CN104854776A

CN104854776A - 旋转电机

Info

Publication number: CN104854776A
Application number: CN201280077669.XA
Authority: CN
Inventors: 山口信一; 仲兴起; 安藤和秋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2032-12-13
Also published as: US9608501B2; KR20150086381A; TW201424201A; WO2014091609A1; DE112012007152T5; JPWO2014091609A1; TWI530056B; JP5575337B1; US20150326084A1; CN104854776B; KR101604966B1

Abstract

一种旋转电机，其具有分布卷绕方式的定子，该定子具有：多个第1槽，其分别配置有相同的多个相的绕组或1个相的绕组；以及多个第2槽，其分别配置有不同的多个相的绕组，在该旋转电机中，所述多个第1槽各自的总匝数彼此相同，所述多个第2槽各自的总匝数彼此相同，所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数彼此不同。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机。

背景技术

为了机械装置的高性能化，要求在机械装置中使用的旋转电机具有低扭矩脉动和低振动化。在永磁铁型旋转电机和感应型旋转电机的扭矩中含有由感应电压的高次谐波成分(磁动势高次谐波成分)引起而产生的脉动成分。

在专利文献1中记载有下述技术，即，在电枢绕组中，使各相的每个槽的匝数以5、13、21、28、28、21、13、5变化而构成同心形状的线圈。由此，根据专利文献1，能够使绕组的磁动势分布成为正弦波状，能够大幅度地减小高次谐波绕组系数。

在专利文献2中记载有下述技术，即，在电枢绕组中，使各相的每个槽的匝数以31、18、12、12、18、31变化而构成同心形状的绕组。由此，根据专利文献2，能够使绕组的磁动势分布成为大致正弦波状，能够大幅度地减小高次谐波绕组系数。

专利文献1：日本特开平6－261479号公报

专利文献2：日本特开平9－121491号公报

发明内容

专利文献1、2所记载的技术是使各相的每个槽的匝数正弦波状地变化的技术，电枢(旋转电机)的绕组结构作为整体是复杂的。由此，认为专利文献1、2所记载的技术难以使旋转电机的生产性提高。

另外，在专利文献1、2所记载的技术中，6n±1次的高次谐波绕组系数是超过0.01的值，残留有在实际应用中不能忽略的水平的高次谐波绕组系数。由此，认为难以将由6n±1次的高次谐波引起的扭矩脉动和振动噪音减小至在实际应用中能够忽略的水平。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种旋转电机，该旋转电机能够以简易的结构将高次谐波的绕组系数减小至在实际应用中能够忽略的水平。

为了解决上述课题，实现目的，本发明的一个技术方案所涉及的旋转电机具有分布卷绕方式的定子，该定子具有：多个第1槽，其分别配置有同相的多个绕组或1个相的绕组；以及多个第2槽，其分别配置有异相的多个绕组，该旋转电机的特征在于，所述多个第1槽各自的总匝数彼此相同，所述多个第2槽各自的总匝数彼此相同，所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数彼此不同。

发明的效果

根据本发明，由于共计使用2种匝数，因此与使各相的每个槽的匝数正弦波状地变化的情况相比，能够使旋转电机中的绕组结构简单。另外，由于第1槽和第2槽关于相的结构彼此不同，因此通过使第1槽内的总匝数和第2槽内的总匝数彼此不同，从而在6n±1次的高次谐波的绕组系数中，例如能够将5次、7次、17次、19次的高次谐波的绕组系数减小至在实际应用中能够忽略的水平。即，能够以简单的结构将高次谐波的绕组系数减小至在实际应用中能够忽略的水平。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的旋转电机的剖视图的图。

图2是表示实施方式1所涉及的各槽内部的线圈配置的图。

图3是表示实施方式1所涉及的各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。

图4是表示实施方式1所涉及的#1绕组～#4绕组的感应电压的基波成分的相位关系的矢量图。

图5是表示实施方式1所涉及的#1绕组～#4绕组的感应电压的高次谐波成分的相位关系的矢量图。

图6是表示实施方式1所涉及的旋转电机的绕组系数的图。

图7是表示实施方式1所涉及的旋转电机的绕组的连接的图。

图8是表示实施方式1所涉及的旋转电机的绕组的连接的图。

图9是表示实施方式2所涉及的旋转电机的剖视图的图。

图10是表示实施方式2所涉及的各槽内部的线圈配置的图。

图11是表示实施方式2所涉及的各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。

图12是实施方式3所涉及的旋转电机的斜视图。

图13是实施方式3所涉及的旋转电机的剖视图。

图14是表示实施方式4所涉及的旋转电机的剖视图的图。

图15是表示实施方式4所涉及的各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。

图16是表示实施方式4所涉及的#1绕组～#8绕组的感应电压的高次谐波成分的相位关系的矢量图。

图17是表示实施方式4所涉及的旋转电机的绕组系数的图。

图18是表示实施方式5所涉及的旋转电机的剖视图的图。

图19是表示实施方式5所涉及的旋转电机的绕组的连接的图。

图20是表示实施方式6所涉及的各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。

图21是表示实施方式6所涉及的#1绕组～#6绕组的感应电压的高次谐波成分的相位关系的矢量图。

图22是表示实施方式6所涉及的旋转电机的绕组系数的图。

图23是表示实施方式7所涉及的各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。

图24是表示实施方式7所涉及的#1绕组～#12绕组的感应电压的高次谐波成分的相位关系的矢量图。

图25是表示实施方式7所涉及的旋转电机的绕组系数的图。

图26是表示实施方式8所涉及的旋转电机的剖视图的图。

图27是表示实施方式8所涉及的各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。

图28是表示实施方式8所涉及的#1绕组～#12绕组的感应电压的高次谐波成分的相位关系的矢量图。

图29是表示实施方式8所涉及的旋转电机的绕组系数的图。

图30是表示实施方式9所涉及的绕组比和5、7、17、19次的绕组系数的图。

图31是表示对比例(q＝2的旋转电机)中的现有的各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。

图32是表示对比例(q＝2的旋转电机)的绕组的连接的图。

图33是表示在对比例(q＝2的旋转电机)中以图32的方式连接的情况下的旋转电机的绕组系数的图。

图34是表示对比例(q＝2的旋转电机)的绕组的连接的图。

图35是表示在对比例(q＝2的旋转电机)中以图34的方式连接的情况下的旋转电机的绕组系数的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明所涉及的旋转电机的实施方式进行详细说明。此外，本发明不受本实施方式限定。

实施方式1

对实施方式1所涉及的旋转电机1进行说明。

旋转电机1具有定子及转子，转子相对于定子旋转，经由固定在转子上的轴(未图示)将旋转动力向机械装置(未图示)传递，使机械装置工作。旋转电机1例如是永磁铁型旋转电机或感应型旋转电机。在旋转电机1中，例如对定子20中的绕组结构实施了改进。

