JP5334882B2 - 回転電機の巻線導体取り外し方法および装置 - Google Patents

Description

この発明は回転電機の巻線導体の取り外し方法および装置に関し、特に回転電機の固定子鉄心の各スロットに挿入されている巻線導体を取り外す方法および装置に関するものである。

発電所などで使用される大型の回転電機において、その固定子巻線の絶縁性能が劣化した場合に、固定子巻線を更新する際に巻線導体を固定子スロットから取り外すために、楔状の部材を巻線導体間に挿入して巻線導体にワイヤを掛けて引き外す解体装置があった（例えば特許文献１参照）。また固定子巻線の端部をハンマーで叩き、打撃による振動を固定子巻線全体に与えて巻線導体をスロットから取り外す装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開平９−７４７２４号公報 特開平１０−１９１５９９号公報

このような従来の固定子巻線解体装置は固定子鉄心の端面外部側から楔状の工具を挿入していくものであり、発電機などの大型回転電機の固定子鉄心のスロットに入っている巻線導体の長さ方向寸法は数メートルと長いため、固定子鉄心内中央部分の巻線導体に引抜力を与えるには、この長い巻線導体に固定子鉄心の端面部分から中央部分まで順次引抜力を与えながら楔状の工具を押し進める必要があり、時間と労力を要していた。また、ハンマー振りによる引抜きでも同様に固定子スロットからの巻線導体引抜きに時間と労力がかかっていた。

従ってこの発明の目的は、固定子鉄心のスロット内の巻線導体に直接引抜力を与えることができる回転電機の巻線導体取り外し方法および装置を得ることである。

この発明によれば、回転電機のスロット付コアに巻回されているコイルの巻線導体をスロットから取り外すために、巻線導体のコイルエンドを切断して除去する工程と、巻線導体を上記スロット内に保持するウエッジをウエッジ溝から取り除く工程と、上記ウエッジ溝にウエッジプレートを嵌合させる工程と、取り外すべき巻線導体の径方向内側面にジャッキ装置の一端を取り付ける工程と、上記ウエッジ溝に嵌合した上記ウエッジプレートに上記ジャッキ装置の他端を連結する工程と、上記ジャッキ装置を作動させて上記巻線導体を上記スロットから径方向に取り外す工程とを備えたことを特徴とする回転電機の巻線導体取り外し方法が得られる。

またこの発明によれば、回転電機のスロット付コアに巻回されているコイルの巻線導体をスロットから取り外すために用いる巻線取り外し装置であって、一端で取り外すべき巻線導体の径方向内側面に取り付けられるジャッキ装置と、上記スロットのウエッジ溝に嵌合して径方向に保持され、上記ジャッキ装置の他端に取り付けられるウエッジプレートとを備えたことを特徴とする回転電機の巻線導体取り外し装置が得られる。

この発明の回転電機の巻線導体取り外し方法および装置によれば、固定子鉄心のスロット内の巻線導体に直接径方向の引抜力を与えて短い時間で取り外し作業を実行できる。

この発明の実施の形態１の回転電機の巻線導体取り外し方法および装置を示す断面図である。 図１の回転電機の巻線導体取り外し装置の斜視図である。 この発明の実施の形態２の回転電機の巻線導体取り外し方法および装置を示す斜視図である。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１および２において、この発明の回転電機の巻線導体取り外し装置は、回転電機の固定子鉄心であるスロット付コア１のスロット２に挿入されて巻回されているコイル３の巻線導体４をスロット２から取り外すために用いる巻線取り外し装置である。コア１は全体として中空円筒形であって、内周面には軸方向に延びた多数のスロット２が設けられていて、スロット２の径方向内端部にはウエッジ溝５が設けられていて、ウエッジ溝５には巻線導体４を保持するためのウエッジ６が挿入されている。このような回転電機のコア１のスロット２から巻線導体４を取り外すためには、図１および２に示すように、コア１にこの発明の回転電機の巻線導体取り外し装置を取り付ける。この前に、必要に応じて、巻線導体４のコイルエンド部（図示してない）を切り取って、スロット２内に直線状の巻線導体４だけが残っているようにしておくと、取り外し作業も容易であるし、取り外した巻線導体４をコア１内から搬出するのにも都合がよい。

