JPH11113204A - 回転電機の固定子コイル - Google Patents

回転電機の固定子コイル

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JPH11113204A
JPH11113204A JP26952797A JP26952797A JPH11113204A JP H11113204 A JPH11113204 A JP H11113204A JP 26952797 A JP26952797 A JP 26952797A JP 26952797 A JP26952797 A JP 26952797A JP H11113204 A JPH11113204 A JP H11113204A
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JP
Japan
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stator coil
insulating layer
coil
mica
mica tape
Prior art date
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Pending
Application number
JP26952797A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Haraguchi
芳広 原口
Shoichi Maruyama
正一 丸山
Shigeo Amagi
滋夫 天城
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】固定子コイルに印加される過大な電圧によっ
て、固定子コイルの絶縁層のボイド部分に頻繁に生じる
恐れのある部分放電に対する耐力を備え、固定子コイル
の絶縁寿命を向上することのできる信頼性の高い回転電
機の固定子コイルの提供。 【解決手段】固定子コイル1の絶縁層を、マイカペーパ
7と、無機充填材としてシリカ(SiO2)を添加したポリ
イミドフィルム9とを接着ワニス8により貼り合わせ形
成されたマイカテープ5により形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ装置に
よって制御される車両駆動用主電動機の固定子コイルに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、車両駆動用主電動機の固定子コイ
ルは、特開平1−176257 号公報,特開平6−237559 号公
報等に記載のように、マイカペーパとポリイミドフィル
ムとを貼り合わせ形成したマイカテープをコイルの外周
部に所定の回数巻いて絶縁層を形成していた。このよう
に、マイカペーパとポリイミドフィルムとを貼り合わせ
形成したマイカテープを用いるのは、ポリイミドフィル
ムが、高分子材料でありながら、車両駆動用主電動機の
固定子コイルに要求される耐熱性H種(180℃)を満
足し、かつ、耐電圧に対して優れた特性を有し、マイカ
ペーパが、車両駆動用主電動機の長期使用において固定
子コイルの絶縁層に発生する部分放電に対して優れた耐
力を有しているからであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の固定子コイルに
あっては、その固定子コイルを備えた車両駆動用主電動
機がインバータ装置で制御された場合、上述のマイカテ
ープを亀甲状のコイルに巻いたときに生じるマイカテー
プの初層と次層との間、或いは、マイカペーパとポリイ
ミドフィルムとの間のボイド(隙間)部分に、部分放電
が頻繁に生じる恐れが判明した。すなわち、これは、固
定子コイルに印加される電圧にインバータ装置中のスイ
ッチング素子のON−OFF時における過渡電圧が重畳
されているからであった。
【0004】ボイド部分に部分放電が頻繁に生じてしま
うと、部分放電に対する耐力が弱いポリイミドフィルム
は、その表面が浸食され、その機能が低下してしまい、
固定子コイルの絶縁寿命を著しく低下させてしまう恐れ
がある。
【0005】本発明は、固定子コイルに印加される過大
な電圧によって、固定子コイルの絶縁層のボイド部分に
頻繁に生じる恐れのある部分放電に対する耐力を備え、
固定子コイルの絶縁寿命を向上することのできる信頼性
の高い回転電機の固定子コイルの提供を目的とするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る固定子コイ
ルは、固定子コイルに印加される過大な電圧によって、
固定子コイルの絶縁層のボイド部分に頻繁に生じる恐れ
のある部分放電に対する耐力を備えるために、マイカペ
ーパと無機物質を充填したフィルム(裏打材)とを貼り
合わせ形成したマイカテープにより絶縁層を形成した。
【0007】詳細には、マイカペーパと無機物質として
シリカ(SiO2 )を充填したポリイミドフィルムとを
貼り合わせ形成したマイカテープ、或いは、マイカペー
パと無機物質としてアルミナ(Al23)を充填したポ
リイミドフィルムとを貼り合わせ形成したマイカテー
プ、或いは、マイカペーパと無機物質としてシリカ(S
