(57)【要約】【課題】  電気機械（１０）の巻線が提供される。【解決手段】  巻線は、直列に接続されたＡＣバー（２００）から成る少なくとも１つの連続ＡＣバー列を含む。各々のＡＣバー（２００）は、複数のより線（２３０）を有するリッツ線により形成された一連の直列に接続された巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）と、少なくとも１つの冷却管（２４２）とを含む。複数のより線（２３０）のうちの個々のより線（２３０）から少なくとも１つの冷却管（２４２）へ熱を伝達するために、個々のより線（２３０）は、少なくとも１つの熱伝達点（４０６）で、少なくとも１つの冷却管（２４２）にほぼ隣接するような位置にそれぞれ配置される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械（１０）の巻線において、
直列に接続されたＡＣバー（２００）から成る少なくとも１つの連続ＡＣバー列を具備し、各ＡＣバー（２００）は、
複数のより線（２３０）を有するリッツ線により形成された一連の直列に接続された巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）と；
少なくとも１つの冷却管（２４２）とを具備し、前記複数のより線（２３０）のうちの個々のより線（２３０）から前記少なくとも１つの冷却管（２４２）へ熱を伝達するために、前記個々のより線（２３０）は、少なくとも１つの熱伝達点（４０６）で、前記少なくとも１つの冷却管（２４２）にほぼ隣接するような位置にそれぞれ配置される巻線。
【請求項２】
熱は、前記個々のより線（２３０）に沿って、前記個々のより線（２３０）の長手方向軸の方向に沿って更に伝達される請求項１記載の巻線。
【請求項３】
前記一連の巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）のうちの個々の巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）の表面領域は、前記少なくとも１つの冷却管（２４２）の対応する表面領域にほぼ隣接するように位置決めされ、それぞれ対応する熱伝達領域を規定し、各々の熱伝達領域は、複数の熱伝達点を含む請求項１記載の巻線。
【請求項４】
前記少なくとも１つの冷却管（２４２）は、第１の面及び前記第１の面に対向する第２の面を有し、熱伝達領域は、前記第１の面及び対向する前記第２の面に沿って規定される請求項３記載の巻線。
【請求項５】
ＡＣ巻線を有する電気機械（１０）において、前記ＡＣ巻線は、
直列に接続されたＡＣバー（２００）から成る少なくとも１つの連続ＡＣバー列を具備し、各ＡＣバー（２００）は、
複数のより線（２３０）を有するリッツ線により形成された一連の直列に接続された巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）と；
少なくとも１つの冷却管（２４２）とを具備し、前記複数のより線（２３０）のうちの個々のより線（２３０）から前記少なくとも１つの冷却管（２４２）へ熱を伝達するために、前記個々のより線（２３０）は、少なくとも１つの熱伝達点（４０６）で、前記少なくとも１つの冷却管（２４２）にほぼ隣接するような位置にそれぞれ配置される電気機械。
【請求項６】
電気機械（１０）の巻線において、
直列に接続されたＡＣバー（２００）から成る少なくとも１つの連続ＡＣバー列を具備し、各ＡＣバー（２００）は、
少なくとも１つの導体を含む一連の直列に接続された巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）と；
熱伝導面を有する導管を通って流れる冷却媒体を有する少なくとも１つの冷却管（２４２）と；
