JP2007282410A - Rotating electric machine, stator coil thereof, its manufacturing method, and semiconductive sheet, semiconductive tape - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空加圧含浸によって絶縁処理される回転電機の固定子コイルに係り、特にコロナ放電防止層を施した回転電機の固定子コイル、回転電機の固定子コイルの製造方法、半導電性シート、半導電性テープ、および回転電機に関する。 The present invention relates to a stator coil of a rotating electrical machine that is insulated by vacuum pressure impregnation, and more particularly, a stator coil of a rotating electrical machine provided with a corona discharge prevention layer, a method of manufacturing a stator coil of a rotating electrical machine, and semiconductive The present invention relates to a sheet, a semiconductive tape, and a rotating electric machine.
図9に示すように、従来、同期機や誘導電動機等の高電圧大容量の回転電機に用いられる固定子コイル57では、絶縁被覆の施された素線64aを複数本束ねて成形した素線導体64上に、マイカテ−プ66を複数回巻回して、まず絶縁層65を形成し、この後、絶縁層65が形成された巻線体(巻線のユニット)を真空乾燥させて固定子鉄心58のスロット58a内に収容して結線し、固定子鉄心58ごと、絶縁組織の空隙部にエポキシ樹脂などの無溶剤含浸樹脂を真空加圧含浸し、その後加熱硬化させることで固定子コイル57が得られる。
As shown in FIG. 9, in a
ここで、固定子コイル57には、固定子鉄心58のスロット58aとの間で部分的なコロナ放電の発生を防止するために、絶縁層65の外周部に、カーボンなどの導電性材料を配合した導電性の樹脂を含浸して硬化させたガラス繊維テ−プ、又は上記導電性の樹脂を高分子フィルム上に塗布して硬化させたテ−プなどからなるコロナ防止テープ68を巻回してコロナ防止層67を形成している。
Here, in the
しかしながら、従来のコロナ防止テープ68が施された固定子コイル57には、含浸樹脂を含浸して硬化させる際に、コロナ防止層67と絶縁層65との界面、又はこの絶縁層65内に、含浸樹脂の抜け落ちや含浸樹脂の硬化収縮などの影響で剥離やボイドが発生することがある。この剥離やボイドは、コイル絶縁の誘電特性を低下させる要因となる。これを詳細に述べると、回転電機の運転中に生じる熱劣化や熱収縮などの影響で、上記剥離やボイドが次第に拡大されて部分放電が増大し、この部分放電の熱でコロナ防止層67が徐々に欠損するということである。また、回転電機の長期運転中の電磁振動などによっても欠損部が拡大され、最終的に絶縁層65が損傷を受けることで絶縁特性の低下を招くおそれがある。
However, when the
このような欠損部の影響で、固定子鉄心58と固定子コイル57とが電気的に非接続状態で同電位にならないため、固定子コイル57及び固定子鉄心58間でのスロット放電の発生を招くことになる。そこで、半導電性樹脂が塗布された熱収縮性を有する高分子フィルムの反対面に、集成マイカとエポキシ樹脂組成物とで構成される集成マイカ絶縁部材を貼り合わせたコロナ防止テープを適用することで、絶縁特性の低下を抑えた固定子コイルが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、上記した含浸樹脂の硬化収縮による剥離やボイドの防止対策としては、硬化収縮性の小さい樹脂を使用することなどが有用であるが、一般に、硬化時に収縮性の小さい樹脂は、耐熱性が低くなる傾向にあるため、そのバランスをとることが難しく、このような点を踏まえて、上記の剥離やボイドの防止対策のさらなる改善が求められている。 Here, as a measure for preventing peeling and voids due to curing shrinkage of the above impregnated resin, it is useful to use a resin having low curing shrinkage, but in general, a resin having low shrinkage during curing is heat resistant. Since it tends to be low, it is difficult to achieve a balance. In view of such points, further improvement of the above-described measures for preventing peeling and voids is required.
