CN112039247B - 旋转电机以及定子绕组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转电机以及定子绕组。实现旋转电机的小型化。旋转电机(10)具有：三相的定子绕组(41)，定子绕组被构成为四个线圈被并联连接以使得在U相、V相、W相分别具有四个并联回路，并且所述定子绕组为波绕组方式；以及定子铁芯(32)，定子铁芯具备多个槽(31)，将构成同相的并联回路的四个线圈每两个划分而分别容纳到与转子(20)的各磁极对应地在周向上连续配置的两个槽(31)中。

Description

旋转电机以及定子绕组

本申请是基于申请号为201710384240.X、申请日为2017年05月26日、申请人为株式会社安川电机、发明名称为“旋转电机以及定子绕组”的发明提出的分案申请。

技术领域

发明的实施方式涉及旋转电机以及定子绕组。

背景技术

在专利文献1中记载了以下的车辆用交流发电机：在将作为U字型的电导体的多个分段体插入至定子铁芯的各槽中之后，将分段体彼此串联接合，由此构成1相的波形绕组。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利文献特开平11-155270号公报。

发明内容

发明所要解决的问题

在上述车辆用交流发电机中谋求小型化的情况下，希望装置构成进一步优化。

本发明是鉴于上述问题完成的，其目的在于提供能够实现小型化的旋转电机以及定子绕组。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，应用一种旋转电机，所述旋转电机具有：三相的定子绕组，所述定子绕组被构成为多个线圈被并联连接以使得在各相具有两个以上的并联回路，并且所述定子绕组为波绕组方式；以及定子铁芯，所述定子铁芯具备多个槽，所述多个槽分别容纳构成同相的所述并联回路的两个以上的所述线圈。

另外，根据本发明的其他观点，应用一种定子绕组，被安装到旋转电机的定子铁芯，所述定子绕组被构成为多个线圈被并联连接以使得在各相具有两个以上的并联回路，所述定子绕组为波绕组方式，并且被构成为构成同相的所述并联回路的两个以上的所述线圈被分别容纳到所述定子铁芯的多个槽中。

发明效果

根据本发明，能够实现旋转电机的小型化。

附图说明

图1是表示实施方式涉及的旋转电机的整体构成的一例的纵向截面图；

图2是基于图1中II-II截面的横向截面图；

图3是表示定子绕组的并联回路的构成的一例的回路图；

图4是表示U相线圈的配置构成的具体例子的说明图；

图5是表示V相线圈的配置构成的具体例子的说明图；

图6是表示W相线圈的配置构成的具体例子的说明图；

图7是表示第1变形例的U相线圈的配置构成的具体例子的说明图；

图8是表示第2变形例的U相线圈的配置构成的具体例子的说明图；

图9是表示第3变形例的U相线圈的配置构成的具体例子的说明图；

图10是表示第4变形例的U相线圈的配置构成的具体例子的说明图；

图11是表示第5变形例的U相线圈的配置构成的具体例子的说明图；

图12是表示第6变形例的U相线圈的配置构成的具体例子的说明图；

图13是表示第7变形例的U相线圈的配置构成的具体例子的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明实施方式。

<1.旋转电机的整体构成>

首先，参照图1和图2来说明本实施方式涉及的旋转电机10的整体构成的一例。旋转电机10被用作马达或发电机。

如图1和图2所示，旋转电机10具有转子20、定子30、框架11、负载侧支架12、反负载侧支架14、负载侧轴承13、反负载侧轴承15以及编码器17。

另外，在本说明书中，“负载侧”是指在旋转电机10上安装负载的方向、即在该例子中轴16突出的方向(图1中右侧、图2中纸面的跟前侧)，“反负载侧”是指负载侧的相反方向、即在该例子中在旋转电机10上配置编码器17的方向(图1中左侧、图2中纸面的里侧)。

定子30被设置于筒状的框架11的内周。转子20被配置于定子30的内周侧。转子20具备轴16。

负载侧支架12被设置于框架11的负载侧，反负载侧支架14被设置于框架11的反负载侧。在负载侧支架12的负载侧端部设置有防尘圈18。通过该防尘圈18能够抑制向旋转电机10内侵入异物。

负载侧轴承13被设置于负载侧支架12，反负载侧轴承15被设置于反负载侧支架14。轴16被负载侧轴承13和反负载侧轴承15支承为绕旋转轴心AX自由旋转。

另外，在本说明书中，“轴向”是指沿着上述旋转轴心AX的方向，“周向”是指绕旋转轴心AX的周向，“径向”是指以旋转轴心AX为中心的径向。

在轴16的负载侧轴承13与转子20之间安装有负载侧侧板8，在轴16的反负载侧轴承15与转子20之间安装有反负载侧侧板9。通过上述负载侧侧板8和反负载侧侧板9来限制转子20的轴向的移动。另外，在轴16的负载侧侧板8与负载侧轴承13之间安装有定位用侧板7。编码器17被设置于轴16的反负载侧端部。编码器17检测轴16的旋转位置。

另外，在该例子中为旋转电机10具有编码器17的构成，但是也可以为以下构成：可以具有编码器以外的旋转位置检测单元(分解器等)而不具有编码器17。

如图2所示，转子20具有转子铁芯22和多个永久磁铁23。转子铁芯22被安装于轴16的外周面，与定子30的内周面在径向上经由磁间隙对置配置。多个(在该例子中为16)永久磁铁23针对每1极呈V字状埋设于转子铁芯22，在转子铁芯22的周向上形成有多极(在该例子为8极)的磁极。在转子铁芯22上形成有通孔21，转子铁芯22通过通孔21与轴16嵌合而被固定于轴16的外周面。

