CN110383638B - 旋转电机用定子 - Google Patents

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Abstract

本发明获得一种能够实现小型化的旋转电机用定子。在本发明的定子中,绕组体的第一导体末端中、仅构成多个小线圈组的各小线圈组的一端的第一导体末端在圆弧状区域的外径侧处沿周向彼此分离地配设,圆弧状区域在构成于定子铁芯的轴向一侧的A相交流绕组的线圈端的周向上延伸,上述绕组体的第二导体末端中、仅构成上述多个小线圈组的各上述小线圈组的另一端的第二导体末端在上述圆弧状区域的内径侧处沿周向彼此分离地配设,上述A相交流绕组通过对配设于上述圆弧状区域内的上述第一导体末端和上述第二导体末端进行接线而构成,上述A相交流绕组的供电端子通过配设于上述圆弧状区域内的上述第一导体末端和上述第二导体末端构成,上述圆弧状区域的角度范围用槽数表示为A×m×n槽以下。

Description

旋转电机用定子
技术领域
本发明涉及一种例如电动机以及发电机等的旋转电机用定子,特别地,涉及一种定子绕组的接线部的结构。
背景技术
在用于EV(电动车)、PEV(纯电动车)等的电动机以及发电机中,由于在定子绕组流动有大电流,因而使用截面积较大的汇流条。因此,包括汇流条的接线单元大型化,导致对电动机的周边部件造成干扰,从而要求一种将接线单元紧凑地收纳于电动机附近的技术。
鉴于上述情况,在专利文献1记载的现有旋转电机中,将汇流条以沿轴向配置两层的方式配置于定子绕组的线圈端的轴向外侧,并且,通过绝缘构件使汇流条之间绝缘且将其一体地覆盖而制作出接线单元,从而实现接线单元的紧凑化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特许第5810869号公报。
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1记载的现有旋转电机中,采用并联电路数为一个的结构,并且构成供电端子的三根端子线全部配置成在周向上每隔一根从外周侧被取出。因此,在专利文献1记载的现有旋转电机中,线圈端上的、用于对相绕组进行接线的周向区域的电角度为360°以上,存在无法实现小型化这样的问题。
本发明是为了解决上述问题而形成的,其目的是得到一种能够实现小型化的旋转电机用定子。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的旋转电机用定子包括圆环状的定子铁芯和A相交流绕组,定子铁芯沿周向排列有槽,A相交流绕组安装于所述定子铁芯,其中,A为3以上的自然数,旋转电机用定子的槽形成为每极每相的槽数为m,并且所述A相交流绕组的相同相的相绕组的并联数为n,其中,m为自然数,n为自然数。所述A相交流绕组包括分布卷绕的绕组体,所述绕组体沿周向以一个槽的间距并且以与所述槽的总数相同的数量安装于所述定子铁芯,所述绕组体分别由被绝缘包覆的导体线构成,构成所述绕组体的所述导体线的第一导体末端从比所述槽内的径向中央靠外侧处向所述定子铁芯的轴向一侧延伸出来,所述导体线的第二导体末端从比所述槽内的径向中央靠内侧处向所述定子铁芯的轴向一侧延伸出来。多个小线圈组分别是连接有所述绕组体的所述第一导体末端和连接对象的所述绕组体的所述第二导体末端的、绕成一圈且处于相同的电角度相位的多个所述绕组体的串联连接体。所述绕组体的所述第一导体末端中、仅构成多个所述小线圈组的各小线圈组的一端的第一导体末端在圆弧状区域的外径侧处沿周向彼此分离地配设,其中,所述圆弧状区域在构成于所述定子铁芯的轴向一侧的所述A相交流绕组的线圈端的周向上延伸,所述绕组体的所述第二导体末端中、仅构成多个所述小线圈组的各所述小线圈组的另一端的第二导体末端在所述圆弧状区域的内径侧处沿周向彼此分离地配设。所述A相交流绕组通过对配设于所述圆弧状区域内的所述第一导体末端和所述第二导体末端进行接线而构成,所述A相交流绕组的供电端子通过配设于所述圆弧状区域内的所述第一导体末端和所述第二导体末端构成,所述圆弧状区域的角度范围用槽数表示为(A×m×n)槽以下。
发明效果
根据本发明,由于用于接线部的圆弧状区域用槽数表示为(A×m×n)以下,因此,能够缩小圆弧状区域的周向空间,从而实现定子的小型化。
附图说明
图1是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的立体图。
图2是表示构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子铁芯的铁芯块的立体图。
图3是表示构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的立体图。
图4是表示构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的主视图。
图5是从第二线圈端侧观察构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的端面图。
图6是从第二线圈端侧观察构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的三个绕组体共用一个槽而安装于定子铁芯的状态的主要部分端面图。
图7是从径向外侧观察本发明实施方式一的旋转电机用定子中安装于定子铁芯的绕组体的展开图。
图8是表示构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的绕组组件的立体图。
图9是对本发明实施方式一的旋转电机用定子的绕组体的接合状态进行说明的主要部分剖视图。
图10是表示将本发明实施方式一的旋转电机用定子的绕组组件安装于定子铁芯后的状态的立体图。
图11是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的第一中性点连接用汇流条的立体图。
图12是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的中性点接线板的立体图。
图13是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的供电线圈的立体图。
图14是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的连接线圈的立体图。
图15是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的接线图。
图16是表示本发明实施方式二的旋转电机用定子的立体图。
图17是表示构成本发明实施方式二的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的立体图。
图18是表示构成本发明实施方式二的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的主视图。
图19是从第二线圈端侧观察构成本发明实施方式二的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的端面图。
图20是表示构成本发明实施方式二的旋转电机用定子的定子绕组的绕组组件的立体图。
图21是对本发明实施方式二的旋转电机用定子的接线部的第一导体末端的弯曲工序进行说明的示意图。
图22是表示从径向外侧观察到的、本发明实施方式二的旋转电机用定子的接线部的第一导体末端的弯曲工序完成后的接线部的状态的示意图。
图23是表示将本发明实施方式二的旋转电机用定子的绕组组件安装于定子铁芯后的状态的立体图。
图24是表示本发明实施方式二的旋转电机用定子的第一中性点连接用汇流条以及第二中性点连接用汇流条的立体图。
图25是表示本发明实施方式二的旋转电机用定子的中性点接线板的立体图。
图26是表示本发明实施方式二的旋转电机用定子的定子绕组的接线图。
图27是表示本发明实施方式三的旋转电机用定子的立体图。
图28是表示构成本发明实施方式三的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的立体图。
图29是表示构成本发明实施方式三的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的主视图。
图30是从第二线圈端侧观察构成本发明实施方式三的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的端面图。
图31是表示构成本发明实施方式三的旋转电机用定子的定子绕组的绕组组件的立体图。
图32是表示将本发明实施方式三的旋转电机用定子的绕组组件安装于定子铁芯后的状态的立体图。
图33是表示本发明实施方式三的旋转电机用定子的定子绕组的接线图。
图34是表示本发明实施方式一~三的旋转电机用定子的参数的图。
图35是表示本发明变形例一~四的旋转电机用定子的参数的图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的旋转电机用定子的优选实施方式进行说明。
实施方式一
图1是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的立体图,图2是表示构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子铁芯的铁芯块的立体图,图3是表示构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的立体图,图4是表示构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的主视图,图5是从第二线圈端侧观察构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的端面图,图6是从第二线圈端侧观察构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的三个绕组体共用一个槽而安装于定子铁芯的状态的主要部分端面图,图7是从径向外侧观察本发明实施方式一的旋转电机用定子中安装于定子铁芯的绕组体的展开图,图8是表示构成本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的绕组组件的立体图,图9是对本发明实施方式一的旋转电机用定子的绕组体的接合状态进行说明的主要部分剖视图,图10是表示将本发明实施方式一的旋转电机用定子的绕组组件安装于定子铁芯的状态的立体图,图11是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的第一中性点连接用汇流条的立体图,图12是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的中性点接线板的立体图,图13是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的供电线圈的立体图,图14是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的连接线圈的立体图,图15是表示本发明实施方式一的旋转电机用定子的定子绕组的接线图。