具体来说，旋转电机1具有图1～图3所示的结构。图1是表示旋转电机1中的与旋转轴RA垂直的剖面结构的图。图2是示意性地表示各槽内部的线圈配置的图。图3是表示各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。在图1～图3中，例如，作为旋转电机1，例示性地示出极数为8、槽数为48、相数为3、每极每相的槽数q为2的旋转电机。

旋转电机1如图1所示，具有转子30及定子20。转子30具有转子铁心31及多个永磁铁32。转子铁心31构成为与轴同心，例如，具有大致圆柱形状，该大致圆柱形状具有沿轴的旋转轴RA。多个永磁铁32例如沿转子铁心31的周面配置。

定子20构成为，与转子30分离，并且收容转子30。例如，定子20具有：定子铁心21、多个齿22、以及多个槽23。定子铁心21构成为与轴同心，例如具有大致圆筒形状，该大致圆筒形状具有沿轴的旋转轴RA。定子铁心21例如由层叠的电磁钢板等形成。

多个齿22从定子铁心21朝向旋转轴RA沿辐射方向延伸。多个齿22的根侧端部与定子铁心21环状地连结。在相邻的齿22之间分别形成有槽23。例如，在图1中，在沿定子铁心21的槽编号No.1～No.48所示的位置处分别配置有槽23。

例如，如图2所示，相邻的齿22的凸缘部221、221之间形成有槽23的槽入口231。各槽23内的空间从槽入口231沿辐射方向延伸。并且，在各槽23内的空间中，各相的绕组25～27沿辐射方向多级地配置。例如，在图1中，以无阴影线示出的绕组25表示U相的绕组，以交叉阴影线示出的绕组26表示V相的绕组，以斜线阴影线示出的绕组27表示W相的绕组。

多个槽23例如具有多个第1槽23a以及多个第2槽23b。在各第1槽23a处配置同相的多个绕组。例如，在位于槽编号No.2的第1槽23a处，2个U相的绕组25沿辐射方向配置2级。例如，在位于槽编号No.4的第1槽23a处，2个W相的绕组27沿辐射方向配置2级。例如，在位于槽编号No.6的第1槽23a处，2个V相的绕组26沿辐射方向配置2级。

在各第2槽23b处配置有异相的多个绕组。例如，在位于槽编号No.1的第2槽23b处，U相的绕组25和V相的绕组26从旋转轴RA侧沿辐射方向配置2级。例如，在位于槽编号No.3的第2槽23b处，W相的绕组27和U相的绕组25从旋转轴RA侧沿辐射方向配置2级。例如，在位于槽编号No.5的第2槽23b处，V相的绕组26和W相的绕组27从旋转轴RA侧沿辐射方向配置2级。

第1槽23a和第2槽23b，在每极每相的槽数q为2i(i是大于或等于1的整数)的情况下，在沿定子铁心21的槽编号No.1～No.48中，以i个为单位交替配置。例如，在图1所示的情况下，由于i＝1，因此第1槽23a和第2槽23b以1个为单位交替配置。即，第1槽23a和第2槽23b分别以2个为周期地配置在槽编号中，并且配置的间距为彼此错开1个的宽度。例如，第1槽23a配置于槽编号为奇数编号的位置，第2槽23b配置于槽编号为偶数编号的位置。

另外，在定子20中，作为绕组的卷绕方式，采用分布卷绕方式。在分布卷绕方式中，例如如图2所示，以各相的绕组25～27分布于多个槽23中的方式，即横跨多个齿22的方式卷绕。

例如，U相的绕组25－1(#1绕组)，以从位于槽编号No.1的槽23(第2槽23b)中的旋转轴RA侧向位于槽编号No.7的槽23(第2槽23b)中的旋转轴RA侧分布的方式卷绕。

例如，W相的绕组25－2(#2绕组)，以从位于槽编号No.2的槽23(第1槽23a)中的旋转轴RA侧向位于槽编号No.8的槽23(第1槽23a)中的旋转轴RA侧分布的方式卷绕。

例如，U相的绕组25－3(#3绕组)，以从位于槽编号No.2的槽23(第1槽23a)中的定子铁心21侧向位于槽编号No.8的槽23(第1槽23a)中的定子铁心21侧分布的方式卷绕。

例如，U相的绕组25－4(#4绕组)，以从位于槽编号No.3的槽23(第2槽23b)中的定子铁心21侧向位于槽编号No.9的槽23(第2槽23b)中的定子铁心21侧分布的方式卷绕。

例如，V相的绕组26－1，以从位于槽编号No.6的槽23(第1槽23a)中的定子铁心21侧向位于槽编号No.12的槽23(第1槽23a)中的定子铁心21侧分布的方式卷绕。

例如，V相的绕组26－2，以从位于槽编号No.7的槽23(第2槽23b)中的定子铁心21侧向位于槽编号No.13的槽23(第2槽23b)中的定子铁心21侧分布的方式卷绕。

例如，W相的绕组27－1，以从位于槽编号No.3的槽23(第2槽23b)中的旋转轴RA侧向位于槽编号No.9的槽23(第2槽23b)中的旋转轴RA侧分布的方式卷绕。

例如，W相的绕组27－2，以从位于槽编号No.4的槽23(第1槽23a)中的旋转轴RA侧向位于槽编号No.10的槽23(第1槽23a)中的旋转轴RA侧分布的方式卷绕。

另外，在旋转电机1的定子20中，对于绕组的匝数，例如具有如图3所示的结构。在图3中，槽23内的空间中的定子铁心21侧以“上侧”示出，旋转轴RA侧以“下侧”示出。

例如，位于槽编号为奇数编号的各第1槽23a中的总匝数(总导体数)为上侧的匝数+下侧的匝数＝{√(3)/2}n+{√(3)/2}n＝√(3)n，彼此相同。例如，在位于槽编号No.2的第1槽23a中，上侧的U相的匝数+下侧的U相的匝数＝{√(3)/2}n+{√(3)/2}n＝√(3)n。例如，在位于槽编号No.4的第1槽23a中，上侧的W相的匝数+下侧的W相的匝数＝{√(3)/2}n+{√(3)/2}n＝√(3)n。

例如，位于槽编号为偶数编号的各第2槽23b中的总匝数(总导体数)为上侧的匝数+下侧的匝数＝n+n＝2n，彼此相同。例如，在位于槽编号No.1的第1槽23b中，上侧的V相的匝数+下侧的U相的匝数＝n+n＝2n。例如，在位于槽编号No.3的第1槽23b中，上侧的U相的匝数+下侧的U相的匝数＝n+n＝2n。

另外，例如，第1槽23a内的总匝数(总导体数)和第2槽23b内的总匝数(总导体数)彼此不同。例如，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数，为了使感应电压的高次谐波成分为零(参照图6)而彼此不同。即，对于在各槽23中配置的各相的匝数，为了使得在配置同相的绕组的第1槽23a和配置异相的绕组的第2槽23b不同，使用共计2种匝数。

