(57)【要約】【課題】インバータ駆動時にも巻線間で部分放電および部分放電劣化が発生せず課電寿命が従来の商用周波駆動モータと同等であり、かつ、モータ巻線の溶接部や異相間が短絡しないモータを提供すること。【解決手段】導体素線上に形成された絶縁皮膜と、その表面に形成された導電性皮膜を有する複合皮膜素線により複数ターンの巻線が構成され、上記導電性皮膜を介して隣接する複合素線が接触して、隣接する巻線の絶縁皮膜間の電位差を緩和するように構成した耐サージモータ。【選択図】  図２
2004254457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体素線上に形成された絶縁皮膜と、その表面に形成された、表面抵抗が１ＭΩ以下の導電性皮膜を有する複合皮膜素線により複数ターンの巻線が構成され、上記導電性皮膜を介して隣接する複合素線が接触し、かつモータの定格電圧に応じて上記導電性皮膜の端部から巻線導体接続部までの絶縁距離を設けたことを特徴とする耐サージモータ。
【請求項２】
前記巻線の絶縁皮膜上に導電性ワニスを塗布するか、上記巻線のスロット挿入部の空隙に導電性ワニスを含浸して上記導電性皮膜を形成したことを特徴とする請求項１記載の耐サージモータ。
【請求項３】
前記巻線の前記導電性皮膜をモータの定格電圧に応じて上記巻線の接続部まで形成し、上記導電性皮膜と絶縁皮膜の少なくとも境界部分に絶縁ワニスが塗布されていることを特徴とする請求項１又は２記載耐サージモータ。
【請求項４】
前記巻線の前記導電性皮膜をモータの定格電圧に応じて除去し、上記導電性皮膜と絶縁皮膜の少なくとも境界部分に絶縁ワニスが塗布されていることを特徴とする請求項１又は２記載の耐サージモータ。
【請求項５】
絶縁電線表面の導電性皮膜あるいは導電性ワニスの表面抵抗値を１ｋΩ〜１ＭΩの範囲としたことを特徴とする請求項１記載の耐サージモータ。
【請求項６】
導電性皮膜あるいは導電性ワニスが導電性高分子を含むことを特徴とする請求項１の耐サージモータ。
【請求項７】
導体素線上に形成された絶縁皮膜と、その表面に形成された導電性皮膜を有する複合皮膜素線により複数ターンの巻線が構成され、上記導電性皮膜を介して隣接する複合皮膜素線が接触して、隣接する巻線の絶縁皮膜間の電位差を緩和するように構成したことを特徴とする耐サージモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合皮膜素線を用いた巻線を備えたインバータ駆動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギー化を目的にモータの駆動にインバータ電源が広く用いられている。しかしながら、モータをインバータ電源で駆動する場合、インバータの発する急峻なサージ電圧が原因となり、モータの巻線ターン間に従来の商用周波電源駆動時に比し高い電圧が発生することが報告されている。このような報告例には、例えば電気学会技術報告第７３９号、ｐ．１４〜２０（非特許文献１）がある。
【０００３】
従来、インバータサージに伴うモータ巻線ターン間の分担電圧増加問題には、例えば電気学会技術報告第７３９号、ｐ．４３〜４６にあるように、巻線に使用する絶縁電線の絶縁皮膜の厚さを厚くする、ワニス処理をする、耐コロナ性に優れた絶縁電線を使用するなどの対策が行なわれてきた。
【０００４】
また、特開平１０−４１１２２号公報（特許文献１）のように、電線に導電性皮膜を設けるかモータ巻線に導電性ワニスを含浸し、部分放電電荷量を抑制、分担電圧を平等化する方法も報告されている。この文献記載の発明においては、巻線の絶縁皮膜の耐コロナ性を向上するために、導電性皮膜を絶縁皮膜上に形成するものである。導電性皮膜の例として、ポリイミド樹脂に四三酸化鉄、タルク、シリカを混合したものが記載されている。そしてそれらの体積抵抗率は１０ＭΩ・ｃｍ以上である。
【特許文献１】
特開平１０−４１１２２号公報（要約、段落（００５０）、図８）
