CN103117613A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种包括转子和定子的旋转电机。转子具有多对磁极。定子包括定子芯和定子线圈，定子线圈包括缠绕在定子芯上的多个相绕组。对于定子线圈的相绕组中的每个，针对转子的每个磁极，定子芯具有n个周向地相继的单相槽，在这些单相槽中仅容置该相绕组，其中n是不小于2的自然数。定子线圈的相绕组中的每个具有从相绕组的一端至另一端顺次地布置的第一部分至第k部分，其中k是不小于2的自然数。第一部分与第k部分容置在用于相绕组的单相槽中的不同单相槽中。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种使用在例如机动车辆中的作为电动马达和发电机的旋转电机。

背景技术

已知包括转子和定子的旋转电机。转子具有多个设置成沿转子的周向方向的磁极对。定子包括定子芯和定子线圈。定子芯具有多个沿定子芯的周向方向设置的槽并且与转子径向地相对。定子线圈包括多个相绕组，多个相绕组中的每个缠绕在定子芯上以插入在定子芯的槽中的对应槽中。

此外，为了保证旋转电机的高输出，对于定子线圈的相绕组中的每个，针对转子的每个磁极，定子芯构造成具有多个周向地相继的单相槽，在这些单相槽中仅容置该相绕组。

例如，日本专利申请公开No.2000-69729（下文简称为专利文献1）公开了一种波状缠绕在定子芯上的三相定子线圈，针对转子的每个磁极并且针对定子的每个相绕组，定子芯具有两个单相槽。

更具体地，如图26A所示，定子线圈包括U相绕组、V相绕组和W相绕组。U相绕组、V相绕组和W相绕组中的每个包括第一部分（a）、第二部分（b）、第三部分（c）和第四部分（d）。这四个部分（a）-（d）从相绕组的一端处的、相绕组的端子顺次向相绕组的另一端处的、定子的中性点设置。此外，仅将U相绕组作为示例，如图26B所示，U相绕组的第一部分（a）和第四部分（d）容置在定子芯的相同的单相槽U1中，而U相绕组的第二部分（b）和第三部分（c）容置在定子芯的相同的单相槽U2中。也就是说，第一和第四部分（a）和（d）与第二和第三部分（b）和（c）容置在用于U相绕组的单相槽的不同槽中。在此，单相槽U1彼此周向地间隔开一个磁极节距（即转子的N磁极与S磁极之间的节距）；单相槽U2同样周向地彼此间隔开一个磁极节距；每个单相槽U1紧邻一个单相槽U2定位。此外，应当指出：定子线圈的V相绕组和W相绕组以与U相绕组相同的方式缠绕在定子芯上。

日本专利申请公开No.2004-64914（下文简称为专利文献2）公开了一种以重叠缠绕方式和波状缠绕方式混合的方式缠绕在定子芯上的三相定子线圈。对于定子线圈的每个相绕组和对于转子的每个磁极，定子芯具有三个单相槽。此外，在定子芯的每个槽中，定子线圈容置在沿定子芯径向方向的六层中。更具体地，定子线圈首先围绕定子芯重叠缠绕以填充在定子芯的每个槽中的径向内侧的四层，然后围绕定子芯波状缠绕以填充在定子芯的每个槽中的径向外侧的两层。此外，定子线圈的每个相绕组包括第一至第六部分。对于定子线圈的每个相绕组，相绕组的第一部分和第六部分（即最后部分）容置在用于相绕组的相同的单相槽中。

也就是说，在专利文献1和专利文献2中，对于定子线圈的每个相绕组，相绕组的第一和最后部分容置在用于相绕组的相同的单相槽中。

发明人的调查

本发明的发明人已调查在用于相绕组的相同槽中容置每个相绕组的第一和最后部分的构造迄今使用在本领域中的原因。

具体地，在使从定子芯的对应的轴向端面突出的定子线圈的线圈端的高度最小化方面，优选将定子线圈的所有端子和中性点定位在定子芯的径向外侧。在此，线圈端表示定子线圈的这些部件，这些部件位于定子芯的槽的外侧并且分别从定子芯的对应的轴向端面突出。

此外，为了将定子线圈的所有端子和中性点定位在定子芯的径向外侧，有必要设置偶数数量的桥接线以径向地横过定子线圈的一个线圈端。特别地，当定子芯针对定子线圈的每个相绕组和针对转子的每个磁极具有两个单相槽时，有必要设置零（即不设置）或六个（即，针对每个相绕组两个）桥接线以横过定子线圈的线圈端。

在径向地横过线圈端的桥接线的数量等于零的情形下，定子线圈的相绕组沿定子芯的轴向方向彼此交迭成六层，而与定子芯的槽中的相绕组的部分的位置无关。此外，在这些情形下，使用在定子线圈中的桥接线类型（或形状式样）的数量等于九。

更具体地，图27A示出这样的情形：对于定子线圈的每个相绕组，相绕组的第一部分（a）和第四部分（d）容置在相同的单相槽中，而相绕组的第二部分（b）和第三部分（c）容置在相同的单相槽中。图27B示出另一种情形：对于定子线圈的每个相绕组，相绕组的第一部分（a）和第二部分（b）容置在相同的单相槽中，而相绕组的第三部分（c）和第四部分（d）容置在相同的单相槽中。在图27A-27B中示出的这些情形中的任一种情形下，六种不同类型的桥接线设置在定子线圈的径向内周上，以桥接定子线圈的每个相绕组的第一至第四部分（a）-（d）的对应对。另一方面，三种不同类型的桥接线设置在定子芯的径向外周上以桥接定子线圈的每个相绕组的第一至第四部分（a）-（d）的对应对。然而，不存在径向地横过定子线圈的线圈端的桥接线。因此，使用在定子线圈中的桥接线类型的总数量等于九。此外，定子线圈的桥接线沿定子芯的轴向方向彼此交迭成六层。

此外，应当指出的是，尽管在图27A-27B中具有在定子芯的径向内侧上延伸的所绘出的六个桥接线，这些桥接线实际上延伸越过定子线圈的线圈端，而不从定子芯径向向内突出。还应当指出的是，径向地横过线圈端的桥接线的数量在以下情形下不能等于零：对于定子线圈的每个相绕组，相绕组的第一部分（a）和第三部分（c）容置在相同的单相槽中，而相绕组的第二部分（b）和第四部分（d）容置在相同的单相槽中。

另一方面，图28A-28C示出径向地横过线圈端的桥接线的数量等于六的三种情形。

更具体地，图28C示出以下情形：对于定子线圈的每个相绕组，相绕组的第一部分（a）和第二部分（b）容置在相同的单相槽中，而相绕组的第三部分（c）和第四部分（d）容置在相同的单相槽中。在该情形下，具有六个径向地横过定子线圈的线圈端的桥接线。此外，所有使用在定子线圈中的桥接线沿定子芯的轴向方向彼此交迭成六层。此外，使用在定子线圈中的桥接线类型的总数量等于八。

图28B示出另一种情形：对于定子线圈的每个相绕组，相绕组的第一部分（a）和第三部分（c）容置在相同的单相槽中，而相绕组的第二部分（b）和第四部分（d）容置在相同的单相槽中。在该情形下，具有六个径向地横过定子线圈的线圈端的桥接线。此外，所有使用在定子线圈中的桥接线沿定子芯的轴向方向彼此交迭成四层。此外，使用在定子线圈中的桥接线类型的总数量降至五。

图28A示出又一种情形：对于定子线圈的每个相绕组，相绕组的第一部分（a）和第四部分（d）容置在相同的单相槽中，而相绕组的第二部分（b）和第三部分（c）容置在相同的单相槽中。在该情形下，具有六个径向地横过定子线圈的线圈端的桥接线。此外，所有使用在定子线圈中的桥接线沿定子芯的轴向方向彼此交迭成四层。此外，使用在定子线圈中的桥接线类型的总数量降至四。

在图27A-27B和28A-28C中示出的所有定子构造中，在图28A中示出的构造在使定子线圈的轴向长度最小化以及便利定子的制造方面最优选。因此，由于上述原因，将每个相绕组的第一和最后部分容置在用于相绕组的相同的单相槽中的构造已广泛地使用在本领域中。

然而，本发明的发明人还发现了与旋转电机的定子线圈有关的问题。

具体地，对于电动马达，当在马达的定子线圈的相绕组的端子之间施加最大电压等于如图29所示的V₀的方波电压时，如图30所示的电压冲击使定子线圈的实际最大相间电压（即跨过定子线圈的相绕组的中任意两个相绕组的实际最大电压）超过V₀。

