专利名称：：电磁机器的制作方法
技术领域：
：本发明涉及具有电磁线圈的变压器、旋转电机等的电磁机器。作为上述电磁机器之一例，旋转电机及变压器等感应机器中，感应机器的电磁线圈是把绝缘电线即漆包线卷绕而成的。通常，电磁线圈中产生电晕放电时，由于该电晕放电的影响使绝缘物恶化。在现有技术中，不能使电晕放电的放电电荷量向减少的方向控制，绝缘物的抗恶化性能、即耐电晕性低。另外，已往的电磁线圈中，由于对脉冲电压的电压分担不均等，所以，分担异常高电压的线圈部分容易产生绝缘破坏，抗绝缘破坏性低。因此，不容易使绝缘厚度减小、实现机器的小型化。现有技术中常用的方法是，如图13所示，在导体1的表面卷绕2层聚酯薄膜2，在聚脂薄膜2之间夹着云母箔片3。另外，如图14所示，在若干匝单位的线圈4的表面卷绕聚酯薄膜5，在聚酯薄膜5的表面再卷绕云母带6。上述现有技术的方法中，由于具有云母箔片3、云母带6，其耐放电性即抗绝缘破坏性虽然好，但是，不能抑制放电电荷量，所以其耐电晕性方面不是很好。本发明的目的在于提供一种电磁机器，该电磁机器的因电晕放电造成的绝缘物恶化程度低、即耐电晕性高，而且线圈的电压分担均等，抗绝缘破坏性高，还能提高线圈自身的耐热性。为达到上述目的，本发明采取以下技术方案一种电磁机器其特征为由绝缘电线卷绕而成的电磁线圈构成，该绝缘电线是在裸导体表面形成2层由漆构成的绝缘被膜及低电阻导电性被膜而形成的，该低电阻导电性被膜由含有导电性氧化物的耐热性漆构成。所述的电磁机器，其特征在于，绝缘被膜形成在裸导体的表面，低电阻导电性被膜形成在绝缘被膜的表面。所述的电磁机器，其特征在于，电磁线圈分成为分别具有若干卷绕数的若干个单位线圈，在各单位线圈的外周设有复盖该线圈的导电性被复部件。所述的电磁机器，其特征在于，在各单位线圈的导电性被复部件外周，设有包围该导电性被复部件的耐热性绝缘被复部件。所述的电磁机器，其特征在于，在电磁线圈中的、至少与电源连接的卷绕端部附近的线圈部分形成低电阻导电性被膜。所述的电磁机器，其特征在于，只在形成电磁线圈的绝缘电线的、与电源连接的卷绕端部形成低电阻导电性被膜。所述的电磁机器，其特征在于，电磁线圈的外周被树脂模铸，而且，该电磁线圈由分成若干个块体的若干个块体线圈构成，至少在形成卷绕开始端及卷绕结束端的块体线圈的绝缘电线上形成上述低电阻导电性被膜。所述的电磁机器，其特征在于，只在形成卷绕开始端及卷绕结束端的块体线圈的绝缘电线上形成低电阻导电性被膜。所述的电磁机器，其特征在于，至少一个块体线圈构成抽头线圈，至少在形成该抽头线圈的绝缘电线上形成低电阻导电性被膜。所述的电磁机器，其特征在于，只在形成抽头线圈的绝缘电线上形成低电阻导电性被膜。所述的电磁机器，其特征在于，电磁线圈的外周被树脂模铸，而且，该电磁线圈是在下线圈层与上线圈层之间不夹设绝缘部件的叠层构造。所述的电磁机器，其特征在于，电磁线圈上有与转换器输出端连接的端子。本发明提供的电磁机器的电磁线圈，由绝缘电线卷绕而成，该绝缘电线是在裸导体表面形成2层由漆构成的绝缘被膜及低电阻导电性被膜而形成的，该低电阻导电性被膜由含有导电性氧化物的耐热性漆构成。本发明具有积极的效果这样构成的电磁线圈，形成在绝缘电线上的低电阻导电性被膜可抑制电晕放电时的放电电荷量，提高耐电晕性。另外，该低电阻导电性被膜加大线圈导体之间静电容量即串联静电容量，使电磁线圈的电压分担在各线圈之间均等，所以，能提高对于脉冲电压的抗绝缘破坏性。本发明中，电磁线圈最好有以下构造。第1，绝缘被膜形成在裸导体的表面，低电阻导电性被膜形成在绝缘被膜表面。