【非特許文献１】
電気学会技術報告第７３９号、ｐ．１４〜２０、ｐ．４３〜４６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータ巻線の絶縁皮膜を厚くする場合、巻線を納めるスロット寸法を大きくしなければならず、この結果、従来の商用周波駆動モータに比しモータ寸法が大きくなるという問題があった。また、ワニス処理により対策する場合、占積率が高いモータ巻線スロット部にワニスを十分含浸するためには、新たに真空加圧含浸装置等を設置する必要があった。さらに、耐コロナ電線で対策する場合でも、前記電気学会技術報告第７３９号、ｐ．４６にあるように、シールド層に工夫を施さなければ、電線を巻線に加工する際の引っ張りや曲げ応力に伴い絶縁皮膜の課電劣化寿命が低下するという課題があった。
【０００６】
一方、電線に導電性皮膜を設けるかモータに導電性ワニスを含浸し部分放電電荷量を抑制する場合でも、電荷量が小さくとも部分放電および部分放電劣化が生じるため、巻線ターン間で部分放電が生じない商用周波駆動モータに比し課電寿命が低下する課題があった。
【０００７】
また、電線の表面に導電性皮膜を形成するかあるいはモータ巻線に導電性のワニスを含浸した場合、導電性皮膜あるいは導電性ワニスの抵抗値が低いと、巻線の溶接部間やＵ，Ｖ，Ｗ各相の口出し間が、導電性皮膜あるいは導電性ワニスが作る導電路を介して短絡する恐れがあった。
【０００８】
さらに、特に導電性ワニスをモータに含浸する場合、導電性ワニスの含浸不良が発生し、部分放電電荷量や発生頻度が増加する課題があった。一般にモータの巻線の占積率は高く設計されるため、固定子スロット部では電線間の空隙は極めて少ない。このため、導電性ワニスをモータに含浸しようとしても、ワニスがスロットの中央部付近には十分到達せずボイドが残留する場合があった。そのためスロットの中央部付近にしばしば残留ボイドが認められる。
【０００９】
ところで導電性ワニスをモータに含浸した場合、導電性ワニスの大部分は固定子コアに接触するため、導電性ワニスの電位は大略アース電位となる。このため、電線には巻線間だけでなく巻線−コア間の対地電圧も印加される。ところが、この際、電線近傍にボイドが残留すると、ボイドは前記の二つの電圧で放電する。この結果、部分放電発生頻度および部分放電電荷量が増加し、従来の非導電性ワニスを含浸した場合に比しても絶縁劣化が速く進行する恐れがあった。
【００１０】
以上の理由から、従来の方法ではインバータ駆動モータの巻線ターン間分担電圧の増加問題に十分対策することができなかった。本発明の目的は、インバータ駆動時にも巻線間で部分放電および部分放電劣化が発生せず課電寿命が従来の商用周波駆動モータと同等であり、かつ、モータ巻線の溶接部や異相間が短絡しないモータを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導体素線上に形成された絶縁皮膜と、その表面に形成された導電性皮膜を有する複合皮膜素線により複数ターンの巻線が構成され、上記導電性皮膜を介して隣接する複合皮膜素線が接触して、隣接する巻線の絶縁皮膜間の電位差を緩和するように構成した耐サージモータを提供する。
本発明における複合皮膜素線とは、導体素線上に絶縁皮膜を形成し、その上に更に導電性皮膜を有するものである。
本発明の具体例としては、素線の絶縁皮膜の表面に表面抵抗が１ＭΩ以下の導電性皮膜あるいは導電性ワニスが存在し、かつモータの定格電圧に応じ巻線導体の導通部分と導電性皮膜との間に絶縁距離を設け、導電性皮膜あるいは導電性ワニスと絶縁皮膜の境界部分には絶縁ワニスを塗布した複合皮膜素線を用いて構成したモータ巻線を有する耐サージモータである。このモータ巻線は複数ターンを有し、タスロットに挿入される。
また、本発明のモータは、絶縁皮膜の表面に表面抵抗が１ＭΩ以下の導電性皮膜を有する絶縁電線を用いてモータ巻線を製作し、モータスロットに挿入される巻線部を除いて、モータの定格電圧に応じた長さ以上の導電性皮膜を溶剤などで除去し、導電性皮膜と絶縁皮膜の境界部分には絶縁ワニスを塗布する。