例如，优选以下述方式构成，即，在将极数设为P、槽数设为S、电源的相数设为m、每极每相的槽数设为q＝S/P/m时，在每极每相的槽数q为2i(i是大于或等于1的整数)的情况下，第1槽23a内的总匝数和所述第2槽23b内的总匝数之比，例如为0.85√(3)：2～1.15√(3)：2。

假设在第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比小于0.85√(3)：2(即，在将第2槽23b内的总匝数设为2时第1槽23a内的总匝数小于0.85√(3))的情况下，由于相对于同相的绕组的匝数，异相的绕组的匝数过大，因此感应电压的高次谐波成分(即，高次谐波的绕组系数)可能超过在实际应用中能够忽略的水平而变大。

或者，假设在第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大于1.15√(3)：2(即，在将第2槽23b内的总匝数设为2时第1槽23a内的总匝数大于1.15√(3))的情况下，由于相对于异相的绕组的匝数，同相的绕组的匝数过大，因此感应电压的高次谐波成分(即，高次谐波的绕组系数)可能超过在实际应用中能够忽略的水平而变大。

例如，在实施方式1中，如果将配置于No.1～No.3的U相绕组的匝数(导体数)分别设为U1(No.1下)、U2(No.2上)、U3(No.2下)、U4(No.3上)，则U1～U4的匝数比按照下述的算式(1)设定。此外，同相绕组的个数是每极每相的槽的2倍，即2q个。

U1：U2：U2：U4＝1：√(3)/2：√(3)/2：1…(1)

此外，对于V相、W相，也设为如图3所示的匝数比。

下面，对于本实施方式所实现的扭矩脉动减小的效果，例示并说明旋转电机1例如是永磁铁型旋转电机的情况。旋转电机1(永磁铁型旋转电机)的扭矩大致与由永磁铁所产生的感应电压和向绕组通电的电流的乘积成正比。因此，如果感应电压和通电电流波形是理想的正弦波形状，则会产生的扭矩变为固定值。但是，如果感应电压中含有高次谐波成分，则产生扭矩脉动。特别地，3相旋转电机的扭矩脉动产生电源频率的6n倍(6f、12f、18f)的成分，这是由感应电压的6n±1次的高次谐波成分引起的。例如，6f成分的扭矩脉动是由5次、7次的高次谐波成分引起的。12f成分的扭矩脉动是由11次、13次的谐高频波成分引起的。18f成分的扭矩脉动是由17次、19次的高次谐波成分引起的。

由此，为了将旋转电机1的扭矩脉动减小至在实际应用中能够忽略的水平，需要将感应电压的高次谐波成分减小至在实际应用中能够忽略的水平。旋转电机1(永磁铁型旋转电机)的感应电压的高次谐波成分由磁铁形状引起产生，但随着极数和槽数的组合的不同，能够减小至一定程度。其原因在于，随着极数和槽数的组合的不同，能够减小与绕组交链的磁通的高次谐波成分，在旋转电机1中，通常利用称为绕组系数的系数进行研究。本实施方式也利用绕组系数对本实施方式的效果进行说明。

在对本实施方式所实现的感应电压的高次谐波成分的减小效果进行说明时，首先，说明对比例的构造中的绕组系数。作为与图1所示的极数为8、槽数为48、相数为3、每极每相的槽数q为2、在1个槽内配置同相或异相的2个绕组的旋转电机1相对应的对比例，考虑具有如图31所示的匝数的结构的旋转电机901。在旋转电机901中，如图31所示，将各槽内部的匝数设为相同。另外，绕组的连接图如图32所示。

下面，对图31所示的q＝2的旋转电机901的绕组系数进行说明。绕组系数由短距绕组系数Kp和分布绕组系数Kd的乘积进行计算。短距绕组系数是表示由于线圈间距＝线圈横跨的齿数×齿间距(定子内径/齿数)和极间距(定子内径/极数)不同而导致感应电压减少的系数。因此，短距绕组系数Kp能够根据极数、槽数、线圈节距(绕组横跨的齿数)由下式(2)计算出。

Kp＝sin(次数×180×极数/槽数×线圈节距/2)…(2)

由于根据图32所示的绕组的连接图，线圈节距(绕组横跨的齿数)为5，因此短距绕组系数的各次数成分如图33。

然后，分布绕组系数Kd是表示针对1相串联连接多个绕组时，由于绕组间(线圈间)产生相位差而导致感应电压减少的系数。因此，能够根据绕组间的相位差计算出。当前，如果将绕组的相位差设为α，则由于同相的绕组的数量是#1绕组和#2绕组这2个，因此分布绕组系数为下式(3)。

Kd＝cos(次数×α/2)…(3)

另外，绕组的相位差α利用下式(4)求出。

α＝180×极数/槽数…(4)

在图32所示的旋转电机的情况下，α为30度。

将利用算式(3)、(4)计算出的分布绕组系数、以及利用分布绕组系数Kd和短距绕组系数Kp的乘积计算出的绕组系数在图33中示出。如图33所示可知，在对比例的绕组结构中，在5次、7次、11次、13次、17次、19次的全部高次谐波成分中具有超过在实际应用中能够忽略的水平(例如，0.01)的较大的值。

上述绕组系数的计算如图32所示，想象出将No.2上和No.7下的U相的绕组连接(#1绕组)、将No.3上和No.8下的U相的绕组连接(#2绕组)的情形而进行计算。

另一方面，如图34所示，通过将No.1下和No.7下连接(#1绕组)、将No.2下和No.8下连接(#2绕组)、将No.2上和No.8上连接(#3绕组)、将No.3上和No.9上连接(#4绕组)，也能够计算出绕组系数。在该情况下，由于线圈节距(绕组横跨的齿数)为6，因此短距绕组系数Kp根据式(2)为1.0。另一方面，分布绕组系数Kd根据同相的多个线圈间的相位差计算出，但由于同相的线圈的数量是#1绕组、#2绕组、#3绕组、#4绕组这4个，因此分布绕组系数Kd成为下式(5)。

Kd＝(2.0+2cos(次数×α/2))/4…(5)

将利用算式(5)计算出的分布绕组系数Kd、以及利用分布绕组系数Kd和短距绕组系数Kp的乘积计算出的绕组系数在图35中示出。通过图33和图35的比较可知，绕组系数相同，而与绕组的连接方法无关。在本说明书中，为了简单地进行本实施方式所涉及的绕组系数的导出，设想以线圈节距为槽数/极数＝6，即短距绕组系数Kp为1.0的方式连接，进行绕组系数的计算。

然后，示出实施方式1所涉及的绕组系数。为了简单地导出绕组系数，设想如上述的图34那样连接绕组，按照与图34所示的U相绕组的#1绕组～#4绕组相对应的图2所示的#1绕组～#4绕组(绕组25－1～25－4)进行考虑。由于在如图2所示地连接的情况下的线圈节距为6，因此，短距绕组系数Kp与对比例相同，为下式(6)。