图31示出定子线圈的实际最大相间电压对于最大电压V₀的放大比随着频率的改变。

从图31中能够看到，当定子线圈相对于施加在定子线圈的相绕组的端子之间的方波电压的谐波成分具有共振频率时，放大比达到其峰值。

此外，当定子线圈的最大相间电压被放大时，会有必要增加定子线圈的相间间隙（即通过增加定子线圈的相绕组的绝缘涂层的厚度）并且由此改进相绕组之间的电绝缘，以防止在相绕组之间发生短路。

发明内容

根据一个示例性实施方式，提供了一种包括转子和定子的旋转电机。转子具有多个沿转子的周向方向布置的磁极对。定子包括定子芯和定子线圈。定子芯具有多个沿定子芯的周向方向布置的槽并且与转子径向地相对。定子线圈包括多个相绕组，多个相绕组中的每个缠绕在定子芯上从而插入在定子芯的槽中的对应槽中。此外，根据该实施方式，对于定子线圈的相绕组中的每个，定子芯针对转子的每个磁极具有n个周向地相继的单相槽，在这些单相槽中仅容置该相绕组，其中n是大于或等于2的自然数。定子线圈的相绕组中的每个具有包括第一部分和第k部分的k个部分，其中k是大于或等于2的自然数。第一部分至第k部分从相绕组的一端至另一端顺次地布置。第一部分与第k部分容置在用于相绕组的单相槽中的不同单相槽中。

利用上述构造，可以使第一和第2k部分之间的负相互感应最小化，由此使因负相互感应而引起的定子线圈的总感应的减低最小化。因此，可以使定子线圈的共振频率和共振峰值都降低。因此，可以降低定子线圈的最大相间电压，由此缩短了用于确保定子线圈的相绕组之间的电绝缘的定子线圈的必要的相间间隙。

根据另一示例性实施方式，提供了一种包括转子和定子的旋转电机。定子包括定子芯和定子线圈。定子芯具有多个沿定子芯的周向方向布置的槽并且与转子径向地相对。定子线圈包括多个相绕组，多个相绕组中的每个缠绕在定子芯上从而插入在定子芯的槽中的对应槽中。此外，根据该实施方式，定子线圈的相绕组中的每个包括从所述相绕组的一端顺次地布置到所述相绕组的另一端的k个部分，其中k是大于或等于2的自然数。k个部分中的每个缠绕在定子芯上，使得该部分的周向行进方向在每次完成360°/k的周向行进时被反转。

利用上述构造，对于定子线圈的相绕组的每个，相绕组的k个部分可以彼此单独地容置与相绕组对应的对应槽中的不同槽中。因此，可以减弱相绕组的k个部分之间的磁耦合，由此使其间的负相互感应最小化。因此，可以使由于负相互感应而引起的定子线圈的总感应的减低最小化，由此使定子线圈的共振频率和共振峰值都降低。因此，可以降低定子线圈的最大相间电压，由此缩短了用于确保定子线圈的相绕组之间的电绝缘的定子线圈的必要的相间间隙。

根据又一示例性实施方式，提供了一种包括转子和定子的旋转电机。定子包括定子芯和定子线圈。定子芯具有多个沿定子芯的周向方向布置的槽并且与转子径向地相对。定子线圈包括多个相绕组，多个相绕组中的每个缠绕在定子芯上从而插入在定子芯的槽中的对应槽中。此外，根据该实施方式，定子线圈的相绕组中的每个包括在相绕组的相反端之间彼此并联地连接的j个子绕组，其中j是大于或等于2的自然数。子绕组中的每个包括从子绕组的一端顺次地布置到子绕组的另一端的k个部分，其中k是大于或等于2的自然数。从相绕组的一端数起，相绕组的子绕组的相同编号的部分容置在与相绕组对应的对应槽中的相同槽中从而在对应槽中彼此接近。

利用上述构造，对于定子线圈的相绕组的每个，相绕组的子绕组中的第一部分可以与子绕组中的第k部分径向地分隔开，由此可以减弱第一部分和第k部分之间的磁耦合。因此，可以使由于第一部分和第k部分之间的负相互感应而引起的定子线圈的总感应的减低最小化，由此使定子线圈的共振频率和共振峰值都降低。因此，可以降低定子线圈的最大相间电压，由此缩短了用于确保定子线圈的相绕组之间的电绝缘的定子线圈的必要的相间间隙。

根据再一示例性实施方式，提供了一种包括转子和定子的旋转电机。转子具有多个沿转子的周向方向布置的磁极对。定子包括定子芯和定子线圈。定子芯具有多个沿定子芯的周向方向布置的槽并且与转子径向地相对。定子线圈包括多个相绕组，多个相绕组中的每个缠绕在定子芯上从而插入在定子芯的槽中的对应槽中。此外，根据该实施方式，对于定子线圈的相绕组的每个，定子芯针对转子的每个磁极具有2j个周向地相继的单相槽，在这些单相槽中仅容置该相绕组，其中j是大于或等于2的自然数。定子线圈的相绕组中的每个包括在相绕组的相反端之间彼此并联地连接的j个子绕组。子绕组中的每个由位于相绕组的一端侧上的第一半部以及位于相绕组的另一端侧上的第二半部构成。对于定子线圈的相绕组的每个，相绕组的子绕组的所有第一和第二半部彼此分别容置在用于相绕组的单相槽中的不同单相槽中。

利用上述构造，对于定子线圈的相绕组的子绕组中的每个，子绕组的第一和第二半部分别容置在用于相绕组的两个不同的单相槽中。因此，可以减弱子绕组的第一和第二半部之间的磁耦合，由此使其间的负相互感应最小化。因此，可以使由于负相互感应而引起的定子线圈的总感应的减低最小化，由此使定子线圈的共振频率和共振峰值都降低。因此，可以降低定子线圈的最大相间电压，由此缩短了用于确保定子线圈的相绕组之间的电绝缘的定子线圈的必要的相间间隙。

附图说明

从下文给出的详细描述以及从示例性实施方式的附图，本发明将会得到更充分地理解，然而，下文给出的详细描述以及示例性实施方式的附图并非用于将本发明限制于具体实施方式，而仅仅是用于解释和理解的目的。

在附图中：

图1是示出根据第一实施方式的旋转电机的总体构造的局部截面图；

图2是旋转电机的定子的立体图；

图3是示出了将用于形成定子的定子线圈的电导体段插入到形成在定子的定子芯中的槽中的过程的示意性立体图；

图4A、4B和4C分别是共同示出定子线圈的每个相绕组波状地缠绕在定子芯上的方式的立体图、俯视图和周向展开图；

图5A是定子线圈的相绕组的连接图示；

图5B是示出定子芯的单相槽U1和U2中的定子线圈的U相绕组的第一到第四部分（a）-（d）的位置的示意图；

图6是示出放电开始电压、压力和电导体间的距离之间的根据帕邢定律的关系的曲线图；

图7是给出根据第一实施方式的定子与具有传统构造的定子之间共振频率和共振峰值的比较的曲线图；

图8A是示出实验1中的定子线圈的相间电压的测量位置的示意图；

图8B是示出根据第一实施方式的在实验1中被测试的定子的构造的示意图；

图9是示出实验1的测量结果的曲线图；

图10A和10B分别是共同示出根据第一实施方式的定子的构造的第一变体的立体图和俯视图；

图11A、11B和11C分别是共同示出根据第一实施方式的定子的构造的第二变体的立体图、俯视图和周向展开图；

图12是根据第二实施方式的定子的定子线圈的相绕组的连接图示；

图13是示出根据第二实施方式在定子的定子芯的对应单相槽中的定子线圈的每个相绕组的子绕组的部分的位置的示意图；

图14是根据第三实施方式的定子的定子线圈的相绕组的连接图示；

图15是示出根据第三实施方式定子线圈的每个相绕组围绕定子的定子芯缠绕的方式的周向展开图；

图16是示出根据第三实施方式的比较示例定子线圈的每个相绕组围绕定子芯缠绕的方式的周向展开图；

图17是示出根据第四实施方式在定子的定子芯的对应单相槽中的定子线圈的每个相绕组的子绕组的部分的位置的示意图；

图18是示出根据第五实施方式在定子的定子芯的对应单相槽中的定子线圈的每个相绕组的子绕组的部分的位置的示意图；

图19是根据第六实施方式的定子的定子线圈的相绕组的连接图示；

图20是示出根据第六实施方式在定子的定子芯的对应单相槽中的定子线圈的每个相绕组的子绕组的部分的位置的示意图；

图21是示出根据第六实施方式在定子中的定子线圈的每个相绕组的子绕组之间的电角度的差的示意图；

图22是示出根据第六实施方式的比较示例的定子的构造的示意图；

图23是示出根据第六实施方式的定子中的磁通势的分布的视图；

图24是示出根据第六实施方式的比较示例的定子中的磁通势的分布的视图；

图25是给出根据第六实施方式的定子与根据比较示例的定子之间的磁噪音水平的比较的曲线图；

图26A是现有技术中已知的定子的定子线圈的相绕组的连接图示；

图26B是示出在现有技术中已知的定子的定子芯的对应单相槽中的定子线圈的每个相绕组的子绕组的部分的位置的示意图；

图27A-27B和28A-28C是分别示出由本发明的发明人调查的各种定子构造的示意图；

图29是施加在传统旋转电机中的定子线圈的相绕组的端子之间的电压的波形图；

图30是当如图29所示的电压施加在相绕组的端子之间时定子线圈的实际的相间电压的波形图；以及

图31是示出在传统旋转电机中定子线圈的电压放大比随着频率的改变的曲线图。

具体实施方式

以下将参照图1-25描述示例性实施方式。应当指出的是，为了清楚和理解起见，在每幅图中，不同实施方式中具有相同功能的相同组成部件用相同的附图标记标注，并且为了避免冗繁，对相同组成部件的描述不重复。

