JP3199795B2 - 巻線用導線及び誘導電機 - Google Patents
巻線用導線及び誘導電機Info
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- magnetic sheet
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- Insulated Conductors (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、とくにインダクタンス
を増やした巻線用導線及び誘導電機に関する。
を増やした巻線用導線及び誘導電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、電圧形インバータをパル
ス幅変調（Pulse Width Modulation）によって出力制御
（以下、ＰＷＭ制御という）して、誘導電動機を駆動し
回転数を制御するときには、インバータで発生する図５
の点線Ａの波形で示すように振動するサージ電圧が発生
し、このサージ電圧による高調波電流と、誘導電動機の
内部で発生する高調波磁束の影響が問題となる。
ス幅変調（Pulse Width Modulation）によって出力制御
（以下、ＰＷＭ制御という）して、誘導電動機を駆動し
回転数を制御するときには、インバータで発生する図５
の点線Ａの波形で示すように振動するサージ電圧が発生
し、このサージ電圧による高調波電流と、誘導電動機の
内部で発生する高調波磁束の影響が問題となる。
【０００３】図10は、従来の回転電機の固定子を示す部
分断面図で、固定子を軸方向と直交方向に切断した図を
示す。図10において、環状にプレス抜きされた抜き板を
積層した固定子鉄心１には、内周側が開口した略凸字状
のスロット２が放射状に設けられている。このスロット
２には、開口部２ａの内側に絶縁板の楔10が挿入され、
この楔10とスロット２の内周には、上述したサージ電圧
に耐える厚さの絶縁シート25が挿入され楔10の内側で重
ねられている。この絶縁シート25の内部には、図示しな
い絶縁被膜が形成された複数本の導線23が挿入されてい
る。
分断面図で、固定子を軸方向と直交方向に切断した図を
示す。図10において、環状にプレス抜きされた抜き板を
積層した固定子鉄心１には、内周側が開口した略凸字状
のスロット２が放射状に設けられている。このスロット
２には、開口部２ａの内側に絶縁板の楔10が挿入され、
この楔10とスロット２の内周には、上述したサージ電圧
に耐える厚さの絶縁シート25が挿入され楔10の内側で重
ねられている。この絶縁シート25の内部には、図示しな
い絶縁被膜が形成された複数本の導線23が挿入されてい
る。
【０００４】この回転電機の固定子巻線にＰＷＭ制御さ
れたインバータの出力が加えられると、ＰＷＭ制御によ
って数kHz から数10kHz の周波数でパワー素子をスイッ
チングする度に出力電圧がマイクロsec の時間で急峻に
立ち上がる上記サージ電圧が発生する。したがって、高
調波成分の影響で、回転電機のトルクの脈動や巻線内の
損失が増加して温度が上昇する。
れたインバータの出力が加えられると、ＰＷＭ制御によ
って数kHz から数10kHz の周波数でパワー素子をスイッ
チングする度に出力電圧がマイクロsec の時間で急峻に
立ち上がる上記サージ電圧が発生する。したがって、高
調波成分の影響で、回転電機のトルクの脈動や巻線内の
損失が増加して温度が上昇する。
【０００５】さらに、上記回転電機の内部で発生する高
調波成分の磁束による導体と鉄心の温度上昇が加わる。
インバータをコンバータとして使用し、発電機の交流出
力を制御された直流に変換するときにも、同じ理由で、
発電機にとって上記問題がある。
調波成分の磁束による導体と鉄心の温度上昇が加わる。
インバータをコンバータとして使用し、発電機の交流出
力を制御された直流に変換するときにも、同じ理由で、
発電機にとって上記問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、インバー
タやコンバータに接続された誘導電動機や発電機におい
ては、上述のサージ電圧と温度上昇に耐えるために、高
調波を含まない商用周波数の電源で駆動される回転電機
に比べて、絶縁部分を強化しなければならないので、外
形が大きくなり効率が下がるだけでなく、同じ理由で、
容量を上げるために定格電圧を上げるうえで障害とな
る。
タやコンバータに接続された誘導電動機や発電機におい
ては、上述のサージ電圧と温度上昇に耐えるために、高
調波を含まない商用周波数の電源で駆動される回転電機
に比べて、絶縁部分を強化しなければならないので、外
形が大きくなり効率が下がるだけでなく、同じ理由で、
容量を上げるために定格電圧を上げるうえで障害とな