Kp＝sin(次数×180×极数/槽数×线圈节距/2)

＝sin(次数×180×8/48×6/2)

＝sin(次数×90)

＝1.0…(6)

然后考虑分布绕组系数Kd。为了计算各次数的分布绕组系数Kd，计算在#1绕组～#4绕组中产生的感应电压的相位差。在#1绕组、#2绕组中产生的感应电压的相位差根据式(4)，由α＝180×极数/槽数＝30°求出。另外，#2绕组、#3绕组根据图2是相同相位，在#3绕组、#4绕组中产生30°的相位差。

将对#1绕组～#4绕组的基波成分的相位差进行矢量表示的图在图4中示出。另外，为了对绕组系数的高次谐波成分也进行研究，将表示感应电压的5次、7次、11次、13次、17次、19次成分的相位差的图分别在图5(a)～(f)中示出。图5(a)～(f)各自的相位差是将利用算式(4)计算出的相位差与高次谐波次数成分相乘所得到的值，在5次的情况下能够确认到产生30°×5＝150°的相位差。

在本实施方式中，其特征在于，在配置有同相绕组的第1槽23a和配置有异相绕组的第2槽23b中对匝数进行了变更。因此，对于本实施方式的旋转电机1中的分布绕组系数Kd，需要考虑同相的多个绕组间的相位差，并且还要考虑#1绕组～#4绕组的匝数的不同而进行计算。如果设#1绕组、#4绕组的匝数为A，#2绕组、#3绕组的匝数为B，则分布绕组系数Kd为下式(7)。

Kd＝(2B+2A×cos(次数×α))/(2A+2B)

＝(2B+2A×cos(次数×30))/(2A+2B)…(7)

现在，如果设#1绕组、#4绕组的匝数为A＝n，#2绕组、#3绕组的匝数为B＝{√(3)/2}n，则本实施方式所涉及的分布绕组系数Kd为下式(8)。

Kd＝(√(3)+2cos(次数×30))/(√(3)+2)…(8)

由此，本实施方式所涉及的分布绕组系数Kd的1次、5次、7次成分分别为下式(9)、(10)、(11)。

Kd(1次)＝(√(3)+2cos(1×30)/(√(3)+2)

＝0.928…(9)

Kd(5次)＝(√(3)+2cos(5×30)/(√(3)+2)

＝0…(10)

Kd(7次)＝(√(3)+2cos(7×30)/(√(3)+2)

＝0…(11)

另外，如果17次、19次成分也同样地计算，则计算为0。

将按照上述方式求出的绕组系数在图6中示出。如图6所示，可知根据本实施方式，绕组系数的5次、7次、17次、19次成分大致为零。

在对比例的构造中，如图33、图35所示，由于5次、7次、17次、19次成分的绕组系数超过在实际应用中能够忽略的水平(例如，0.01)、具有较大的值，因此认为难以将扭矩脉动减小至在实际应用中能够忽略的水平。

与此相对，在本实施方式中，由于在6n±1次的高次谐波的绕组系数中，例如能够将5次、7次、7次、19次的高次谐波的绕组系数减小至在实际应用中能够忽略的水平，例如大致为零，因此认为能够大幅度地减小扭矩脉动成分，能够将扭矩脉动和振动噪音减小至在实际应用中能够忽略的水平。

如以上所述，在实施方式1中，在旋转电机1的定子20中，多个第1槽23a各自的总匝数彼此相同。多个第2槽23b各自的总匝数彼此相同。第1槽23a内的总匝数(总导体数)和第2槽23b内的总匝数(总导体数)彼此不同。由此，由于使用共计2种匝数，因此与使各相的每个槽的匝数正弦波状地变化的情况相比，能够使旋转电机1中的绕组结构简单。另外，由于第1槽23a和第2槽23b关于相的结构彼此不同，因此通过使第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数彼此不同，从而在6n±1次的高次谐波的绕组系数中，例如能够将5次、7次、17次、19次的高次谐波的绕组系数减小至在实际应用中能够忽略的水平。即，能够以简单的结构将高次谐波的绕组系数减小至在实际应用中能够忽略的水平。

因此，能够设置为简单的结构的同时，将高次谐波的绕组系数减小至在实际应用中能够忽略的水平，例如大致为零。其结果，能够提高旋转电机1的生产性，并且能够大幅度地减小扭矩脉动成分(例如，扭矩脉动的6f成分、18f成分)，能够将扭矩脉动和振动噪音减小至在实际应用中能够忽略的水平。

另外，在实施方式1中，在旋转电机1的定子20中，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数，为了以使感应电压的高次谐波成分为零而彼此不同。由此，在6n±1次的高次谐波的绕组系数中，例如能够将5次、7次、17次、19次的高次谐波的绕组系数减小至在实际应用中能够忽略的水平。

另外，在实施方式1中，在将极数设为P、槽数设为S、电源的相数设为m、每极每相的槽数设为q＝S/P/m时，每极每相的槽数q为2i(i是大于或等于1的整数)，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比为0.85√(3)：2～1.15√(3)：2，第1槽23a和第2槽23b以i个为单位交替配置。由此，能够以使感应电压的高次谐波成分为零的方式，使第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数不同。

此外，对于绕组的连接方法，也可以取代图2所示的连接方法，而采用图7或图8所示的连接方法。在实施方式1中，对绕组的连接方法不影响绕组系数的情况进行了说明，但是绕组的连接方法会影响线路长度，即绕组的电阻值和生产性。将表示本发明所涉及的U相绕组的连接方法的图在图7及图8中示出。图7关于设置为叠绕的情况，例示性地示出U相绕组的连接方法，图8关于设置为同心式分布卷绕的情况，例示性地示出U相绕组的连接方法。实施方式1的思路也能够应用于图7或图8所示的连接方式。

即，在第1槽23a中，也可以取代配置有同相的多个绕组，而如图7或图8所示，配置有1个相的绕组。在该情况下，能够将第1槽23a内的绕组的结构进一步简化，能够进一步提高旋转电机1的生产性。

实施方式2

下面，对实施方式2所涉及的旋转电机1i进行说明。下面，以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。

在实施方式1中，通过改进绕组的匝数等，从而实现绕组结构的简化，但在实施方式2中，通过改进绕组的配置，从而实现绕组结构的进一步简化。

具体来说，旋转电机1i具有如图9～图11所示的结构。图9是表示旋转电机1i中的与旋转轴RA垂直的剖面结构的图。图10是示意性地表示各槽内部的线圈配置的图。图11是表示各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。在图9～图11中，例如，作为旋转电机1i，例示性地示出极数为8、槽数为48、相数为3、每极每相的槽数q为2的旋转电机。

如图9所示，在旋转电机1i的定子20i中，例如，相对于实施方式1的定子20(参照图2)，以同相的绕组在相邻的槽23中沿横向排列的方式，对规定的槽23内的上下的绕组进行了调换。

