半导电性构件、定子线圈和旋转电机的制作方法

本申请涉及半导电性构件、定子线圈和旋转电机。

背景技术：

1、在用于高输出型旋转电机的定子等的定子线圈中，为了抑制在铁芯与主绝缘层的微小空间产生的电晕放电(corona discharge)，在覆盖导体部的主绝缘层的更外层配置有半导电性层，该导体部将裸线导体捆扎而成，该半导电性层将半导电性带材(tape)卷绕而成。该半导电性带材起到下述作用：使铁芯和主绝缘层的电位倾斜度(电位梯度)缓和，从而使铁芯表面的微小空间所分担的电压降低。上述半导电性带材通过将半导电性树脂层配置于玻璃布或无纺布等纤维状绝缘基材而制造，所述半导电性树脂层为将炭黑等导电性粒子添加到树脂中的半导电性树脂层。

2、近年来，随着旋转电机的进一步小型化和高输出化，运转中的电的、热的、机械的应力倾向于增大，因此半导电性层经时地劣化。另外，难以在主绝缘层与半导电性层的界面处完全无空隙(void)地进行制造，因此以该空隙为起点，产生相应地高的部分放电，使半导电性层的劣化加速，难以长期地抑制在铁芯与主绝缘层的空间所产生的电晕放电。

3、因此，公开有下述半导电性带材(例如，参照专利文献1)，其将除了导电性粒子以外还添加有由选自层状粘度矿物系粒子、氧化物系粒子、氮化物系粒子中的至少一种构成的无机粒子的树脂的半导电性树脂层涂布于纤维状绝缘基材。另外，公开有下述半导电体带材(例如参照专利文献2)，其将在高分子聚合物中除了导电性粒子以外还添加有非导电性纳米粒子的混合剂配置于纤维状绝缘基材。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2006-246599号公报(段落0008、图1)

7、专利文献2：国际专利wo2018/002974号公报(段落0050、图4)

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、部分放电产生的劣化作用大致可分为带电粒子产生的冲击作用、局部温度上升产生的热分解作用、由放电生成的活化气体引起的化学作用，它们协同地作用以使劣化进一步发展。此次，我们新发现了如下的见解：上述因素中，由放电生成的臭氧(o3)和原子状氧(o)等活化气体导致的氧化作用的影响极大，是半导电性层劣化的支配因素。因此，在这一方面上，上述专利文献中所公开的半导电性带材存在下述问题：虽然能够期待初期的耐电晕性提高等，但对于作为有机物的树脂和高分子聚合物而言，由上述部分放电而生成的臭氧和原子状氧的氧化作用引起的劣化较快，分解为低分子的挥发性的生成物，因此难以长期地维持初期的耐电晕性。

3、本申请公开了一种用于解决上述课题的技术，目的在于提供能够发挥长期稳定的耐电晕性的半导电性构件、定子线圈和旋转电机。

4、用于解决课题的手段

5、本申请公开的半导电性构件是将分散混入有金属粒子的半导电性树脂层配置在纤维状绝缘基材的半导电性构件，其特征在于，所述金属粒子具有比热固性树脂固化的温度高、比所述纤维状绝缘基材的软化点低的熔点(melting point)。

6、本申请公开的定子线圈的特征在于，具有：由将裸线导体(wire conductor)捆扎的导体部、在所述导体部的外周将云母构件卷绕而成的绝缘层、和在所述绝缘层的外周将上述半导电性构件卷绕而成的半导电性层形成的绕组、和含浸于所述绕组的所述热固性树脂。

7、本申请公开的旋转电机的特征在于，具备上述的定子线圈。

8、发明的效果

9、根据本申请，能够提供可发挥长期稳定的耐电晕性的半导电性构件、定子线圈和旋转电机。

技术特征：

1.一种半导电性构件，是将分散混入有金属粒子的半导电性树脂层配置在纤维状绝缘基材的半导电性构件，其特征在于，所述金属粒子具有比热固性树脂固化的温度高、比所述纤维状绝缘基材的软化点低的熔点。

2.根据权利要求1所述的半导电性构件，其特征在于，所述金属粒子具有200℃以上且700℃以下的熔点。

3.根据权利要求1或2所述的半导电性构件，其特征在于，所述金属粒子由包含pb-sn的复合成分、包含sn-sb的复合成分、包含sn-cu的复合成分、或者包含sn-ag的复合成分构成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导电性构件，其特征在于，所述金属粒子的配合量相对于所述半导电性树脂层的树脂部在1体积％以上且50体积％以下的范围。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导电性构件，其特征在于，所述金属粒子的平均粒径在1nm以上且10μm以下的范围。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的半导电性构件，其特征在于，在所述金属粒子与所述半导电性树脂层的树脂部的界面存在偶联剂或表面处理剂。

7.一种定子线圈，其特征在于，具有：

8.根据权利要求7所述的定子线圈，其特征在于，所述半导电性层中，在与所述绝缘层的界面相接的半导电性构件中，所述金属粒子偏在于与所述绝缘层的界面侧。

9.根据权利要求8所述的定子线圈，其特征在于，所述半导电性层中，代替所述偏在的金属粒子以外的金属粒子而使用导电性粒子。

10.一种旋转电机，其特征在于，具备根据权利要求7～9中任一项所述的定子线圈。

技术总结
本发明涉及半导电性带材(1)、使用该半导电性带材(1)的定子线圈(6)、具备该定子线圈(6)的旋转电机，所述半导电性带材(1)是将分散混入有金属粒子(2)的半导电性树脂层(14a)、(14b)配置在纤维状绝缘基材(4)的半导电性带材(1)，其中，金属粒子(2)具有比进行含浸处理的热固性树脂的固化温度高、比纤维状绝缘基材(4)的软化点低的熔点。由此，抑制由于旋转电机运转时的发热和放电等的影响，热固性树脂消耗而使半导电性受损等，发挥长期稳定的耐电晕性。

技术研发人员：安田拓实,马渕贵裕
受保护的技术使用者：三菱电机株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15