图1中,定子1是电动机以及发电机等的旋转电机用定子,该定子1包括:圆环状的定子铁芯3;安装于定子铁芯3的定子绕组6;以及对定子绕组6进行接线的接线单元20。此处,为了便于说明,将定子铁芯3的槽数设为四十八个,并将定子绕组设为三相交流绕组。另外,槽5按每极每相为两个的比例形成于定子铁芯3。
铁芯块4是将圆环状的定子铁芯3沿周向二十四等分后获得的,如图2所示,铁芯块4是将硅钢板层叠一体化而制作出的,其包括:截面为圆弧形的芯体背部4a;以及两根极齿4b,上述两根极齿4b分别从芯体背部4a的内周壁面朝径向内侧突出并在周向上分离。此外,定子铁芯3通过下述方式制作:使极齿4b朝向径向内侧,使芯体背部4a的周向的侧面彼此对接,将沿周向排列成圆环状的二十四个铁芯块4通过热压配合、压入等方式与圆筒状的框架2一体化。由芯体背部4a和极齿4b构成的槽5以朝向内周侧开口的方式沿周向等角间距地排列。
定子绕组6包括四十八个绕组体10,上述四十八个绕组体10以一个槽的间距沿周向配置于定子铁芯3。
绕组体10例如是将由被瓷漆树脂绝缘包覆且没有连接部的连续的平角铜线构成的导体线9以扁立绕法卷绕而制作出的分布卷绕的绕组。具体而言,如图3至图5所示,绕组体10是将由第一直线部10a、第一线圈端部10e、第二直线部10b、第二线圈端部10f、第三直线部10c、第三线圈端部10g及第四直线部10d构成的δ状的线圈图案沿导体线9的长方形截面的短边的长度方向排列两个,并用连结线11连结第四直线部10d与第一直线部10a而构成的。此外,连结线11构成线圈端部,导体线9的卷绕起始端部构成第二导体末端10h,卷绕结束端部构成第一导体末端10i。
在如上所述那样构成的绕组体10中,第二直线部10b以及第四直线部10d以使长方形截面的长边的长度方向朝向周向并且在长方形截面的短边的长度方向上隔开间隙d的方式排成一列四根。此外,第一直线部10a从第二直线部10b及第四直线部10d的列起朝周向一侧隔开间隔q,使长方形截面的长边的长度方向朝向周向,在长方形截面的短边的长度方向上隔开间隙3d地排列两根。此外,第三直线部10c从第二直线部10b及第四直线部10d的列起朝周向另一侧隔开间隔q,使长方形截面的长边的长度方向朝向周向,在长方形截面的短边的长度方向上隔开间隙3d地排列两根。此处,间隔q为六个槽的角度间隔。六个槽的角度间隔是指连续的六个极齿4b两侧的槽5的槽中心之间的间隔,即相当于一个磁极间距。此外,d是导体线9的长方形截面的短边的长度。
此处,若是三相分布卷绕马达,则U+、V-、W+、U-、V+、W-相当于相位的一个周期,并且该三相分布卷绕马达具有360°的电角度。若将相数设为A且将每极每相的槽数设为m,则与相位的一个周期对应的槽数为(A×m×2)。由此,(A×m)为与相位的半个周期(电角度180°)对应的槽数。因此,与一个槽间距相当的电角度相位表示为180°/(A×m)。在实施方式一中,由于A=3、m=2,因而与一个槽间距相当的电角度相位为30°。
图6分别示出了三个绕组体10共用一个槽5而安装于定子铁芯3的状态。图7示出了从径向外侧观察安装于定子铁芯的绕组体10的状态。在图6中,将沿周向以六个槽的角度间隔排列的三个槽5按照周向的排列顺序设为第一槽51、第二槽52、第三槽53、第四槽54、第五槽55
在图6及图7中,若着眼于一个绕组体10,则从第二槽52的槽开口侧起第一层(最内径位置)的第一直线部10a朝轴向另一端侧延伸出来的第一线圈端部10e以倾斜角度θ沿周向朝第三槽53侧延伸,在头顶部朝径向外侧变道(レーンチェンジ)(以下称为偏移)距离d,然后以相反朝向的倾斜角度θ沿周向朝第三槽53侧延伸,并与从第三槽53的槽开口侧起第二层的第二直线部10b连结。接着,从第三槽53的槽开口侧起第二层的第二直线部10b朝轴向一端侧延伸出来的第二线圈端部10f以倾斜角度θ沿周向朝第四槽54侧延伸,在头顶部处朝径向外侧偏移距离d,然后以相反朝向的倾斜角度θ沿周向朝第四槽54侧延伸,并与从第四槽54的槽开口侧起第三层的第三直线部10c连结。
接着,从第四槽54的槽开口侧起第三层的第三直线部10c朝轴向另一端侧延伸出来的第三线圈端部10g以倾斜角度θ沿周向朝第三槽53侧延伸,在头顶部朝径向外侧偏移距离d,然后以相反朝向的倾斜角度θ沿周向朝第三槽53侧延伸,并与从第三槽53的槽开口侧起第四层的第四直线部10d连结。
接着,从第三槽53的槽开口侧起第四层的第四直线部10d朝轴向一端侧延伸出来的连结线11以倾斜角度θ沿周向朝第二槽52侧延伸,在头顶部朝径向外侧偏移距离d,然后以相反朝向的倾斜角度θ沿周向朝第二槽52侧延伸,并与从第二槽52的槽开口侧起第五层的第一直线部10a连结。从第二槽52的槽开口侧起第五层的第一直线部10a朝轴向另一端侧延伸出来的第一线圈端部10e以倾斜角度θ沿周向朝第三槽53侧延伸,在头顶部朝径向外侧偏移距离d,然后以相反朝向的倾斜角度θ沿周向朝第三槽53侧延伸,并与从第三槽53的槽开口侧起第六层的第二直线部10b连结。
接着,从第三槽53的槽开口侧起第六层的第二直线部10b朝轴向一端侧延伸出来的第二线圈端部10f以倾斜角度θ沿周向朝第四槽54侧延伸,在头顶部朝径向外侧偏移距离d,然后以相反朝向的倾斜角度θ沿周向朝第四槽54侧延伸,并与从第四槽54的槽开口侧起第七层的第三直线部10c连结。接着,从第四槽54的槽开口侧起第七层的第三直线部10c朝轴向另一端侧延伸出来的第三线圈端部10g以倾斜角度θ沿周向朝第三槽53侧延伸,在头顶部朝径向外侧偏移距离d,然后以相反朝向的倾斜角度θ沿周向朝第三槽53侧延伸,并与从第三槽53的槽开口侧起第八层(最外径位置)的第四直线部10d连结。
因此,第二槽52的第一层的第一直线部10a与第三槽53的第二层的第二直线部10b通过第一线圈端部10e连结,第三槽53的第二层的第二直线部10b与第四槽54的第三层的第三直线部10c通过第二线圈端部10f连结,第四槽54的第三层的第三直线部10c与第三槽53的第四层的第四直线部10d通过第三线圈端部10g连结,从而构成δ状的线圈图案。
进一步地,第二槽52的第五层的第一直线部10a与第三槽53的第六层的第二直线部10b通过第一线圈端部10e连结,第三槽53的第六层的第二直线部10b与第四槽54的第七层的第三直线部10c通过第二线圈端部10f连结,第四槽54的第七层的第三直线部10c与第三槽53的第八层的第四直线部10d通过第三线圈端部10g连结,从而构成δ状的线圈图案。
这样,绕组体10是将δ状的线圈图案沿径向反复卷绕两次而构成的,其中,上述δ状的线圈图案以下述方式形成:对于沿周向以六个槽的角度间隔排列的第二槽52、第三槽53以及第四槽54,按照第二槽52、第三槽53、第四槽54、第三槽53的顺序且以交替改变从轴向朝第二槽52、第三槽53以及第四槽54插入的插入方向的方式插入导体线9。
绕组体10是通过利用连结线11将两个δ状的线圈图案连结而在径向上排列两层而构成的。也就是说,绕组体10是以两个δ状的线圈图案连续的方式对导体线9进行卷绕而制作成的。此外,在三个绕组体10共用的第三槽53中,以使导体线9的长方形截面的长边的长度方向朝向周向而在径向上排成一列的方式收纳有第一至第四直线部10a、10b、10c、10d。
将这样构成的绕组体10以一个槽的间距呈同心状地排列四十八个,从而制作出图8所示的绕组组件7。在绕组组件7中,由第一至第四直线部10a、10b、10c、10d构成的八根导体线9以在径向上排成一列的方式沿周向以一个槽的间距排列有四十八列。此外,在绕组组件7的轴向另一端侧,第一线圈端部10e以一个槽的间距沿周向排列而成的第一线圈端部10e的层与第三线圈端部10g以一个槽的间距沿周向排列而成的第三线圈端部10g的层在径向上交替地排列四层,从而构成第一线圈端6a。此外,在绕组组件7的轴向一端侧,第二线圈端部10f以一个槽的间距沿周向排列而成的第二线圈端部10f的层和连结线11以一个槽的间距沿周向排列而成的连结线11的层在径向上交替地排列三层,从而构成第二线圈端6b。此外,第二导体末端10h的端部分别从第二线圈端6b的内径侧朝轴向外侧延伸出来,并以一个槽的间距沿周向排列,第一导体末端10i的端部分别从第二线圈端6b的外径侧朝轴向外侧延伸出来,并以一个槽的间距沿周向排列。
以将在径向上排成一列的八根导体线9插入槽5内的方式分别从绕组组件7的外径侧安装二十四个铁芯块4。接着,安装于绕组组件7而呈圆环状排列的二十四个铁芯块4通过热压配合、压入等而与框架2一体化。由此,绕组组件7安装于定子铁芯3。
接着,为了便于说明,沿周向依次对沿周向配置于定子铁芯3的四十八个槽5标注1号、2号、……、48号的槽编号来说明绕组组件7的接线方法。
首先,在由槽编号为(1+6n)号(其中,n为0以上且7以下的自然数)的槽5构成的第一槽组安装有八个绕组体10。接着,将八个绕组体10串联连接,从而构成小线圈组U11。
接着,在由槽编号为(2+6n)号的槽5构成的第二槽组安装有八个绕组体10。然后,将八个绕组体10串联连接,从而构成小线圈组U22。
在由槽编号为(3+6n)号的槽5构成的第三槽组安装有八个绕组体10。接着,将八个绕组体10串联连接,从而构成小线圈组V11。
接着,在由槽编号为(4+6n)号的槽5构成的第四槽组安装有八个绕组体10。接着,将八个绕组体10串联连接,从而构成小线圈组V22。
在由槽编号为(5+6n)号的槽5构成的第五槽组安装有八个绕组体10。接着,将八个绕组体10串联连接,从而构成小线圈组W11。
接着,在由槽编号为(6+6n)号的槽5构成的第六槽组安装有八个绕组体10。然后,将八个绕组体10串联连接,从而构成小线圈组W22。