[第一实施方式]

图1示出了根据第一实施方式的旋转电机1的总体构造。旋转电机1设计成使用在机动车辆中以用作电动马达。

如图1所示，旋转电机1包括壳体10、转子14和定子20。壳体10包括一对大致呈杯状的壳体件10a和10b，这对壳体件10a和10b在其开口端处连结在一起。壳体10具有安装在其内的一对轴承11和12，旋转轴13经由这对轴承11和12由壳体10可旋转地支撑。转子14容置在壳体10内并且固定在旋转轴13上。定子20固定在壳体10中以围绕转子14的径向外周。

转子14包括嵌置在转子14的预定位置处的多个永磁体。永磁体在转子14的径向外周上形成多对N和S磁极，以面向定子20的径向内周。磁极沿转子14的周向方向以预定节距彼此间隔开。此外，磁极的极性沿周向方向在北极（N）和南极（S）之间交替。此外，磁极的数量可以根据旋转电机1的设计规格合适地设定。例如，在本实施方式中，磁极的数量设定成等于八（即四个N极和四个S极）。

现参照图2，定子20包括大致呈环状的定子芯30和三相定子线圈40，三相定子线圈40包括U相绕组、V相绕组和W相绕组。

例如，定子芯30通过沿定子芯30的轴向方向叠合多个芯板（或钢板）而形成。定子芯30具有形成在定子芯30的径向内表面中的多个槽31，并且这些槽31沿定子芯的周向方向以恒定的节距彼此间隔开。每个槽31沿定子芯30的轴向方向延伸以沿轴向方向贯穿定子芯30，并且具有垂直于轴向方向的大致呈矩形的截面。对于每个槽31，槽31的深度方向与定子芯30的径向方向一致。

在本实施方式中，针对具有八个磁极的转子14的每个磁极和针对三相定子线圈40的每相，设置有两个槽31（或者n个槽31，其中n等于2）。也就是说，对于定子线圈40的U相、V相和W相绕组中的每个，针对转子14的每个磁极，定子芯30具有两个周向地相继的单相槽，在单相槽中仅容置相绕组。因此，设置在定子芯30中的槽31的总数量等于48（即2×3×8）。

通过将多个大致呈U形的电导体段50从定子芯30的一个轴向侧插入到定子芯30的对应槽31中并且将电导体段50的自由端的对应的焊接来形成定子线圈40的U相、V相和W相绕组中的每个。每个电导体段50通过将矩形电导体弯曲成大致U形来获得，矩形电导体具有覆盖其外表面的绝缘涂层（未示出）。每个电导体段50在其自由端具有绝缘涂层从电导体段50移除的暴露部（未示出）。电导体段50的暴露部的对应对通过焊接连结在一起以在其间形成连结部（或焊接部）56。

更具体地，如图3所示，每个电导体段50大致呈U形，从而包括一对彼此平行延伸的平直部51、在同一侧连接平直部51末端的回转部52。回转部52包括形成在回转部52的中央处以平行于定子芯30的轴向端面30a中的对应的一个延伸的顶点部53。回转部52还包括一对倾斜部54，这对倾斜部54分别形成在顶点部53的相反侧上，以相对于定子芯30的对应轴向端面30a以预定角度倾斜地延伸。此外，在图3中，附图标记24表示设置成使定子线圈40（或电导体段50）与定子芯30电绝缘的绝缘体。

此外，如图3所示，在本实施方式中，形成定子线圈40的电导体段50包括多对第一和第二电导体段50A和50B。对于每对第一和第二电导体段50A和50B，第一电导体段50A的平直部51与第二电导体段50B的平直部51插入在定子芯30的槽31中的不同槽中。更具体地，第一电导体段50A的平直部51所插入的槽31分别邻近第二电导体段50B的平直部51所插入的槽31。

例如，对于在图3中的右上侧上示出的第一和第二电导体段50A和50B，第一电导体段50A使其右侧平直部51插入在一个槽31A的第六层（即径向最外层）中，并且使其左侧平直部51插入在另一槽（未示出）的第五层中，另一槽（未示出）从槽31A逆时针以一个磁极节距（即转子14的N磁极和S磁极之间的节距）定位。另一方面，第二电导体段50B使其右侧平直部51插入在紧邻槽31A且逆时针定位的一个槽31B的第六层中，并且使其左侧平直部51插入在从槽31B以一个磁极节距逆时针定位的另一槽（未示出）的第五层中。也就是说，第一和第二电导体段50A和50B彼此周向地偏移一个槽节距。

此外，在定子芯30的槽31中的每个中，插入偶数数量的、电导体段50的平直部51。更具体地，在本实施方式中，在定子芯30的槽31中的每个中，插入电导体段50的六个平直部51以径向地堆叠在槽31中的六层中。

对于每个电导体段50，在定子芯30的另一轴向侧上突出到对应槽31的外侧的、电导体段50的平直部51的自由端部沿定子芯30的周向方向分别朝向相反侧扭转，以相对于定子芯30的对应轴向端面30a以预定角度倾斜地延伸。因此，平直部51的每个自由端部转变成沿定子芯30的周向方向延伸大致半个磁极节距的倾斜部55（参见图2）。

此外，在定子芯30的另一轴向侧上，电导体段50的倾斜部55中的每个对应对在其相应的远端处焊接，从而在其间形成焊接部56并因此彼此电连接。更具体地，对于定子线圈40的三个相绕组41（即U相、U相和W相绕组）中的每个，一起构成相绕组41的所有电导体段50以彼此串联的方式电连接。因此，如图4A-4C所示，相绕组41中的每个围绕定子芯30沿定子芯30的周向方向波状缠绕例如6匝。

此外，除了如图3所示的大致U形电导体段50，定子线圈40的相绕组41中的每个还包括不同形状的其他电导体段（未示出）。这些其他电导体段包括：具有一体地形成在其中的相绕组41的端子的电导体段；具有中性点引线（即用于连接到定子线圈40的中性点的引线）的电导体段；以及各自具有用于连接相绕组41的相继匝（例如第一和第二匝）的连接部的电导体段。

进一步参照图5A，在本实施方式中，定子线圈40的这三个相绕组41是Y连接以限定其间的中性点44。换言之，定子线圈40的U相、V相和W相绕组41连结并且因此在中性点44处彼此电连接。

此外，定子线圈40的U相、V相和W相绕组41中的每个包括2n个部分，其中n是大于或等于2的自然数。

更具体地，在本实施方式中，定子线圈40的相绕组41中的每个包括第一部分（a）、第二部分（b）、第三部分（c）和第四部分（d），第一部分（a）、第二部分（b）、第三部分（c）和第四部分（d）从相绕组41的一端处的、相绕组41的端子43顺次向相绕组41的另一端处的、定子线圈40的中性点44设置。也就是说，在本实施方式中n等于2。此外，第一至第四部分（a）-（d）中的每个在定子芯30上波状缠绕。

此外，对于每个相绕组41，第一部分与第2n部分容置在用于相绕组41的单相槽31中的不同槽中。此外，从端子43侧数起，第2m部分与第（2m-1）部分容置在用于线绕组41的单相槽31中的相同槽中，其中m是满足1≤m≤n的自然数。