前記一連の直列に接続された巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）及び前記少なくとも１つの冷却管（２４２）を包囲し、且つ前記ＡＣバー（２００）に対して電気的相‐接地点間絶縁（３０８）を行う相‐接地点間絶縁体（３０８）とを具備し、
前記一連の巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）のうちのそれぞれの巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）から前記少なくとも１つの冷却管（２４２）へ熱を伝達するために、前記それぞれの巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）は、前記少なくとも１つの冷却管（２４２）と接触し、各々の接触点で、前記相‐接地点間絶縁体（３０８）は、前記少なくとも１つの冷却管（２４２）の熱伝導面と、前記少なくとも１つの導体のうちの対応する導体との間に介在しない巻線。
【請求項７】
前記少なくとも１つの冷却管（２４２）は、浮動電圧電位を有する請求項６記載の巻線。
【請求項８】
前記浮動電圧電位は、前記一連の巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）の巻き間電圧の範囲内にある請求項７記載の巻線。
【請求項９】
各々の接触点で、前記熱伝導面と、前記少なくとも１つの導体との間に介在する最大限の量の絶縁体は、前記相‐接地点間絶縁体（３０８）の厚さより相当に薄い全体の厚さを有する少なくとも１つの薄膜絶縁体を含む請求項６記載の巻線。
【請求項１０】
前記ＡＣバー（２００）に含まれる各々の巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）から前記少なくとも１つの冷却管（２４２）へ熱を伝達するために、前記各々の巻き（２１１〜２１８、４１１〜４２６）は、前記少なくとも１つの冷却管（２４２）と接触する請求項６記載の巻線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械のＡＣ巻線に関し、特に、高周波電気機械のＡＣ巻線と一体化された冷却系、及びそのようなＡＣ巻線を製造するための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ及び発電機などの電気機械の動作中に発生される熱を消散させるために、適切な冷却系を設けることにより、電気機械の容量及び効率を改善できることは良く知られている。発生される熱の影響を最小限に抑えるために、これまで、多様な冷却方法が開発されてきた。
【０００３】
周知の冷却方法は、空気又は流体などの冷却媒体を、電機子巻線を収納している密閉ハウジング又は開放ハウジングの内部などの電機子巻線の外部、又はその一部へ送り出すか、あるいは電機子巻線の外側と接触する加圧導管又は非加圧導管などの導管を介して冷却媒体を送り出すことを含む。そのような方式は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４に例示される。
【０００４】
電機子巻線を冷却するための別の方式は、電機子巻線に中空導体を設け、熱を消散させるために、中空の導体に冷却媒体を流通させる方法を含む。この方法を記載する代表的な特許は、特許文献５である。更に、電機子巻線の巻きと共に冷却管を巻き付けることも知られている。
【０００５】
また、電機子巻線におけるＡＣ損失の発生も、電気機械の容量及び効率に悪影響を及ぼすことが知られている。６０Ｈｚより著しく高い周波数で動作する機械のように、高速及び／又は高い電力密度を要求される用途に使用される高周波機械においては、ＡＣ損失は、電気機械の動作を左右する可能性がある。更に、熱の発生が増大してゆくと、周知の冷却技法では十分な効果が得られないか、あるいは実用に適さないような事態が起こる。例えば、中空導体を使用する冷却方法の場合、高周波機械の導体は、通常、非常に数が多く、細く、且つ伝導性がないため、内部に流路を形成するには有用ではない。そのため、この方法を実行することは不可能になる。
