旋转电机的线圈制造技术

在线材(111)上形成有线材绝缘层(112)、层间绝缘层(113)。主绝缘层(114)是卷绕高导热性云母带而形成的。在线圈端部形成有由热缩材料构成的第1外层绝缘层(115)和由高导热性树脂构成的第2外层绝缘层(116)。由此，能够使线圈中的特别是线圈端部的导热性提高而提高冷却性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机的线圈
本专利技术涉及旋转电机的线圈，设法通过采用独特的材料作为线圈绝缘层的绝缘材料，以提高特别是线圈端部的冷却性能。
技术介绍
由于运转时在发电机中流过几1000A以上的大电流，所以为了抑制过热，一般使用空气、氢、水等制冷剂来进行发电机的冷却。在假如不进行冷却的情况下，会产生至少100℃以上的升温，构成发电机的树脂材料会劣化，因此导致故障发生。因此，冷却技术非常重要。在此，说明发电机的定子线圈的现有构造。图4是示出现有技术的发电机的定子线圈10的剖面图。如该图所示，在线材11的外周面形成有线材绝缘层12。通过4根施加有线材绝缘层12的线材11形成线材束。在该线材束的外周面(线材绝缘层12中的、位于线材束的外周面的部分)形成有层间绝缘层13。以排列4根形成有层间绝缘层13的线材束的状态形成线材组。在该线材组的外周面(层间绝缘层13中的、位于线材组的外周面的部分)形成有主绝缘层14。在主绝缘层14的外周面形成有外层绝缘层15。外层绝缘层15保护主绝缘层14使其免受尘埃、湿气、线圈间电压等的影响。定子线圈10的主绝缘层14等绝缘层一般使用云母带。云母带是以玻璃纤维或树脂材料为基材，对该基材涂满云母粉并用粘接材料粘接而成的带。由于云母具有优异的绝缘特性，所以通过使用云母带能够减少线圈绝缘材料的量。接下来，参照专利文献1、2说明发电机等旋转电机的线圈的现有的冷却手法。此外，将线圈中的位于铁芯的内部(形成于铁芯的槽之内)的部分称为线圈侧部，将线圈中的位于铁芯的外部(形成于铁芯的槽之外)的部分称为线圈端部。关于提高线圈中的线圈侧部的冷却性能，如专利文献1(专利第5159812号公报)所示，通过使用导热性高的绝缘材料作为线圈侧部的绝缘层的材料来提高冷却性能。另一方面，关于线圈中的线圈端部的冷却，一般如专利文献2(日本特开2012-100458号公报)所示，通过控制制冷剂的流动来提高冷却性能。线圈端部不与金属(铁芯)接触，而且存在线圈绝缘材料间的粘附性恶化而易于产生空隙的课题，所以即使对线圈端部使用导热性高的绝缘材料，也无法使冷却性能提高很多。因此，为了使线圈端部冷却，控制制冷剂的流动而使线圈端部高效地暴露于制冷剂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5159812号公报专利文献2：日本特开2012-100458号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在此通过提高线圈端部的冷却性能，能够期待提高铁芯内部的冷却效率。例如，在空气冷却的情况下，通过提高线圈端部的冷却性能，能够以更少的空气流量来使线圈温度降低。如果能够减少线圈端部的流量，则能够相应地增大铁芯内部的空气流量。因此，能够提高铁芯内部的冷却效率。根据上述理由，尤其着眼于绝缘材料，如果能够提高线圈端部处的绝缘层的热导率，则不仅能够提高线圈端部的冷却性能而且还能够提高包括铁芯内部的旋转电机的冷却性能。但是，以往还不存在高效地提高线圈端部的绝缘层的热导率的技术。本专利技术鉴于上述情形，目的在于提供一种能够高效地提高线圈端部的绝缘层的热导率、并由此提高还包括线圈端部、铁芯内部的旋转电机的冷却性能的旋转电机的线圈。解决技术问题的技术方案达到上述目的的本专利技术是一种旋转电机的线圈，在多个线材的外周侧配置有主绝缘层，所述旋转电机的线圈的特征在于，所述主绝缘层是卷绕高导热性云母带而构成的，在所述线圈的线圈端部，在所述主绝缘层的外周面形成有由热缩材料构成的第1外层绝缘层，在所述线圈的线圈端部，在所述第1外层绝缘层的外周面形成有由高导热性树脂材料构成的第2外层绝缘层。另外，本专利技术的特征在于，所述高导热性云母带是在云母带中含有高导热性材料的带。另外，本专利技术的特征在于，所述高热导电性云母带的热导率为0.4～1.2W/mK。另外，本专利技术的特征在于，所述热缩材料是热缩性高分子材料带。另外，本专利技术的特征在于，所述高导热性树脂材料是液晶聚合物或者高导热性聚苯硫醚、或者在树脂材料中混合导热性高的填充材料而得到的材料。