る。
【０００７】そこで、第１の発明の目的は、適用機器の
絶縁特性と効率の低下を防ぐことのできる巻線用導線を
得ることであり、第２，第３の発明の目的は、効率の低
下を防ぎ、外形を増やすことなく絶縁特性の低下を防
ぎ、出力と寿命の低下を防ぐことのできる誘導電機を得
ることである。
絶縁特性と効率の低下を防ぐことのできる巻線用導線を
得ることであり、第２，第３の発明の目的は、効率の低
下を防ぎ、外形を増やすことなく絶縁特性の低下を防
ぎ、出力と寿命の低下を防ぐことのできる誘導電機を得
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】第１の発明は、
導体の表面に絶縁被膜を形成し、この絶縁被膜の表面に
アモルファス磁性被膜を形成することで、導体のインダ
クタンスを増やし、外部から侵入するサージ電圧や高周
波の磁界の影響を緩和して、機器の絶縁特性と効率の低
下を防ぐことのできる巻線用導線である。
導体の表面に絶縁被膜を形成し、この絶縁被膜の表面に
アモルファス磁性被膜を形成することで、導体のインダ
クタンスを増やし、外部から侵入するサージ電圧や高周
波の磁界の影響を緩和して、機器の絶縁特性と効率の低
下を防ぐことのできる巻線用導線である。
【０００９】第２の発明は、鉄心のスロットに複数本の
導線が挿入された誘導電機において、複数本の導線の外
周囲にアモルファス磁性シートを巻き付け、このアモル
ファス磁性シートをスロットの内周と導線の間に配置す
ることで、外部から侵入するサージ電圧や高周波の磁界
の影響を緩和して、外形を増やすことなく、絶縁特性と
効率の低下を防ぐことのできる誘導電機である。
導線が挿入された誘導電機において、複数本の導線の外
周囲にアモルファス磁性シートを巻き付け、このアモル
ファス磁性シートをスロットの内周と導線の間に配置す
ることで、外部から侵入するサージ電圧や高周波の磁界
の影響を緩和して、外形を増やすことなく、絶縁特性と
効率の低下を防ぐことのできる誘導電機である。
【００１０】第３の発明は、回転子鉄心のスロットに導
体が挿入された誘導電機において、導体全体をアモルフ
ァス磁性シートで覆うことで、外形を増やすことなく、
絶縁特性と効率の低下を防ぐことのできる誘導電機であ
る。
体が挿入された誘導電機において、導体全体をアモルフ
ァス磁性シートで覆うことで、外形を増やすことなく、
絶縁特性と効率の低下を防ぐことのできる誘導電機であ
る。
【００１１】
【実施例】以下、第１の発明の一実施例を図面を参照し
て説明する。図４は、第１の発明の巻線用導線３を示す
拡大断面図である。図４において、導体となる銅線11の
表面には、ポリミイド樹脂の絶縁被膜12が形成され、こ
の絶縁被膜12の表面には約20μｍの厚さのアモルファス
磁性被膜13が蒸着で形成されている。
て説明する。図４は、第１の発明の巻線用導線３を示す
拡大断面図である。図４において、導体となる銅線11の
表面には、ポリミイド樹脂の絶縁被膜12が形成され、こ
の絶縁被膜12の表面には約20μｍの厚さのアモルファス
磁性被膜13が蒸着で形成されている。
【００１２】このように構成された導体３を用いて巻線
を構成した場合においては、導線３の表面のアモルファ
ス磁性被膜13は、図６の磁束密度と透磁率の特性を示す
グラフに示すように、固定子鉄心を構成する珪素鋼板の
透磁率に比べてとくに高周波領域での透磁率が高く、数
10から数 100倍となるので、導線のインダクタンスを増
やすことができ、図５の実線で示す曲線Ｂで示すよう
に、巻線に流れるサージ電圧を抑制することができる。
さらに、この導線３を交流電動機の巻線に使用したとき
には、交流電動機の内部で発生した高調波磁束の導線３
の内部への影響を防ぐシールド効果も発揮するので、導
線３の損失を減らし、温度上昇を防ぐことができる。
を構成した場合においては、導線３の表面のアモルファ
ス磁性被膜13は、図６の磁束密度と透磁率の特性を示す
グラフに示すように、固定子鉄心を構成する珪素鋼板の
透磁率に比べてとくに高周波領域での透磁率が高く、数
10から数 100倍となるので、導線のインダクタンスを増
やすことができ、図５の実線で示す曲線Ｂで示すよう
に、巻線に流れるサージ電圧を抑制することができる。
さらに、この導線３を交流電動機の巻線に使用したとき
には、交流電動機の内部で発生した高調波磁束の導線３
の内部への影響を防ぐシールド効果も発揮するので、導
線３の損失を減らし、温度上昇を防ぐことができる。
【００１３】次に、第２の発明の誘導電機の一実施例を
図面を参照して説明する。図１は、第２の発明の誘導電
機の固定子を示す部分断面図で、固定子の軸方向と直交
する方向の断面図である。
図面を参照して説明する。図１は、第２の発明の誘導電
機の固定子を示す部分断面図で、固定子の軸方向と直交
する方向の断面図である。