【特許文献１】米国特許第３，６０９，４２０号
【特許文献２】米国特許第３，６４８，０８５号
【特許文献３】特表昭６１−５００３４８号
【特許文献４】特開２００３−１４８８４４号
【特許文献５】米国特許第３，６３４，７０５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、高周波電気機械において、ＡＣ損失を最小限にし且つ冷却技法を改善するために使用可能である改善された電機子巻線が必要とされる。
【０００７】
更に、上記のような改善された電機子巻線を製造するために、費用効率にすぐれた方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
電気機械の巻線が提供される。巻線は、直列に接続されたＡＣバーから成る少なくとも１つの連続ＡＣバー列を含む。各ＡＣバーは、複数のより線を有するリッツ線により形成された一連の直列に接続された巻きと、少なくとも１つの冷却管とを含む。複数のより線のうちの個々のより線から少なくとも１つの冷却管へ熱を伝達するために、個々のより線は、少なくとも１つの熱伝達点で、少なくとも１つの冷却管にほぼ隣接するような位置にそれぞれ配置される。
【０００９】
本開示の別の実施形態では、ＡＣ巻線を有する電気機械が提供される。ＡＣ巻線は、直列に接続されたＡＣバーから成る少なくとも１つの連続ＡＣバー列を含む。各ＡＣバーは、複数のより線を有するリッツ線により形成された一連の直列に接続された巻きと、少なくとも１つの冷却管とを含む。複数のより線のうちの個々のより線から少なくとも１つの冷却管へ熱を伝達するために、個々のより線は、少なくとも１つの熱伝達点で、少なくとも１つの冷却管にほぼ隣接するような位置にそれぞれ配置される。
【００１０】
本開示の更に別の実施形態では、電気機械の巻線が提供される。巻線は、直列に接続されたＡＣバーから成る少なくとも１つの連続ＡＣバー列を含む。各ＡＣバーは、少なくとも１つの導体を含む一連の直列に接続された巻きと、熱伝導面を有する導管を通って流れる冷却媒体を有する少なくとも１つの冷却管と、ＡＣバーに対して電気的相‐接地点間絶縁を行う相‐接地点間絶縁体とを含む。相‐接地点間絶縁体は、一連の直列に接続された巻き及び少なくとも１つの冷却管を包囲する。一連の巻きのうちのそれぞれの巻きから少なくとも１つの冷却管へ熱を伝達するために、それぞれの巻きは、少なくとも１つの冷却管と接触する。各々の接触点で、相‐接地点間絶縁体は、少なくとも１つの冷却管の熱伝導面と、少なくとも１つの導体のうちの対応する導体との間に介在しない。
【００１１】
本開示の別の実施形態では、電気機械のＡＣ巻線を製造する方法が提供される。方法は、周囲温度で、一連の巻きを有するコイルを成すようにリッツ線を巻き付ける工程と、周囲温度で、熱活性化接着剤によってコイルを絶縁する工程と、周囲温度で、コイルを所定の形状に整形する工程と、接着剤を硬化させるために、コイルを加熱する工程とを含む。
【００１２】
本開示の更に別の実施形態では、電気機械のＡＣ巻線を製造する方法が提供される。方法は、一連の巻きを有するコイルを成すようにリッツ線を巻き付ける工程と、コイルを所定の形状に整形する工程と、コイルにエポキシを含浸させる工程とを含む。
【００１３】
本発明の上記の面、特徴及び利点、並びにその他の面、特徴及び利点は、添付の図面と関連させながら以下の詳細な説明を考慮することにより、更に明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、本開示の実施形態を説明する。以下の説明中、不必要に詳細を説明することによって本発明をわかりにくくすることを避けるために、周知の機能又は構成は詳細には説明されない。図面の全ての図において、同一の図中符号は同一の要素を表す。