この発明の回転電機の巻線導体取り外し装置は、一端で取り外すべき巻線導体４の径方向内側面７に取り付けられるジャッキ装置８と、ウエッジ溝５に嵌合してウエッジ溝５内でコア１の径方向に移動しないように保持され、ジャッキ装置８の他端に取り付けられたウエッジプレート９とを備えている。図示のジャッキ装置８は、一端に巻線導体４の径方向内側面７に釘１０を用いて取り付けられる固定プレート１１を備えている。

ジャッキ装置８は、取り外すべき巻線導体４の径方向内側面７に固定プレート１１を介して取り付けられるロッド１２を持つ液体圧で作動するシリンダ装置１３と、一端でシリンダ装置１３に連結され、他端で取り外すべき巻線導体４が挿入されているスロット２に対して周方向に隣り合うスロット２に配置されるウエッジプレート９との間に連結されたリンク機構１４とを備えている。リンク機構１４は、シリンダ装置１３に固定されて径方向反対側に延びた２本の腕部材１５と、腕部材１５の先端に枢着ピン１６で枢着された脚部材１７と、脚部材１７にウエッジプレート９を連結する自在継手１８とを備えている。リンク機構１４は、自在継手１８を備えているので、回転電機の機種により、あるいは取り外し作業中の巻線導体４の移動により、相対位置が変動した場合にも対応できるようにしてある。また、腕部材１５には枢着ピン１６を通すための連結穴１９がいくつか設けられていて、腕部材１５と脚部材１７とを連結する枢着ピン１６の位置を必要に応じて変えられるようにしてある。

ウエッジプレート９は、ウエッジ６とほぼ同じ断面形の短い板部材であって、ジャッキ装置８のリンク機構１４に自在継手１８を介して取り付けられている。ウエッジプレート９はウエッジ６よりも僅かに小さな断面寸法を持っていて、ウエッジ溝５内に保持されるが挿脱は容易にできるようにしておくのが望ましい。

固定プレート１１は、ほぼ矩形の取付板２０と、取付板２０の中央部に設けられたネジ穴２１と、ネジ穴２１の両側で取付板２０に設けられた釘穴２２とを備えている。図示の例では、ネジ穴２２は、取付板２０に溶接等により固着されたナット２３によって設けられている。ナット２３のネジ穴２１にはシリンダ装置１３のロッド１２の先端がネジ係合により結合してあるため、ロッド１２は固定プレート１１に対して容易に着脱できる。固定プレート１１の釘穴２２には、巻線導体４内に打ち込まれて取付板２０を巻線導体４の径方向内側面に強固に釘止めにより固定する釘１０が挿入される。

この発明で「釘」とは、通常は絶縁被覆された複数の銅の素線で構成された巻線導体４に打ち込んで固定することのできる金属製の釘、スパイク（犬釘）およびステープル（止め釘）などを意味するものである。巻線導体４の取り外し作業を行うためには、固定プレート１１を用いないで、巻線導体４に直接ネジ穴２１を設けてロッド１２をネジ係合させることもできるし、固定プレート１１をネジ釘、接着剤等により巻線導体４に固定することもできる。しかしながら、巻線導体４の取り外し作業を迅速に実行するためには、釘１０を打撃により巻線導体４に打ち込む釘打ち作業による固定が最も望ましい。

このような回転電機の巻線導体取り外し装置を用いてこの発明の回転電機の巻線導体取り外し方法を実行して、回転電機のスロット付コアに巻回されているコイルの巻線導体をスロットから取り外すためには、先ず巻線導体４のコイルエンド（図示してない）を切断して除去する。この工程により、コア１のスロット内に軸方向に設けられた直線状の巻線導体４が挿入された状態で残される。次に、巻線導体４をスロット２内に保持するウエッジ６をウエッジ溝５から取り除き、巻線導体４の径方向内側面７がスロット２の内径側の開口部から露出した状態にする。