【００１４】図１において、環状にプレス抜きされた抜
板を積層した固定子鉄心１には、内周側が開口した略凸
字形のスロット２があらかじめ放射状に形成されてい
る。このスロット２に複数本の導線３が挿入されて巻線
４を構成している。巻線４の外周囲には、図２で後述す
るアモルファス磁性シート５がスロット２の開口部２ａ
の背面側で重ねられるようにして台形状に巻きつけら
れ、スロット２の縁部と巻線４との間にアモルファス磁
性シート５が配置されている。なお、スロット２の開口
部２ａの内側には楔10が挿入され、この楔10の内側にア
モルファス磁性シート５の重ね合せ部が位置している。
この巻線４とアモルファス磁性シート５が挿入された固
定子鉄心１は、エポキシ樹脂で真空含浸されて、各導線
３の間やアモルファス磁性シート５とスロット２の縁部
間にエポキシ樹脂が充填される。
板を積層した固定子鉄心１には、内周側が開口した略凸
字形のスロット２があらかじめ放射状に形成されてい
る。このスロット２に複数本の導線３が挿入されて巻線
４を構成している。巻線４の外周囲には、図２で後述す
るアモルファス磁性シート５がスロット２の開口部２ａ
の背面側で重ねられるようにして台形状に巻きつけら
れ、スロット２の縁部と巻線４との間にアモルファス磁
性シート５が配置されている。なお、スロット２の開口
部２ａの内側には楔10が挿入され、この楔10の内側にア
モルファス磁性シート５の重ね合せ部が位置している。
この巻線４とアモルファス磁性シート５が挿入された固
定子鉄心１は、エポキシ樹脂で真空含浸されて、各導線
３の間やアモルファス磁性シート５とスロット２の縁部
間にエポキシ樹脂が充填される。
【００１５】図２は、アモルファス磁性シート５の拡大
詳細斜視図を示す。図２において、アモルファス磁性シ
ート５は、帯状のテフロンフィルム７の片面に、アモル
ファス磁性合金の粉末が約２０μｍの厚さで蒸着されて
アモルファス磁性被膜６が形成され、このアモルファス
磁性被膜６の表面に、テフロンフィルム７が気密に接合
されて形成されている。
詳細斜視図を示す。図２において、アモルファス磁性シ
ート５は、帯状のテフロンフィルム７の片面に、アモル
ファス磁性合金の粉末が約２０μｍの厚さで蒸着されて
アモルファス磁性被膜６が形成され、このアモルファス
磁性被膜６の表面に、テフロンフィルム７が気密に接合
されて形成されている。
【００１６】このように複数本の導線３からなる巻線４
の外周囲に高透磁率のアモルファス磁性シート５を巻き
付けてスロット２の縁部と複数本の巻線３との間にアモ
ルファス磁性シート５を配置することにより、巻線のイ
ンダクタンスを増加させることができる。
の外周囲に高透磁率のアモルファス磁性シート５を巻き
付けてスロット２の縁部と複数本の巻線３との間にアモ
ルファス磁性シート５を配置することにより、巻線のイ
ンダクタンスを増加させることができる。
【００１７】図７は、第２の発明の誘導電機の他の実施
例を示し、アモルファス磁性シート５を２回巻きとし
て、巻線４の内部にもアモルファス磁性シート５の環状
部分を形成したもので、この場合には、導線３の相互間
の高調波磁束の遮蔽効果が更に上る利点がある。
例を示し、アモルファス磁性シート５を２回巻きとし
て、巻線４の内部にもアモルファス磁性シート５の環状
部分を形成したもので、この場合には、導線３の相互間
の高調波磁束の遮蔽効果が更に上る利点がある。
【００１８】図８は、第２の発明の誘導電機の異なる他
の実施例を示し、溝２の開口部２ａの内側に幅の狭いア
モルファス磁性シート14を楔として挿入したもので、複
数本の導線３の外周囲に巻き付けたアモルファス磁性シ
ート５の両端部と重ねて組合せたものである。この場合
には、図１，図７で示した楔10が要らなくなる利点があ
る。
の実施例を示し、溝２の開口部２ａの内側に幅の狭いア
モルファス磁性シート14を楔として挿入したもので、複
数本の導線３の外周囲に巻き付けたアモルファス磁性シ
ート５の両端部と重ねて組合せたものである。この場合
には、図１，図７で示した楔10が要らなくなる利点があ
る。
【００１９】なお、上記実施例において、アモルファス
磁性シート５は、アモルファス磁性被膜６の両面にテフ
ロンフィルム７を設けた例で説明したが、図３に示すよ
うに、アモルファス磁性被膜６の片側だけにテフロンフ
ィルム７を設けてアモルファス磁性シート８を構成し、
このテフロンフィルム７を内側にして複数本の導線３に
巻き付けてもよい。
磁性シート５は、アモルファス磁性被膜６の両面にテフ
ロンフィルム７を設けた例で説明したが、図３に示すよ
うに、アモルファス磁性被膜６の片側だけにテフロンフ
ィルム７を設けてアモルファス磁性シート８を構成し、
このテフロンフィルム７を内側にして複数本の導線３に
巻き付けてもよい。
【００２０】図９は、第３の発明の誘導電機の一実施例
