JPH0467326B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0467326B2 JPH0467326B2 JP1754582A JP1754582A JPH0467326B2 JP H0467326 B2 JPH0467326 B2 JP H0467326B2 JP 1754582 A JP1754582 A JP 1754582A JP 1754582 A JP1754582 A JP 1754582A JP H0467326 B2 JPH0467326 B2 JP H0467326B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulation
- glass cloth
- coil
- plain
- woven glass
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F5/00—Coils
- H01F5/06—Insulation of windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電機線輪に係り、特に核融合装置用コ
イルの如く、通電によつて大きな電磁応力が加わ
るものに好適な電機線輪に関する。
イルの如く、通電によつて大きな電磁応力が加わ
るものに好適な電機線輪に関する。
一般的な電機線輪（以下コイルとする）を、第
１図に示す。該図の如く、通電コイル１は、コイ
ル導体２上に絶縁層３を施したものから構成され
る。この絶縁層３としては、プラスチツクフイル
ムプリプレグテープ、或いはプラスチツクフイル
ムテープにレジンを塗り込み半掛け５回〜８回巻
いた後、その上にプリプレグガラスクロステープ
を所定数巻き、そののち成形プレスにて所定形状
に成形し、しかる後所定温度でキユアし完成す
る。
１図に示す。該図の如く、通電コイル１は、コイ
ル導体２上に絶縁層３を施したものから構成され
る。この絶縁層３としては、プラスチツクフイル
ムプリプレグテープ、或いはプラスチツクフイル
ムテープにレジンを塗り込み半掛け５回〜８回巻
いた後、その上にプリプレグガラスクロステープ
を所定数巻き、そののち成形プレスにて所定形状
に成形し、しかる後所定温度でキユアし完成す
る。
ところで、核融合装置用コイルなどでは、磁場
を発生させるため通電によつて大きな電磁応力が
加わる。
を発生させるため通電によつて大きな電磁応力が
加わる。
特に核融合装置に使用される水平磁場、垂直磁
場コイルなどは、中心支柱から放射状に配置され
ているメガネサポートと呼ばれるコイル支持枠内
に配置されるため、通電によつて大きな電磁力が
加わると、コイル支持枠間のコイル絶縁層には支
持枠が固定梁の働きをするため曲げ応力、即ち曲
げひずみが最大0.8％が加わり、これがコイルの
生涯において５×104回繰り返される。このよう
な過大な曲げ応力の繰り返しによつて次第に絶縁
層の剛性が低下し、コイル本体の変位が大きくな
りコイル地場の乱れを生じてプラズマを不安定に
させることは勿論絶縁層の剛性低下と共に、絶縁
層が破断し絶縁破壊に至るようになり、遂には核
融合装置全体の長期間に亘る運転停止という事態
が起こる。
場コイルなどは、中心支柱から放射状に配置され
ているメガネサポートと呼ばれるコイル支持枠内
に配置されるため、通電によつて大きな電磁力が
加わると、コイル支持枠間のコイル絶縁層には支
持枠が固定梁の働きをするため曲げ応力、即ち曲
げひずみが最大0.8％が加わり、これがコイルの
生涯において５×104回繰り返される。このよう
な過大な曲げ応力の繰り返しによつて次第に絶縁
層の剛性が低下し、コイル本体の変位が大きくな
りコイル地場の乱れを生じてプラズマを不安定に
させることは勿論絶縁層の剛性低下と共に、絶縁
層が破断し絶縁破壊に至るようになり、遂には核
融合装置全体の長期間に亘る運転停止という事態
が起こる。
一般的なコイルも上述した様な絶縁構成である
ように、従来の核融合装置用コイルの絶縁構成も
第２図に示す如く、コイル導体２上にプラスチツ