そこで本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、絶縁コイルの絶縁層内、又はこの絶縁層とコロナ防止層との界面などに生じ得る剥離やボイドの発生を効果的に防止することで、コイルの絶縁において良好な誘電特性を得ることができる回転電機の固定子コイル、回転電機の固定子コイルの製造方法、半導電性シート、半導電性テープ、および回転電機の提供を目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and effectively prevents the occurrence of peeling and voids that may occur in the insulating layer of the insulating coil or at the interface between the insulating layer and the corona prevention layer. It is an object to provide a stator coil for a rotating electrical machine, a method for manufacturing a stator coil for a rotating electrical machine, a semiconductive sheet, a semiconductive tape, and a rotating electrical machine capable of obtaining good dielectric characteristics in coil insulation. And
上記目的を達成するために、本発明は、絶縁被覆の施された素線束上に未含浸の集成マイカテープを多重巻回して絶縁層を形成し、この絶縁層のさらに外周部にコロナ防止部材を巻回してコロナ防止層を施して成る巻回体を固定子鉄心スロットに収納結線した後、前記固定子鉄心とともに前記巻回体を含浸樹脂中に浸漬して真空加圧含浸処理し、含浸樹脂を加熱硬化して形成された回転電機の固定子コイルにおいて、前記コロナ防止部材が、熱収縮性の高分子フィルムおよび織布のうちのいずれか一つを用いて構成される補強材に対し集成マイカをエポキシ樹脂組成物で結着して貼合せた後に、前記含浸樹脂よりも硬化時における層間の接合力の劣る半導電性樹脂を含浸硬化して形成されていることを特徴とする例えば回転電機の固定子コイルである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a corona-preventing member formed on an outer peripheral portion of an insulating layer by forming a non-impregnated laminated mica tape on an insulating-coated wire bundle by multiple winding. After winding the wound body formed by applying a corona-preventing layer in a stator core slot and connecting and wiring, the wound body is immersed in an impregnating resin together with the stator core and subjected to vacuum pressure impregnation treatment, impregnation In a stator coil of a rotating electrical machine formed by heat curing a resin, the corona prevention member is a reinforcing material configured using any one of a heat-shrinkable polymer film and a woven fabric. For example, the laminated mica is formed by impregnating and curing a semiconductive resin whose bonding strength between layers at the time of curing is inferior to that of the impregnated resin after being bonded with an epoxy resin composition. Stator carp of rotating electric machine It is.
このように本発明によれば、絶縁コイルの絶縁層内、又はこの絶縁層とコロナ防止層との界面などに生じ得る剥離やボイドの発生を効果的に防止することで、コイルの絶縁において良好な誘電特性を得ることが可能な回転電機の固定子コイル、回転電機の固定子コイルの製造方法、半導電性シート、半導電性テープ、および回転電機を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the occurrence of peeling and voids that may occur in the insulating layer of the insulating coil or at the interface between the insulating layer and the corona prevention layer. It is possible to provide a stator coil for a rotating electrical machine, a method for manufacturing a stator coil for a rotating electrical machine, a semiconductive sheet, a semiconductive tape, and a rotating electrical machine capable of obtaining various dielectric characteristics.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る高電圧電動機を概略的に示す断面図、図2は、この高電圧電動機が備える固定子の内部構造を示す断面図、図3は、図2の固定子を構成する固定子コイルの構造を示す断面図、図4は、図3の固定子コイルを構成するコロナ防止層の構造を示す断面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a high-voltage motor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal structure of a stator included in the high-voltage motor, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a corona prevention layer constituting the stator coil of FIG. 3.
