JPH04308443A - 突極界磁巻線の絶縁処理方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として同期発電機
の回転子に用いられる突極界磁巻線、ことに界磁巻線外
周部分の絶縁塗膜層の絶縁処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の突極界磁巻線を示す断面図
（ハッチングを省略）であり、磁極鉄心１は、そのダブ
テ−ル部１Ｂが例えば水車発電機の回転子に結合されて
高速で回転するものであるから、磁極鉄心１に巻装され
る界磁巻線２には大きな遠心力が作用する。そこで、界
磁巻線２はそのコイル導体２Ａに裸導帯を用い、これを
エッジワイズ（広幅方向）にレ−ストラック状に複数回
巻回し、タ−ン間絶縁４としてのマイカシ−ト，ガラス
布，アラミッド紙などを接着剤で裸導帯に貼り付けて各
タ−ン間を絶縁し、得られた界磁巻線２を磁極鉄心１の
Ｈ字状の凹所に鉄心絶縁５および端部絶縁３を介在させ
た状態で装着し、界磁巻線２のコイル導体間に締め付け
荷重を加えた状態で磁極鉄心１の凹所に固定する。界磁
巻線２と磁極鉄心１を電気的に絶縁する鉄心絶縁５や端
部絶縁３には、エポキシガラス積層板，ポリエステルガ
ラス積層板，マイカシ−トの積層体など機械的強度の高
い絶縁材料が使用され、したがって、過酷な遠心力や機
械的振動，ヒ−トサイクルによる熱応力に耐える強固な
突極界磁巻線が得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、界磁巻線２の外
周側は磁極鉄心１や端部絶縁３，タ−ン間絶縁４の外周
面に対して十数ｍｍ程度突出して冷却フィンを形成し、
回転子が回転する際界磁巻線が強制風冷されるよう構成
される。したがって、界磁巻線は裸導帯が露出していた
方が良好な冷却効果が得られるが、回転中空気中の塵埃
が界磁巻線の表面に付着したり、あるいは運転を停止し
て界磁巻線の温度が低下した際界磁巻線の表面に結露を
生ずることがあり、端部絶縁３やタ−ン間絶縁４の端面
が濡れた塵埃で覆われることにより、漏れ電流，ことに
磁極鉄心１への漏れ電流が増し、ついには界磁巻線の地
絡事故やタ−ン間の短絡事故に発展する事態が発生する
。

【０００４】このような事態を回避するために、界磁巻
線２の表面に磁極鉄心の外周面に跨がって合成樹脂を主
成分とするワニスを塗布，加熱乾燥して絶縁塗膜層７を
形成し、界磁巻線の表面汚損による漏れ電流の増加を阻
止したものが知られている。しかしながら、従来のワニ
スは有機溶剤を含んでいるために、その乾燥工程で溶剤
が飛散することにより皮膜にピンホ−ルが発生し易く、
充分な耐湿性能を得難いばかりか、ピンホ−ルを減らす
ためには乾燥時間を長くして急激な溶剤の蒸発を抑制し
たり、あるいは重ね塗りの回数を多くして皮膜を厚くす
る必要があり、絶縁塗膜層７の形成に多大な加工工数お
よび加工時間を要するという問題が生ずる。

【０００５】また、例えばエポキシ系の無溶剤樹脂ワニ
スを用いることによりピンホ−ルが少なく，耐湿性能の
優れた絶縁塗膜層７を形成できると期待されるが、一般
に多く使用されるエピ．ビス系（エピクロルヒドリン．
ビスフェノ−ルＡ系）のエポキシ樹脂は粘度が高く、そ
のままでは塗料として使用できないため、反応性希釈剤
であるエポキサイドや各種有機溶剤を加えて粘度を下げ
る必要があり、反応希釈剤の添加は硬化物の架橋密度を
低下させてエポキシ樹脂硬化物の特性，ことに耐湿性能
を低下させる欠点があり、また、有機溶剤の添加は前述
の合成樹脂ワニスにおけると同様の不都合をもたらす。