例如，相对于实施方式1的定子20(参照图2)，如果将槽编号No.3的U相的绕组和W相的绕组调换，则如图10所示，在槽编号No.1～3的下侧，U相的绕组U1、U3、U4变为在横向上排列，并且在槽编号No.3～5的上侧，W相的绕组－W1、－W2、－W3变为在横向上排列。

例如，相对于实施方式1的定子20(参照图2)，如果将槽编号No.7的V相的绕组和U相的绕组调换，则如图10所示，在槽编号No.5～7的下侧，V相的绕组V1、V2、V3变为在横向上排列，并且在槽编号No.7～9的上侧，U相的绕组－U1、－U2、－U3变为在横向上排列。

例如，相对于实施方式1的定子20(参照图2)，如果将槽编号No.11的W相的绕组和V相绕组调换，则如图10所示，在槽编号No.9～11的下侧，W相的绕组W4、W5、W6变为在横向上排列，并且在槽编号No.11～13的上侧，V相的绕组－V1、－V2、－V3变为在横向上排列。

此外，对于匝数比，如图11所示，与实施方式1(参照图3)相同。

如上所述，在实施方式2中，以同相的绕组在相邻的槽23中在横向上排列的方式，对各槽23内的上下的绕组进行调换。由此，能够将绕组的结构进一步简化，能够实现生产性的进一步提高及绕组电阻的减小。

另外，在实施方式2中，由于能够增加在横向上排列的同相绕组的数量，因此能够减小各绕组间的干涉，能够实现绕组的端部的小型化，即减小绕组的电阻值(例如，最小化)。

实施方式3

下面，对实施方式3所涉及的旋转电机1j进行说明。下面，以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。

在实施方式1中，通过使绕组系数的5次、7次、17次、19次大致为零，从而实现扭矩脉动的6f成分、18f成分的大幅度减小，但在实施方式3中，以扭矩脉动的进一步减小为目标，还实现扭矩脉动的12f成分的减小。

具体来说，旋转电机1j具有如图12及图13所示的结构。图12是表示旋转电机1j中的转子30j的外观结构的斜视图。图13是表示旋转电机1j中的与旋转轴RA垂直的剖面结构的图。

在本实施方式中，将转子30j设置为如下结构，即，将上级35j及下级36j在旋转轴RA方向上层叠2级，上级35j相对于下级36j在周向上旋转θ1而进行了级偏斜(stage skew)。

例如，将上级35j的转子铁芯31和下级36j的转子铁芯33j设为在从与旋转轴RA垂直的剖面观察的情况下大致相同形状，沿旋转轴RA方向将彼此连结。然后，沿转子铁芯31的周面配置多个永磁铁32，并且沿转子铁芯33j的周面配置多个永磁铁34j。此时，在从与旋转轴RA垂直的剖面观察的情况下，将永磁铁32的配置位置和永磁铁34j的配置位置错开以旋转轴RA为中心在周向上旋转了θ1的角度(级偏斜)。周向旋转角度θ1例如由下式(12)决定。

θ1＝360/(12×极数/2)/2

＝360/(12×8/2)/2＝3.75°…(12)

通过该级偏斜也能够大幅度地减小扭矩脉动的12f成分，能够减小扭矩脉动的几乎所有成分。

此外，在本实施方式中，对转子的级偏斜进行了说明，但进行定子的级偏斜也能够得到同样的效果。

另外，在转子及定子的直线偏斜中，通过以利用下式(13)求出的角度θ2实施偏斜，也能够实现同样的效果。

θ2＝360/(12×极数/2)…(13)

如上所述，在实施方式3中，由于在转子30j(或定子)中设置级偏斜，因此在与实施方式1相同的效果的基础上，例如能够进一步减小扭矩脉动的12f成分，能够进一步大幅度地减小扭矩脉动成分。

实施方式4

下面，对实施方式4所涉及的旋转电机1k进行说明。下面，以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。

在实施方式1中，对每极每相的槽数q为2的情况例示性地进行了说明，但在实施方式4中，对每极每相的槽数q为4的情况例示性地进行说明。

具体来说，旋转电机1k具有如图14及图15所示的结构。图14是表示旋转电机1k中的与旋转轴RA垂直的剖面结构的图。图15是表示各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。在图14及图15中例示性地示出极数为4、槽数为48、相数为3、每极每相的槽数q为4的旋转电机。

如图14所示，在本实施方式中，在旋转电机1k中，配置于转子30k的周面的多个永磁铁32k的数量与实施方式1相比较少。换言之，与1个永磁铁32相对的槽23的数量与实施方式1相比变多。

另外，如图14及图15所示，在旋转电机1k的定子20k中，在1个槽23内配置异相或同相的2个绕组。

例如，在槽编号No.1的槽23(第2槽23b)中配置有V相的绕组和U相的绕组。在槽编号No.2～4的槽23(第1槽23a)中分别配置有2个U相的绕组。在槽编号No.5的槽23(第2槽23b)中配置有W相的绕组和U相的绕组。在槽编号No.6～8的槽23(第1槽23a)中分别配置有2个W相的绕组。在槽编号No.9的槽23(第2槽23b)中配置有V相的绕组和W相的绕组。

对于沿定子铁心21的槽编号No.1～No.48，在每极每相的槽数q为j(j是大于或等于2的整数)的情况下，j－1个第1槽23a和1个第2槽23b交替地配置。例如，在图14所示的情况下，由于j＝4，因此3个第1槽23a和1个第2槽23b交替地配置。即，3个第1槽23a和第2槽23b关于槽编号分别以4个为周期进行了配置，并且，配置的间距彼此错开2个的宽度。

并且，对于在各槽23中配置的各相的匝数，以在配置同相的绕组的第1槽23a和配置异相的绕组的第2槽23b中不同的方式，使用共计2种匝数。

在本实施方式中，如果将在槽编号No.1～No.3中配置的U相绕组的匝数设置为U1(No.1下)、U2～7(No.2～No.4的上下)、U8(No.5上)，则匝数比构成为下式(14)。

U1：U2：U3：U4：U5：U6：U7：U8＝1：0.9294：0.9294：0.9294：0.9294：0.9294：1…(14)

在算式(14)中，能够将0.9294视为大致为0.93。

由于考虑通过匝数变更而实现的绕组系数减小，因此与实施方式1同样地，使用在#1绕组～#8绕组中产生的感应电压的矢量图。在图16(a)～(f)中分别示出在#1绕组～#8绕组中产生的5次、7次、11次、13次、17次、19次的感应电压高次谐波成分的矢量图。

在本实施方式中，首先，以减小绕组系数的11次、13次为目标。如果着眼于11次的矢量图(图16(c))，则#1绕组和#2绕组之间的相位差是180×4/48×11＝165°、#1绕组和#4绕组之间的相位差是330°(＝－30°)。如果将#1绕组和#8绕组的匝数设为A，将#2绕组～#7绕组的匝数设为B，则11次、13次分布绕组系数变为下式(15)。