【００１５】
高周波電気機械において、巻線は、多重よりリッツ線巻きから形成される連続コイル列を少なくとも１つ含む。巻線は、巻線を冷却するための冷却系を更に含み、巻線のそれぞれのコイルに対して、少なくとも１つの冷却管が設けられる。１つのコイルの各々の巻きは、そのコイルに対応する少なくとも１つの冷却管に熱を伝達する。その場合、熱は、多重よりリッツ線の個別のより線に沿って、個別のより線から少なくとも１つの冷却管へ伝達される。ＡＣ巻線は、電力が流れる電気機械のどのような巻線であってもよく、例えば、電機子巻線、あるいはステータ又はロータのＡＣ界磁巻線であってもよい。
【００１６】
図１は、機械１０の一例の切り欠き図である。機械１０は、ロータ１２と、ステータ２０と、この場合にはステータ電機子巻線として示されるＡＣ巻線３２とを有する。図示されるように、軸１４は、ステータにより規定される空洞部の内部に、電気機械の長さに沿って（すなわち、紙面に対して垂直な方向に）延出する。軸１４はロータ１２を支持する。以下、ステータ電機子巻線に関連して説明を進めるが、ロータにある巻線を含めて、ＡＣ電力が流れる他の巻線に対しても、ＡＣ巻線３２の構成を採用して差し支えないことが理解される。
【００１７】
ＡＣ巻線３２の複数のＡＣバー２００が露出された状態で示されている。ＡＣバーには、外側巻線２０３を形成するステータ２０のステータコア２８の外周に隣接して配置された複数の外側ＡＣバー２０２を有する外側環状アレイと、内側巻線２０５を形成するステータコア２８の内周に隣接して配置された複数の内側ＡＣバー２０４を有する内側環状アレイとが含まれる。図１では、複数のＡＣバー２００は、複数の電機子バーとして示されるが、ＡＣバーは、ロータ内部の同等の構造を含めて、電気機械におけるあらゆる同等の構造であってよい。更に、ＡＣ巻線３２は、ステータ２０内部の他の位置に設けられてもよい。別の構成においては、ＡＣ巻線３２は、複数のＡＣバーを有する環状アレイを１つしか含まなくてもよい。
【００１８】
図２を参照すると、ステータ２０のステータコア２８の１つのセクタ３００の一例が示されている。セクタ３００は、外側ＡＣバー２０２及び内側ＡＣバー２０４をそれぞれ含む１対のＡＣバーを有する。外側ＡＣバー２０２と、内側ＡＣバー２０４の対は、ステータコア２８により形成される１対の磁性ステータ歯３０２又は非磁性ステータ歯３０２により規定される溝穴３６の中に支持される。特定の実施形態では、損失を少なくするために、ステータコア２８は非導電性であり且つ／又はラミネート加工される。外側ＡＣバー２０２及び内側ＡＣバー２０４の各々に、冷却管の列２４０が設けられる。冷却管の列２４０は、少なくとも１つの冷却管２４２を有する。溝穴３６の内側端部で溝穴３６を閉鎖するために、磁性の楔３０４又は非磁性の楔３０４が設けられる。相‐接地点間電気絶縁を行うために、各ＡＣバー２０２、２０４は、相対的に厚い相‐接地点間絶縁被覆膜３０８により絶縁される。
【００１９】
ＡＣバー２０２の構成と、ＡＣバー２０４の構成は、ほぼ同一である。以下、外側ＡＣバー２０２について説明する。以下の説明は、内側ＡＣバー２０４にも同様に当てはまる。特定の実施形態における各ＡＣバー２０２は、ほぼ矩形又は台形である。ＡＣバー２０２は、１対の幅広の側面と、１対の短い側面とを有する。幅広の側面の長さは、ＡＣバー２０２の高さ２０７である。短い側面の長さは、ＡＣバー２０２の幅２０９である。高さ２０７は幅２０９を上回るか、又は幅２０９を超えない。各ＡＣバー２０２は、コイル２１０を含む。コイル２１０は、１回巻き又は複数巻きを成すように巻き付けられたリッツ線から形成される。