CN107534340B - 多相交流电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够抑制局部放电的多相交流电动机。所述多相交流电动机的特征在于，各相的绕组具有：第1部分导体，其是输入侧部分导体；第n部分导体，其与中性点连接；和第2～第n‑1部分导体，在定子内与各相的第1部分导体相邻地配置的部分导体、或者具有与第1部分导体从槽向外部伸出的线圈端部相邻地配置的线圈端部的部分导体是下述的部分导体：(1)在施加有来自逆变器的交流电压的情况下，电压取极值的同相或异相的第a(a是2以上的自然数)部分导体；(2)与取极值的中间部分导体连接的同相或异相的第a‑3～第a‑1部分导体中的任意部分导体或者同相或异相的第a+1～第a+3部分导体中的任意部分导体；(3)同相或异相的第n‑3～第n部分导体中的任意部分导体。

Description

多相交流电动机
技术领域
本发明涉及多相交流电动机。
背景技术
例如，在被用于机动车的电动机中，将绕组容纳在被设置于环状定子铁芯(定子)的槽中，该电动机呈绕组的一部分从定子向轴向外部的线圈端部跳出的形状。
近年来，根据想要在不改变机动车的发动机室内的容积的情况下搭载电动机的这样的需求，要求还包括线圈端部在内的电动机的小型化且高输出化。为了应对这样的需求，若缩短线圈端部的长度而尽可能地缩小相邻的导体间的距离，则存在这样的问题：在导体间产生非常高的电压差而发生由局部放电导致的绝缘性能劣化。
关于由局部放电导致的绝缘性能劣化，以实际电动机使用时为例进行说明。在实际使用电动机时，在电串联连接的同相的线圈彼此之间也产生由电压下降导致的电位差。特别是，在多相的线圈被星形接线而配置的定子中，多相的线圈在中性点被连接，并且电流从各相的输入端子侧被输入。因此，在靠近各个输入端子侧的各相的特定的线圈中，根据逆变器的切换作用，由于高于在通常的交流电流下驱动时的电压的急剧的冲击电压的产生使电压集中，有时特定线圈的分担电压上升。特别是，近年来为了减小逆变器的损失，谋求切换的高速化，该冲击电压趋于增大、高频化。在该情况下，在特定的线圈与除该线圈以外的线圈在相同槽内相邻的情况、或在线圈端部接近的情况下，由于前述的冲击电压的影响，相邻线圈间的电位差变大，在相邻的线圈间的电位差超过局部放电起始电压(PDIV：PartialDischarge Inception Voltage)的情况下，在线圈间发生局部放电，线圈间的绝缘部劣化。即，有可能线圈的绝缘寿命变短。
针对于该问题，也可以考虑在槽内设置绝缘纸，利用绝缘纸将多个线圈间分隔开。但是，根据这样的方法，槽内的线圈占空系数降低，槽的长度长，因而导致电动机的尺寸增大。此外，若将绝缘纸插入到槽内，则在槽内被设置于定子的径向内端部的、被称为槽前端间隙的空间减小，还存在铜涡损增加的可能性。在该情况下，电动机的损失增大，使用电动机作为行驶用马达等的混合动力车辆等车辆的燃料效率变差，线圈中包括配置在槽的最内周部的部分在内的部分处，损失增大，还有可能招致线圈温度上升。
另一方面，还可以考虑利用介电常数比以往使用的绝缘层低的绝缘层构成包括设置在槽内要素的周围的绝缘层的整体在内的所有线圈。但是，根据这样的方法，有可能定子的制造成本增加。
因此，为了解决这些问题，例如，在专利文献1中公开了通过实施如下的槽的线圈容纳方法来缩小同相线圈间与其它相线圈间彼此的电位差并提高绝缘性能的技术：将形成各相的线圈的多个部分线圈中与电位高的输入输出端子侧连接的线圈的槽内导体部容纳在各相槽组中除周向端位置以外的槽中，使得在同相槽内同相的输入输出端子侧线圈与电位低的中性点侧线圈相邻，且在槽外部不同相的电位高的输入端子侧线圈与电位低的中性点侧线圈相邻。
此外，在专利文献2中公开了如下技术：通过容纳在容纳包括具有第一介电常数的第一绝缘膜在内的线圈的基准槽和在电位最高的输入端子侧线圈设置具有低于第一介电常数的第二介电常数的覆膜而与基准槽不同的槽中，从而减小线圈间的电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-112890号公报