第2，电磁线圈被分成分别具有若干卷数的若干个单位线圈，为了提高该单位线圈的对地间的耐电晕放电性，在各单位线圈的外周设有包复该单位线圈的导电性被覆部件。第3，低电阻导电性被膜的形成，适用于电磁线圈中的、至少与电源连接的绕线端部附近的线圈部分。第4，在带抽头线圈(タツプコイル)的电磁线圈中，低电阻导电性被膜的形成，适用于至少形成抽头线圈的绝缘电线。第5，电磁线圈具有专用于与转换器连接的用途。以下参照附图，详细说明具体实施例方式图1是本发明第1实施例中的、槽部分的线圈的断面图。图2是容纳在槽内的单位线圈的剖视立体图。图3是形成线圈用的绝缘电线的放大断面图。图4是表示放电电荷量实测值的曲线图。图5是表示线圈的等价电路的图。图6是表示分担电压的分布的曲线图。图7是与图1相当的图，表示本发明的第2实施例。图8是与图1相当的图，表示本发明的第3实施例。图9是表示本发明第4实施例中的线圈构造的概略图。图10是概略地表示本发明第5实施例中的模制线圈的断面图。图11是表示本发明第6实施例中的线圈构造的线图。图12是与图10相当的图，表示本发明的第7实施例。图13是表示现有例的绝缘电线的立体图。图14是表示另一现有例的单位线圈的立体图。下面，参照图1至图6说明本发明的第1实施例。图1中，相当于感应机器(电磁机器)的高压旋转电机，在铁心11的槽11a装着电磁线圈12。如图2所示，把绝缘电线13卷绕若干匝而形成线圈，在该线圈的外周卷绕复盖它的耐热性绝缘被覆部件即云母带14，这样便形成了电磁线圈12。如图3所示，绝缘电线13是在表面未经绝缘处理的裸导体13a的外周面形成耐热性绝缘被膜13b而形成的。在该绝缘电线13的表面、即绝缘被膜13b的表面，还形成了耐热性的低电阻导电性被膜13c。内侧的绝缘被膜13b，是用耐热性比高压旋转电机的耐热程度低的漆烧溶涂敷而成的，例如，在设计上最高使用温度为F种(155℃)的情况下，使用A、B、E种漆(例如聚氨酯类)(注A种、B种…的英文名是ClassA、B等，是世界通用的)。外侧的低电阻导电性被膜13c，是把在聚酰亚胺树脂中加入四氧化三铁、滑石、硅混合成的绝缘涂料烧溶涂敷而成的，设聚酰亚胺树脂的含有率为100份(重量)，四氧化三铁、滑石、硅的含有率可在5～100份(重量)内调节。表1添加物无添加Fe3O4滑石体积电阻率4×10151×1072×1010</table>表1分别表示了聚酰亚胺树脂的体积电阻率、在100份(重量)聚酰亚胺树脂中加入了50份(重量)四氧化三铁Fe3O4的试料的体积电阻率、在100份(重量)聚酰亚胺树脂中加入了50份(重量)滑石的试料的体积电阻率。从该表可见，在聚酰亚胺树脂中加入了四氧化三铁或滑石后，绝缘电线13的最外侧被膜13c的体积电阻率降低。图1、图2所示电磁线圈12相当于旋转电机用线圈的单位线圈(一个槽的线圈)。因此，这些电磁线圈12若干个串联起来形成旋转电机用线圈的1极的1相。图4是表示对漆包线A、漆包线B和漆包线C分别加上60Hz、720V状态时的1个循环期间的放电电荷量，漆包线A～C的总膜厚是35μm。漆包线A是把聚酰亚胺树脂烧溶涂敷在裸导体上而形成的。漆包线B是把含有50份(重量)四氧化三铁(也称为四三氧化铁)的聚酰亚胺树脂烧溶涂敷在在漆包线A上而形成的。漆包线C是把含有50份(重量)滑石的聚酰亚胺树脂烧溶涂敷在漆包线A上而形成的。从漆包线A～C的比较可知，在聚酰亚胺树脂中混合了四氧化三铁或滑石时，放电电荷量减少。因此，本实施例中，在绝缘电线13的表面形成低电阻导电性被膜13c，由于绝缘电线13的放电电荷量减少，换言之，产生电晕放电时的放电电荷量减少，所以，机器的绝缘物的耐电晕性提高。