另外，在该例子中，将转子20设为永久磁铁23呈V字状埋设于转子铁芯22的构成，但是也可以为永久磁铁23沿径向呈I字状埋设于转子铁芯22的构成。另外，在该例子中，将转子20设为永久磁铁23埋设于转子铁芯22的所谓的IPM(Internal Permanent Magnet，内部永磁)型的构成，但是也可以设定为永久磁铁23设置于转子铁芯22的表面的所谓SPM(Surface Permanent Magnet，表面永磁)型的构成。

如图2所示，定子30具有沿整个圆周排列有多个(在该例子中为48)槽31的近似圆环状的定子铁芯32以及以波绕组方式安装于多个槽31的定子绕组41。如图1所示，在定子铁芯32的反负载侧端面配置有接线部44，所述接线部44对构成定子绕组41的多个线圈进行接线处理。在接线部44上经由未图示的引线连接有未图示的外部电源，从外部电源经由引线和接线部44向定子绕组41进行供电。

定子铁芯32在内周侧具备横截面形状为近似矩形形状的多个齿部34。槽31形成在相邻的齿部34、34之间。定子绕组41以波绕组方式被安装于多个槽31，并且通过适当的模制树脂一体地树脂成形而固定。另外，也可以不进行树脂成形。并且，定子铁芯32也可以由多个铁芯片(所谓的分割铁芯)构成。

另外，上述说明的旋转电机10的构成是一个例子，也可以是上述以外的构成。例如，在上述中，以旋转电机的槽组合为8极48槽的情况为一个例子进行了说明，但是也可以是其他的槽组合。

<2.定子绕组的并联回路的构成>

接着，参照图3来说明定子绕组41的并联回路构成的一个例子。

如图3所示，定子绕组41构成为多个线圈被并联连接，以使得在U、V、W的各相上分别具有两个以上(在本实施方式中为四个)的并联回路Lu、Lv、Lw。即，U相的定子绕组41具有分别构成四个并联回路Lu的四个线圈U1、U2、U3、U4。V相的定子绕组41具有分别构成四个并联回路Lv的四个线圈V1、V2、V3、V4。W相的定子绕组41具有分别构成四个并联回路Lw的四个线圈W1、W2、W3、W4。在U相、V相、W相的各线圈中，各自的卷绕起始侧与前述的接线部44连接，卷绕结束侧与中性点N连接。

另外，在图3中，以回路构成为Y接线的情况为一个例子进行了图示，但是例如也可以是Δ接线或Y-Δ接线等回路构成。

<3.构成定子绕组的线圈的配置构成>

接着，参照图4～图6来说明构成定子绕组41的线圈的配置构成的一个例子。另外，在以下的说明中，将与转子20的各磁极对应分配的各相的槽31的数量设为每相每极槽数q、将各相的并联回路的数量设为并联回路数z、设常数n、将转子20的磁极的数量的一半(极数/2)设为极对数p进行说明。常数n在z≤p的情况下为1以上且上述每相每极槽数q以下的整数(1≤n≤q)，在z>p的情况下为1以上且pq/z以下的整数(1≤n≤pq/z)。

定子绕组41被构成为每相每极槽数q小于并联回路数z(q<z)，换言之，容纳于一个槽31中的构成同相的并联回路的线圈的数量为两个以上(z/q个)。另外，容纳于一个槽31中的构成同相的并联回路的两个以上的线圈的各自的卷绕起始位置被构成为在周向上等间隔配置。具体地说，两个以上的线圈的各自的卷绕起始位置在z≤p的情况下按照每个以360°×(n/z)表示的机械角配置，在z>p的情况下按照每个以360°×(n/p)表示的机械角配置。并且，容纳于一个槽31中的构成同相的并联回路的两个以上的线圈中的、构成一个并联回路的线圈被改变层(匝数)，以在构成其他的并联回路的线圈的卷绕起始位置与该线圈在径向上重叠。

另外，定子绕组41构成为每相每极槽数q为2以上，即构成为同相的并联回路的两个以上的线圈分别被容纳在按照与转子20的各磁极对应地在周向上连续配置的两个以上的槽31中。并且，定子绕组41构成为构成同相的并联回路的两个以上的线圈在径向依次轮替并且容纳在各槽31中。

如上所述，在旋转电机10中，由于具有转子20的磁极的数量为8、定子30的槽31的数量为48的8P48S的槽组合，因此每相每极槽数q为2。另外，并联回路数z为4，极对数p为4。因此，容纳于一个槽31中的构成同相的并联回路的线圈的数量为2(z/q)。另外，由于z≤p，常数n为1≤n≤q，因此例如在将常数n设为2的情况下，容纳于一个槽31中的两个线圈的各自的卷绕起始位置以机械角表示每隔180°(360°×(n/z))配置。因此，各线圈每隔180°、换言之在周向上每隔定子铁芯32的半周(n/z周)增加匝数。以下，说明在每相每极槽数q＝2、并联回路数z＝4、常数n＝2的情况下的各相的线圈的配置构成的具体例子。

(3-1.U相线圈的配置构成的具体例)

图4是表示U相线圈的配置构成的一例的说明图，将容纳于定子铁芯32的多个槽31中的U相线圈的配置构成在周向上展开而示意性示出。如前所述，U相的定子绕组41包括分别构成四个并联回路Lu的四个线圈U1、U2、U3、U4。

在图4中，线圈U1在第1匝中第48槽成为卷绕起始位置，容纳方向从轴向一侧向另一侧、从另一侧向一侧交替地改变，并且分别被容纳在第7槽、第12槽、第19槽中。在作为线圈U3的卷绕起始位置的第24槽中匝数增加，在第2匝中，容纳方向被交替改变，并且分别容纳在第24槽、第31槽、第36槽、第43槽中。在作为自身的线圈U1的卷绕起始位置的第48槽中匝数增加，在第3匝中同样地被分别容纳在第48槽、第7槽、第12槽、第19槽中。在作为线圈U3的卷绕起始位置的第24槽中匝数增加，在第4匝中同样分别被容纳在第24槽、第31槽、第36槽、第43槽中。之后，在第5匝、第6匝、第7匝、第8匝中同样地被容纳。并且，在作为自身的线圈U1的卷绕起始位置的第48槽中匝数增加，在第9匝中分别被容纳在第48槽、第7槽、第12槽中，第19槽成为卷绕结束位置。