を示し、誘導電動機の回転子に適用した例を示す。図９
において、回転子鉄心16の外周に形成された溝22には、
外周にアモルファス磁性シート５が巻きつけられた導体
15が挿入されている。この場合にも、固定子巻線にアモ
ルファス磁性シートを巻き付けた場合と同様に巻線のイ
ンダクタンスが増加し、誘導電機の回転子側の損失を減
らすことができ、効率を上げることができる。
を示し、誘導電動機の回転子に適用した例を示す。図９
において、回転子鉄心16の外周に形成された溝22には、
外周にアモルファス磁性シート５が巻きつけられた導体
15が挿入されている。この場合にも、固定子巻線にアモ
ルファス磁性シートを巻き付けた場合と同様に巻線のイ
ンダクタンスが増加し、誘導電機の回転子側の損失を減
らすことができ、効率を上げることができる。
【００２１】図９に示す実施例においては、固定子側に
は、図１と同様にスロット２の縁部と複数本の導線との
間にアモルファス磁性シート５が挿入されたものである
が、さらに複数本の導線３の間には、外周側と内周側を
二等分するようにアモルファス磁性シート５が挿入され
図７と同様に損失の低減が図られている。これは、図１
及び図８に示す誘導電機にも同様に適用することができ
る。
は、図１と同様にスロット２の縁部と複数本の導線との
間にアモルファス磁性シート５が挿入されたものである
が、さらに複数本の導線３の間には、外周側と内周側を
二等分するようにアモルファス磁性シート５が挿入され
図７と同様に損失の低減が図られている。これは、図１
及び図８に示す誘導電機にも同様に適用することができ
る。
【００２２】なお、上記実施例では、回転電機の例で説
明したが、回転電機でなくて、例えばリニア誘導電機や
リニア同期電動機などのリニアモータにも適用すること
ができる。
明したが、回転電機でなくて、例えばリニア誘導電機や
リニア同期電動機などのリニアモータにも適用すること
ができる。
【００２３】
【発明の効果】以上、第１の発明によれば、導体の表面
に絶縁被膜を形成し、この絶縁被膜の表面にアモルファ
ス磁性被膜を形成することで、導線のインダクタンスを
増やしたので、機器の絶縁特性と効率の低下を防ぐこと
のできる巻線用導線を得ることができる。
に絶縁被膜を形成し、この絶縁被膜の表面にアモルファ
ス磁性被膜を形成することで、導線のインダクタンスを
増やしたので、機器の絶縁特性と効率の低下を防ぐこと
のできる巻線用導線を得ることができる。
【００２４】また、第２の発明によれば、固定子鉄心の
スロットに複数の導線が挿入された誘導電機において、
複数本の導線の外周囲にアモルファス磁性シートを巻き
付け、このアモルファス磁性シートをスロットの縁部と
導線の間に配置することで、巻線のインダクタンスを増
やして外部から侵入するサージ電圧や高周波の磁界の影
響を緩和したので、外形を増やすことなく、絶縁特性と
効率の低下を防ぐことのできる誘導電機を得ることがで
きる。
スロットに複数の導線が挿入された誘導電機において、
複数本の導線の外周囲にアモルファス磁性シートを巻き
付け、このアモルファス磁性シートをスロットの縁部と
導線の間に配置することで、巻線のインダクタンスを増
やして外部から侵入するサージ電圧や高周波の磁界の影
響を緩和したので、外形を増やすことなく、絶縁特性と
効率の低下を防ぐことのできる誘導電機を得ることがで
きる。
【００２５】さらに、第３の発明によれば、回転子鉄心
のスロットに導体が挿入された誘導電機において、導体
全体をアモルファス磁性シートで覆うことで、導線のイ
ンダクタンスを増やして、外部から侵入するサージ電圧
や高調波の磁界の影響を緩和したので、外形を増やすこ
となく、絶縁特性と効率の低下を防ぐことのできる誘導
電機を得ることができる。
のスロットに導体が挿入された誘導電機において、導体
全体をアモルファス磁性シートで覆うことで、導線のイ
ンダクタンスを増やして、外部から侵入するサージ電圧
や高調波の磁界の影響を緩和したので、外形を増やすこ
となく、絶縁特性と効率の低下を防ぐことのできる誘導
電機を得ることができる。
【図１】第２の発明の回転電機の一実施例を示す部分断
面図。
面図。
【図２】第２の発明の回転電機の要部を示す斜視図。
【図３】第２の発明の回転電機の他の実施例を示す要部
斜視図。
斜視図。
【図４】第１の発明の導線のー実施例を示す断面図。
【図５】第１，第２，第３の発明の作用を示すオシログ
ラフ。
ラフ。
【図６】第１，第２，第３の発明の作用を示すグラフ。
【図７】第２の発明の回転電機の異なる他の実施例を示
す部分断面図。
す部分断面図。
【図８】第２の発明の回転電機の更に異なる他の実施例
を示す部分断面図。
を示す部分断面図。
【図９】第３の発明の回転電機の一実施例を示す部分断
面図。
面図。
【図１０】従来の回転電機の一例を示す部分断面図。
１…固定子鉄心、２…スロット、３…導線、４…巻線、