【０００６】この発明の目的は、優れた耐湿性能を有す
る絶縁塗膜層を、省力化された加工方法で容易に形成で
きる突極界磁巻線の絶縁処理方法を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、裸銅帯をエッジワイズに複数回
巻回し，各巻回間にタ−ン間絶縁を介装してなる界磁巻
線が、Ｈ字状に近い断面形状の磁極鉄心の凹所内に強固
に絶縁支持され、前記磁極鉄心の外周面を含む前記界磁
巻線の外周部分がエポキシ樹脂系の無溶剤樹脂ワニスの
硬化膜からなる絶縁塗膜層に覆われた突極界磁巻線にお
いて、前記突極界磁巻線を所定の温度に加熱した後、前
記エポキシ樹脂系の無溶剤樹脂ワニスを塗布し、しかる
後塗布膜を加熱硬化処理して絶縁塗膜層を形成すること
とする。

【０００８】また、突極界磁巻線を所定の温度に加熱し
た後、まず硬化促進剤を塗布し、しかる後エポキシ樹脂
系の無溶剤樹脂ワニスを塗布することとする。

【０００９】さらに、エポキシ樹脂系の無溶剤樹脂ワニ
スの塗布面をあらかじめ粗面化処理する工程を含むこと
とする。

【００１０】

【作用】この発明の構成は、エポキシ樹脂の中にもビニ
ルシクロヘキセンジオキサイドなどの環式脂肪族エポキ
シ樹脂、ビスフェノ−ルＦ系エポキシ樹脂、あるいはト
リメチロ−ルプロパントリグリシジルエ−テル等のグリ
シジルエ−テル樹脂は、溶剤を加えないでもその粘度が
３６０〜１５００ｃｐｓ　前後で、エピ．ビス系のそれ
にくらべてかなり低く、無溶剤樹脂ワニスとして使用可
能なことに着目して得られたものである。すなわち、突
極界磁巻線を所定の温度に加熱した後、前記エポキシ樹
脂系の無溶剤樹脂ワニスを塗布し、しかる後塗布膜を加
熱硬化処理して絶縁塗膜層を形成すれば、加熱された塗
布面に無溶剤樹脂ワニスを容易に塗布できるとともに、
無溶剤樹脂ワニスのゲル化が促進され、ワニスが垂れ落
ちることなく比較的厚い塗膜を１回の塗布作業によって
形成できる。また、加熱硬化工程では無溶剤であるため
にピンホ−ルなどの欠陥が生じがたく、耐湿性能に優れ
た絶縁塗膜層が得られる。なお、塗布面をあらかじめ粗
面化処理しておくよう構成すれば、界磁巻線に強固に固
着して耐久性の優れた絶縁塗膜層が得られる。

【００１１】さらに、加熱された界磁巻線に硬化促進剤
を塗布した後、無溶剤樹脂ワニスを塗布するよう構成す
れば、塗布された無溶剤樹脂ワニスの内側から樹脂のゲ
ル化が始まってワニスの流動を拘束するので、塗膜の厚
みが厚くかつ均一な絶縁塗膜層を形成することができる
とともに、塗布面をあらかじめ粗面化処理しておくこと
により、界磁巻線に強固に固着して耐久性の高い絶縁塗
膜層が得られる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明する
。図１はこの発明の実施例絶縁処理方法になる突極界磁
巻線の断面図、図２は図１におけるＡ部の拡大図であり
、従来技術と同じ部分には同一参照符号を付して重複し
た説明を省略する。図において、使用する無溶剤樹脂ワ
ニスは、ビニルシクロヘキセンジオキサイドなどの環式
脂肪族エポキシ樹脂、ビスフェノ−ルＦ系エポキシ樹脂
、あるいはトリメチロ−ルプロパントリグリシジルエ−
テル等のグリシジルエ−テル樹脂のいずれかであり、こ
れに石英粉末，アルミナ，あるいは顔料等の無機質粉末
を充填剤として樹脂重量１００に対して３０〜５０の割
合で加え、さらにアミン系または酸無水物系の硬化剤を
エポキシ当量により求まる必要量に対して約９０％に当
たる量添加したものを用いた。