线圈U2被容纳在与线圈U1邻接的槽31中。线圈U2在第1匝中第1槽成为卷绕起始位置，容纳方向从轴向一侧向另一侧、从另一侧向一侧交替地改变，并且分别被容纳在第6槽、第13槽、第18槽中。在作为线圈U4的卷绕起始位置的第25槽中匝数增加，在第2匝中，容纳方向被交替改变，并且分别被容纳在第25槽、第30槽、第37槽、第42槽中。在作为自身的线圈U2的卷绕起始位置的第1槽中匝数增加，在第3匝中同样地分别被容纳在第1槽、第6槽、第13槽、第18槽中。在作为线圈U4的卷绕起始位置的第25槽中匝数增加，在第4匝中同样地分别被容纳在第25槽、第30槽、第37槽、第42槽中。之后，在第5匝、第6匝、第7匝、第8匝中被同样容纳。并且，在作为自身的线圈U2的卷绕起始位置的第1槽中匝数增加，在第9匝中分别被容纳在第1槽、第6槽、第13槽中，第18槽成为卷绕结束位置。

线圈U3被容纳在与线圈U1相同的槽31中。线圈U3在第1匝中第24槽成为卷绕起始位置，容纳方向从轴向一侧向另一侧、从另一侧向一侧交替地改变，并且分别被容纳在第31槽、第36槽、第43槽中。在作为线圈U1的卷绕起始位置的第48槽中匝数增加，在第2匝中容纳方向被交替改变，并且分别被容纳在第48槽、第7槽、第12槽、第19槽中。在作为自身的线圈U3的卷绕起始位置的第24槽中匝数增加，在第3匝中同样地分别被容纳在第24槽、第31槽、第36槽、第43槽中。在作为线圈U1的卷绕起始位置的第48槽中匝数增加，在第4匝中同样地被分别容纳在第48槽、第7槽、第12槽、第19槽中。之后，在第5匝、第6匝、第7匝、第8匝中被同样容纳。并且，在作为自身的线圈U3的卷绕起始位置的第24槽中匝数增加，在第9匝中分别被容纳在第24槽、第31槽、第36槽中，第43槽成为卷绕结束位置。

线圈U4被容纳在与线圈U3邻接的槽31中，并且被容纳在与线圈U2相同的槽31中。线圈U4在第1匝中第25槽的槽成为卷绕起始位置，容纳方向从轴向一侧向另一侧、从另一侧向一侧交替地改变，并且分别被容纳在第30槽、第37槽、第42槽中。在作为线圈U2的卷绕起始位置的第1槽中匝数增加，在第2匝中，容纳方向被交替改变，并且被分别容纳在第1槽、第6槽、第13槽、第18槽中。在作为自身的线圈U4的卷绕起始位置的第25槽匝数增加，在第3匝中，同样被分别容纳在第25槽、第30槽、第37槽、第42槽中。在作为线圈U2的卷绕起始位置的第1槽匝数增加，在第4匝中同样地分别被容纳在第1槽、第6槽、第13槽、第18槽中。之后，在第5匝、第6匝、第7匝、第8匝中被同样容纳。并且，在作为自身的线圈U3的卷绕起始位置的第25槽中匝数增加，在第9匝中分别被容纳在第25槽、第30槽、第37槽中，第42槽成为卷绕结束位置。

根据以上，U相的分别构成四个并联回路Lu的四个线圈U1、U2、U3、U4在周向上连续配置的两个槽31中分为线圈U1和U2、线圈U3和U4这2组而各被容纳两个。另外，容纳在相同的槽31中的两个线圈U1、U3的各自的卷绕起始位置在周向上间隔180°配置，同样地被容纳在相同的槽31中的两个线圈U2、U4的各自的卷绕起始位置在周向上间隔180°配置。另外，被容纳在相同的槽31中的两个线圈U1、U3以线圈U1在线圈U3的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层，并且以线圈U3在线圈U1的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。同样地，被容纳在相同的槽31中的两个线圈U2、U4以线圈U2在线圈U4的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层，并且以线圈U4在线圈U2的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。以上的结果是，在容纳线圈U1、U3的槽31(例如第48槽、第24槽等)中，线圈U1、U3沿径向依次轮替并且被交替容纳，在容纳线圈U2、U4的槽31(例如第1槽、第25槽等)中，线圈U2、U4沿径向依次轮替并且被交替容纳。

(3-2.V相线圈的配置构成的具体例子)

图5是表示V相线圈的配置构成的一个例子的说明图，将容纳于定子铁芯32的多个槽31中的V相线圈的配置构成在周向上展开并示意性地示出。如前所述，V相的定子绕组41包括分别构成四个并联回路Lv的四个线圈V1、V2、V3、V4。

在图5中，线圈V1、V2、V3、V4的配置构成是将前述的图4所示的线圈U1、U2、U3、U4的配置构成在周向上移动槽数16后的配置构成，除此以外均相同，因此省略说明。由此，分别构成V相的四个并联回路Lv的四个线圈V1、V2、V3、V4在周向上连续配置的两个槽31中分为线圈V1和V2、线圈V3和V4这两组而各被容纳两个。另外，被容纳在相同的槽31中的两个线圈V1、V3的各自的卷绕起始位置在周向上间隔180°配置，同样地容纳在相同的槽31中的两个线圈V2、V4的各自的卷绕起始位置在周向上间隔180°配置。另外，被容纳在相同的槽31中的两个线圈V1、V3以线圈V1在线圈V3的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层，并且以线圈V3在线圈V1的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。同样地，被容纳在相同的槽31中的两个线圈V2、V4以线圈V2在线圈V4的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层，并且以线圈V4在线圈V2的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。以上的结果是，在容纳线圈V1、V3的槽31(例如第16槽、第40槽等)中，线圈V1、V3沿径向依次轮替并且被交替容纳，在容纳线圈V2、V4的槽31(例如第17槽、第41槽等)中，线圈V2、V4沿径向依次轮替并且被交替容纳。

