JPS60187246A - 回転電機の突極界磁 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は回転電機の突極界磁に関するものである。

〔発明の背景〕

磁極に銅帯が平打巻された界磁線輪の銅帯の巻回間の絶
縁は通常、銅帯の巻回間（巻回銅帯間）に挿入したシェ
ラツク系またはこれと類似の合成樹脂系の接着剤で接着
した石綿紙の層間絶縁物で構成されていた。そして所定
寸法の強固な一体の界磁線輪をつくるため圧縮機により
層間絶縁物を挿入した界磁線輪を熱間加圧して、隣接す
る銅帯の巻回間を絶縁していた。

ところでこの石綿紙は接着剤を含浸し難いので石綿紙の
層間絶縁物中に接着剤の含浸不足による剪断力の弱い部
分を生じ、切断し易い欠点がある石綿紙は導電性粒子お
よび塩類を含有しており、比較的大きな吸湿性を有して
いる。このため層間絶縁物の絶縁性能が低下し、銅帯の
巻回間に短絡の発生する恐れがある。

このように層間絶縁物中に導電性粒子などの硬質な異物
が含有されていると、巻回した銅帯間すなわち巻回銅帯
間で高圧力焼付された場合に軟質な石綿紙は圧縮変形を
受けて薄くなるが、硬質な異物は変形しないので当初の
形状を維持し、石綿紙の厚さを突き破った形で巻回銅帯
間を短絡する。

例え突き破らなくても巻回銅帯間において硬質な異物の
距離は変らないので、軟質な石綿紙の基材厚さに占める
硬質な異物の割合が増大し、巻回銅帯間の絶縁距離が減
少する。従って異物の混在する部分は電界集中が生じ、
電気的には不安定な部分放電から絶縁破壊に至ることが
ある。そして一度放電すると、放電した部分は加熱され
て炭化するので導電性を増し、電機の運転停止に伴う圧
力変化で部分接触あるいは部分放電を繰返し、放電規模
が大きくなって層間絶縁物の焼損から巻回銅帯の溶損を
生じ、逐には電機を運転不能にしてしまう。

ところで実際の作業では巻回銅帯の反シや変形などによ
シ線輪焼付面に全面均一な圧力を加えることが困難で、
焼付圧力に局部的な差を生じ、特に剪断力が低く圧縮弾
性率の小さい石綿紙の眉間絶縁物では焼付圧力の過大部
で眉間絶縁物が損傷し、崩れを生ずる。そして長期にわ
たるμ転によって石綿紙の基材の繊維間の絡み合いが弱
まって繊維が離間し、逐には透視できるようになり、絶
縁耐力が極端に低下するようになる。

このような石綿紙の有している多孔質で圧縮代の大きい
欠点およびシェラツク系フェスとの共用によって生ずる
吸湿による絶縁抵抗低下の欠点を避けるため、芳香族ポ
リアミド紙例えばノメックスとレゾール型フェノール樹
脂およびポリビニルブチラールを主成分とする絶縁フェ
スとの共用が提案されているが、これには次に述べるよ
うな欠点があった。ノメツクスは高絶縁破壊強度を持っ
た極薄で、かつ柔軟性のある紙で熱圧をかけた所謂カレ
ンダ品と熱圧をかけない所謂非カレンダ品とに大別でき
るが、カレンダ品は緻密な組織のため樹脂の含浸性に乏
しく、表面への樹脂保持は可能であるが内層への浸透性
がないため、均質性に欠ける。非カレンダ品は密度を低
くして多孔質としたものであるが、この多孔質の空洞の
大部分は本質的には大規模なフェス真空含浸によらなけ
れば含浸が困難であシ、かつ上述のように圧縮代が大き
い。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点に鑑みなされたものであシ、巻回銅帯
間の絶縁を長期にわたって維持することを可能とした回
転電機の突極界磁を提供することを目的とするものであ
る。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は磁極と、この磁極に巻回された界磁線
輪とを備え、前記界磁線輪は銅帯が平打巻されると共に
、この平打巻゛され、巻回された銅帯間には接着剤を有
する眉間絶縁物が挿入され、かつこの層間絶縁物は加熱
・加圧によシ前記接着剤で前記巻回した銅帯間に接着さ
れている回転電機の突極界磁において、前記層間絶縁物
を、ガラス繊維混抄芳香族ポリアミド紙と、このガラス
繊維混抄芳香族ポリアミド紙に塗布した半硬化状態のエ
ポキシ系樹脂の前記接着剤とで構成したことを特徴とす
るものであシ、これによって層間絶縁物は巻回銅帯間に
その銅帯間の変化に追従して接着されるようになる。

