(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子鉄心の外周部に、軸方向に連続し、かつ、周方向に所定の間隔を持ってスロットが複数形成され、該各スロットに回転子バーを収納すると共に、該回転子バーの端部が短絡環により電気的に接合され、前記回転子バーとスロット間にワニスが充填されて両者が固定されてなる回転電機の回転子であって、
経年使用された前記回転子を炉内に収納し、４５０〜６００℃で加熱処理して前回含浸されたワニスを除去し、その後、前記回転子を炉内から取り出して冷却し、しかる後に新たなワニスを再含浸して前記回転子バーとスロット間に充填することを特徴とする回転電機の回転子再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機の回転子再生方法に係り、特に、車両用主電動機の回転子の如く、回転子バーとスロット間にワニスが充填されているものに好適な回転電機の回転子再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に車両用誘導電動機の回転子の多くは、回転子バーの固定強度強化や回転子の酸化防止等の理由からワニス含浸が行われている。
【０００３】
ワニスは、回転子バーとスロットとの隙間を塞ぐようにスロット内に充填され、回転子バーの回転子鉄心への支持を補助している。ところが、経年劣化や主電動機の過負荷による回転子高温化によるワニスの劣化などにより、スロット内のワニスが減量し、ワニスの充填率が低下してしまい、回転子バーの回転子鉄心に対する保持効果を次第に失い、回転子鉄心と短絡環を慣性体とし回転子バーをバネとするような慣性系のねじり固有振動数が低下していく。
【０００４】
近年の車両用誘導電動機は、電子技術の発達によりインバータ電源電圧・周波数の制御による速度制御が主流となってきている。インバータの端子電圧は、通常電源電圧・周波数を制御する際に基本波となる正弦波成分のほかに基本波の整数倍の高調波成分を含む。そのため主電動機は基本波成分によるトルクのほかに、電源の高調波成分により発生するトルクいわゆる脈動トルクを併せ持つことになり、この脈動トルクを加振源とする共振の影響が回転子のねじり固有振動数低下に伴い顕著になり、最悪の場合、回転子バー折損に至ることもある。また、ねじり固有振動数が下がり、共振の影響が顕著になりつつある、あるいは影響が顕著となっている回転子の延命方法が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したねじり固有振動数が下がり、共振の影響が顕著になりつつある、あるいは影響が顕著となっている回転子の延命方法としては、回転子にワニスを再注入するワニス再含浸が考えられる。ワニス再含浸は、固定子巻線や直流機の回転子巻線，巻線形回転子の誘導機の回転子巻線などの絶縁性能に関する延命法としては比較的一般的な手法であるが、銅バーなどを回転子の導体とする打込みバー方式の誘導機の場合、従来のワニス再含浸方法では前回含浸時のワニス除去が問題となる。
【０００６】
即ち、前回含浸時のワニス除去が行われない場合、古いワニスが新しいワニスの含浸を妨げ、一時的に固有振動数が新製時並みに回復しても、劣化した古いワニスが部分的に残っているため、固有振動数の低下が新製時の回転子の低下に対し大きい傾向にあり、延命の効果が低いことがわかっている。つまり、再含浸時には可能な限り劣化した古いワニスを除去することが求められる。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、古いワニスを簡単に除去できてワニス再含浸を効果的に行え、回転子の延命が可能な回転電機の回転子再生方法を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、回転子鉄心の外周部に、軸方向に連続し、かつ、周方向に所定の間隔を持ってスロットが複数形成され、該各スロットに回転子バーを収納すると共に、該回転子バーの端部が短絡環により電気的に接合され、前記回転子バーとスロット間にワニスが充填されて両者が固定されてなる回転電機の回転子であって、経年使用された前記回転子を炉内に収納し、４５０〜６００℃で加熱処理して前回含浸されたワニスを除去し、その後、前記回転子を炉内から取り出して冷却し、しかる後に新たなワニスを再含浸して前記回転子バーとスロット間に充填することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。図１は、本発明が適用される車両用誘導電動機の回転子構造を示す。