(3-3.W相线圈的配置构成的具体例子)

图6是表示W相线圈的配置构成的一个例子的说明图，将容纳于定子铁芯32的多个槽31中的W相线圈的配置构成在周向上展开并示意性地示出。如前所述，W相的定子绕组41包括分别构成四个并联回路Lw的四个线圈W1、W2、W3、W4。

在图6中，线圈W1、W2、W3、W4的配置构成是将前述的图4所示的线圈U1、U2、U3、U4的配置构成在周向上移动槽数8后的配置构成，除此以外均相同，因此省略说明。由此，分别构成W相的四个并联回路Lw的四个线圈W1、W2、W3、W4在周向上连续配置的两个槽31中分为线圈W1和W2、线圈W3和W4这两组而被各容纳两个。另外，被容纳在相同的槽31中的两个线圈W1、W3的各自的卷绕起始位置在周向上间隔180°配置，同样地被容纳在相同的槽31中的两个线圈W2、W4的各自的卷绕起始位置在周向上间隔180°配置。另外，被容纳在相同的槽31中的两个线圈W1、W3以线圈W1在线圈W3的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层，并且以线圈W3在线圈W1的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。同样地，被容纳在相同的槽31中的两个线圈W2、W4以线圈W2在线圈W4的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层，并且以线圈W4在线圈W2的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。以上的结果是，在容纳线圈W1、W3的槽31(例如第8槽、第32槽等)中，线圈W1、W3沿径向依次轮替并且被交替容纳，在容纳线圈W2、W4的槽31(例如第9槽、第33槽等)中，线圈W2、W4沿径向依次轮替并且被交替容纳。

另外，以上，作为一个例子说明了各线圈的匝数为9的情况，但是匝数不限于9，能够根据旋转电机的要求规格、性能等设定为适当的匝数。

<4.第1实施方式的效果>

如以上说明的那样，本实施方式的旋转电机10具有：三相的定子绕组41，定子绕组41被构成为多个线圈并联连接以使得在各相具有两个以上的并联回路，并且所述定子绕组为波绕组方式；以及定子铁芯32，所述定子铁芯32具备多个槽31，所述槽31分别容纳构成同相的并联回路的两个以上的线圈。由此，起到如下的效果。

即，当将定子绕组41以波绕组方式安装到定子铁芯32时，与其他的分布卷绕方式相比能够减小线圈末端。另外，当定子绕组41在各相上具有两个以上的并联回路时，与串联回路的情况相比，能够使得也包含逆变器等外部设备的回路构成小型化。在本实施方式中，通过在多个槽31的每个中分别容纳构成同相的并联回路的两个以上的线圈，能够实现将具有并联回路的定子绕组41以波绕组方式安装到定子铁芯32的旋转电机10。因此，能够实现使得旋转电机10小型化。

另外，在本实施方式中，尤其是，定子绕组41构成为容纳于一个槽31中的、构成同相的并联回路的两个以上的线圈的各自的卷绕起始位置在周向上等间隔配置。

由此，能够使得分别构成各并联回路的各线圈的各匝中的卷绕量(卷绕长度)近似均匀化。因此，能够抑制产生由于各匝中的卷绕量的差异而引起的并联回路彼此之间的常数不均衡(电感、阻抗、电流值等的不均衡)。

另外，在本实施方式中，尤其是，定子绕组41被构成为以被容纳在上述一个槽中的构成同相的并联回路的两个以上的线圈中的、构成一个并联回路的线圈在构成其他的并联回路的线圈的卷绕起始位置与该线圈在径向上重叠的方式被改变层(匝数)。由此，起到如下的效果。

例如，在将定子绕组41设为针对各磁极改变匝数的构成的情况下，有时会在并联回路数的选择上产生限制、或者为了根据匝数和槽数等构成并联回路而需要在径向的最外周和最内周之间设置旁路回路。

根据本实施方式，由于构成各并联回路的线圈能够设为在其他的线圈的各卷绕起始位置增加匝数的构成，因此能够不用如上所述设置旁路回路而选择任意的并联回路数。因此，能够提高设计的自由度，并且能够有助于线圈末端的小型化。

另外，在本实施方式中，尤其是，旋转电机10具有包括多个磁极的转子20，定子绕组41构成为构成同相的并联回路的两个以上的线圈分别被容纳在与转子20的各磁极对应地沿周向连续配置的两个以上的槽31中。

由此，由于能够增加并联回路数，因此能够实现旋转电机10的进一步小型化。另外，由于定子绕组41的匝数的选择余地大，因此能够进一步提高设计的自由度。

另外，在本实施方式中，尤其是，定子绕组41构成为构成同相的并联回路的两个以上的线圈沿定子铁芯32的径向依次轮替并且被容纳在各槽31中。由此，起到如下的效果。

例如，在设为槽31内构成两个并联回路的线圈(例如线圈U1和U2、线圈U3和U4)分为径向外侧和内侧而被层叠的构成的情况下，有可能在外侧的并联回路与内侧的并联回路之间产生由于槽泄漏磁通而引起的常数不均衡(电感、阻抗、电流值等的不均衡)。这样的常数不均衡的产生可成为旋转电机的特性的降低或振动、噪音的原因。