【００１２】
また、モータの定格電圧に応じた絶縁距離以上離れた部分の絶縁皮膜表面に表面抵抗が１ＭΩ以下の導電性ワニスを塗布し、導電性皮膜あるいは導電性ワニスと絶縁皮膜の境界部分には絶縁ワニスを塗布してモータ巻線をスロットに収めることでも製造できる。
【００１３】
本発明において、複合皮膜素線の接続部とは、モータ巻線の溶接接続部やＵＶＷ相間の接続部である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００１５】
［実施例１］
実施例１の導電性皮膜を有する絶縁電線を、図１に示す。図１は、本発明の複合皮膜素線の構造を示す断面図である。図において、絶縁皮膜１１が導体１２の表面に形成されており、さらに外層に導電性皮膜１０が形成されている。導電性皮膜１０には、導電性フィラーとしてカーボンブラックを混合した油性エナメル皮膜を、絶縁皮膜１１には、ポリアミドイミド皮膜を使用している。
【００１６】
導電性皮膜の表面抵抗は０．１Ωである。なお、導電性皮膜１０の導電性フィラーにはカーボンブラックの他に、酸化錫や酸化亜鉛などの金属酸化物フィラー、銀、アルミニウムなどの金属フィラーなどを使用することもできる。また、絶縁皮膜１１には他のエナメル皮膜、例えば、ポリエステルイミド、ポリイミド、ポリエステル、ホルマール、ポリウレタン、エポキシ、シリコーン、テフロン（登録商標）皮膜などが使用できる。
【００１７】
図２は本発明の複合皮膜素線を用いて構成した複数ターンを有する巻線の構造を示す斜視図であり、図１の複合皮膜素線で製作した４００Ｖｒｍｓ級モータのモータ巻線を示す。本来、モータ巻線はモータコアに納められているが、ここでは簡単のためモータコアは図示していない。実施例１のモータ巻線は４個の独立したコイル２００〜２０３が直列に配置され、隣接コイルの巻き始めあるいは巻き終わりは溶接部２３〜２５で溶接されている。
【００１８】
各コイル２００〜２０３の表面には導電性皮膜２０が配置されているが、各コイル２００〜２０３の絶縁電線表面では、溶接部分あるいは各相の口出しなどの巻線導体との導通部分から３０ｍｍまでの導電性皮膜２０は除去されている。また、各導電性皮膜と絶縁皮膜の境界部分には絶縁ワニスが塗布されている。
【００１９】
図２のモータ巻線の製作方法は次の通りである。図３に図２のコイル２００〜２０３の製作工程を示す。コイル３１はボビン３４から絶縁電線３２を引き出し、巻き型３３に巻き付け製作する。製作されたコイル２００〜２０３は、図２では図示しないモータコアのスロットにそれぞれ納められた後、隣接コイルの巻き始めあるいは終わり部が溶接される。
【００２０】
その後、各溶接部と各相の口出しから３０ｍｍ離れた部分まで導電性皮膜２０をアルコール、ベンゾール、ガソリン、ナフサ、アセトン、メチルエチルケトンあるいはこれらを混合した溶剤で除去し、絶縁皮膜２１部を製作する。また、導電性皮膜２０と絶縁皮膜２１の端部と導体表面の境界部分には絶縁ワニス２７を塗布する。
【００２１】
なお、絶縁ワニスには前記のエナメルワニスを塗布することができる。ここでは、トップコート用のナイロンエナメルをコートした。また、モータ巻線にエポキシ、ポリエステルなどの固着用ワニスを含浸する際、導電性皮膜２０と絶縁皮膜２１の境界部分まで固着用ワニスが含浸されるモータでは、特に絶縁ワニスを塗布しなくともよい。
【００２２】
実施例１では、導電性皮膜の除去および絶縁ワニスの塗布は各コイル２００〜２０３の溶接後に実施したが、図３のコイル巻き付け工程で導電性皮膜を除去しても良い。
【００２３】
また、図２では、モータ巻線は各コイル２００〜２０３を図３のように個別に製作した後、各コイルを接続し製作したが、モータコアにＵ，Ｖ，Ｗ相の一相から他相に向かって連続巻きして製作しても良い。この場合、巻線の途中に溶接部分が無いため、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の口出し部分の導電性皮膜だけ除去すれば良い。