図示される実施形態では、各外側ＡＣバー２０２は、８つの連続する巻き２１１〜２１８を含むが、８以外の巻き数が使用されても差し支えない。特定の実施形態においては、巻き２１１〜２１８は、互いにほぼ対称である第１の巻き群及び第２の巻き群に分割される。図示される例では、第１の巻き群は巻き２１１〜２１４を含み、これは、第２の巻き群２１５〜２１８に対してほぼ対称である。更に、外側ＡＣバー２０２は２つ以上の巻き群を含んでいてもよいと考えられる。それらの巻き群は、図２に示されるように垂直に向きを定められるか、以下に図３に関連して示されるように水平に向きを定められるか、あるいは垂直と水平を組み合わせた向きを有する。相‐接地点間絶縁膜３０８は、巻き２１１〜２１８を取り囲む。
【００２０】
複数の外側ＡＣバー２０２は、直列接続及び／又は並列接続を介して、少なくとも１つの連続バー列を成すように接続される。この接続には、少なくとも１つの連続バー列を機械１０の端子に接続することが含まれる。同様に、複数の内側ＡＣバー２０４も、直列接続及び／又は並列接続を介して、少なくとも１つの連続バー列を成すように接続される。この接続にも、少なくとも１つの連続バー列を機械１０の端子に接続することが含まれる。１つの連続バー列は、内側ＡＣバー２０４及び／又は外側ＡＣバー２０２の組み合わせを含んでいてもよいと考えられる。更に、個々の連続バー列は多相であってもよい。本開示の一実施形態では、電機子巻線の構造として知られているように、一連の外側巻線は、機械の第１の端部から機械の第２の端部に至る第１の溝を通り、機械の第２の端部に隣接して、機械の第２の端部から機械の第１の端部に至る第２の溝を通って延出する一連の内側巻線と接続する。
【００２１】
当該技術では知られているように、コイル２１０を形成するリッツ線は、複数の個別のより線２３０を含む。より線２３０は、１つのパターン、特定の実施形態では、均一なパターンを描くように一体に巻き付けられるか又はより合わされた軽度絶縁ワイヤを含む。当該技術では知られているように、ＡＣ損失を少なくするために、より線は、特定の構成で位置をずらして配列される。多重より構成は、そのような構成をとらない場合に中実の導体に現れ、且つ一般には「表皮効果及び近接効果」として知られている効果により起こる電力損失を最小限に抑えると共に、渦電流と関連する大量のＡＣ発熱を減少させる。通常、周波数要求が増すにつれて、より線２３０の本数は追加され、個別のより線のゲージサイズ（すなわち、直径）は縮小される。
【００２２】
特定の実施形態では、図示されるように、各々の巻き２１１〜２１８の横断面はほぼ矩形又は台形である。それぞれの矩形は、１対の幅広の側面と、１対の短い側面とを有する。幅広の側面の長さは、巻きの高さ２１９である。短い側面の長さは、巻きの幅２２１である。長さ２１９は、幅２２１を上回る。巻き２１１〜２１８の幅広の側面は、外側ＡＣバー２０２の幅広の側面の向きに対して垂直又は平行のいずれかの向きとなるように位置決めされればよい。図３に示される例の構成においては、巻き２１１〜２１８の幅広の側面は、外側ＡＣバー２０２の幅広の側面と平行の向きを有する。
【００２３】
外側ＡＣバー２０２の内側、例えば、相‐接地点間絶縁膜３０８により規定される空間の内部に、冷却管の列２４０が配置される。冷却管の列２４０は、巻き２１１〜２１８から冷却管２４２へ熱を伝達するために、少なくとも１つの冷却管２４２と、巻き２１１〜２１８との接触面、すなわち、熱伝達領域の面積を最大限にするように構成される。冷却管２４０と巻き２１１〜２１８との間の熱伝達が相‐接地点間絶縁膜３０８を横断せずに行われるように、冷却管の列２４０は、相‐接地点間絶縁膜３０８の内側に配置される。
【００２４】
巻き２１１〜２１８からの熱伝達の大部分は、個々のより線２３０に沿った長手方向への（例えば、個々のより線の長手方向軸に沿った）熱の流れを経て起こる。個々のより線２３０から冷却管の列への熱の伝達については、後に図４を参照して詳細に説明する。