这样,制作出绕成一圈的六个小线圈组U11、U22、V11、V22、W11、W22,其中,上述六个小线圈组U11、U22、V11、V22、W11、W22是分别将沿周向以一个磁极间距排列于定子铁芯3的八个绕组10串联连接而构成的。也就是说,小线圈组U11、U22、V11、V22、W11、W22是分别将相同电角度相位的八个绕组体10串联连接而构成的,成为并联电路的构成单位。
此处,安装于第一槽组的八个绕组体10以一个磁极间距排列。隔开一个磁极间距排列的一侧的绕组体10的第二导体末端10h与另一侧的绕组体10的第一导体末端10i如图6所示那样从相同的槽5延伸出来。因此,如图9所示,将一侧的绕组体10的第二导体末端10h在第二线圈端6b的轴向外侧的位置处弯曲成直角而向径向外侧延伸,接着在第一导体末端10i附近的位置处弯曲成直角而沿轴向延伸。由此,第二导体末端10h的端部与第一导体末端10i的端部在径向上重合。接着,通过TIG焊接等将第二导体末端10h的端部与第一导体末端10i的端部接合,使得隔开一个磁极间距排列的两个绕组体10串联连接。这样,八个绕组体10串联连接,从而构成小线圈组U11、U22、V11、V22、W11、W22。此外,第一导体末端10i的沿轴向延伸的前端部成为第一直立部10i2,第二导体末端10h的沿轴向延伸的前端部成为第二直立部10h2。第二导体末端10h在径向上搭接于第二线圈端6b的轴向外侧的部分成为搭接部12。
并且,为了形成搭接部12,在第二导体末端10h的两个部位处形成有直角的弯曲部。从在形成上述弯曲部时抑制导体线9的绝缘覆膜发生损伤这一观点来看,弯曲部的弯曲半径优选为比导体线9的弯曲方向厚度、即板厚d大。
此外,如图10所示,六个小线圈组U11、U22、V11、V22、W11、W22的一端即第二导体末端10h沿周向以一个槽的间距排列于第二线圈端6b的沿周向呈圆弧状延伸的圆弧状区域13的内径侧,另一端即第一导体末端10i沿周向以不等的间距排列于第二线圈端6b的圆弧状区域13的外径侧。此外,搭接部12沿周向以一个槽的间距排列于夹着圆弧状区域13的C字形区域,其中,在该圆弧状区域13处沿周向排列有六个小线圈组U11、U22、V11、V22、W11、W22的第二导体末端10h以及第一导体末端10i,上述搭接部12是由经过第二线圈端6b的轴向外侧而向径向外侧引出的第二导体末端10h的一部分构成的。
接着,六个小线圈组U11、U22、V11、V22、W11、W22的第二导体末端10h与第一导体末端10i在圆弧状区域13处使用接线单元20进行接线,从而对六个小线圈组U11、U22、V11、V22、W11、W22进行接线。上述圆弧状区域13成为接线部的接线区域。
接线单元20包括:中性点接线板21;供电线圈25,该供电线圈25与配置于第二线圈端6b的内径侧的相绕组的供电端子连接,从而使该供电端子的、与来自外部电源的供电线连接的连接部朝向第二线圈端6b的外径侧移动;连接线圈26,该连接线圈26接线于同相的小线圈组之间。如图11所示,第一中性点连接用汇流条22是对钢板进行冲裁并实施弯曲加工而制作出的。如图12所示,中性点接线板21是利用绝缘树脂24对第一中性点连接用汇流条22进行嵌件成形而制作出的。如图13所示,供电线圈25通过对矩形平板状的钢板进行弯曲成形,从而制作成一端部25a与另一端部25b从连结部25c的两端向相同方向突出的U字形。如图14所示,连接线圈26是将导线弯曲成形为U字形而制作出的。
利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组U11、U22的端部即第二导体末端10h与第一导体末端10i连结,从而制作出小线圈组U11、U22串联连接的U相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组V11、V22的端部即第二导体末端10h与第一导体末端10i连结,从而制作出小线圈组V11、V22串联连接的V相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组W11、W22的端部即第二导体末端10h与第一导体末端10i连结,从而制作出小线圈组W11、W22串联连接的W相绕组。
此外,将中性点接线板21配置于第二线圈端6b上,将第一中性点连接用汇流条22的端子22a、22b、22c与小线圈组U11、V11、W11的第二导体末端10h和第一导体末端10i接合。由此,如图15所示,形成对U相绕组、V相绕组以及W相绕组进行星形接线而构成的三相交流绕组即定子绕组6。此外,供电线圈25的一端部25a与构成定子绕组6的供电端子的第二导体末端10h连接。此外,供电线圈25的另一端部25b通过在第二线圈端6b的轴向外侧处沿径向延伸的连结部25c,从而配置于相邻第一导体末端10i间的空间的中央位置。因此,外部电力经由供电线(未图示)被供给至供电线圈25的另一端部25b和下述两根第一导体末端10i,上述两根第一导体末端10i构成定子绕组6的剩余的两根供电端子。
此处,在图10中,通过在圆弧状区域13内的左侧的四根第一导体末端10i的根部侧的第一弯曲部处以向左侧倾斜的方式弯曲,并且随后在第二弯曲部处以沿轴向延伸的方式弯曲,从而使相邻的第一导体末端10i间的间隔D扩大。此时,通过改变第一导体末端10i的第二弯曲部的高度位置、即从定子铁芯3的端面起的轴向距离,能够对相邻的第一导体末端10i在周向上的间隔D进行适当设定。上述间隔D扩大后的相邻第一导体末端10i间的空间的中央部位于构成定子绕组6的供电端子的一根第二导体末端10h的径向外侧。也就是说,从径向外侧观察时,构成定子绕组6的供电端子的第二导体末端10h位于间隔D扩大后的相邻第一导体末端10i间的空间的中央部。此外,构成定子绕组6的供电端子的第二导体末端10h的与供电线连接的连接部通过从第二导体末端10h向径向外侧延伸的供电线圈25,从而被引出至间隔D扩大后的相邻第一导体末端10i间的空间的中央位置。
此外,定子绕组6由三相交流绕组构成。定子绕组6的各相绕组是通过将十六个绕组体10串联连接而构成的一根绕组。因此,上述定子绕组6的相绕组的并联数为一。
此外,在用于接线部的圆弧状区域13处,如图10所示那样以一个槽的间距排列有六根第二导体末端10h。因此,圆弧状区域13的角度范围的电角度为180°。由于定子绕组6的相绕组的并联数为一,因此,圆弧状区域13的角度范围为(180×1)°电角度。若使用槽数来表示上述圆弧状区域13的角度范围,则为(A×m×n)。A是定子绕组的相数,m是每极每相的槽数,n是相绕组的并联数。由于定子绕组6是三相交流绕组,因此,A=3。由于每极每相的槽数为两个,因此,m=2。由于相绕组的并联数为一,因此,n=1。也就是说,若使用槽数来表示上述圆弧状区域13的角度范围,则为(3×2×1)=6。由于每一个槽的电角度为30°,因此,六个槽数相当于180°电角度。
另外,在专利文献1中,相当于圆弧状区域13的区域的角度范围的电角度为360°。此外,在专利文献1中,各相绕组是通过将线圈段串联连接而构成的一根绕组,由于上述各相绕组的并联数为一,因此,相当于圆弧状区域13的区域的角度范围的电角度为(360×1)°。因此,根据本实施方式一,即使并联数同样为一,本实施方式一的圆弧状区域13的角度范围也能够设置成专利文献1的角度范围的一半。
根据本实施方式一,定子绕组6的相绕组的并联数为一,仅将绕组体10的第一导体末端10i以及第二导体末端10h中的各小线圈组的两个末端、即第一导体末端10i和第二导体末端10h配置于圆弧状区域13内,并且使各组的U相、V相、W相的三根供电端子从槽5内引出的引出位置分散于槽5内的最内径位置与最外径位置,从而实现(180×n)°电角度的圆弧状区域13的角度范围。另外,n是并联数,此处为一。这样,由于能够将用于接线部的角度范围的电角度设为(180×n)°以下,因此,能够实现接线单元20的小型化、轻量化。由此,由于定子1的小型化、轻量化得以实现,因此,能够提高安装有定子1的旋转电机朝向车辆的装设性,并且能够提高抗振性。由于能够使接线单元20小型化,因此,能够抑制制造成本以及材料成本。
小线圈组U11、U22、V11、V22、W11、W22的绕组端即第二导体末端10h以及第一导体末端10i集中于圆弧状区域13。因此,由于搭接部12与接线单元20在轴向上不重合,因此,能够降低第二线圈端6b的轴向高度,能够减小定子1的轴向尺寸。
此外,由于接线单元20靠近定子铁芯3的端面,因此,接线单元20的抗振性得到提高。
此外,接线单元20配置在位于径向内侧的第二导体末端10h的列与位于径向外侧的第一导体末端10i的列之间。由此,接线单元20从第二线圈端6b朝向径向突出这一情况得到抑制,从而使得接线单元20与旋转电机的周边部件不容易产生干扰,进而提高定子1的装设性。
构成小线圈组U11、U22、V11、V22、W11、W22的绕组体10的第二导体末端10h和第一导体末端10i沿周向以一个槽的间距在夹着圆弧状区域13的C字形区域以在径向内侧和外侧分开的方式排列。此外,第二导体末端10h的第二直立部10h2的周向位置与连接对象的第一导体末端10i的第二直立部10i2的周向位置一致。由此,第二导体末端10h与第一导体末端10i的连接变得容易。
搭接部12与第二导体末端10h一体地形成,该搭接部12将第二导体末端10h的第二直立部10h2引出至连接对象的第一导体末端10i的第一直立部10i2的位置。因此,搭接部不需要由其它构件构成,能够实现连接结构的简化。
将电角度错开30°的小线圈组彼此连接而构成相绕组,因此,通过连接线圈26接线的第二导体末端10h与第一导体末端10i在周向上相邻。因此,基于连接线圈26的接线作业变得容易,并且圆弧状区域13内的连接线圈26彼此的重合被抑制到最小限度,进一步地,供电线圈25与连接线圈26的重合被抑制到最小限度。由此,接线单元20形成的接线部从第二线圈端6b沿轴向突出这一情况得到抑制。
相邻第一导体末端10i间的空间的中央部位于构成定子绕组6的供电端子的第二导体末端10h的径向外侧。因此,能够通过位于供电端子的径向外侧的相邻第一导体末端10i间的空间向位于内径侧的供电端子进行供电。由此,能够以简单的结构来确保绝缘距离而不采用复杂的立体交叉结构,从而能够获得较高的绝缘性能,其中,上述复杂的立体交叉结构是指通过位于外径侧的第一导体末端10i的轴向外侧向位于内径侧的供电端子进行供电的结构。