クフイルム絶縁３ａを施し、その上に平織ガラス
クロステープ３ｂを巻回した外装絶縁を施こして
いる。この平織ガラスクロステープ３ｂは、通常
プリプレグ化したものが用いられ、テープのレジ
ン含有率は作業性（テープのべとつき、柔軟性）
などを考慮して43wt％〜48wt％が限度とされて
いる。また、縦横のガラスヤーン本数が同じで破
断伸びが２〜３％のものが用いられている。
ように、従来の核融合装置用コイルの絶縁構成も
第２図に示す如く、コイル導体２上にプラスチツ
クフイルム絶縁３ａを施し、その上に平織ガラス
クロステープ３ｂを巻回した外装絶縁を施こして
いる。この平織ガラスクロステープ３ｂは、通常
プリプレグ化したものが用いられ、テープのレジ
ン含有率は作業性（テープのべとつき、柔軟性）
などを考慮して43wt％〜48wt％が限度とされて
いる。また、縦横のガラスヤーン本数が同じで破
断伸びが２〜３％のものが用いられている。
従つて、従来の核融合装置用コイルにおいて、
プラスチツクフイルムと平織ガラスクロスとの複
合絶縁層を形成する場合、フイルム絶縁層が0.5
〜0.8mmに対し、平織ガラスクロス絶縁層が２〜
８mmり厚くなるため、上記した曲げ応力過程にお
いては、平織ガラスクロス層への応力分担がフイ
ルム絶縁層に比べて過大な分担になり、テープ自
体で２〜３％の破断伸びが一気に80％も低下し
0.4％〜0.6％になつてしまう。しかるに、これら
伸びの小さい平織ガラスクロス絶縁層３ｂでは、
前記最大曲げひずみ0.8％以上には耐えられない
ことになる。
プラスチツクフイルムと平織ガラスクロスとの複
合絶縁層を形成する場合、フイルム絶縁層が0.5
〜0.8mmに対し、平織ガラスクロス絶縁層が２〜
８mmり厚くなるため、上記した曲げ応力過程にお
いては、平織ガラスクロス層への応力分担がフイ
ルム絶縁層に比べて過大な分担になり、テープ自
体で２〜３％の破断伸びが一気に80％も低下し
0.4％〜0.6％になつてしまう。しかるに、これら
伸びの小さい平織ガラスクロス絶縁層３ｂでは、
前記最大曲げひずみ0.8％以上には耐えられない
ことになる。
このようにフイルム絶縁層と平織ガラスクロス
絶縁層の複合だけでは、曲げひずみに対する機械
特性が劣るため、過大な曲げ応力の加わる核融合
装置用コイルなどにそのまま適用するのは危険で
あり、耐機械応力特性向上を計ることは前記のよ
うな事故を防ぐ為にも甚だ重要なことであつた。
絶縁層の複合だけでは、曲げひずみに対する機械
特性が劣るため、過大な曲げ応力の加わる核融合
装置用コイルなどにそのまま適用するのは危険で
あり、耐機械応力特性向上を計ることは前記のよ
うな事故を防ぐ為にも甚だ重要なことであつた。
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、コイルの絶縁としてプラス
チツクフイルム絶縁と平織ガラスクロス絶縁を使
用したものであつても、曲げ応力に対する耐機械
応力特性を大巾に向上する電機線輪を提供するに
ある。
目的とするところは、コイルの絶縁としてプラス
チツクフイルム絶縁と平織ガラスクロス絶縁を使
用したものであつても、曲げ応力に対する耐機械
応力特性を大巾に向上する電機線輪を提供するに
ある。
本発明は電機線輪の絶縁層を構成する主絶縁を
プラスチツクフイルム絶縁、外装絶縁を平織ガラ
スクロス絶縁と該平織ガラスクロス絶縁よりも破
断伸びの大きいガラスクロス絶縁で構成すること
により所期の目的を達成するように成したもので
ある。
プラスチツクフイルム絶縁、外装絶縁を平織ガラ
スクロス絶縁と該平織ガラスクロス絶縁よりも破
断伸びの大きいガラスクロス絶縁で構成すること
により所期の目的を達成するように成したもので
ある。
即ち、本発明者は、破断伸びの大きい絶縁層と
小さい絶縁層の二層におけるコイル、及び積層板
の曲げ、及び引張り応力において、上記応力分担
が伸びの小さい絶縁層の方が大となり破断が先行
することを実験で確認して本発明に至つたもので
ある。
小さい絶縁層の二層におけるコイル、及び積層板
の曲げ、及び引張り応力において、上記応力分担