図1に示すように、本実施形態に係る回転電機としての高電圧電動機1は、回転子軸10を有する回転子鉄心3と回転子コイル2とを備えた回転子5が、固定子9を含む固定構造部分に軸受機構を介して支持されている。この高電圧電動機1は、回転子軸10の両端にそれぞれ対称的に設けられたファン11や、通風ダクトなどを備えて構成される冷却構造を有する。また、上記した固定子9は、固定子コイル7と固定子鉄心8とから主に構成される。
As shown in FIG. 1, a high-voltage motor 1 as a rotating electrical machine according to this embodiment includes a
図2及び図3に示すように、絶縁コイルとしての固定子コイル7では、例えば絶縁被覆の施された複数の素線14aを束ねて成形した素線導体14と、この素線導体14の外周(素線導体14の全長のうち固定子鉄心のスロット内へ実際に収容される対応部分)に、マイカテープ16を多重巻回して形成される絶縁層15と、この絶縁層15のさらに外周にコロナ防止テープ(半導電性テープ)18を巻回して形成されるコロナ防止層(半導電性層)17とを有する巻線体(巻線ユニット)が、固定子鉄心8のスロット8a内に収容されるとともに各素線14aの端部が電気的に結線される。この後、熱硬化性の所定の含浸樹脂(レジン)である、例えば無溶剤の熱硬化型エポキシ樹脂中に、上記巻線体を、固定子鉄心8とともに浸漬させて真空加圧含浸処理を施し、さらにその後、これらを加熱硬化させることで、固定子コイル7が得られる。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, in the stator coil 7 as an insulating coil, for example, a
ここで、上記したマイカテープ16、コロナ防止テープ18に代えて、これと同一の構造を有するシートとして形成されたマイカシート及びコロナ防止シート(半導電性シート)を適用してもよい。
Here, instead of the
また、固定子コイル7は、前述したように、上記含浸樹脂を介在するかたちで、図2に示すように、アース電位となる固定子鉄心8のスロット8a内に収容されている。詳細には、固定子コイル7は、固定子鉄心8のスロット8aの底部上に、スペーサ20を介して設置されている。また、各固定子コイル7の側面は、固定子鉄心8のスロット8aの内側面と接触するように配置されている。さらに、固定子鉄心8のスロット8aの(図2中上方の)開口部には、最上部の固定子コイル7の上面にスペーサ19を介して楔12が打ち込まれており、この楔12は、固定子鉄心8のスロット8a内において、各固定子コイル7を(図2中の)上下方向の所定位置に固定している。
Further, as described above, the stator coil 7 is accommodated in the
次に、本実施形態の固定子コイル7上にコロナ防止層17を形成するために用いるコロナ防止テープ18の構造について説明する。
すなわち、コロナ防止テープ18は、図4に示すように、熱収縮性を有する高分子フィルムにより構成される高分子フィルム補強材22に対し集成マイカをエポキシ樹脂組成物で結着して貼り合わせた基材(後述する半導電性集成マイカ層23)中に、上記した真空加圧含浸処理時に用いる含浸樹脂よりも、硬化時における層間の接合力の劣る半導電性樹脂を含浸及び硬化させることで得られる。これにより、コロナ防止テープ18は、高分子フィルム補強材22上における絶縁層(マイカテープ16)15と接する側の面に、層間の馴染みがよくなるように半導電性集成マイカ層23が積層され、一方、高分子フィルム補強材22上における固定子鉄心8(のスロット8aの内壁面)と接する側の面に半導電性樹脂層21が積層されるように、主に三層構造の半導電性テープとして構成されている。
Next, the structure of the
That is, as shown in FIG. 4, the corona-preventing
ここで、図4に示すように、高分子フィルム補強材22は、ポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレンのうちの一つがその構成材料として選択されている。また、コロナ防止テープ18の基材中に含浸させる半導電性樹脂は、上記した真空加圧含浸処理時に用いる含浸樹脂よりも、硬化時(及び/又は硬化後)における層間の接着力が劣るように(接合力が低くなるように)、シリコ−ン系樹脂又は不飽和ポリエステル系樹脂にカーボンを配合して構成されている。ここで、上記した層間の接着力(接合力)の差は、真空加圧含浸処理時に用いる含浸樹脂と基材中に含浸させる半導電性樹脂との、硬化時の個々の樹脂自体の機械的強度の差や、また、個々の樹脂自体における層間への含浸のし易さなどの差により生じる。