专利文献2：日本特开2012-175822号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，近年来，如上所述地为了减少逆变器的损失，谋求切换的高速化，冲击电压趋于增大、高频化。
通常，可以说，与商用频率的正弦波电压比较，逆变器冲击电压的波形中包括的高次谐波成分在几十MHz的宽带范围。在被施加包括这样的高次谐波的冲击的情况下，线圈内的电压分布比施加有商用频率、或逆变器的载频为几十kHz的频率的电压的情况复杂。因此，对于简单地使电位最高的输入端子侧线圈与电位最低的中性点电位的线圈相邻而减小电压的专利文献1的结构，作为施加有高频的冲击的情况下的线圈的槽容纳方法，不能说最合适，局部地在导体间产生高电压差。此外，专利文献2的结构中，在线圈的一部分，覆膜材料不同，由此，由于制造方法的复杂化及需要低介电常数覆膜，因而产生成本增加这样的问题。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供如下这样的多相交流电动机：即使在包括由伴随着逆变器切换的高速化的高频化导致的高次谐波的逆变器冲击被施加给了输入端子的情况下，也能够发挥高频的线圈内的电位分布的特征，在不降低占空系数的情况下，减小同相间线圈或异相间线圈的电压，并能够抑制局部放电，制造容易且低成本。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明是一种多相交流电动机，其具备定子，在该定子上分布卷绕有各相的绕组并且进行了Y接线，该多相交流电动机由逆变器驱动，所述多相交流电动机的特征在于，各相的绕组具有：第1部分导体，其是与输入端子连接的输入侧部分导体；第n(n是2以上的自然数)部分导体，其是与中性点连接的最终部分导体；和第2～第n-1部分导体，其是连接在所述第1部分导体与所述第n部分导体之间的中间部分导体，在所述定子内与各相的所述第1部分导体相邻地配置的部分导体、或者具有与所述第1部分导体从所述槽向外部伸出的线圈端部相邻地配置的线圈端部的部分导体属于以下的(1)～(3)中的任意情况所述的部分导体：(1)在施加有来自所述逆变器的交流电压的情况下，所述中间部分导体中的电压取极值的同相或异相的第a(a是2以上的自然数)部分导体；(2)与所述取极值的中间部分导体连接的同相或异相的第a-3～第a-1部分导体中的任意部分导体、或者与所述取极值的中间部分导体连接的同相或异相的第a+1～第a+3部分导体中的任意部分导体；(3)同相或异相的第n-3～第n部分导体中的任意部分导体。
根据这样的结构，能够提供如下这样的多相交流电动机：即使在对输入端子施加了包括由伴随着逆变器切换的高速化的高频化导致的高次谐波的逆变器冲击的情况下，也能够发挥高频的线圈内的电位分布的特征，在不降低占空系数的情况下，减小同相间线圈或异相间线圈的电压，并能够抑制局部放电，制造容易且低成本。
此外，本发明的特征在于，在所述定子内与各相的所述第2部分导体或所述第3部分导体相邻地配置的部分导体、或者具有与所述第1部分导体或所述第3部分导体从所述槽向外部伸出的线圈端部相邻地配置的线圈端部的部分导体属于所述(1)～(3)中的任意情况所述的部分导体。
根据这样的结构，对于接着第1部分导体的电压高的第2部分导体和第3部分导体，也能够抑制局部放电。
此外，本发明的特征在于，所述取极值的部分导体是：与容纳有各层的所述第1部分导体的槽端在定子的周向上相邻的同相或异相的第b(b是2以上的自然数)部分导体、或者与该部分导体前后连接的第b-3～第b-1部分导体中的任意部分导体、或者与该部分导体连接的第b+1～第b+3部分导体中的任意部分导体。
根据这样的结构，能够容易地进行部分导体向槽内的配置。
此外，本发明的特征在于，在多个相的所述第1部分导体中，至少一个相的所述第1部分导体配置在所述定子的径向的一个端部，除此以外的相的所述第1部分导体配置在所述定子的径向的另一端部。
根据这样的结构，能够容易地进行部分导体向槽内的配置。
此外，本发明的特征在于，所述各相的绕组相对于所述定子的周向的卷绕方向全部是同方向。
根据这样的结构，能够容易地进行部分导体向槽内的配置。
此外，本发明的特征在于，所述各相的绕组相对于所述定子的周向的卷绕方向中的至少一个是反方向。