【００２５】
特定の実施形態では、冷却管の列２４０は合体され、ほぼ矩形又は他の適切な形状を成すように配列される。冷却管の列２４０に対する巻き２１１〜２１８の向きの設定によって、コイル２１０の各々の巻き（コイルによっては、巻きの数が多い場合もある）は、冷却管の列に隣接する位置に配置されることが可能である。あるいは、特定の実施形態では、各々の巻きは、ｚ軸に沿って向きを定められた（すなわち、紙面に対して直交する）経路に沿って、冷却管の列と接触する状態で位置決めされることが可能である。その場合、熱交換領域を規定するために、巻きの表面領域と、冷却管の列２４０の表面領域は、互いに隣接するか、又は互いに接触する位置にある。ピーク温度を低下させ、且つ冷却管２４２を通して冷却媒体をくみ上げるために必要とされるポンプ動力を減少させるための冷却管の列２４０を形成するために、個々の冷却管２４２は、直列連鎖を形成するように端と端を合わせて配置されてもよいし、並列する構成であってもよく、あるいは直列と並列の組み合わせで配置されてもよい。更に、個々の冷却管２４２の間で熱交換が起こる可能性もある。特定の実施形態では、冷却管２４２は、ステンレス鋼のように、熱伝導率及び電気抵抗が高く、耐腐食性及び耐浸食性を有する非磁性の金属材料から製造される。
【００２６】
特定の実施形態では、熱交換能力を最大限にするように、冷却管の列２４０との間の熱交換のために配列される巻きの数を最大にするために、第１の巻き群２１１〜２１４は、第２の巻き群２１５〜２１８に対して、冷却管の列２４０をはさんでほぼ対称形となるように配置される。特定の実施形態では、熱交換のために、最大限の数の巻きは、冷却管列２４０の両面に配置される。更に、特定の実施形態では、巻きは均一の大きさ及び一様な形状を有する。このような対称接触関係により、コイル２１０に多数の巻きが含まれている場合であっても、コイル２１０の各々の巻きは、狭い空間の中で効率よく冷却管の列２４０との間で熱を交換することができる。
【００２７】
冷却管２４２は、コイルの巻き間電圧の範囲内の浮動電圧電位を有する。特定の実施形態では、冷却管列２４０は、冷却管の列２４０と接触する巻き２１１〜２１８の相互間の最大電圧差に十分に耐える厚さの絶縁膜によって、電気的に絶縁される。加えて、特定の実施形態では、例えば、冷却管の列２４０を形成するために個々の冷却管２４２が一体に結合されるとき、個々の冷却管２４２は、電気絶縁性のホース又はコネクタなどによって、互いに電気的に絶縁される。更に、特定の実施形態では、巻き２１１〜２１８から取り出される熱の伝達を最大限にするように、冷却管２４２と巻き２１１〜２１８との接触を最大限にするために、冷却管２４２は、個別に且つ／又は合体された状態で、熱活性化接着剤及び／又は熱伝導性接着剤によって被覆される。更に、別の実施形態においては、空隙及び空気を除去し且つ機械的支持を補助するために、外側ＡＣバー２０２の全て又はその一部は真空圧力含浸（ＶＰＩ）プロセスにより処理される。
【００２８】
特定の実施形態では、冷却管２４２は、冷却媒体（例えば、液体、気体、低温冷却流体など）を冷却管２４２に流通させるための冷却系に含まれる。冷却系は、冷却媒体の流れを発生させるためのポンプ装置又は吸引装置、冷却媒体の導管、冷却された冷却媒体の供給源及び／又は冷却媒体を冷却するためのヒートシンクを含む。更に、特定の実施形態では、冷却管２４２の壁、特に、巻き２１１〜２１８と接触する壁は、渦電流の発生を最小限に抑制するために薄い。
【００２９】