５，８，14…アモルファス磁性シート、６，13…アモル
ファス磁性被膜、７…テフロンフィルム、11…銅線、15
…導体、16…回転子鉄心。
５，８，14…アモルファス磁性シート、６，13…アモル
ファス磁性被膜、７…テフロンフィルム、11…銅線、15
…導体、16…回転子鉄心。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 3/30 - 3/52 H01B 7/00 - 7/02
Claims (3)
- 【請求項１】 導体の表面に絶縁被膜を形成し、この絶
縁被膜の表面にアモルファス磁性被膜を形成してなる巻
線用導線。 - 【請求項２】 固定子鉄心のスロットに複数本の導線が
挿入された誘導電機において、前記複数本の導線の外周
囲にアモルファス磁性シートを巻き付け、このアモルフ
ァス磁性シートを前記スロットの縁部と前記複数本の導
線の間に配置したことを特徴とする誘導電機。 - 【請求項３】 回転子鉄心のスロットに導体が挿入され
た誘導電機において、前記導体全体をアモルファス磁性
シートで覆ったことを特徴とする誘導電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30615991A JP3199795B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 巻線用導線及び誘導電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30615991A JP3199795B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 巻線用導線及び誘導電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05146105A JPH05146105A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3199795B2 true JP3199795B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=17953760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30615991A Expired - Fee Related JP3199795B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 巻線用導線及び誘導電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3199795B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9403071U1 (de) * | 1994-02-24 | 1994-05-05 | Haas & Co Magnettechnik GmbH, 65205 Wiesbaden | Gummi- oder kunstharzgebundene, flexible Dauermagnetfolie |
| DE102004046904A1 (de) * | 2004-09-28 | 2006-03-30 | Robert Bosch Gmbh | Wicklungsträger für eine elektrische Maschine |
| JP5967612B2 (ja) * | 2012-11-14 | 2016-08-10 | 株式会社日立産機システム | インバータ駆動回転電機、およびその製造方法 |
| ITMI20131440A1 (it) * | 2013-09-03 | 2015-03-04 | Wilic Sarl | Macchina elettrica rotante, e metodo di assemblaggio di tale macchina elettrica rotante |
| EP3402051A1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-11-14 | ABB Schweiz AG | Electric machine with semi-conducting layer on winding for grounding |
-
1991
- 1991-11-21 JP JP30615991A patent/JP3199795B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05146105A (ja) | 1993-06-11 |
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