根据本实施方式，由于在槽31内构成两个并联回路的线圈交替轮替地层叠，因此能够消除上述的并联回路彼此之间的常数不均衡。因此，能够防止旋转电机10的特性的降低或振动、噪音的产生等。

另外，在本实施方式中，尤其是，定子绕组41被构成为：多个线圈被并联连接，以使得在U相、V相、W相分别具有四个并联回路Lu、Lv、Lw，在U相(V相、W相也同样)中，分别构成四个并联回路Lu的四个线圈U1、U2、U3、U4在与转子20的各磁极对应地在周向上连续配置的两个槽31中分为线圈U1、U3和线圈U2、U4而各被容纳两个，被容纳在上述一个槽31中的两个线圈U1、U3(线圈U2、U4)的各自的卷绕起始位置在定子铁芯32的周向上间隔180°配置，并且以被容纳在上述一个槽31中的两个线圈U1、U3(线圈U2、U4)中的一个线圈U1(U2)在另一个线圈U3(U4)的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。由此，起到如下的效果。

即，一般来说，并联回路数越多，旋转电机10越能够进一步小型化，并且定子绕组41的匝数的选择余地大，能够提高设计的自由度。另一方面，如果并联回路数过多，则在定子绕组41的制造过程中难以一体化，制造性降低。在本实施方式中，通过将各相的并联回路数z设定为4，对于上述的小型化及设计的自由度的提高能够得到一定的效果，并且能够避免并联回路数z过多，也能够确保制造性。另外，通过将每相每极槽数q设定为2，在体型或强度、输出(转速或转矩)等中，能够具有例如与用作电动汽车(EV)的旋转电机的情况下的要求相匹配的特性。因此，能够实现适于电动汽车(EV)的用途的旋转电机。

<5.线圈的配置构成的变形例>

另外，发明的实施方式中的线圈的配置构成不限于上述的构成，能够在不脱离其主旨和技术构思的范围内进行各种变形。以下，对其变形例进行说明。另外，以下作为一个例子对线圈的匝数为9的情况进行说明，但是如上所述匝数不限于9，能够根据旋转电机的要求规格、性能等酌情改变。

(5-1.在q＝2、z＝8、n＝1、p＝4的情况下)

本变形例是每相每极槽数q＝2、各相的并联回路数z＝8、常数n＝1(由于z>p，因此1≤n≤pq/z)、极对数p＝4的情况。在此情况下，被容纳到一个槽31中的构成同相的并联回路的线圈的数量为4(z/q)。另外，被容纳到一个槽31中的四个线圈的各自的卷绕起始位置由于z>p而以机械角表示每隔90°(360°×(n/p))被配置。因此，各线圈每隔90°换言之在周向上每隔定子铁芯32的1/4周(n/p周)增加匝数。

图7表示本变形例的U相线圈的配置构成的一个例子。V相、W相由于是将U相线圈的配置构成在周向上移动适当的槽数的配置构成，因此省略说明。

在本变形例中，U相的定子绕组41包括分别构成8个并联回路Lu的8个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8。

如图7所示，分别构成U相的8个并联回路Lu的8个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8在周向上连续配置的两个槽31中分为线圈U1和U2、线圈U3和U4、线圈U5和U6、线圈U7和U8这四组而各被容纳两个。并且，被容纳到相同的槽31中的四个线圈U1、U3、U5、U7的各自的卷绕起始位置在周向上间隔90°配置，同样地被容纳到相同的槽31中的四个线圈U2、U4、U6、U8的各自的卷绕起始位置在周向上间隔90°配置。另外，被容纳到相同的槽31中的四个线圈U1、U3、U5、U7以各个线圈在其他的线圈的卷绕起始位置和自身的线圈的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。同样地，被容纳到相同的槽31中的四个线圈U2、U4、U6、U8以各个线圈在其他的线圈的卷绕起始位置和自身的线圈的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。

以上的结果是，在容纳线圈U1、U3、U5、U7的槽31(例如第48槽、第12槽、第24槽、第36槽等)中，线圈U1、U3、U5、U7沿径向依次轮替并且被交替容纳。例如，在第48槽中，匝数从小至大并以线圈U1、U7、U5、U3…的顺序容纳。另外，例如在第12槽中，匝数从小至大并以线圈U3、U1、U7、U5…的顺序容纳。另外，例如在第24槽中，匝数从小至大并以线圈U5、U3、U1、U7…的顺序容纳。另外，例如在第36槽中，匝数从小至大并以线圈U7、U5、U3、U1…的顺序容纳。

另外，在容纳线圈U2、U4、U6、U8的槽31(例如第1槽、第13槽、第25槽、第37槽等)中，线圈U2、U4、U6、U8沿径向依次轮替并且被交替容纳。例如，在第1槽中，匝数从小至大并以线圈U2、U8、U6、U4…的顺序容纳。另外，例如在第13槽中，匝数从小至大并以线圈U4、U2、U8、U6…的顺序容纳。另外，例如在第25槽中，匝数从小至大并以线圈U6、U4、U2、U8…的顺序容纳。另外，例如在第37槽中，匝数从小至大并以线圈U8、U6、U4、U2…的顺序容纳。

在本变形例中，也能够得到与上述实施方式同样的效果。另外，通过将并联回路数设定为8，旋转电机10能够进一步小型化，并且定子绕组41的匝数的选择余地大，能够进一步提高设计的自由度。

(5-2.在q＝1、z＝4、n＝1、p＝8的情况下)

本变形例是每相每极槽数q＝1、各相的并联回路数z＝4、常数n＝1(由于z≤p，因此1≤n≤q)、极对数p＝8的情况。在此情况下，被容纳到一个槽31中的构成同相的并联回路的线圈的数量为4(z/q)。另外，被容纳到一个槽31中的四个线圈的各自的卷绕起始位置由于z≤p而以机械角表示每隔90°(360°×(n/z))被配置。因此，各线圈每隔90°换言之在周向上每隔定子铁芯32的1/4周(n/z周)增加匝数。在本变形例中，旋转电机10具有16极48槽的槽组合。