根据这样的结构，能够容易地进行部分导体向槽内的配置。
此外，本发明的特征在于，具有与所述第1部分导体从所述槽向外部伸出的线圈端部相邻地配置的线圈端部的部分导体属于以下的(1)～(3)中的任意情况所述的部分导体：(1)与容纳有各层的所述第1部分导体的槽端在定子的周向上相邻的同相或异相的第b(b是2以上的自然数)部分导体；(2)与所述第b部分导体前后连接的第b-1部分导体和第b+1部分导体中的任意部分导体；(3)同相或异相的第n-1～第n部分导体中的任意部分导体。
根据这样的结构，能够容易地进行部分导体向槽内的配置。
发明效果
根据本发明，能够提供如下的多相交流电动机：即使在对输入端子施加了包括由伴随着逆变器切换的高速化的高频化导致的高次谐波的逆变器冲击的情况下，也能够发挥高频的线圈内的电位分布的特征，在不降低占空系数的情况下，减小同相间线圈或异相间线圈的电压，并能够抑制局部放电，制造容易且低成本。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的多相交流电动机的结构例的图。
图2是将图1所示的槽附近放大而示出的图。
图3是示出被容纳在图1所示的槽中的部分导体的容纳形态的图。
图4是示出作为分析对象的1/4模型的图。
图5是示出针对图4所示的1/4的以往的部分导体的容纳形态的图。
图6是示出图5所示的容纳形态的部分导体的电位分布的图。
图7是示出对图4所示的1/4施加1kHZ的交流的情况下的磁通密度分布的分析结果的图。
图8是示出对图4所示的1/4施加10MHZ的交流的情况下的磁通密度分布的分析结果的图。
图9是示出针对图4所示的1/4的本发明的实施方式的部分导体的容纳形态的图。
图10是示出对图4所示的1/4施加1kHZ的交流的情况下的相邻部分导体间的层间电压的图。
图11是示出对图4所示的1/4施加10MHZ的交流的情况下的相邻部分导体间的层间电压的图。
图12是示出图10与图11的比较结果的图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行说明。
(A)本发明的实施方式的说明
图1是示出本发明的实施方式的多相交流电动机的结构例的图。如图1所示，本发明的实施方式的多相交流电动机10具备：定子20，其形成为大致圆筒形状；和转子15，其旋转自如地被收纳在该定子20内，并被固定设置于与轴心一致的旋转轴11，例如，在混合动力汽车或电动汽车中作为与内燃机同样的驱动源，或者具有适合搭载到车轮轮内的性能。
如图1和图2所示，在定子20中，由定子部件16构成，该定子部件16形成有多根齿17，所述多根齿17以内周面侧隔着间隙g而与转子15的外周面面对的方式在轴心的法线方向上延伸。在齿17之间形成有槽18，在槽18的内部通过分布卷绕而卷绕有部分导体19，所述部分导体19构成三相绕组，用于产生对所面对收纳的转子15进行旋转驱动的磁通。转子15在旋转轴11的周围配置有转子部件12、13，具有在转子部件13内埋入永磁铁14的IPM(Interior Permanent Magnet：内置式永磁铁)结构。
齿17之间的空间构成槽18，该槽用于通过穿过部分导体19而进行卷绕从而形成绕组(线圈)，在本实施方式中，构成为这样：与8组(1对为1个磁极)永磁铁14侧分别面对6根齿17。即，构筑成这样：6个槽18与一对永磁铁14所构成的1个磁极对应。图1和图2所示的多相交流电动机10是相邻的每1个磁极的永磁铁14的N极与S极的表背面交替的、在8极48槽中被分布卷绕的3相的IPM电动机，在各槽中具备容纳沿定子20的径向层叠地构成绕组的部分导体19的12层的容纳数量。另外，磁极的数量及槽数量、容纳被设置于各槽的绕组的部分导体的沿定子径向层叠的容纳数量根据电动机而不同，因此，不限于图1和图2所示的情况。
此外，在本实施方式中，被分布卷绕于定子20的齿17上、并被容纳在48个槽18中的绕组分别由U相、V相、W相这3相构成，并在中性点被星形接线。各相的绕组分别由多个部分导体19构成，并由从槽18延伸出的部分导体的终端部与相邻的部分导体的终端部接合而构成的线圈段(segment coil)构成。此外，该绕组包括：各第1部分导体，其是与输入端子侧连接的输入侧部分导体；各第n部分导体(n是2以上的自然数)，其与中性点连接，并且是最终部分导体；和作为多个中间部分导体的各第2部分导体～第n-1部分导体，它们被串联连接在第1部分导体与第n部分导体之间。