但是，用转换器控制旋转电机时，PWM信号的电压变化率(dV/dt)变得非常大。因此，由于反射现象或共振现象的原因，所加的电压是转换器输出脉冲电压的2倍，该异常高的电压、即脉冲电压不均等地分担在若干个电磁线圈上。具体地说，电磁线圈中，转换器一侧的连接端子即最靠近电源端子的线圈部分上分担了80％的电压。关于这方面的详细内容已在本申请人申请的日本专利公报特开平1-129735号中公开。图5是表示等价电路，该等价电路用于计算线圈内部相对于脉冲电压的电位分布。这里，从线圈的电源连接端(线路侧端)到第n个卷数位置的线圈(实施例中是第n个电磁线圈12)的对地初始电压Vn由(1)式给出。<式1>当将(1)式适用于电压施加端，由n＜＜N，得出下述(2)式。Vn＝V·sinhα(1-n/N)sinhα……(1)式中，V是施加电压波高值，N是总卷数。α＝C/K，C是全对地静电容量，K是全串联静电容量。Vn＝Ve-α(n/N)……(2)图6表示从(1)式算出的电压施加端中的电压Vn和施加电压V之比。α越接近“0”，各线圈的分担电压越均等。因此，为了使各线圈的分担电压均等，应极力增大线圈导体间的浮游静电容量构成的全串联静电容量K，减小α。表2</tables>表2表示在聚酰亚胺树脂中添加了50份(重量)四氧化三铁(Fe3O4)的漆的比介电常数以及在聚酰亚胺树脂中添加了50份(重量)滑石的漆的比介电常数除以聚酰亚胺树脂的电介常数得到的比。从表2可知，将四氧化三铁和滑石作为添加材使用时，介电常数增高，串联静电容量K增大。因此，本实施例中，在绝缘电线13上形成低电阻导电性被膜13c，在用转换器驱动旋转电机时，靠近转换器输出端子的第1个单位线圈即电磁线圈12的分担电压减少，N个各电磁线圈12的分担电压均等化。因此，可防止因第1个电磁线圈的分担电压过高而引起的线圈内部绝缘破坏。换言之，提高了抗绝缘破坏性，提高了机器的绝缘可靠性。另外，对漆包线A、漆包线B和漆包线C分别施加60Hz、1KV电压使其恶化时，在10000分的绝缘破坏使用温度是，未添加的漆包线A是20℃，含有四氧化三铁的漆包线B是60℃，含有滑石的漆包线C是80℃。上述漆包线A是把聚酰亚胺树脂烧溶涂敷在裸导体上而形成的。漆包线B是把含有四氧化三铁的聚酰亚胺树脂烧溶涂敷在在漆包线A表面而形成的。漆包线C是把含有滑石的聚酰亚胺树脂烧溶涂敷在漆包线A上而形成的。本实施例中，在绝缘电线13的表面形成低电阻导电性被膜13c，可提高耐热性。因此，构成绝缘电线13的绝缘被膜13b用比已往的耐热性低的漆构成的耐热性被膜即可，机器造价可降低。而且，与耐热性的提高相应地，流过电磁线圈12的电流密度可以加大，所以电磁线圈12的断面积可减小。这样，电磁线圈12被小型化，机器也可以小型化。另外，由于在单位线圈即电磁线圈12的外周面卷绕了云母带14，所以对于对地电位的耐电晕性提高。上述第1实施例中，是在裸导体13a的表面形成绝缘被膜13b，在该被膜13b的表面形成低电阻导电性被膜13c。但并不局限于此，例如也可以在裸导体13a的表面形成低电阻导电性被膜13c，在该导电性被膜13c的表面形成绝缘膜13b。该构造也能增加串联静电容量K。上述第1实施例中，绝缘被膜13b是用比F种低的A、B、E种漆形成的，但并不局限于此，例如也可以用F种中的耐热性比较低的漆形成。上述第1实施例中，绝缘被膜13b是用耐热性低的漆形成的，但并不局限于此，也可以用相应于机器耐热种别的漆(耐热种别为F种时是酯酰亚胺树脂，耐热种别是H种时，是聚酰亚胺树脂)形成。