更具体地，在本实施方式中，如图5B所示，对于U相绕组41，第一部分（a）容置在单相槽U1中，而第四部分（d）（即第2n部分）容置在单相槽U2中。在此，单相槽U1彼此周向地间隔开一个磁极节距；单相槽U2同样周向地彼此间隔开一个磁极节距；单相槽U1中的每个紧邻单相槽U2中的一个定位。此外，由于n等于2，所以m等于1或2。因此，第二部分（b）（即第2m部分，其中m等于1）与第一部分（a）（即第（2m-1）部分，其中m等于1）容置在相同的单相槽U1中。另一方面，第四部分（d）（即第2m部分，其中m等于2）与第三部分（c）（即第（2m-1）部分，其中m等于2）容置在相同的单相槽U2中。此外，应当指出，尽管未图示出来，定子线圈40的V相和W相绕组41以与U相绕组41相同的方式缠绕在定子芯30上。

此外，在本实施方式中，在定子芯30的一个轴向侧（即在图2中的下侧）上，从定子芯30的一个轴向端面30a突出的、电导体段50的所有回转部52一起构成定子线圈40的第一线圈端47。在定子芯30的另一轴向侧（即图2中的上侧）上，0从定子芯30的另一轴向端面30a突出的、电导体段50的所有倾斜部55以及形成在倾斜部55之间的连结部56一起构成定子线圈40的第二线圈端48。

此外，尽管没有图示出来，在定子芯30的一个轴向侧上，电导体段50的回转部52径向地设置成给定数量的层。在定子芯30的另一轴向侧上，如图2所示，形成在电导体段50的倾斜部55之间的连结部56以给定的间距周向地设置并且径向地设置成给定数量的层。

此外，在本实施方式中，基于帕邢定律，施加在定子线圈40的U相、V相以及W相绕组41的端子43之间的最大电压设定成高于或等于330V。此外，如图6所示，根据帕邢定律，当跨过电导体的电压不低于大约330V时，放电会在大气压下在电导体之间发生。

根据本实施方式的上述旋转电机1具有下列的优点。

在本实施方式中，旋转电机1包括转子芯14和定子20。转子14具有沿转子14的周向方向以预定节距设置的四对N和S磁极（参见图5B）。定子20包括定子芯30和定子线圈40。定子芯30具有48个槽31，这些槽31沿定子芯30的周向方向设置，并且与转子14径向地相对。定子线圈40包括U相、V相和W相绕组41，U相、V相和W相绕组41中的每个波状缠绕在定子芯30上以插入在定子芯30的对应槽31中。更具体地，对于定子线圈40的相绕组41中的每个，针对转子14的每个磁极，定子芯30具有n个周向地相继的单相槽31，在这些单相槽31中仅容置该相绕组41，其中n是不小于2的自然数（例如，在本实施方式中n=2）。定子线圈40的相绕组41中的每个包括从相绕组41的端子43向定子线圈40的中性点44顺次设置的2n个部分（即在本实施方式中是四个部分）。对于相绕组41中的每个，第一部分（a）与第2n部分（即在本实施方式中是第四部分（d））容置在用于的相绕组41的单相槽31中的不同槽中。

利用上述构造，可以使第一和第2n部分之间的负相互感应最小化，由此使因负相互感应而引起定子线圈40的总感应的减低最小化。因此，如图7所示，相比在图27A中示出的传统构造，可以使定子线圈40的共振频率和共振峰值都显著地降低。因此，可以降低定子线圈40的最大相间电压，由此缩短了用于确保定子线圈40的相绕组41之间的电绝缘的定子线圈40的必要的相间间隙。

此外，可以通过下列等式确定定子线圈40的共振频率fn：

$f_n=1/2\mathrm{\π}\sqrt{\mathrm{LC}}$

其中L是定子线圈40的总感应，并且C是定子线圈40与定子芯30之间的对地电容。此外，定子线圈40的总感应L是定子线圈40的自身感应和定子线圈40的不同部分之间的相互感应的总和。因此，通过最小化在定子线圈40的每个相绕组41中的第一和第2n部分之间的负相互感应，可以使因负相互感应而引起定子线圈40的总感应L的减少最小化。

在本实施方式中，对于定子线圈40的相绕组41中的每个，相绕组41的第2m部分与相绕组41的第（2m-1）部分容置在用于相绕组41的相同的单相槽31中，其中m是满足1≤m≤n的自然数。例如，对于U相绕组41，第一部分（a）和第二部分（b）容置在相同的单相槽U1中，而第三部分（c）和第四部分（d）容置在相同的单相槽U2中。

因此，可以使在第一部分（a）和第三部分（c）之间、以及第二部分（b）和第四部分（d）之间的负相互感应最小化，由此使定子芯40的共振频率和共振峰值都进一步降低。因此，可以进一步降低定子线圈40的最大相间电压，由此进一步缩短用于确保相绕组41之间的电绝缘的定子线圈40的必要的相间间隙。

在本实施方式中，对于定子线圈40的每个相绕组41，相绕组41的第一到第2n部分中的每个波状缠绕在定子芯30上。

利用上述构造，可以容易地形成定子线圈40。此外，还可以可靠地获得使定子线圈40的共振频率和共振峰值都降低的效果。

在本实施方式中，定子线圈40的每个相绕组41由大致U形的电导体段50形成，大致U形的电导体段50分别插入在用于相绕组41的对应的单相槽31中并且彼此串联地电连接。在定子芯30的一个轴向侧上，电导体段50的槽中部51中的每个对应对通过一个回转部52连接。在定子芯30的另一轴向侧上，电导体段50的倾斜部55中的每个对应对连结在一起以在其间形成连结部56。将相绕组41的电导体段50的槽中部51连接在一起的所有回转部52在定子芯30的一个轴向侧上构成定子线圈40的第一线圈端47。相绕组41的电导体段50的所有倾斜部55以及形成在倾斜部55之间的连结部56一起在定子芯30的另一轴向侧上构成定子线圈40的第二线圈端48。

利用上述构造，由于每个电导体段50可以制得短并且因此可以容易地处理，相比用单个连续电线形成定子线圈40的相绕组41中的每个的情形，可以更容易地制造定子线圈40。

在本实施方式中，施加在定子线圈40的相绕组41的端子43之间的最大电压设定成高于或等于330V。

具体地，如图6所示，根据帕邢定律，在放电开始电压不低于330V的区域，放电开始电压与电导体之间的距离正相关。因此，在该区域，用于确保相绕组41之间的电绝缘的定子线圈40的必要的相间间隙也与定子线圈40的最大相间电压正相关。因此，设定施加在上述相绕组41的端子43之间的最大电压，可以通过降低定子线圈40的最大相间电压来缩短定子线圈40的必要的相间间隙。

[实验1]

进行该实验来验证降低根据第一实施方式的定子线圈40的最大相间电压的效果。

具体地，在该实验中，使用旋转电机，在该旋转电机中：针对定子线圈的每个相绕组并且针对转子的每个磁极，定子芯具有两个单相槽；并且定子线圈的相绕组波状缠绕在定子芯上以在定子芯的每个槽中径向地堆叠成六层。此外，对于旋转电机而言，通过改变定子线圈的相绕组的电连接的不同部分的顺序来实现三个不同的定子构造。

第一构造是如图27A所示的传统构造。第二构造是如图28A所示的传统构造。在第一和第二传统构造中，对于定子线圈的每个相绕组，第一部分（a）和第四部分（d）容置在相同单相槽中，如在专利文献1中公开的。另一方面，第三构造是根据第一实施方式并且如图8B所示的构造。

对于三个构造中的每个而言，如图8A所示，相间电压在相绕组41之间共振度高的位置处（例如，在距离相绕组41中的相应端子43大约1/4长度位置处）测量。

在图9中示出了实验的测量结果，其中，水平轴表示时间并且竖直轴表示相间电压。此外，在图9中，“施加电压”表示施加在相绕组41的端子43之间的电压；“第一传统”表示第一传统构造；“第一实施方式”表示根据第一实施方式的构造；而“第二传统”表示第二传统构造。

如图9所示，对于根据第一实施方式的构造而言，相比第一和第二传统构造，因共振而引起的相间电压中的波动显著地减小。此外，对于根据第一实施方式的构造而言，最大相间电压相对于施加在相绕组41的端子43之间的电压减少了大约18%。比较之下，对于第一和第二传统构造而言，最大相间电压超过施加在相绕组41的端子43之间的电压。

[第一变体]

在该变体中，如图10A和10B所示，定子线圈40的相绕组41中的每个通过连结八个连续电线60而不是通过连结如在第一实施方式中的电导体段50来形成。

具体地，每个电线60包括十二个槽中部（未示出）和十一个回转部62，十二个槽中部中的每个容置在定子芯30的槽31中的对应槽中，而十一个回转部62各自连接槽中部的对应的邻近对，并且交替地位于定子芯30的相反轴向侧上。此外，在十二个槽中部中，形成在电线60的一端处的第一槽中部容置在定子芯30的一个槽31的第一层（即径向最内层）中，而形成在电线60的另一端处的第十二槽中部容置在定子芯30的另一槽31的第六层（即径向最外层）中。电线60中的每个围绕定子芯30波状缠绕例如11/8匝。