位于定位在内径侧的供电端子的径向外侧的相邻第二导体末端10h间的间隔D比其它相邻的第一导体末端10i间的间隔大,因此,能够确保较大的绝缘距离,从而获得更高的绝缘性能。
包括供电线圈25,该供电线圈25由一端部25a、另一端部25b以及连结部25c构成,其中,上述一端部25a与构成供电端子的第二导体末端10h接合,上述另一端部25b位于相邻第一导体末端10i间的空间的中央部,上述连结部25c在第二线圈端6b的轴向外侧沿径向延伸而连结一端部25a与另一端部25b。因此,所有的供电端子与第一导体末端10i位于相同的径向位置,供电线与供电端子的接线作业变得容易。
定子绕组6由与槽5相同个数的、以一个槽的间距安装于定子铁芯3的绕组体10构成,因此,绕组体10的种类为一种,能够降低制造成本。
实施方式二
图16是表示本发明实施方式二的旋转电机用定子的立体图,图17是表示构成本发明实施方式二的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的立体图,图18是表示构成本发明实施方式二的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的主视图,图19是从第二线圈端侧观察构成本发明实施方式二的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的端面图,图20是表示构成本发明实施方式二的旋转电机用定子的定子绕组的绕组组件的立体图,图21是对本发明实施方式二的旋转电机用定子的接线部的第一导体末端的弯曲工序进行说明的示意图,图22是表示从径向外侧观察到的、本发明实施方式二的旋转电机用定子的接线部的第一导体末端的弯曲工序完成后的接线部的示意图,图23是表示将本发明实施方式二的旋转电机用定子的绕组组件安装至定子铁芯后的状态的立体图,图24是表示本发明实施方式二的旋转电机用定子的第一中性点连接用汇流条以及第二中性点连接用汇流条的立体图,图25是表示本发明实施方式二的旋转电机用定子的中性点接线板的立体图,图26是本发明实施方式二的旋转电机用定子的定子绕组的接线图。另外,在图21中,实线表示弯曲加工后的第一导体末端,虚线表示弯曲加工前的第一导体末端。此外,在图22中,实线表示改变了弯曲位置的弯曲加工后的第一导体末端,虚线表示将弯曲位置设为恒定的弯曲加工后的第一导体末端。
在图16中,定子1A包括圆环状的定子铁芯3、安装于定子铁芯3的定子绕组6A、对定子绕组6A进行接线的接线单元20A。此处,除了定子绕组6A的结构不同这一点以外,实施方式二的定子1A与上述实施方式一的定子1的结构相同。因此,对于定子铁芯3,使用上述实施方式一的附图进行简单说明,对于定子绕组6A,使用新的附图进行详细说明。
定子铁芯3包括图2所示的二十四个铁芯块4、圆筒状的框架2。此外,二十四个铁芯块4使极齿4b朝向径向内侧而使芯体背部4a的周向的侧面彼此对接,从而沿周向呈圆环状排列。此外,呈圆环状排列的二十四个铁芯块4通过热压配合、压入等而插入并保持于圆筒状的框架2内,从而构成定子铁芯3。定子铁芯3的槽数为四十八个。此外,槽5按每极每相为两个的比例形成于定子铁芯3。
定子绕组6A包括四十八个绕组体10A,上述四十八个绕组体10A以一个槽的间距沿周向配置于定子铁芯3。
绕组体10A是将由平角铜线构成的导体线9以扁立绕法卷绕而制作出的分布卷绕的绕组。具体而言,如图17至图19所示,绕组体10是将由第一直线部10a、第一线圈端部10e、第二直线部10b、第二线圈端部10f、第三直线部10c、第三线圈端部10g及第四直线部10d构成的δ状的线圈图案沿导体线9的长方形截面的短边的长度方向排列两个,并用连结线11连结第四直线部10d与第一直线部10a而构成的。此外,连结线11构成线圈端部,导体线9的卷绕起始端部构成第二导体末端10h,卷绕结束端部构成第一导体末端10i。
在如上所述那样构成的绕组体10A中,第二直线部10b以及第四直线部10d以使长方形截面的长边的长度方向朝向周向并且在长方形截面的短边的长度方向上隔开间隙d的方式排成一列四根。此外,第一直线部10a从第二直线部10b及第四直线部10d的列起朝周向一侧隔开间隔q,使长方形截面的长边的长度方向朝向周向,在长方形截面的短边的长度方向上隔开间隙3d地排列两根。此外,第三直线部10c从第二直线部10b及第四直线部10d的列起朝周向另一侧隔开间隔q,使长方形截面的长边的长度方向朝向周向,在长方形截面的短边的长度方向上隔开间隙3d地排列两根。此处,间隔q为六个槽的角度间隔。
此处,如图17和图18所示,绕组体10A的第二导体末端10h以从第一直线部10a的端部向周向上与第二直线部10b相反一侧并且朝向第一直线部10a的长度方向的外侧的方式倾斜而延伸出来。如图17和图18所示,绕组体10A的第一导体末端10i以从第四直线部10d的端部向周向上与第三直线部10c相同一侧并且朝向第四直线部10d的长度方向的外侧的方式倾斜而延伸出来。此外,如后文所述,第二导体末端10h以及第一导体末端10i具有能够将隔开两个磁极间距的绕组体10A彼此连接的长度L1。这样,绕组体10A与实施方式一的绕组体10的不同点在于:第二导体末端10h以及第一导体末端10i相对于第一直线部10a以及第四直线部10d的长度方向倾斜;以及第二导体末端10h以及第一导体末端10i具有能够将隔开两个磁极间距的绕组体10A彼此连接的长度L1
如上所述那样构成的三个绕组体10A如图6所示那样共用一个槽5而安装于定子铁芯3。绕组体10A例如是将δ状的线圈图案沿径向反复卷绕两次而构成的,其中,上述δ状的线圈图案以下述方式形成:对于沿周向以六个槽的角度间隔排列的第二槽52、第三槽53以及第四槽54,按照第二槽52、第三槽53、第四槽54、第三槽53的顺序且以交替改变从轴向朝第二槽52、第三槽53以及第四槽54插入的插入方向的方式插入导体线9。
绕组体10A是通过利用连结线11将两个δ状的线圈图案连结而在径向上排列两层而构成的。也就是说,绕组体10A是以两个δ状的线圈图案连续的方式对导体线9进行卷绕而制作成的。此外,在三个绕组体10A共用的第三槽53中,以使导体线9的长方形截面的长边的长度方向朝向周向而在径向上排成一列八根的方式收纳有第一至第四直线部10a、10b、10c、10d。此外,如图7所示,第一线圈端部10e、第二线圈端部10f、第三线圈端部10g以及连结线11相对于定子铁芯3的端面倾斜角度θ。此外,第一线圈端部10e、第二线圈端部10f、第三线圈端部10g以及连结线11在头顶部处朝向径向外侧偏移距离d。
这样构成的绕组体10A以一个槽的间距呈同心状地排列有四十八个,从而制作出图20所示的绕组组件7A。在绕组组件7A中,由第一至第四直线部10a、10b、10c、10d构成的八根导体线9以在径向上排成一列的方式沿周向以一个槽的间距排列有四十八列。此外,在绕组组件7A的轴向另一端侧,第一线圈端部10e以一个槽的间距沿周向排列而成的第一线圈端部10e的层与第三线圈端部10g以一个槽的间距沿周向排列而成的第三线圈端部10g的层在径向上交替地排列四层,从而构成第一线圈端6a。此外,在绕组组件7的轴向一端侧,第二线圈端部10f以一个槽的间距沿周向排列而成的第二线圈端部10f的层和连结线11以一个槽的间距沿周向排列而成的连结线11的层在径向上交替地排列三层,从而构成第二线圈端6b。此外,第二导体末端10h分别以相对于定子铁芯3的端面倾斜角度θ的方式并以一个槽的间隔沿周向排列于第二线圈端6b的内径侧。第一导体末端10i以与第二导体末端10h相反朝向地相对于定子铁芯3的端面倾斜角度θ的方式并以一个槽的间隔沿周向排列于第二线圈端6b的外径侧。
以将在径向上排成一列的八根导体线9插入槽5内的方式分别从绕组组件7A的外径侧安装二十四个铁芯块4。接着,安装于绕组组件7A而呈圆环状排列的二十四个铁芯块4通过热压配合、压入等而与框架2一体化。由此,绕组组件7A安装于定子铁芯3。
在进行安装于定子铁芯3的绕组组件7A的接线作业之前,对第二导体末端10h以及第一导体末端10i实施弯曲加工。
首先,分别对不用于后述的十二个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22的接线即接线部的接线的、在周向上连续的三十六根第一导体末端10i以及第二导体末端10h实施弯曲加工。
在第一导体末端10i中,如图21所示的那样,利用工具30、31将从槽5的第八层的第四直线部10d延伸出来而倾斜的第一导体末端10i的中间部位夹住,并且以工具30作为旋转中心使工具30、31转动,从而将第一导体末端10i的工具30、31的把持部弯曲。通过上述工具30、31的扭转动作,使得第一导体末端10i的从工具30、31的把持部延伸出来的前端侧立起。由此,第一导体末端10i弯曲成形为第一斜移部10i1和第一直立部10i2,其中,上述第一斜移部10i1从槽5向第二线圈端6b侧倾斜而延伸出来,上述第一直立部10i2从第一斜移部10i1向轴向外侧延伸出来。
此处,由工具30、31的把持部把持的第一导体末端10i的弯曲部从定子铁芯3的端面起的高度位置是恒定的。因此,如图22的虚线所示的那样,不用于接线部的接线的三十六根第一导体末端10i的第一直立部10i2以一个槽的间距沿周向排列。
虽然没有图示,但在第二导体末端10h中,通过工具30、31,将从槽5的第一层的第一直线部10a延伸出来而向与第一斜移部10i1相反一侧倾斜的第二导体末端10h的中间部位夹住,从而将第二导体末端10h的工具30、31的把持部弯曲。由此,第二导体末端10h的从工具30、31的把持部突出的突出部向径向外侧延伸。接着,利用工具30、31将向径向外侧延伸出来的第二导体末端10h的前端侧夹住,从而将第二导体末端10h的工具30、31的把持部弯曲。由此,第二导体末端10h的从工具30、31的把持部突出的突出部立起。第二导体末端10h如图16所示那样弯曲成形为第二斜移部10h1、搭接部12以及第二直立部10h2,其中,上述第二斜移部10h1从槽5向第二线圈端6b侧倾斜而延伸出来,上述搭接部12从第二斜移部10h1向径向外侧延伸出来,上述第二直立部10h2从搭接部12向轴向外侧延伸出来。
此处,由工具30、31的把持部把持的第二导体末端10h的弯曲部从定子铁芯3的端面起的高度位置是恒定的。此外,搭接部12在第二线圈端6b的轴向外侧处沿径向延伸。第二直立部10h2以一个槽的间距沿周向排列。此外,第二直立部10h2的周向位置与连接对象的第一直立部10i2的周向位置基本一致。也就是说,第一直立部10i2与第二直立部10h2配置成在径向上相对而靠近。