図３を参照すると、ＡＣバー２０２、２０４の別の構成が示されている。この構成においては、外側ＡＣバー２０２は、１組の巻き４１１〜４２６を含む。巻き４１１〜４２６の幅広の側面は、対応するＡＣバー２０２、２０４の幅広の側面に対して垂直であり、冷却管の列２４０の幅広の側面は、外側ＡＣバー２０２の幅広の側面と平行である。ＡＣバー２０２及び２０４の構成はほぼ同一である。図示されるように、各々の巻き４１１〜４２６は、冷却管の列２４０と接触するか、又は冷却管の列２４０に隣接する。巻き４１１〜４２６は、冷却管の列２４０をはさんで対称に配列される。巻き４１１〜４２６は、冷却管の列２４０の両面と接触するか、又は両面に隣接する。
【００３０】
以上説明した電機子巻線は、６０Ｈｚより著しく高い周波数で動作する機械などの、高速及び／又は高電力密度電気機械のような高周波電気機械に使用されると、特に有用である。そのような高周波電気機械は、例えば、航空機で使用される電気機械のように、軽量で小型の電気機械を必要とする用途を含めて、商業用途又は軍事用途で使用されるモータ又は発電機などである。
【００３１】
図４は、巻き２１１の一部及び冷却管の列２４０を含む熱交換領域を横断面図で示す。特定の実施形態では、その他の巻き２１２〜２１９は巻き２１１とほぼ同一である。図示されるように、冷却管の列２４０は第１の薄膜絶縁体４０２を含む。第１の薄膜絶縁体は、巻き２１１により発生される最大限の電圧に対して電気的絶縁を行うように構成される。第１の薄膜絶縁体は、分厚い相‐接地点間絶縁膜３０８よりかなり薄い。
【００３２】
巻き２１１のリッツ線のより線２３０は、露出されている。特定の実施形態では、より線の実際の本数は、図示されるより線２３０の本数より多い。各より線２３０は、第２の薄膜絶縁体４０４により絶縁される。第２の薄膜絶縁体４０４は、最大より線間電圧に対して電気的絶縁を行うように構成される。第２の薄膜絶縁体４０４は、第１の薄膜絶縁体４０２よりかなり薄い。第２の薄膜絶縁体４０４は、例えば、電気的損失の少ないポリビニルホルマール材料及び／又はポリウレタン材料から形成されていてもよいが、他の絶縁材料が使用されても差し支えない。特定の実施形態では、より線２３０は、熱活性化接着剤によって更に被覆される。
【００３３】
更に、リッツ線は、シングルラップ又はダブルラップ（図示せず）により絶縁されてもよい。その場合、ラップは、最大巻き間電圧に対して電気的絶縁を行うように構成される。ラップは、分厚い相‐接地点間絶縁膜３０８よりかなり薄い。ラップは、例えば、ナイロンなどの織物から形成されていてもよい。リッツ線の一部をラップで被覆し、他の部分を被覆されないままにしておいてもよいと考えられる。その場合、リッツ線のうちで、熱交換領域の内部に位置する部分、例えば、冷却管２４２と接触するか又は冷却管２４２に隣接する部分はラップで被覆されない。第１の薄膜絶縁体４０２、第２の薄膜絶縁体４０４及びラップを組み合わせた厚さは、相‐接地点間絶縁膜３０８の厚さよりかなり薄い。従って、冷却管の列２４０により与えられる冷却効果は、ＡＣバーの外側に設けられる同様の冷却管から得られる冷却効果よりすぐれている。これは、冷却管をＡＣバーの外側に設けた場合には、熱伝達が相‐接地点間絶縁膜を横断しなければならないからである。
【００３４】
より線２３０は、より線２３０が冷却管の列２４０の位置に対して上下するような構成でより合わされる。特定の実施形態では、少なくとも１つの熱伝達点４０６で、より線２３０が冷却管の列２４０と接触するか、又は冷却管の列２４０に隣接する位置に配置されるように、各より線２３０は、より合わされる。この熱伝達点４０６で、熱は、より線２３０から冷却管の列２４０へ伝達される。従って、発生された熱は、個々のより線２３０に沿って、より線２３０の長手方向に伝達され、その後、各熱伝達点４０６で冷却管の列２４０へ伝達されることによって、効率よく消散される。ここで説明した効率のよい熱伝達は、より線からより線へと伝わる場合のような横方向への熱伝達及び／又は分厚い電気絶縁体を通過する熱伝達よりすぐれている。
【００３５】