次に、例えば５〜８ｍの長さの直線状の巻線導体４に１〜２ｍ程度の間隔を空けてほぼ等間隔に２〜４台のジャッキ装置８を配置してこの発明の回転電機の巻線導体取り外し装置を据付する。このとき、取り外すべき巻線導体４が挿入されているスロット２に対して周方向に隣り合うスロット２について、ジャッキ装置８の他端であるシリンダ装置１３側を連結するウエッジプレート９を配置するのである。このときジャッキ装置８のウエッジプレート９をコア１の端面からウエッジ溝５に挿入して勘合させ、軸方向にずらして適当な位置にまで移動させ、各ジャッキ装置８のシリンダ装置１３に油圧を与えるための配管をする。この工程により、ウエッジ溝５に嵌合したウエッジプレート９にジャッキ装置８の他端であるシリンダ装置１３側がリンク機構１４を介して連結された状態となる。

また、取り外すべき巻線導体４のスロット２から露出した径方向内側面７にジャッキ装置８の一端であるロッド１２を固定プレート１１を利用して取り付ける。すなわち、固定プレート１１の取付板２０を釘１０によって巻線導体４の径方向内側面７に固定し、ロッド１２の先端のネジ部を固定プレート１１のナット２３のネジ穴２１に螺合などによって着脱可能に取り付ける。必要があれば、シリンダ装置１３に対するロッド１２の位置をネジロッドの回転で調節し、リンク機構１４の腕部材１５と脚部材１７との間の枢着ピン１６の位置を調節し、また各ジャッキ装置８間の調整をすることによって、複数のジャッキ装置８による力が同時に巻線導体４に作用するようにすることもできる。また、以上に説明した工程の実行の順番は、説明した順である必要は無く、実際の作業状況に応じて適宜作業手順を変えることができる。

この状態で図示してない油圧装置によって油圧を加えてジャッキ装置８を作動させれば、ロッド１２が固定プレート１１によって巻線導体４をスロット２から径方向に引張り出して、取り外すことができる。巻線導体４は一旦動き出すと動摩擦抵抗となって、比較的軽い力で引き抜くことができる。巻線導体４が抜けたら、巻線導体４の重量を支え台（図示せず）等で支えて保持し、複数のジャッキ装置８を全て取り外してから、この引き抜かれた巻線導体４をコア１の内面から一方の端面方向に移動させて取り除く。

コア１のスロット２には径方向内側の上口と奥側の下口との２個の巻線導体４が入っているが、上口を引き抜いた後は下口の巻線導体４も同様にして引き抜く。このときの取り付け寸法差については、ジャッキ装置８のシリンダ装置１３とロッド１２との位置関係を全ネジボルト等の調整機構によって調整することができる。このような一連の作業を繰り返すことにより、コア１の多数のスロット２内に入っている巻線導体４を順次引き抜いて取り外して解体することができる。

実施の形態２．
図３に示す回転電機の巻線導体取り外し装置においては、ジャッキ装置８が、取り外すべき巻線導体４に取り付けられるロッド１２を持つ液体圧で作動するシリンダ装置１３と、このシリンダ装置１３を、取り外すべき巻線導体４と取り外すべき巻線導体４が挿入されているスロット２に対して径方向に対向するスロット２に配置されるウエッジプレート９との間に連結する張線機構２４とを備えている。

張線機構２４は、図示の例では、一端（図３で下端）で取り外すべき巻線導体４に釘１０によって固定される固定プレート１１を持っていて、巻線導体４に連結できるようにされており、他端（図３で上端）でシリンダ装置１３に連結された第１部分と、一端（図３で下端）でシリンダ装置１３に連結され、他端（図３で上端）で取り外すべき巻線導体４が挿入されているスロット２に対して径方向に対向するスロット２に配置されるウエッジプレート９に連結された第２部分とに分割されていて、その間にシリンダ装置１３が挿入されている。また、この取り外し装置を用いて巻線導体４の取り外しを行う場合には、ジャッキ装置８の他端を連結するウエッジプレート９は、取り外すべき巻線導体４が挿入されているスロット２に対してコア１の径方向に反対側で対向する位置にあるスロット２に配置する。