接着,分别对用于十二个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22的接线即接线部的接线的、在周向上连续的十二根第一导体末端10i以及第二导体末端10h实施弯曲加工。
在第一导体末端10i中,如图21所示,利用工具30、31将倾斜的第一导体末端10i的中间部位夹住,从而将第一导体末端10i的工具30、31的把持部弯曲。通过上述弯曲动作,使得第一导体末端10i的从工具30、31的把持部延伸出来的前端侧立起。由此,第一导体末端10i弯曲成形为第一斜移部10i1和第一直立部10i2,其中,上述第一斜移部10i1从槽5向第二线圈端6b侧倾斜而延伸出来,上述第一直立部10i2从第一斜移部10i1向轴向外侧延伸出来。
此时,如图21所示,由工具30、31的把持部把持的第一导体末端10i的弯曲部从定子铁芯3的端面起的高度位置发生改变,从而使得十二根第一直立部10i2以不等的间距排列。由此,如图22所示,一部分相邻的第一直立部10i2间的间隙D比其它相邻的第一直立部10i2间的间隙大。
虽然没有图示,但在第二导体末端10h中,通过工具30、31,将向与第一斜移部10i1相反一侧倾斜的第二导体末端10h的中间部位夹住,从而将第二导体末端10h的工具30、31的把持部弯曲。通过上述弯曲动作,第二导体末端10h的从工具30、31的把持部突出的突出部立起。由此,第二导体末端10h弯曲成形为第二斜移部10h1和第二直立部10h2,其中,上述第二斜移部10h1从槽5向第二线圈端6b侧倾斜而延伸出来,上述第二直立部10h2从第二斜移部10h1向轴向外侧延伸出来。
此处,由工具30、31的把持部把持的第二导体末端10h的弯曲部从定子铁芯3的端面起的高度位置是恒定的。因此,第二直立部10h2以一个槽的间距沿周向排列。
接着,为了便于说明,沿周向依次对沿周向配置于定子铁芯3的四十八个槽5标注1号、2号、……、48号的槽编号来说明绕组组件7A的接线方法。
首先,在由槽编号为(1+6n)号(其中,n为0以上且7以下的自然数)的槽5构成的第一槽组安装有八个绕组体10A。然后,分别将八个绕组体10A中的以两个磁极间距排列的四个绕组体10A串联连接,从而构成小线圈组U11、U12。
接着,在由槽编号为(2+6n)号的槽5构成的第二槽组安装有八个绕组体10A。然后,分别将八个绕组体10A中的以两个磁极间距排列的四个绕组体10A串联连接,从而构成小线圈组U21、U22。
在由槽编号为(3+6n)号的槽5构成的第三槽组安装有八个绕组体10A。然后,分别将八个绕组体10A中的以两个磁极间距排列的四个绕组体10A串联连接,从而构成小线圈组V11、V12。
接着,在由槽编号为(4+6n)号的槽5构成的第四槽组安装有八个绕组体10A。然后,分别将八个绕组体10A中的以两个磁极间距排列的四个绕组体10A串联连接,从而构成小线圈组V21、V22。
在由槽编号为(5+6n)号的槽5构成的第五槽组安装有八个绕组体10A。然后,分别将八个绕组体10A中的以两个磁极间距排列的四个绕组体10A串联连接,从而构成小线圈组W11、W12。
接着,在由槽编号为(6+6n)号的槽5构成的第六槽组安装有八个绕组体10A。然后,分别将八个绕组体10A中的以两个磁极间距排列的四个绕组体10A串联连接,从而构成小线圈组W21、W22。
这样,分别制作出十二个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22,上述十二个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22是将沿周向以两个磁极间距排列于定子铁芯3的四个绕组体10A串联连接而构成的。
此处,连接对象的第一直立部10i2与第二直立部10h2配置成在径向上相对而靠近。因此,通过TIG焊接等将在径向上相对而靠近的第一直立部10i2与第二直立部10h2接合,从而能够将隔开两个磁极间距的绕组体10A连接。由此,分别制作出绕成一圈的十二个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22。小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22成为并联电路的构成单位。
此外,如图23所示,十二个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22的一端即第二导体末端10h的第二直立部10h2沿周向以一个槽的间距排列于第二线圈端6b的圆弧状区域13的内径侧,另一端即第一导体末端10i的第一直立部10i2沿周向以不等的间距排列于第二线圈端6b的圆弧状区域13的外径侧。此外,通过第二线圈端6b的轴向外侧而向径向外侧引出的第二导体末端10h的搭接部12沿周向以一个槽的间距排列于夹着圆弧状区域13的C字形区域。
接着,十二个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22的第二导体末端10h和第一导体末端10i的第二直立部10h2和第一直立部10i2在圆弧状区域13处使用接线单元20A进行接线。由此,对十二个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22进行接线。上述圆弧状区域13成为接线部的接线区域。
接线单元20A包括:中性点接线板21A;供电线圈25,该供电线圈25与配置于第二线圈端6b的内径侧的相绕组的供电端子连接,从而使该供电端子的、与来自外部电源的供电线连接的连接部朝向第二线圈端6b的外径侧移动;连接线圈26,该连接线圈26接线于同相的小线圈组之间。如图24所示,第一中性点连接用汇流条22以及第二中性点连接用汇流条23是对钢板进行冲裁并实施弯曲加工而制作出的。如图25所示,中性点接线板21A是利用绝缘树脂24对第一中性点连接用汇流条22以及第二中性点连接用汇流条23进行嵌件成形而制作出的。如图15所示,供电线圈25通过对矩形平板状的钢板进行弯曲成形,从而制作成一端部25a与另一端部25b从连结部25c的两端向相同方向突出的U字形。如图16所示,连接线圈26是将导线弯曲成形为U字形而制作出的。
利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组U11、U22的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组U11、U22串联连接的U1相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组V11、V22的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组V11、V22串联连接的V1相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组W11、W22的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组W11、W22串联连接的W1相绕组。
此外,利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组U21、U12的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组U21、U12串联连接的U2相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组V21、V12的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组V21、V12串联连接的V2相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组W21、W12的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组W21、W12串联连接的W2相绕组。
此外,将中性点接线板21A配置于第二线圈端6b上,将第一中性点连接用汇流条22的端子22a、22b、22c与小线圈组U11、V11、W11的第二导体末端10h和第一导体末端10i接合。此外,将第二中性点连接用汇流条23的端子23a、23b、23c与小线圈组U21、V21、W21的第二导体末端10和第一导体末端10i接合。由此,如图26所示,形成第一三相交流绕组61和第二三相交流绕组62,其中,上述第一三相交流绕组61是对U1相绕组、V1相绕组及W1相绕组进行星形接线而构成的,上述第二三相交流绕组62是对U2相绕组、V2相绕组及W2相绕组进行星形接线而构成的。此外,供电线圈25的一端部25a与构成第一三相交流绕组61以及第二三相交流绕组62的供电端子的第二导体末端10h的第二直立部10h2连接。此外,供电线圈25的另一端部25b通过在第二线圈端6b的轴向外侧处沿径向延伸的连结部25c,从而配置于相邻第一导体末端10i的第一直立部10i2间的空间的中央位置。因此,外部电力经由供电线(未图示)被供给至供电线圈25的另一端部25b和下述第一导体末端10i的第一直立部10i2,上述第一导体末端10i构成第一三相交流绕组61以及第二三相交流绕组62的剩余供电端子。
此处,如图16所示,间隔D扩大后的相邻第一直立部间的空间的中央部位于下述第二导体末端10h的第二直立部10h2的径向外侧,其中,上述第二导体末端10h构成第一三相交流绕组61以及第二三相交流绕组62的供电端子。也就是说,从径向外侧观察时,下述第二导体末端10h的第二直立部10h2位于间隔D扩大后的相邻第一直立部10i2间的空间的中央部,其中,上述第二导体末端10h构成第一三相交流绕组61以及第二三相交流绕组62的供电端子。此外,下述第二导体末端10h的与供电线连接的连接部通过从第二直立部10h2向径向外侧延伸的供电线圈25,从而被引出至间隔D扩大后的相邻第一直立部10i2间的空间的中央位置,其中,上述第二导体末端10h构成第一三相交流绕组61以及第二三相交流绕组62的供电端子。
