WO2019073651A1 - 回転電機 - Google Patents

回転電機 Download PDF

Info

Publication number
WO2019073651A1
WO2019073651A1 PCT/JP2018/026937 JP2018026937W WO2019073651A1 WO 2019073651 A1 WO2019073651 A1 WO 2019073651A1 JP 2018026937 W JP2018026937 W JP 2018026937W WO 2019073651 A1 WO2019073651 A1 WO 2019073651A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating paper
slot core
stator coil
coil
insulating
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/026937
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
勇一郎 吉武
正一 丸山
友樹 笠井
鈴木　学
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
Priority to US16/639,015 priority Critical patent/US11387701B2/en
Publication of WO2019073651A1 publication Critical patent/WO2019073651A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/40—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • H02K3/487—Slot-closing devices

Definitions

  • the present invention relates to the structure of a rotating electrical machine, and more particularly to a technology effectively applied to a rotating electrical machine in which a semiconductive material is interposed between a stator coil and a stator core.
  • a high-voltage electric rotating machine with a rated voltage of several kilovolts is assembled by bonding a plurality of bar-shaped wires together and compacted, and an insulation layer mainly made of mica on the surface of the wire bundle and a semiconductive low resistance corona shield layer
  • a configuration is mainly in which the wound type wound insulating coil is wrapped in a wrapping shape with insulating paper (including a slot liner) coated with a semiconductive layer and disposed in the slot of the stator core.
  • the slot opening is sealed with a wedge insulating wedge or the like in order to prevent the coil from falling off.
  • the main insulating layer is responsible for the insulation between the stator coil and the ground, and the stator coil is fitted between the stator cores.
  • Patent Document 1 a rotating electrical machine comprising two sheets of insulating paper coated with a coil, a slot core, a main insulating layer, and a semiconductive layer, main insulation is provided on the coil surface, and the semiconductive layer is
  • a rotary electric machine in which two coated insulating papers are stacked and wound, and a non-bonded area is provided in part of the two insulating papers.
  • Patent Document 2 states that “Immersion resin is sufficiently impregnated in the coil insulation layer and at the interface between the low resistance corona prevention layer and the coil insulation layer and in the low resistance corona prevention layer to fix the rotating electric machine with less peeling and voids. A child coil is disclosed.
  • Patent Document 3 “The insulating material is provided between the lead wire and the slot inner wall surface on the radially outer side of the slot including the lead wire portion whose wire distance is relatively short from the input point, and the wire from the input point A stator of a rotating electrical machine is disclosed which is provided with an insulating material lacking portion radially inward including a wire portion having a relatively long distance.
  • the above-mentioned patent document 1 is a winding structure of insulating paper specialized for a steel motor, and assumes that a wedge (wedge) is present at a coil end. If this structure is applied to a rotating electrical machine having no wedge at the coil end, the insulating paper of the outermost layer of the coil end portion may be curled up by the rotating wind of the rotor, and contact with portions other than the stator may cause defects.
  • the present invention provides a stator coil including a coil conductor and a main insulating layer covering the surface of the coil conductor, a slot core including the stator coil, the stator coil, and the slot First insulating paper disposed between the cores and wound on the stator coil so as to contact the slotted core; and second insulating paper wound on the stator coil in contact with the main insulating layer;
  • the first insulating paper has a semiconductive layer on the slot core side
  • the second insulating paper has a semiconductive layer on the stator coil side, and an end of the second insulating paper Are exposed at the slot core opening side.
  • a stator coil including a coil conductor and a main insulating layer covering the surface of the coil conductor, a slot core including the stator coil, and the stator coil and the slot core
  • the insulating paper has a semiconductive layer on the side of the stator coil, and the end of the first insulating paper having a semiconductive layer on the side of the slot core is exposed on the side of the slot core opening.
  • the bent portion is disposed on the windward side of the rotational wind from the rotor.
  • a stator coil including a coil conductor and a main insulating layer covering the surface of the coil conductor, a slot core including the stator coil, and the stator coil and the slot core
  • At least one end of the first insulating paper and the second insulating paper having a semiconductive layer on the stator coil side is exposed at the slot core opening side, and the exposed portion is an insulating tape. It is characterized in that it is fixed.
  • the present invention it is possible to suppress an increase in the partial discharge charge amount after the voltage test while thinning the thickness of the main insulation. Also, the turning of the insulating paper can be eliminated and the rotating electric machine can be operated normally without depending on the wedge structure depending on the type of the rotating electric machine.
  • Example 1 It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of stator coil of the rotary electric machine which concerns on one Embodiment of this invention.
  • Example 2 It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of stator coil of the rotary electric machine which concerns on one Embodiment of this invention.
  • Example 3 It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of stator coil of the rotary electric machine which concerns on one Embodiment of this invention.
  • Example 4) It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of stator coil of the rotary electric machine which concerns on one Embodiment of this invention.
  • Example 5 It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of stator coil of the rotary electric machine which concerns on one Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is an overall perspective view showing a stator 41 of a rotating electrical machine, which is common to all the embodiments.
  • FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of stator coil of a present Example.
  • the stator 41 of the rotary electric machine is usually constituted by a stator core 42 supported by a rotating shaft (not shown) and a stator winding (not shown) mounted on the stator core 42. .
  • the stator core 42 is formed by laminating a plurality of electromagnetic thin steel plates in the axial direction, and on the inner diameter side of the stator core 42, the slots 4 axially extended and formed in the circumferential direction at predetermined intervals, A stator coil 1 mounted in a plurality of slots 4, a stator frame 8 supporting the outer diameter side of a stator core 42, and an end plate (not shown) fixed to both axial ends of the stator frame 8 And a bearing (not shown) for supporting the rotation shaft on the end plate.