Here, as shown in FIG. 4, one of polyester, polyethylene, and polypropylene is selected as the constituent material of the polymer
既述したように、本実施形態に係るコロナ防止テープ18を用いて製作される高電圧電動機1の固定子コイル7では、上記した巻線体への真空加圧含浸処理時に適用する含浸樹脂よりも、接着力の劣る半導電性樹脂をコロナ防止テープ18の基材中に含浸し硬化させるので、含浸させたこれらの樹脂の硬化収縮が生じた場合、固定子鉄心8と電気的に同電位(アース電位)となる上記接着力が劣るコロナ防止層17(コロナ防止テープ18)中の高分子フィルム補強材22と半導電性集成マイカ層23との間、及びこの半導電性集成マイカ層23内での剥離が優先的に生じ易くなる。したがって、本実施形態の固定子コイル7によれば、絶縁層15内、又はこの絶縁層15とコロナ防止層17との界面において、含浸樹脂の硬化収縮にて生じ得る樹脂の抜け落ちに起因した剥離やボイドの発生を抑制でき、これにより、良好なコロナ防止効果を得ることができる。
As described above, in the stator coil 7 of the high voltage motor 1 manufactured using the
また、本実施形態の固定子コイル7では、絶縁層15(マイカテープ16)とコロナ防止層17(コロナ防止テープ18)との界面で剥離が生じた場合でも、コロナ防止層17上の半導電性集成マイカ層23が、耐コロナ性を発揮し、放電によるコロナ防止層17の貫通方向への欠損を抑えることができる。さらに、本実施形態の固定子コイル7では、コロナ防止層17上の熱収縮性を有する高分子フィルム補強材22が含浸樹脂の硬化とともに熱収縮するので、コロナ防止層17と絶縁層15との間に間隙が生じてしまうことなどが抑制され、これにより、含浸樹脂の流出(樹脂の抜け落ち)を防止できる。
Further, in the stator coil 7 of the present embodiment, even if peeling occurs at the interface between the insulating layer 15 (mica tape 16) and the corona prevention layer 17 (corona prevention tape 18), the semiconductivity on the
このように本実施形態の固定子コイル7によれば、固定子コイル7の絶縁層15内、又はこの絶縁層15とコロナ防止層17との界面などに生じ得る剥離やボイドの発生を効果的に防止できるので、高電圧電動機1の長期運転中に、絶縁層15が、熱収縮、熱劣化及び電磁振動などの影響を受けて損傷してしまうことなどが抑制され、これにより、コイルの絶縁において良好な誘電特性を得ることができる。
As described above, according to the stator coil 7 of the present embodiment, peeling and voids that can occur in the insulating
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図5及び図6に基づきその説明を行う。ここで、図5は、第2実施形態に係るコロナ防止層の構造を示す断面図、図6は、このコロナ防止層を構成する半導電性樹脂層の構造を模式的に示す平面図である。
この実施形態に係る固定子コイルは、第1の実施形態のコロナ防止層17(コロナ防止テープ18)に代えて、図5及び図6に示すように、コロナ防止層26(コロナ防止テープ27)を用いて構成されている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the corona prevention layer according to the second embodiment, and FIG. 6 is a plan view schematically showing the structure of the semiconductive resin layer constituting the corona prevention layer. .
In the stator coil according to this embodiment, instead of the corona prevention layer 17 (corona prevention tape 18) of the first embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, a corona prevention layer 26 (corona prevention tape 27). It is comprised using.