图8表示本变形例的U相线圈的配置构成的一个例子。V相、W相由于是将U相线圈的配置构成在周向上移动适当的槽数的配置构成，因此省略说明。

如上所述，U相的定子绕组41包括分别构成四个并联回路Lu的四个线圈U1、U2、U3、U4。

如图8所示，分别构成U相的四个并联回路Lu的四个线圈U1、U2、U3、U4全部被容纳到单独的槽31中。另外，被容纳到相同的槽31中的四个线圈U1、U2、U3、U4的各自的卷绕起始位置在周向上间隔90°配置。另外，被容纳到相同的槽31中的四个线圈U1、U2、U3、U4以各个线圈在其他的线圈的卷绕起始位置和自身的线圈的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。以上的结果是，在容纳线圈U1、U2、U3、U4的槽31(例如第48槽、第12槽、第24槽、第36槽等)中，线圈U1、U2、U3、U4沿径向依次轮替并且被容纳。例如，在第48槽中，匝数从小至大以线圈U1、U4、U3、U2…的顺序容纳。另外，例如在第12槽中，匝数从小至大以线圈U2、U1、U4、U3…的顺序容纳。另外，例如，在第24槽中，匝数从小至大并以线圈U3、U2、U1、U4…的顺序容纳。另外，例如，在第36槽中，匝数从小至大并以线圈U4、U3、U2、U1…的顺序容纳。

在本变形例中，能够得到与上述实施方式相同的效果。

(5-3.在q＝2、z＝6、n＝2、p＝6的情况下)

本变形例是每相每极槽数q＝2、各相的并联回路数z＝6、常数n＝2(由于z≤p因此1≤n≤q)、极对数p＝6的情况。在此情况下，被容纳到一个槽31中的构成同相的并联回路的线圈的数量为3(z/q)。另外，被容纳到一个槽31中的三个线圈的各自的卷绕起始位置由于z≤p而以机械角表示每隔120°(360°×(n/z))被配置。因此，各线圈每隔120°换言之在周向上每隔定子铁芯32的1/3周(n/z周)增加匝数。在本变形例中，旋转电机10具有12极72槽的槽组合。

图9表示本变形例的U相线圈的配置构成的一个例子。V相、W相由于是将U相线圈的配置构成在周向上移动适当的槽数的配置构成，因此省略说明。

U相的定子绕组41包括分别构成六个并联回路Lu的四个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6。V相、W相也同样。

如图9所示，分别构成U相的六个并联回路Lu的六个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6在周向上连续配置的两个槽31中分为线圈U1和U2、线圈U3和U4、线圈U5和U6这三组而各被容纳两个。另外，被容纳到相同的槽31中的三个线圈U1、U3、U5的各自的卷绕起始位置在周向上间隔120°配置，同样地被容纳到相同的槽31中的三个线圈U2、U4、U6的各自的卷绕起始位置在周向上间隔120°配置。另外，被容纳到相同的槽31中的三个线圈U1、U3、U5以各个线圈在其他的线圈的卷绕起始位置和自身的线圈的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。同样地，被容纳到相同的槽31中的三个线圈U2、U4、U6以各个线圈在其他的线圈的卷绕起始位置和自身的线圈的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。

以上的结果是，在容纳线圈U1、U3、U5的槽31(例如，第72槽、第24槽、第48槽等)中，线圈U1、U3、U5沿径向依次轮替并且被容纳。例如，在第72槽中，匝数从小至大以线圈U1、U5、U3…的顺序容纳。在第24槽中，以线圈U3、U1、U5…的顺序容纳。在第48槽中，以线圈U5、U3、U1…的顺序容纳。

另外，在容纳线圈U2、U4、U6的槽31(例如，第1槽、第25槽、第49槽等)中，线圈U2、U4、U6沿径向依次轮替并且被容纳。例如，在第1槽中，匝数从小至大并以线圈U2、U6、U4…的顺序容纳。在第25槽中，以线圈U4、U2、U6…的顺序容纳。在第49槽中，以线圈U6、U4、U2…的顺序容纳。

在本变形例中，也能得到与上述实施方式相同的效果。另外，通过将并联回路数设定为6，旋转电机10能够进一步小型化，并且定子绕组41的匝数的选择余地大，能够进一步提高设计的自由度。

(5-4.在q＝1、z＝3、n＝1、p＝12的情况下)

本变形例是设为每相每极槽数q＝1、各相的并联回路数z＝3、常数n＝1(由于z≤p，因此1≤n≤q)、极对数p＝12的情况。在此情况下，被容纳到一个槽31中的构成同相的并联回路的线圈的数量为3(z/q)。另外，被容纳到一个槽31中的三个线圈的各自的卷绕起始位置由于z≤p而以机械角表示每隔120°(360°×(n/z))配置。因此，各线圈每隔120°换言之在周向上每隔定子铁芯32的1/3周(n/z周)增加匝数。在本变形例中，旋转电机10具有24极72槽的槽组合。

图10表示本变形例的U相线圈的配置构成的一个例子。V相、W相由于是将U相线圈的配置构成在周向上移动适当的槽数的配置构成，因此省略说明。

U相的定子绕组41包括分别构成三个并联回路Lu的三个线圈U1、U2、U3。V相、W相也是同样的。

如图10所示，分别构成U相的三个并联回路Lu的三个线圈U1、U2、U3全部被容纳到单独的槽31中。另外，被容纳到相同的槽31中的三个线圈U1、U2、U3的各自的卷绕起始位置在周向上间隔120°配置。另外，被容纳到相同的槽31中的三个线圈U1、U2、U3以各个线圈在其他的线圈的卷绕起始位置和自身的线圈的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。以上的结果是，在容纳线圈U1、U2、U3的槽31(例如，第72槽、第24槽、第48槽等)中，线圈U1、U2、U3沿径向依次轮替并且被容纳。例如，在第72槽中，匝数从小至大并以线圈U1、U3、U2…的顺序容纳。另外，例如，在第24槽中，匝数从小至大并以线圈U2、U1、U3…的顺序容纳。另外，例如，在第48槽中，匝数从小至大并以线圈U3、U2、U1…的顺序容纳。