  • the stator coil 1 comprises a coil conductor 11 and a main insulating layer 2 formed to cover the surface of the coil conductor 11, and the stator coil 1 is mounted in a slot 4 of a stator core 42.
  • a linear portion 7A and a coil end portion 12 (not shown) extended out of the slot 4 are formed.
  • an insulating material also referred to as middle layer, not shown
  • the stator coil 1 is put together and mounted in a state of being covered by the insulating paper 3A (first insulating paper) and the insulating paper 3B (second insulating paper), and the wedge 6 is attached to the opening side of the slot 4
  • the stator coil 1 is firmly supported in the slot 4 by fitting.
  • the insulating paper 3A (first insulating paper) is disposed on the slot 4 side after the semiconductive layer 5 is coated on the surface, and the insulating paper 3B (second insulating paper) is coated with the semiconductive layer 5 on the surface It is disposed on the stator coil 1 side later.
  • a semiconductive (coated semiconductive layer) insulating paper 3A coated with a semiconductive low resistance corona shield layer 14 (not shown) and having a resistance equal to or less than that of the low resistance corona shield layer 14; 3B, and in electrical contact with the stator core 42.
  • the stator coil 1 By configuring the stator coil 1 as described above, in the slot 4, the main insulating layer 2, the low resistance corona shield layer 14, and the insulating papers 3 A and 3 B (coated with the semiconductive layer) substantially cover the entire area. It is attached in close contact.
  • the rotary electric machine manufacturers have concentrated on thinning the main insulation (layer) 2 in order to miniaturize the rotary electric machine.
  • the space between the stator coil 1 and the slot 4 can be reduced.
  • the electric field is increased, and partial discharge is likely to be generated in the voids and peeled portions inside the main insulation (layer) 2, between the insulating papers 3A and 3B, and the like.
  • partial discharge tends to be large in locally generated large gaps, and when a high voltage is applied as in a withstand voltage test, partial discharge characteristics may be extremely deteriorated.
  • a region between the stator coil 1 and the slot core 4 between which insulating paper is interposed is conventionally wound in a single layer with insulating paper whose surface is a semiconductive layer, but between the stator coil 1 surface and the slot core 4 Can cause a potential difference.
  • two insulating sheets 3A and 3B are stacked and wound, the end of the insulating sheet 3 is on the wedge 6 side, and different insulating sheets 3A and 3B are used. They are alternately stacked on the wedge 6 side. Since the semiconductive layer 5 does not have releasability, the semiconductive layers 5 are adhered to each other by being impregnated with the varnish and electrically conducted.
  • the two insulating papers 3A and 3B are positively conducted through the semiconductive layer 5 in the lower portion (inner side) of the wedge 6, and the surface of the stator coil 1 is It is possible to secure a continuous and stable conductive path from the slot core 4 to the slot core 4.
  • stator coil 1 and the slot core 4 can be stably brought to the same potential, so that partial discharge does not occur at the corresponding portion.
  • the outermost insulation paper 3B (second insulation paper) in the lower portion (inner side) of the wedge 6 is bonded to the insulation paper 3A (first insulation paper) located inside as shown in FIG. .
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a part of the stator coil of the present embodiment.
  • insulating paper 3A first insulating paper
  • 3B second insulating paper
  • insulating paper 3A first insulating paper
  • 3B second And insulating paper
  • This embodiment has the following structure only in the case of a single-rotating rotating electric machine, and the insulating paper 3A (first insulating paper) of the outermost layer with respect to the direction in which the rotational wind from the rotor blows. It becomes possible to prevent the insulating paper 3A (first insulating paper) from being flipped by putting the crease (bent portion) of (a) on the windward side.
  • Another advantage of the present embodiment is that it is not necessary to change the lengths of the two insulating sheets 3A and 3B, and the step of cutting the insulating sheet 3 in the production process is not necessary.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a part of the stator coil of the present embodiment.
  • the stator coil according to the present embodiment is the embodiment 1 (FIG. 2) in that the insulating paper 3 is only one sheet (one sheet) on one side surface side (left side) of the slot 4. Is different from the stator coil of.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a part of the stator coil of the present embodiment.
  • the stator coil of this embodiment is different from the stator coil of Embodiment 1 (FIG. 2) in that the wedge 6 is not provided in the slot core 4 (wedgeless) as shown in FIG. .
  • a rotating electrical machine may be manufactured in which the wedge 6 is partially or mostly eliminated within the slot 4.
  • the outermost insulating paper 3B (second insulating paper) is, as shown in FIG. 2, the insulating paper 3A (first insulating paper) inside
  • the insulating paper 3A first insulating paper
  • a crease (a bent portion) of the outermost insulation paper 3B is applied to the direction in which the rotational wind from the rotor is blown (placed on the windward side Can prevent the insulating paper 3B from being flipped.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a part of the stator coil of the present embodiment, which corresponds to a cross section taken along the line A-A 'of FIG.
  • two insulating papers in the coil end 12 are used to prevent the insulating paper 3A, 3B from being turned over by the rotational wind from the rotor in the coil end 12.
  • the insulating paper 31 is fixed.
  • the fixing by the insulating tape may be at least one of the insulating papers 3A and 3B depending on the arrangement position of the folds (bent portions) or the end portions of the insulating papers 3A and 3B in the coil end portion 12.
  • the surface of the insulating paper 3A (first insulating paper) or the insulating paper 3B (second insulating paper) exposed to the outside is the wedge 6 of the rotating electrical machine.
  • An example is shown in which the surface facing the slot core (or the face in the circumferential direction of the rotor of the rotating electrical machine) is illustrated. It may be configured to be exposed to the outside of the
  • a generator such as a turbine generator, a gas turbine generator, a new energy compatible generator, a railway motor, Of course, it can be applied to oil field motors and induction machines.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the embodiments described above are described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • 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.
  • SYMBOLS 1 ... Stator coil, 2 ... Main insulation (layer), 3A ... Insulating paper (1st insulating paper), 3B ... Insulating paper (2nd insulating paper), 4 ... Slot (slot core), 5 ... Semiconductive Layers 6, 13 Wedge ( ⁇ ) 7 A Straight portion 7 B Curved portion 8 Stator frame 11 Coil conductor 12 Coil end portion 14 Low-resistance corona shield layer 15 High-resistance Corona shield layer, 31: insulating tape, 41: stator, 42: stator core.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