発明者等はどのようにすれば巻回銅帯間の絶縁を長期に
わたって維持することができるかを検討した。平打巻さ
れた銅帯はその千打曲げ部において塑性変形が生じて銅
帯断面が変形する。界磁線輪では切削や加圧などで塑性
変形を修正し銅帯表面を平滑に仕上げるが、一般には変
形の全くない形に修復することができない。従って界磁
線輪とｔ７て銅帯を巻回・積層して加圧・焼付する場合
には、曲げ部における焼付圧力は銅帯の塑性変形の修正
具合によｐ極めて変動し易く、部分的な過不足が生ずる
。過大な圧力下では層間絶縁物は圧縮されて沿縮崩れを
生じ、破壊する。過小な圧力下における部分では巻回銅
帯間の離間が大きく、巻回銅帯と層間絶縁物との間に空
隙を生じ、層間絶練物の接着力が発揮されず層間絶縁物
が離脱する危険があシ、電気特性を悪化させる。

このような製作上で生じ易い銅帯変形に基づく巻回銅帯
の離間に対し眉間絶縁物がよく追従して接着してくれれ
ば、巻回銅帯と層間絶縁物との間に空隙を生じたり、層
間絶縁物が離脱したシする問題をなくすことができる。

それには層間絶縁物として樹脂の含浸性、保持性がよく
、かつ弾性率の大きいものが望ましい。このような層間
絶縁物であれば焼付圧力の変化にも追従して巻回銅帯間
をよく接着するようになる。このような層間絶縁物の基
材として芳香族ポリアミド紙にガラス繊維を混抄したガ
ラス繊維混抄芳香族ポリアミド紙に着目した。

ガラス繊維を芳香族ポリアミド紙中に混抄させれば、ガ
ラス繊維の持つ濡れ性が発揮されて芳香族ポリアミド紙
中に樹脂の浸透層を形成することができるのみならず、
ガラス繊維自身が良好な耐剪断力性、高弾性率を有して
いるので、層間絶縁物として広範囲な焼付圧力条件への
適合性を高めることかできる。このガラス繊維には電気
絶縁用の極細のガラス繊維を使用し、これを約５０多程
度混抄・分散させ、樹脂を含浸・保持し易い多くの浸透
層を設けてやる。このようにすれば樹脂は芳香族ポリア
ミド紙の中の多くの浸透層中に流れ、分散保持されて樹
脂が一様に含浸された均質な層間絶縁物が得られるのみ
ならず、中粘度樹脂までの含浸が可能となって樹脂の選
択性が拡大し、樹脂含浸後にこの含浸した樹脂を半硬化
状態にしておく所謂プリプレグ化も改善することができ
る。

そしてこのガラス繊維の混抄率を調整すれば層間絶縁物
としての引張強さ、圧縮強さが改善できるのみならず、
密着性、屈曲性も変化させることができる。従って重性
変形によって銅帯断面が菱形する銅帯の千打曲げ部など
でも、界磁線輪の加熱・加圧を通して局部的な焼付圧力
の変動を伴う寸法差が吸収できる。

巻回銅帯間すなわち層間の絶縁破壊電圧は実用レベルで
数１０Ｖを有すれば十分であシ、このためには隣接する
巻回銅帯間が所定の距離を維持しておれば十分であるが
、層間絶縁物中にガラス繊維を混抄すれば無機質である
ガラス繊維が高圧力下でも粉砕されずに残存するように
なって、所定の巻回銅帯間の距離が維持されるようにな
シ、巻回銅帯間の絶縁性能を保持し、短絡が防止できる
。

このようなガラス繊維混抄芳香族ポリアミド紙にエポキ
シ系樹脂であるビス７ナノールＡおよびエポキシ・ノボ
ラック樹脂にジシアンジアミドの硬化剤を配合したもの
を塗布し、これをプリプレグ状にしておき、使用に当っ
てはこれを適当な幅に切断して使用する。すなわち適当
な幅に切断したものを隣接銅帯間に配設した後に、塗布
樹脂である接着剤が十分硬化する温度が加熱し、かつ圧
縮機で最終寸法になるまで加圧することにより、層間絶
縁物は接着剤でよく含浸・保持され、かつ接着剤で層間
絶縁物と巻回銅帯とがよく接着されるようになる。

これらのことが明らかとなったので、本発明では層間絶
縁物をガラス繊維混抄芳香族ポリアミド紙と、このガラ
ス繊維混抄芳香族ポリアミド紙に塗布した半硬化状態の
エポキシ系樹脂の接着剤とで構成した。このようにする
ことによシ巻回銅帯間の絶縁を長期にわたって維持する
ことを可能とした回転電機の突極界磁を得ることを可能
としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図および第２図には本発明の一実施例が示されている
。同図に示されているように回転電機の突極界磁は磁極
１に界磁線輪２が巻回して構成されている。そして磁極
１は鉄心１ａと界磁線輪２を支持し、遠心力による界磁
線輪２の中径方向への移動を抑制する磁極端１ｂとから
構成され、界磁線輪２は鉄心１ａに銅帯２ａが巻回して
構成され、界磁線輪２と磁極端１ｂとの間には絶縁カラ
ー３が挿入され、また界磁庫輪２と鉄心１ａとの間には
絶縁スリーブ４が挿入きれている。

