CN110024266B - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

作为旋转电机的电动发电机(5)具有壳体(10)、轴(15)、转子(16)、定子(20)。定子(20)具有定子铁芯(21)以及三相的绕组。定子铁芯(21)形成有沿周向排列的多个切槽。三相的绕组卷绕于定子铁芯(21)。设与三相对应的绕组为第一绕组、第二绕组及第三绕组。第一绕组的一端设置于比将切槽在定子(20)的径向分割为两部分的第一分割线更靠定子(20)的径向外侧。第二绕组的一端设置于比第一分割线更靠定子(20)的径向内侧。第三绕组的一端至少隔着一个切槽，相对于定子(20)的径向设置于第一绕组的一端与第二绕组的一端之间。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机。

背景技术

以往，已知一种分段接合型电动机，其中，将多个分割导体插入定子铁芯的切槽，通过焊接等将分割导体接合从而形成定子绕组。在专利文献1中，将与连接端子而形成的第一绕周线圈在径向上相邻的线圈设置成比周向上相邻的线圈更靠中性点侧，从而对在从端子施加有电压的瞬间在线圈边端部产生的部分放电进行抑制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008035580号公报

发明内容

在专利文献1中，绕周线圈的两端部接触。因此，在两端部的电压升高的系统中，需要形成能承受施加于两端部的电压的绝缘覆膜。

本发明的目的在于，提供一种能降低绕组间的最大电压的旋转电机。

本发明的旋转电机具有壳体、轴、转子、定子。

轴能旋转地支承于壳体。

转子具有沿周向排列的多对磁极、与轴一体旋转。

定子具有定子铁芯以及三相绕组。

定子铁芯形成有沿周向排列的多个切槽。

三相绕组卷绕于定子铁芯。

设与三相对应的绕组为第一绕组、第二绕组及第三绕组。

第一绕组的一端设置于比将切槽在定子的径向分割为两部分的第一分割线更靠定子的径向外侧。

第二绕组的一端设置于比第一分割线更靠定子的径向内侧。

第三绕组的一端至少隔着一个切槽，相对于定子的径向，设置于第一绕组的一端与第二绕组的一端之间。

与三相对应的各绕组的一端不接触。由此，第一绕组的中间部位与第三绕组的一端之间的电压以及第二绕组的中间部位与第三绕组的一端之间的电压为最大电压。能比各绕组的一端彼此的电压更低地，降低旋转电机内的接触部位的最大电压。此外，能使绕组的绝缘覆膜变薄。

与上述相同，另一个本发明的旋转电机具有壳体、轴、转子、定子。

第一绕组的一端设置于比将切槽在定子的周向分割为两部分的第一分割线更靠定子的一方侧。

第二绕组的一端设置于比第一分割线更靠定子的另一方侧。

第三绕组的一端相对于定子的周向，设置于第一绕组的一端与第二绕组的一端之间。

在这种结构中，也能具有与上述相同的作用效果。

附图说明

参照附图和以下详细的记述，可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。

图1是表示第一实施方式的电动发电机的示意剖视图。

图2是表示第一实施方式的定子的立体图。

图3是表示第一实施方式的切槽和分割导体的立体图。

图4是将第一实施方式的四个分割导体连接的状态沿周向展开的示意图。

图5是表示第一实施方式的四个分割导体连接的状态的俯视图。

图6是表示第一实施方式的一个部分绕组的立体图。

图7是第一实施方式的各相绕组的说明图。

图8是用于对应用有第一实施方式的电动发电机的电力转换系统进行说明的构成图。

图9是第一实施方式的驱动区域的说明图。

图10是用于对第一实施方式的绕组进行说明的图。

图11A是用于对第一实施方式的系统内的电位进行说明的图。

图11B是用于对参考例的系统内的电位进行说明的图。

图12是用于对第二实施方式的绕组进行说明的图。

图13是用于对第二实施方式的绕组进行说明的定子铁芯的剖视图。

图14是对应用有其它实施方式的电动发电机的电力转换系统进行说明的构成图。

具体实施方式

以下，基于附图对旋转电机进行说明。以下，在多个实施方式中，对实质相同的结构标注相同的符号，省略其说明。此外，在提及本实施方式的情况时，包括多个实施方式。

(第一实施方式)

图1～图11示出了第一实施方式的旋转电机。

如图1所示，作为旋转电机的电动发电机5具有壳体10、轴15、转子16及定子20。

电动发电机5例如应用于电动车、混合动力车辆等电动车辆，产生驱动转矩。

此外，电动发电机5具有作为用于驱动驱动轮的电动机的功能以及作为利用从发动机、驱动轮等传递的动能而发电的发电机的功能。本实施方式的电动发电机5是三相无刷旋转电机。

壳体10由一对壳体构件11、12接合而形成。

壳体构件11、12形成为有底筒状。

在壳体构件11的底部设置有轴承13，在壳体构件12的底部设置有轴承14。

轴15通过轴承13、14以能旋转的方式支承于壳体10。

转子16具有沿周向排列的多对磁极，固定于轴15，与轴15一体地旋转。

转子16在外周面以磁极沿周向隔着规定间隔交替形成的方式具有多个永磁体。代替永磁体，也可以是卷绕有励磁绕组的绕组励磁式等。在本实施方式中，磁极数M为八极，N极为四个，S极为四个。