【００２４】
図４に、以上の方法で製作したモータ巻線の課電寿命試験装置の構成を示す概略図を示す。課電寿命試験では製作したモータ４０は、１２０℃の恒温槽４２内に設置した後、巻線４３、４４間にパルス電源４１の出力電圧を印加し、課電後からモータ巻線の絶縁皮膜が破壊するまでの時間を測定した。
【００２５】
なお、供試モータでは、並列巻したモータ巻線を巻線４３と４４に分離し、巻線４３を高圧側、巻線４４を接地側に接続することで巻線間に電圧を印加した。図５に、上記試験で用いられた試験パルスの電圧波形を示す。モータ巻線間には立ち上がり時間約１μｓ、パルス幅１００μｓ、繰り返し周波数５００Ｈｚの両極性パルス電圧を印加した。
【００２６】
図６に、課電寿命試験結果を示す。縦軸は課電電圧、横軸は課電開始から絶縁皮膜が破壊するまでの時間である。電圧軸ではインバータ駆動時の巻線間分担電圧を１００％、時間軸では従来の絶縁電線を使用した後述の比較例１の破壊までの時間を１００％とした。
【００２７】
実施例１のモータでは、比較例１の破壊までの時間の約１００倍の時間だけ課電しても、絶縁破壊に至っていない。また、比較例１では部分放電が観測されたが、実施例１では課電電圧１００％において部分放電は観測されなかった。以上のことから、実施例１の複合皮膜素線およびこれを用いたモータでは、部分放電および部分放電劣化が発生せず、従来の正弦波駆動モータと同等の寿命が期待できる。
【００２８】
また、実施例１のモータ巻線を４００Ｖｒｍｓ級のインバータで１０００時間駆動したが、モータ巻線の溶接部間や異相間は短絡しなかった。
【００２９】
図７〜図１１を用いて、実施例１の絶縁電線の部分放電抑制作用および沿面破壊防止作用を説明する。図７は、モータ巻線内で隣接した複合皮膜素線の断面を示す。なお、隣接する複合皮膜素線間に電圧Ｅが生じていることを表すため、電源７６を接続している。
【００３０】
図のように、従来、複合皮膜素線７１、７２間に電圧Ｅが発生すると、複合皮膜素線間の空気７２にも電圧が加わり、これが絶縁破壊し、部分放電が発生する。
【００３１】
しかしながら、実施例１では絶縁皮膜７５の表面に導電性皮膜７３、７４を配置しているため、絶縁電線７１、７２間に電圧が発生しても、複合皮膜素線７１、７２の表面は等電位となり、複合皮膜素線間の空気７２には電圧が加わらない。このため、導電性皮膜７３、７４を絶縁電線表面に配置することによりモータ巻線間の部分放電を防止できる。
【００３２】
特に本実施例では導電性皮膜の表面抵抗は０．１Ωであるため空気の分担電圧はほぼ０Ｖとなる。したがって、モータ巻線の複合皮膜素線間では部分放電は発生しない。
【００３３】
図８は導電性皮膜の抵抗値と隣接する複合皮膜素線の表面の電位差との関係を示すグラフである。なお、複合皮膜素線表面の電位差は、部分放電が発生する位置付近の複合皮膜素線表面における値である。導電性皮膜の表面抵抗値を高くすると複合皮膜素線表面の電位差は増加する。
【００３４】
しかしながら、導電性皮膜の表面抵抗を１ＭΩ以下にすれば、複合皮膜素線表面の電位差を複合皮膜素線間の空気の破壊電圧に比し低くでき、部分放電の発生を防止できる。したがって、本発明のインバータ駆動時にも巻線間で部分放電および部分放電劣化が発生せず課電寿命が従来の商用周波駆動モータと同等となるモータを提供する目的を実現するためには、導電性皮膜の表面抵抗を１ＭΩ以下にすれば良いと考えられる。
【００３５】
一方、実施例１のように絶縁電線表面の抵抗値を低くすると、従来技術で先に説明したように、導電性皮膜を通じてモータ巻線の溶接部間や異相間が短絡する問題が発生する。
【００３６】
しかしながら、実施例１では、モータの定格電圧に応じ溶接部や各相の口出し部など巻線導体との導通部分と導電性皮膜の間を３０ｍｍ離し、さらに導電性皮膜と絶縁皮膜の境界部分に絶縁ワニスを塗布しているため、モータ巻線の溶接部間や異相間が短絡しない。