Kd＝(2B+2A×cos30°－4B×cos15°)/(2A+6B)…(15)

由此，如果设B＝{cos30°/(2cos15°－1)}A＝0.9294A，则式(15)为零。

此外，在上述中，对11次、13次的分布绕组系数为零的情况进行了说明，但也能够将5次以及19次、7次以及17次设为零。

例如，如果将#1绕组、#8绕组的匝数设为A，将#2绕组～#7绕组的匝数设为B，则5次、19次的分布绕组系数变为下式(16)。

Kd＝(2A×cos30°－2B－4B×cos75°)/(2A+6B)…(16)

由此，如果设为B＝{cos30°/(1+2cos75°)}A＝0.5706A，则式(16)为零。

另外，7次、17次的分布绕组系数变为下式(17)。

Kd＝(2A×cos30°+4B×cos75°－2B)/(2A+6B)…(17)

由此，如果设为B＝{cos30°/(1－2cos75°)}A＝1.795A，则式(17)为零。

将按照上述方式求出的绕组系数在图17(a)～(c)中示出。可知，通过根据图17(a)～(c)变更匝数比，从而能够减小高次谐波成分。至于采用图17(a)～(c)中的哪个匝数的结构，例如只要与转子所具有的高次谐波成分相应地决定即可。

如上所述，在实施方式4中，在旋转电机1k的定子20k中，每极每相的槽数q为j(j是大于或等于2的整数)，j－1个第1槽23a和1个第2槽23b交替地配置。由此，在q＝2i以外的旋转电机中，也能够使特定的高次谐波成分大致为零。

例如，在实施方式4中，在旋转电机1k的定子20k中，每极每相的槽数q为4，第1槽23a的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.93：1。由此，如图17(a)所示，例如能够使11次、13次的高次谐波成分大致为零。即，在q＝4的旋转电机1k中，能够使扭矩脉动的第2高次谐波成分(12次成分)大致为零。

或者，例如，在实施方式4中，在旋转电机1k的定子20k中，每极每相的槽数q为4，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.57：1。由此，如图17(b)所示，能够使5次、19次的高次谐波成分大致为零。

或者，例如，在实施方式4中，在旋转电机1k的定子20k中，每极每相的槽数q为4，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为1.80：1。由此，如图17(c)所示，能够使7次、17次的高次谐波成分大致为零。

实施方式5

下面，对实施方式5所涉及的旋转电机1n进行说明。下面，以与实施方式4不同的部分为中心进行说明。

在实施方式4中，通过改进绕组的匝数等，从而实现绕组结构的简化，但在实施方式5中，通过改进线圈的配置，从而实现绕组结构的进一步简化。

具体来说，旋转电机1n具有如图18～图20所示的结构。图18是表示旋转电机1n中的与旋转轴RA垂直的剖面结构的图。图19是示意性地表示各槽内部的线圈配置的图。图20是表示各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。在图18～图20中，例如，作为旋转电机1n，例示性地示出极数为4、槽数为48、相数为3、每极每相的槽数q为4的旋转电机。

如图18所示，在旋转电机1n的定子20n中，例如，相对于实施方式4的定子20k(参照图14)，以同相的绕组在相邻的槽23中沿横向排列的方式，对规定的槽23内的上下的绕组进行了调换。

例如，相对于实施方式4的定子20k(参照图14)，如果将槽编号No.5的U相的绕组和W相的绕组调换，则如图19所示，在槽编号No.1～5的下侧，5个U相的绕组变为在横向上排列，并且，在槽编号No.5～9的上侧，5个W相的绕组变为在横向上排列。

例如，相对于实施方式4的定子20k(参照图14)，如果将槽编号No.13的V相的绕组和U相的绕组调换，则如图19所示，在槽编号No.9～13的下侧，5个V相的绕组在横向上排列，并且，在槽编号No.13～17的上侧，5个U相的绕组在横向上排列。

此外，对于匝数比，与实施方式4(参照图15)相同。

如上所述，在实施方式5中，以同相的绕组在相邻的槽23中沿横向排列的方式，对各槽23内的上下的绕组进行了调换。由此，能够将绕组结构进一步简化，能够进一步实现生产性的提高及绕组电阻的减小。

另外，在实施方式5中，由于能够增加在横向上排列的同相绕组的数量，因此能够减小各绕组间的干涉，能够实现绕组的端部的小型化，即减小绕组的电阻值(例如，最小化)。

实施方式6

下面，对实施方式6所涉及的旋转电机1p进行说明。下面，以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。

在实施方式1中，对每极每相的槽数q为2的情况例示性地进行了说明，但在实施方式6中，对每极每相的槽数q为3的情况例示性地进行说明。

具体来说，旋转电机1p的定子20p具有如图20所示的结构。图20是表示各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。在图20中例示性地示出极数为4、槽数为36、相数为3、每极每相的槽数q为3的旋转电机。

如图20所示，对于沿定子铁心21的槽编号No.1～No.48，在每极每相的槽数q为j(j是大于或等于2的整数)的情况下，j－1个第1槽23a和1个第2槽23b交替地配置。例如，在如图20所示的情况下，由于j＝3，因此2个第1槽23a和1个第2槽23b交替地配置。即，2个第1槽23a和1个第2槽23b关于槽编号分别以3个为周期进行了配置，并且配置的间距彼此错开1.5个的宽度。

图20考虑到绕组的对称性，示出槽编号No.1～No.18的槽23部分。如图20所示，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.67：1。此外，图20中的0.6736能够视为大致为0.67。

由于考虑通过匝数变更而实现的绕组系数减小，因此与实施方式1同样地，使用在#1绕组～#6绕组中产生的感应电压的矢量图。在图21(a)～(f)中分别示出在#1绕组～#6绕组中产生的5次、7次、11次、13次、17次、19次的感应电压高次谐波成分的矢量图。在本实施方式中，首先以减小绕组系数的5次、13次为目标。

如果着眼于5次的矢量图(图21(a))，则#1绕组和#2绕组之间的相位差是180×4/36×5＝100°，#1绕组和#6绕组之间的相位差是300°(＝－60°)。如果将#1绕组、#6绕组的匝数设为A，将#2绕组～#5绕组的匝数设为B，则5次、13次的分布绕组系数Kd变为下式(18)。

Kd＝(2A×cos30°－4B×cos50°)/(2A+4B)…(18)

由此，如果设为B＝{cos30°/(2cos50°)}A＝0.6736A，则算式(18)为零。

同样地，7次、11次的分布绕组系数变为下式(19)。

Kd＝(2A×cos30°－4B×cos7°)/(2A+4B)…(19)

