CN103959617A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够以集中绕线方式制成线圈的异步电机或同步磁阻电机。电机(100)包括能够相对移动的、且隔着磁隙(S)进行对置设置的定子(20)和转子(10)，其中，定子(20)具有：轭铁(21)；从轭铁(21)向磁隙(S)侧突出设置的多个齿(22)；以及按每个齿(22)以集中绕线方式缠绕的多个线圈(23)，多个齿(22)的结构为，沿轴向以2列的方式排列由沿圆周方向并列的多个齿(22)构成的齿组(24、25)，将沿轴向相邻的第一齿组(24)和第二齿组(25)配置成，沿圆周方向错开1/2齿节距。

Description

电机

技术领域

本发明公开的实施方式涉及交流电机。

背景技术

例如，构成旋转型电机的定子具有层叠钢板而成的定子铁芯，该定子铁芯包括圆环状的轭铁、从轭铁向径向内侧突出的多个齿、以及在相邻的齿之间形成的槽。将线圈插入定子铁芯的槽内的同时将其卷装在齿上。线圈的卷装方式有集中绕线方式和分布绕线方式。集中绕线方式是指按每个齿而卷装线圈的方式，分布绕线方式是指跨过多个齿而卷装线圈的方式。电机具有利用这些方式卷装线圈而成的定子，该电机例如已被专利文献1公开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-128404号公报

发明内容

一般而言，根据集中绕线方式，由于按每个齿而卷装线圈，所以能够使从定子铁芯端部开始的线圈端部(线圈末端)的突出长度短于分布绕线方式，具有容易实现电机的小型化这样的优点。另外，还具有由线圈截面相对于槽截面之比而构成的占空系数容易变高、生产效率也高这样的优点。另一方面，根据分布绕线方式，具有能够使线圈所产生的磁通密度分布更接近正弦波这样的优点。

然而，近年来，因稀土磁铁的原料即Nd(钕)或Dy(镝)的价格上涨，电机的无稀土化的势头越来越高。而且，作为适于无稀土化的电机可以列举异步电机或同步磁阻电机。

对于异步电机或同步磁阻电机来说，优选为，通过定子的励磁产生的磁通密度分布接近正弦波。因此，一般采用分布绕线方式。但是，作为一般的技术课题，经常会要求电机规格的小型化，从该观点出发，更优选集中绕线方式。因此，期望有能够采用可实现小型化的集中绕线方式的异步电机或同步磁阻电机。

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的是，提供能够以集中绕线方式制成线圈的异步电机或同步磁阻电机。

为解决上述课题，根据本发明的一个观点，可以应用一种如下的电机：所述电机包括能够相对移动的、且隔着磁隙进行对置设置的定子和可动部件，所述定子和所述可动部件中的任意一方具有：轭铁；从所述轭铁向所述磁隙侧突出设置的多个齿；以及按每个所述齿以集中绕线方式缠绕的多个线圈，所述多个齿的结构为，沿着与相对移动方向垂直的方向以多列的方式排列由沿所述相对移动方向并列的多个齿构成的齿组，将沿着与所述相对移动方向垂直的方向相邻的第一齿组和第二齿组配置成，沿着所述相对移动方向错开1/2齿节距。

发明的效果

根据本发明，在异步电机或同步磁阻电机中，能够以集中绕线方式制成线圈。

附图说明

图1是表示第一实施方式的电机的整体结构的纵剖视图。

图2是相当于图1中的II-II截面的横剖视图。

图3是用于说明设置在齿前端的磁通交叉部件的结构的说明图。

图4是用于说明齿、线圈以及磁通交叉部件的配置结构的说明图。

图5是用于说明对磁通密度分布进行解析的模型的说明图。

图6是用于说明磁通密度分布的解析结果的说明图。

图7是用于说明将磁通交叉部件制成板状部件的变形例的说明图。

图8是用于说明板状部件即磁通交叉部件的详细结构之一例的说明图。

图9是用于说明板状部件即磁通交叉部件的层叠钢板之一例的说明图。

图10是用于说明槽配合的变形的说明图。

图11是表示将第一实施方式应用于直线电机时的整体结构的纵剖视图。

图12是表示第二实施方式的电机的整体结构的纵剖视图。

图13是相当于图12中的XIII-XIII截面的横剖视图。

图14是用于说明齿、线圈的配置结构的说明图。

图15是用于说明在圆筒导体上所设的狭缝的功能的说明图。

图16是用于说明对相对于可动部速度的推力进行解析的模型的说明图。

图17是用于说明相对于可动部速度的推力的解析结果的说明图。

图18是表示将第二实施方式应用于直线电机时的整体结构的纵剖视图。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