这时更加能提高机器的耐热性。上述第1实施例中，本发明是适用于高压旋转电机，但并不局限于此，例如也可适用于油浸变压器。这种情况下，油浸变压器的耐热种别为F种时，也可以把甲缩醛(ホルマ-ル)底漆使用。下面参照图7说明本发明的第2实施例。图7中，相当于感应机器(电磁机器)的高压模绕旋转机是在铁心15的槽15a内装着一个单位线圈或电磁线圈16构成的。电磁线圈16由绝缘电线17卷绕而成。该电磁线圈16，是在卷绕的绝缘电线17的外面卷绕作为导电性被覆部件的导电性带18、在导电性带18的表面卷绕云母带19而形成的。绝缘电线17与第1实施例同样地，在其绝缘被膜上再形成低电阻导电性被膜。该导电性被膜与第1实施例同样地，是把在聚酰亚胺树脂中加入四氧化三铁、滑石、硅混合成的绝缘涂料烧溶涂敷而成的。设聚酰亚胺树脂的含有率为100份(重量)，四氧化三铁、滑石、硅的含有率可设定为5～100份(重量)。标号20表示在绝缘电线之间产生的楔形间隙。标号21是表示在绝缘电线17与导电性带18之间产生的楔形间隙。本实施例中，在绝缘电线17的表面形成低电阻导电性被膜，上述体积电阻率降低，间隙20周围部件的表面略相同电位，所以更加抑制在该间隙20产生的电晕放电。由于在电磁线圈17的外周面卷绕了导电性带18，间隙21周围部件的表面略相同电位，所以更能抑制在该间隙21产生的电晕放电。另外，由于在导电性带18的表面卷绕了云母带19，所以，可提高对地或与铁心之间产生的电晕放电的耐电晕性。另外，上述第1及第2实施例中，槽11a及15a内也可以进行全含浸漆处理，更提高绝缘性。做成该构造时，能防止云母带14及19的脱落，并能减少电磁线圈内的空隙。而且，能提高加工时的抗损伤强度，提高绝缘可靠性。下面参照图8说明本发明的第3实施例。相当于感应机器的低压乱绕旋转电机是在铁心22的槽22a内装着电磁线圈23而构成的。该电磁线圈23是由绝缘电线23a乱卷绕而成。在绝缘电线23a的表面形成低电阻导电性被膜23b。该导电性被膜23b与第1实施例同样地，是把在聚酰亚胺树脂中加入四氧化三铁、滑石、硅混合成的绝缘涂料烧溶涂敷而成的。设聚酰亚胺树脂的含有率为100份(重量)，四氧化三铁、滑石、硅的含有率可设定为5～100份(重量)。另外，在槽22a内，漆24进行了全含浸绝缘处理。该漆24具有与导电性被膜23b相同的组成，具有强化绝缘、固定电磁线圈23等功能。在第3实施例中，虽然漆24具有与导电性被膜23b相同的组成，但并不局限于此，例如也可以采用由聚酰亚胺树脂等构成的漆(不添加导电性材料的漆)。在上述第1至第3实施例中，在形成电磁线圈的所有绝缘电线上形成低电阻导电性被膜，但并不局限于此，例如，也可以象图9所示的本发明第4实施例那样，只在形成第1个电磁线圈26的绝缘电线上形成低电阻导电性被膜，该第1个电磁线圈26靠近由转换器构成的电源25的连接端子26a。或者，在形成电磁线圈26的绝缘电线上，只在与电源连接的绝缘电线的卷绕端部形成低电阻导电性被膜。该构造的情况下，最高分担脉冲电压的第1个电磁线圈26的分担电压减少，在电磁线圈26及27之间的分担电压均等化。而且，其余的电磁线圈27的绝缘被膜减薄，提高了空间因素，所以装置能小型化。另外，节约了导电性被膜形成材料，可节省成本。下面参照图10说明本发明的第5实施例。相当于感应机器(电磁机器)的变压器的模制线圈28，具有沿轴向以预定间隔配置的若干个块体线圈29和复盖该若干个块体线圈29的树脂层30。在块体线圈29之间有隔撑件(图未示)，这这些块体线圈29相互串联连接。