图3是示出被容纳在图1所示的槽18中的部分导体19的形态的图。图3的横向的编号1～48是被赋予各个槽18的槽编号，沿图1所示的槽18的逆时针方向为1～48槽。此外，沿纵向所示的编号12～1是在槽18内以转子15侧为1、以槽18的最里部为12的层编号。另外，在图3中，为了提高可见性，分割成第1～第24槽和第25～第48槽这两部分来示出。此外，作为表的要素而被存储的U、V、W和与其接着的1～48的数字示出了U、V、W相的部分导体。例如，U相由1～16的部分导体构成，以被容纳在第1槽第12层中的U1作为输入侧部分导体，经由第7槽第11层(U1)、…、第19槽第1层(U1)、第13槽第12层(U2)、…、第10槽第1层(U16)而与中性点连接。V相由17～31的部分导体构成，以被容纳在第5槽第12层中的V17作为输入侧部分导体，经由第11槽第11层(V17)、…、第23槽第1层(V17)、第17槽第12层(V18)、…、第14槽第1层(V32)而与中性点连接。W相由32～48的部分导体构成，以被容纳在第9槽第12层中的W33作为输入侧部分导体，经由第15槽第11层(W33)、…、第27槽第1层(W33)、第21槽第12层(W34)、…、第18槽第1层(W48)而与中性点连接。
另外，下面，列举图4所示的1/4模型(即槽数为12、n＝48)的情况为例对在分析中使用的电动机的整体结构进行说明。在图4的示例中，是将图1所示的整体模型分割成1/4的模型。另外，如图4所示，槽18按逆时针方向为第1～第12槽，此外，在被容纳在槽18中的部分导体19中，转子15侧为第一层，槽18的最里部为第12层。
图5是示出根据以往的方法而被容纳在图4的1/4模型的槽18中的部分导体19的形态的图。在图5中，第一行的编号1～12是槽编号，并且是表示相当于哪个槽的编号，从图5中的左侧起依次为第1～第12槽。此外，第一列的编号1～12是层编号，并且是表示被容纳在槽18内的部分导体沿定子20的径向层叠的多个容纳部中的哪个容纳部中的编号，以定子20的径向的最内侧的容纳部为第1层、并以定子20的径向的最外侧的容纳部为第12层。此外，U1～U48从与输入端子侧连接的输入侧部分导体U1起依次地示出了U相绕组的部分导体，示出与U1串联连接的中间部分导体U2～U47和与中性点连接的作为最终部分导体的U48的同时示出了容纳这些部分导体的位置。同样，V1～V48和W1～W48分别表示V相和W相的输入侧部分导体、中间部分导体、最终部分导体及其容纳位置。
在图5所示的以往的示例中，在第1槽第12层中容纳U相的输入侧部分导体U1，同样地，在第5槽第12层中容纳V相的输入侧部分导体V1，在第9槽第12层中容纳W相的输入侧部分导体W1。此外，在第10槽第1层中容纳U层的最终部分导体U48，在第2槽第1层中容纳V层的最终部分导体W48，在第6槽第1层中容纳W层的最终部分导体W48。并且，部分导体U48、V48、W48在端线圈部处与中性点连接。此外，与被容纳在第1槽第12层中的输入侧连接部分导体U1相连的中间部分导体U2离开1个磁极间距(6个槽)而被容纳在一个内层侧的第7槽第11层中，接着的中间部分导体U3回到第1槽而被容纳在一个内层侧的第1槽第10层中。这样，中间部分导体从最外层12层朝向最内层1层，并交替地依次被容纳在离开1个磁极间距的两个容纳部中。并且，与被容纳至最内层的中间部分导体U12相连的中间部分导体U13再次回到最外层12层，并且被容纳在第2槽第12层中，所述第2槽第12层在与从输入侧部分导体U1向中间部分导体U2的在定子20的周向上的卷绕方向相同的方向上错开1个槽，后面，同样地按规则地中间导体被容纳在各容纳部中，作为最终部分导体的U48被容纳在第10槽第1层中。关于V相、W相，也按同样的方法规则性地卷绕，各部分导体被容纳在各容纳部中。
