムの経験温度上昇に伴い絶縁信頼性が低下し、その低下程度が固着ワニスの熱硬化性樹脂に強く影響を受けることを見出し本発明に至った。
　本発明では、高駆動電圧化、高コイル電流密度化によるハイブリッド自動車、電気自動車駆動用等の高圧モータの小型化に対応した高信頼絶縁システム構築には固着ワニスに延性を付与することが必要であり、その手段として、熱硬化性樹脂中に熱可塑性樹脂が内含された複合樹脂を固着ワニスに用いることで、ハイブリッド自動車あるいは電気自動車用動力モータ等の高圧モータの小型化を可能にした。
　上記複合樹脂は、海状のマトリックス相と島状分散相で構成され、マトリックス相が熱硬化性樹脂、島状分散相が熱可塑性樹脂から成ることを特徴としている。
　複合樹脂においては、マトリックス相の熱硬化性樹脂に対し延性の劣る熱可塑性樹脂を複合した場合には、本発明の効果は得られず、本発明においては、複合樹脂中の熱可塑性樹脂には、マトリックス相の熱硬化性樹脂よりも延性が高いことが必要とある。延性の指針としては、引張破断伸びで代表でき、本発明では、マトリックス相の熱硬化性樹脂より引張破断伸びが大きい熱可塑性樹脂を用いる。
　また本発明における複合樹脂にマトリックス相の熱硬化性樹脂よりも誘電率の低い熱可塑性樹脂を分散相とすることで、固着ワニスの誘電率が低下し、ステータスロットにおける部分放電開始電圧を高くすることができ、モータ駆動電圧の高電圧化に対応可能となる。
　加えて、マトリックス相の熱硬化性樹脂よりも熱膨張係数が大きい熱可塑性樹脂を分散相に用いることで、モータ運転時のコイル温度上昇に伴い固着ワニス層が熱硬化性樹脂のみで形成される固着ワニスより膨らみ固着ワニス硬化時の熱収縮による空隙が少なくなる結果、コイルからコアへの熱抵抗減少、即ちコイル冷却性向上し、コイル温度上昇を防止可能となる。
　本発明では、上記特性（引張破断伸び、誘電率、線膨張係数）中少なくとも１つの特性を満足する熱可塑性樹脂をステータスロット絶縁固着ワニス用複合樹脂として用いる。
　以下、定格運転電圧３００Ｖｄｃ－電流４００Ａｒｍｓの３相１２極ハイブリッド自動車駆動モータの外径２４５ｍｍ、内径２００ｍｍ、スロット数７２の３５Ａ３００相当の打ち抜き電磁鋼板による積厚９４ｍｍの積層コアで構成されるステータを対象とした実施例、比較例により、本発明を説明する。
　実施例、比較例に用いたハイブリッド自動車駆動モータのステータコアにおけるスロット横断面構成を図１に示す。スロット４内には平角エナメル絶縁線で形成されるステータコイル３が４本収納され、ステータコイル３は各々スロットライナ２で電気的に絶縁される。スロットライナ２には、断面をＢ字状に成形したスロットライナを用い、上述したように各ステータコイルを絶縁すると共にステータコイル３とステータコア１間を絶縁する。
　ステータコイルには短辺２．４ｍｍ、長辺３．３ｍｍ、コーナー面取り半径０．５ｍｍの平角導体上に厚さ０．０５ｍｍのポリアミドイミド絶縁層が被覆された平角エナメル絶縁線を用いた。
　スロットライナには、公称厚さ０．１８ｍｍのアラミド紙／ＰＥＴ／アラミド紙の３層積層絶縁紙を用いた。スロットライナの各層間は、ウレタン系接着剤により接着されている。スロットライナ長は１００ｍｍとし、コアスロット両端面から３ｍｍスロットライナをはみ出させ、ステータコアとセグメントコイル間の沿面放電を防止する構成とした。
　スロットは、平角コイルを密に収納させるために、幅一定の略矩形形状とし、その幅、平行部深さを、それぞれ４．１８ｍｍ、１２．２ｍｍとした。
　ステータは、ステータスロット内にスロットライナを装着後に概略Ｕ字形に平角エナメル絶縁線を成形加工したセグメントコイルを挿入して組み立てられ、組立作業性を考慮してステータコア／スロットライナ、スロットライナ／ステータコイル間には、上記した各部材の寸法関係からわかるように空隙が存在する。
　この空隙の消失、およびスロットライナ、ステータコイルをスロットに固定するために固着ワニスが空隙に充填される。
　組立後のステータ斜視図を図２に示す。ステータ４１は、上述したように平角線セグメント巻線方式で製作される。図２は、ハウジング４４嵌合後のステータ４１の斜視図を示したものである。セグメントコイル４２接続のためにスロットライナ挿入時に直状であったセグメントコイル接続部が所定形状に曲げ加工された段階の状態を示している。
　セグメントコイル溶接前には、溶接部側のステータコイル各層間に層間絶縁紙を挟み込み、ステータコイル間絶縁を確保した。層間絶縁紙には、スロットライナと同じ絶縁紙を２枚重ねで用いた。