此外,定子绕组6A由第一三相交流绕组61以及第二三相交流绕组62构成。第一三相交流绕组61以及第二三相交流绕组62的各相绕组通过将八个绕组体10A串联连接而构成。因此,当着眼于U相绕组时,第一三相交流绕组61以及第二三相交流绕组62的U1相绕组和U2相绕组相对于外部电力处于并联的关系。因此,上述定子绕组6A的相绕组的并联数为二。
此外,在用于接线部的圆弧状区域13处,如图23所示那样以一个槽的间距排列有十二根第二直立部10h2。因此,圆弧状区域13的角度范围的电角度为360°。由于定子绕组6A的相绕组的并联数为二,因此,圆弧状区域13的角度范围的电角度为(180×2)°。若使用槽数来表示上述圆弧状区域13的角度范围,则为(A×m×n)=(3×2×2)=12。由于每一个槽的电角度为30°,因此,十二个槽数相当于360°电角度。
另外,在专利文献1中,相当于圆弧状区域13的区域的角度范围的电角度也为360°。不过,在专利文献1中,由于各相绕组是通过将线圈段串联连接而构成的一根绕组,并联数为一,因此,相当于圆弧状区域13的区域的角度范围的电角度为(360×1)°。因此,根据本实施方式二,即使并联数为二,圆弧状区域13的角度范围也能够设置成与相绕组的并联数为一的专利文献1相同的角度范围。
除了使用绕组体10A这一点以外,本实施方式二的定子1A与上述实施方式一的定子1的结构相同。因而,在实施方式二中,也能获得与上述实施方式一相同的效果。
根据本实施方式二,定子绕组6A的相绕组的并联数为二,仅将绕组体10A的第一导体末端10i以及第二导体末端10h中的各小线圈组的两个末端、即第一导体末端10i和第二导体末端10h配置于圆弧状区域13内,并且使各组的U相、V相、W相的三根供电端子从槽5内引出的引出位置分散于槽5内的最内径位置与最外径位置,从而实现(180×n)°电角度的圆弧状区域13的角度范围。另外,n是并联数,此处为二。这样,由于能够将用于接线部的角度范围的电角度设为(180×n)°以下,因此,能够实现接线单元20A的小型化、轻量化。由此,由于定子1A的小型化、轻量化得以实现,因此,能够提高安装有定子1A的旋转电机朝向车辆的装设性,并且能够提高抗振性。
绕组体10A包括分布卷绕图案、第一导体末端10i和第二导体末端10h,其中,上述分布卷绕图案是沿径向排列的两个δ字形的线圈图案,上述第一导体末端10i和第二导体末端10h从上述分布卷绕图案的两端部向相同的方向延伸出来。此外,第二导体末端10h由第二斜移部10h1和第二直立部10h2构成,第一导体末端10i成形为朝向与第二斜移部10h1相反的方向倾斜。因此,将绕组体10安装于定子铁芯3后的第一导体末端10i的弯曲工序仅为使第一直立部10i2立起的弯曲工序,生产率的提高得以实现。
在圆弧状区域13内的第一导体末端10i的弯曲工序中,改变第一导体末端10i的供工具30、31夹入的夹入部从定子铁芯3的端面起的高度位置,从而扩大期望的相邻第一导体末端10i的第一直立部10i2间的间隔。由此,能够自由地设定相邻第一导体末端10i的第一直立部10i2间的间隔中的、待扩大的间隔的位置,设计自由度得以提高。此外,不需要为了扩大间隔而准备专用的绕组体,能够将绕组体10A的种类设为一个种类。
另外,在上述实施方式二中,相绕组的并联数为二,各组的三根供电端子由第一导体末端和第二导体末端构成,但也可以是,一组的三个供电端子由第一导体末端构成,另一组的三根供电端子由第二导体末端构成。在该情况下,用于接线部的圆弧状区域的角度范围的电角度也为(180×2)°,用槽数表示为(A×m×n)=(3×2×2)=12。
实施方式三
图27是表示本发明实施方式三的旋转电机用定子的立体图,图28是表示构成本发明实施方式三的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的立体图,图29是表示构成本发明实施方式三的旋转电机用定子的定子绕组的绕组体的主视图,图30是从第二线圈端侧观察构成本发明实施方式三的旋转电机用定子的定子绕组的端面图,图31是表示构成本发明实施方式三的旋转电机用定子的定子绕组的绕组组件的立体图,图32是表示将本发明实施方式三的旋转电机用定子的绕组组件安装于定子铁芯后的状态的立体图,图33是本发明实施方式三的旋转电机用定子的定子绕组的接线图。
在图27中,定子1B包括圆环状的定子铁芯3、安装于定子铁芯3的定子绕组6B、对定子绕组6B进行接线的接线单元20A。此处,除了定子绕组6B的结构不同这一点以外,实施方式三的定子1B与上述实施方式一的定子1的结构相同。因此,对于定子铁芯3,使用上述实施方式一的附图进行简单说明,对于定子绕组6B,使用新的附图进行详细说明。
定子铁芯3包括图2所示的二十四个铁芯块4、圆筒状的框架2。此外,二十四个铁芯块4使极齿4b朝向径向内侧而使芯体背部4a的周向的侧面彼此对接,从而沿周向呈圆环状排列。此外,呈圆环状排列的二十四个铁芯块4通过热压配合、压入等而插入并保持于圆筒状的框架2内,从而构成定子铁芯3。定子铁芯3的槽数为四十八个。此外,槽5按每极每相为两个的比例形成于定子铁芯3。
定子绕组6B包括四十八个绕组体10B,上述四十八个绕组体10B以一个槽的间距沿周向配置于定子铁芯3。
绕组体10B是将由平角铜线构成的导体线9以扁立绕法卷绕而制作出的分布卷绕的绕组。具体而言,如图28至图30所示,绕组体10B是将由第一直线部10a、第一线圈端部10e、第二直线部10b、第二线圈端部10f、第三直线部10c、第三线圈端部10g及第四直线部10d构成的δ状的线圈图案沿导体线9的长方形截面的短边的长度方向排列两个,并用连结线11连结第四直线部10d与第一直线部10a而构成的。此外,连结线11构成线圈端部,导体线9的卷绕起始端部构成第二导体末端10h,卷绕结束端部构成第一导体末端10i。
在如上所述那样构成的绕组体10B中,第二直线部10b以及第四直线部10d以使长方形截面的长边的长度方向朝向周向并且在长方形截面的短边的长度方向上隔开间隙d的方式排成一列四根。此外,第一直线部10a从第二直线部10b及第四直线部10d的列起朝周向一侧隔开间隔q,使长方形截面的长边的长度方向朝向周向,在长方形截面的短边的长度方向上隔开间隙3d地排列两根。此外,第三直线部10c从第二直线部10b及第四直线部10d的列起朝周向另一侧隔开间隔q,使长方形截面的长边的长度方向朝向周向,在长方形截面的短边的长度方向上隔开间隙3d地排列两根。此处,间隔q为六个槽的角度间隔。
此处,如图28和图29所示,绕组体10B的第二导体末端10h以从第一直线部10a的端部向周向上与第二直线部10b相反一侧并且朝向第一直线部10a的长度方向的外侧的方式倾斜而延伸出来。如图28和图29所示,绕组体10B的第一导体末端10i以从第四直线部10d的端部向周向上与第三直线部10c相同一侧并且朝向第四直线部10d的长度方向的外侧的方式倾斜而延伸出来。此外,如后文所述,第二导体末端10h以及第一导体末端10i具有能够将隔开四个磁极间距的绕组体10B彼此连接的长度L2。这样,绕组体10B与实施方式一的绕组体10的不同点在于:第二导体末端10h以及第一导体末端10i相对于第一直线部10a以及第四直线部10d的长度方向倾斜;以及第二导体末端10h以及第一导体末端10i具有能够将隔开四个磁极间距的绕组体10B彼此连接的长度L2。此外,绕组体10B与实施方式二的绕组体10A的不同点在于,第二导体末端10h以及第一导体末端10i具有能够将隔开四个磁极间距的绕组体10B彼此连接的长度L2
如上所述那样构成的三个绕组体10B如图6所示那样共用一个槽5而安装于定子铁芯3。绕组体10B例如是将δ状的线圈图案沿径向反复卷绕两次而构成的,其中,上述δ状的线圈图案以下述方式形成:对于沿周向以六个槽的角度间隔排列的第二槽52、第三槽53以及第四槽54,按照第二槽52、第三槽53、第四槽54、第三槽53的顺序且以交替改变从轴向朝第二槽52、第三槽53以及第四槽54插入的插入方向的方式插入导体线9。
绕组体10B是通过利用连结线11将两个δ状的线圈图案连结而在径向上排列两层而构成的。也就是说,绕组体10B是以两个δ状的线圈图案连续的方式对导体线9进行卷绕而制作成的。此外,在三个绕组体10B共用的第三槽53中,以使导体线9的长方形截面的长边的长度方向朝向周向而在径向上排成一列八根的方式收纳有第一至第四直线部10a、10b、10c、10d。此外,如图7所示,第一线圈端部10e、第二线圈端部10f、第三线圈端部10g以及连结线11相对于定子铁芯3的端面倾斜角度θ。此外,第一线圈端部10e、第二线圈端部10f、第三线圈端部10g以及连结线11在头顶部处朝向径向外侧偏移距离d。
这样构成的绕组体10B以一个槽的间距呈同心状地排列有四十八个,从而制作出图31所示的绕组组件7B。在绕组组件7B中,由第一至第四直线部10a、10b、10c、10d构成的八根导体线9以在径向上排列成一列的方式沿周向以一个槽的间距排列有四十八列。此外,在绕组组件7B的轴向另一端侧,第一线圈端部10e以一个槽的间距沿周向排列而成的第一线圈端部10e的层与第三线圈端部10g以一个槽的间距沿周向排列而成的第三线圈端部10g的层在径向上交替地排列四层,从而构成第一线圈端6a。此外,在绕组组件7B的轴向一端侧,第二线圈端部10f以一个槽的间距沿周向排列而成的第二线圈端部10f的层和连结线11以一个槽的间距沿周向排列而成的连结线11的层在径向上交替地排列三层,从而构成第二线圈端6b。此外,第二导体末端10h分别以相对于定子铁芯3的端面倾斜角度θ的方式并以一个槽的间隔沿周向排列于第二线圈端6b的内径侧。第一导体末端10i以朝向与第二导体末端10h相反地相对于定子铁芯3的端面倾斜角度θ的方式并以一个槽的间隔沿周向排列于第二线圈端6b的外径侧。
以将在径向上排成一列的八根导体线9分别插入槽5内的方式分别从绕组组件7B的外径侧安装二十四个铁芯块4。接着,安装于绕组组件7B而呈圆环状排列的二十四个铁芯块4通过热压配合、压入等而与框架2一体化。由此,绕组组件7B安装于定子铁芯3。
在进行安装于定子铁芯3的绕组组件7B的接线作业之前,对第二导体末端10h以及第一导体末端10i实施弯曲加工。
首先,与上述实施方式二同样地,通过工具30、31,分别对不用于后述的二十四个小线圈组U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24的接线即接线部的接线的、在周向上连续的二十四根第一导体末端10i以及第二导体末端10h实施弯曲加工。