在本变形例中，也能得到与上述实施方式相同的效果。

(5-5.在q＝1、z＝2、n＝1、p＝8的情况下)

本变形例是每相每极槽数q＝1、各相的并联回路数z＝2、常数n＝1(由于z≤p，因此1≤n≤q)、极对数p＝8的情况。在此情况下，被容纳到一个槽31中的构成同相的并联回路的线圈的数量为2(z/q)。另外，被容纳到一个槽31中的两个线圈的各自的卷绕起始位置由于z≤p而以机械角表示每隔180°(360°×(n/z))配置。因此，各线圈每隔180°换言之在周向上每隔定子铁芯32的半周(n/z周)增加匝数。在本变形例中，旋转电机10具有16极48槽的槽组合。

图11表示本变形例的U相线圈的配置构成的一例。V相、W相由于是将U相线圈的配置构成在周向上移动适当的槽数的配置构成，因此省略说明。

U相的定子绕组41包括分别构成两个并联回路Lu的两个线圈U1、U2。V相、W相也是同样的。

如图11所示，分别构成U相的两个并联回路Lu的两个线圈U1、U2全部被容纳到单独的槽31中。另外，被容纳到相同的槽31中的两个线圈U1、U2的各自的卷绕起始位置在周向上间隔180°配置。另外，被容纳到相同的槽31中的两个线圈U1、U2以各个线圈在其他的线圈的卷绕起始位置和自身的线圈的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。以上的结果是，在被容纳线圈U1、U2的槽31(例如，第48、第24等)中，线圈U1、U2沿径向依次轮替并且被交替容纳。

在本变形例中，也能得到与上述实施方式相同的效果。

(5-6.在q＝1、z＝6、n＝1、p＝12的情况下)

本变形例是设为每相每极槽数q＝1、各相的并联回路数z＝6、常数n＝1(由于z≤p，因此1≤n≤q)、极对数p＝12的情况。在此情况下，被容纳到一个槽31中的构成同相的并联回路的线圈的数量为6(z/q)。另外，被容纳到一个槽31中的六个线圈的各自的卷绕起始位置由于z≤p而以机械角表示每隔60°(360°×(n/z))被配置。因此，各线圈每隔60°换言之在周向上每隔定子铁芯32的1/6周(n/z周)增加匝数。在本变形例中，旋转电机10具有24极72槽的槽组合。

图12表示本变形例的U相线圈的配置构成的一例。V相、W相由于是将U相线圈的配置构成在周向上移动适当的槽数的配置构成，因此省略说明。

U相的定子绕组41包括分别构成六个并联回路Lu的六个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6。V相、W相也是同样的。

如图12所示，分别构成U相的六个并联回路Lu的六个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6被全部容纳到单独的槽31中。另外，被容纳到相同的槽31中的六个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6的各自的卷绕起始位置在周向上间隔60°配置。另外，被容纳到相同的槽31中的六个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6以各个线圈在其他的线圈的卷绕起始位置和自身的线圈的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。

以上的结果是，在容纳线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6的槽31(例如，第72槽、第12槽、第24槽、第36槽、第48槽、第60槽等)中，线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6沿径向依次轮替并且被容纳。例如，在第72槽中，匝数从小至大并以线圈U1、U6、U5、U4、U3、U2…的顺序容纳。在第12槽中，以线圈U2、U1、U6、U5、U4、U3…的顺序容纳。在第24槽中，以线圈U3、U2、U1、U6、U5、U4…的顺序容纳。在第36槽中，以线圈U4、U3、U2、U1、U6、U5…的顺序容纳。在第48槽中，以线圈U5、U4、U3、U2、U1、U6…的顺序容纳。在第60槽中，以线圈U6、U5、U4、U3、U2、U1…的顺序容纳。

在本变形例中，也能得到与上述实施方式相同的效果。另外，通过将并联回路数设定为6，旋转电机10能够进一步小型化，并且定子绕组41的匝数的选择余地大，能够进一步提高设计的自由度

(5-7.在q＝3、z＝6、n＝2、p＝4的情况下)

本变形例是设为每相每极槽数q＝3、各相的并联回路数z＝6、常数n＝2(由于z>p，因此1≤n≤pq/z)、极对数p＝4的情况。在此情况下，被容纳到一个槽31中的构成同相的并联回路的线圈的数量为6。另外，被容纳到一个槽31中的六个线圈的各自的卷绕起始位置在将三个线圈作为一组时2组线圈由于z>p而机械角表示每隔180°(360°×(n/p))配置。因此，各线圈每隔180°、换言之在周向上每隔定子铁芯32的半周(n/p周)增加匝数。在本变形例中，旋转电机10具有8极72槽的槽组合。

图13表示本变形例的U相线圈的配置构成的一个例子。V相、W相由于是将U相线圈的配置构成在周向上移动适当的槽数的配置构成，因此省略说明。

U相的定子绕组41包括分别构成六个并联回路Lu的六个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6。V相、W相也是同样的。

如图13所示，分别构成U相的六个并联回路Lu的六个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6在周向上连续配置的三个槽31中分为线圈U1、U2、U3和线圈U4、U5、U6这两组而各被容纳三个。另外，被容纳到相同的槽31中的六个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6的各自的卷绕起始位置分为线圈U1、U2、U3和线圈U4、U5、U6这两组而在周向上间隔180°配置。另外，被容纳到相同的槽31中的六个线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6以各个线圈在其他的线圈的卷绕起始位置和自身的线圈的卷绕起始位置沿径向重叠的方式被改变层。