張線機構２４の第１部分はワイヤ２６と固定プレート１１とを持っていて、ワイヤ２６は、一端に環状部分２７を持っていて、巻線導体４に連結される固定プレート１１のフック２８に着脱式に連結できるようにしてある。固定プレート１１は、図１および２に示す固定プレレートと同様に、巻線導体４の径方向内側面７に釘１０によって固定されるように釘穴２２を設けた取付板２０を持っているが、ネジ穴２１を持つナット２３の代わりにフック２８が設けられている。ワイヤ２６の他端にも環状部分２９が設けてあり、環状部分２９は締結金具３０によってシリンダ装置１３のロッド１２の先端に連結されている。

張線機構２４の第２部分はレバーブロック３１を持つ張線機構２４の長さ調整機構であり、レバーブロック３１と、レバーブロック３１をウエッジプレート９に着脱式に連結する金具３２と、レバーブロック３１をシリンダ装置１３の他端である上端に連結する連結金具３３とを備えている。

このような回転電機の巻線導体取り外し装置を用いて巻線導体４をスロット２から取り外すためにも、図１および２に示して説明した方法と同様の工程を実行して巻線導体４を取り外すことができる。すなわち、必要に応じて巻線導体４のコイルエンドを切断して除去し、巻線導体４をスロット２内に保持するウエッジ６をウエッジ溝５から取り除き、ウエッジ溝５にウエッジプレート９を嵌合させ、取り外すべき巻線導体４の径方向内側面７にジャッキ装置８の一端を取り付け、ウエッジ溝５に嵌合したウエッジプレート９にジャッキ装置８の他端を連結し、ジャッキ装置８を作動させて巻線導体４をスロット２から径方向に取り外すのである。取り外すべき巻線導体４にジャッキ装置８の一端を取り付けるときに、径方向内側面７に固定プレート１１を釘１０を用いて固着し、固定プレート１１にジャッキ装置８の一端を着脱可能に取り付けるのが望ましい。また、ジャッキ装置８の他端を連結するウエッジプレート９を、取り外すべき巻線導体４が挿入されているスロット２に対して径方向に対向するスロット２に配置するのが望ましい。

このようにしてジャッキ装置８のシリンダ装置１３に油圧をかけて複数の引抜用のジャッキ装置８を同時に動作させれば、巻線導体４をコア１の径方向内側方向にスロット２から引き抜くことができる。巻線導体４が抜けたら、コア１内で巻線導体４の重量を予め設置しておいた支え台（図示せず）等で支えて保持しておき、複数の引抜用のジャッキ装置８を全て取り外してから、この取り外された巻線導体４をコア１の内面から一方の端面方向に移動させて搬出する。

このようにすることにより、引抜用のジャッキ装置８に対して各１個のウエッジプレート９を挿入すれば済むうえ、コア１のスロット２から抜けた巻線導体４の重量がジャッキ装置８に掛かることがなくなるため、ジャッキ装置８の取り外し撤収も容易となり、この点で先に説明した実施の形態１よりもさらに作業性のよいものとなる。

以上に図示して説明した装置は単なる例であって様々な変形が可能であり、またそれぞれの具体例の特徴を全てあるいは選択的に組み合わせて用いることもできる。例えば、この発明の回転電機の巻線導体取り外し方法の各工程の順番は、適宜変更することができて、現場の状況あるいは回転電機の機種や大きさなどに応じて適切なものを選択することができる。また、図３に示す実施の形態において、シリンダ装置１３をウエッジプレート９あるいは固定プレート１１に直接連結して、張線機構２４のワイヤ２６（第１部分）と長さ調整機構であるレバーブロック３１（第２部分）とを直接連結することもできる。

この発明は回転電機の巻線導体取り外し方法および装置に利用できるものである。

１ スロット付コア、２ スロット、３ コイル、４ 巻線導体、５ ウエッジ溝、６ ウエッジ、７ 径方向内側面、８ ジャッキ装置、９ ウエッジプレート、１０ 釘、１１ 固定プレート、１２ ロッド、１３ シリンダ装置、１４ リンク機構、１５ 腕部材、１６ 枢着ピン、１７ 脚部材、１８ 自在継手、１９ 連結穴、２０ 取付板、２１ ネジ穴、２２ 釘穴、２３ ナット、２４ 張線機構、２６ ワイヤ、２７、２９ 環状部分、２８ フック、３０、３３ 締結金具、３１ レバーブロック、３２ 金具。