先に説明したように、巻き２１１のうちで、ｚ軸と平行に（すなわち、図２の紙面から出る方向に）延びる経路に沿って延出する部分で、巻き２１１は冷却管と接触する（又は冷却管に隣接する）。特定の実施形態では、熱伝達点の数を最大限にするために、その部分の長さは、最大限まで延長される。同様に、図３の巻き４１１の場合も、巻き４１１のうちで、ｚ軸と平行に（すなわち、図３の紙面から出る方向に）延びる経路に沿って延出する部分で、巻き４１１は冷却管の列２４０と接触する（又は冷却管の列２４０に隣接する）。特定の実施形態では、熱伝達点の数を最大限にするために、その部分の長さは、最大限まで延長される。図４に示される巻き２１１の部分は、巻き４１１の類似する部分とほぼ同一であるが、巻き２１１の部分の向きは、巻き４１１の類似する部分に対して９０°回転した向きになる。すなわち、巻き２１１の部分と巻き４１１の類似する部分は、図示されるｙ軸と、ｘ軸とを置き換えた配置になる。
【００３６】
コイル２１０は、巻きを作成するためにリッツ線を巻き付け、続いて、熱活性化接着剤によってリッツ線を熱絶縁し、巻き付けられたリッツ線を所望の形状（特定の実施形態では、第１の巻き群と、第２の巻き群がほぼ対称に配列された構成）に整形することにより形成される。これらの工程は、全て、室温で実行される。次に、接着剤を硬化させるために、整形され且つ絶縁されたコイル２１０は、焼成される。
【００３７】
本開示の別の実施形態においては、コイル２１０は、接着剤を塗布せずに、コイル２１０を巻き付け、所望の形状（特定の実施形態では、第１の巻き群と、第２の巻き群がほぼ対称に配列された構成）に整形することにより形成される。次に、コイル２１０にエポキシが含浸される。更に、熱活性化接着剤とエポキシ含浸の組み合わせを使用することにより、コイル２１０が形成されてもよい。
【００３８】
巻き２１１〜２１８の外側にある空隙、及びより線２３０の間の空隙などの巻き２１１〜２１８の内側にある空隙を含むＡＣバー内部の空隙を充填することが望ましい。そのような空隙の充填を実現するために、ＶＰＩ処理中に液化し、硬化するＢ段階エポキシなどの膜によって、より線２３０を絶縁してもよい。ＶＰＩ処理中に空隙を充填するように活性化される樹脂で、リッツ線を包んでもよい。
【００３９】
以上説明した本開示の実施形態は、本発明を制限することではなく、例示することを意図されており、本開示のあらゆる実施形態を代表して表すことを意図されていない。特許請求の範囲に示される図中符号は、発明の範囲を狭めようとするのではなく、発明の理解を容易にすることを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】電気機械のステータの横断面図。
【図２】電機子バーを示す、図１のステータの横断面図に示されるステータの１つのセクタの拡大図。
【図３】電機子バーの別の構成を示す、図１のステータの横断面図に示されるステータの１つのセクタの拡大図。
【図４】図２に示される１つの電機子バーの１つの巻きの各部分と、冷却バーの列とを含む熱交換領域の部分横断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１０…電気機械、３２…ＡＣ巻線、２００…ＡＣバー、２０２…外側ＡＣバー、２０４…内側ＡＣバー、２１０…コイル、２１１〜２１８…巻き、２３０…コイル、２４０…冷却管の列、２４２…冷却管、３０８…相‐接地点間絶縁被覆膜、４０２…第１の薄膜絶縁体、４０４…第２の薄膜絶縁体、４０６…熱伝達点、４１１〜４２６…巻き
【図１】
2005218297.tif 000003
【図２】
2005218297.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005218297.tif 000006
【外国語明細書】
2005218297000001.pdf