此外，在该变体中，如同在第一实施方式中，定子线圈40的相绕组41中的每个包括四个部分（即2n个部分，其中n等于2）。第一到第四部分（a）-（d）顺次从相绕组41的一端向相绕组41的另一端设置。第一部分（a）与第四部分（d）容置在用于相绕组41的单相槽31中的不同槽中。此外，第一和第二部分（a）和（b）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中，而第三和第四部分（c）和（d）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中。此外，第一至第四部分（a）-（d）中的每个波状缠绕在定子芯30上。

利用根据该变体的上述构造，也可以显著地降低定子线圈40的共振频率和共振峰值。因此，可以降低定子线圈40的最大相间电压，由此缩短了用于确保定子线圈40的相绕组41之间的电绝缘的定子线圈40的必要相间间隙。

[第二变体]

在该变体中，如图11A-11C所示，定子线圈40的相绕组41中的每个通过连结如第一实施方式中的多个大致U形电导体段50来形成。然而，相绕组41中的每个重叠缠绕在定子芯30上，而并非如第一实施方式那样波状缠绕在定子芯30上。

具体地，在该变体中，相绕组41中的每个围绕定子芯30重叠缠绕以具有多个槽中部对，槽中部对中的每对容置在用于相绕组41的单相槽31中的对应一个中，使得该对的两个槽中部在对应的单相槽31中叠置。

此外，在该变体中，如第一实施方式那样，定子线圈40的每个相绕组41包括四个部分（即2n个部分，其中n等于2）。第一至第四部分（a）-（d）顺次从相绕组41的一端向相绕组41的另一端设置。第一部分（a）与第四部分（d）容置在用于相绕组41的单相槽31中的不同槽中。此外，第一和第二部分（a）和（b）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中，而第三和第四部分（c）和（d）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中。

利用根据该变体的上述构造，也可以显著地降低定子线圈40的共振频率和共振峰值。因此，可以降低定子线圈40的最大相间电压，由此缩短了用于确保定子线圈40的相绕组41之间的电绝缘的定子线圈40的必要相间间隙。

[第二实施方式]

该实施方式示出了具有与根据第一实施方式的定子20类似的构造的定子20；因此，下面仅描述其间的不同之处。

在本实施方式中，如图12所示，定子线圈40的相绕组41中的每个包括在相绕组41的端子43与定子线圈40的中性部44之间彼此并联地连接的j个子绕组42，其中j是大于或等于2的自然数。此外，每个子绕组42包括从端子43一侧的、子绕组42的一端顺次向中性点44一侧的、子绕组42的另一端设置的k个部分，其中k是大于或等于2的自然数。此外，对于每个子绕组42，子绕组42的第一至第（k/2）部分与子绕组42的第（k/2+1）部分到第k部分容置在用于相绕组41的单相槽31中的不同槽中。

具体地，假设j等于2并且k等于4。然后，如图12所示，定子线圈40的每个相绕组41包括在相绕组41的端子43与定子线圈40的中性点44之间彼此并联地连接的第一子绕组42-1和第二子绕组42-2。第一子绕组42-1包括第一部分（1a）、第二部分（1b）、第三部分（1c）和第四部分（1d），第一部分（1a）、第二部分（1b）、第三部分（1c）和第四部分（1d）从端子43一侧的、第一子绕组42-1的一端顺次向中性点44一侧的、第一子绕组42-1的另一端设置。第二子绕组42-2包括第一部分（2a）、第二部分（2b）、第三部分（2c）和第四部分（2d），第一部分（2a）、第二部分（2b）、第三部分（2c）和第四部分（2d）从第二子绕组42-2的端子43侧的一端顺次向第二子绕组42-2的中性点44侧的另一端设置。

此外，如图13所示，对于每个相绕组41，第一和第二子绕组42-1和42-2的第一和第二部分（1a、1b、2a、2b）与第一和第二子绕组42-1和42-2的第三和第四部分（1c、1d、2c、2d）容置在用于相绕组41的单相槽31中的不同槽中。

此外，应当指出，为了简单起见，在图13中仅示出用于U相绕组41的单相槽31中的U相绕组41的子绕组的部分的位置；并且V相和W相绕组41的子绕组的部分以与U相绕组41相同的方式分别定位在用于V相和W相绕组41的单相槽31中。

利用根据本实施方式的定子20的上述构造，对于定子线圈40的每个相绕组41，可以减弱相绕组41的第一和第二子绕组42-1和42-2的第一和第二部分（1a、1b、2a、2b）与第三和第四部分（1c、1d、2c、2d）之间的磁耦合，由此使其间的负相互感应最小化。因此，可以使因负相互感应而引起的定子线圈40的总感应的减少最小化，由此使定子线圈40的共振频率和共振峰值降低。因此，可以降低定子线圈40的最大相间电压，由此缩短用于确保定子线圈40的相绕组41之间的电绝缘的定子线圈40的必要的相间间隙。

此外，在k是大于2的奇数的情形下，对于子绕组42-1和42-2中的每个，子绕组的中央部分可以与定位在中央部分上游（即端子43侧）的、子绕组的这些部分容置在相同的单相槽31中，或者与定位在中央部分下游（即中性点44侧）的、子绕组的这些部分容置在相同的单相槽31中。

[第三实施方式]

该实施方式示出了具有与根据第一实施方式的定子20类似的构造的定子20；因此，下文将仅描述其间的不同之处。

在该实施方式中，如图14和15所示，定子线圈40的相绕组41中的每个包括从端子43一侧的相绕组41的一端顺次向中性点41一侧的相绕组41的另一端设置的k个部分，其中k是大于或等于2的自然数。此外，k个部分中的每个缠绕在定子芯30上，使得每次完成360°/k的周向行进（即对应于360°/k的机械角范围的、沿定子芯30的周向方向的行进），该部分的周向行进方向被反转。

具体地，假设k=2。然后，如图14所示，定子线圈40的相绕组41中的每个包括端子43侧的第一部分（a）以及中性点44侧的第二部分（b）。此外，第一和第二部分（a）和（b）中的每个缠绕在定子芯30上，使得该部分的周向行进方向在每次该部分完成沿定子芯30的周向方向行进180°时被反转。

更具体地，如图15所示，对于每个相绕组41，相绕组41的第一部分（a）首先双层重叠缠绕在定子芯30上以沿定子芯30的周向方向从第一槽31（未示出）顺时针（即图15中向右）行进到定子芯30的第二槽31（未示出）。第一槽31具有对应于0°（或360°）机械角的周向位置，而第二槽31具有对应于180°机械角的周向位置。也就是说，第一部分（a）沿定子芯30的周向方向顺时针行进180°。因此，如在图15中用实线所表示的，第一部分（a）的第一部件（a1）容置在下述槽31中的每个中的两层中，所述槽31的周向位置落入0°到180°的范围内。然后，第一部分（a）双层重叠缠绕在定子芯30上以从第二槽31逆时针行进（即图15中向左）到第一槽31。也就是说，第一部分（a）的周向行进方向在第二槽31处反转并且第一部分（a）进一步沿定子芯30的周向方向逆时针行进180°。因此，如在图15中用虚线所示出的，第一部分（a）的第二部件（a2）也容置在下述槽31中的每个中的两层中，所述槽31的周向位置落入0°到180°的范围内。

此外，相绕组41的第二部分（b）首先双层重叠缠绕在定子芯30上以从第一槽31逆时针行进到第二槽31。也就是说，第二部分（b）首先沿定子芯30的周向方向逆时针行进180°。因此，如在图15中用虚线所示出的，第二部分（b）的第一部件（b1）容置在下述槽31中的每个中的两层中，所述槽31的周向位置落入180°到360°的范围内。然后，第二部分（b）双层重叠缠绕在定子芯30上以从第二槽31顺时针行进到第一槽31。也就是说，第二部分（b）的周向行进方向在第二槽31处反转并且第二部分（b）沿定子芯30的周向方向顺时针行进180°。因此，如在图15中用实线示出的，第二部分（b）的第二部件（b2）也容置在下述槽31中的每个中的两层中，所述槽31的周向位置落入180°到360°的范围内。

此外，在本实施方式中，对于相绕组（41）的第一部分（a）和第二部分（b）中的每个，该部分的周向行进方向仅反转一次，并且因此该部分仅包括第一部件和第二部件。然而，应当指出：该部分的周向行进方向也可以反转多次并且因此该部分可以包括三个或更多个部件。