が伸びの小さい絶縁層の方が大となり破断が先行
することを実験で確認して本発明に至つたもので
ある。
以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を用いて説明する。
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を用いて説明する。
第３図に本発明の一実施例を示す。該図の実施
例でもコイル導体２に主絶縁であるプラスチツク
フイルム絶縁３ａを施し、更にその上に平織ガラ
スクロス絶縁３ｂを施しているが、本実施例では
平織ガラスクロス絶縁３ｂの外層に、この平織ガ
ラスクロス絶縁３ｂよりも弾性率が小さく、か
つ、破断伸びの大きいガラスクロス絶縁４を施し
外装絶縁を構成している。以下説明の都合上、プ
ラスチツクフイルム絶縁３ａをＰ、平織ガラスク
ロス絶縁３ｂをＧ、ガラスクロス絶縁４をG′と
それぞれ略記して説明する。
例でもコイル導体２に主絶縁であるプラスチツク
フイルム絶縁３ａを施し、更にその上に平織ガラ
スクロス絶縁３ｂを施しているが、本実施例では
平織ガラスクロス絶縁３ｂの外層に、この平織ガ
ラスクロス絶縁３ｂよりも弾性率が小さく、か
つ、破断伸びの大きいガラスクロス絶縁４を施し
外装絶縁を構成している。以下説明の都合上、プ
ラスチツクフイルム絶縁３ａをＰ、平織ガラスク
ロス絶縁３ｂをＧ、ガラスクロス絶縁４をG′と
それぞれ略記して説明する。
本実施例ではＰは厚さ0.06mmで、本実施例では
プリプレグポリイミドフイルムテープ、Ｇは厚さ
0.24mmで平織ガラスクロスプリプレグテープ、
G′は厚さ約0.3mmのガラステープであり、本実施
例ではガラストリコツトテープ（富士グラスフア
イバーKK製）をプリプレグ化したものを用い
た。テープ幅は全て25mmである。
プリプレグポリイミドフイルムテープ、Ｇは厚さ
0.24mmで平織ガラスクロスプリプレグテープ、
G′は厚さ約0.3mmのガラステープであり、本実施
例ではガラストリコツトテープ（富士グラスフア
イバーKK製）をプリプレグ化したものを用い
た。テープ幅は全て25mmである。
これらのテープを導体断面積3.2mm×20mm、長
さ300mmの銅バーに、従来コイル例としてＰ半掛
５回＋Ｇ半掛け５回巻きし、本発明の一実施例で
は、Ｐ半掛け５回＋Ｇ半掛け２回＋G′半掛け３
回巻きした。コイル成形は130℃中で15hで行な
い、成形後のコイル絶縁層厚みが約2.5mmになる
ように成形圧力を調整した。
さ300mmの銅バーに、従来コイル例としてＰ半掛
５回＋Ｇ半掛け５回巻きし、本発明の一実施例で
は、Ｐ半掛け５回＋Ｇ半掛け２回＋G′半掛け３
回巻きした。コイル成形は130℃中で15hで行な
い、成形後のコイル絶縁層厚みが約2.5mmになる
ように成形圧力を調整した。
主電極、コロナシールド塗布後、中央集中荷重
方式（三点曲げ）により、曲げひずみと絶縁破壊
電圧保持率の関係を求めた。
方式（三点曲げ）により、曲げひずみと絶縁破壊
電圧保持率の関係を求めた。
その結果を第４図に示す。該図は縦軸に絶縁破
壊電圧保持率（％）を、横軸に曲げひずみ（％）
をとり、この関係を上記従来例Ｘの構成と実施例
Ｙの構成とで比較したものである。
壊電圧保持率（％）を、横軸に曲げひずみ（％）
をとり、この関係を上記従来例Ｘの構成と実施例
Ｙの構成とで比較したものである。
該図からも明らかな如く、Ｐ＋Ｇ構成の従来例
Ｘでは、ひずみ0.7％で絶縁破壊電圧保持率が低
下傾向を示し、それが、ひずみ0.8％で急激に低
下するのに対し、Ｐ＋Ｇ＋G′構成の本実施例Ｙ
ではひずみ0.9％から絶縁破壊電圧保持率が漸次
低下し始め1.0％で従来例Ｘの約半分に低下する。
Ｘでは、ひずみ0.7％で絶縁破壊電圧保持率が低
下傾向を示し、それが、ひずみ0.8％で急激に低
下するのに対し、Ｐ＋Ｇ＋G′構成の本実施例Ｙ
ではひずみ0.9％から絶縁破壊電圧保持率が漸次
低下し始め1.0％で従来例Ｘの約半分に低下する。
このように上記した実施例Ｙでは、従来例Ｘに
比べ絶縁破壊電圧保持率に対する曲げひずみで約
30％アツプと耐機械力特性の向上が計れる。