【００１０】
該図において、１は回転子鉄心であり、この回転子鉄心１の外周部には、軸方向連続したスロット７を周方向に所定の間隔をもって複数形成しており、このスロット７内に回転子バー２を収納している。
【００１１】
回転子バー２は端部を短絡環３により接合され、回転子バー２同士を電気的に短絡させている。短絡環３には、回転による遠心力を押える保持環４がはめ込まれている。回転子鉄心１の中心軸上には、回転軸６が設けられている。回転子鉄心１は、一般に積層珪素鋼板で形成されるため、回転子鉄心１をはさんで両側にある鉄心押え５により締め付けらている。
【００１２】
スロット７は、図２に示す如く、回転子バー２挿入のため回転子バー２よりわずかに大きく、結果回転子バー２とスロット７との間には間隙８が生じる。そして、回転子９がワニスに含浸されることで間隙８に充填され、間隙８が等価的に減少することで回転子バー２のスロット７内での固定が強固となる。
【００１３】
新製時に間隙８内に十分充填されていたワニスは、回転子９の加熱による劣化・振動による磨耗などによる経年劣化により次第に減少していく。そのため、等価的に間隙８が増加して回転子バー２のスロット７内での支持が弛緩してくる。回転子９のスロット７内での支持が弛緩するにつれ、図３に示す（ａ）モード１、（ｂ）モード２の回転子のねじり固有振動数が低下してゆき、インバータの高調波脈動トルク成分を加振源とした共振の影響が顕著となる。共振の影響が顕著になったため、過大な応力が回転子バー２に繰り返し付加され、回転子バー２の折損にいたる事例も発生している。
【００１４】
そこで前記ねじり固有振動数の低下の原因は、間隙８内のスロット７内に充填されるワニスの減少及び劣化であるため、経年使用による共振の影響が顕著に現れる恐れのある回転子９は、ワニスの再含浸を実施することが回転子の延命を図る上で簡易的、かつ、効果的である。以下にワニス再含浸の方法の具体例を示す。
１．主電動機から回転子を抜き出し、必要に応じ軸受け装置，ファン等の付属部品を取り外す。
２．回転子を４５０℃〜６００℃程度の温度を保つことが可能な高温の炉に入れる。
３．上記２の温度を保ったまま数時間かけワニスを燃焼させる。
４．上記３により十分ワニスを燃焼させた後回転子を炉より取り出し冷却する。
５．ワニス燃焼後の回転子は、新製時の回転子並みの間隙が回復しており任意の手法でワニスの再含浸が可能となる。
【００１５】
このようにすることで、再含浸を妨げ、また再含浸後の延命効果を低下させる劣化した古いワニスを簡便に除去でき、ワニスの再含浸を有効なものとするのに必要なスロットと回転子バーのギャップを新製時並みに確保できる。
【００１６】
本実施例におけるワニス再含浸前に古いワニスを加熱除去した場合と、古いワニスを除去せずそのままワニスを再含浸した場合のねじり固有振動数の経時変化を試験により確認した結果を図４に示す。該図から明らかな如く、古いワニスを残したまま再含浸した回転子は、新製時の回転子に比べ明らかにねじり固有振動数の低下速度が速いが、古いワニスを加熱除去した回転子のねじり固有振動数は新製時とほぼ同様の低下傾向にあり、ワニス再含浸によるねじり固有振動数の回復に本手法が有効であることがわかる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明した本発明の回転電機の回転子再生方法によれば、古いワニスを簡単に除去できてワニス再含浸を効果的に行え、回転子の延命が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転電機の回転子再生方法の一実施例が適用される車両用電動機の回転子を示す上側半分の正面図である。
【図２】図１におけるスロットと回転子バーとの配置関係を示す詳細断面図である。
【図３】回転子のねじり固有振動が低下するモードを示す図である。
【図４】本発明におけるワニス再含浸前に古いワニスを加熱除去した場合と、従来の古いワニスを除去せずそのままワニスを再含浸した場合のねじり固有振動数の経時変化を試験により確認した結果を示す特性図である。
【符号の説明】
１…回転子鉄心、２…回転子バー、３…短絡環、４…保持環、５…鉄心押え、６…回転軸、７…スロット、８…間隙、９…回転子。
【図１】
0003815367.tif 000002
【図２】
0003815367.tif 000003
【図３】
0003815367.tif 000004
【図４】
0003815367.tif 000005