Claims (7)

1. 回転電機のスロット付コアに巻回されているコイルの巻線導体をスロットから取り外すために、
   巻線導体のコイルエンドを切断して除去する工程と、
   巻線導体を上記スロット内に保持するウエッジをウエッジ溝から取り除く工程と、
   上記ウエッジ溝にウエッジプレートを嵌合させる工程と、
   取り外すべき巻線導体の径方向内側面にジャッキ装置の一端を取り付ける工程と、
   上記ウエッジ溝に嵌合した上記ウエッジプレートに上記ジャッキ装置の他端を連結する工程と、
   上記ジャッキ装置の上記他端を連結する上記ウエッジプレートを、取り外すべき上記巻線導体が挿入されているスロットの両側にある一対のスロットに配置する工程とを備えたことを特徴とする回転電機の巻線導体取り外し方法。
2. 回転電機のスロット付コアに巻回されているコイルの巻線導体をスロットから取り外すために、
   巻線導体のコイルエンドを切断して除去する工程と、
   巻線導体を上記スロット内に保持するウエッジをウエッジ溝から取り除く工程と、
   上記ウエッジ溝にウエッジプレートを嵌合させる工程と、
   取り外すべき巻線導体の径方向内側面にジャッキ装置の一端を取り付ける工程と、
   上記ウエッジ溝に嵌合した上記ウエッジプレートに上記ジャッキ装置の他端を連結する工程と、
   上記ジャッキ装置の上記他端を連結する上記ウエッジプレートを、取り外すべき上記巻線導体が挿入されているスロットに対して径方向に対向するスロットに配置する工程とを備えたことを特徴とする回転電機の巻線導体取り外し方法。
3. 取り外すべき巻線導体にジャッキ装置の一端を取り付ける工程が、上記径方向内側面に固定プレートを釘を用いて固着し、上記固定プレートに上記ジャッキ装置の一端を着脱可能に取り付けることを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の巻線導体取り外し方法。
4. 回転電機のスロット付コアに巻回されているコイルの巻線導体をスロットから取り外すために用いる巻線取り外し装置であって、
   一端で取り外すべき巻線導体の径方向内側面に取り付けられるジャッキ装置と、
   上記スロットのウエッジ溝に嵌合して径方向に保持され、上記ジャッキ装置の他端に取り付けられるウエッジプレートとを備え、
   上記ジャッキ装置は、上記一端が、上記取り外すべき巻線導体に取り付けられるロッドを持つシリンダ装置と、上記シリンダ装置に連結され、上記他端が、取り外すべき上記巻線導体が挿入されているスロットの両側にある一対のスロットに配置される上記ウエッジプレートに取り付けられるリンク機構とを備えている、
   ことを特徴とする回転電機の巻線導体取り外し装置。
5. 上記リンク機構が自在継手を備えていることを特徴とする請求項４に記載の回転電機の巻線導体取り外し装置。
6. 回転電機のスロット付コアに巻回されているコイルの巻線導体をスロットから取り外すために用いる巻線取り外し装置であって、
   一端で取り外すべき巻線導体の径方向内側面に取り付けられるジャッキ装置と、
   上記スロットのウエッジ溝に嵌合して径方向に保持され、上記ジャッキ装置の他端に取り付けられるウエッジプレートとを備え、
   上記ジャッキ装置は、上記一端が、上記取り外すべき巻線導体に取り付けられるロッドを持つシリンダ装置と、上記シリンダ装置を上記取り外すべき巻線導体と取り外すべき上記巻線導体が挿入されているスロットに対して径方向に対向するスロットに配置される上記ウエッジプレートとの間に連結する張線機構とを備えている、
   ことを特徴とする回転電機の巻線導体取り外し装置。
7. 上記ジャッキ装置が上記一端に上記巻線導体の径方向内側面に釘を用いて取り付けられる固定プレートを備えていることを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載の回転電機の巻線導体取り外し装置。

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