　セグメントコイル端部の溶接接合後、セグメントコイルの鞍部が上面となるようにステータを反転させ、ステータコアのスロット上端部から固着ワニスをスロット内に流し込み、所定の温度にステータを昇温、保持し固着ワニスを硬化させ、スロットライナ、ステータコイルをスロットに固定させ本発明の実施例、比較例のステータを製作した。
　固着ワニス充填では、未充填空隙が残存しないように十分な量を流し込み、スロット下端から固着ワニスが流れ落ちることを基準に目視管理しながら作業した。
　上記のステータ製作方法を共通条件として、夫々分散相の異なる複合樹脂およびそれらを用いたステータを試作した。
　表１に、実施例、比較例の複合樹脂中の分散相に用いた熱可塑性樹脂を示す。比較例１は、分散相を含まない従来のエポキシ系熱硬化性樹脂であり、２液混合タイプで混合後の粘度が０．９ｍＰａ・ｓ、硬化条件が１５０℃×１時間、ガラス転移温度が１２５℃のエポキシ系樹脂である。実施例１～３および比較例２では、比較例１のエポキシ系樹脂にそれぞれの熱可塑性樹脂を複合した。
　実施例１～３および比較例２の複合樹脂における熱可塑性樹脂分散相の複合割合は、全て１５％（重量％）一定とした。実施例１～３および比較例２の複合樹脂に用いる熱可塑性樹脂には、表１の初期特性を有するバルク熱可塑性樹脂を液体窒素中で機械的に粉砕、篩い分けして得られた１０μｍ以下の微細樹脂粉末を用いた。
　複合樹脂は、混合後にロータリーポンプで減圧、脱気し、硬化時にボイドが形成されるのを防止した上で、上記したようにスロット端部からスポイトを用いて滴下、流しこんだ。比較例１の熱硬化性樹脂単一相の固着ワニスも、複合樹脂と同様に減圧、脱気した。
　固着ワニスの滴下、流し込みは、ステータを約７０℃に予熱させて行い、固着ワニスのスロット内流動、空隙充填性をアップさせた。全スロットへの固着ワニス滴下後、ステータを加熱炉に投入し、大気中で１５０℃×１時間加熱することで固着ワニスを硬化させ、実施例、比較例のステータを製作した。固着ワニス硬化処理では、実体温度モニター用の熱電対を各ステータ内面の軸方向中央に位置する任意のコアティースに取付け（１点）温度管理し、実体温度が１５０℃に達してから１時間炉内保持後に、固着ワニスが硬化したステータを炉から取り出し空冷した。
　ステータ製作とは別に実施例１～３および比較例２の混合、減圧脱気した複合樹脂のみを１５０℃×１時間で硬化させ、その組織を硬化後の樹脂を研磨して観察した。観察される複合樹脂構造の模式図を図３に示す。いずれの複合樹脂も、熱硬化性樹脂で形成されるマトリクス相５１中に分散相５２として熱可塑性樹脂が均等に島状分散していることが確認できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の複合樹脂を適用して製作したステータの評価結果を表２に示す。ここでは、製作した実施例、比較例のステータをコイル温度上昇を模擬した条件で熱劣化させ、その部分放電開始電圧、１．２ｋＶ課電での絶縁破壊までの課電時間測定し、絶縁信頼性を比較評価した。また、ステータコイルを約２００℃に昇温後の１０分放冷後のコイル温度を測定することでコイル冷却性を評価した。
　熱劣化は、２２０℃×１，２５０時間の熱処理を適用した。熱劣化後の部分放電開始電圧および絶縁破壊試験は、ステータコイルとハウジング間を対象とし、試作ステータのＵ，Ｖ，Ｗ相コイルを直列接続させて実施した。
　部分放電開始電圧の定義は、電荷量の立ち上がり電圧を部分放電開始電圧とし、絶縁破壊試験では、絶縁破壊検出電流を１０ｍＡとした。
　コイル冷却性評価では、絶縁信頼性評価と同様に試作ステータのＵ，Ｖ，Ｗ相コイルを直列接続し、直流電源により直流電流を通電加熱し、ステータコイルのみを急速加熱させた。ステータコイル温度は、ステータ内面の軸方向中央の任意のスロット開口部に取り付け測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２の評価結果を見ると、分散相熱可塑性樹脂の初期引張破断伸びに対応して、良好な部分放電開始電圧および絶縁破壊特性を示した。比較例２のＰＰＳ複合樹脂の絶縁破壊時間は、１．２ｋＶ到達前に絶縁破壊が発生し、熱硬化性樹脂のみを固着ワニスとした比較例１よりも絶縁信頼性が低下する結果となった。これは、引張破断伸びがマトリックス相のエポキシ系熱硬化性樹脂よりも低いＰＰＳを複合したことで、熱劣化における固着ワニスの脆化がより加速されたためと考えることができる。