コイルの絶縁薄肉化により小型化しつつ、部分放電電荷量の低減が可能であり、なおかつ、回転子の回転に伴う回転風によるコイルエンド部のめくれを防止可能な信頼性の高い回転電機を提供する。コイル導体および前記コイル導体の表面を覆う主絶縁層からなる固定子コイルと、前記固定子コイルを内包するスロットコアと、前記固定子コイルと前記スロットコアの間に配置され、前記スロットコアに接するように前記固定子コイルに巻きまわれる第１の絶縁紙および前記主絶縁層に接して前記固定子コイルに巻きまわされる第２の絶縁紙と、を備え、前記第1の絶縁紙は前記スロットコア側に半導電層を有し、前記第２の絶縁紙は前記固定子コイル側に半導電層を有するとともに、前記第２の絶縁紙の端部が前記スロットコア開口側において露出していることを特徴とする。

Description

回転電機
　本発明は、回転電機の構造に係り、特に、固定子コイルと固定子鉄心間に半導電性材料を介在させた回転電機に適用して有効な技術に関する。
　電動機、発電機、誘導機などの回転電機において、省資源化、低コスト化、メンテナンス簡易化などの観点から、回転電機の小型化が共通の重要課題となっている。
　回転電機を小型化するための技術開発の1つとして、回転電機のコイルの絶縁薄肉化が有効であるが、絶縁が薄くなると電界が高くなり部分放電の発生頻度が増大、もしくは、放電電荷量も大きくなる。
　定格電圧が数キロボルト級の高圧回転電機は、バー状の素線を複数本纏めて素固めし、素線束表層にマイカを主とする絶縁層、および半導電性の低抵抗コロナシールド層を順に巻回した型巻絶縁コイルが、半導電層を塗布した絶縁紙（スロットライナを含む）で袋巻状に包まれて、固定子鉄心のスロット内に配置される構成が主となっている。
　この高圧回転電機では、コイル脱落防止のため、スロット開口部はウエッジ絶縁性の楔等で封止されている。また、固定子コイルと対地間における絶縁を主絶縁層が担っており、固定子コイルから固定子鉄心間を嵌着している。
　本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には「コイル、スロットコア、主絶縁層、半導電層を塗布した絶縁紙２枚で構成される回転電機において、上記コイル表面に主絶縁を設け、主絶縁表面において半導電層を塗布した２枚の絶縁紙を重ねて巻き、２枚の絶縁紙の一部に非接着領域を設けた回転電機」が開示されている。
　また、特許文献２には「コイル絶縁層内および低抵抗コロナ防止層とコイル絶縁層との界面および低抵抗コロナ防止層内に含浸樹脂が十分に含浸されて剥離やボイドの少ない回転電機の固定子コイル」が開示されている。
　また、特許文献３には「入力点からの線距離が比較的短い導線部分が含まれるスロットの径方向外側寄りのスロット内壁面と導線との間に絶縁材を設ける一方、入力点からの線距離が比較的長い導線部分が含まれる径方向内側寄りには絶縁材欠如部を設ける回転電機のステータ」が開示されている。
特開２０１５－７６９０６号公報 特開２００５－１１０４５０号公報 特開２０１２－９５４８８号公報
　ところで、使用電圧が高い回転電機において絶縁層を薄肉化すると、耐電圧試験後の部分放電電荷量が過大となる傾向が顕著に見られる。この場合、製造コストおよび納期に大きな影響を及ぼしてしまう。
　従って、主絶縁の薄肉化を可能としながら部分放電電荷量を小さくする必要がある。上記を満たしながら、他の冷却構造などの機能を阻害することなく、回転電機として正常に運用する絶縁構造が必要となる。
　また、従来の回転電機は、主絶縁の周りに半導電層を塗布した絶縁紙を１重にして巻く場合がほとんどである。後述するが、この絶縁紙を２重に巻き、固定子コイルとコアの間に安定した半導電層による導電路を設けることにより部分放電電荷量が低減されることが判明している。
　上記特許文献１は、鉄鋼用電動機に特化した絶縁紙の巻回構造であり、コイルエンドにウエッジ(楔)が存在することを想定したものである。この構造をコイルエンドにウエッジが無い回転電機に適用すると、回転子の回転風によりコイルエンド部の最外層の絶縁紙がめくれて、固定子以外の部分に接触し不良を起こす可能性がある。
　また、上記特許文献２は、半導電性の粘弾性樹脂を含浸した低抵抗コロナ防止層を備えることで、部分放電電荷量を抑制しつつ、コイル絶縁層の剥離を防止するものであるが、上述したようなコイルの絶縁薄肉化に伴う他の冷却構造などとの関係については触れられていない。