iO2 )を充填したポリエステルフィルムとを貼り合わ
せ形成したマイカテープ、或いは、マイカペーパと無機
物質としてアルミナ(Al23)を充填したポリエステ
ルフィルムとを貼り合わせ形成したマイカテープのいず
れかによって固定子コイルの絶縁層を形成した。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図1〜3を用いて実施例を
説明する。図1は、マイカテープの構成図、図2は、図
1のマイカテープを巻いた固定子コイルの外観図、図3
は、図2の固定子コイルの絶縁構成を示した斜視図であ
る。
【0009】固定子コイル1は、コイル4と、この外周
部に施した絶縁層と、この絶縁層の外周部に施した補強
層からなっている。このうち、コイル4は、導体2を回
転電機の仕様に応じて複数回巻いて形成し、亀甲状に成
形したものであり、その外周部には、ポリイミドフィル
ム又はガラスロービングを巻いてワニスの塗布し硬化し
た絶縁被覆3を備えている。
【0010】絶縁層は、マイカテープ5をコイル4の外
周部に回転電機の電圧階級に応じて所定回数(例えば、
定格電圧1.5kV級回転電機の固定子コイルでは、マ
イカテープ5をコイル4に対してハーフラップ2回)巻
いて形成したものであり、そのマイカテープ5には、マ
イカペーパ7と、無機充填材としてシリカ(SiO2
を添加したポリイミドフィルム9とを接着ワニス8によ
り貼り合わせ形成したものを使用している。
【0011】補強層は、ガラステープ6を、マイカテー
プ5を巻いたコイル4の外周部に所定回数(例えば、マ
イカテープ5を巻いたコイル4に対してハーフラップ1
回)巻いて形成したものであって、固定子コイル1を固
定子鉄心のスロットに納めるとき、コイル4の外周部に
形成した絶縁層の破損を防ぐためのものである。
【0012】また、上記構成の固定子コイル1は、次の
ように製造され、固定子鉄心のスロットに収められてい
る。
【0013】まず、マイカペーパ7と、無機充填材とし
てシリカ(SiO2 )を添加したポリイミドフィルム9
とを接着ワニス8により貼り合わせ形成したマイカテー
プ5を用意しておく。次に、ポリイミドフィルム又はガ
ラスロービングを導体2の外周部に巻いてワニスの塗布
し硬化する。この後、絶縁被覆3を備えた導体2を回転
電機の仕様に応じて複数回巻き、亀甲状に成形してコイ
ル4を得る。次に、予め用意したマイカテープ5を亀甲
状のコイル4に巻き絶縁層を形成する。この後、ガラス
テープ6を巻き補強層を形成して固定子コイル1を得
る。
【0014】次に、このようにして得られた固定子コイ
ル1を固定子鉄心のスロット内に所定の配置で収め、樹
脂注入用タンク内に封入し、エポキシ系ワニスを真空含
浸する。これにより、エポキシ系ワニスは、マイカテー
プ5の層間,コイル4とマイカテープ5の間,固定子コ
イル1と固定子鉄心のスロット間に充填できる。
【0015】その後、固定子鉄心を所定のスケジュール
に沿って加熱乾燥し、充填したワニスを硬化する。これ
により、固定子鉄心が得られる。
【0016】以上本実施例によれば、固定子コイル1の
絶縁層を、マイカペーパ7と、無機充填材としてシリカ
(SiO2)を添加したポリイミドフィルム9とを接着ワニ
ス8により貼り合わせ形成されたマイカテープ5により
形成したので、固定子コイル1に印加される過大な電圧
によって、固定子コイル1の絶縁層のボイド部分に頻繁
に生じる恐れのある部分放電に対する耐力を得ることが
でき、固定子コイル1の絶縁寿命が向上する。すなわ
ち、ポリイミドフィルム9に無機充填材としてシリカ
(SiO2 )を添加することにより、部分放電に対する
耐力が弱いポリイミドフィルム9に部分放電に対する耐
力が付与でき、部分放電が頻繁に発生したとしても、ポ
リイミドフィルム9の表面の浸食を抑えるので、ポリイ
ミドフィルム9の持つ機能を損なうことがない。
【0017】また、本実施例によれば、固定子コイル1
の絶縁層に無機充填材を添加しているるので、絶縁層の
熱伝導率も向上する。
【0018】ここで、本発明者らは、本実施例の固定子
コイルと従来の固定子コイルの特性を比較するために、
絶縁破壊寿命の評価試験を実施した。
【0019】
【表1】
【0020】表1は評価試験に用いた固定子コイルの絶
縁特性を示した特性表、図4は表1に示した固定子コイ
ルの印加電圧に対する電圧印加時間の関係図である。
【0021】表1において、固定子コイルの絶縁層の出
来具合を示す誘電正接値,部分放電開始電圧値,初期絶
縁破壊電圧値を比較すると、本実施例により得られた固
定子コイルは、従来の固定子コイルよりも若干数値は低
くなっているが、両者の固定子コイルともほぼ同等の特
性を有していると言ってよい。
【0022】また、2つの固定子コイルを用いた絶縁破
壊寿命の評価試験としては、各固定子コイルに表1で示
した初期絶縁破壊電圧から6kVまでの交流電圧を印加
した場合における絶縁破壊時間を周波数の加速試験によ
り測定し、6kVの交流電圧を印加し続けた場合におけ
る絶縁破壊時間を評価した。
【0023】ここで、周波数の加速試験とは、車両駆動
用主電動機の使用年月(約15年)に見合うように、周
波数の値を上げて行う試験のことである。
【0024】表1から部分放電開始電圧は、3.4〜3.