利用根据本实施方式的定子20的上述构造，对于定子线圈40的相绕组41中的每个，相绕组41的第一部分（a）可以与相绕组41的第二部分（b）单独地容置在用于相绕组41的单相槽31中的不同槽中。因此，可以减弱相绕组41的第一部分（a）和第二部分（b）之间的磁耦合，由此使其间的负相互感应最小化。因此，可以使因由于负相互感应而引起的定子线圈40的总感应的减低最小化，由此使定子线圈40的共振频率和共振峰值都降低。因此，可以降低定子线圈40的最大相间电压，由此缩短了用于确保定子线圈40的相绕组41之间的电绝缘的定子线圈40的必要的相间间隙。

[第三实施方式的比较示例]

在该比较示例中，对于定子线圈40的每个相绕组41，相绕组41的k个部分中的每个以与第三实施方式不同的方式缠绕在定子芯30上。

具体地，如图16所示，对于每个相绕组41，相绕组41的第一部分（a）首先以一个完整匝双层重叠缠绕在定子芯30上，以沿定子芯30的周向方向顺时针（即图6中向右）行进360°。也就是说，第一部分（a）缠绕在定子芯30上而不反转其周向行进方向。然后，相绕组41的第二部分（b）以一个完整砸双层重叠缠绕在定子芯30上，以便沿定子芯30的周向方向逆时针（即在图16中向左）行进360°。也就是说，第二部分（b）也缠绕在定子芯30上而不反转其周向行进方向。

因此，如图16中的实线示出的，第一部分（a）容置在下述槽31中的每个中的两层中，所述槽31的周向位置落入0°到360°的范围内。此外，如在图16中用虚线示出的，第二部分（b）也容置在下述槽31中的每个中的两层中，所述槽31的周向位置落入0°到360°的范围内。此外，第一部分（a）的第一部件（a1）和第二部分（b）的第二部件（b2）容置在相同的槽31中，这些槽31的周向位置落入0°到180°的范围内；第一部分（a）的第二部件（a2）和第二部分（b）的第一部件（b1）容置在相同的槽31中，这些槽31的周向位置落入180°到360°的范围内。

因此，在比较示例中，对于定子线圈40的每个相绕组41，相绕组41的第一部分（a）与相绕组41的第二部分（b）容置在用于相绕组41的相同的单相槽31中。因此，不可实现与根据第三实施方式的定子20相同的优点。

[第四实施方式]

该实施方式示出了具有与根据第一实施方式的定子20类似的构造的定子20；因此，下文将仅描述其间的不同之处。

在本实施方式中，如在第二实施方式中（参见图12），定子线圈40的相绕组41中的每个包括在相绕组41的端子43与定子线圈40的中性部44之间彼此并联地连接的j个子绕组42，其中j是大于或等于2的自然数。此外，每个子绕组42包括从端子43一侧的子绕组42的一端顺次设置到中性点44一侧的子绕组42的另一端的k个部分，其中k是大于或等于2的自然数。此外，在本实施方式中，从相绕组41的端子43一侧的一端数起，相绕组41的子绕组42的相同编号的部分容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中，从而在相同的单相槽31中彼此接近。

具体地，假设j等于2并且k等于4。然后，再次参照图12，定子线圈40的每个相绕组41包括在相绕组41的端子43与定子线圈40的中性点44之间彼此并联地连接的第一子绕组42-1和第二子绕组42-2。第一子绕组42-1包括第一部分（1a）、第二部分（1b）、第三部分（1c）和第四部分（1d），第一部分（1a）、第二部分（1b）、第三部分（1c）和第四部分（1d）从端子43一侧的第一子绕组42-1的一端顺次设置到中性点44一侧的第一子绕组42-1的另一端。第二子绕组42-2包括第一部分（2a）、第二部分（2b）、第三部分（2c）和第四部分（2d），第一部分（2a）、第二部分（2b）、第三部分（2c）和第四部分（2d）从端子43一侧的第二子绕组42-2的一端顺次设置到中性点44一侧的第二子绕组42-2的另一端。

此外，如图17所示，对于每个相绕组41，相绕组41的第一和第二子绕组42-1和42-2的第一部分（1a、2a）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中从而在相同的单相槽31中彼此接近。相绕组41的第一和第二子绕组42-1和42-2的第二部分（1b、2b）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中从而在相同的单相槽31中彼此接近。相绕组41的第一和第二子绕组42-1和42-2的第三部分（1c、2c）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中从而在相同的单相槽31中彼此接近。相绕组41的第一和第二子绕组42-1和42-2的第四部分（1d、2d）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中从而在相同的单相槽31中彼此接近。更具体地，在本实施方式中，在用于相绕组41的每个单相槽31中，相绕组41的第一和第二子绕组42-1和42-2的所有部分从径向外侧以1a、2a、1b、2b、1c、2c、1d、2d的顺序或以2a、1a、2b、1b、2c、1c、2d、1d的顺序径向地设置。

利用上述设置，对于第一子绕组42-1，第一和第二部分（1a、1b）与第三和第四部分（1c、1d）径向地分隔开，由此减弱了第一和第二部分（1a、1b）与第三和第四部分（1c、1d）之间的磁耦合。类似地，对于第二子绕组42-2，第一和第二部分（2a、2b）与第三和第四部分（2c、2d）径向地分隔开，由此减弱了第一和第二部分（2a、2b）与第三和第四部分（2c、2d）之间的磁耦合。因此，可以使由于第一子绕组42-1的第一和第二部分（1a、1b）与第三和第四部分（1c、1d）之间以及第二子绕组42-2的第一和第二部分（2a、2b）与第三和第四部分（2c、2d）之间的负相互感应而引起的定子线圈40的总感应的减少最小化，由此使定子线圈40的共振频率和共振峰值都降低。因此，可以降低定子线圈40的最大相间电压，由此缩短用于确保定子线圈40的相绕组41之间的电绝缘的定子线圈40的必要的相间间隙。

此外，对于定子线圈40的每个相绕组41，在用于相绕组41的每个单相槽31中，相绕组41的第一和第二子绕组42-1和42-2的所有部分也可以从径向外侧以不同的顺序例如以1a、1b、2a、2b、1c、1d、2c、2d的顺序径向地设置。

[第五实施方式]

在本实施方式中，如在第四实施方式中，对于定子线圈40的每个相绕组41，从相绕组41的一端数起，相绕组41的子绕组42的相同编号的部分容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中，从而在相同的单相槽31中彼此接近。

此外，在本实施方式中，对于每个子绕组42，子绕组42的第一到第（k/2）部分与子绕组42的第（k/2+1）到第k部分容置在用于相绕组41的单相槽31中的不同槽中。

具体地，假设如第四实施方式那样j等于2并且k等于4。然后，如图18所示，对于定子线圈40的每个相绕组41，第一和第二子绕组42-1和42-2的第一部分（1a、2a）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中从而在相同的单相槽31中彼此接近。第一和第二子绕组42-1和42-2的第二部分（1b、2b）容置在用于相绕组41的单相槽3中1的相同槽中从而在相同的单相槽31中彼此接近。第一和第二子绕组42-1和42-2的第三部分（1c、2c）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中从而在相同的单相槽31中彼此接近。第一和第二子绕组42-1和42-2的第四部分（1d、2d）容置在用于相绕组41的单相槽31中的相同槽中从而在相同的单相槽31中彼此接近。

此外，在本实施方式中，对于定子线圈40的每个相绕组41，第一和第二子绕组42-1和42-2的第一和第二部分（1a、1b、2a、2b）与第一和第二子绕组42-1和42-2的第三和第四部分（1c、1d、2c、2d）容置在用于相绕组41的单相槽31中的不同槽中。更具体地，在用于相绕组41的单相槽31中的一个中，第一和第二子绕组42-1和42-2的第一和第二部分（1a、1b、2a、2b）从径向外侧以1a、2a、1a、2a、1b、2b、1b、2b的顺序径向地设置。在用于相绕组41的单相槽31的另一个中，第一和第二子绕组42-1和42-2的第三和第四部分（1c、1d、2c、2d）从径向外侧以1c、2c、1c、2c、1d、2d、1d、2d的顺序径向地设置。