比べ絶縁破壊電圧保持率に対する曲げひずみで約
30％アツプと耐機械力特性の向上が計れる。
次に本発明の一実施例による効果を更に明確に
するため、前記と同じ絶縁構成で厚さ約2.5mmの
積層板を作り、三点曲げ方式による曲げ応力σと
ひずみεの関係を求めた。
するため、前記と同じ絶縁構成で厚さ約2.5mmの
積層板を作り、三点曲げ方式による曲げ応力σと
ひずみεの関係を求めた。
その結果を第５図に示す。該図は縦軸に曲げ応
力σ（Ｋｇ／mm2）を、横軸にε（％）をとり、従来
例Ｘと本実施例Ｙの構成におけるＰ，Ｇ，G′層
の破断点を調べた結果を表わす。
力σ（Ｋｇ／mm2）を、横軸にε（％）をとり、従来
例Ｘと本実施例Ｙの構成におけるＰ，Ｇ，G′層
の破断点を調べた結果を表わす。
該図よりも明らかな如く、Ｐ＋Ｇ構成の従来例
Ｘではε＝0.7％でＧ層破断（Gx点）が先行し、
最終的にＰ層破断（PX点）に至つている。これ
に対してＰ＋Ｇ＋G′構成の本実施例Ｙでは、Ｇ
層破断（GY点）の発生が先行するが、この時の
ひずみはε＝0.9％と従来例Ｘに比べ約30％向上
している。これは両側層にＧ層よりも破断伸びの
大きい、かつ、ヤング率の小さい層が存在するた
めＧ層への応力緩和がなされるためと考えられ
る。
Ｘではε＝0.7％でＧ層破断（Gx点）が先行し、
最終的にＰ層破断（PX点）に至つている。これ
に対してＰ＋Ｇ＋G′構成の本実施例Ｙでは、Ｇ
層破断（GY点）の発生が先行するが、この時の
ひずみはε＝0.9％と従来例Ｘに比べ約30％向上
している。これは両側層にＧ層よりも破断伸びの
大きい、かつ、ヤング率の小さい層が存在するた
めＧ層への応力緩和がなされるためと考えられ
る。
以上の実験結果より、本実施例の構成とするこ
とにより、曲げ応力に対する耐機械応力特性が従
来例より大巾に向上することがわかり、本実施例
を採用することにより、コイル絶縁破壊が防止さ
れ信頼性が向上する。特に核融合装置用コイルの
場合には、コイル磁場の乱れがなくプラズマが安
定化するので非常に有効である。
とにより、曲げ応力に対する耐機械応力特性が従
来例より大巾に向上することがわかり、本実施例
を採用することにより、コイル絶縁破壊が防止さ
れ信頼性が向上する。特に核融合装置用コイルの
場合には、コイル磁場の乱れがなくプラズマが安
定化するので非常に有効である。
尚、上記した実施例では、外装絶縁の最外層側
に巻回したG′層を形成するガラスクロステープ
として、トリコツト編みガラスクロステープを用
いたが、バイアス編ガラステープ、綾織ガラステ
ープを使用しても同様の効果がある。また、プリ
プレグ化を計らなくても作業性を考えない、例え
ば巻回後、加熱硬化ができない複雑な絶縁部分に
は、レジン塗込み方式で行なつても同様な効果が
ある。
に巻回したG′層を形成するガラスクロステープ
として、トリコツト編みガラスクロステープを用
いたが、バイアス編ガラステープ、綾織ガラステ
ープを使用しても同様の効果がある。また、プリ
プレグ化を計らなくても作業性を考えない、例え
ば巻回後、加熱硬化ができない複雑な絶縁部分に
は、レジン塗込み方式で行なつても同様な効果が
ある。
以上説明した本発明の電機線輪によれば、コイ
ル導体にプラスチツクフイルム絶縁を施して成る
主絶縁上に、平織ガラスクロス絶縁を施し、この
外層に該平織ガラスクロス絶縁より破断伸びの大
きいガラスクロス絶縁を設けたものであるから、
このガラスクロス絶縁により最大曲げひずみに十
分耐えることができ、従つて、曲げ応力に対する
耐機械応力特性が大巾に向上することができる。
ル導体にプラスチツクフイルム絶縁を施して成る
主絶縁上に、平織ガラスクロス絶縁を施し、この
外層に該平織ガラスクロス絶縁より破断伸びの大
きいガラスクロス絶縁を設けたものであるから、
このガラスクロス絶縁により最大曲げひずみに十
分耐えることができ、従つて、曲げ応力に対する
耐機械応力特性が大巾に向上することができる。
第１図は一般的なコイルを示す縦断面図、第２
図はそのＡ−A′断面図、第３図は本発明のコイ
ルの一実施例を示す断面図で第２図に相当する
図、第４図は本発明者の実験結果を示し、絶縁破