关于按图5所示的方法卷绕的以往的绕组，图6中示出了对从输入侧部分导体到最终部分导体的电位分布进行了分析的结果和实际测量的结果。分析和实际测量的频率按设想了电动机的稳定运转时的频率的1kHz和设想了冲击电压被施加于输入端子的情况而按10MHz进行了实施，所述冲击电压包括逆变器的高速切换的几MHz的高次谐波。此外，作为参考还示出了10kHz和1MHz的分析结果。电位分布的实际测量使用8极48槽的电动机，将电压测定探头连接于被容纳于与1/4模型等价的槽容纳部中的部分导体和中性点，并按规定的频率对输入端子和中性点施加交流电压而进行了电位测定。
分析时使用磁场分析，利用1/4模型对规定的频率的电位分布实施了分析。图6所示的分析和实际测量结果是各相的相位分别是U相90°、V相330°、W相210°的情况下的U相的结果。图6的横轴表示各部分导体U1～U48，纵轴上按与输入电位的比表示出各部分导体的输入侧电位。在1kHz的情况下，分析和实际测量值一同地从输入侧部分导体(U1)到最终部分导体(U48)而单调地减少。另一方面，在10MHz的情况下看不到单调的减少趋势，产生了在U13、U25、U37处具有极值的电位分布。产生该极值的位置正是定子20的径向的最外层即第12层的容纳位置。
为了调查该电位分布产生极值的原因，在图7和图8中示出了对磁通密度分布进行了分析的结果。根据图7和图8的磁通密度分布的分析结果，在各槽内，与外层侧相比，在内层侧特别是最内层，磁通密度高，该趋势在10MHz时比1kHz时显著。可认为这是被埋入于转子15中的永磁铁14的影响，在1kHz和10MHz时在永磁铁14未对置的槽18内的磁通密度都大致均匀，据此也可知。此外，可认为，在10MHz的情况下，比1kHz时高频化，每单位时间的磁通的变化增加，产生的反电动势增加，因此，磁通密度分布显著。根据该磁通密度分布的分析结果可知，在图6的10MHz的电位分布的结果中，在配置在最内层的部分导体U13、U25、U37处电位分布取极值的原因是高频化导致的反电动势的增加。
近年来，为了改善效率，逆变器的切换趋于高频化，因此，在包括几MHz的高次谐波的冲击电压被施加于输入端子的情况下，可预想到的是，在绕组内产生在图6所示的10MHZ那样的在特定位置取极值的电位分布，而非如图6所示电动机的稳定状态的1kHZ时的单调减少的电位分布。此外，根据图6，通过测定可知，在kHz级的频率时是从输入侧端子朝向中性点而单调地减少的电位分布，但在MHz级的高频时趋于产生前述那样在特定位置取极值的电位分布。
本申请发明人基于施加有高频的冲击电压的情况下的电压分布而对减少在其它相间或同相间的绕组之间产生的电压并抑制局部放电的结构进行了研究。如前面所述，若被输入的频率是MHz级的高频，则成为被容纳在定子20的径向的最内侧的槽端的部分导体的电位取极值的电位分布。特别是，输入侧部分导体(U相的情况下是U1)和在定子20的周向上相邻的中间部分导体(U相的情况下是U13)趋于电位降低到中性点电位附近。即，输入侧部分导体(U相的情况下是U1)和在定子20的周向上相邻的中间部分导体(U相的情况下是U13)趋于与其它相的电位差变小。此外，可认为，与该部分导体(U相的情况下是U13)相连的部分导体(U相的情况下是U10～U16等)也比较接近中性点电位，并且与其它相的电位差变小。此外，在高频下与中性点侧连接的作为中间线圈的最终部分导体(U相的情况下是U48)和与之相连的中间部分导体(U相的情况下是U45、U46、U47等)也能够缩小与其它相的电位差。
图9中示出了本实施方式的绕组的导体容纳方法：利用如上的高频的电位分布特性使输入侧部分导体与在定子20的周向上和该输入侧部分导体相邻配置的中间部分导体、或者与该部分导体相连的中间部分导体、或者中性点侧部分导体、或者与中性点侧部分导体相连的部分导体相邻而容纳绕组的各部分导体，从而降低与其它相的电压差并抑制局部放电。在本实施方式中，在8极48槽的1/4模型的情况下，U相的输入侧部分导体U1被容纳在第1槽第12层中，V相的输入侧部分导体V1被容纳在第8槽第12层中，W相的输入侧部分导体W1被容纳在第3槽第1层中。此外，与中性点相连的U相的最终部分导体U48被容纳在第10槽第1层中，V相的最终部分导体V48被容纳在第11槽第1层中，W相的最终部分导体W48被容纳在第12槽第12层中，U48、V48、W48在线圈端部与中性点连接。
