JPS6110937A - 磁性楔 - Google Patents

磁性楔

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JPS6110937A
JPS6110937A JP13169884A JP13169884A JPS6110937A JP S6110937 A JPS6110937 A JP S6110937A JP 13169884 A JP13169884 A JP 13169884A JP 13169884 A JP13169884 A JP 13169884A JP S6110937 A JPS6110937 A JP S6110937A
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JP
Japan
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magnetic
wedge
powder
average particle
magnetic wedge
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JP13169884A
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English (en)
Inventor
Hisami Ochiai
落合 久美
Hiromichi Horie
宏道 堀江
Mikiro Morita
森田 幹郎
Itsuo Arima
有馬 逸男
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • H02K3/487Slot-closing devices
    • H02K3/493Slot-closing devices magnetic

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、回転機の鉄心に設けたスロットに導体を固定
する磁性楔に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に1発電機や、電動機等の回転機では。
その鉄心のスロット内に、導体(巻線)がおさめられ、
これをスロット内に固定するため楔が取付けられている
。この楔には、透磁率が数10μH/m 以下の強磁性
体を用いて、鉄心のスロット部分とティース部分の磁界
不均一に起因する損失、いわゆるスロットリップル損失
を減少させる磁性楔が従来から用いられてきた。
第1図は従来の磁性楔を用いた誘導電動機の電機子の部
分構成を示すものである。電機子鉄心Iは電磁鋼板の積
層鉄心でリング状に形成され、この内周側、即ち図示し
ない回転子側にティース2とスロット3が交互に設けら
れ、このスロット3内に、導体(巻線)4が鉄心Iとの
間に設けた絶縁フィルム5で絶縁されて納められている
。このスロット3の開口部には、断面凸形状な々す磁性
楔6が挿入され、スロット3内の導体4を固定している
この磁性楔に、比較的高い透磁率をもつ材料を用いれば
、スロット部分とティース部分における磁界不均一は極
めて小さくなシ、スロットリップル損失を低減させるこ
とができる。しかしながら、この高い透磁率の磁性楔な
用いた場合、電機子漏れ磁束が大幅に増大することにも
なシ、この結果、電機子漏れリアクタンスが大きくなっ
て力率が低下する問題がある。
このため、従来の磁性楔には、スロットリップル損失の
減少効果と力率低下の防止効果のバランスを考慮し、使
用条件に合わせて透磁率が10〜数lOμN(7mの値
をもつ材料が用いられていたが、このような磁性楔では
力率低下を抑えてスロットリップル損失のみを減少させ
ることはできなかった。
このため、上記の如く一定透磁率の磁性楔に代シ、第2
図に示すように鉄粉と低粘度樹脂との混合物7の中央に
4ブロツク状の磁気的絶縁物8を埋没した形で成形した
磁性楔6が従来開発されている。この磁性楔6は、その
幅方向において、ティースの近傍となる幅方向両端側の
透磁率よりも、幅方向中央部側の透磁率を低くして、ス
ロットリップル損失の減少効果に対する力率低下の割合
を小さくしたものである。
しかしながら、この磁気的絶縁物8を埋没L7た従来の
磁性楔6は、粉体と固形ブロックを一体に取多扱うため
量産性が劣り、また磁性楔6をスロット3に打ち込む際
に、混合物7と、磁気的絶縁物8とのj妾触面9で割れ
易い問題がある。更に磁気的に見ても、接触前9を境と
して透磁率が急激に変化するため、スロットリップル損
失の減少効果を十分に達成することができないなどの欠
点があった。
〔発明の目的〕