如图2～图6所示，定子20设置于转子16的径向外侧。

此外，定子20具有定子铁芯21和绕组30。

定子铁芯21是多个铁芯片在轴向上层叠并固定于壳体10。铁芯片由钢板形成。

此外，定子铁芯21包括多个切槽22和绝缘体24。

切槽22等间距地形成为放射状，卷绕有绕组30。

在本实施方式中，对应于转子16的每一极，对于各相形成有切槽倍数k的切槽22。例如，在切槽倍数k＝2的情况下，在定子铁芯21形成有8(极)×3(相)×2＝48个切槽22。

在本实施方式中，设切槽倍数k为2。一个切槽22形成为能供六根分割导体35的插入部36沿径向插入。

绝缘体24设置于切槽22，将定子22与绕组30之间绝缘。

绕组30由多个分割导体35电连接而构成。

如图3和图4所示，分割导体35是将覆盖有绝缘膜的导体弯折成U字状而形成的。

此外，分割导体35具有插入部36和拐弯部38。

插入部36形成为相互平行的一对。

拐弯部38连结插入部36的一端。

一对插入部36从定子铁芯21的轴向上的一方的端部即第一端部211侧分别插入不同的切槽22。此时，拐弯部38在第一端部211侧突出，形成第一线圈边端31。

前端侧的插入部36通过焊接与其它的插入部36或者搭接线电连接。此时，在定子20的第二端部212侧形成第二线圈边端32。

设两个分割导体35连接的部位为连接部39。另外，将分割导体35彼此或者分割导体35与搭接线电连接的部位的绝缘膜适当剥离。

如图4和图5所示，将四个分割导体35连接从而绕组30绕定子铁芯21一周。

如图6所示，后述的一个部分绕组是由十二个分割导体35连接而成的。分割导体35的配置和卷绕方向等详细后述。

绕组30具有U相绕组40、V相绕组50及W相绕组60。在本实施方式中，U相绕组40、V相绕组50及W相绕组60对应“三相绕组”。以下适当地称作“各相绕组40、50、60”。

如图7所示，U相绕组40、V相绕组50及W相绕组60被分割成n个部分绕组。n为2以上的整数。

在本实施方式中，n＝4，U相绕组40、V相绕组50及W相绕组60分别被分割成四个部分绕组。

如图7和图8所示，U相绕组40具有第一U相部分绕组41、第二U相部分绕组42、第三U相部分绕组43及第四U相部分绕组44。

U相绕组40构成为波形绕组，U相部分绕组41～44串联连接。

U相绕组40的一端45与第二逆变器部80连接，U相绕组40的另一端46与第一逆变器部70连接。

V相绕组50具有第一V相部分绕组51、第二V相部分绕组52、第三V相部分绕组53及第四V相部分绕组54。

V相绕组50构成为波形绕组，V相部分绕组51～54串联连接。

V相绕组50的一端55与第二逆变器部80连接，V相绕组50的另一端56与第一逆变器部70连接。

W相绕组60具有第一W相部分绕组61、第二W相部分绕组62、第三W相部分绕组63及第四W相部分绕组64。

W相绕组60构成为波形绕组，W相部分绕组61～64串联连接。

W相绕组60的一端65与第二逆变器部80连接，W相绕组60的另一端66与第一逆变器部70连接。

U相绕组40的一端45与引出线47连接，U相绕组40的另一端46与引出线48连接。

V相绕组50的一端55与引出线57连接，V相绕组50的另一端56与引出线58连接。

W相绕组60的一端65与引出线67连接，V相绕组60的另一端66与引出线68连接。

如图1所示，引出线47、48、57、58、67、68从壳体10的轴向端部引出。

引出线47、57、67从切槽22的径向内侧引出。

引出线48、58、68从切槽22的径向外侧引出。

另外，在图1中，为了避免繁杂，将引出线47、57、67以及引出线48、58、68各记为一根。

以下，在图8等中，将U相绕组40图示为一个线圈。V相绕组50和W相绕组60也是同样的。

如图8所示，电力转换系统1具有电动发电机5、第一逆变器部70及第二逆变器部80。

第一逆变器部70是三相逆变器，能切换向绕组30的通电。

此外，第一逆变器部70连接有六个开关元件71～76。在高电位侧的开关元件71与低电位侧的开关元件74的连接点77连接有U相绕组40的另一端46。在高电位侧的开关元件72与开关元件75的连接点78连接有V相绕组50的另一端56。在高电位侧的开关元件73与低电位侧的开关元件76的连接点79连接有W相绕组60的另一端66。

第二逆变器部80是三相逆变器，能切换向绕组30的通电。

此外，第二逆变器部80连接有六个开关元件81～86。在高电位侧的开关元件81与低电位侧的开关元件84的连接点87连接有U相绕组40的一端45。在高电位侧的开关元件82与低电位侧的开关元件85的连接点88连接有V相绕组50的一端55。在高电位侧的开关元件83与低电位侧的开关元件86的连接点89连接有W相绕组60的一端65。