此外，与被容纳在第1槽第12层中的输入侧部分导体U1相连的中间部分导体U2离开1个磁极间距(6个槽)而被容纳在1个内层侧的第7槽第11层中，接着相继的中间导体U3回到第1槽，并被容纳在一个内层侧的第1槽第10层中。这样，中间部分导体从作为最外层的第12层朝向作为最内层的第1层，并交替地依次被容纳在离开1个磁极间距的两个容纳部中。并且，与被容纳到最内层的中间部分导体U12相连的中间部分导体U13再次回到作为最外层的第12层，并且被容纳在第2槽第12层中，所述第2槽第12层是向与从输入侧部分导体U1向中间部分导体U2在定子20的周向上的卷绕方向相同的方向错开一个槽的位置，之后，同样规则地将中间部分导体容纳在各容纳部中，作为最终部分导体的U48被容纳在第10槽第1层中。关于V相，也与U相的部分导体同样规则地在隔一个磁极间距的两个槽中交替地从定子20的径向的最外层侧向最内层侧依次容纳，但不同点是，U相是从第1槽向第4槽沿定子20的周向卷绕，而V相是从第8槽向第5槽沿定子周向卷绕，来容纳部分导体。此外，关于W相，也按与U相和W相同样的方法规则地将各部分导体容纳在各容纳部中，但不同点是，U相、V相的输入侧部分导体从定子20的径向的作为最外周侧的第12层朝向作为最内周侧的第1层而依次被容纳在离开一个磁极间距的两个槽之间，相对于此，W相的输入侧部分导体从定子20的径向的作为最内周侧的第1层被容纳，并从第3槽向第6槽沿定子周向依次从最内层侧向最外层侧被卷绕并容纳在离开一个磁极的两个槽之间。
在本实施方式中，由于按图9所示的方式容纳部分导体，因此，通常能够缩小成为最高电位的输入侧部分导体(U1、V1、W1)与在槽内相邻的部分导体、或者与在槽18外的线圈端部处在定子20的径向或周向上相邻的部分导体的电位差，并能够抑制局部放电。
更具体而言，在本实施方式中，作为在槽18内或槽18外借助线圈端部与输入侧部分导体U1、V1、W1相邻的部分导体，配置有图6所示的具有极值的部分导体(例如，部分导体U13、U37、V13、V37、W13、W37)、或者与具有这些极值的部分导体前后连接的部分导体(例如，部分导体U10～U12、U14～U16、V10～V12、V14～V16、W10～W12、W14～W16)、或者输出侧部分导体U48、V48、W48、或者与输出侧部分导体连接的部分导体(例如，U45～U47、V45～V47、W45～W47)。由此，能够抑制电压最高的输入侧部分导体V1、U1、W1与在槽18内或槽18外相邻的部分导体的电位差。
另外，在图9的示例中，作为与输入侧部分导体U1在槽18内或槽18外相邻的部分导体而配置有部分导体U13、V14、W48，作为与输入侧部分导体V1在槽18内或槽18外相邻的部分导体而配置有部分导体U14、V13、W12，作为与输入侧部分导体W1在槽18内或槽18外相邻的部分导体而配置有部分导体U35、V12、W13。
此外，在图9的示例中，作为与连接于输入侧部分导体U1的部分导体U2在槽18内或槽18外相邻的部分导体而配置有部分导体U14、V13、V15、W47，作为与连接于部分导体U2的部分导体U3在槽18内或槽18外相邻的部分导体而配置有部分导体U15、V14、V16、W46。同样地，作为与连接于输入侧部分导体V1的部分导体V2在槽18内或槽18外相邻的部分导体而配置有部分导体U13、U15、V14、W11，作为与连接于部分导体V2的部分导体V3在槽18内或槽18外相邻的部分导体而配置有部分导体U14、U16、V15、W10。同样地，作为与连接于输入侧部分导体W1连接的部分导体W2在槽18内或槽18外相邻的部分导体而配置有部分导体U34、U36、V11、W14，作为与连接于部分导体W2的部分导体W3在槽18内或槽18外相邻的部分导体而配置有部分导体U33、U35、V10、W15。
这样，输入侧部分导体U1、V1、W1及与它们连接的部分导体U2、U3、V2、V3、W2、W3选择(1)图6所示的具有极值的部分导体U13、U37、V13、V37、W13、W37、(2)与它们前后连接的部分导体U10～U12、U14～U16、V10～V12、V14～V16、W10～W12、W14～W16、(3)输出侧部分导体U48、V48、W48、(4)与输出侧部分导体连接的部分导体U45～U47、V45～V47、W45～W47作为在槽18内或槽18外相邻的部分导体。由于具有极值的部分导体如图6所示地靠近中性点电位，因此，能够缩小与输入侧部分导体U1、V1、W1及与它们连接的部分导体U2、U3、V2、V3、W2、W3之间的电位差。