　実施例１～３では、１．２ｋＶ課電での絶縁破壊時間は、いずれも１６８時間（７日間）以上となっており、この点に関する優劣判断ができていないが、部分放電開始電圧を比較すると誘電率の低いＰＴＦＥの複合樹脂を固着ワニスに用いた実施例２が他の実施例に比較して高い値が得られていることがわかる。コイル冷却性を比較すると、実施例２は速やかにコイルが冷却されることを示しており、線膨張係数の高いＰＴＦＥを複合した効果が如実に表れている。
　以上の実施例、比較例から、本発明の効果が理解できる。すなわち、本発明によれば、ステータコイル温度上昇に伴うスロット絶縁固着ワニスの脆化加速、クラック発生により絶縁信頼性の低下を防止でき、ハイブリッド自動車、電気自動車動力モータとしてより小型化されたステータおよびそれを用いた回転電機を提供することが可能になる。本発明は、１ｋＶ近傍の駆動電圧で運転される高圧回転電機に特に好適である。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　　１　　　ステータコア
　　２　　　スロットライナ
　　３　　　ステータコイル
　　４　　　スロット
　　４１　　ステータ
　　４２　　セグメントコイル
　　４３　　ステータコア
　　４４　　ハウジング
　　５１　　複合樹脂のマトリックス相
　　５２　　複合樹脂の分散相

Claims (4)

  1. 　絶縁被覆を有するコイルと、前記コイルが配置される複数のスロットが設けられたコアとを備える回転電機のステータにおいて、
    　熱硬化性樹脂中に熱可塑性樹脂が内含された複合樹脂をスロット固着ワニスに用いた回転電機のステータ。
  2. 　請求項１に記載の回転電機のステータにおいて、
    　前記複合樹脂がマトリックス相と島状分散相で構成される複合樹脂であり、
    　前記マトリックス相が熱硬化性樹脂、前記島状分散相が熱可塑性樹脂である回転電機のステータ。
  3. 　請求項１または２に記載の回転電機のステータにおいて、
    　前記熱可塑性樹脂が、
    　　前記熱硬化性樹脂よりも引張破断伸びが大きいか、
    　　前記熱硬化性樹脂よりも誘電率が低いか、または、
    　　前記熱硬化性樹脂よりも熱膨張係数が大きい、回転電機のステータ。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかに記載の回転電機のステータを備えた回転電機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7004491B2 (ja) * 2016-05-20 2022-01-21 デュポン帝人アドバンスドペーパー株式会社 金属板積層体及びその製造方法
JP7085845B2 (ja) * 2018-01-10 2022-06-17 日立Astemo株式会社 回転電機の固定子および回転電機
IT202200017991A1 (it) * 2022-09-01 2024-03-01 Marelli Europe Spa Statore per una macchina elettrica rotante

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5583435A (en) * 1978-12-20 1980-06-23 Hitachi Ltd Resin mold stator
JP2011154819A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Hitachi Cable Ltd 絶縁電線
WO2014123122A1 (ja) * 2013-02-07 2014-08-14 古河電気工業株式会社 絶縁電線及びモータ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5583435A (en) * 1978-12-20 1980-06-23 Hitachi Ltd Resin mold stator
JP2011154819A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Hitachi Cable Ltd 絶縁電線
WO2014123122A1 (ja) * 2013-02-07 2014-08-14 古河電気工業株式会社 絶縁電線及びモータ

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