在本实施方式中，第一逆变器部70和第二逆变器部80连接于绕组30的两侧。

在本实施方式中，开关元件71～76、81～86是IGBT。开关元件71～76、81～86也可以是MOSFET或者双极晶体管等。以下，适当地将连接于高电位侧的开关元件71～73、81～83称作“上桥臂元件”，将连接与低电位侧的开关元件74～76、84～86称作“下桥臂元件”。

作为“第一电力供给源”的第一电池91是能充电放电的直流电源，与第一逆变器部70连接。

此外，第一电池91设置成经由第一逆变器部70而能与电动发电机5进行电力传输。设第一电池91的电压为第一电压V1。

作为“第二电力供给源”的第二电池92是能充电放电的直流电源，与第二逆变器部80连接。

此外，第二电池92设置成经由第二逆变器部80而能与电动发电机5进行电力传输。设第二电池92的电压为第二电压V2。

第二电压V2设定为第一电压V1以上。

在第一实施方式中，设V1＝200(V)，V2＝600(V)。

第一电容器93与第一电池91并联连接。

第一电容器93将从第一电池91向第一逆变器部70供给的电流或者从第一逆变器部70向第一电池91供给的电流平滑化。

第二电容器94与第二电池92并联连接。

第二电容器94将从第二电池92向第二逆变器部80供给的电流或者从第二逆变器部80向第二电池92供给的电流平滑化。

控制部95构成为通常的计算机，在内部具有CPU、ROM、RAM、I/O以及将它们连接的母线等。

控制部95生成对开关元件71～76、81～86的接通断开进行控制的控制信号。

对电动发电机5的驱动模式进行说明。

如图9所示，在本实施方式中，在转速和转矩相对小的驱动区域R1中，进行“单侧驱动模式”。此外，在本实施方式中，在转速和转矩相对大的驱动区域R2中，进行“两侧驱动模式”。

在单侧驱动模式中，将第二逆变器部80的上桥臂元件81～83三相同时接通，将下桥臂元件84～86三相同时断开。

由此，第二逆变器部80侧变为中性点。此外，将上桥臂元件81～83三相同时断开，将下桥臂元件84～86三相同时接通，也同样地能使第二逆变器部80侧变为中性点。

此外，第一逆变器部70基于根据电压指令的基波和三角波等即载波进行PWM控制。在此，PWM控制包括正弦波PWM控制以及过调制PWM控制。

在正弦波PWM控制中，基波的振幅为载波的振幅以下。

在过调制PWM控制中，基波的振幅大于载波的振幅。

此时，施加于电动发电机5的电压即驱动电压的脉冲的高度为第一电压V1。

此外，也可以将第一逆变器部70的上桥臂元件71～73三相同时接通，将下桥臂元件74～76三相同时断开，从而使第一逆变器部70侧变为中性点，使第二逆变器部80进行PWM控制。将上桥臂元件71～73三相同时断开，将下桥臂元件74～76三相同时接通，同样地也能使第一逆变器部70侧变为中性点。

此时，施加于电动发电机5的电压即驱动电压的脉冲的高度为第二电压V2。通过使任一方的逆变器部70、80变为中性点，从而能降低开关损失。此外，对变为中性点的逆变器部70、80以及三相同时接通的元件适当地切换，从而能减少因特定的元件持续接通状态而导致的发热、元件间的热损失的偏差。在两侧驱动模式中，第一逆变器部70和第二逆变器部80被PWM控制或者方波控制。

将与第一逆变器部70的驱动相关的基波作为第一基波，将与第二逆变器部80的驱动相关的基波作为第二基波。

在PWM控制中，第一基波和第二基波相位反转。第一基波和第二基波的相位相差180(°)。通过使基波的相位反转，从而各相接通的元件在第一逆变器部70和第二逆变器部80中上下相反。由此，能将与第一电池91和第二电池92串联连接的状态对应的电压施加于电动发电机5。另外，第一基波和第二基波的相位差为180(°)，但能施加与第一电池91和第二电池92串联连接的状态对应的电压程度的偏差是允许的。在两侧驱动模式中，在第一逆变器部70中，使U相的上桥臂元件71接通，V相和W相的下桥臂元件75、76接通。同样地，在第二逆变器部80中，使U相下桥臂元件84接通，V相和W相的上桥臂元件82、83接通。

此时，驱动电压的脉冲的高度是第一电压V1和第二电压V2之和。以往，已知一种分段接合型电动机，其中，将多个分割导体插入定子铁芯的切槽，通过焊接等将分割导体接合从而形成定子绕组。在专利文献1中，将与连接端子形成的第一绕周线圈在径向上相邻的线圈形成为比周向上相邻的线圈更靠中性点侧，从而对在从端子施加电压的瞬间在线圈边端部产生的局部放电进行抑制。在专利文献1中，绕周线圈的两端部接触。因此，在两端部的电压升高的系统中，需要形成能承受施加于两端部的电压的绝缘覆膜。