【００３７】
図９は、モータ定格電圧に対する巻線の導体接続部と導電性皮膜の端部の絶縁距離の関係を示すグラフである。他のモータでも、図９に従い導電性皮膜を除去し、導電性皮膜と絶縁皮膜の境界部分に絶縁ワニスを塗布した結果、モータ巻線の溶接部間や異相間が短絡しなかった。
【００３８】
したがって、本発明のモータ巻線の溶接部や異相間が短絡しないモータを提供するには、モータの定格電圧に応じた距離か（図９に示した）、これ以上の距離（図９の実践より上側）だけ導電性皮膜を除去し、あるいは予めその距離だけ導電性皮膜を形成しないで、導電性皮膜と絶縁皮膜の境界部分に絶縁ワニスを塗布すれば良いと考えられる。
【００３９】
［実施例２］
実施例２では、図２の各コイル２００〜２０３の製造方法が実施例１と異なる。図１０は導電性ワニスの吹き付けによる複合皮膜素線の製造法を示す斜視図であり、実施例２の６００Ｖｒｍｓ級モータのコイル製造方法を示す。
【００４０】
また、複合皮膜素線表面の導電性皮膜１０１は、従来の絶縁電線をボビン１０６から取り出し巻き型１０５に巻き付ける際に、スプレー１０２にて導電性ワニス１００を拭きつけることで形成する。なお、各コイル２００〜２０３の巻き始めあるいは巻き終わりでは、スプレー１０２を停止することで、絶縁皮膜部分を４０ｍｍ作成している。
【００４１】
また、導電性皮膜と絶縁皮膜の境界部分にはエポキシ樹脂を塗布した。なお、従来の絶縁電線の絶縁皮膜には、実施例１の絶縁皮膜と同じ材料を使用できる。ここでは、実施例１と同様にポリアミドイミドを使用した。
【００４２】
図１２に実施例２の方法で製作した複合皮膜素線を用いて作成した巻線をモータスロットに収めた断面図を示す。図１２では、モータ固定子１３０の中央部付近の断面を示す。実施例２の方法では、モータ巻線１３２をスロット１３５に納める前に導電性ワニスを塗布しているため、絶縁電線の絶縁皮膜１３３表面は導電性ワニス１３１で十分覆われている。
【００４３】
このため、実施例１と同様に巻線ターン間で部分放電および部分放電劣化が発生しない。さらに、実施例２では、巻線をスロットに収納する前に導電性ワニスを塗布しているため、スロット絶縁１３６とコア１３４の間には導電性ワニスが侵入しない。
【００４４】
この結果、対地電圧の大部分は絶縁皮膜１３３に比し約１０倍程度厚いスロット絶縁１３６で分担されるため、モータ巻線と固定子スロット間でも部分放電および部分放電劣化は発生しない。
【００４５】
以上の結果、実施例２の方法で製作したモータは、実施例１と同様に、従来の商用周波駆動モータと同等の寿命が期待でき、かつ、モータ巻線の溶接部や異相間が短絡しないと考えられる。
【００４６】
図６に実施例２のモータ巻線の課電寿命試験結果を示す。実施例２のモータ巻線でも、比較例１における破壊までの時間の約１００倍の時間だけ課電しても絶縁破壊に至っていない。したがって、実施例２でも実施例１と同様に部分放電および部分放電劣化が発生せず、従来の商用周波駆動モータと同等の寿命が期待できると考えられる。
【００４７】
また、実施例２のモータを６００Ｖｒｍｓ級インバータで１０００時間駆動したが、モータ巻線の溶接部や異相間は短絡しなかった。
【００４８】
［実施例３］
実施例３では、図２の各コイル２００〜２０３の製造方法が実施例１、２と異なる。
【００４９】
図３に示す方法によって、実施例３の４００Ｖｒｍｓ級モータのコイル製造方法を示す。実施例３では、従来の絶縁電線３２をボビン３４から取りだし、巻き型に巻き付けてコイル３１を製造する。図１１にコイルへの導電性ワニスの塗布方法を示す。
【００５０】
実施例３では、コイル１２１を導電性ワニス１２０が入ったタンクに沈めることで絶縁電線表面に導電性皮膜１２２を形成している。なお、導電性ワニスにコイル１２１を沈める際には、コイルの巻き始めおよび巻き終わり部分から３０ｍｍには導電性ワニスが付着しない深さまで沈め、絶縁皮膜１２３部分を形成している。