5kVであるので、6kVの電圧印加の場合は、固定子
コイルの絶縁層中で頻繁に部分放電が発生しているもの
と考えられる。上記の試験の結果、図4に示しているよ
うに、6kVの交流電圧の印加時における絶縁破壊時間
は、従来の固定子コイルで104 時間であるのに対し、
本実施例の固定子コイルでは、105 時間であることが
確認できた。
【0025】これにより、ポリイミドフィルム9に無機
充填材としてシリカ(SiO2 )を添加することによ
り、部分放電に対する耐力が弱いポリイミドフィルム9
に部分放電に対する耐力が付与でき、部分放電が頻繁に
発生したとしても、ポリイミドフィルム9の表面の浸食
を抑えるので、ポリイミドフィルム9の持つ機能を損な
うことが確認できた。
【0026】尚、本実施例では、無機充填材としてシリ
カ(SiO2 )を挙げて説明したが、前記無機充填材と
してアルミナ(Al23)を使用し、これをポリイミド
フィルム9に添加しても、前例と同様の効果を得ること
も確認している。
【0027】また、本実施例は、車両駆動用主電動機以
外の回転電機に用いる固定子コイルにおいても同様に実
施できる。例えば、固定子コイルの主絶縁としてマイカ
ペーパとポリエステルフィルムとを接着ワニスで貼り合
わせ形成したマイカテープを用いる耐熱性の低い回転電
機の固定子コイルにおいても、前述した無機充填材であ
るシリカ(SiO2 )又はアルミナ(Al23)のいず
れかをポリエステルフィルムに添加することにより、前
例と同様の効果を得ることができる。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る固定子コイルは、マイカペ
ーパと無機物質を充填したフィルムとを貼り合わせ形成
したマイカテープにより絶縁層を形成したので、固定子
コイルに印加される過大な電圧によって、固定子コイル
の絶縁層のボイド部分に頻繁に生じる恐れのある部分放
電に対する耐力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】マイカテープの構成図。
【図2】図1のマイカテープを巻いた固定子コイルの外
観図。
【図3】図3は図2の固定子コイルの絶縁構成を示した
斜視図。
【図4】固定子コイルの印加電圧に対する電圧印加時間
の関係図。
【符号の説明】
1…固定子コイル、2…導体、3…絶縁被覆、4…コイ
ル、5…マイカテープ、6…ガラステープ、7…マイカ
ペーパ、8…接着ワニス、9…無機充填材を添加したポ
リイミドフィルム。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マイカペーパと無機物質を充填した裏打材
    とを有する絶縁材により絶縁層を形成してなる回転電機
    の固定子コイル。
  2. 【請求項2】マイカペーパと無機物質を充填したフィル
    ムとを貼り合わせ形成したマイカテープをコイルの外周
    部に所定の回数巻いて絶縁層を形成してなる回転電機の
    固定子コイル。
  3. 【請求項3】前記絶縁層を、マイカペーパと無機物質と
    してシリカ(SiO2 )を充填したポリイミドフィルム
    とを貼り合わせ形成したマイカテープにより形成してな
    る請求項2記載の回転電機の固定子コイル。
  4. 【請求項4】前記絶縁層を、マイカペーパと無機物質と
    してアルミナ(Al23)を充填したポリイミドフィル
    ムとを貼り合わせ形成したマイカテープにより形成して
    なる請求項2記載の回転電機の固定子コイル。
  5. 【請求項5】前記絶縁層を、マイカペーパと無機物質と
    してシリカ(SiO2 )を充填したポリエステルフィル
    ムとを貼り合わせ形成したマイカテープにより形成して
    なる請求項2記載の回転電機の固定子コイル。
  6. 【請求項6】前記絶縁層を、マイカペーパと無機物質と
    してアルミナ(Al23)を充填したポリエステルフィ
    ルムとを貼り合わせ形成したマイカテープにより形成し
    てなる請求項2記載の回転電機の固定子コイル。
  7. 【請求項7】請求項1乃至請求項6いずれかに記載の固
    定子コイルを備えてなる回転電機。
JP26952797A 1997-10-02 1997-10-02 回転電機の固定子コイル Pending JPH11113204A (ja)

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