このように構成された突極界磁で巻回した銅帯２ａすな
わち巻回銅帯２８間には層間絶縁物５が挿入されている
が、本実施例ではこの層間絶縁物５を、ガラス繊維混抄
芳香族ポリアミド紙５ａと、このガラス繊維混抄芳香族
ポリアミド紙５ａに塗布した半硬化状態のエポキシ系樹
脂の接着剤５ｂとで構成した。このようにすることによ
シ層間絶縁物５は巻回銅帯２ａ間にその銅帯２ａ間の変
化に追従して接着するようになって、巻回銅帯２ａ間の
絶縁を長期にわたって維持することを可能とした回転電
機の突極界磁を得ることができる。

すなわち層間絶縁物５の基材であるガラス繊維混抄芳香
族ポリアミド紙５ａを、芳香族ポリアミド紙５Ｃにガラ
ス繊維５ｄを混抄してつくった。このようにしてつくっ
たガラス繊維混抄芳香族ポリアミド紙５ａに接着剤５ｂ
のエポキシ系樹脂であるビスフェノールＡおよびエポキ
シ・ノボラック系樹脂にジシアンジアミドの硬化剤を配
合したものを塗布し、塗布後は乾燥炉を通過させてプリ
プレグに仕上げた。従ってこのようにプリプレグ化した
層間絶縁物５を巻回銅帯２ａ間に挿入して加熱・加圧す
れば、層間絶縁物５の基材をガラス繊維混抄芳香族ポリ
アミド紙５ａで形成したので、接着剤５ｂはガラス繊維
５ｄの浸透層に含浸・保持すれ、かつこの含浸・保持さ
れた接着剤５ｂで層間絶縁物５は巻回銅帯ＩＩ＠２ａ間
にその銅帯２ａ間の変化に追従して接着するようになっ
て、巻回銅帯２８間は層間絶縁物５で保持されるように
なシ、巻回銅帯２８間すなわち層間の絶縁、を長期にわ
たって維持することができる。

なおガラス繊維混抄芳香族ポリアミド紙としては例えば
日本アロマ製のＧＡＵ紙が使用できる。

〔発明の効果〕

上述のように本発明は層間絶縁物が巻回銅帯間にその銅
帯間の変化に追従して接着されるようになって、巻回銅
帯間の絶縁が長期にわたって維持されるようになシ、巻
回銅帯間の絶縁を長期にわたって維持することを可能と
した回転電機の突極界磁を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転電機の突極界磁の一実施例の縦断
側面図、第２図は同じく一実施例の層間絶−物の構成を
示す縦断側面図である。 １・・・磁極、１ａ・・・鉄心、１ｂ・・・磁極端、２
・・・界磁線輪、２ａ・・・銅帯、３・・・絶縁カラー
、４・・・絶縁スリーブ、５・・・層間絶縁物、５ａ・
・・ガラス繊維混抄芳香族ポリアミド紙、５ｂ・・・接
着剤　５ｃ・・・芳香族ポリアミド紙、５ｄ・・・ガラ
ス繊維。 代理人　弁理士　高橋明夫 第１図 １０゜ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁極と、この磁極に巻回された界磁線輪とを備え、
   前記界磁線輪は銅帯が平打巻されると共に、この平打巻
   され、巻回された銅帯間には接着剤を有する層間絶縁物
   が挿入され、かつこの層間絶縁は加熱・加圧によシ前記
   接着剤で前記巻回した銅帯間に接着されている回転電機
   の突極界磁において、前記層間絶縁物を、ガラス繊維混
   抄芳香族ポリアミド紙と、このガラス繊維混抄芳香族ポ
   リアミド紙に塗布した半硬化状態のエポキシ系樹脂の前
   記接着とで構成したことを特徴とする回転電機の突極界
   磁。 ２　前記ガラス繊維混抄芳香族ポリアミド紙が、芳香族
   ポリアミド紙にガラス繊維が混抄されたものである特許
   請求の範囲第１項記載の回転電機の突極界磁。 ３、前記エポキシ系樹脂の接着剤が、ビスフェノールＡ
   およびエポキシ０ノボラツク樹脂にジシアンジアミドの
   硬化剤が配合されたものである特許請求の範囲第１項記
   載の回転電機の突極界磁。