因此，本实施方式的电动发电机5能降低绕组30之间的最大电压。基于图10，对本实施方式的绕组30的详细进行说明。

图10是用于对插入切槽22的分割导体35的对应的部分绕组进行说明的图。例如，U相切槽的“1”表示构成第一U相部分绕组41。

在图10中，纸面左右方向是定子20的周向，从纸面右向左的方向为逆时针方向，从纸面左向右的方向为顺时针方向。此外，纸面上下方向对应定子20的径向，纸面上侧对应径向外侧，下侧对应径向内侧。在本实施方式中，切槽倍数k＝2，因此，在定子20中，将与一个磁极对应的3(相)×2(切槽倍数)＝6个切槽22称作“区域”。

此外，在本实施方式中，磁极数M＝8，因此，区域数为八个。

设包括供U相绕组40的最靠一端45侧的插入部36插入的切槽22的区域为“区域A”。此外，设从区域A顺时针是区域B、区域C···，从区域A逆时针是区域H、区域G···。设各区域内的切槽编号按顺时针方向为1～6。

设表示各切槽22内的位置的周编号从径向外侧开始为1～6。

在图中，切槽编号和周编号记载为带有圆圈的编号。

以下，将插入部36插入的部位按区域、切槽编号、周编号的顺序表示，具体地，将U相绕组40的最靠一端45的插入部36插入的部位表示为“A21”。

此外，在图中，构成U相绕组40的分割导体35插入的切槽22由粗线表示。此外，构成V相绕组50和W相绕组60的分割导体35插入的切槽22由细线表示。在图10中，分割导体35由实线表示，搭接线由虚线表示。

由圆圈记载的部位表示，U相绕组40的一端45或者另一端46、V相绕组50的一端55或者另一端56及W相绕组60的一端65或者另一端66。

由三角记载的部位表示，通过搭接线连接的部位。设各U相部分绕组41～44的一端45侧的端部为S1～S4。

设各U相部分绕组41～44的另一端46侧的端部为E1～E4。

开始端S1与U相绕组40的一端45对应，结束端E4与U相绕组40的另一端46对应。设各V相部分绕组51～54的一端55侧的端部为S5～S8。

设各V相部分绕组51～54的另一端56侧的端部为E5～E8。

开始端S5与V相绕组50的一端55对应，结束端E8与V相绕组50的另一端56对应。设各W相部分绕组61～64的一端65侧的端部为S9～S12。

设各W相部分绕组61～64的另一端66侧的端部为E9～E12。

开始端S9与W相绕组60的一端65对应，结束端E12与W相绕组60的另一端66对应。如图10所示，在区域A中，将构成第二U相部分绕组42和第四U相部分绕组44的分割导体35插入A1切槽。

将构成第一U相部分绕组41和第三U相部分绕组43的分割导体35插入A2切槽。

将构成第二V相部分绕组52和第四V相部分绕组54的分割导体35插入A3切槽。

将构成第一V相部分绕组51和第三V相部分绕组53的分割导体35插入A4切槽。

将构成第一W相部分绕组61和第三W相部分绕组63的分割导体35插入A5切槽。

将构成第二W相部分绕组62和第四W相部分绕组64的分割导体35插入A6切槽。

在其它区域中也是同样的。

成为U相绕组40的最靠一端45侧的分割导体35以一方的插入部36插入A21，另一方的插入部36插入H22的方式插入切槽22。

从U相绕组40的一端45侧开始的第二个分割导体35以一方的插入部36插入G21，另一方的插入部36插入F22的方式插入切槽22。

在第一实施方式中，插入部36插入与相邻的磁极对应的区域的切槽编号相同且径向的位置错开一个的部位。

此外，由焊接等将插入B22的插入部36和插入C21的插入部36连接，从而将U相绕组40的最靠一端45侧的分割导体35和第二个分割导体35连接。

在第一实施方式中，将不同的分割导体35电连接，从而构成绕组30。

以下，对插入部36插入的切槽位置和卷绕方向进行说明。

第一U相部分绕组41按A21、H22、G21、F22、E21、D22、C21、B22、A23、H24、···、C23、B24、A25、H26、···、C25、B26的顺序，连接有十二个分割导体35。

第一U相部分绕组41逆时针卷绕，从径向外侧朝内侧卷绕。

第二U相部分绕组42按A16、H15、G16、F15、E16、D15、C16、B15、A14、H13、···、C14、B13、A12、H11、···、C12、B11的顺序，连接有十二个分割导体35。

第二U相部分绕组42逆时针卷绕，从径向内侧朝外侧卷绕。

第三U相部分绕组43按A26、H25、G26、F25、E26、D25、C26、B25、A24、H23、···、C24、B23、A22、H21、···、C22、B21的顺序，连接有十二个分割导体35。

第三U相部分绕组43逆时针卷绕，从径向内侧朝外侧卷绕。

第四U相部分绕组44按A11、H12、G11、F12、E11、D12、C11、B12、A13、H14、···、C13、B14、A15、H16、···、C15、B16的顺序，连接有十二个分割导体35。

第四U相部分绕组44逆时针卷绕，从径向外侧朝内侧卷绕。

由搭接线W11将第一U相部分绕组41的结束端E1和第二U相部分绕组42的开始端S2连接。由搭接线W12将第二U相部分绕组42的结束端E2和第三U相部分绕组43的开始端S3连接。由搭接线W13将第三U相部分绕组43的结束端E3和第四U相部分绕组44的开始端S4连接。

