(57)【要約】【課題】長期運転中にコイル導体がスロットアーマ絶縁物と摩擦による銅紛の発生を低減することにある。【解決手段】ロータ鉄心１の外周部に形成された複数のスロット２の内壁面側にガラス繊維で強化した熱硬化樹脂成形品からなるスロットアーマ絶縁物３を配置し、その内側にコイル導体４を納めた回転電機の回転子において、前記スロットアーマ絶縁物３は、ガラスエポキシ積層板の少なくともコイルの面する側の低摩擦係数のシート材料としてＮａエッチングしたフッ素樹脂シート８がライニングされたものである。【選択図】      図１
2005341727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ鉄心の外周部に形成された複数のスロットの内壁面側にガラス繊維で強化した熱硬化樹脂成形品からなるスロットアーマ絶縁物を配置し、その内側にロータコイルを納めた回転電機の回転子において、
前記スロットアーマ絶縁物は、熱硬化樹脂成形品の少なくともコイルの面する側の表面に低摩擦係数のシート材料がライニングされたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機の回転子において、低摩擦係数のシート材料はＮａエッチングしたフッ素樹脂シートであることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項３】
請求項１記載の回転電機の回転子において、低摩擦係数のシート材料は補強フッ素樹脂シートであることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項４】
請求項１記載の回転電機の回転子において、低摩擦係数のシート材料はノーメックスシートであることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項５】
ロータ鉄心の外周部に形成された複数のスロットの内壁面側にガラス繊維で強化した熱硬化樹脂成形品からなるスロットアーマ絶縁物を配置し、その内側にロータコイルを納めた回転電機の回転子において、
前記スロットアアーマ絶縁物は、熱硬化樹脂成形品の少なくともコイルの面する側の表面に油滑性のパウダーをスプレー塗布したものであることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項６】
ロータ鉄心の外周部に形成された複数のスロットの内壁面側にガラス繊維で強化した熱硬化樹脂成形品からなるスロットアーマ絶縁物を配置し、その内側にロータコイルを納めた回転電機の回転子において、
少なくとも前記スロット部のコイル導体表面を包み込むようにノーメックスシートを貼り付けたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の回転子を備えた回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン発電機のような大型回転電機の回転子において、特に鉄心スロット内にスロットアーマ絶縁物を介して挿入されたロータコイルの熱膨張又は収縮時に生じるロータコイルとスロットアーマ絶縁物との摩擦を低減するようにした回転電機の回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に回転電機の回転子、特にタービン発電機のような高速回転子は、ロータ鉄心の外周部に形成された複数のスロットの内壁面側にガラス繊維で強化した熱硬化樹脂成形品であるガラスエポキシ積層板により形成されたスロットアーマ絶縁物が設けられ、その内側にロータコイルを納めて該ロータコイルを対地絶縁している。
【０００３】
また、このロータコイルの各ターン間には、電気的絶縁を目的とするターン絶縁物が挿入されている。さらに、回転時に作用する遠心力により前記コイルが鉄心スロット内から飛び出さないようにするため、前記鉄心スロットの開口部に溝を切って楔を設け、この楔とコイル導体との間に絶縁ブロックを設けて電気的に絶縁している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
とろこで、このような構成の回転電機の回転子においては、スロット寸法に余裕を持たせ、スロットアーマ絶縁物に対してロータコイルが軸方向に移動できるようにしている。
【０００５】
しかし、回転電機の起動、停止過程での低速回転時および負荷変動に伴うコイル導体の熱膨張や収縮により、コイル導体とスロットアーマ絶縁物に摩擦が生じる。
【０００６】
また、コイル導体に摩擦銅紛が生じ、その銅紛がスロットアーマに付着して導電路が形成されると、コイル導体が層間短絡する恐れがあった。