すなわち、コロナ防止層26は、半導電性集成マイカ層29と半導電性樹脂層28とが積層されたかたちで構成されており、コロナ防止層17の高分子フィルム補強材22に代えて、集成マイカをエポキシ樹脂組成物で結着して貼り合わせるべき補強材として織布が適用されている。半導電性樹脂層28中で補強材として機能する織布は、機械的強度の高いガラス繊維28aをコロナ防止テープ27本体の幅方向に配置するとともに熱収縮性を有する高分子繊維(有機繊維)28bをコロナ防止テープ27本体の長手方向に配置することにより構成された交織布である。ここで、高分子繊維28bは、耐熱性が高くしかも熱収縮性に優れる例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどを材料として構成されている。
That is, the
さらに、詳細には、コロナ防止層26は、上記交織布で構成される補強材に対し集成マイカをエポキシ樹脂組成物で結着して貼り合わせた基材中に、上記した真空加圧含浸処理時に用いる含浸樹脂よりも、硬化時における層間の接合力の劣る半導電性樹脂を含浸及び硬化させることで得られる。
More specifically, the corona-preventing
したがって、本実施形態の固定子コイルによれば、コロナ防止層17を構成する熱収縮性の良好な高分子繊維28が含浸樹脂の硬化とともに熱収縮するので、固定子コイルの絶縁層とコロナ防止層17との間に間隙が生じることが抑制され、含浸樹脂の流出(樹脂の抜け落ち)を防止できる。また、本実施形態の固定子コイルによれば、ガラス繊維28aによってコロナ防止層26の機械的強度を向上させることができ、しかも、この高分子繊維28bを有することでコロナ防止層26の耐熱性を高めることができる。
Therefore, according to the stator coil of the present embodiment, the high-
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について図7に基づきその説明を行う。ここで、図7は、本発明の第3実施形態に係る固定子コイルの構造を概略的に示す平面図である。
図7に示すように、この実施形態では、第1の実施形態の固定子コイル7に代えて、固定子コイル37が例示される。
すなわち、同図7に示すように、固定子コイル37は、第1の実施形態の固定子コイル7の製造過程において、固定子鉄心8のスロット8a内に収容されて各部が電気的に結線される前の(含浸樹脂の真空加圧含浸処理を施す前の段階において)前記巻線体に対し、コロナ防止層17(コロナ防止テープ18)が表層に部分的に露出するようにして離形用テープ38を所定の間隔を空けて飛ばし巻きする工程を追加することで製造される。離形用テープ38は、例えば20μm程度の厚さの例えばフッ素樹脂又はシリコーン樹脂を材料として形成されている。なお、離形用テープ38は、例えば離形用のシートとして構成されていてもよい。ここで、固定子コイル37では、表層(最外周)に離形用テープ38が巻回されているものの、テープの厚さが薄いため、離形用テープ38間から露出するコロナ防止層17と固定子鉄心8とが接触することとなる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view schematically showing the structure of the stator coil according to the third embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 7, in this embodiment, a
That is, as shown in FIG. 7, the
したがって、本実施形態の固定子コイル37によれば、第1の実施形態の固定子コイル7の効果に加え、さらに、含浸樹脂の硬化収縮が生じた場合、部分的な間隙ができることを許容する固定子鉄心8と離形用テープ38との間で剥離が優先的に生じ易くなるので、結果的に、例えば絶縁層15内や、この絶縁層15とコロナ防止層17との界面においての樹脂の抜け落ちに起因した剥離やボイドの発生が抑制され、良好なコロナ防止効果を得ることができる。
Therefore, according to the
以上、本発明を各実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本発明を回転子側のコイルに適用してもよいし、さらには、遮断器用ロッド、ケーブル被覆材料などの各種用途に本発明の半導電性テープ又は半導電性シートを適用することが可能である。 The present invention has been specifically described above with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the present invention may be applied to a coil on the rotor side, and furthermore, the semiconductive tape or the semiconductive sheet of the present invention may be applied to various uses such as a breaker rod and a cable coating material. Is possible.
次に、本発明の具体的な実施例及び従来技術である比較例をそれぞれ示すとともに、これらの実施例及び比較例を対比することで、本発明の作用効果についてさらに詳しく説明する。 Next, specific examples of the present invention and comparative examples as prior art will be shown, and the effects of the present invention will be described in more detail by comparing these examples and comparative examples.
[実施例1]
この実施例では、図3、図4に示したように、上記第1の実施形態で説明した固定子コイル7及びコロナ防止層17(コロナ防止テープ18)の構成を、より詳細に特定して説明を行う。
すなわち、この実施例1では、図3、図4に示すように、高分子フィルム補強材22に、集成マイカをビスフェノールA系エポキシ樹脂組成物で結着して貼り合わせた後、固定子鉄心8のスロット8a内に前記巻線体を収容して各部を電気的に結線した後に真空加圧含浸処理を施す際に用いる含浸樹脂よりも接着力の劣る半導電性樹脂を含浸硬化させてコロナ防止テープ18を製作した。
[Example 1]
In this example, as shown in FIGS. 3 and 4, the configurations of the stator coil 7 and the corona prevention layer 17 (corona prevention tape 18) described in the first embodiment are specified in more detail. Give an explanation.