　また、上記特許文献３は、絶縁紙に使用量を減らしつつ、スロット内での導線とコアとの間の部分放電を抑制するものであるが、特許文献２と同様に、コイルの絶縁薄肉化に伴う他の冷却構造などとの関係についての記載はない。
　そこで、本発明の目的は、コイルの絶縁薄肉化により小型化しつつ、部分放電電荷量の低減が可能であり、なおかつ、回転子の回転に伴う回転風によるコイルエンド部のめくれを防止可能な信頼性の高い回転電機を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明は、コイル導体および前記コイル導体の表面を覆う主絶縁層からなる固定子コイルと、前記固定子コイルを内包するスロットコアと、前記固定子コイルと前記スロットコアの間に配置され、前記スロットコアに接するように前記固定子コイルに巻きまわれる第１の絶縁紙および前記主絶縁層に接して前記固定子コイルに巻きまわされる第２の絶縁紙と、を備え、前記第1の絶縁紙は前記スロットコア側に半導電層を有し、前記第２の絶縁紙は前記固定子コイル側に半導電層を有するとともに、前記第２の絶縁紙の端部が前記スロットコア開口側において露出していることを特徴とする。
　また、本発明は、コイル導体および前記コイル導体の表面を覆う主絶縁層からなる固定子コイルと、前記固定子コイルを内包するスロットコアと、前記固定子コイルと前記スロットコアの間に配置され、前記スロットコアに接する第１の絶縁紙および前記主絶縁層に接する第２の絶縁紙と、を備え、前記第1の絶縁紙は前記スロットコア側に半導電層を有し、前記第２の絶縁紙は前記固定子コイル側に半導電層を有するとともに、前記スロットコア側に半導電層を有する前記第１の絶縁紙の端部が前記スロットコア開口側において露出し、当該露出面の屈曲部が回転子からの回転風の風上側に配置されていることを特徴とする。
　また、本発明は、コイル導体および前記コイル導体の表面を覆う主絶縁層からなる固定子コイルと、前記固定子コイルを内包するスロットコアと、前記固定子コイルと前記スロットコアの間に配置され、前記スロットコアに接して前記固定子コイルに巻きまわれる第１の絶縁紙および前記主絶縁層に接して巻きまわされる第２の絶縁紙と、を備え、前記スロットコア側に半導電層を有する前記第１の絶縁紙および前記固定子コイル側に半導電層を有する前記第２の絶縁紙の少なくともいずれか一方の端部が前記スロットコア開口側においてに露出し、当該露出部が絶縁テープで固定されていることを特徴とする。
　本発明によれば、主絶縁の厚みを薄肉化しながら電圧試験後の部分放電電荷量の増大を抑えることが可能となる。かつ、回転電機の種類によるウエッジ構造に依存せずに、絶縁紙のめくれをなくし回転電機を正常に運転することができる。
　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って明らかにされる。
高電圧で運転される回転電機の固定子を示す全体斜視図である。 本発明の一実施形態に係る回転電機の固定子コイルの一部を示す縦断面図である。（実施例１） 本発明の一実施形態に係る回転電機の固定子コイルの一部を示す縦断面図である。（実施例２） 本発明の一実施形態に係る回転電機の固定子コイルの一部を示す縦断面図である。（実施例３） 本発明の一実施形態に係る回転電機の固定子コイルの一部を示す縦断面図である。（実施例４） 本発明の一実施形態に係る回転電機の固定子コイルの一部を示す縦断面図である。（実施例５）
　以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において、同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。
　図１および図２を参照して、実施例１の回転電機について説明する。図１は回転電機の固定子４１を示す全体斜視図であり、全実施例において共通している。また、図２は本実施例の固定子コイルの一部を示す縦断面図である。
　回転電機の固定子４１は、通常、回転軸（図示せず）に支持された固定子鉄心４２と、この固定子鉄心４２に装着された固定子巻線（図示せず）とで構成される。
　固定子鉄心４２は複数の電磁薄鋼板を軸方向に積層して構成され、この固定子鉄心４２の内径側に、軸方向に伸延し周方向に所定間隔をもって複数形成されたスロット４と、これら複数のスロット４内に装着された固定子コイル１と、固定子鉄心４２の外径側を支持する固定子枠８と、この固定子枠８の軸方向両端部に固定される図示しない端板と、この端板に回転軸を支える図示しない軸受とから概略構成される。