首先，参照附图说明第一实施方式。

＜1-1.电机的结构＞

首先，对本实施方式的电机100的整体结构进行说明。在本实施方式中，电机100是使用了三相交流的旋转型的异步电机，将截面的槽配合对永磁同步电机而言是2极3槽(2P3S)的情况，作为一个例子进行说明。如图1及图2所示，电机100包括旋转轴1、框架2、在框架2的一侧(图1中的右侧)端部所设置的托架3、外圈嵌合于托架3的轴承4、在框架2的另一侧(图1中的左侧)端部所设置的托架5、外圈嵌合于托架5的轴承6。旋转轴1以自由旋转的方式被轴承4和轴承6支承。

在旋转轴1上，以与该旋转轴1为同一轴心的方式设置有转子10(相当于可动部件的一个例子)。转子10具有：沿轴向层叠有圆环状的钢板而形成的层叠铁芯体11；以及固定在该层叠铁芯体11的外周上的铜或铝制的圆筒导体12。另外，在框架2的内周上设置有定子20。将转子10和定子20隔着磁隙S而沿半径方向进行对置设置，通过旋转轴1的旋转能够使转子10和定子20沿圆周方向相对移动。

此外，转子10的结构并不限于上述结构，也可以采用将贯穿了层叠铁芯体11的外周的多个棒状的导体的两端固定在端环上的结构(所谓的“笼型结构”)。

定子20具有：圆筒状的轭铁21；从轭铁21向磁隙S侧(半径方向的内侧)突出设置的多个(在该例子中是12个)齿22；以及按各齿22以集中绕线方式缠绕的多个(在该例子中是12个)线圈23。轭铁21和齿22是沿轴向层叠钢板而形成的。多个齿22的结构为，沿轴向以多列(在该例子中是2列)的方式排列由沿圆周方向并列的多个(在该例子中是6个)齿22构成的齿组24、25。以下，将轴向一侧(图1中的右侧)的齿组称为第一齿组24，将轴向另一侧(图1中的左侧)的齿组称为第二齿组25。如图4所示，将沿着与相对移动方向垂直的方向(旋转轴1的轴向、图4中的上下方向)相邻的第一齿组24和第二齿组25配置成，沿相对移动方向(圆周方向、图4中的左右方向)错开1/2齿节距。此外，为便于说明，图4示出了在平面上配置了各齿22等的状态，所述各齿22沿圆周方向配置。

电机100所具备的多个线圈23具有：缠绕在第一齿组24上的第一线圈组27；以及缠绕在第二齿组25上的第二线圈组28。以根据电机100的槽配合而决定线圈23的缠绕方向、并且同相彼此的电角大体一致的方式，来配置这些第一线圈组27和第二线圈组28。具体而言，由于电机100的槽配合为上述截面的槽配合对永磁同步电机而言的2极3槽(2P3S)，因此如图4所示，第一线圈组27与第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相反。此外，图4所示的U、V、W表示与U相、V相、W相对应的各线圈23，分别用U、V、W表示缠绕方向与它们相反的线圈23(其他的附图也同样)。另外，如图4所示，第一齿组24和第二齿组25的同相的齿节距，相互以电角错开大致180度的方式进行配置。像这样，缠绕方向相反的同相的线圈23以电角错开大致180度、且第一齿组24和第二齿组25的同相的齿节距相互以电角错开大致180度的方式，来配置第一线圈组27和第二线圈组28，其结果是，成为180度(缠绕方向的错位)－180度(齿节距的错位)＝0度，并且被配置成同相彼此的电角大体一致。

在各齿22的磁隙S侧的前端，分别设置有磁通交叉部件26。磁通交叉部件26是用于使与构成第一线圈组27的线圈23(以下适合称为“第一线圈23”)交链的磁通(以下适合称为“第一磁通”)、和与构成第二线圈组28的线圈23(以下适合称为“第二线圈23”)交链的磁通(以下适合称为“第二磁通”)进行交叉的部件。图3表示该磁通交叉部件26的结构。此外，为便于说明，图3示出了：从构成各线圈组27、28的沿圆周方向并列的6个线圈23等中抽出与U相、V相、W相对应的3个线圈23等，并且将沿圆周方向配置的各线圈23等设置在平面上的状态。另外，与第一线圈组27对应的磁通交叉部件26以及与第二线圈组28对应的磁通交叉部件26，虽然以图4所示的相互啮合的方式进行配置，但在图3中，为了容易理解磁通交叉部件26的结构而被分开表示。并且，如图2所示，实际上在各线圈23之间存在间隙，但在图3中省略了该间隙的图示。