利用根据本实施方式的定子20的上述构造，由于第一和第二子绕组42-1和42-2的第一和第二部分（1a、1b、2a、2b）与第一和第二子绕组42-1和42-2的第三和第四部分（1c、1d、2c、2d）容置在用于相绕组41的单相槽31中的不同槽中，可以减弱第一和第二部分（1a、1b、2a、2b）与第三和第四部分（1c、1d、2c、2d）之间的磁耦合。此外，由于第一和第二子绕组42-1和42-2的相同编号的部分容置在相同的单相槽31中从而彼此接近，子绕组42的所有部分可以设置成使得：第一子绕组42-1的第一和第二部分（1a、1b）彼此径向地分隔开；第一子绕组42-1的第三和第四部分（1c、1d）彼此径向地分隔开；第二子绕组42-2的第一和第二部分（2a、2b）彼此径向地分隔开；并且第二子绕组42-2的第三和第四部分（2c、2d）彼此径向地分隔开。因此，可以减弱第一子绕组42-1的部分（1a-1d）之间以及第二子绕组42-2的部分（2a-2d）之间的磁耦合。因此，可以使由于相绕组41的子绕组42的部分（1a-1d，2a-2d）之间的负相互感应而引起的定子线圈40的总感应的减少最小化，由此使定子线圈40的共振频率和共振峰值都降低。因此，可以降低定子线圈40的最大相间电压，由此缩短，用于确保定子线圈40的相绕组41之间的电绝缘的定子线圈40的必要的相间间隙。

此外，在本实施方式中，在k是大于2的奇数的情形下，对于每个子绕组42，子绕组42的中央部分可以与定位在中央部分上游（即端子43侧）的子绕组42的这些部分容置在相同的单相槽31中，或者与定位在中央部分下游（即中性点44侧）的子绕组42的这些部分容置在相同的单相槽31中。

[第六实施方式]

该实施方式示出了具有与根据第一实施方式的定子20类似的构造的定子20；因此，下文将仅描述其间的不同之处。

在本实施方式中，对于定子线圈40的每个相绕组41，针对转子14的每个磁极，定子芯30具有2j个周向地相继的单相槽31，在这些单相槽中仅容置该相绕组41，其中j是大于或等于2的自然数。此外，定子线圈40的每个相绕组41包括在相绕组41的端子43与定子线圈40的中性部44之间彼此并联地连接的j个子绕组42。此外，每个子绕组42由在端子43侧的第一半部与中性点44侧的第二半部构成。此外，在用于相绕组41的每个单相槽31中，仅容置相绕组41的子绕组42的第一半部和第二半部中的对应一者。

具体地，假设j等于2。然后，如图19和20所示，对于定子线圈40的每个相绕组41，针对转子14的每个磁极，定子芯30具有四个周向地相继的单相槽31。因此，设置在定子芯30中的槽31的总数量等于96（即4×3×8）。此外，定子线圈40的每个相绕组41包括两个子绕组42，即在相绕组41的端子43与定子线圈40的中性点44之间彼此并联地连接的第一子绕组42-1和第二子绕组42-2。第一子绕组42-1包括第一部分（1a）、第二部分（1b）、第三部分（1c）和第四部分（1d），第一部分（1a）、第二部分（1b）、第三部分（1c）和第四部分（1d）从第一子绕组42-1的端子43侧的一端顺次设置到第一子绕组42-1的中性点44侧的另一端。第二子绕组42-2包括第一部分（2a）、第二部分（2b）、第三部分（2c）和第四部分（2d），第一部分（2a）、第二部分（2b）、第三部分（2c）和第四部分（2d）从第二子绕组42-2的端子43侧的一端顺次设置到第二子绕组42-2的中性点44侧的另一端。

此外，将U相绕组41作为示例，如图20所示，包括第二子绕组42-2的第一和第二部分（2a、2b）的第二子绕组42-2的第一半部容置在单相槽U1中。包括第二子绕组42-2的第三和第四部分（2c、2d）的第二子绕组42-2的第二半部容置在单相槽U2中。包括第一子绕组42-1的第一和第二部分（1a、1b）的第一子绕组42-1的第一半部容置在单相槽U3中。包括第一子绕组42-1的第三和第四部分（1c、1d）的第一子绕组42-1的第二半部容置在单相槽U4中。

也就是说，在本实施方式中，U相绕组41的第一和第二子绕组42-1和42-2的所有第一半部和第二半部彼此单独地容置在用于U相绕组41的单相槽U1-U4的不同的槽中。

此外，在本实施方式中，在每个单相槽U1中，第二子绕组42-2的第一和第二部分（2a、2b）交替地设置成八层。在每个单相槽U2中，第二子绕组42-2的第三和第四部分（2c、2d）交替地设置成八层。在每个单相槽U3中，第一子绕组42-1的第一和第二部分（1a、1b）交替地设置成八层。在每个单相槽U4中，第一子绕组42-1的第三和第四部分（1c、1d）交替地设置成八层。

此外，如图21所示，第二子绕组42-2容置在单相槽U1中的第一半部与第一子绕组42-1容置在单相槽U3中的第一半部之间的电角度的差等于30°。第二子绕组42-2容置在单相槽U2中的第二半部与第一子绕组42-1容置在单相槽U4中的第二半部之间的电角度的差也等于30°。

也就是说，在本实施方式中，第一和第二子绕组42-1和42-2缠绕在定子芯30上从而彼此周向地偏移30°电角度。

此外，应当指出的是，V相和W相绕组41的子绕组42的第一和第二半部分别以与U相绕组41的子绕组42的第一和第二半部相同的方式设置在用于V相和W相绕组41的单相槽31中。

利用根据本实施方式的定子20的上述构造，对于定子线圈40的相绕组41的每个子绕组42，可以减弱子绕组42的第一和第二半部之间的磁耦合，由此使其间的负相互感应最小化。因此，可以使由于负相互感应而引起的定子线圈40的总感应的减少最小化，由此使定子线圈40的共振频率和共振峰值都降低。因此，可以降低定子线圈40的最大相间电压，由此缩短用于确保定子线圈40的相绕组41之间的电绝缘的定子线圈40的必要的相间间隙。

此外，由于在定子线圈40的每个相绕组41中，子绕组42彼此周向地偏移30°电角度（即60°/j，其中j等于2），可以减小沿定子芯30的周向方向的磁通势的变化，由此降低了定子20中的磁噪音水平。

此外，可以变更根据本实施方式的定子20，使得通过连结给定数量的连续电线而不连结U形电导体段50来形成定子线圈40的每个相绕组41。还可以变更根据本实施方式的定子20，使得每个相绕组41围绕定子芯30重叠缠绕而并非围绕定子芯30波状缠绕。

[实验2]

进行该实验被以验证根据第六实施方式的减少磁噪音的效果。

具体地，在该实验中，根据第六实施方式的定子20和根据比较示例的定子20被测试。

在根据比较示例的定子20中，如图22所示，对于定子线圈40的每个相绕组41，针对转子14的每个磁极，定子芯30仅具有一个单相槽。此外，每个相绕组41不包括如第六实施方式中的并联子绕组。

图23示出了根据第六实施方式的定子20的磁通势的分布，该磁通势通过该实验来测量。另一方面，图24示出了根据比较示例的定子20的磁通势的分布，该磁通势同样通过该实验来测量。

如图23和24所示，在定子20的任一个中，磁通势以电角度60°的周期变化。磁通势的变化量在电角度从0°改变到30°时变成最大。此外，磁通势的变化量越大，则在旋转电机1中感应的磁噪音水平就越高。

图25给出了根据第六实施方式的定子20与根据比较示例的定子20之间的磁噪音水平的比较。在此，磁噪音水平通过集成磁通势在从0°到60°电角度范围中的变化量来获得。

从图25中可以看出根据第六实施方式的定子20中的磁噪音水平降低至根据比较示例的定子20的磁噪音水平的一半以下。

尽管已经示出并描述了上述特定实施方式，本领域技术人员将会理解：可以在不脱离本发明的精神的前提下做出各种变更、改变和改进。

例如，在第一实施方式中，定子线圈40的U相、V相和W相绕组41中的每个构造成包括2n个部分，其中n是大于或等于2的自然数。然而，定子线圈40的U相、V相和W相绕组41中的每个也可以构造成包括k个部分，其中k是大于或等于2的自然数。

此外，在第一实施方式中，大致U形电导体段50被用于形成定子线圈40。然而，替代大致U形的电导体段50，其他形状（例如，大致I形的电导体段）的电导体段也可以被用于形成定子线圈40。

在前述实施方式中，本发明针对设计成用作电动马达的旋转电机1。然而，本发明也可以应用于其他旋转电机，例如发电机或可以用作电动马达和发电机的电动发电机。

Claims (20)