壊電圧保持率と曲げひずみの関係について従来例
と本発明の例を比較した特性図、第５図は本発明
者の実験結果を示し、曲げ応力とひずみの関係に
おける各絶縁層を破断点について従来例と本発明
の例を比較した特性図である。 １……コイル、２……コイル導体、３……絶縁
層、３ａ……プラスチツクフイルム絶縁、３ｂ…
…平織ガラスクロス絶縁、４……ガラスクロス絶
縁。
図はそのＡ−A′断面図、第３図は本発明のコイ
ルの一実施例を示す断面図で第２図に相当する
図、第４図は本発明者の実験結果を示し、絶縁破
壊電圧保持率と曲げひずみの関係について従来例
と本発明の例を比較した特性図、第５図は本発明
者の実験結果を示し、曲げ応力とひずみの関係に
おける各絶縁層を破断点について従来例と本発明
の例を比較した特性図である。 １……コイル、２……コイル導体、３……絶縁
層、３ａ……プラスチツクフイルム絶縁、３ｂ…
…平織ガラスクロス絶縁、４……ガラスクロス絶
縁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コイル導体にプラスチツクフイルム絶縁を施
して成る主絶縁と、該主絶縁の上に平織ガラスク
ロス絶縁を施して成る外装絶縁とを備えた電機線
輪において、前記外装絶縁は平織ガラスクロス絶
縁の外層に、該平織ガラスクロス絶縁より破断伸
びの大きいガラスクロス絶縁を備えていることを
特徴とする電機線輪。 ２ 前記主絶縁をポリイミドフイルム絶縁、外装
絶縁を平織ガラスクロス絶縁とトリコツト編みガ
ラス絶縁で構成することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の電機線輪。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1754582A JPS58135610A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 電機線輪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1754582A JPS58135610A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 電機線輪 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58135610A JPS58135610A (ja) | 1983-08-12 |
| JPH0467326B2 true JPH0467326B2 (ja) | 1992-10-28 |
Family
ID=11946881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1754582A Granted JPS58135610A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 電機線輪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58135610A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0658874U (ja) * | 1993-02-03 | 1994-08-16 | 丸章工業株式会社 | ケース付はさみ |
| EP3432451B1 (de) * | 2017-07-21 | 2021-07-21 | Siemens Mobility GmbH | Spule mit deckband aus hochleistungsmaterial |
-
1982
- 1982-02-08 JP JP1754582A patent/JPS58135610A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58135610A (ja) | 1983-08-12 |
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