如图3所示，磁通交叉部件26是具有多个(在该例子中是3个)梳齿261的梳齿状部件，所述梳齿261是从与第一线圈23和第二线圈23的一方对应的齿22的前端朝向与另一方对应的齿22的前端从而沿轴向延伸。各梳齿261形成如下形状：即从圆周方向观察的形状为对置的齿22这一侧的前端尖锐的大致三角形，在各齿22上沿圆周方向以大致相等的间隔配置有各梳齿261。如图4所示，各磁通交叉部件26的位于中心的梳齿261位于对置的2个磁通交叉部件26、26之间，通过在由3个梳齿261形成的2个凹部262中分别插入了对置的2个磁通交叉部件26、26的梳齿261，由此，将各磁通交叉部件26配置成隔开规定的间隙进行啮合。通过这样的结构，能够使第一磁通与第二磁通有效地进行交叉。

此外，在本实施方式中，将各磁通交叉部件26的梳齿261的数量设为3个，但并不仅限于此，只要是2个以上即可。但是，与偶数相比更优选奇数。这是因为在梳齿261为奇数的情况下，所形成的凹部262的数量为偶数，因此在位于中心的梳齿261的两侧能够啮合相同数量的梳齿261，并且能够没有浪费(换言之即没有剩余的凹部262)且均匀地使各磁通交叉部件26进行啮合配置。

另外，在本实施方式中，虽然从圆周方向观察梳齿261的形状为大致三角形，但并不仅限于此，也可以采用梯形或矩形等其他的形状。

通过以上结构，在电机100的定子20和层叠铁芯体11之间构成了磁回路，通过使磁通通过圆筒导体12，而使圆筒导体12产生涡流，从通过该圆筒导体12的磁通以及因涡流产生的磁通而生成的电磁力，作为转子10的扭矩(旋转力)发挥作用。

＜1-2.磁通密度分布的解析结果＞

本申请的发明人等针对不同齿形状等的2个模型A、B，进行了关于磁隙S的磁通密度分布的解析。关于该解析结果，使用图5和图6进行说明。此外，在图5中，为了容易观察齿形状，而分开表示了轭铁以及齿与线圈。

图5(a)所示的模型A是，将槽配合为例如对永磁同步电机而言的2极3槽(2P3S)即齿和线圈的一般形状进行模型化而成的，并且是作为比较例的模型。即、在模型A中，3个齿22′从轭铁21′向磁隙S侧(图5中的下侧)突出设置，3个线圈23′以集中绕线方式缠绕在各齿22′上。

另一方面，图5(b)所示的模型B是与模型A相同的槽配合，并且是将与本实施方式对应的齿和线圈的形状进行模型化而成的。即、在模型B中，将第一齿组24和第二齿组25配置成，沿相对移动方向错开1/2齿节距。另外，第一线圈组27和第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相反，同相的线圈23(缠绕方向相反)相互以电角错开大致180度的方式进行配置。而且，在各齿22的前端，分别设置具有3条梳齿261的磁通交叉部件26。

图6(a)表示：在模型A及模型B的钢板层叠方向(旋转轴1的轴向)的中心截面上的磁隙S的磁通密度分布。如图6(a)所示，可知：与模型A相比，模型B中的磁通密度分布更接近正弦波。另外，在图6(b)和图6(c)中，分别表示了关于模型A和模型B的磁通密度分布的傅里叶解析结果。如图6(b)所示，在模型A中，磁通密度分布不是仅为一次分量(基波)的正弦波分布，而包含高次谐波分量。还可知：高次谐波分量中的二次分量就成为一次分量的大约60％，且二次分量特别大。

另一方面，如图6(c)所示，在模型B中，二次分量大致为0，除了一次分量以外的所有的高次谐波分量的总计就成为一次分量的13％以下。这是因为与第一线圈23交链的第一磁通以及与第二线圈23交链的第二磁通的、一次分量的电角的相位相同并成为相同的大小，但二次分量在相同的电角下成为相同的大小且方向相反，所以通过磁通交叉部件26使第一磁通与第二磁通交叉，由此能够使二次分量相互抵消。因此，从傅里叶解析结果可知：在模型B中，磁通密度分布接近正弦波。