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、製造が容易で
、打ち込み時の割れもなく、力率低下を低く抑えて、ス
ロットリップル損失のAll効果を高めた磁性楔な提供
するものであΣ。
〔発明の概要〕
本発明は、金属磁性粉と結着剤を主成分とする混合物を
圧縮成形して、その幅方向中央部側における金属磁性粉
の平均粒径を、幅方向両端側に比べて小さくすることに
より、幅方向中央部側に向って段階的に透磁率を低くし
て、スロットリップル損失の減少効果を亮めると共に、
電機子漏れリアクタンスを小さく抑えることを特徴とす
るものである。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明において、金属磁性粉としては、例えば鉄粉、F
e−8i合金粉、Fe−Ni合金粉、Fe−AJ合金粉
、Pe−8i−A4合金粉などの強磁性合金の粉末が挙
られ、これらの1iMiまたは2種以上を混合して用い
る。ただし、これらの磁性粉末の平均粒径は大きく々り
過ぎると粒子内扇電流による鉄損が増加し、また楔とし
ての表面粗さの面からも200μm以下が望ましい。
また本発明において金属磁性粉な結着する結着剤として
は、電気絶縁性の樹脂が望ましい。
例えばエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂
、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの単独
あるいは複合系を挙げることができる。なおこれらの結
着剤は実用上、磁性楔の靭性を保つため、最も少ない部
分でも体積比で5%以上含まれていることが望まし7い
また本発明において磁性楔の強変、特Fcm撃値を向上
させる手段として、金属磁性粉と結着剤の混合物に、非
強磁性で電気絶縁性の粉末を加えても良い。
この粉末としては、例えばガラスピーズ、5106、A
l20B、cacoいマイカ粉末ナトノ無機化合物粉末
が挙られ、これらを添加することにより磁性楔の衝撃吸
収エネルギーを大きく、即ち#岐値を大きくして、磁性
楔をスロット内に打ち込むときの破損を少なくすること
ができる。
なおこの場合、衝撃値向上のために加えた粉末を、非強
磁性としたのは、磁性楔の磁気特性を変化させないため
であり、また電気絶縁性とした理由は、磁性楔内に余分
な渦電流損を発生させ々いためである。
次に本発明の磁性楔を製造する方法について簡単に説明
する。
先ず金属磁性粉の平均粒径の異なるものを数種類用意し
、これに夫々電気絶縁性の樹脂を混合する。この場合、
必要に応じて、電気絶縁性の粉末を添加して混合する。
次にこの混合物を楔成形用金型に充填するが、その際に
、楔の幅方向中央部側に最も平均粒径の小さい混合物を
、また幅方向中央部から両端側に向って順次平均粒径の
大きくなる混合物を充填する。この後、工業的に容易な
1000MPa以丁の圧力で圧縮成形して断面凸形状の
磁性楔を作成する。
この圧縮成形はいわゆるホットプレスによって成形する
。またこの場合、常温で先ず圧縮成形を行い、成形体を
得た後、熱処理を施す方法でも良く、またこれらを組合
せた方法でも良い。
このように成形した本発明の磁性楔は、その幅方向中央
部側における金属磁性粉の平均粒径が、その幅方向両端
側における平均粒径より小さくなっているので、幅方向
中央部側で、金属磁性粉の粒子間のギャップの数が多く
々るため、中央部での磁気的空隙が大きくなり透磁率が
小さく、また両端側では磁気的空隙が少なく透磁率が大
きくなる。この結果、中央部側での磁気抵抗が高くなり
、電機子漏れリアクタンスを抑えることができると共に
、スロットリップル損失の低下を少なく抑えることがで
きる。この場合、スロットリップル損失低下の効果を上
げるためには、平均粒径の分布が中央部から両端部に向
って順次段階的に大きくなっていることが望ましい。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例について説明する。
(実施例1) Fe−1,5%81合金粉とポリアミド粉体樹脂とを体
積比で60:40に混合した5種類の混合物(mz−陽
5)を作った。夫々の混合物で使用した合金粉の平均粒
径は第1表のNn I −Nu 5に示すように変えで
ある。
これら5種類の混合物を侯成形用金型に充填1−た。こ
の場合第3図に示すように混合物Nn1〜M5 を充填
部分A 、 ’%’ A 6  に対応するように中央
部側から左右対称に別々のノズルから同時に金型内へ充
填シ、た。充填後150℃MPa  のホットプレスを
行って磁性楔を作成した。
このようにして祷られた磁性楔を部分ごとに切断し、各
部分の透磁率を測定して、その結果を第1表に併記した
