JP2003274593A - 回転電機用固定子コイル - Google Patents

回転電機用固定子コイル

Info

Publication number
JP2003274593A
JP2003274593A JP2002073474A JP2002073474A JP2003274593A JP 2003274593 A JP2003274593 A JP 2003274593A JP 2002073474 A JP2002073474 A JP 2002073474A JP 2002073474 A JP2002073474 A JP 2002073474A JP 2003274593 A JP2003274593 A JP 2003274593A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
coil
stator coil
leaf spring
slot
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2002073474A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeo Amagi
滋夫 天城
Hideaki Asakawa
英章 浅川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2002073474A priority Critical patent/JP2003274593A/ja
Publication of JP2003274593A publication Critical patent/JP2003274593A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】固定子コイルと固定子コア一体に熱硬化性樹脂
を注入して絶縁処理を行う際に、コイルの振動を抑えて
コイル表面の電磁振動による磨耗を抑え同時に、絶縁層
に生じる熱歪を開放する。 【解決手段】固定子導体の回りに対地絶縁層と、半導電
性層を巻いた段階で固定子コアのスロットに組込んだ
後、熱硬化性樹脂を含浸硬化して固定子コアと一体化さ
れた固定子コイルで、固定子コイルと固定子コイルを押
さえる楔の間もしくは固定子コイルとスロット底との間
に表面を非接着処理した板バネを備え、スロット内部の
コイルの電磁力による振動を押さえる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定子コイルをス
ロットに挿入した後、樹脂を含浸,硬化する全含浸絶縁
処理した回転電機用固定子コイルに関する。
【0002】
【従来の技術】回転電機の固定子コイルの対地絶縁を行
う従来技術には、固定子導体の周りに対地絶縁テープ,
半導電性テープを巻きつけた後、熱硬化性樹脂を含浸硬
化して絶縁処理し、固定子コアのスロットに組込み、楔
で固定する第1の従来技術と、固定子導体の回りに対地
絶縁テープ,半導電性テープを巻いた段階でコアのスロ
ットに組込み、楔で押さえた後熱硬化性樹脂を含浸硬化
させて絶縁処理する第2の従来技術とがある。
【0003】前記第1の従来技術は回転電機の運転,停
止に伴う温度変化で固定子コイルと固定子コアとの間に
生じる相対熱変位を、固定子コイルと固定子コアの間を
滑らすことで開放できる。このとき、固定子コイルと固
定子コイルを押さえる楔の間に板バネを挟み、固定子コ
イルに加わる電磁力による固定子コイルの振動を抑え
る。
【0004】また、前記第2の従来技術は固定子コイル
と固定子コアのスロットが密着するためコイル導体の発
熱を速やかにコアへ導くことができるが、固定子コイル
と固定子コアの間に生じる相対熱変位の開放を怠ると絶
縁材の破壊をきたす。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記第2の従来技術
で、固定子コイルと固定子コアの間を非接着処理して製
作した場合に、固定子コイルと固定子コアの間に両者の
線膨張係数差ならびに温度差に起因する相対変位を生じ
る。この変位は、固定子コイルの長さ方向に生じると同
時にその直角方向にも生じる。特に、回転電機の回転軸
に対する直角方向、すなわち固定子コアの半径方向に対
応した固定子コイルの高さは上コイルと下コイル2段合
わせて200mmを上回る場合があり、固定子コアのスロ
ットと固定子コイルの間に固定子コアの半径方向の隙間
ΔHを生じることがある。この隙間ΔHは、熱硬化性樹
脂を含浸硬化する温度から温度が下がるほど広がり、そ
の大きさは次の(数1)式で近似できる。また、固定子
コア端部のスロット出口部において生じる固定子コイル
と固定子コアの間に生じる固定子コアの軸方向の相対変
位ΔLは次の(数2)式で近似できる。
【0006】 ΔH=H×{(TO−Tc)×αc−(TO−Ts)×αs} …(数1) ΔL=L×{(TO−Tc)×αc−(TO−Ts)×αs}/2…(数2) ここで、Hは固定子コイルの上コイルと下コイル2段合
わせた高さ、Lは固定子のコア積み長さ、TO は絶縁処
理のために注入した熱硬化性樹脂の硬化温度、TcとT
sはそれぞれ隙間を算出する時の導体、コアの温度、α
cとαsはそれぞれ固定子コイル,固定子コアの線膨張
係数である。
【0007】
【表1】
【0008】表1に、H=200mm,L=5000mm,
O=155℃,Tc=17×10-61/℃,Ts=11
×10-61/℃の条件で計算値を示す。停止時から低出
力時にかけて0.18mmから0.08mmの隙間ΔHが生
じ、出力の増加に伴う導体温度の上昇に伴って減少す
る。この隙間が生じている状態でコイルが課電され、電
磁力が加わると、固定子コイルが振動しコイル表面の磨
耗を生じ、さらに固定子コイルに設けた半導電性層の損
傷による固定子コイルと固定子コアとのコロナ放電が懸
念される。
【0009】ここで、コア積み長さが長いと表1に示す
ように発電機の起動停止に伴いスロットの出口部におい
て固定子コイルと固定子コアの間には2mm前後の相対変
位が生じる。
【0010】板バネの屈曲方向がコイルの軸と平行方向
に向いている従来技術の構造を図2を用いて説明する。
屈曲方向が図1の矢印で示したコイルの軸方向を向いた
板バネ11を楔1と固定子上コイル3の上に敷いた楔下
絶縁板7との間挟み込んで熱硬化性樹脂を1の間にでき
る隙間に熱硬化性樹脂12が充填されて固まる。この状
態になると、図3に示すように楔1と、楔下絶縁板7と
が矢印で示すように相対変位を生じようとしても熱硬化
性樹脂12の凹凸部と板バネ11の凹凸とが噛み合って
いるため相対変位が生じず、絶縁層に過大な歪が生じ、
剪断破壊を生じる恐れがある。
【0011】本発明の目的は、固定子コイルと固定子コ
ア一体に熱硬化性樹脂を注入して絶縁処理を行う際に、
コイルの振動を抑えてコイル表面の電磁振動による磨耗
を抑え同時に、絶縁層に生じる熱歪を開放する構造を提
供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の回転電機用固定
子コイルは、固定子導体の回りに対地絶縁層と、半導電
性層を巻いた段階で固定子コアのスロットに組込んだ
後、熱硬化性樹脂を含浸硬化して前記固定子コアと一体
化された固定子コイルで、固定子コイルと固定子コイル
を押さえる楔の間もしくは固定子コイルとスロット底と
の間に表面を非接着処理した板バネを備え、スロット内
部のコイルの電磁力よる振動を押さえる。
【0013】本発明の回転電機用固定子コイルは、コイ