＜1-3.第一实施方式的效果＞

在本实施方式的电机100中，定子20具有：沿圆周方向错开1/2齿节距而配置的第一齿组24和第二齿组25，并采用以集中绕线方式将线圈23缠绕在各齿22上的结构。而且，根据槽配合而决定分别缠绕在第一齿组24和第二齿组25上的第一线圈组27和第二线圈组28的线圈23的缠绕方向，并且以同相彼此的电角大体一致的方式进行配置。通过这样的配置，如上所述能够使第一磁通与第二磁通进行交叉，并使影响特别大的二次分量相互抵消。因此，能够使磁通密度分布主要仅为一次分量，在线圈23采用集中绕线的同时，能够做出接近正弦波的磁通密度分布。其结果是，能够将集中绕线应用于适合无稀土化的电机即异步电机或同步磁阻电机中，在使电机小型化的同时，还能够实现无稀土化。

另外，在本实施方式中，尤其在多个齿22的前端分别设置磁通交叉部件26，通过该磁通交叉部件26，而使与第一线圈23交链的第一磁通和与第二线圈23交链的第二磁通进行交叉。由此，能够将第一线圈23和第二线圈23配置在磁隙S的一侧(在本实施方式中是外周侧)。其结果是，能够得到如下的效果。即、为了抵消磁通密度分布的二次分量，而考虑到如下的结构，例如使2个定子对置设置在转子的轴向两侧或径向两侧，在这2个定子之间，使线圈的缠绕方向相互相反，并且同相的线圈以电角错开大致180度的方式进行配置。在该情况下，只能适合用于在转子的两侧配置定子的特殊结构的电机，并存在通用性低的问题。而在本实施方式中，通过设置磁通交叉部件26，在转子10的一侧(在该例子中是半径方向外侧)配置1个定子20，在该定子20中，能够使第一和第二线圈23的缠绕方向相互相反，并且同相的第一和第二线圈23相互以电角错开大致180度的方式进行配置。因此，能够适合用于在转子10的外侧配置定子20的已被广泛使用的结构的电机，并具有通用性高的优点。

另外，在本实施方式中，尤其是通过将磁通交叉部件26制成具有多个梳齿261的梳齿状部件，由此，使第一磁通与第二磁通有效地进行交叉，能够提高磁通密度分布的二次分量的抵消效果。尤其是通过将梳齿261的数量设成奇数，由此，1个梳齿261位于中心，并且在其两侧对称地配置了相同数量的凹部262，并能够制成对称性好的磁通交叉部件26。其结果是，能够没有浪费(没有剩余的凹部262)、具有规则性且均匀地使各磁通交叉部件26进行啮合配置，并能够提高磁通密度分布的二次分量的抵消效果。

＜1-4.变形例＞

此外，并不限于上述第一实施方式，在不脱离其主旨和技术思想的范围内能够进行各种变形。以下，按顺序说明这样的变形例。

(1)将磁通交叉部件制成板状部件的情况

在上述第一实施方式中，虽然将磁通交叉部件26制成具有多个梳齿261的梳齿状部件，但磁通交叉部件的形状并不仅限于此。例如，也可以将磁通交叉部件制成板状的部件。使用图7至图9，对本变形例进行说明。此外，为了便于说明，图7以及图8与上述的图3等相同，均示出了抽出一部分的沿圆周方向配置的各齿22等、并将其配置在平面上的状态。

如图7所示，在本变形例中，由对与第一线圈23对应的齿22的前端和与第二线圈23对应的齿22的前端进行连接的板状部件(沿圆周方向层叠了钢板的结果为，整体形成为板状)而构成磁通交叉部件29。此外，与上述实施方式相同，将第一齿组24和第二齿组25配置成沿相对移动方向错开1/2齿节距，第一线圈组27和第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相反，同相的线圈23(缠绕方向相反)相互以电角错开大致180度的方式进行配置。

图8和图9表示：磁通交叉部件29的详细结构的一个例子。此外，在这些图8和图9中，省略了轭铁21的图示。如图8和图9所示，隔着粘接层294而沿圆周方向层叠三种形状的钢板291、292、293从而形成齿22和磁通交叉部件29。即使在本变形例中，也能够得到与上述实施方式相同的效果。并且，在上述实施方式中，由于磁通交叉部件26的形状复杂，因此层叠结构变得复杂，但根据本变形例，能够层叠几种简单形状的钢板而成，因此能够简化定子20的结构。