　固定子コイル１は、コイル導体１１とこのコイル導体１１の表面を覆うように形成された主絶縁層２から成り、また、固定子コイル１は、固定子鉄心４２のスロット４内に装着される直線部７Ａと、スロット４外に張出したコイルエンド部１２（図示せず）とから構成されている。
　スロット４内に固定子コイル１の直線部７Ａを装着する際、上下方向に隣接する固定子コイル１間に絶縁材（中層間とも言う、図示せず）を介在させ、更に、上下方向に隣接した固定子コイル１を一纏めにして絶縁紙３Ａ（第１の絶縁紙）および絶縁紙３Ｂ（第２の絶縁紙）で覆った状態で装着し、スロット４の開口側にウエッジ（楔）６を嵌着して固定子コイル１をスロット４内に強固に支持している。絶縁紙３Ａ（第１の絶縁紙）は表面に半導電層５が塗布された後にスロット４側に配置され、絶縁紙３Ｂ（第２の絶縁紙）は表面に半導電層５が塗布された後に固定子コイル１側に配置されている。
　固定子コイル１のスロット４内に装着される直線部７Ａの主絶縁層２の外周には、固定子鉄心４２と固定子コイル１間を略同電位としてスロット４内部での放電を防止するために、半導電性の低抵抗コロナシールド層１４（図示せず）が被覆され、低抵抗コロナシールド層１４と同等以下の抵抗を有する半導電性の（半導電層を塗布した）絶縁紙３Ａ，３Ｂ、および固定子鉄心４２と電気的に接触させている。
　また、固定子コイル１のコイルエンド部１２においては、低抵抗コロナシールド層１４（図示せず）のスロット４外に張出した端部での電界集中によって沿面放電が発生し、これによって低抵抗コロナシールド層１４や主絶縁層２を劣化させる恐れがあるため、低抵抗コロナシールド層１４の端部を覆って、固定子鉄心４２から離れる方向に高抵抗コロナシールド層１４（図示せず）を被覆する場合もある。
　上述のように固定子コイル１を構成することで、スロット４内においては、主絶縁層２と低抵抗コロナシールド層１４及び（半導電層を塗布した）絶縁紙３Ａ，３Ｂが、各々ほぼ全域に亘って密着して装着されている。
　ここで、近年、回転電機製造各社は回転電機を小型化するために主絶縁（層）２を薄肉化することに注力しているが、薄肉化により、固定子コイル１およびスロット４の間の電界が高くなり、主絶縁（層）２の内部のボイドや剥離部、絶縁紙３Ａ，３Ｂ間などにおいて部分放電が発生しやすくなる。
　特に、局所的に発生した大きな空隙において部分放電が大きくなる傾向にあり、耐電圧試験のように高電圧を印加した場合、部分放電特性が極端に悪化することがある。
　固定子コイル１とスロットコア４の間の絶縁紙を介在した領域は、従来、表面を半導電層とした絶縁紙を１重に巻いているが、固定子コイル１表面とスロットコア４の間には電位差が生じる可能性がある。
　そこで、本実施例の回転電機においては、図２に示すように、２枚の絶縁紙３Ａ，３Ｂを重ねて巻き、絶縁紙３の端部はウエッジ６側とし、異なる絶縁紙３Ａ，３Ｂをウエッジ６側で交互に重ねている。半導電層５は離型性が無いため半導電層５同士はワニスが含浸されることにより接着し電気的に導通する。
　つまり、図２の構造では、ウエッジ６の下部（内側）において２枚の絶縁紙３Ａ，３Ｂが半導電層５を介して積極的に導通される構造となっており、固定子コイル１の表面からスロットコア４に至るまで連続かつ安定した導電路を確保することが可能となる。
　これにより、固定子コイル１とスロットコア４を安定して同電位とすることができるため、当該部位において部分放電が発生しなくなる。
　但し、コイルエンド部１２において回転子の回転に伴い発生する（回転子からの）回転風によって絶縁紙３Ｂがめくれないようにする必要がある。そのため、ウエッジ６の下部（内側）における最外層の絶縁紙３Ｂ（第２の絶縁紙）は、図２に示すようにその内側にある絶縁紙３Ａ（第１の絶縁紙）と接着されている。
　以上により、絶縁薄肉化を可能としながら部分放電電荷量を小さくし、かつ回転風による絶縁紙のめくれを防止できる回転電機を提供することが可能となる。
　図３を参照して、実施例２の回転電機について説明する。図３は本実施例の固定子コイルの一部を示す縦断面図である。
　実施例１（図２）の固定子コイルでは、絶縁紙３Ａ（第１の絶縁紙），３Ｂ（第２の絶縁紙）がウエッジ６側で重ね合わせられ、半導電層５を介して互いに接着されているのに対し、本実施例では、図３に示すように、ウエッジ６の下部（内側）の絶縁紙３Ａ（第１の絶縁紙）がその最も近い内側にある絶縁紙３Ｂ（第２の絶縁紙）と接着されていない点において異なっている。