第一导体末端10i弯曲成形为第一斜移部10i1和第一直立部10i2,其中,上述第一斜移部10i1从槽5向第二线圈端6b侧倾斜而延伸出来,上述第一直立部10i2从第一斜移部10i1向轴向外侧延伸出来。此外,二十四根第一导体末端10i的第一直立部10i2以一个槽的间距沿周向排列。
第二导体末端10h弯曲成形为第二斜移部10h1、搭接部12以及第二直立部10h2,其中,上述第二斜移部10h1从槽5向第二线圈端6b侧倾斜而延伸出来,上述搭接部12从第二斜移部10h1向径向外侧延伸出来,上述第二直立部10h2从搭接部12向轴向外侧延伸出来。此外,二十四根第二导体末端10h的第二直立部10h2以一个槽的间距沿周向排列。第二直立部10h2的周向位置与连接对象的第一直立部10i2的周向位置基本一致。也就是说,第一直立部10i2与第二直立部10h2配置成在径向上相对而靠近。
接着,与上述实施方式二同样地,通过工具30、31,分别对用于二十四个小线圈组U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24的接线即接线部的接线的、在周向上连续的二十四根第一导体末端10i以及第二导体末端10h实施弯曲加工。
第一导体末端10i弯曲成形为第一斜移部10i1和第一直立部10i2,其中,上述第一斜移部10i1从槽5向第二线圈端6b侧倾斜而延伸出来,上述第一直立部10i2从第一斜移部10i1向轴向外侧延伸出来。此外,二十四根第一直立部10i2以不等的间距排列。也就是说,如图32所示,一部分相邻的第一直立部10i2间的间隙比其它相邻的第一直立部10i2间的间隙大。
第二导体末端10h弯曲成形为第二斜移部10h1和第二直立部10h2,其中,上述第二斜移部10h1从槽5向第二线圈端6b侧倾斜而延伸出来,上述第二直立部10h2从第二斜移部10h1向轴向外侧延伸出来。此外,第二直立部10h2以一个槽的间距沿周向排列。
接着,为了便于说明,沿周向依次对沿周向配置于定子铁芯3的四十八个槽5标注1号、2号、……、48号的槽编号来说明绕组组件7B的接线方法。
首先,在由槽编号为(1+6n)号(其中,n为0以上且7以下的自然数)的槽5构成的第一槽组安装有八个绕组体10B。然后,分别将八个绕组体10B中的以四个磁极间距排列的两个绕组体10B串联连接,从而构成小线圈组U11、U12、U13、U14。
接着,在由槽编号为(2+6n)号的槽5构成的第二槽组安装有八个绕组体10B。然后,分别将八个绕组体10B中的以四个磁极间距排列的两个绕组体10B串联连接,从而构成小线圈组U21、U22、U23、U24。
在由槽编号为(3+6n)号的槽5构成的第三槽组安装有八个绕组体10B。然后,分别将八个绕组体10B中的以四个磁极间距排列的两个绕组体10B串联连接,从而构成小线圈组V11、V12、V13、V14。
接着,在由槽编号为(4+6n)号的槽5构成的第四槽组安装有八个绕组体10B。然后,分别将八个绕组体10B中的以四个磁极间距排列的两个绕组体10B串联连接,从而构成小线圈组V21、V22、V23、V24。
在由槽编号为(5+6n)号的槽5构成的第五槽组安装有八个绕组体10B。然后,分别将八个绕组体10B中的以四个磁极间距排列的两个绕组体10B串联连接,从而构成小线圈组W11、W12、W13、W14。
接着,在由槽编号为(6+6n)号的槽5构成的第六槽组安装有八个绕组体10B。然后,分别将八个绕组体10B中的以四个磁极间距排列的两个绕组体10B串联连接,从而构成小线圈组W21、W22、W23、W24。
这样,分别制作出二十四个小线圈组U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24,上述二十四个小线圈组U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24是通过将沿周向以四个磁极间距排列于定子铁心3的两个绕组体10B串联连接而构成的。
此处,连接对象的第一直立部10i2与第二直立部10h2配置成在径向上相对而靠近。因此,通过TIG焊接等将在径向上相对而靠近的第一直立部10i2与第二直立部10h2接合,从而能够将隔开四个磁极间距的绕组体10B连接。这样,分别制作出绕成一圈的二十四个小线圈组U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24。小线圈组U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24成为并联电路的构成单位。
此外,如图32所示,二十四个小线圈组U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24的一端即第二导体末端10h的第二直立部10h2沿周向以一个槽的间距排列于第二线圈端6b的圆弧状区域13的内径侧,另一端即第一导体末端10i的第一直立部10i2沿周向以不等的间距排列于第二线圈端6b的圆弧状区域13的外径侧。此外,通过第二线圈端6b的轴向外侧而向径向外侧引出的第二导体末端10h的搭接部12沿周向以一个槽的间距排列于夹着圆弧状区域13的C字形区域。
接着,二十四个小线圈组U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24的第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2在圆弧状区域13处使用两个接线单元20A进行接线。由此,对二十四个小线圈组U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24进行接线。上述圆弧状区域13成为接线部的接线区域。
利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组U11、U22的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组U11、U22串联连接的U1相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组V11、V22的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组V11、V22串联连接的V1相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组W11、W22的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组W11、W22串联连接的W1相绕组。
此外,利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组U21、U12的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组U21、U12串联连接的U2相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组V21、V12的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组V21、V12串联连接的V2相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组W21、W12的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组W21、W12串联连接的W2相绕组。
利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组U13、U24的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组U13、U24串联连接的U3相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组V13、V24的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组V13、V24串联连接的V3相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组W13、W24的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组W13、W24串联连接的W3相绕组。
此外,利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组U23、U14的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组U23、U14串联连接的U4相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组V23、V14的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组V23、V14串联连接的V4相绕组。利用连接线圈26将电角度错开30°的小线圈组W23、W14的端部即第二导体末端10h的第二直立部10h2与第一导体末端10i的第一直立部10i2连结,从而制作出小线圈组W23、W14串联连接的W4相绕组。
此外,将一个中性点接线板21A配置于第二线圈端6b上,将第一中性点连接用汇流条22的端子22a、22b、22c与小线圈组U11、V11、W11的第二导体末端10h和第一导体末端10i接合。此外,将第二中性点连接用汇流条23的端子23a、23b、23c与小线圈组U21、V21、W21的第二导体末端10和第一导体末端10i接合。
此外,将一个中性点接线板21A配置于第二线圈端6b上,将第一中性点连接用汇流条22的端子22a、22b、22c与小线圈组U13、V13、W13的第二导体末端10h和第一导体末端10i接合。此外,将第二中性点连接用汇流条23的端子23a、23b、23c与小线圈组U23、V23、W23的第二导体末端10和第一导体末端10i接合。