由此，如果设为B＝{cos30°/(2cos7°)}A＝1.266A，则算式(19)为零。

将按照上述方式求出的绕组系数在图22(a)、(b)中示出。可知，通过根据图22(a)、(b)变更匝数比，从而能够减小高次谐波成分。至于采用图22(a)、(b)中的哪个的匝数的结构，例如只要与转子所具有的高次谐波成分相应地决定即可。

如上所述，在实施方式6中，在旋转电机1p的定子20p中，每极每相的槽数q为j(j是大于或等于2的整数)，j－1个第1槽23a和1个第2槽23b交替地配置。由此，在q＝2i以外的旋转电机中，也能够使特定的高次谐波成分大致为零。

例如，在实施方式6中，在旋转电机1p的定子20p中，每极每相的槽数q为3，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.67：1。由此，如图22(a)所示，能够使5次、13次的高次谐波成分大致为零。

或者，例如，在实施方式6中，在旋转电机1p的定子20p中，每极每相的槽数q为3，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为1.27：1。由此，如图22(b)所示，能够使7次、11次的高次谐波成分大致为零。

实施方式7

下面，对实施方式7所涉及的旋转电机1q进行说明。下面，以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。

在实施方式1中，对每极每相的槽数q为2的情况例示性地进行了说明，但在实施方式7中，对每极每相的槽数q为6的情况例示性地进行说明。

具体来说，旋转电机1q的定子20q具有图23所示的结构。图23是表示各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。在图23中例示性地示出极数为4、槽数为72、相数为3、每极每相的槽数q为6的旋转电机。

如图23所示，对于沿定子铁心21的槽编号No.1～No.72，在每极每相的槽数q为j(j是大于或等于2的整数)的情况下，j－1个第1槽23a和1个第2槽23b交替地配置。例如，在图23所示的情况下，由于j＝6，因此5个第1槽23a和1个第2槽23b交替地配置。即，5个第1槽23a和1个第2槽23b关于槽编号分别以6个为周期进行了配置，并且配置的间距彼此错开3个的宽度。

图23考虑到绕组的对称性，示出No.1～No.36的槽。如图23所示，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比例如大致为0.96：1。此外，图23中的0.9519能够视为大致为0.96。

由于考虑通过匝数变更而实现的绕组系数减小，因此与实施方式1同样地，使用在#1绕组～#12绕组中产生的感应电压的矢量图。在图24(a)～(f)中分别示出在#1绕组～#12绕组中产生的5次、7次、11次、13次、17次、19次的感应电压高次谐波成分的矢量图。在本实施方式中，首先以减小绕组系数的17次、19次为目标。

如果着眼于17次的矢量图(图24(e))，则#1绕组和#2绕组之间的相位差是180×4/72×17＝170°，#1绕组和#4绕组之间的相位差是340°(＝－20°)。如果将#1绕组、#12绕组的匝数设为A，将#2绕组～#11绕组的匝数设为B，则17次、19次的分布绕组系数Kd变为下式(20)。

Kd＝(2A×cos30°+4B×cos10°－2B－4B×cos20°)/(2A+10B)…(20)

由此，如果设为B＝{cos30°/(1+2cos20°－2cos10°)}A＝0.9519A，则算式(20)变为零。

另外，5次的分布绕组系数Kd变为下式(21)。

Kd＝(2A×cos30°+4B×cos80°－2B－4B×cos50°)/(2A+10B)…(21)

由此，如果设为B＝{cos30°/(1+2cos50°－2cos80°)}A＝0.4468A，则算式(21)变为零。

按照上述方式求出的绕组系数在图25(a)，(b)中示出。此外，通过对7次、11次、13次也使用图24的矢量图，从而能够同样地计算出用于使各绕组系数为零的匝数比。

如上所述，在实施方式7中，在旋转电机1q的定子20q中，每极每相的槽数q为j(j是大于或等于2的整数)，j－1个第1槽23a和1个第2槽23b交替地配置。由此，在q＝2i以外的旋转电机中，也能够使特定的高次谐波成分大致为零。

例如，在实施方式7中，在旋转电机1q的定子20q中，每极每相的槽数q为6，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.96：1。由此，如图25(a)所示，能够使17次、19次的高次谐波成分大致为零。

或者，例如，在实施方式7中，在旋转电机1q的定子20q中，每极每相的槽数q为6，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.45：1。由此，如图25(b)所示，能够使5次的高次谐波成分大致为零。

实施方式8

下面，对实施方式8所涉及的旋转电机1r进行说明。下面，以与实施方式4不同的部分为中心进行说明。

在实施方式4中，使交替地配置的第1槽23a和第2槽23b的个数彼此不同，但在实施方式8中，使交替地配置的第1槽23a和第2槽23b的个数彼此相同而保持一致。

具体来说，旋转电机1r具有如图26及图27所示的结构。图26是表示旋转电机1r中的与旋转轴RA垂直的剖面结构的图。图27是表示各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。在图26和图27中例示性地示出极数为4、槽数为48、相数为3、每极每相的槽数q为4的旋转电机。

如图27所示，在本实施方式中，在旋转电机1r的定子20r中，将配置有同相的2个绕组的第1槽23a、以及配置有异相的2个绕组的第2槽23b以相同个数交替地配置。

例如，在槽编号No.1、2的槽23(第2槽23b)中配置有V相的绕组和U相的绕组。在槽编号No.3、4的槽23(第1槽23a)中配置有2个U相的绕组。在槽编号No.5、6的槽23(第2槽23b)中配置有W相的绕组和U相的绕组。

在本实施方式中，在将配置在槽编号No.1～No.3中的U相绕组的匝数设置为U1(No.1下)、U2(No.2下)、U3～6(No.3～No.4的上下)、U7(No.5上)、U8(No.6上)时，将匝数比以下式(22)的方式构成。

U1：U2：U3：U4：U5：U6：U7：U8＝1：√(3)/2：√(3)/2：√(3)/2：√(3)/2：1：1…(22)

由于考虑通过匝数变更而实现的绕组系数减小，因此与实施方式1同样地，使用在#1绕组～#8绕组中产生的感应电压的矢量图。在图28(a)～(f)中分别示出在#1绕组～#12绕组中产生的5次、7次、11次、13次、17次、19次的感应电压高次谐波成分的矢量图。

可知，由于图28(a)的#1绕组－#3绕组和#4绕组－#7绕组的矢量图、以及#2绕组－#5绕组和#6绕组－#8绕组的矢量图分别与图5(a)相同，因此通过设置为如算式(22)所示的匝数比(参照图27)，从而使得5次的绕组系数变为零。另外，对于7次、17次、19次，通过与图5同样地设置为如算式(22)所示的匝数比，从而能够使绕组系数为零。

将按照上述方式求出的绕组系数在图29中示出。可知，通过根据图29设置为本线圈配置，从而能够与实施方式1的q＝2的情况同样地，使5次、7次、17次、19次的绕组系数为零。