ル導体を覆う対地主絶縁層と、その外側に形成した半導
電性層を備えた固定子コイルとを、固定子コアに設けた
スロットに組込んだ後、固定子コイルと固定子コイルを
押さえる楔の間もしくは固定子コイルとスロット底との
間に表面を非接着処理した板バネを配置し、熱硬化性ワ
ニスを注入硬化し、固定子コイルと固定子コアとの間は
接着されず自由に固定子コイルは固定子コアに対して伸
縮でき、同時に板バネの力で固定子コイルに加わる電磁
による固定子コイルの振動を押さえる。
【0014】本発明の回転電機用固定子コイルでは、板
バネの屈曲方向を固定子コイルの周方向に設定したこと
により、板バネと楔あるいは楔下材との間に熱硬化性樹
脂の硬化物溜りができても、固定子コイルと固定子コア
との間に生じる軸方向の相対変位の妨げにはならず、固
定子導体と固定子コアの間に挟まれた絶縁層の間に過大
な歪が生じない。
【0015】なお、固定子導体の回りに対地絶縁テー
プ,半導電性テープを巻きつけた段階で固定子導体を固
定子コアのスロットに組込み、固定子コイルと固定子コ
イルを押さえる楔の間もしくは固定子コイルとスロット
底との間に表面を非接着処理した板バネを挟みこみ、楔
で押さえた後、熱硬化性樹脂を含浸硬化させて絶縁処理
する場合、板バネの樹脂部のガラス転移温度が、熱硬化
性の注入ワニスを硬化する温度よりも高いことが必要で
ある。硬化温度よりもガラス転移温度が低いと、ワニス
の硬化処理を行う際に板バネのバネ力が緩和され、コイ
ルを抑える反発力が失われる。板バネの樹脂部のガラス
転移温度を熱硬化性の注入ワニスを硬化する温度よりも
高くすることにより、注入ワニスを硬化する温度まで固
定子全体の温度を高めても、板バネのバネ力が保持さ
れ、固定子コイルに加わる電磁力に対して固定子コイル
の振動を押さえることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明の詳細を図面を参照し
ながら説明する。
【0017】(実施例)図4は、本実施例の板ばねを圧
縮成形する状況を示す部分断面図である。金型の幅方向
表面をsinカーブ状にし、ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂と酸無水物とイミダゾール系硬化促進剤とを配合
した樹脂配合物を、ガラスクロスに含浸した材料を、重
ね合せ、170℃,15時間、さらに230℃,5時間
硬化し、コイルの軸と平行方向には屈曲せず、コイル周
方向に屈曲する板バネ2を形成した。この板バネ2の厚
さ方向の熱伸び量の温度依存性を、熱機械物性測定装置
(TMA)で測定し、熱伸び量の変化点からガラス転移
温度を求めたところ、196℃であった。板バネ2にシ
リコーン系の離型剤を塗布し、その後、170℃で1時
間加熱し表面の離型処理した。
【0018】次に、本実施例の固定子について図1を用
いて説明する。コア積長さ4600mmの固定子導体の周
りに、ガラス裏打ちの集成マイカ絶縁テープを半かけ1
2回巻き、最外層に半導電性の絶縁テープを半掛け一回
巻いた状態の固定子底コイル4を固定子コア5に設けた
スロット6のスロット底絶縁板(図示せず。)の上に組
込む。次に、コイル層間のFRP底絶縁板8を挟み、固
定子底コイルと同様に絶縁テープを巻いた固定子上コイ
ル3をスロット6に組込み、固定子上コイル3に楔下絶
縁板7を敷き、その上に板バネ2を挟みながら楔1を組
込み、固定子上コイル3と固定子底コイル4とを固定す
る。その後、マイカ絶縁テープの吸湿を除去するために
80℃で減圧乾燥し、ワニス注入タンクにビスフェノー
ルA型のエポキシ樹脂と脂環式エポキシ樹脂と無水酸な
らびにイミダゾール系硬化促進剤とからなる熱硬化性の
樹脂配合物を入れ、圧力0.5MPa で、絶縁テープ,
スロットと絶縁材の間などの空間にワニスを含浸した。
その後、155℃で15時間硬化し、絶縁処理した固定
子を得た。
【0019】この固定子で通電による導体の昇温,冷却
を500サイクル繰り返したあと電気特性を測定したと
ころ、絶縁放電特性に大きな変化がないことを確認し
た。また、固定子のスロット出口部で固定子コイルと固
定子コアの相対変位量は、1.4mmであって、ほぼ自由に
変位でき、絶縁層に加わる剪断歪が低いことも確認し
た。
【0020】本実施例の固定子の楔1に、温度20℃で
スロット底方向に力9を加え、楔1と楔を止めるスロッ
ト側面の切込み10が離れる荷重を測定したところ、固
定子コイルの長さ1cm当たり150Nであった。固定子
コイルに加わる電磁力は固定子コイルの長さ1cm当たり
50Nであるので、板バネ2の反力で十分固定子コイル
を押さえていることを確認した。また、稼動試験した
後、ステータのウエッジを抜き、コイル周囲を目視観察
したところ、振動による摩擦痕はなかった。
【0021】(比較例1)図5を用いて本比較例を説明
する。本比較例では板バネ11がコイル軸と平行方向に
屈曲している他は、前記実施例1と同じ寸法,材質で固
定子を作成した。この固定子について通電による導体の
昇温,冷却を500サイクル繰り返したあと電気特性を
測定したところ、放電電荷量の増大が認められた。これ
は、絶縁層の内部に剥離が生じたと推定する。また、ス
ロット出口部でコイルとコアの相対変位量を測定したと
ころ、0.6mm であり、コイル絶縁層の表面がコアのス
ロットにより拘束され、絶縁層には剪断の歪が生じてい
ると推定する。
【0022】(比較例2)図6を用いて本比較例を説明
する。本比較例では、板バネ11がコイル軸と平行方向
に屈曲しガラス転移点温度が150℃である他は、前記
実施例1と同じ寸法,材質で固定子を作成した。
【0023】この固定子の楔に、20℃のもとでスロッ
ト底方向に力9を加え、楔1と楔を止めるスロット側面
の切込み10が離れる荷重を測定したところ、固定子コ
イル長1cm当たり35Nであった。固定子コイルに加わ
る電磁力は固定子コイル長1cm当たり50Nであり、板
バネの反力では固定子コイルを押さえられなかった。
【0024】
【発明の効果】本発明により固定子コイルの絶縁層に過
大な歪を生じることを防ぎ、固定子コイルの振動を抑え
る効果の高い回転電機用固定子コイル固定方法を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の回転電機用固定子コイルの固定方法を
示す部分断面鳥瞰図。
【図2】従来技術による回転電機用固定子コイルの固定
方法を示す断面概要図。
【図3】従来技術による回転電機用固定子コイルの固定
方法の断面概要図。
【図4】本発明による実施例1の板バネの製造法を示す
断面図。
【図5】比較例1の回転電機用固定子の固定方法を示す
部分断面鳥瞰図。
【図6】比較例2の回転電機用固定子の固定方法を示す
部分断面鳥瞰図。
【符号の説明】
1…楔、2…板バネ、3…固定子上コイル、4…固定子
底コイル、5…固定子コア、6…スロット、7…楔下絶
縁板、8…FRP底絶縁板、9…力、10…切込み、1
1…板バネ、12…熱硬化性樹脂、20…上金型、21
…下金型。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H604 AA01 BB01 BB03 BB14 CC01 CC05 CC14 DA06 DA09 DA15 DB02 DB16 DB25 PB03 PD07 QC01 QC09 5H615 AA01 BB01 BB02 BB14 PP01 PP13 QQ12 RR02 SS41 TT22 TT23 TT31 TT34