第一V相部分绕组51按D43、C44、B43、A44、H43、G44、F43、E44、D45、C46、···、F45、E46、D41、C42、···、F41、E42的顺序，连接有十二个分割导体35。

第一V相部分绕组51逆时针卷绕。

第二V相部分绕组52按D34、C33、B34、A33、H34、G33、F34、E33、D32、C31、···、F32、E31、D36、C35、···、F36、E35的顺序，连接有十二个分割导体35。

第二V相部分绕组52逆时针卷绕。

第三V相部分绕组53按D44、C43、B44、A43、H44、G43、F44、E43、D42、C41、···、F42、E41、D46、C45、···、F46、E45的顺序，连接有十二个分割导体45。

第三V相部分绕组53逆时针卷绕。

第四V相部分绕组54按D33、C34、B33、A34、H33、G34、F33、E34、D35、C36、···、F35、E36、D31、C32、···、F31、E32的顺序，连接有十二个分割导体32。

第四V相部分绕组54逆时针卷绕。

由搭接线将第一V相部分绕组51的结束端E5和第二V相部分绕组52的开始端S6连接。由搭接线将第二V相部分绕组52的结束端E6和第三V相部分绕组53的开始端S7连接。由搭接线W将第三V相部分绕组53的结束端E7和第四V相部分绕组54的开始端S8连接。

第一W相部分绕组61按A56、H55、G56、F55、E56、D55、C56、B55、A54、H53、···、C54、B53、A52、H51、···、C52、B51的顺序，连接有十二个分割导体35。

第一W相部分绕组61按逆时针从径向外侧向内侧卷绕。

第二W相部分绕组62按A66、H65、G66、F65、E66、D65、C66、B65、A64、H63、···、C64、B63、A62、H61、···、C62、B61的顺序，连接有十二个分割导体35。

第二W相部分绕组62按逆时针从径向内侧向外侧卷绕。

第三W相部分绕组63按A51、H52、G51、F52、E51、D52、C51、B52、A53、H54、···、C53、B54、A55、H56、···、C55、B56的顺序，连接有十二个分割导体35。

第三W相部分绕组63按逆时针从径向外侧向内侧卷绕。

第四W相部分绕组64按A61、H62、G61、F62、E61、D62、C61、B62、A63、H64、···、C63、B64、A65、H66、···、C65、B66的顺序，连接有十二个分割导体35。

第四W相部分绕组64按逆时针从径向外侧向内侧卷绕。

由搭接线将第一W相部分绕组61的结束端E9和第二W相部分绕组62的开始端S10连接。由搭接线将第二W相部分绕组62的结束端E10和第三W相部分绕组63的开始端S11连接。由搭接线将第三W相部分绕组63的结束端E11和第四W相部分绕组64的开始端S12连接。在图中，为了避免繁杂，省略V相绕组50和W相绕组60的搭接线。此外，第一实施方式的卷绕方向是绕逆时针的一方向卷绕。另外，卷绕方向并不局限于逆时针，也可以是顺时针。

在第一实施方式中，与U相绕组40的一端45对应的开始端S1设置于比将切槽22在定子20的径向分割为两部分的第一分割线P更靠径向外侧。

此外，与W相绕组60的一端65对应的开始端S9设置于比第一分割线P更靠径向内侧。

此外，与V相绕组50的一端55对应的开始端S5至少隔着一个切槽22相对于定子20的径向设置于U相绕组40的一端45与W相绕组60的一端65之间。

在此，图11示出了在两侧驱动模式中，切换状态时的电压分布。在图11中，省略第一逆变器部70、第二逆变器部80、第一电容器93、第二电容器94及控制部95的记载。此外，绕组30、930的各部位的电位以及绕组30、930隔着绝缘覆膜而接触的部位的电位由虚线表示。

如图11B所示，作为参考例的电力转换系统9具有电池910、920以及绕组930。设电池910的电压为200V，电池920的电压为600V，将电池920的电压设定得比电池910的电压高。

电池910设置于绕组930的一方侧，电池920设置于绕组930的另一方侧。

在绕组930中，将U相绕组940、V相绕组950及W相绕组960的一侧连接并设为中性点970。此外，各绕组930的一端接触。

在电力转换系统9中，在电池910、920的电压施加于绕组930的情况下，电力转换系统9中的最大电压为相间电压Vi(参考例中为600V)。因此，需要在绕组930设置考虑了电涌电压量的绝缘覆膜。

另一方面，在本实施方式的电力转换系统1中，能使绕组30的耐压下降，能使绝缘覆膜变薄。

在本实施方式的电力转换系统1中，若设第一电池91的负极侧为电位0(V)，则切换状态时的DC分量的电压分布如图11A所示。与其它两相接通的元件的、上下不同的一相的两端电压Vb和相关电压Vi由以下的式(1)、(2)表示。两侧驱动模式下的最大电压部位是U相绕组40、V相绕组50或者W相绕组60的两端电压Vb。在本实施方式中，两端电压Vb大约为533V。