只在形成卷绕开始和卷绕结束的块体线圈29的绝缘电线29a上形成低电阻导电性被膜。该低电阻导电性被膜是把在聚酰亚胺树脂中加入四氧化三铁、滑石、硅混合成的绝缘涂料烧溶涂敷而成的。设聚酰亚胺树脂的含有率为100份(重量)，四氧化三铁、滑石、硅的含有率可设定为5～100份(重量)。对变压器的模制线圈施加了脉冲电压时，位于卷绕开始及卷绕结束的块体线圈分担的电压多。而该第5实施例中，由于只在形成卷绕开始及卷绕结束的块体线圈29的绝缘电线29a上形成低电阻导电性被膜，所以提高机器的耐电晕性。因此，不必将树脂层30做得很厚以提高耐电晕性，可以使模制线圈28薄形化。与此同时，由于各块体线圈29的分担电压均等化，所以提高了机器的绝缘可靠性。下面参照图11说明本发明的第6实施例。相当于感应机器(电磁机器)的变压器的模制线圈31具有作为一个块体线圈的抽头线圈32、另外若干个块体线圈33、复盖抽头线圈32及若干个块体线圈33的树脂层34。其中，只在形成抽头线圈32的绝缘电线上形成低电阻导电性被膜，该导电性被膜是把在聚酰亚胺树脂中加入四氧化三铁、滑石、硅混合成的绝缘涂料烧溶涂敷而成的。设聚酰亚胺树脂的含有率为100份(重量)，四氧化三铁、滑石、硅的含有率可设定为5～100份(重量)。标号32A～32E表示抽头线圈32的抽头。根据上述实施例，例如使用抽头32A和32C时，由于在抽头线圈32上有开放环线圈部32a，所以侵入电压波在该部分32a反射，使抽头线圈32分担大的电压。但是，由于在形成抽头线圈32的绝缘电线上形成了低电阻导电性被膜，所以放电电荷量被抑制，提高了机器的耐电晕性和抗绝缘破坏性。因此，不必将树脂层34做得很厚，可以使模制线圈31小形化。下面参照图12说明本发明的第7实施例。相当于感应机器(电磁机器)的变压器的模制线圈35，具有倾斜连续卷绕的电磁线圈36和复盖该电磁线圈36的树脂层37，在形成电磁线圈36的绝缘电线36a上形成低电阻导电性被膜。该导电性被膜是把在聚酰亚胺树脂中加入四氧化三铁、滑石、硅混合成的绝缘涂料烧溶涂敷而成的。设聚酰亚胺树脂的含有率为100份(重量)，四氧化三铁、滑石、硅的含有率可设定为5～100份(重量)。绝缘电线36a内的标号1～30表示该电线的卷绕顺序。上述实施例中也与前述同样地，提高耐电晕性，并能使模制线圈35薄形化。特别是在下线圈层与上线圈层之间未采用级间纸等间隔物的图12所示模制线圈35的情况下，在模制时或铁心插入时，虽然有大的应力作用在电磁线圈36上的倾向，但由于在形成电磁线圈36的绝缘电线36a上形成了低电阻导电性被膜，提高了线圈的机械强度，所以，即使没有级间纸也能承受大的应力。上述第7实施例中，是倾斜地连续卷绕绝缘电线36a，采用图中序号表示的卷绕顺序，但并不局限于此，只要是卷绕绝缘电线36a，使其不落入下层电线相互之间地卷绕即可。本申请人申请的特开平9-97722号便是该倾斜连续卷绕的一例。上述第7实施例中，本发明适用于倾斜连续卷绕的电磁线圈36，但并不局限于此，例如，也可适用于整齐密接卷绕的电磁线圈，只要是不采用间隔物卷绕的电磁线圈都能适用。上述第1～第7实施例中，是采用的在聚酰亚胺树脂中加入四氧化三铁、滑石、硅混合成的绝缘涂料，但并不局限于此，也可以采用本申请人申请的“特愿平7-305848号”中揭示的绝缘涂料。该涂料是在100份(重量)树脂中，加入5～100份(重量)从四氧化三铁、氢氧化铝、滑石、钡化合物、二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、合成云母、粘土、氧化钛、以及上述材料的混合物构成的无机充填剂中选出的至少一种组成的绝缘涂料。