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定子導体の周囲を覆う対地絶縁層を、固
    定子コアに設けたスロットに組込んだ後、熱硬化性の含
    浸樹脂で固定子コアと一体にした回転電機用固定子コイ
    ルにおいて、 表面を非接着処理した板バネの屈曲方向が固定子コイル
    の周方向であって、該板バネを固定子コイルと固定子コ
    イルを押さえる楔との間、もしくは固定子コイルとスロ
    ット底との間に備えることを特徴とする回転電機用固定
    子コイル。
  2. 【請求項2】固定子導体の周囲を覆う対地絶縁層を、固
    定子コアに設けたスロットに組込んだ後、熱硬化性の含
    浸樹脂で固定子コアと一体にした回転電機用固定子コイ
    ルにおいて、 表面を非接着処理した板バネのガラス転移温度が、熱硬
    化性の含浸樹脂を硬化する温度以上であって、該板バネ
    の屈曲方向が固定子コイルの周方向であって、該板バネ
    を固定子コイルと固定子コイルを押さえる楔との間、も
    しくは固定子コイルとスロット底との間に備えることを
    特徴とする回転電機用固定子コイル。
JP2002073474A 2002-03-18 2002-03-18 回転電機用固定子コイル Pending JP2003274593A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002073474A JP2003274593A (ja) 2002-03-18 2002-03-18 回転電機用固定子コイル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002073474A JP2003274593A (ja) 2002-03-18 2002-03-18 回転電機用固定子コイル