【０００７】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、長期運転中にコイル導体がスロットアーマ絶縁物との摩擦による銅紛の発生をなくし、コイル導体が層間短絡に至ることのない信頼性の高い回転電機の回転子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により回転電機の回転子を構成する。
【０００９】
請求項１に対応する発明は、ロータ鉄心の外周部に形成された複数のスロットの内壁面側にガラス繊維で強化した熱硬化樹脂成形品からなるスロットアーマ絶縁物を配置し、その内側にロータコイルを納めた回転電機の回転子において、前記スロットアーマ絶縁物は、熱硬化樹脂成形品の少なくともコイルの面する側の表面に低摩擦係数のシート材料がライニングされたものである。
【００１０】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明の回転電機の回転子において、低摩擦係数のシート材料はＮａエッチングしたフッ素樹脂シートである。
【００１１】
請求項３に対応する発明は、請求項１に対応する発明の回転電機の回転子において、低摩擦係数のシート材料は補強フッ素樹脂シートである。
【００１２】
請求項４に対応する発明は、請求項１に対応する発明の回転電機の回転子において、低摩擦係数のシート材料はノーメックスシートである。
【００１３】
請求項５に対応する発明は、ロータ鉄心の外周部に形成された複数のスロットの内壁面側にガラス繊維で強化した熱硬化樹脂成形品からなるスロットアーマ絶縁物を配置し、その内側にロータコイルを納めた回転電機の回転子において、前記スロットアアーマ絶縁物は、熱硬化樹脂成形品の少なくともコイルの面する側の表面に油滑性のパウダーをスプレー塗布したものである。
【００１４】
請求項６に対応する発明は、ロータ鉄心の外周部に形成された複数のスロットの内壁面側にガラス繊維で強化した熱硬化樹脂成形品からなるスロットアーマ絶縁物を配置し、その内側にロータコイルを納めた回転電機の回転子において、少なくとも前記スロット部のコイル導体表面を包み込むようにノーメックスシートを貼り付けたものである。
【００１５】
請求項７に対応する発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに対応する発明の回転子を備えた回転電機を構成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、負荷変動に伴なうコイル導体の相対的移動が生じても、スロットアーマ絶縁内面に設けられた低摩擦係数材の効果により、コイル導体とスロットアーマ絶縁間での摩擦が低減されることで、長期運転中にコイル導体がスロットアーマ絶縁物との摩擦による銅紛の発生を低減し、コイル導体が層間短絡に至ることがなくなり、信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明による回転電機の回転子の第１の実施形態における鉄心スロット部を示す断面図であり、図２は図１のスロットアーマ絶縁物を拡大して示す図である。
【００１９】
図１において、１は外周部に複数のスロット２が形成されたロータ鉄心（図では一つのスロット部のみを示す）で、このロータ鉄心１のスロット２の内周面側に、ガラス繊維で強化した熱硬化樹脂成形品であるガラスエポキシ積層板により形成された対地絶縁のためのスロットアーマ絶縁物３が設けられ、その内側にはロータコイルを形成し且つ界磁磁界を発生するために必要な電流を流すコイル導体４と、このコイル導体４間に配置され、各ターン間を電気的に絶縁するＦＲＰ製のターン絶縁材５とが納められている。
【００２０】
また、回転時に作用する遠心力によりコイル導体４がスロット２内から飛び出さないようにスロット２の開口部に溝を切って楔６を設け、さらにこの楔６とコイル導体４との間を電気的に絶縁する絶縁ブロック７が配置されている。
【００２１】
このような構成の回転電機の回転子において、第１の実施の形態では、図２（ａ），（ｂ）に示すようにスロットアーマ絶縁物３として成形されたガラスエポキシ積層板の少なくともコイル導体側に面する表面にＮａエッチングしたフッ素樹脂シート８を接着剤で貼り付けるものである。
【００２２】
この場合、ガラスエポキシ積層板の表面をＮａなどのアルカリ溶液に浸すと、その表面が溶けてエッチングされ、粗い面が形成される。
【００２３】
このように第１の実施形態では、ガラスエポキシ積層板の表面にＮａエッチングしたフッ素樹脂シート８を接着剤で接着貼り付けて、ロータコイルと対地間を絶縁するようにしたので、回転電機の起動や停止時での低速回転時及び負荷変動に伴ってコイル導体４の熱膨張や収縮が生じても、コイル導体４からスロットアーマ絶縁物３との摩擦による銅紛が発生することがない。
【００２４】
従って、長期運転中においてもコイル導体４から生じるスロットアーマ絶縁物３との摩擦で生じる銅紛により、層間短絡に至ることがなくなり、回転電機の信頼性を高めることができる。