【００５１】
なお、実施例３では、各コイルの溶接部や各相の口出しの絶縁皮膜と導電性皮膜の境界部には絶縁ワニスを予め塗布しないで、これをモータ巻線に含浸する固着ワニスで代用した。実施例３の方法で製作した場合でも、実施例２と同様にモータ巻線をスロットに納める前に導電性ワニスを塗布しているため、絶縁電線の表面には導電性ワニスが十分付着している。
【００５２】
このため、部分放電および部分放電劣化が発生せず、従来の商用周波駆動モータと同等の寿命が期待できる。また、巻線導体と導電性皮膜との絶縁距離をとり、さらに固着ワニスで絶縁皮膜と導電性皮膜の境界部を絶縁しているので、モータ巻線の溶接部や異相間も短絡しないと考えられる。
【００５３】
［実施例４］
実施例４では、実施例１〜３の導電性皮膜の表面抵抗を１ｋΩ〜１ＭΩの範囲とした。図１３に、絶縁電線の導電性皮膜の抵抗値を変化させたときの渦電流損にともなう絶縁電線表面の温度上昇を示す。導電性皮膜の表面抵抗を１ｋΩ〜１ＭΩの範囲とした場合、モータ運転時における絶縁電線表面の温度上昇は使用した温度測定器の測定限界の０．１℃以下となっており、渦電流損に伴う温度上昇を著しく低下させることができる。
【００５４】
したがって、実施例１〜３の導電性皮膜では、特に表面抵抗を１ｋΩ〜１ＭΩとすることが望ましい。
【００５５】
［実施例５］
実施例５では、実施例１〜３の導電性皮膜あるいは導電性ワニスに導電性高分子のポリアニリンを使用した。表１に、表面抵抗を一定とした場合の実施例１と５の絶縁電線の皮膜厚さを示す。導電性高分子を使用した場合、導電性フィラーをワニスに混合した導電剤を使用した実施例１に比し、皮膜厚さを１０％低減できている。
【００５６】
【表１】
2004254457.tif 000003
【００５７】
これは、実施例１の導電皮膜には導電性フィラーとバインダで形成されているが、導電性高分子ではそれ自体がバインダを兼ねるため、薄肉化しても導電性フィラーを使用した場合と同等の表面抵抗を実現できるためである。以上のことから、導電性皮膜に導電性高分子を使用した場合、導電性フィラーを使用する場合に比し絶縁電線表面の導電性皮膜を薄くでき、実施例１〜３に比しモータを小型化できると考えられる。
【００５８】
なお、導電性高分子には、前記のポリアニリンの他に導電性高分子には、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリエチレンビニレン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリフルオレンなどを使用することもできる。また、単独もしくは混合して使用することができる。
【００５９】
［比較例１］
比較例１では、従来の絶縁電線を用いたモータ巻線を製作した。絶縁電線には、ポリアミドイミド皮膜を使用した。また、絶縁皮膜厚さは、実施例１の総皮膜厚さと同じとした。
【００６０】
図８に本比較例モータ巻線の課電寿命試験結果を、塗りつぶした黒丸および近似直線で表した。比較例１の課電寿命は、実施例１、２に比し１／１００以下である。また、比較例１の構成で実施例１、２の課電寿命を得るためには、近似直線の外挿値から考えると課電電圧を１／１０にする必要があると考えられる。
【００６１】
したがって、比較例１のモータを使用する場合、インバータ駆動電源の出力端にフィルタを設置するなどして急峻サージ電圧を緩和し、モータ巻線間の分担電圧を低減するなどの必要性が生じる。
【００６２】
［比較例２］
比較例２では、本発明の範囲外の抵抗値を持つ導電性皮膜を配置した複合皮膜素線を使用しモータ巻線を製作した。絶縁皮膜にはポリアミドイミドを使用した。導電性皮膜はカーボンブラックを少量混ぜたポリアミドイミド皮膜を使用した。なお、導電性皮膜の表面抵抗は１０ＭΩとなるようにした。
【００６３】