此外，如图11所示，在各相中，存在接触可能性的部位的电压即相内电压Vc由式(3)表示。另外，式(3)的n是各相绕组40、50、60的分割数。在本实施方式中，分割数n＝4。

Vb＝(V1+V2)×(2/3)···(1)

Vi＝(V1+V2)/2···(2)

Vc＝Vb×(n－1)/n···(3)

在第一实施方式中，U相绕组40的一端45设置于比第一分割线P更靠径向外侧，W相绕组60的一端65设置于比第一分割线P更靠径向内侧。

此外，V相绕组50的一端55至少隔着一个切槽22而设置于U相绕组40的一端45与W相绕组60的一端65之间。

由此，可靠地使U相绕组40的一端45、V相绕组50的一端55及W相绕组60的一端65不接触。将第一U相部分绕组41的中间点设为U相中间点Hu。

U相中间点Hu是由分割数n＝4的两倍数的8将U相绕组40等分割的部位。

设第一W相部分绕组61的中间点为W相中间点Hw。

W相中间点Hw是由分割数n＝4的两倍数的8将W相绕组60等分割的部位。

此时，U相中间点Hu与V相绕组50的一端55接触的部位是最大电压部位。此外，W相中间点Hw与V相绕组50的一端55接触的部位是最大电压部位。上述最大电压部位的电压为533V。

在第一实施方式中，使各相绕组40、50、60的一端45、55、65不接触，从而与参考例的电力转换系统9相比，能降低电动发电机5内的接触部位的最大电压。由此，能使绕组30的绝缘覆膜变薄。另外，“第一绕组”相当于U相绕组40。“第二绕组”相当于W相绕组60。“第三绕组”相当于V相绕组50。

(第二实施方式)

在第二实施方式中，除了各相绕组的一端的配置以及卷绕方向不同这点，其他与第一实施方式相同。

在第二实施方式中，U相绕组40、V相绕组50及W相绕组60由重叠卷绕而构成。

以下，参照图12，对第二实施方式的插入部36插入的切槽位置以及卷绕方向进行说明。

第一U相部分绕组41按A21、H22、A23、H24、A25、H26、G21、F22、G23、F24、G25、F26、···、C21、B22、C23、B24、C25、B26的顺序，连接有分割导体35。

第一U相部分绕组41按逆时针的顺序从径向外侧向内侧卷绕。

第二U相部分绕组42按A16、B15、A14、B13、A12、B11、C16、D15、C14、D13、C12、D11、···、G16、H15、G14、H13、G12、H11的顺序，连接有分割导体35。

第二U相部分绕组42按顺时针的顺序从径向内侧向外侧卷绕。

第三U相部分绕组43按A26、B25、A24、B23、A22、B21、C26、D25、C24、D23、C22、D21、···、G26、H25、G24、H23、G22、H21的顺序，连接有分割导体35。

第三U相部分绕组43按顺时针的顺序从径向内侧向外侧卷绕。

第四U相部分绕组44按A11、H12、A13、H14、A15、H16、G11、F12、G13、F14、G15、F16、···、C11、B12、C13、B14、C15、B16的顺序，连接有分割导体35。

第四U相部分绕组44按逆时针的顺序从径向外侧向内侧卷绕。

由搭接线W11将第一U相部分绕组41的结束端E1和第二U相部分绕组42的开始端S2连接。由搭接线W12将第二U相部分绕组42的结束端E2和第三U相部分绕组43的开始端S3连接。由搭接线W13将第三U相部分绕组43的结束端E3和第四U相部分绕组44的开始端S4连接。

第一V相部分绕组51按D41、C42、D43、C44、D45、C46、B41、A42、B43、A44、B45、A46、···、F41、E42、F43、E44、F45、E46的顺序，连接有十二个分割导体35。

第一V相部分绕组51按逆时针的顺序从径向外侧向内侧卷绕。

第二V相部分绕组52按D36、C35、D34、C33、D32、C31、B36、A35、B34、A33、B32、A31、···、F36、E35、F34、E33、F32、E31的顺序，连接有十二个分割导体35。第二V相部分绕组52按顺时针的顺序从径向内侧向外侧卷绕。

第三V相部分绕组53按D46、C45、D44、C43、D42、C41、B46、A45、B44、A43、B42、A41、···、F46、E45、F44、E43、F42、E41的顺序，连接有十二个分割导体35。

第三V相部分绕组53按顺时针的顺序从径向内侧向外侧卷绕。

第四V相部分绕组54按D31、C32、D33、C34、D35、C36、B31、A32、B33、A34、B35、A36、···、F31、E32、F33、E34、F35、E36的顺序，连接有十二个分割导体35。

第四V相部分绕组54按逆时针的顺序从径向外侧向内侧卷绕。

由搭接线将第一V相部分绕组51的结束端E5和第二V相部分绕组52的开始端S6连接。由搭接线将第二V相部分绕组52的结束端E6和第三V相部分绕组53的开始端S7连接。由搭接线将第三V相部分绕组53的结束端E7和第四V相部分绕组54的开始端S8连接。

第一W相部分绕组61按A56、B55、A54、B53、A52、B51、C56、D55、C54、D53、C52、D51、···、G56、H55、G54、H53、G52、H51的顺序，连接有分割导体35。