　本実施例は、片回転の回転電機である場合のみに以下の構造とするもので、回転子からの回転風が吹いてくる方向に対して、最外層の絶縁紙３Ａ（第１の絶縁紙）の折り目（屈曲部）を当てることにより（風上側に配置することにより）、絶縁紙３Ａ（第１の絶縁紙）がめくれるのを防止することが可能となる。
　また、本実施例のその他の利点としては、２枚の絶縁紙３Ａ,３Ｂの長さを変更する必要が無く、生産工程において絶縁紙３をカットする工程が不要となる点が挙げられる。
　これにより、実施例１と比べ、より製造面で簡易的に絶縁の薄肉化を可能としながら部分放電電荷量を小さくし、かつ回転風による絶縁紙のめくれを防止できる回転電機を提供することが可能となる。
　図４を参照して、実施例３の回転電機について説明する。図４は本実施例の固定子コイルの一部を示す縦断面図である。
　本実施例の固定子コイルは、図４に示すように、スロット４の片方の側面側（左側）において、絶縁紙３を１枚（１重）のみとしている点において、実施例１（図２）の固定子コイルとは異なっている。
　図４に示す本実施例の構造では、固定子コイル１とスロットコア４の間を半導電層５を介して導通する構造としながら、固定子コイル１の挿入代が少ない場合に絶縁紙１枚分のスペースを無くすことが出来るので、スロットコア４への固定子コイル１の挿入が容易になる。
　図５を参照して、実施例４の回転電機について説明する。図５は本実施例の固定子コイルの一部を示す縦断面図である。
　本実施例の固定子コイルは、図５に示すように、スロットコア４内部においてウエッジ６を設けていない点（ウエッジレス）で、実施例１（図２）の固定子コイルとは異なっている。
　近年、低コスト化のために、スロット４内部においてもウエッジ６を部分的もしくは大部分において無くした回転電機が製造されることがある。
　この場合は、実施例１（図２）と同様に、最外層の絶縁紙３Ｂ（第２の絶縁紙）を、図２に示すようにその内側にある絶縁紙３Ａ（第１の絶縁紙）と半導電層５を介して接着することで、コイルエンド部１２において回転子の回転に伴い発生する（回転子からの）回転風による絶縁紙３Ｂのめくれを防止することができる。
　若しくは、実施例２（図３）のように回転子からの回転風が吹いてくる方向に対して、最外層の絶縁紙３Ｂの折り目（屈曲部）を当てることにより（風上側に配置することにより）、絶縁紙３Ｂがめくれるのを防止することができる。
　図６を参照して、実施例５の回転電機について説明する。図６は本実施例の固定子コイルの一部を示す縦断面図であり、図１のＡ－Ａ’部断面に相当する。
　本実施例の固定子コイルでは、図６に示すように、コイルエンド部１２での回転子からの回転風による絶縁紙３Ａ，３Ｂのめくれ防止のため、コイルエンド部１２における２枚の絶縁紙３Ａ，３Ｂの端部において絶縁紙３Ａ，３Ｂがめくれないように絶縁テープ３１で固定している。
　これにより、コイルエンド部１２において回転子の回転に伴い発生する（回転子からの）回転風による絶縁紙３Ａ，３Ｂのめくれを防止することができる。なお、絶縁テープによる固定は、コイルエンド部１２における絶縁紙３Ａ，３Ｂの折り目（屈曲部）や端部の配置位置に応じて、絶縁紙３Ａおよび３Ｂの少なくともいずれか一方であってもよい。
　なお、以上の各実施例においては、絶縁紙３Ａ（第１の絶縁紙）或いは絶縁紙３Ｂ（第２の絶縁紙）のスロットコア４の外部に露出している面は、回転電機のウエッジ６に対向する面（或いは、回転電機の回転子の周方向の面）である例を示したが、スロットコア４に対向する面（回転電機の回転子の回転軸方向の面）がスロットコア４の外部に露出する構成としてもよい。
　また、回転電機として一般産業用電動機の例を想定して説明したが、本発明はこれに限らず、タービン発電機やガスタービン発電機、新エネルギー対応発電機などの発電機、鉄道用電動機、油田用電動機、誘導機などにも適用できるのは勿論である。
　また、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…固定子コイル、２…主絶縁（層）、３Ａ…絶縁紙（第１の絶縁紙）、３Ｂ…絶縁紙（第２の絶縁紙）、４…スロット（スロットコア）、５…半導電層、６，１３…ウエッジ（楔）、７Ａ…直線部、７Ｂ…曲線部、８…固定子枠、１１…コイル導体、１２…コイルエンド部、１４…低抵抗コロナシールド層、１５…高抵抗コロナシールド層、３１…絶縁テープ、４１…固定子、４２…固定子鉄心。