图10和图11是用于说明本发明的实施方式的效果的图。更具体而言，图10示出了图5所示的部分导体的容纳方法中的相邻的部分导体间的电位差，图11示出了图9所示的部分导体的容纳方法中的相邻的部分导体间的电位差。在图10和图11中，是在对3相绕组的各相的输入端子施加的冲击在1200V、频率10MHz、U相的相位是30°、60°、90°、120°时计算出的结果。另外，在这些图中，纵轴表示相间的电压，横轴表示作为对象的相邻导体。例如，图10的左端的柱状图表示U相的相位是30°、60°、90°、120°时的部分导体U1与部分导体U13之间的电位差。根据图10与图11的比较，按照图5所示的以往的槽容纳方法，输入侧部分导体的最大相间电压是在U相的相位120°时的W相的输入侧部分导体W1与U相的部分导体U26的相间电压，是1815V，相对于此，按照图9所示的本实施方式的槽容纳方法，输入侧部分导体的最大相间电压是在U相的相位120°时的U相的输入侧部分导体U1与V相的部分导体V14的相间电压，是1446V。根据该结果可知，如图12所示，在本实施方式中，与以往示例比较，能够将最大相间电压减小约20％。
如以上说明的那样，根据本实施方式，由于作为与电位高的输入侧部分导体U1、V1、W1在槽18内或槽18外相邻的部分导体，配置有(1)具有极值的部分导体、(2)与具有极值的部分导体前后连接的部分导体、(3)输出侧部分导体以及(4)与输出侧部分导体连接的部分导体中的任意部分导体，因此，能够减小输入侧部分导体U1、V1、W1与相邻的部分导体之间的电位差。此外，由于作为与连接于输入侧部分导体U1、V1、W1的部分导体U2～U3、V2～V3、W2～W3相邻的部分导体，也配置同样的部分导体，因此，能够减小部分导体U2～U3、V2～V3、W2～W3与和它们相邻的部分导体之间的电位差。由此，能够有效地抑制局部放电。此外，即使在对输入端子施加了包括由伴随着逆变器切换的高速化的高频化导致的高次谐波的逆变器冲击的情况下，也能够在不降低占空系数的情况下，减小同相间线圈或异相间线圈的电压，并能够抑制局部放电，能够容易制造，并且能够降低成本。
(D)变形实施方式的说明
以上的实施方式是一个示例，当然，本发明不仅限定于上述那样的情况。例如，在以上的实施方式中，槽数为48，层数为12，但当然也可以设定成那以外的数字。
此外，图9所示的部分导体的配置是一个示例，当然，也可以是那以外的配置。例如，在图9的示例中，仅V相沿定子20的反方向被卷绕，但也可以这样：沿反方向卷绕V相以外，或者沿同方向卷绕所有相。此外，在图9的示例中，仅W相将输入侧部分导体W1配置在第1层，但也可以这样：将W相以外的输入侧部分导体配置在第1层，或将所有相的输入侧部分导体配置在第1层或第12层，或者将任一层的输入侧部分导体配置在第12层。
此外，在上述的实施方式中，使用在施加有10MHz的高频电力的情况下的极值来确定部分导体的配置，但本发明不限于10MHz，求出与逆变器的切换频率相应的极值并根据求出的极值来确定部分导体的配置即可。
此外，在上述的实施方式中，将作为最终部分导体的部分导体U48、V48、W48或者被连接于比最终部分导体靠前段的部分导体U45～U47、V45～V47、W45～W47也与输入侧部分导体U1、V1、W1或与输入侧部分导体连接的部分导体U2～U3、V2～V3、W2～W3相邻地配置，但也可以根据情况而将作为最终部分导体的部分导体U48、V48、W48或者被连接于比最终部分导体靠前段的部分导体U45～U47、V45～V47、W45～W47从相邻地配置的对象中除去。即，本发明的技术思想在于，在施加有高频电压的情况下，如图6所示，存在具有接近中性点电压的极值的部分导体，因此，通过将这些部分导体或者与这些部分导体连接的部分导体相邻地配置于输入侧部分导体或与输入侧部分导体连接的部分导体，从而抑制局部放电。因此，关于作为最终部分导体的部分导体或被连接于比最终部分导体靠前段的部分导体，无需一定作为相邻配置的对象，但并非排除作为对象的情况。根据电动机的种类设定成最适合的配置即可。