由此,如图23所示,形成第一三相交流绕组71、第二三相交流绕组72、第三三相交流绕组73以及第四三相交流绕组74,其中,上述第一三相交流绕组71通过对U1相绕组、V1相绕组以及W1相绕组进行星形接线而构成,上述第二三相交流绕组72通过对U2相绕组、V2相绕组以及W2相绕组进行星形接线而构成,上述第三三相交流绕组73通过对U3相绕组、V3相绕组以及W3相绕组进行星形接线而构成,上述第四三相交流绕组74通过对U4相绕组、V4相绕组以及W4相绕组进行星形接线而构成。此外,供电线圈25的一端部25a与构成第一至第四三相交流绕组71、72、73、74的供电端子的第二导体末端10h的第二直立部10h2连接。此外,供电线圈25的另一端部25b通过在第二线圈端6b的轴向外侧处沿径向延伸的连结部25c,从而配置于相邻第一导体末端10i的第一直立部10i2间的空间的中央位置。因此,外部电力经由供电线(未图示)被供给至供电线圈25的另一端部25b和构成第一至第四三相交流绕组71、72、73、74的供电端子的第一导体末端10i的第一直立部10i2
此处,在实施方式三中,间隔D扩大后的相邻第一直立部10i2间的空间的中央部也位于构成第一至第四三相交流绕组71、72、73、74的供电端子的第二导体末端10h的第二直立部10h2的径向外侧。也就是说,从径向外侧观察时,构成第一至第四三相交流绕组71、72、73、74的供电端子的第二导体末端10h的第二直立部10h2位于间隔D扩大后的相邻第一直立部10i2间的空间的中央部。此外,构成第一至第四三相交流绕组71、72、73、74的供电端子的第二导体末端10h的与供电线连接的连接部通过从第二直立部10h2向径向外侧延伸的供电线圈25,从而被引出至间隔D扩大后的相邻第一直立部10i2间的空间的中央位置。
此外,定子绕组6B由第一至第四三相交流绕组71、72、73、74构成。第一至第四三相交流绕组71、72、73、74的各相绕组通过将四个绕组体10B串联连接而构成。因此,若着眼于U相绕组,则第一至第四三相交流绕组71、72、73、74的U1相绕组、U2相绕组、U3相绕组以及U4相绕组相对于外部电力处于并联的关系。因此,上述定子绕组6B的相绕组的并联数为四。
此外,在用于接线部的圆弧状区域13处,如图32所示那样以一个槽的间距排列有二十四根第二直立部10h2。因此,圆弧状区域13的角度范围的电角度为720°。由于定子绕组6B的相绕组的并联数为四,因此,圆弧状区域13的角度范围的电角度为(180×4)°。若使用槽数来表示上述圆弧状区域13的角度范围,则为(A×m×n)=(3×2×4)=24。由于每一个槽的电角度为30°,因此,二十四个槽数相当于720°电角度。
除了使用绕组体10B这一点以外,本实施方式三的定子1B与上述实施方式二的定子1A的结构相同。因而,在实施方式三中,也能获得与上述实施方式二相同的效果。
根据本实施方式三,定子绕组6B的相绕组的并联数为四,仅将绕组体10B的第一导体末端10i以及第二导体末端10h中的、各小线圈组的两个末端即第一导体末端10i和第二导体末端10h配置于圆弧状区域13内,并且使各组的U相、V相、W相的三根供电端子从槽5内引出的引出位置分散于槽5内的最内径位置与最外径位置,从而实现(180×n)°电角度的圆弧状区域13的角度范围。另外,n是并联数,此处为四。这样,由于能够将用于接线部的角度范围的电角度设为(180×n)°以下,因此,能够实现接线单元20A的小型化、轻量化。由此,由于定子1B的小型化、轻量化得以实现,因此,能够提高安装有定子1B的旋转电机朝向车辆的装设性,并且能够提高抗振性。
此处,在图34中示出了实施方式一至实施方式三的定子的参数A、S、p、m、n、q、B、r。另外,A是定子绕组的相数,S是槽数,p是每相的绕组体的总数,m是每极每相的槽数,n是并联数,q是供绕组体的直线部插入的槽的间隔,B是绕成一圈的小线圈组中串联连接的绕组体个数,r是供小线圈组中串联连接的绕组体的第一导体末端和第二导体末端延伸出来的槽的间隔。槽的间隔q是(位于供绕组体的直线部插入的槽之间的槽数+1)。槽的间隔r是(位于供小线圈组中串联连接的绕组体的第一导体末端和第二导体末端延伸出来的槽之间的槽数+1)。A是3以上的自然数。m包括分数个槽,因而不一定是自然数。
从图34可知,各参数满足下述关系。
S=p×A
n=p/b(其中,b是自然数)
q=(A×m)
B={p/(m×n)}
r={(S/B)-q}
接着,在图35中示出了变形例一至四的定子的参数。另外,变形例四是槽的间隔q交替地取4和5的情况,即变形例四是分数个槽的情况。
从图35可知,变形例一至四的定子的各参数也满足上述关系。此外,在变形例一至四的定子中,用于接线部的角度范围用槽数表示也为(A×m×n)以下。
另外,在上述各实施方式中,绕组体是使用矩形截面的导体线而制作出的,但构成绕组体的导体线的截面并不限定于矩形,例如也可使用圆形截面的导体线。
此外,在上述各实施方式中,定子绕组构成为对U相绕组、V相绕组以及W相绕组进行星形接线而成的三相交流绕组,不过,定子绕组也可构成为对U相绕组、V相绕组以及W相绕组进行Δ接线而成的三相交流绕组。
此外,在上述各实施方式中,定子绕组构成为三相交流绕组,不过,定子绕组的相数不限定于三相交流绕组,只要是多相交流绕组即可,例如还可以是六相交流绕组。
此外,在上述各实施方式中,使用了设置有四十八个槽的定子铁芯,但槽的总数并不限定于四十八个。另外,还设定为槽数以每极每相为两个的比例形成,但每极每相的槽数并不限定于两个,可以为一个,也可以为三个以上。
此外,在上述各实施方式中,使用了沿径向排列的两个δ字形的线圈图案形成为连续的绕组体,但绕组体既可以由一个δ字的线圈图案形成,也可以将沿径向排列的三个以上的δ字的线圈图案形成为连续。
此外,在上述各实施方式中,使用了沿径向排列的两个δ字形的线圈图案形成为连续的绕组体,但只要分布卷绕的绕组体以一个槽的间距并以与槽数相同的数量配置于定子铁芯,各绕组体的第一导体末端从第二线圈端的外径侧朝轴向外侧突出,并且第二导体末端从第二线圈端的内径侧朝轴向外侧突出,则绕组体并不限定于沿径向排列的两个δ字形的线圈图案形成为连续的绕组体。例如,也可使用将导体线以螺旋状卷绕多圈的、形成为所谓六边形的线圈图案的绕组体。
此外,在上述各实施方式中,绕组体以卷绕一根连续线的方式构成,不过,绕组体也可以将U字形或I字形的分段线圈串联连接的方式构成。在该情况下,较为理想的是,将U字形或I字形的分段线圈安装至定子铁芯后,将分段线圈连接而形成为绕组体。
此外,在上述各实施方式中,搭接部是通过对第二导体末端进行弯曲成形而形成的,不过,搭接部也可通过与第二导体末端不同的构件制作而成。
此外,在上述各实施方式中,定子铁芯通过使多个铁芯块呈圆环状排列的方式构成,不过,定子铁芯也可以是在周向上不被分割的圆环状铁芯。
此外,在上述各实施方式中,使构成小线圈组的连接对象的第一导体末端与第二导体末端的连接部的周向位置一致,不过,也可使连接对象的第一导体末端与第二导体末端的连接部的周向位置错开。
此外,在上述各实施方式中,使用接线单元对U相绕组、V相绕组以及W相绕组进行接线,不过,也可使用第一导体末端以及第二导体末端对U相绕组、V相绕组以及W相绕组进行接线。
此外,在各实施方式中,绕组体以全节距卷绕的方式构成,不过,绕组体也可以短节距卷绕的方式构成。
此外,在各实施方式中,绕组体的第一导体末端从槽内的径向最外径位置延伸出来,第二导体末端从槽内的径向最内径位置延伸出来,不过,只要第一导体末端从槽内的径向中央位置的径向外侧延伸出来并且第二导体末端从槽内的径向中央位置的径向内侧延伸出来即可。
符号说明
3:定子铁芯;5:槽;6、6A、6B:定子绕组;6b:第二线圈端;9:导体线;10、10A、10B:绕组体;10h:第二导体末端;10h2:第二直立部;10i:第一导体末端;10i2:第一直立部;12:搭接部;13:圆弧状区域;U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24:小线圈组。

Claims (4)

1.一种旋转电机用定子,包括:
圆环状的定子铁芯,所述定子铁芯沿周向排列有槽;以及
A相交流绕组,所述A相交流绕组安装于所述定子铁芯,其中,A为3以上的自然数,
所述旋转电机用定子的槽形成为每极每相的槽数为m,并且所述A相交流绕组的相同相的相绕组的并联数为n,其中,m为自然数,n为自然数,
所述旋转电机用定子的特征在于,
所述A相交流绕组包括分布卷绕的绕组体,所述绕组体沿周向以一个槽的间距并且以与所述槽的总数相同的数量安装于所述定子铁芯,所述绕组体分别由被绝缘包覆的导体线构成,
构成所述绕组体的所述导体线的第一导体末端从比所述槽内的径向中央靠外侧处向所述定子铁芯的轴向一侧延伸出来,所述导体线的第二导体末端从比所述槽内的径向中央靠内侧处向所述定子铁芯的轴向一侧延伸出来,
多个小线圈组分别是连接有所述绕组体的所述第一导体末端和连接对象的所述绕组体的所述第二导体末端的、绕成一圈且处于相同的电角度相位的多个所述绕组体的串联连接体,
所述绕组体的所述第一导体末端中、仅构成多个所述小线圈组的各小线圈组的一端的第一导体末端在圆弧状区域的外径侧处沿周向彼此分离地配设,其中,所述圆弧状区域在构成于所述定子铁芯的轴向一侧的所述A相交流绕组的线圈端的周向上延伸,
所述绕组体的所述第二导体末端中、仅构成多个所述小线圈组的各所述小线圈组的另一端的第二导体末端在所述圆弧状区域的内径侧处沿周向彼此分离地配设,
所述A相交流绕组通过对配设于所述圆弧状区域内的所述第一导体末端和所述第二导体末端进行接线而构成,
所述A相交流绕组的供电端子通过配设于所述圆弧状区域内的所述第一导体末端和所述第二导体末端构成,
从径向外侧观察时,构成所述供电端子的所述第二导体末端位于间隔比其他相邻的所述第一导体末端的间隔更大的相邻的所述第一导体末端之间的空间的中央部,
所述圆弧状区域的角度范围用槽数表示为A×m×n槽以下。
2.如权利要求1所述的旋转电机用定子,其特征在于,
所述绕组体的所述第一导体末端从所述槽内的最外径位置向所述定子铁芯的轴向一侧延伸出来,
所述绕组体的所述第二导体末端从所述槽内的最内径位置向所述定子铁芯的轴向一侧延伸出来。
3.如权利要求1或2所述的旋转电机用定子,其特征在于,
在夹着所述圆弧状区域的C字形区域中,所述第一导体末端在前端部具有沿轴向延伸的第一直立部,所述第二导体末端在前端部具有沿轴向延伸的第二直立部,所述第二直立部的周向位置与连接对象的所述第一直立部的周向位置一致。
4.如权利要求3所述的旋转电机用定子,其特征在于,
所述第二导体末端具有搭接部,所述搭接部在比所述线圈端靠轴向外侧的位置处向径向外侧延伸,所述第二直立部与连接对象的第一直立部在径向上相对而接合。
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