Claims (13)

  1. 　コイル導体および前記コイル導体の表面を覆う主絶縁層からなる固定子コイルと、
    　前記固定子コイルを内包するスロットコアと、
    　前記固定子コイルと前記スロットコアの間に配置され、前記スロットコアに接するように前記固定子コイルに巻きまわれる第１の絶縁紙および前記主絶縁層に接して前記固定子コイルに巻きまわされる第２の絶縁紙と、を備え、
    　前記第1の絶縁紙は前記スロットコア側に半導電層を有し、前記第２の絶縁紙は前記固定子コイル側に半導電層を有するとともに、
    　前記第２の絶縁紙の端部が前記スロットコア開口側において露出していることを特徴とする回転電機。
  2. 　請求項１に記載の回転電機であって、
    　前記第２の絶縁紙の前記スロットコア開口側において露出している面の反対側の面は、前記半導電層を介して前記第１の絶縁紙に接着されていることを特徴とする回転電機。
  3. 　請求項２に記載の回転電機であって、
    　前記第２の絶縁紙の前記スロットコア開口側において露出している面に対向して前記回転電機のウエッジが設けられていることを特徴とする回転電機。
  4. 　請求項３に記載の回転電機であって、
    　前記固定子コイルと前記スロットコアの間において、前記第２の絶縁紙のみ配置される領域を有することを特徴とする回転電機。
  5. 　請求項１に記載の回転電機であって、
    　前記第２の絶縁紙の前記スロットコア開口側において露出している面の屈曲部が回転子からの回転風の風上側に配置されていることを特徴とする回転電機。
  6. 　請求項５に記載の回転電機であって、
    　前記スロットコア内部に前記回転電機のウエッジが設けられていないことを特徴とする回転電機。
  7. 　請求項１に記載の回転電機であって、
    　前記第２の絶縁紙の前記スロットコア外部に露出している面は、前記回転電機のウエッジに対向する面および前記スロットコアに対向する面の少なくともいずれか一方であることを特徴とする回転電機。
  8. 　コイル導体および前記コイル導体の表面を覆う主絶縁層からなる固定子コイルと、
    　前記固定子コイルを内包するスロットコアと、
    　前記固定子コイルと前記スロットコアの間に配置され、前記スロットコアに接する第１の絶縁紙および前記主絶縁層に接する第２の絶縁紙と、を備え、
    　前記第1の絶縁紙は前記スロットコア側に半導電層を有し、前記第２の絶縁紙は前記固定子コイル側に半導電層を有するとともに、
    　前記スロットコア側に半導電層を有する前記第１の絶縁紙の端部が前記スロットコア開口側において露出し、当該露出面の屈曲部が回転子からの回転風の風上側に配置されていることを特徴とする回転電機。
  9. 　請求項８に記載の回転電機であって、
    　前記第１の絶縁紙の前記スロットコア開口側において露出している面に対向して前記回転電機のウエッジが設けられていることを特徴とする回転電機。
  10. 　請求項８に記載の回転電機であって、
    　前記第１の絶縁紙の前記スロットコア開口側において露出している面の屈曲部が回転子からの回転風の風上側に配置されていることを特徴とする回転電機。
  11. 　請求項１０に記載の回転電機であって、
    　前記スロットコア内部に前記回転電機のウエッジが設けられていないことを特徴とする回転電機。
  12. 　請求項８に記載の回転電機であって、
    　前記第１の絶縁紙の前記スロットコア開口側において露出している面は、前記回転電機のウエッジに対向する面および前記スロットコアに対向する面の少なくともいずれか一方であることを特徴とする回転電機。
  13. 　コイル導体および前記コイル導体の表面を覆う主絶縁層からなる固定子コイルと、
    　前記固定子コイルを内包するスロットコアと、
    　前記固定子コイルと前記スロットコアの間に配置され、前記スロットコアに接して前記固定子コイルに巻きまわれる第１の絶縁紙および前記主絶縁層に接して巻きまわされる第２の絶縁紙と、を備え、
    　前記スロットコア側に半導電層を有する前記第１の絶縁紙および前記固定子コイル側に半導電層を有する前記第２の絶縁紙の少なくともいずれか一方の端部が前記スロットコア開口側においてに露出し、当該露出部が絶縁テープで固定されていることを特徴とする回転電機。
PCT/JP2018/026937 2017-10-13 2018-07-18 回転電機 WO2019073651A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/639,015 US11387701B2 (en) 2017-10-13 2018-07-18 Rotating electric machine having coils insulated by paper sheets with semi-conductive layers