专利技术效果根据本专利技术，能够提高旋转电机的线圈中的、特别是线圈端部的导热性，不仅能够提高线圈端部的冷却性能，而且还能够提高包括线圈侧部在内的旋转电机的整体的冷却性能。附图说明图1是示出本专利技术的实施例的发电机的定子线圈中的线圈端部的剖面图。图2是示出与线圈端部的导热有关的影像的影像图。图3A是示出与线圈端部的导热有关的影像的影像图，示出高导热绝缘系统的导热的影像。图3B是示出与线圈端部的导热有关的影像的影像图，示出现有绝缘系统的导热的影像。图4是示出现有技术的发电机的定子线圈的剖面图。符号说明10、110：定子线圈；11、111：线材；12、112：线材绝缘层；13、113：层间绝缘层；14、114：主绝缘层；15：外层绝缘层；115：第1外层绝缘层；116：第2外层绝缘层具体实施方式以下，根据实施例详细说明本专利技术的旋转电机的线圈。〔实施例〕图1是示出本专利技术的实施例的发电机的定子线圈110中的线圈端部的剖面图。如该图所示，在线材111的外周面形成有线材绝缘层112。通过4根施加有线材绝缘层112的线材111形成线材束。在该线材束的外周面(线材绝缘层112中的位于线材束的外周面的部分)形成有层间绝缘层113。以排列4根形成有层间绝缘层113的线材束的状态形成线材组。在该线材组的外周面(层间绝缘层113中的位于线材组的外周面的部分)形成有主绝缘层114。即，主绝缘层114配置于多个线材111的外周侧。该主绝缘层114是卷绕高导热性云母带而形成的。高导热性云母带是含有如六方晶氮化硼的高导热性材料(高导热性填充物材料)的云母带，是市面销售的云母带。高导热性云母带的热导率为0.6W/mK左右，与现有产品的云母带相比具有1.5倍左右的导热性，作为绝缘系统，与现有产品相比，热导率提高到2倍左右。此外，作为高导热性云母带，还有采用氧化铝、氧化铍、氧化镁、氮化铝、碳化硅等作为高导热性填充物材料的情况。根据高导热性填充物材料的种类和量，高导热性云母带的热导率为0.4～1.2W/mK。因此，也可以使用这样的高导热性云母带形成主绝缘层114。在定子线圈110中的线圈端部，在主绝缘层114的外周面形成有第1外层绝缘层115。第1外层绝缘层115由热缩材料形成。作为该热缩材料，能够使用热缩聚酯纤维带、PET(聚对苯二甲酸)带等热缩性高分子材料带。在制造发电机的定子的过程中，有加热压缩、真空加压浸渍等热处理工序，所以由热缩材料形成的第1外层绝缘层115在热处理工序中热收缩，锁住主绝缘层114。在作为一般的值将云母带的线膨胀系数设为30×10-6m/℃的情况下，在定子线圈110被加热至100℃时，主绝缘层114的膨胀率相对绝缘层1mm为1％～2％。相对于此，热缩带的膨胀率为3％以上，所以具有防止由于云母带膨胀而粘附性降低/产生空隙、并且填补初始产生的微小的空隙的效果。此外，还能够卷绕聚醚醚酮(PEEK)带、聚烯烃带来形成第1外层绝缘层115。在定子线圈110中的线圈端部，在第1外层绝缘层115的外周面形成有第2外层绝缘层116。第2外层绝缘层116由高导热性树脂材料形成。作为高导热性树脂材料，能够应用例如液晶聚合物(LCP)、高导热性聚苯硫醚(PPS)等。高导热性PPS具有28.5W/m·K的热导率。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机的线圈，在多个线材的外周侧配置有主绝缘层，所述旋转电机的线圈的特征在于，所述主绝缘层是卷绕高导热性云母带而构成的，在所述线圈的线圈端部，在所述主绝缘层的外周面形成有由热缩材料构成的第1外层绝缘层，在所述线圈的线圈端部，在所述第1外层绝缘层的外周面形成有由高导热性树脂材料构成的第2外层绝缘层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.05 JP 2015-0432211.一种旋转电机的线圈，在多个线材的外周侧配置有主绝缘层，所述旋转电机的线圈的特征在于，所述主绝缘层是卷绕高导热性云母带而构成的，在所述线圈的线圈端部，在所述主绝缘层的外周面形成有由热缩材料构成的第1外层绝缘层，在所述线圈的线圈端部，在所述第1外层绝缘层的外周面形成有由高导热性树脂材料构成的第2外层绝缘层。2.根据权利要求1所述的旋转电机的线圈，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：明石康行，田所妙实，
申请(专利权)人：株式会社明电舍，
类型：发明
国别省市：日本,JP