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003274593A true JP2003274593A (ja) 2003-09-26

Family

ID=29203131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002073474A Pending JP2003274593A (ja) 2002-03-18 2002-03-18 回転電機用固定子コイル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003274593A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008131826A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Toyota Motor Corp モータの固定子、及びモータの固定子の製造方法
US7768156B2 (en) 2003-11-28 2010-08-03 Canon Kabushiki Kaisha Coil support unit, motor and exposure apparatus using the same, and device manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7768156B2 (en) 2003-11-28 2010-08-03 Canon Kabushiki Kaisha Coil support unit, motor and exposure apparatus using the same, and device manufacturing method
JP2008131826A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Toyota Motor Corp モータの固定子、及びモータの固定子の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4913551B2 (ja) 回転電機巻線及び回転電機並びにそれに用いる半導電性絶縁基材
JP2017060321A (ja) 回転電機コイルおよび回転電機
US3990029A (en) Insulated windings provided with a mould releasing material
JP3653901B2 (ja) 回転機固定子コイル
JP2009240131A (ja) 回転電機の固定子コイルおよびその製造方法
JP2003274593A (ja) 回転電機用固定子コイル
JPH1028345A (ja) 高圧回転機固定子絶縁コイル
JP3651629B2 (ja) 高圧回転機固定子絶縁コイル
JP5454709B2 (ja) 回転電機の固定子コイルの製造方法
JP2011250563A (ja) 回転電機のコイル製造方法
JPS59117435A (ja) 回転電機の高圧コイル
JP3472670B2 (ja) 回転電機の巻線
JP4069560B2 (ja) 回転電機の巻線
JP7498098B2 (ja) プリプレグマイカテープ、回転電機及び回転電機の製造方法
JP3030162B2 (ja) 回転電機及びその製造方法
JPH09149578A (ja) 高圧回転機コイル
JP6522273B1 (ja) 固定子コイル、その製造方法及び回転電機
JPH08163839A (ja) 高圧回転電機絶縁コイルの製造方法
JPH0635641Y2 (ja) 高電圧回転機巻線の絶縁構造
JPS62247740A (ja) 界磁巻線の製造方法
JP2005051862A (ja) 回転電機の固定子コイル、その固定子コイルの製造方法およびその固定子コイルを備えた回転電機
JP2022147080A (ja) 回転電機のコイル及び回転電機
JPS6268032A (ja) 回転電機の固定子
JPS6389033A (ja) 回転電機の絶縁コイルの製造方法
JP2023092752A (ja) プリプレグマイカテープ、回転電機及び回転電機の製造方法