That is, in Example 1, as shown in FIGS. 3 and 4, the laminated mica is bonded to the polymer
ここで、高分子フィルム補強材22には、0.025mmの厚さのポリエステルフィルムを用い、また、含浸硬化させるべき半導電性樹脂は、硬化後の表面抵抗率が102Ω〜103Ωとなるように、シリコーン系樹脂または不飽和ポリエステル系樹脂にカーボンブラックを配合して調整を行った。また、固定子コイル7のコロナ防止層17と絶縁層15との適合性(馴染み性)の観点から、半導電性集成マイカ層23を構成する集成マイカ材には、絶縁層25を構成する集成マイカ材と同一の材料を用いた。
Here, a 0.025 mm thick polyester film is used as the polymer
さらに、縦10mm×横50mm×長さ800mmのアルミニウム製の角棒に対し、1/2重ね巻きによって絶縁層25の厚がほぼ均一になるように、樹脂未含浸のマイカテープ16を巻回した。また、絶縁範囲に相当するアルミニウム製の角棒の中央部分の300mmの長さに上記のコロナ防止テ−プ18を1/2重ね1回巻きして、さらにその上に鉄板を当てて模擬スロットを形成し、硬化収縮の比較的大きい無溶剤の熱硬化型脂環式エポキシ樹脂組成物を用いて真空加圧含浸処理後、加熱硬化してコイル(固定子コイル7)を得た。
Further, a
[実施例2]
この実施例では、図7に示したように、上記第3の実施形態で説明した固定子コイル37の構成を、より詳細に特定して説明を行う。
すなわち、同図7に示すように、真空加圧含浸処理前の実施例1の固定子コイル7の外周面に、コロナ防止テープ18が表層に部分的に露出するようにして離形用テープ38を所定の間隔を空けて飛ばし巻きし、さらにその上に鉄板を当てて模擬スロットを形成し、硬化収縮の比較的大きい無溶剤の熱硬化型脂環式エポキシ樹脂組成物を用いて真空加圧含浸処理後、加熱硬化してコイル(固定子コイル37)を得た。ここでは、離形用テープ38としてテフロン(登録商標)テープ(例えば、日本バルカー工業製7900−S)を用いた。
[Example 2]
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the configuration of the
That is, as shown in FIG. 7, the
[実施例3]
この実施例では、図5、図6に示したように、上記第2の実施形態で説明したコロナ防止層26(コロナ防止テープ27)の構成を、より詳細に特定して説明を行う。
すなわち、この実施例3では、同図5、図6に示すように、交織布で構成された補強材に集成マイカをビスフェノールA系エポキシ樹脂組成物で結着して貼り合わせた後、真空加圧含浸処理を施す際に用いる含浸樹脂よりも接着力の劣る半導電性樹脂を含浸硬化させてコロナ防止テープ27を製作した。
ここで、テープ本体の幅方向に配置されたガラス繊維28aとテープ本体の長手方向に配置されたポリエチレンテレフタレート繊維である高分子繊維28bとで構成された上記交織布として、有沢製作所製の交織布テープを用いた。また、固定子コイル7のコロナ防止層17と絶縁層15との適合性(馴染み性)の観点から、半導電性集成マイカ層29を構成する集成マイカ材には、絶縁層25を構成する集成マイカ材と同一の材料を用いた。
[Example 3]
In this example, as shown in FIGS. 5 and 6, the configuration of the corona prevention layer 26 (corona prevention tape 27) described in the second embodiment will be described in more detail.