1.一种旋转电机，包括：

转子，所述转子具有沿所述转子的周向方向布置的多对磁极；以及

定子，所述定子包括定子芯和定子线圈，所述定子芯具有沿所述定子芯的周向方向布置的多个槽并且与所述转子径向地相对，所述定子线圈包括多个相绕组，所述多个相绕组中的每个相绕组缠绕在所述定子芯上从而插入在所述定子芯的槽中的对应槽中，

其中，

对于所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组，针对所述转子的每个磁极，所述定子芯具有n个周向地相继的单相槽，在所述单相槽中仅容置所述相绕组，其中n是大于或等于2的自然数，

所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组具有包括第一部分和第k部分的k个部分，其中k是大于或等于2的自然数，

所述第一部分至所述第k部分从所述相绕组的一端至另一端顺次地布置，并且

所述第一部分与所述第k部分容置在用于所述相绕组的所述单相槽中的不同单相槽中。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，k等于2n，使得对于所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组，所述第一部分与所述第2n部分容置在用于所述相绕组的所述单相槽中的不同单相槽中。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，对于所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组，所述相绕组的第2m部分与所述相绕组的第（2m-1）部分容置在用于所述相绕组的所述单相槽中的相同单相槽中，其中m是满足1≤m≤n的自然数。

4.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组包括在所述相绕组的相反端之间彼此并联地连接的j个子绕组，其中j是大于或等于2的自然数，

所述子绕组中的每个子绕组包括从所述子绕组的一端至所述子绕组的另一端顺次地布置的k个部分，并且

第一部分至第（k/2）部分与第（k/2+1）部分至第k部分容置在用于所述相绕组的所述单相槽中的不同单相槽中。

5.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，对于所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组，所述相绕组的第一部分至第k部分中的每个部分波状地缠绕在所述定子芯上。

6.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组包括插入在用于所述相绕组的所述单相槽中并且彼此串联地电连接的多个电导体段，

在所述定子芯的一个轴向侧，所述电导体段的槽中部中的每个对应对通过回转部连接，所述槽中部容置在用于所述相绕组的所述单相槽中，

在所述定子芯的另一轴向侧，所述电导体段的端部中的每个对应对连结在一起以在其间形成连结部，

将所述相绕组的电导体段的槽中部连接在一起的所述回转部的全部在所述定子芯的所述一个轴向侧上构成所述定子线圈的第一线圈端，并且

所述相绕组的电导体段的端部以及形成在所述端部之间的所述连结部的全部一起在所述定子芯的所述另一轴向侧上构成所述定子线圈的第二线圈端。

7.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，施加在所述定子线圈的相绕组的端子之间的最大电压设定成高于或等于330V。

8.一种旋转电机，包括：

转子；以及

定子，所述定子包括定子芯和定子线圈，所述定子芯具有沿所述定子芯的周向方向布置的多个槽并且与所述转子径向地相对，所述定子线圈包括多个相绕组，所述多个相绕组中的每个相绕组缠绕在所述定子芯上从而插入在所述定子芯的槽中的对应槽中，

其中，

所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组包括从所述相绕组的一端至所述相绕组的另一端顺次地布置的k个部分，其中k是大于或等于2的自然数，并且

所述K个部分中的每个部分缠绕在所述定子芯上，使得所述部分的周向行进方向在每次完成360°/k的周向行进时被反转。

9.根据权利要求8所述的旋转电机，其中，对于所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组，所述相绕组的k个部分中的每个部分重叠地缠绕在所述定子芯上。

10.根据权利要求8所述的旋转电机，其中，所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组包括插入在与所述相绕组对应的所述对应槽中并且彼此串联地电连接的多个电导体段，

在所述定子芯的一个轴向侧，所述电导体段的槽中部中的每个对应对通过回转部连接，所述槽中部容置在与所述相绕组对应的所述对应槽中，

在所述定子芯的另一轴向侧，所述电导体段的端部中的每个对应对连结在一起以在其间形成连结部，

将所述相绕组的电导体段的槽中部连接在一起的所述回转部的全部在所述定子芯的所述一个轴向侧上构成所述定子线圈的第一线圈端，并且

所述相绕组的电导体段的端部以及形成在所述端部之间的所述连结部的全部一起在所述定子芯的所述另一轴向侧上构成所述定子线圈的第二线圈端。

11.根据权利要求8所述的旋转电机，其中，施加在所述定子线圈的相绕组的端子之间的最大电压设定成高于或等于330V。

12.一种旋转电机，包括：

转子；以及

定子，所述定子包括定子芯和定子线圈，所述定子芯具有沿所述定子芯的周向方向布置的多个槽并且与所述转子径向地相对，所述定子线圈包括多个相绕组，所述多个相绕组中的每个相绕组缠绕在所述定子芯上从而插入在所述定子芯的槽中的对应槽中，

其中，

所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组包括在所述相绕组的相反端之间彼此并联地连接的j个子绕组，其中j是大于或等于2的自然数，

所述子绕组中的每个子绕组包括从所述子绕组的一端至所述子绕组的另一端顺次地布置的k个部分，其中k是大于或等于2的自然数，并且

从所述相绕组的一端数起，所述相绕组的子绕组中的相同编号的部分容置在与所述相绕组对应的所述对应槽中的相同槽中，从而在所述对应槽中彼此接近。

13.根据权利要求12所述的旋转电机，其中，对于所述子绕组中的每个子绕组，所述子绕组的第一部分至第（k/2）部分与所述子绕组的第（k/2+1）部分至第k部分容置在与所述相绕组对应的所述对应槽中的不同槽中。

14.根据权利要求12所述的旋转电机，其中，对于所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组，所述相绕组的子绕组中的每个子绕组波状地缠绕在所述定子芯上。

15.根据权利要求12所述的旋转电机，其中，所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组包括插入在与所述相绕组对应的所述对应槽中并且彼此串联地电连接的多个电导体段，

在所述定子芯的一个轴向侧，所述电导体段的槽中部中的每个对应对通过回转部连接，所述槽中部容置在与所述相绕组对应的所述对应槽中，

在所述定子芯的另一轴向侧，所述电导体段的端部中的每个对应对连结在一起以在其间形成连结部，

将所述相绕组的电导体段的槽中部连接在一起的所述回转部的全部在所述定子芯的所述一个轴向侧上构成所述定子线圈的第一线圈端，并且

所述相绕组的电导体段的端部以及形成在所述端部之间的所述连结部的全部一起在所述定子芯的所述另一轴向侧上构成所述定子线圈的第二线圈端。

16.根据权利要求12所述的旋转电机，其中，施加在所述定子线圈的相绕组的端子之间的最大电压设定成高于或等于330V。

17.一种旋转电机，包括：

转子，所述转子具有沿所述转子的周向方向布置的多对磁极；以及

定子，所述定子包括定子芯和定子线圈，所述定子芯具有沿所述定子芯的周向方向布置的多个槽并且与所述转子径向地相对，所述定子线圈包括多个相绕组，所述多个相绕组中的每个相绕组缠绕在所述定子芯上从而插入在所述定子芯的槽中的对应槽中，

其中，

对于所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组，针对所述转子的每个磁极，所述定子芯具有2j个周向地相继的单相槽，在所述单相槽中仅容置所述相绕组，其中j是大于或等于2的自然数，

所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组包括在所述相绕组的相反端之间彼此并联地连接的j个子绕组，

所述子绕组中的每个子绕组由位于所述相绕组的一端侧上的第一半部和位于所述相绕组的另一端侧上的第二半部构成，

对于所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组，所述相绕组的子绕组的所有第一半部和第二半部彼此分别容置在用于所述相绕组的所述单相槽中的不同单相槽中。

18.根据权利要求17所述的旋转电机，其中，对于所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组，所述相绕组的子绕组缠绕在所述定子芯上从而以60°/j的电角度彼此周向地偏移。

19.根据权利要求17所述的旋转电机，其中，所述定子线圈的相绕组中的每个相绕组包括插入在用于所述相绕组的所述单相槽中并且彼此串联地电连接的多个电导体段，

在所述定子芯的一个轴向侧，所述电导体段的槽中部中的每个对应对通过回转部连接，所述槽中部容置在用于所述相绕组的所述单相槽中，

在所述定子芯的另一轴向侧，所述电导体段的端部中的每个对应对连结在一起以在其间形成连结部，

将所述相绕组的电导体段的槽中部连接在一起的所述回转部的全部在所述定子芯的所述一个轴向侧上构成所述定子线圈的第一线圈端，并且

所述相绕组的电导体段的端部以及形成在所述端部之间的所述连结部的全部一起在所述定子芯的所述另一轴向侧上构成所述定子线圈的第二线圈端。

20.根据权利要求17所述的旋转电机，其中，施加在所述定子线圈的相绕组的端子之间的最大电压设定成高于或等于330V。

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