在本实施方式中q＝4的情况下，示出将配置有异相绕组和同相绕组的槽以2个槽为单位进行了交替配置的例子。在q＝2i(i是整数)的情况下，通过以同样的方式考虑，如果将配置有异相绕组和同相绕组的槽以i个为单位交替配置，则能够如本实施方式那样使5次、7次、17次、19次成分的绕组系数为零。

如上所述，在实施方式8中，在将极数设为P、槽数设为S、电源的相数设为m、每极每相的槽数设为q＝S/P/m时，每极每相的槽数q为2i(i是大于或等于1的整数)，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比为0.85√(3)：2～1.15√(3)：2，第1槽23a和第2槽23b以i个为单位交替配置。由此，能够以使感应电压的高次谐波成分为零的方式，使第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数不同。

实施方式9

下面，对实施方式9所涉及的旋转电机进行说明。下面，以与实施方式1～8不同的部分为中心进行说明。

在实施方式1～8中，在配置同相的绕组的第1槽23a和配置异相的绕组的第2槽23b中匝数不同，使用共计2种匝数，对适于扭矩脉动减小的匝数比进行了说明。但是，匝数必须是整数。

因此，在对实施方式1中所说明的图1～图3的绕组变更了匝数比的情况下对绕组系数进行了计算。将实施方式1中所说明的#1绕组和#2绕组的匝数比设为α(＝“第1槽23a的总匝数”/“第2槽23b的总匝数”)的情况下的、绕组系数的计算结果在图30中示出。

此外，在图30中，将对比例的绕组方法，即#1绕组的匝数和#2绕组的匝数相同的情况下的绕组系数(参照图33、图35)设为100。根据图30，可知通过将α设为√(3)/2，绕组系数变为零。

如果考虑到匝数必须是整数，则只要以整数进行设定以使得α处在√(3)/2附近即可。具体来说，如果将α设为0.75～1.00即√(3)/2±15％，则与对比例的绕组系数相比变小。即，如果第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比为0.85√(3)：2～1.15√(3)：2，则能够与对比例相比，减小高次谐波的绕组系数。

并且，如果将α设为0.8～0.93即√(3)/2±8％，则能够设置为小于或等于对比例的绕组系数的约1/2。即，如果第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比为0.92√(3)：2～1.08√(3)：2，则能够使高次谐波的绕组系数小于或等于对比例的绕组系数的约1/2。

该思路能够同样地应用于实施方式2～8的情况，如果将绕组系数的高次谐波成分为零的最佳的匝数比设为α＜1，将匝数比设定在α²～α(2－α)的范围内，则与对比例相比能够减小绕组系数的高次谐波成分。另外，在绕组系数的高次谐波成分为零的最佳的匝数比为α＞1的情况下，如果设定在1～(2α－1)的范围内，则与对比例相比能够减小绕组系数的高次谐波成分。

如上所述，在实施方式9中，例如，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比为0.85√(3)：2～1.15√(3)：2。由此，能够与对比例的绕组系数(参照图33、图35)相比减小高次谐波的绕组系数。

另外，在实施方式9中，例如，第1槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比为0.92√(3)：2～1.08√(3)：2。由此，能够使高次谐波的绕组系数小于或等于对比例的绕组系数(参照图33、图35)的约1/2。

此外，在上述实施方式1～9中，在配置同相的绕组的第1槽23a和配置异相的绕组的第2槽23b中，匝数不同，使用共计2种匝数。因此，也可以与匝数比相应地使绕组的截面积变化。

例如，如果将配置同相的绕组的第1槽23a的总匝数和配置异相的绕组的第2槽23b的总匝数之比设为1：K，则能够使截面积为例如1：1/K。

例如，如果将实施方式1的U1(No.1下)、U2(No.2上)、U3(No.2下)、U4(No.3下)的各绕组的截面积设为U1S、U2S、U3S、U4S，则绕组的截面积之比变为下式(23)。

U1S：U2S：U3S：U4S＝1：2/√(3)：2/√(3)：1…(23)

通过以使绕组的截面积成为如算式(23)所示的方式设定电线直径，从而能够实现绕组的高占空率，能够减小铜损。

另外，即使在1个槽23内部配置绕组直径不同的多个绕组并将它们串联连接，或者在绕组作业的中途对绕组的线径进行变更等，也能够实现绕组的高占空率，能够减小铜损。这些只要以如下方式适当地选定即可，即，与由旋转电机的容量和规模决定的匝数和线径相应地考虑生产性，实现绕组的高占空率。

或者，在实施方式1～8中对永磁铁型旋转电机进行了说明，但对于在转子中不具有永磁铁的感应电动机和磁阻电动机也能够得到同样的效果。并且，对于以直线状进行驱动的线性电动机也能够得到同样的效果。

另外，在本发明中，通过使配置同相的绕组的槽和配置异相的绕组的槽的匝数不同，从而实现了特定的绕组系数高次谐波成分。在实施方式3中也已经说明过，通过与偏斜等同时使用，能够期待进一步的扭矩减小效果。

工业应用性

如以上所述，本发明所涉及的旋转电机在机械装置的工作中是有益的。

标号的说明

1、1i、1j、1k、1n、1p、1q、1r、901旋转电机，20、20i、20k、20n、20p、20q、20r定子；21定子铁心，22齿，23槽，23a第1槽，23b第2槽，25U相绕组，26V相绕组，27W相绕组，30、30j转子，31、33j转子铁心，32、34j永磁铁，35j上级，36j下级。

Claims

1.一种旋转电机，其具有分布卷绕方式的定子，该定子具有：多个第1槽，其分别配置有相同的多个相的绕组或1个相的绕组；以及多个第2槽，其分别配置有不同的多个相的绕组，

该旋转电机的特征在于，

所述多个第1槽各自的总匝数彼此相同，

所述多个第2槽各自的总匝数彼此相同，

所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数彼此不同。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

在将极数设为P、槽数设为S、电源的相数设为m、每极每相的槽数设为q＝S/P/m时，每极每相的槽数q为2i，其中，i是大于或等于1的整数，所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数之比为0.85√(3)：2～1.15√(3)：2，所述第1槽和所述第2槽以i个为单位交替配置。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数之比为0.92√(3)：2～1.08√(3)：2。

4.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

每极每相的槽数q为j，其中，j是大于或等于2的整数，j－1个所述第1槽和1个所述第2槽交替地配置。

5.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数彼此不同，以使得感应电压的高次谐波成分为零。

6.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

每极每相的槽数q为4，所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数之比大致为0.93：1。

7.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

每极每相的槽数q为4，所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数之比大致为0.57：1。

8.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

每极每相的槽数q为4，所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数之比大致为1.80：1。

9.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

每极每相的槽数q为3，所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数之比大致为0.67：1。

10.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

每极每相的槽数q为6，所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数之比大致为0.96：1。

11.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

每极每相的槽数q为6，所述第1槽内的总匝数和所述第2槽内的总匝数之比大致为0.45：1。