第一W相部分绕组61按顺时针的顺序从径向内侧向外侧卷绕。

第二W相部分绕组62按A66、B65、A64、B63、A62、B61、C66、D65、C64、D63、C62、D61、···、G66、H65、G64、H63、G62、H61的顺序，连接有分割导体35。

第二W相部分绕组62按顺时针的顺序从径向内侧向外侧卷绕。

第三W相部分绕组63按A51、H52、A53、H54、A55、H56、G51、F52、G53、F54、G55、F56、···、C51、B52、C53、B54、C55、B56的顺序，连接有分割导体35。

第三W相部分绕组63按逆时针的顺序从径向外侧向内侧卷绕。

第四W相部分绕组64按A61、H62、A63、H64、A65、H66、G51、F62、G63、F64、G65、F66、···、C61、B62、C63、B64、C65、B66的顺序，连接有分割导体35。

第四W相部分绕组64按逆时针的顺序从径向外侧向内侧卷绕。

由搭接线将第一W相部分绕组61的结束端E9和第二W相部分绕组62的开始端S10连接。由搭接线将第二W相部分绕组62的结束端E10和第三W相部分绕组63的开始端S11连接。由搭接线将第三W相部分绕组63的结束端E11和第四W相部分绕组64的开始端S12连接。

设将切槽22在定子20的周向分割为两部分的线为第二分割线Q。

在第二实施方式中，与U相绕组40的一端45对应的开始端S1设置于比第二分割线Q更靠一方侧。

此外，与W相绕组60的一端65对应的开始端S9设置于比第二分割线Q更靠另一方侧。

此外，与V相绕组50的一端55对应的开始端S5设置于定子20的周向上、U相绕组40的一端45与W相绕组60的一端65之间。

如图13所示，设定子铁芯21的中心为O。设从中心O至U相绕组40的一端45的线为U相假想线Iu。设从中心O至V相绕组50的一端55的线为V相假想线Iv。设从中心O至W相绕组60的一端65的线为W相假想线Iw。

设U相假想线Iu与V相假想线Iv形成的角度为第一角度θ1(°)。设W相假想线Iw与V相假想线Iv形成的角度为第二角度θ2(°)。

第一角度θ1设定为满足以下关系式(4)。此外，第二角度θ2设定为满足以下关系式(5)。在第二实施方式中，也能起到与第一实施方式相同的效果。

θ1≥360÷M×2···(4)

θ2≥360÷M×2···(5)

(其它实施方式)

(i)如图14所示，也可以在第二逆变器部80与第二电池92之间设置升压转换器96而使第二电压V2比第一电压V1大。

升压转换器96包括电抗器97、升压部98及平滑电容器99。

升压转换器96使第二电压V2升压，生成升压电压Vs。生成的升压电压Vs向第二逆变器部80输出。

电抗器97能存储、释放随着电流的变化而产生的感应电压的电能。

升压部98包括串联连接的两个开关元件981、982以及与各开关元件981、982并联连接的回流二极管。

平滑电容器99在升压转换器96和第二逆变器部80之间，与第二逆变器部80并联连接，使升压电压Vs的变动平滑。

(ii)在本实施方式中，各相绕组由四个部分绕组构成。各相绕组可以由一个绕组构成，还可以由多个部分绕组构成。

(iii)在本实施方式中，磁极数M为8，切槽倍数k为2且切槽数为48。磁极数M和切槽倍数k并不局限于此，可以是任意的。此外，切槽数能根据磁极数M和切槽倍数k进行适当设定。

(iv)插入一个切槽的分割导体数为6或者8。插入一个切槽的分割导体数并不局限于6或8，可以是任意的。此外，代替分割导体，也可以对通常截面为圆形的导线进行卷绕而构成绕组。

(v)将各相绕组的一端以及另一端从壳体的轴向端部引出。也可以将各相绕组的一端或者另一端的至少一方从壳体的轴向端部以外的部位向壳体的外部引出。

(vi)第一逆变器部和第二逆变器部由PWM控制或者方波控制而控制。不限定第一逆变器部和第二逆变器部的控制方法。

(vii)旋转电机也适用于例如一个电源一个逆变器的系统等系统。

(viii)电力转换系统应用于电动车辆。电力转换系统也可以应用于电动车辆的主机以外的车辆辅助设备、其它装置。

(ix)也可以由双电层电容器、锂离子电容器等构成第一电力供给源或者第二电力供给源的一方。

以上，本发明不限于上述实施方式，能在不脱离本发明思想的范围中以各种方式实施。

本发明基于实施方式进行了记述。然而，本发明并不限定于上述实施方式和结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。此外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。

Claims (10)

1.一种旋转电机，其特征在于，包括：

壳体(10)；

轴(15)，所述轴(15)能旋转地支承于所述壳体；

转子(16)，所述转子(16)具有沿周向排列的多对磁极，与所述轴一体旋转；以及

定子(20)，所述定子(20)具有定子铁芯(21)以及三相的绕组(30)，所述定子铁芯(21)形成有沿周向排列的多个切槽(22)，三相的绕组(30)卷绕于所述定子铁芯，