That is, in Example 3, as shown in FIGS. 5 and 6, the laminated mica was bonded and bonded to the reinforcing material composed of the union cloth with the bisphenol A-based epoxy resin composition, and then the vacuum was applied. A corona-preventing
Here, as the above-mentioned woven fabric composed of the
さらに、縦10mm×横50mm×長さ800mmのアルミニウム製の角棒に対し、1/2重ね巻きによって絶縁層25の厚がほぼ均一になるように、樹脂未含浸のマイカテープ16を巻回した。また、絶縁範囲に相当するアルミニウム製の角棒の中央部分の300mmの長さに上記のコロナ防止テープ27を1/2重ね1回巻きして、さらにその上に鉄板を当てて模擬スロットを形成し、硬化収縮の比較的大きい無溶剤の熱硬化型脂環式エポキシ樹脂組成物を用いて真空加圧含浸処理後、加熱硬化してコイルを得た。
Further, a
[実施例4]
この実施例では、真空加圧含浸処理前の実施例3のコイルの外周面に、コロナ防止テープ27が表層に部分的に露出するようにして離形用テープ38を所定の間隔を空けて飛ばし巻きし、さらにその上に鉄板を当てて模擬スロットを形成し、硬化収縮の比較的大きい無溶剤の熱硬化型脂環式エポキシ樹脂組成物を用いて真空加圧含浸処理後、加熱硬化してコイルを得た。ここでは、離形用テープ38としてテフロン(登録商標)テープ(例えば、日本バルカー工業製7900−S)を用いた。
[Example 4]
In this embodiment, the
[比較例1]
半導電性樹脂が塗布されたガラス基材の反対面に、集成マイカとエポキシ樹脂組成物とで構成される集成マイカ絶縁部材を貼り合わせたコロナ防止テープを作製した。
さらに、縦10mm×横50mm×長さ800mmのアルミニウム製の角棒に対し、1/2重ね巻きによって絶縁層25の厚がほぼ均一になるように、樹脂未含浸のマイカテープを巻回した。また、絶縁範囲に相当するアルミニウム製の角棒の中央部分の300mmの長さに上記のコロナ防止テープを1/2重ね1回巻きして、さらにその上に鉄板を当てて模擬スロットを形成し、硬化収縮の比較的大きい無溶剤の熱硬化型脂環式エポキシ樹脂組成物を用いて真空加圧含浸処理後、加熱硬化してコイルを得た。
[Comparative Example 1]
A corona-preventing tape was produced in which a laminated mica insulating member composed of laminated mica and an epoxy resin composition was bonded to the opposite surface of the glass substrate on which the semiconductive resin was applied.
Further, a mica tape not impregnated with resin was wound around a square bar made of aluminum having a length of 10 mm, a width of 50 mm, and a length of 800 mm so that the thickness of the insulating layer 25 became substantially uniform by 1/2 lap winding. In addition, the above-mentioned corona prevention tape is wound on the central portion of an aluminum square bar corresponding to the insulating range to a length of 300 mm and wound once in half, and a steel slot is further applied thereon to form a simulated slot. A coil was obtained by heat-curing after a vacuum pressure impregnation treatment using a solventless thermosetting alicyclic epoxy resin composition having a relatively large curing shrinkage.
[比較例2]
半導電性樹脂が塗布された高分子フィルムの反対面に、集成マイカとエポキシ樹脂組成物とで構成される集成マイカ絶縁部材を貼り合わせたコロナ防止テープを作製した。
さらに、このコロナ防止テープを用いて比較例1と同様の製法でコイルを得た。
[Comparative Example 2]
A corona-preventing tape was produced in which a laminated mica insulating member composed of laminated mica and an epoxy resin composition was bonded to the opposite surface of the polymer film coated with the semiconductive resin.
Furthermore, a coil was obtained by the same production method as in Comparative Example 1 using this corona-preventing tape.
[実施例1〜4及び比較例1、2の考察]
ここで、実施例1〜4及び比較例1、2のコイルの誘電特性として電圧−tanδ特性を図9に示す。同図9に示すように、比較例1よりも比較例2のほうが、電圧−tanδ特性が低値であり、さらにこの比較例2よりも実施例1〜4のほうが電圧−tanδ特性がより低値であり、良好な誘電特性が得られている。
さらに、前記の試験後、各コイルを切断して断面観察を実施した。
その結果、比較例1、比較例2に用いたコイルの断面のコロナ防止層と絶縁層との界面には剥離が観察された。一方、実施例1〜4のコイルの断面のコロナ防止層と絶縁層との界面には剥離はなく、鉄板間とコロナ防止層との間、又はコロナ防止層における半導電性集成マイカ層内で剥離が見られた。なお、鉄板とコロナ防止層との間での剥離は、実施例2、4のコイルで顕著にみられた。また、比較例1及び比較例2の電圧−tanδ特性の違いは、主に、含浸樹脂の硬化時の樹脂の流出(樹脂の抜け落ち)に起因する剥離又はボイドの発生の差であると推察される。
[Consideration of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2]
Here, FIG. 9 shows voltage-tan δ characteristics as the dielectric characteristics of the coils of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2. As shown in FIG. 9, the voltage-tan δ characteristic is lower in Comparative Example 2 than in Comparative Example 1, and the voltage-tan δ characteristics are lower in Examples 1 to 4 than in Comparative Example 2. Value, and good dielectric properties are obtained.