此外，在上述的实施方式中，在将具有极值的各相的部分导体作为第a部分导体的情况下，将符合第a-3～第a+3的范围的各相的部分导体与各相的第1～第3部分导体相邻地配置。这是因为，第a+4和第a-4部分导体在10MHZ的情况下处于输入侧部分导体的约75％左右的电位(图6)，即使不考虑配置也会得到20％以上的衰减，因此是第a-3～第a+3的范围。但是，也可以根据用途或频率而使用比其更窄的范围(例如，第a-2～第a+2的范围的部分导体或第a-1～第a+1的范围)的部分导体。当然，关于作为相邻的对象的第1～第3部分导体也同样可以根据用途而将比其窄的范围(例如，第1～第2部分导体或仅第1部分导体)作为对象。
标号说明
10：多相交流电动机
11：旋转轴
12、13：转子部件
14：永磁铁
15：转子
16：定子部件
17：齿
18：槽
19：部分导体
20：定子

Claims (7)

1.一种多相交流电动机，其具备定子，该定子在多个齿之间的槽中分布卷绕有各相的绕组并且进行了Y接线，该多相交流电动机由逆变器驱动，所述多相交流电动机的特征在于，
各相的绕组具有：第1部分导体，其是与输入端子连接的输入侧部分导体；第n部分导体，其是与中性点连接的最终部分导体；和第2～第n-1部分导体，其是连接在所述第1部分导体与所述第n部分导体之间的中间部分导体，其中，n是2以上的自然数，
在所述定子内与各相的所述第1部分导体相邻地配置的部分导体、或者具有与所述第1部分导体从所述槽向外部伸出的线圈端部相邻地配置的线圈端部的部分导体属于以下的(1)～(3)中的任意情况所述的部分导体：
(1)在施加有来自所述逆变器的交流电压的情况下，所述中间部分导体中的电压取极值的同相或异相的第a部分导体；
(2)与所述取极值的中间部分导体连接的同相或异相的第a-3～第a-1部分导体中的任意部分导体、或者与所述取极值的中间部分导体连接的同相或异相的第a+1～第a+3部分导体中的任意部分导体；
(3)同相或异相的第n-3～第n部分导体中的任意部分导体，
其中，a是2以上的自然数。
2.根据权利要求1所述的多相交流电动机，其特征在于，
在所述定子内与各相的第2部分导体或第3部分导体相邻地配置的部分导体、或者具有与所述第1部分导体或所述第3部分导体从所述槽向外部伸出的线圈端部相邻地配置的线圈端部的部分导体属于所述(1)～(3)中的任意情况所述的部分导体。
3.根据权利要求1或2所述的多相交流电动机，其特征在于，
所述取极值的部分导体是：与容纳有各层的所述第1部分导体的槽端在定子的周向上相邻的同相或异相的第b部分导体、或者与该部分导体前后连接的第b-3～第b-1部分导体中的任意部分导体、或者与该部分导体连接的第b+1～第b+3部分导体中的任意部分导体，其中，b是2以上的自然数。
4.根据权利要求1或2所述的多相交流电动机，其特征在于，
在多个相的所述第1部分导体中，至少一个相的所述第1部分导体配置在所述定子的径向的一个端部，除此以外的相的所述第1部分导体配置在所述定子的径向的另一端部。
5.根据权利要求1或2所述的多相交流电动机，其特征在于，
所述各相的绕组相对于所述定子的周向的卷绕方向全部是同方向。
6.根据权利要求1或2所述的多相交流电动机，其特征在于，
所述各相的绕组相对于所述定子的周向的卷绕方向中的至少一个是反方向。
7.根据权利要求1或2所述的多相交流电动机，其特征在于，
具有与所述第1部分导体从所述槽向外部伸出的线圈端部相邻地配置的线圈端部的部分导体属于以下的(1)～(3)中的任意情况所述的部分导体：
(1)与容纳有各层的所述第1部分导体的槽端在定子的周向上相邻的同相或异相的第b部分导体；
(2)与所述第b部分导体前后连接的第b-1部分导体和第b+1部分导体中的任意部分导体；
(3)同相或异相的第n-1～第n部分导体中的任意部分导体，
其中，b是2以上的自然数。
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