【００１３】また、界磁巻線２およびこれを支持する磁
極鉄心１はあらかじめ６０〜７０°Ｃ程度に加熱され、
ジグザグ状の界磁巻線２の表面から磁極鉄心１の外周面
に沿って上記無溶剤樹脂ワニスが塗布される。このとき
、無溶剤樹脂ワニスは加熱された突極界磁巻線に塗布さ
れる過程で一旦粘度が低下して塗布作業が容易化される
とともに、数分間程度でゲル化するので、無溶剤樹脂ワ
ニスの流れ落ちが阻止され、直ちに加熱硬化処理するこ
とにより１回の塗布作業で０．１５〜０．２ｍｍ程度の
厚みを有する絶縁塗膜層１７が、図２に示すように界磁
巻線の表面に沿って均一な厚みを保持して形成される。 なお、合成樹脂系のワニスを用いた従来の絶縁処理方法
では、皮膜の厚みが０．１５ｍｍ程度の絶縁塗膜層７を
形成しようとする場合２回塗りが必要であるが、実施例
方法によれば１回塗りでこれを上回る厚みの絶縁塗膜層
を形成でき、かつ加熱硬化処理も短くて済むので、絶縁
処理工数を大幅に省力化できるとともに、絶縁処理時間
を従来の１／３程度に省時間化することができる。

【００１４】さらに、絶縁塗膜層１７を形成する界磁巻
線２の裸導帯の表面および磁極鉄心２の外周面を、酸ま
たは研磨材を用いてあらかじめ粗面化処理しておけば、
絶縁塗膜層１７が突極界磁巻線に強固に固着して遠心力
や振動に対する機械的安定性が増し、また突極界磁巻線
の温度変化と各部の熱膨張差に伴って生ずる熱応力に対
する安定性も増すので、信頼性の優れた絶縁塗膜層を形
成できる。

【００１５】また、加熱された突極界磁巻線の表面に、
先ず硬化促進剤を塗布し、その上にエポキシ系の無溶剤
樹脂ワニスを塗布するよう絶縁処理方法を構成すれば、
無溶剤樹脂ワニスのゲル化時間を一層短縮できるので、
厚みが２０〜３０％厚い絶縁塗膜層を１回の塗布作業で
形成でき、より耐湿性能の優れた絶縁塗膜層を有する突
極界磁巻線が得られる。さらに、粗面化処理した突極界
磁巻線の表面に硬化促進剤を塗布するよう構成すれば、
突極界磁巻線への接着性が一層向上するので、より耐久
性の優れた絶縁塗膜層を有する突極界磁巻線を得ること
ができる。