(2)槽配合的变形

在上述第一实施方式中，将电机100的槽配合是对永磁同步电机而言的2极3槽(2P3S)的情况，作为一个例子进行了说明，但并不仅限于此，还能够应用于各种槽配合的电机。图10表示：能够应用的槽配合的例子。

如图10(a)所示，可以应用于槽配合为2极3槽(2P3S)的电机。在该情况下，由于与上述实施方式相同，齿节距成为电角120度，所以将第一齿组24和第二齿组25中的同相的节距间隔错开1.5齿节距，电角错开180度(120度×1.5齿节距)。并且，以第一线圈组27和第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相反，电角错开大致180度的方式进行配置，由此成为180度(齿节距的错位)－180度(缠绕方向的错位)＝0度，并能够使同相彼此的电角大体一致。

另外，如图10(b)所示，可以应用于槽配合为4极3槽(4P3S)的电机。在该情况下，由于齿节距成为电角240度，所以将第一齿组24和第二齿组25中的同相的节距间隔错开1.5齿节距，电角错开360度(240度×1.5齿节距)。并且，以第一线圈组27和第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相同，电角为大致0度的方式进行配置，由此成为360度(齿节距的错位)－0度(缠绕方向的错位)＝360度＝0度(电角)，并能够使同相彼此的电角大体一致。

另外，如图10(c)所示，可以应用于槽配合为8极9槽(8P9S)的电机。在该情况下，由于齿节距成为电角160度，所以将第一齿组24和第二齿组25中的同相的节距间隔错开4.5齿节距，电角错开720度(160度×4.5齿节距)。并且，如图10(c)所示，以第一线圈组27和第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相同，电角为大致0度的方式进行配置，由此成为720度(齿节距的错位)－0度(缠绕方向的错位)＝720度＝0度(电角)，并能够使同相彼此的电角大体一致。

另外，如图10(d)所示，可以应用于槽配合为10极9槽(10P9S)的电机。在该情况下，由于齿节距成为电角200度，所以将第一齿组24和第二齿组25中的同相的节距间隔错开4.5齿节距，电角错开900度(200度×4.5齿节距)。并且，如图10(d)所示，以第一线圈组27和第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相反，电角错开大致180度的方式进行配置，由此成为900度(齿节距的错位)－180度(缠绕方向的错位)＝720度＝0度(电角)，并能够使同相彼此的电角大体一致。

另外，如图10(e)所示，可以应用于槽配合为10极12槽(10P12S)的电机。在该情况下，由于齿节距成为电角150度，所以将第一齿组24和第二齿组25中的同相的节距间隔错开2.5齿节距，电角错开375度(150度×2.5齿节距)。并且，如图10(e)所示，以第一线圈组27和第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相同，电角为大致0度的方式进行配置，由此成为375度(齿节距的错位)－0度(缠绕方向的错位)＝375度(≒0度)，并能够使同相彼此的电角位于附近范围内。

另外，如图10(f)所示，可以应用于槽配合为14极12槽(14P12S)的电机。在该情况下，由于齿节距成为电角210度，所以将第一齿组24和第二齿组25中的同相的节距间隔错开2.5齿节距，电角错开525度(210度×2.5齿节距)。并且，如图10(f)所示，以第一线圈组27和第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相反，电角错开大致180度的方式进行配置，由此成为525度(齿节距的错位)－180度(缠绕方向的错位)＝345度(≒0度)，并能够使同相彼此的电角位于附近范围内。

即使应用于以上的槽配合的电机，也能够获得与上述第一实施方式相同的效果。

(3)应用于直线电机的情况

上述第一实施方式和变形例的结构，还能够应用于直线电机。使用图11对本变形例进行说明。

在本变形例中，将电机200是直线异步电机的情况作为一个例子进行说明。如图11所示，电机200包括：能够沿图11中的左右方向相对移动的、且隔着磁隙S进行对置设置的定子220和可动部件210。

定子220具有：平板状的轭铁221；从轭铁221向磁隙S侧突出设置的多个齿222；以及按各齿222以集中绕线方式缠绕的多个线圈223。多个齿222的结构为，沿着与相对移动方向垂直的方向(图11中的与纸面垂直的方向)以多列的方式排列由沿着相对移动方向(图11中的左右方向)并列的多个齿222构成的齿组224、225(在图11中仅图示了齿组224)，将沿着与相对移动方向垂直的方向相邻的第一齿组224和第二齿组225配置成，沿相对移动方向错开1/2齿节距。另外，以根据电机200的槽配合而决定线圈223的缠绕方向、并且同相彼此的电角大体一致的方式，来配置缠绕在第一齿组224上的第一线圈组227、以及缠绕在第二齿组225上的第二线圈组228(省略图示)。并且，与上述实施方式相同，在各齿222的靠磁隙S这一侧的前端，分别设置有未图示的磁通交叉部件226。