以上的结果是，在容纳线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6的槽31(例如，第72槽、第1槽、第2槽、第36槽、第37槽、第38槽等)中，线圈U1、U2、U3、U4、U5、U6沿径向依次轮替并且被交替容纳。例如，在第72槽中，匝数从小至大并以线圈U1、U6、U2、U4、U3、U5…的顺序容纳。另外，例如在第1槽中，匝数从小至大并以线圈U2、U4、U3、U5、U1、U6…的顺序容纳。另外，例如在第2槽中，匝数从小至大并以线圈U3、U5、U1、U6、U2、U4…的顺序容纳。例如，在第36槽中，匝数从小至大并以线圈U4、U3、U5、U1、U6、U2…的顺序容纳。另外，例如，在第37槽中，匝数从小至大并以线圈U5、U1、U6、U2、U4、U3…的顺序容纳。另外，例如，在第38槽中，匝数从小至大并以线圈U6、U2、U4、U3、U5、U1…的顺序容纳。

在本变形例中，也能得到与上述实施方式相同的效果。另外，通过将并联回路数设定为6，旋转电机10能够进一步小型化，并且定子绕组41的匝数的选择余地大，能够进一步提高设计的自由度。

另外，除了以上已经叙述的以外，也可以适当组合上述各实施方式的手法而利用。此外，虽然未一一例示，但是上述各实施方式可在不脱离其主旨的范围内添加各种改变而实施。

符号说明

10 旋转电机

20 转子

31 槽

32 定子铁芯

41 定子绕组

Lu 并联回路

Lv 并联回路

Lw 并联回路

U1～U4 线圈

V1～V4 线圈

W1～W4 线圈。

Claims (6)

1.一种旋转电机，其特征在于，具有：

三相的定子绕组，所述定子绕组被构成为：多个线圈被并联连接以使各相具有两个以上的并联回路，并且所述定子绕组为波绕组方式；

定子铁芯，所述定子铁芯具备多个槽，所述多个槽分别容纳构成同相的所述并联回路的两个以上的所述线圈；以及

转子，包括多个磁极，

所述定子绕组被构成为：

在被容纳到一个所述槽中的、构成同相的所述并联回路的两个以上的所述线圈中，构成所述并联回路的一个所述线圈仅在该线圈的卷绕起始位置以及构成所述并联回路的其他所述线圈的卷绕起始位置改变层，

构成所述同相的并联回路的所述两个以上的线圈分别被容纳到与所述转子的各个所述磁极对应地沿所述定子铁芯的周向连续配置的两个以上的所述槽中，并且，

对于构成所述同相的并联回路的所述两个以上的线圈的每个，改变所述层的部位在所述定子铁芯的径向上依次轮替并且容纳在各槽中。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述线圈的卷绕起始位置位于所述槽的径向一端的层，并且所述线圈的卷绕结束位置位于所述槽的径向另一端的层。

3. 一种旋转电机，其特征在于，具有：

三相的定子绕组，所述定子绕组被构成为：多个线圈被并联连接以使各相具有两个以上的并联回路，并且所述定子绕组为波绕组方式；以及

定子铁芯，所述定子铁芯具备多个槽，所述多个槽分别容纳构成同相的所述并联回路的两个以上的所述线圈；

所述定子绕组被构成为：

在被容纳到一个所述槽中的、构成同相的所述并联回路的两个以上的所述线圈中，构成所述并联回路的一个所述线圈仅在该线圈的卷绕起始位置以及构成所述并联回路的其他所述线圈的卷绕起始位置改变层，并且，

所述定子绕组被构成为：

所述多个线圈并联连接构成，以使U相、V相、W相分别具有四个所述并联回路，

在各相中，构成同相的所述并联回路的四个所述线圈每两个被容纳在与转子的各个磁极对应地沿所述定子铁芯的周向连续配置的两个所述槽中，

被容纳到一个所述槽中的、构成同相的所述并联回路的两个所述线圈的各自的卷绕起始位置在所述定子铁芯的周向上间隔180°配置，

在被容纳到一个所述槽中的、构成同相的所述并联回路的两个所述线圈中，构成一个所述并联回路的所述线圈在构成另一个所述并联回路的所述线圈的所述卷绕起始位置改变层，以与所述构成另一个所述并联回路的线圈在所述定子铁芯的径向上重叠。

4.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

所述线圈的卷绕起始位置位于所述槽的径向一端的层，并且所述线圈的卷绕结束位置位于所述槽的径向另一端的层。

5.一种定子绕组，被安装在具有转子的旋转电机的定子铁芯上，所述转子具有多个磁极，所述定子绕组的特征在于，

被构成为多个线圈被并联连接以使各相具有两个以上的并联回路，并且所述定子绕组为波绕组方式，并被构成为构成同相的所述并联回路的两个以上的所述线圈分别被容纳在所述定子铁芯的各个槽中，并且，

在被容纳到一个所述槽中的、构成同相的所述并联回路的两个以上的所述线圈中，构成所述并联回路的一个所述线圈仅在该线圈的卷绕起始位置以及构成所述并联回路的其他所述线圈的卷绕起始位置改变层，

构成所述同相的并联回路的所述两个以上的线圈分别被容纳到与所述转子的各个所述磁极对应地沿所述定子铁芯的周向连续配置的两个以上的所述槽中，并且，构成所述同相的并联回路的所述两个以上的线圈的每个被构成为改变所述层的部位沿着所述定子铁芯的径向依次轮替并且容纳在各槽中。

6.如权利要求5所述的定子绕组，其特征在于，

所述线圈的卷绕起始位置位于所述槽的径向一端的层，并且所述线圈的卷绕结束位置位于所述槽的径向另一端的层。

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