【００１６】表１はこの発明の実施例になるエポキシ系
無溶剤樹脂ワニスを用いた絶縁塗膜層の耐湿性能を、従
来の合成樹脂系ワニスを用いた絶縁塗膜層のそれと比較
して示す特性表であり、乾燥雰囲気（温度２０°Ｃ，湿
度４０％）中での絶縁抵抗と、湿潤雰囲気（温度４０°
Ｃ，湿度９０％）での絶縁抵抗とが示してある。表にお
いて、合成樹脂系ワニスを用いた従来例では、湿潤雰囲
気中では抵抗値が乾燥雰囲気中のそれより４桁も低下し
、絶縁塗膜層７にピンホ−ル等の欠陥が多く存在して耐
湿性能が低いことを示している。これに対してエポキシ
系無溶剤樹脂ワニスを用いた実施例では、湿潤雰囲気中
での絶縁抵抗の低下が１桁以下に止まり、かつその抵抗
値が従来の乾燥雰囲気中の絶縁抵抗値より高い値を示し
ており、実施例になる絶縁処理方法になる絶縁塗膜層が
ピンホ−ル等の欠陥が少なく耐湿性能に優れていること
を示している。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】この発明は前述のように、　　ビニルシ
クロヘキセンジオキサイドなどの環式脂肪族エポキシ樹
脂、ビスフェノ−ルＦ系エポキシ樹脂、あるいはトリメ
チロ−ルプロパントリグリシジルエ−テル等のグリシジ
ルエ−テル樹脂などの粘度が３６０〜１５００ｃｐｓ　
前後のエポキシ系樹脂を主体とする無溶剤樹脂ワニスを
使用し、突極界磁巻線を所定の温度に加熱した後、前記
エポキシ樹脂系の無溶剤樹脂ワニスを塗布し、しかる後
塗布膜を加熱硬化処理して絶縁塗膜層を形成すれよう構
成した。その結果、無溶剤樹脂ワニスの粘度が多少高く
ても、塗布面の温度が高いので容易に塗布できるととも
に、無溶剤樹脂ワニスのゲル化が促進され、ワニスが垂
れ落ちることなく比較的厚い絶縁塗膜層を１回の塗布作
業によって形成することが可能になり、合成樹脂ワニス
を用いた従来の絶縁処理方法に比べて絶縁処理作業を大
幅に省力化，省時間化できる利点が得られる。また、加
熱硬化工程では無溶剤であるためにピンホ−ルなどの欠
陥が生じがたく、湿潤雰囲気中でも絶縁抵抗が殆ど低下
しない極めて耐湿性能に優れた絶縁塗膜層を形成できる
。したがって、従来の絶縁処理方法で耐湿性能が低いこ
とにより発生した界磁巻線の地絡事故等のトラブルが排
除され、長期絶縁信頼性に優れた絶縁塗膜層を有する突
極界磁巻線を経済的にも有利に提供することができる。

【００１９】また、加熱された界磁巻線に硬化促進剤を
塗布した後、無溶剤樹脂ワニスを塗布するよう構成すれ
ば、塗布された無溶剤樹脂ワニスの内側から樹脂のゲル
化が始まってワニスの流動を拘束するので、従来より厚
みがより厚く耐湿性能に優れた絶縁塗膜層を、省力化，
省時間化した絶縁処理方法によって形成できる利点が得
られる。さらに、塗布面をあらかじめ粗面化処理してお
くことにより、界磁巻線に強固に固着し、突極界磁巻線
に作用する遠心力，振動，および熱応力に対する耐久性
の高い絶縁塗膜層を形成できる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例絶縁処理方法になる突極界磁
巻線の断面図

【図２】図１におけるＡ部の拡大図

【図３】従来の突極界磁巻線を示す断面図

【符号の説明】

１　　　　磁極鉄心 ２　　　　界磁巻線 ２Ａ　　コイル導体（裸導帯） ３　　　　端部絶縁 ４　　　　タ−ン間絶縁 ５　　　　鉄心絶縁 ７　　　　絶縁塗膜層 １７　　　　絶縁塗膜層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】裸銅帯をエッジワイズに複数回巻回し，各
   巻回間にタ−ン間絶縁を介装してなる界磁巻線が、Ｈ字
   状に近い断面形状の磁極鉄心の凹所内に強固に絶縁支持
   され、前記磁極鉄心の外周面を含む前記界磁巻線の外周
   部分がエポキシ樹脂系の無溶剤樹脂ワニスの硬化膜から
   なる絶縁塗膜層に覆われた突極界磁巻線において、前記
   突極界磁巻線を所定の温度に加熱した後、前記エポキシ
   樹脂系の無溶剤樹脂ワニスを塗布し、しかる後塗布膜を
   加熱硬化処理して絶縁塗膜層を形成することを特徴とす
   る突極界磁巻線の絶縁処理方法。
2. 【請求項２】突極界磁巻線を所定の温度に加熱した後、
   まず硬化促進剤を塗布し、しかる後エポキシ樹脂系の無
   溶剤樹脂ワニスを塗布することを特徴とする請求項１記
   載の突極界磁巻線の絶縁処理方法。
3. 【請求項３】エポキシ樹脂系の無溶剤樹脂ワニスの塗布
   面をあらかじめ粗面化処理する工程を含むことを特徴と
   する請求項１または請求項２記載の突極界磁巻線の絶縁
   処理方法。