【００２５】
さらに、ガラスエポキシ積層板の表面にＮａエッチングしたフッ素樹脂シート８を接着剤で接着することで、フッ素樹脂シート８とスロットアーマ絶縁物３との接着性を向上させることができる。
【００２６】
すなわち、スロットアーマ絶縁物３とフッ素樹脂シート８とは接着しにくいが、Ｎａエッチングしたフッ素樹脂シート８はその接着面が粗くなっているため、接着剤が粗面の凹部内に入り込み、接着性を向上させることができる。
【００２７】
図３は本発明の第２の実施形態におけるスロットアーマ絶縁物を拡大して示す図である。
【００２８】
第２の実施の形態では、図３（ａ），（ｂ）に示すようにスロットアーマ絶縁物３として成形されたガラスエポキシ積層板の少なくともコイル導体側に面する表面に強化繊維入りクロス９を使用した補強フッ素樹脂シート１０を接着剤で接着するものである。
【００２９】
このような構成としても、第１の形態と同様の作用効果が得られると共に、フッ素樹脂層の機械強度を向上させることができる。
【００３０】
図４は本発明の第３の実施形態におけるスロットアーマ絶縁物を拡大して示す図である。
【００３１】
第３の実施の形態では、図４（ａ），（ｂ）に示すようにスロットアーマ絶縁物３として成形されたガラスエポキシ積層板の少なくともコイル導体側に面する表面にノーメックスシート１１を接着剤で接着するものである。
【００３２】
このような構成としても、第１の形態と同様の作用効果が得られると共に、絶縁破壊電圧を向上させることができ、且つコイル導体４とスロットアーマ絶縁物３との間の摩擦係数を小さくすることができる。
【００３３】
因みに、上記第１乃至第３の実施の形態において、低摩擦係数のシート材料としては、０．２〜０．５程度の摩擦係数である。
【００３４】
図５は本発明の第４の実施形態におけるスロットアーマ絶縁物を拡大して示す図である。
【００３５】
第４の実施の形態では、図５（ａ），（ｂ）に示すようにスロットアーマ絶縁物３の表面に油滑性のパウダー、例えばフッ素樹脂パウダーをスプレーで塗布し、パウダー粒子１２を付着させるものである。
【００３６】
上記フッ素樹脂パウダーに代えて潤滑剤のＢＮパウダーや二硫化モリブデンパウダーを用いてもよい。
【００３７】
このような構成としても、第１の実施形態と同様の作用効果が得られると共に、スロットアーマ絶縁物３の構造を変えずに安易に表面の摩擦係数を低減することができる。
【００３８】
図６は本発明の第５の実施形態におけるスロットアーマ絶縁物とコイル導体部を示す断面図である。
【００３９】
第５の実施形態では、図６（ａ），（ｂ）に示すようにコイル導体４の表面にノーメックスシート１３を包み込むように貼り付けるものである。
【００４０】
このような構成としても、第１の実施形態と同様の作用効果が得られると共に、絶縁破壊電圧を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による回転電機の回転子の第１の実施形態におけるスロット内構造を示す断面図。
【図２】同実施形態におけるスロットアーマ絶縁物を拡大して示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の詳細図。
【図３】本発明の第２の実施形態におけるスロットアーマ絶縁物を拡大して示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部の詳細図。
【図４】本発明の第３の実施形態におけるスロットアーマ絶縁物を拡大して示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ部の詳細図。
【図５】本発明の第４の実施形態におけるスロットアーマ絶縁物を拡大して示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ部の詳細図。
【図６】本発明の第５の実施形態におけるスロットアーマ絶縁物とコイル導体部を拡大して示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ部の詳細図。
【符号の説明】
【００４２】
１…ロータ鉄心、２…スロット、３…スロットアーマ絶縁物、４…コイル導体、５…ターン絶縁物、６…楔、７…絶縁ブロック、８…フッ素樹脂シート、９…強化繊維入りクロス、１０…補強フッ素樹脂シート、１１…ノーメックスシート、１２…パウダー粒子、１３…ノーメックスシート
【図１】
2005341727.tif 000003
【図２】
2005341727.tif 000004
【図３】
2005341727.tif 000005
【図４】
2005341727.tif 000006
【図５】
2005341727.tif 000007
【図６】
2005341727.tif 000008