设与三相对应的所述绕组为第一绕组(40)、第二绕组(60)及第三绕组(50)，

所述第一绕组的一端(45)设置于比将所述切槽在所述定子的径向分割为两部分的第一分割线(P)更靠所述定子的径向外侧的位置，所述第一绕组的另一端(46)设置于比所述第一分割线更靠所述定子的径向内侧的位置，

所述第二绕组的一端(65)和另一端(66)设置于比所述第一分割线更靠所述定子的径向内侧的位置，

所述第三绕组的一端(55)隔着至少一个所述切槽，相对于所述定子的径向，设置于所述第一绕组的一端与所述第二绕组的一端之间，所述第三绕组的另一端(56)设置于比所述第一分割线更靠所述定子的径向外侧的位置。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

设n为2以上的整数，

所述绕组由串联连接的n个部分绕组(41、42、43、44、51、52、53、54、61、62、63、64)构成，

设最靠所述绕组的一端侧的所述部分绕组为第一部分绕组(41、51、61)，最靠所述绕组的另一端侧的所述部分绕组为第n部分绕组(44、54、64)，

从所述定子的轴向的同一侧观察，所述第一部分绕组和所述第n部分绕组绕逆时针或者顺时针的一个方向卷绕。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述第一绕组的另一端(46)、所述第二绕组的另一端(66)以及所述第三绕组的另一端(56)经由第一逆变器部(70)而与第一电力供给源(91)连接，

所述第一绕组的一端、所述第二绕组的一端以及所述第三绕组的一端经由第二逆变器部(80)而与第二电力供给源(92)连接。

4.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

所述第二电力供给源的电压(V2)比所述第一电力供给源的电压(V1)大。

5.一种旋转电机，其特征在于，包括：

壳体(10)；

轴(15)，所述轴(15)能旋转地支承于所述壳体；

转子(16)，所述转子(16)具有沿周向排列的多对磁极，与所述轴一体旋转；以及

定子(20)，所述定子(20)具有定子铁芯(21)以及三相的绕组(30)，所述定子铁芯(21)形成有沿周向排列的多个切槽(22)，三相的所述绕组(30)卷绕于所述定子铁芯，

设与三相对应的所述绕组为第一绕组(40)、第二绕组(60)及第三绕组(50)，

所述第一绕组的一端(45)设置于比将所述切槽在所述定子的径向分割为两部分的第一分割线(P)更靠所述定子的径向外侧且比将所述切槽在所述定子的周向分割为两部分的第二分割线(Q)更靠所述定子的一方侧的位置，所述第一绕组的另一端(46)设置于比所述第一分割线更靠所述定子的径向内侧的位置，

所述第二绕组的一端(65)设置于比所述第一分割线更靠所述定子的径向内侧且比所述第二分割线更靠所述定子的另一方侧的位置，所述第二绕组的另一端(66)设置于比所述第一分割线更靠所述定子的径向内侧的位置，

所述第三绕组的一端(55)设置于比所述第一分割线更靠所述定子的径向外侧的位置，且相对于所述定子的周向，设置于所述第一绕组的一端与所述第二绕组的一端之间，所述第三绕组的另一端(56)设置于比所述第一分割线更靠所述定子的径向内侧的位置。

6.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

设所述磁极的数量为M，

设从所述定子铁芯的中心(O)至所述第一绕组的一端的线(Iu)与从所述定子铁芯的中心至所述第三绕组的一端的线(Iv)形成的角度为θ1(°)，

θ1设定为满足以下关系式(1)，

θ1≥360÷M×2 ···(1)。

7.如权利要求5或6所述的旋转电机，其特征在于，

设所述磁极的数量为M，

设从所述定子铁芯的中心(O)至所述第二绕组的一端的线(Iw)与从所述定子铁芯的中心至所述第三绕组的一端的线(Iv)形成的角度为θ2(°)，

θ2设定为满足以下关系式(2)，

θ2≥360÷M×2 ···(2)。

8.如权利要求5或6所述的旋转电机，其特征在于，

设n为2以上的整数，

所述绕组由串联连接的n个部分绕组(41、42、43、44、51、52、53、54、61、62、63、64)构成，

设所述绕组的最靠一端侧的所述部分绕组为第一部分绕组(41、51、61)，所述绕组的最靠另一端侧的所述部分绕组为第n部分绕组(44、54、64)，

所述第一部分绕组和所述第n部分绕组相对于所述定子铁芯的周向按逆时针或者顺时针的顺序，从所述定子铁芯的径向外侧朝径向内侧，或者从所述定子铁芯的径向内侧朝径向外侧卷绕。

9.如权利要求5或6所述的旋转电机，其特征在于，

所述第一绕组的另一端(46)、所述第二绕组的另一端(66)以及所述第三绕组的另一端(56)经由第一逆变器部(70)而与第一电力供给源(91)连接，

所述第一绕组的一端、所述第二绕组的一端以及所述第三绕组的一端经由第二逆变器部(80)而与第二电力供给源(92)连接。

10.如权利要求9所述的旋转电机，其特征在于，

所述第二电力供给源的电压(V2)比所述第一电力供给源的电压(V1)大。

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