另一方面，可动部件210具有：铜或铝制的二次侧导体211；以及固定在该二次侧导体211的与磁隙S相反一侧的铁板212。在定子220和铁板212之间构成了磁回路，使磁通通过二次侧导体211，由此使二次侧导体211产生涡流，从通过该二次侧导体211的磁通以及因涡流产生的磁通而生成的电磁力，作为可动部件210的推力而发挥作用。

即使在应用于直线电机的本变形例中，也能够获得与上述第一实施方式相同的效果。

＜第二实施方式＞

以下，参照附图说明第二实施方式。在上述第一实施方式中，采用了如下结构：在齿22的前端设置磁通交叉部件26，并使与第一线圈23交链的第一磁通和与第二线圈23交链的第二磁通进行交叉，从而抵消磁通密度分布的二次分量，但并不仅限于此。第二实施方式通过在二次侧导体上设置多个狭缝，从而抵消由磁通密度分布的二次分量所产生的感应电压。

＜2-1.电机的结构＞

对本实施方式的电机100A的整体结构进行说明。本实施方式也与上述第一实施方式相同，电机100A是使用了三相交流的旋转型的异步电机，将截面的槽配合为对永磁同步电机而言的2极3槽(2P3S)的情况，作为一个例子进行说明。

如图12和图13所示，定子20具有：圆筒状的轭铁21；从轭铁21向磁隙S侧(半径方向的内侧)突出设置的多个(在该例子中是12个)齿22A；以及按各齿22A以集中绕线方式缠绕的多个(在该例子中是12个)线圈23。轭铁21和齿22A是沿轴向层叠钢板而形成的。多个齿22A的结构为，沿轴向以多列(在该例子中是2列)的方式排列由沿圆周方向并列的多个(在该例子中是6个)齿22A构成的齿组24、25。在本实施方式中，在各齿22A的靠磁隙S这一侧的前端没有设置磁通交叉部件，各齿22A形成为棱柱状。

以下，将轴向一侧(图12中的右侧)的齿组称为第一齿组24，将轴向另一侧(图12中的左侧)的齿组称为第二齿组25。如图14所示，将沿着与相对移动方向垂直的方向(旋转轴1的轴向、图14中的上下方向)相邻的第一齿组24和第二齿组25配置成，沿相对移动方向(圆周方向、图14中的左右方向)错开1/2齿节距。此外，为了便于说明，图14示出了在平面上配置了各齿22等的状态，所述各齿22沿圆周方向配置。

电机100A所具备的多个线圈23具有：缠绕在第一齿组24上的第一线圈组27；以及缠绕在第二齿组25上的第二线圈组28。以根据电机100的槽配合而决定线圈23的缠绕方向、并且同相彼此的电角大体一致的方式，来配置这些第一线圈组27和第二线圈组28。具体而言，由于电机100的槽配合为上述截面的槽配合对永磁同步电机而言的2极3槽(2P3S)，因此如图14所示，第一线圈组27与第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相反。另外，如图14所示，第一齿组24和第二齿组25的同相的齿节距，相互以电角错开大致180度的方式进行配置。像这样，缠绕方向相反的同相的线圈23以电角错开大致180度、且第一齿组24和第二齿组25的同相的齿节距相互以电角错开大致180度的方式，来配置第一线圈组27和第二线圈组28，其结果是，成为180度(缠绕方向的错位)－180度(齿节距的错位)＝0度，并且以同相彼此的电角大体一致的方式进行配置。

转子10具有：沿轴向层叠有圆环状的钢板而形成的层叠铁芯体11；以及固定在该层叠铁芯体11的外周上的铜或铝制的圆筒导体12A(相当于二次侧导体的一个例子)。如图13所示，圆筒导体12A具有：沿着与相对移动方向垂直的方向(旋转轴1的轴向、图13中的与纸面垂直的方向)的多个狭缝31。各狭缝31是沿半径方向贯穿圆筒导体12A而形成的，在圆筒导体12A的整个圆周方向上以大致相等的间隔配置各狭缝31。