这种情况下，绝缘涂料(导电性涂料)的树脂，可从公知的各种合成树脂中任意选择。其中，以聚酰亚胺树脂、聚酰胺亚胺树脂、聚酯亚胺树脂、聚酰亚胺海因变性聚酯树脂等的聚酰亚胺树脂较好。可以使用其中的一种，也可以混合使用其中的二种以上。作为无机充填材料，可采用5～100份(重量)从氢氧化铝、滑石、钡化合物、二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、合成云母、粘土、氧化钛、以及这些化合物构成的无机充填材料中至少选择出的一种。上述第1～第3实施例中，采用在聚酰亚胺树脂中添加了四氧化三铁、氧化钛的绝缘涂料时，施加转换器的输出电压使用时，寿命特性良好，所以能延长电磁机器的寿命。另外，采用在聚酰亚胺树脂中添加了四氧化三铁、氢氧化铝、氧化铝的绝缘涂料时，耐摩耗性提高，所以，在把电磁线圈插入槽内时，可以不损伤电磁线圈，防止加工时的损伤。权利要求1.一种电磁机器其特征为由绝缘电线卷绕而成的电磁线圈构成，该绝缘电线是在裸导体表面形成2层由漆构成的绝缘被膜及低电阻导电性被膜而形成的，该低电阻导电性被膜由含有导电性氧化物的耐热性漆构成。2.如权利要求1所述的电磁机器，其特征在于，绝缘被膜形成在裸导体的表面，低电阻导电性被膜形成在绝缘被膜的表面。3.如权利要求1所述的电磁机器，其特征在于，电磁线圈分成为分别具有若干卷绕数的若干个单位线圈，在各单位线圈的外周设有复盖该线圈的导电性被复部件。4.如权利要求3所述的电磁机器，其特征在于，在各单位线圈的导电性被复部件外周，设有包围该导电性被复部件的耐热性绝缘被复部件。5.如权利要求1所述的电磁机器，其特征在于，在电磁线圈中的、至少与电源连接的卷绕端部附近的线圈部分形成低电阻导电性被膜。6.如权利要求5所述的电磁机器，其特征在于，只在形成电磁线圈的绝缘电线的、与电源连接的卷绕端部形成低电阻导电性被膜。7.如权利要求1所述的电磁机器，其特征在于，电磁线圈的外周被树脂模铸，而且，该电磁线圈由分成若干个块体的若干个块体线圈构成，至少在形成卷绕开始端及卷绕结束端的块体线圈的绝缘电线上形成上述低电阻导电性被膜。8.如权利要求所7述的电磁机器，其特征在于，只在形成卷绕开始端及卷绕结束端的块体线圈的绝缘电线上形成低电阻导电性被膜。9.如权利要求7所述的电磁机器，其特征在于，至少一个块体线圈构成抽头线圈，至少在形成该抽头线圈的绝缘电线上形成低电阻导电性被膜。10.如权利要求9所述的电磁机器，其特征在于，只在形成抽头线圈的绝缘电线上形成低电阻导电性被膜。11.如权利要求1所述的电磁机器，其特征在于，电磁线圈的外周被树脂模铸，而且，该电磁线圈是在下线圈层与上线圈层之间不夹设绝缘部件的叠层构造。12.如权利要求1所述的电磁机器，其特征在于，电磁线圈上有与转换器输出端连接的端子。全文摘要本发明公开一种电磁机器,旋转电机的电磁线圈是由绝缘电线卷绕而成的,为了减少电晕放电时的放电电荷量及加大导体间静电容量,该绝缘电线是在裸导体表面形成由漆构成的绝缘被膜、再在该绝缘被膜的表面形成导电率低的导电性被膜而形成的,该导电性被膜由含有导电性氧化物的耐热性漆构成。用这种绝缘电线做成的线圈适用于整个电磁线圈,或适用于靠近电源端子的线圈部分。文档编号H01F5/06GK1173760SQ9711502公开日1998年2月18日申请日期1997年7月18日优先权日1996年7月19日发明者冈本徹志,伊藤善博申请人:东芝株式会社