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-199494 2017-10-13
JP2017199494A JP6944332B2 (ja) 2017-10-13 2017-10-13 回転電機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019073651A1 true WO2019073651A1 (ja) 2019-04-18

Family

ID=66101346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/026937 WO2019073651A1 (ja) 2017-10-13 2018-07-18 回転電機

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11387701B2 (ja)
JP (1) JP6944332B2 (ja)
WO (1) WO2019073651A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI790182B (zh) * 2021-11-25 2023-01-11 日商日機裝股份有限公司 槽襯及旋轉電機

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019211267A1 (de) * 2019-07-30 2021-02-04 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Spulenanordnung für eine elektrische Maschine
US20220302787A1 (en) * 2019-11-22 2022-09-22 Aisin Corporation Stator and method for manufacturing stator
EP3958443A1 (en) * 2020-08-20 2022-02-23 ATOP S.p.A. Stator, apparatus and method for preparing a pre-shaped insulator
DE102021201993A1 (de) * 2021-03-02 2022-09-08 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Stator für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine, Verfahren zur Herstellung eines Stators sowie Verwendung eines Isolationspapiers
EP4322378A1 (de) * 2022-08-11 2024-02-14 Valeo eAutomotive Germany GmbH Stator für eine elektrische maschine und elektrische maschine zum antreiben eines fahrzeugs

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05304738A (ja) * 1992-04-25 1993-11-16 Daiwa Denki Seisakusho:Kk 電気機器のスロット絶縁構造
JP2015076906A (ja) * 2013-10-07 2015-04-20 株式会社日立製作所 回転電機

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2427700A (en) * 1942-12-03 1947-09-23 Westinghouse Electric Corp Semiconducting coated conductors and semiconducting spacers therefor
DE3712226A1 (de) * 1987-04-10 1988-10-27 Danfoss As Elektrische maschine mit einem eine wicklung tragenden blechpaket und verfahren zu ihrer herstellung
JP4327546B2 (ja) 2003-10-01 2009-09-09 株式会社東芝 低抵抗コロナ防止テープまたはシートおよび回転電機の固定子コイル
JP2012095488A (ja) 2010-10-28 2012-05-17 Toyota Motor Corp 回転電機用ロータ、およびこれを用いた回転電機
JP5898864B2 (ja) * 2011-06-27 2016-04-06 日本電産サンキョー株式会社 モータ
US20150381005A1 (en) * 2013-02-25 2015-12-31 Hitachi, Ltd. Rotary Machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05304738A (ja) * 1992-04-25 1993-11-16 Daiwa Denki Seisakusho:Kk 電気機器のスロット絶縁構造
JP2015076906A (ja) * 2013-10-07 2015-04-20 株式会社日立製作所 回転電機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI790182B (zh) * 2021-11-25 2023-01-11 日商日機裝股份有限公司 槽襯及旋轉電機

Also Published As

Publication number Publication date
JP6944332B2 (ja) 2021-10-06
JP2019075873A (ja) 2019-05-16
US20200227968A1 (en) 2020-07-16
US11387701B2 (en) 2022-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019073651A1 (ja) 回転電機
JP5066062B2 (ja) 回転電機および回転電機の製造方法
JP6208333B2 (ja) アキシャルギャップ型回転電機
JP5306411B2 (ja) 回転電機
JP5314908B2 (ja) 回転電機の固定子および回転電機
TWI536712B (zh) Axial air gap type rotary motor
JP2008245489A (ja) 回転電機の固定子
US20150035406A1 (en) Electric machine with a slot liner
WO2014050164A1 (ja) 電気機械
WO2015174277A1 (ja) 回転電機およびその製造方法
US9431863B2 (en) Insulation component for an electric machine and method of assembly
JP2014112985A (ja) 回転電機
JP2012095488A (ja) 回転電機用ロータ、およびこれを用いた回転電機
JP2015076906A (ja) 回転電機
JP6746019B1 (ja) 固定子コイルおよびこの固定子コイルを備えた固定子、並びに回転電機、固定子コイルの製造方法
JP5286735B2 (ja) 回転電機の固定子
JP6968217B2 (ja) 回転電機
JP2020068356A (ja) 静止誘導機器巻線
JP2000324740A (ja) 電動機の固定子
JP6855993B2 (ja) 回転電機のステータ
JP7466495B2 (ja) 電動機、送風装置及び電動機の製造方法
JP7172809B2 (ja) 回転電機
JPH0359662B2 (ja)
JP7153437B2 (ja) 回転電機
JP2006033918A (ja) 回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18867163

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18867163

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1