。なおこの場合、A、〜A。
の境界は、充填1.た混合物M1〜Nn5の体積に比例
させて決め、また透磁率は、同一混合物を充填した部分
の平均値で示した。
第1表 上表の測定結果から明らかな如く、磁性楔の中央部都が
最も低い25μm1/mの透磁率を示し、また幅方向中
央部A、、、A、が最も旨い40μH/m の透磁率を
示し、しかも中央部A、から両端部A、、、A、に向っ
て透磁率が段隔的に増加している。このため電機子漏れ
7リアクタンスを小さく抑えて、スロットリップル損失
の減少を図ることができる。
(実施例2) 純鉄粉と半硬化のエポキン樹1itjとを体4’l−比
で50:50に混合した4種類の混合物(N06〜由り
)を作った。夫々の混合物で使用した鉄粉の平均粒径は
第2表の1適6〜随9に示すように変えである。
これら4神類の混合物ト社6〜Lk19を第4図に示す
充填部分B、〜B4に対応させて、松成形用金型内に左
右対称にノズルで充填12、次いで常温で400 M 
]’ aの圧縮成形を行い、得られた成形体に180℃
、30分の熱処理を打って磁性653を作成した。
このようにして得られた磁性楔についても、上記実施例
と同様に各充填部分B、〜B4の透磁率を測定し、その
結果を鎮2表に併記した。
第2表 (実施例3) 純鉄粉と平均粒径10μmの8102粉末、およびエポ
キシ樹脂を体積比で50:15:35の割合で4種類の
混合物(N111θ〜1ねI3)を作った。
この場合、鉄粉の平均粒径は第3表に示すように、上記
実施例2と同様に異方る平均粒径の鉄粉を用いた。
これら4種類の混合物(N[11θ〜Nu13)を第4
図に示す充填部分B1〜B4に対応させて、楔成形用金
型内に充填し、以下上記実施例2と同様に圧縮成形、お
よび熱処理を行った。得られた磁性楔について、各充填
部分の透磁率を測定し、その結果を第3表に示した。
第  3  表 上記実施例2と実施例3の磁性楔は、その幅方向におけ
る透磁率の縫化はほぼ日録であるが、S i OH粉末
を添加した実施例3のものは実施例2に比べて衝撃強度
が約20%向上していた。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明に係る磁性(契によれば、幅
方向中央部側の金属磁性粉の平均粒径が1幅方向両端部
側に比べて、小さく急激な磁気変化が々いのでスロット
リップル損失を41できると共に、中央部側の透磁率が
低く、即ち磁気抵抗が高いので、スロットリップル損失
の減少効果と比較して電機子漏れリアクタンスによる力
率低下の割合を小さく抑えることができる。また本発明
は金属磁性粉を樹脂等で結着しまた圧縮成形体であるの
で、スロットへの打ち込み時の破損を防止でき、特に非
強磁性の電気絶縁性の粉末を添加したものは衝撃値を向
上させることができる。
史に本発明の磁性楔は電動機や発電機の設計に合せて、
透磁率の太きさや分布を任意に設定でき、しかも製造が
容易で恒産性に優れているなど顕著な効果を有するもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は磁性楔を甲いた誘橢電動機の電機子を示す部分
構成図、第2図は絶縁物を一体に埋設した従来の磁性楔
を示す断面図、第3図および第4図は本発明の実施例に
よる、平均粒径の異なる金属磁性粉の分布状態を示す磁
性楔の説明図である。 I・・・電機子鉄心、   2・・・ティース3・・・
スロット、    4・・・導体5・・・絶h;フィル
ム、  6・・・磁性楔7・・・混合物、     8
・・・絶縁物A1−A5 、 B I−B4・・・ 充
填部分出願人代理人  弁理士 鈴 ?−1代 彦第1
図 第3図 第2図 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属磁性粉と結着剤を主成分とする混合物を圧縮
    成形した磁性楔において、その幅方向中央部側における
    金属磁性粉の平均粒径が、幅方向両端側における平均粒
    径より小さいことを特徴とする磁性楔。
  2. (2)混合物が、非強磁性で電気絶縁性の粉末を含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁性楔。
  3. (3)非強磁性で電気絶縁性の粉末が、無機化合物粉末
    であることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の磁
    性楔。
JP13169884A 1984-06-26 1984-06-26 磁性楔 Pending JPS6110937A (ja)

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