可以使用圆锯等并对圆筒状的导体进行切削，从而形成具有狭缝31的圆筒导体12A，也可以沿圆周方向排列具有与狭缝31对应的凹部的棒状导体，从而形成该具有狭缝31的圆筒导体12A。在这些情况下，各狭缝31均成为空隙。另外，通过沿圆周方向层叠有棒状导体和绝缘体，由此将绝缘体部分制成狭缝31。在该情况下，则成为在各狭缝31中填充了绝缘体的状态。电机100A的除了上述以外的结构，都与上述电机100相同。

＜2-2.由圆筒导体产生的感应电压＞

以下，使用图15，对狭缝31的功能进行说明。此外，为了便于说明，图15示出了圆筒导体12A为板状的状态。另外，图15中的箭头的长度表示感应电压的大小。

在图15(a)中，图中近前侧的区域12A1与缠绕在第一齿组24上的第一线圈组27对应，图中里侧的区域12A2与缠绕在第二齿组25上的第二线圈组28对应。通过将第一齿组24和第二齿组25配置成，沿相对移动方向(图15中的左右方向)错开1/2齿节距，由此，在圆筒导体12A的各区域12A1、12A2中所产生的感应电压，就成为图15(a)所示的分布。而且，通过设置狭缝31，在各狭缝31之间的圆筒导体12A的各电流路径中，能够抵消由二次分量产生的感应电压，并能够仅取出由一次分量产生的感应电压。其结果如图15(b)所示，在圆筒导体12A中所产生的感应电压的分布，就成为接近正弦波的形状。

＜2-3.相对于转子速度(可动部速度)的扭矩(推力)的解析结果＞

本申请发明人等针对2个模型A、C，进行了相对于转子速度的扭矩的研究。但是，为了便于解析，本申请发明人等采用直线电机进行解析，并对相对于可动部速度的推力进行解析。使用图16和图17，对该解析结果进行说明。此外，为了便于说明，图16示出了圆筒导体为板状。

图16(a)所示的模型A与图5(a)所示的模型相同。而且，在圆筒导体12上没有设置狭缝。另一方面，图16(b)所示的模型C是与模型A相同的槽配合，并且是将与本实施方式对应的齿和线圈的形状进行模型化而成的。即、在模型C中，将第一齿组24和第二齿组25配置成，沿相对移动方向错开1/2齿节距。另外，还以第一线圈组27和第二线圈组28的线圈23的缠绕方向相互相反，同相的线圈23(缠绕方向相反)相互以电角错开大致180度的方式进行配置。而且，各齿22是棱柱状，在圆筒导体12A上，设置有沿着与相对移动方向垂直的方向的多个狭缝31。

图17(a)表示：模型A的相对于可动部速度的推力的解析结果。如图17(a)所示，在模型A中，可动部速度是2.4m/s时的推力为，可动部速度是0m/s时的推力的大约20％以下，并且推力大幅度下降。即、由此可知：在采用了集中绕线的异步电机中，随着转子速度(可动部速度)变大，而使扭矩(推力)下降。如上述图6(b)所示，在模型A中，磁通密度分布不是仅为一次分量，而包含高次谐波分量。因此，可以推测出上述推力下降的原因为，与主要有助于推力的一次分量的次数不同的高次谐波分量。也就是说，由于一次分量与二次分量的行进方向是相反的方向，所以在使转子速度(可动部速度)变化的情况下，相对于一次分量的转差频率以及相对于二次分量的转差频率中的任意一方只能是恒定的。因此，可以认为在将相对于一次分量的转差频率设为恒定而使转子速度(可动部速度)变化的情况下，随着转子速度(可动部速度)的变化，关于二次分量的转差频率也发生变化，二次分量对推力的影响发生变化，并使扭矩(推力)下降。

另一方面，如图17(b)所示，在模型C中，即使使可动部速度从0m/s变化至2.4m/s，推力的下降也几乎不会发生。这被认为在模型C中，仅一次分量有助于推力，并排除了二次分量对推力的影响。由此可知：通过在圆筒导体12A上设置狭缝31，由此，能够抵消因磁通密度的二次分量所产生的感应电压。

＜2-4.第二实施方式的效果＞

在本实施方式的电机100A中，圆筒导体12A具有：沿着与相对移动方向垂直的方向的多个狭缝31。由此，可以抵消因磁通密度的二次分量所产生的感应电压，在圆筒导体12A中产生的感应电压的分布能够成为接近正弦波的形状。也就是说，根据本实施方式，在齿22的前端不设置如第一实施方式那样的磁通交叉部件，而在圆筒导体12A上设置狭缝31，由此，能够获得与做出接近正弦波的磁通密度分布的情况相同的效果。其结果为，在适合无稀土化的电机即异步电机或同步磁阻电机中，能够应用集中绕线，在使电机小型化的同时，还能够实现无稀土化。另外，由于能够实现集中绕线的直线异步电机，所以与分布绕线的直线异步电机相比，还有能够减少1次侧的铜损、削减组装工时的效果。