図６に比較例２のモータ巻線の課電寿命試験結果を示す。課電寿命は比較例１に比し長いが、実施例１、２に比し短い。また、課電電圧１００％において部分放電が認められた。これは、導電性皮膜の抵抗値が高く、絶縁電線表面が同電位とならず、絶縁電線間の空気にも課電されたためと考えられる。
【００６４】
単に導電性皮膜の抵抗値を１ＭΩ以下とし、素線導体の接続部に絶縁距離を形成しないときは、インバータ運転中にモータ巻線の溶接部間および異相間が短絡した。
［比較例３］
比較例３では、比較例１と同じモータを製作し、比較例２と同じ導電性ワニスを該モータに常気圧にて含浸した。図６に製作したモータ巻線の課電寿命試験結果を示す。比較例３のモータでは従来の絶縁電線を使用した比較例１に比しても課電寿命が短い。
【００６５】
また、課電電圧１００％において部分放電が認められた。この原因には、導電性ワニスがモータ巻線とコアの間に十分含浸されていないこと、絶縁電線とアース電位の導電性ワニス間でも部分放電が発生し部分放電発生頻度が増加したことが考えられる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、インバータ駆動時にも巻線間で部分放電および部分放電劣化が発生せず課電寿命が従来の商用周波駆動モータと同等であり、かつ、モータ巻線の溶接部や異相間が短絡しないモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合皮膜素線の構造を示す断面図。
【図２】本発明による複合皮膜素線を用いて構成したモータ巻線の構造を示す斜視図。
【図３】コイル巻き付け工程を示す斜視図。
【図４】本発明のモータのパルス課電寿命試験装置の構成を示す概略図。
【図５】パルス課電寿命試験におけるパルス電圧波形を示すグラフ。
【図６】パルス電圧課電寿命試験結果を示すグラフ。
【図７】導電性皮膜による隣接素線間の部分放電防止効果の説明図。
【図８】導電性皮膜の抵抗値と隣接する複合皮膜素線の表面間の電位差を示すグラフ。
【図９】モータ定格電圧に対する巻線の導体接続部と導電性皮膜の端部間の絶縁距離の関係を示すグラフ。
【図１０】導電性ワニスの吹き付けによる複合皮膜素線の製造法を示す斜視図。
【図１１】導電性ワニスの中にコイルを沈めて導電性ワニスを塗布する方法。
【図１２】導電性ワニスを予め塗布した複合皮膜素線を用いた巻線をモータスロットに納めた場合のモータスロット断面図。
【図１３】導電性皮膜の抵抗値と巻線の温度上昇の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１０…導電性皮膜、１１…絶縁皮膜、１２…絶縁電線の導体、２０…モータ巻線表面の導電性皮膜、２１…導電性皮膜除去部分、２２…モータ巻線各相口出し部１、２３…コイル２００とコイル２０１の溶接部、２４…コイル２０１とコイル２０２の溶接部、２５…コイル２０２とコイル２０３の溶接部、２６…モータ巻線各相口出し部２、２００…モータ巻線第１コイル、２０１…モータ巻線第２コイル、２０２…モータ巻線第３コイル、２０３…モータ巻線第４コイル、３１…コイル表面の導電性皮膜、３２…実施例１の絶縁電線、３３…コイルの巻き型。
【図１】
2004254457.tif 000004
【図２】
2004254457.tif 000005
【図３】
2004254457.tif 000006
【図４】
2004254457.tif 000007
【図５】
2004254457.tif 000008
【図６】
2004254457.tif 000009
【図７】
2004254457.tif 000010
【図８】
2004254457.tif 000011
【図９】
2004254457.tif 000012
【図１０】
2004254457.tif 000013
【図１１】
2004254457.tif 000014
【図１２】
2004254457.tif 000015
【図１３】
2004254457.tif 000016