Furthermore, after the test, each coil was cut and cross-sectional observation was performed.
As a result, peeling was observed at the interface between the corona-preventing layer and the insulating layer in the cross sections of the coils used in Comparative Examples 1 and 2. On the other hand, there is no peeling at the interface between the corona prevention layer and the insulating layer in the cross section of the coils of Examples 1 to 4, and between the iron plates and the corona prevention layer, or in the semiconductive laminated mica layer in the corona prevention layer Peeling was observed. Note that peeling between the iron plate and the corona prevention layer was noticeable in the coils of Examples 2 and 4. Further, the difference in the voltage-tan δ characteristics between Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is presumed to be mainly due to the difference in the occurrence of peeling or voids due to the resin outflow (resin dropout) during the curing of the impregnated resin. The
1…高電圧電動機(回転電機)、7,37…固定子コイル(絶縁コイル)、8…固定子鉄心、8a…固定子鉄心のスロット、9…固定子、14…素線導体、14a…素線、15…絶縁層、16…マイカテープ、17,26…コロナ防止層(半導電性層)、18,27…コロナ防止テープ(半導電性テープ)、21,28…半導電性樹脂層、22…高分子フィルム補強材、23,29…半導電性集成マイカ層、28a…ガラス繊維、28b…高分子繊維、38…離形用テープ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High voltage electric motor (rotary electric machine) 7, 37 ... Stator coil (insulation coil), 8 ... Stator iron core, 8a ... Stator core slot, 9 ... Stator, 14 ... Wire conductor, 14a ...
Claims (11)
前記コロナ防止部材は、熱収縮性の高分子フィルムおよび織布のうちのいずれか一つを用いて構成される補強材に対し集成マイカをエポキシ樹脂組成物で結着して貼合せた後に、前記含浸樹脂よりも硬化時における層間の接合力の劣る半導電性樹脂を含浸硬化して形成されていることを特徴とする回転電機の固定子コイル。 An insulating layer is formed by multiple winding of an unimpregnated laminated mica tape on an insulated wire bundle, and a corona prevention member is wound around the outer periphery of the insulation layer to form a corona prevention layer. After rotating and storing the winding body in the stator core slot, the wound body is immersed in an impregnating resin together with the stator core and subjected to a vacuum pressure impregnation treatment, and the impregnating resin is heated and cured. In the stator coil,
The corona-preventing member is formed by bonding laminated mica with an epoxy resin composition to a reinforcing material configured using any one of a heat-shrinkable polymer film and a woven fabric, A stator coil for a rotating electrical machine, wherein the stator coil is formed by impregnating and curing a semiconductive resin having a lower bonding strength between layers than the impregnated resin.
熱収縮性の高分子フィルムおよび織布のうちのいずれか一つを用いて形成された補強材に集成マイカをエポキシ樹脂組成物で結着して貼合せた基材中に、前記含浸樹脂よりも硬化時における層間の接合力の劣る半導電性樹脂を含浸硬化させて得られたことを特徴とする半導電性シート。 An insulating layer is formed by multiple winding of unimpregnated laminated mica tape on a wire bundle on which insulation coating has been applied, and a winding body formed by winding semiconductive tape around the outer periphery of the insulating layer is used as a stator. The semiconductive tape used as a component of a stator coil obtained by storing and connecting in an iron core slot and impregnating and hardening a predetermined impregnation resin to the winding body together with the stator iron core,
In a base material in which laminated mica is bonded with an epoxy resin composition to a reinforcing material formed using any one of a heat-shrinkable polymer film and a woven fabric, A semiconductive sheet obtained by impregnating and curing a semiconductive resin having poor bonding strength between layers during curing.
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