＜2-5.变形例＞

此外，并不限于上述第二实施方式，在不脱离其主旨和技术思想的范围内能够进行各种变形。例如如图18所示，上述第二实施方式的结构还能够应用于直线电机。在该电机200A中，可动部件210的二次侧导体211A具有：沿着与相对移动方向垂直的方向(图18中的与纸面垂直的方向)的多个狭缝231。各狭缝231是贯穿二次侧导体211A而形成的，在二次侧导体211A的整个相对移动方向上以大致相等的间隔配置各狭缝231。电机200A的其他结构与图11所示的电机200相同。即使在应用于直线电机的本变形例中，也能够获得与上述第二实施方式相同的效果。

另外，上述第二实施方式的结构与第一实施方式相同，均能够应用于图10所示的各种槽配合的电机。

此外，在以上的第一实施方式和第二实施方式中，将电机为异步电机的情况，作为一个例子进行了说明，但并不仅限于此，还能够应用于磁阻电机。另外，以上，虽然将沿着与相对移动方向垂直的方向相邻的第一齿组和第二齿组配置成沿相对移动方向错开1/2齿节距、并将该结构设置于定子侧的情况，作为一个例子进行了说明，但并不仅限于此，也可以将该结构设置在可动部件侧。

另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，将电机是在定子20的内侧设置转子10的内转子型的情况作为一个例子进行了说明，但还能够应用在定子20的外侧设置转子10的外转子型的电机。

另外，除了上述以外，还可以适当组合并利用上述实施方式或各变形例的方法。

除此以外，不再一一例示，但在不脱离本发明主旨的范围内，还可以增加并实施各种变更。

附图标记的说明

S：磁隙

10：转子(可动部件)

12A：圆筒导体(二次侧导体)

20：定子

21：轭铁

22：齿

22A：齿

23：线圈、第一线圈、第二线圈

24：第一齿组

25：第二齿组

26：磁通交叉部件

27：第一线圈组

28：第二线圈组

29：磁通交叉部件

31：狭缝

100：电机

100A：电机

200：电机

200A：电机

210：可动部件

211A：二次侧导体

220：定子

221：轭铁

222：齿

223：线圈

224：第一齿组

227：第一线圈组

231：狭缝

261：梳齿

Claims (7)

1.一种电机，包括能够相对移动的、且隔着磁隙进行对置设置的定子和可动部件，其特征在于，

所述定子和所述可动部件中的任意一方具有：轭铁；从所述轭铁向所述磁隙侧突出设置的多个齿；以及按每个所述齿以集中绕线方式缠绕的多个线圈，

所述多个齿的结构为，沿着与相对移动方向垂直的方向以多列的方式排列由沿所述相对移动方向并列的多个齿构成的齿组，将沿着与所述相对移动方向垂直的方向相邻的第一齿组和第二齿组配置成，沿着所述相对移动方向错开1/2齿节距。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述多个线圈具有：缠绕在所述第一齿组上的第一线圈组；以及缠绕在所述第二齿组上的第二线圈组，根据电机的槽配合而决定所述第一线圈组和所述第二线圈组的线圈的缠绕方向，以同相彼此的电角大体一致或者位于附近范围内的方式进行配置。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，还具有磁通交叉部件，所述磁通交叉部件分别设置在所述多个齿的前端，并用于使与构成所述第一线圈组的第一线圈交链的第一磁通、和与构成所述第二线圈组的第二线圈交链的第二磁通进行交叉。

4.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述磁通交叉部件是具有多个梳齿的梳齿状部件，所述梳齿是从与所述第一线圈和所述第二线圈的一方对应的所述齿的前端、朝向与另一方对应的所述齿的前端而形成的。

5.如权利要求4所述的电机，其特征在于，所述梳齿的数量是奇数。

6.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述磁通交叉部件是对与所述第一线圈对应的所述齿的前端和与所述第二线圈对应的所述齿的前端进行连接的板状部件。

7.如权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述定子和所述可动部件中的任意的另一方具有二次侧导体，所述二次侧导体包括：沿着与所述相对移动方向垂直的方向的多个狭缝。