CN114041258A

CN114041258A - 旋转机的绕组构造

Info

Publication number: CN114041258A
Application number: CN202080048340.5A
Authority: CN
Inventors: 木户悠太
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2040-04-10
Also published as: CN114041258B; JP6806194B1; JP2021022998A; WO2021019843A1

Abstract

谋求对卷装于旋转机的定子铁芯的定子绕组的损伤和散热性变差进行抑制。旋转机(1)的定子绕组(40)具备三相的相线圈(41U、41V、41W)。利用绝缘覆膜(69)覆盖导体(68)而构成该相线圈(41U、41V、41W)，该相线圈(41U、41V、41W)具备槽收容部(61C)和弯部(62A)、弯部(62B)，所述槽收容部(61C)收容于槽(31)，所述弯部(62A)、弯部(62B)分别在外部将收容于周向R的不同的槽(31)的槽收容部(61C)彼此连接。弯部(62A、62B)在与定子铁芯(31)的端面(30a)分开最远的位置形成有头顶部(63A、63B)，在头顶部(63A、63B)的两侧部形成有倾斜部(65A、65B)。沿周向R相邻的同相的弯部(62A、62B)的倾斜部(65A、65B)沿轴向L重叠，而头顶部(63A、63B)沿径向W错位。

Description

旋转机的绕组构造

技术领域

本发明涉及一种搭载于车辆等而被用作电动机、发电机的旋转机的绕组构造。

背景技术

搭载于车辆等的旋转机具备能旋转地配置在壳体内的转子(rotor)和在壳体内沿转子的径向相对配置的定子(stator)。

定子具备圆环状的定子铁芯和卷装于沿定子铁芯的周向排列的多个槽的定子绕组。该定子绕组具备电相位各不相同的三相(U相、V相、W相)的相线圈。作为该相线圈的构造的一例，公知专利文献1。

若基于图7说明的话，专利文献1的相线圈采用大小的导体区段50A、50B。该导体区段50A、50B形成为倒U字形的发夹形状，具备一对直线部51A、51B和直线部51A、51B之间的弯部52A、52B，直线部51A、51B插入收容于上述槽。

在弯部52A、52B的大致中央形成有折弯形成为突出状的头顶部53A、53B。另外，利用两个弯部52A、52B在定子绕组的轴向的一端部形成有环状的线圈末端。在该线圈末端部，沿上述周向相邻的弯部52A、52B的头顶部53A、53B彼此沿轴向互相重叠。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6394971号公报

发明内容

发明要解决的课题

导体区段50A、50B在被插入于槽时，沿定子铁芯的轴向重叠为两层，下层的头顶部53B与上层的头顶部53A重叠而保持被遮挡的状态不变地被按压，压力施加于头顶部53B。

此时，导体区段50A、50B由利用绝缘覆膜覆盖导体后得到的方线构成。但是，由插入于槽时的压力将头顶部53B按压于头顶部53A，因此绝缘覆膜扩张而受损，有可能无法确保其绝缘性。另外，当头顶部53A、53B彼此重叠时，各自的与空气接触的表面积减少，定子绕组的散热性也有可能变差。

本发明是为了解决这样的以往的问题而做成的，要解决的课题在于，抑制被卷装于旋转机的定子铁芯的定子绕组的损伤以及散热性变差。

用于解决课题的方案

(1)本发明涉及旋转机的定子绕组的构造，是卷装于沿旋转机的定子铁芯的周向排列的多个槽并具备电相位各不相同的三相的相线圈的旋转机的定子绕组的构造，其中，

利用绝缘覆膜覆盖导体而构成所述各相线圈，所述各相线圈具备槽收容部和弯部，所述槽收容部收容于所述各槽，所述弯部分别在外部将收容于所述定子铁芯的周向的不同的所述槽的槽收容部彼此连接，

所述弯部具备延伸方向的长度不同的长间距弯部和短间距弯部，

所述两间距弯部在与所述定子铁芯的端面分开最远的位置形成有头顶部，

沿所述周向相邻的同相的两间距弯部的除头顶部以外的部分沿所述定子铁芯的轴向重叠，另一方面，沿所述周向相邻的同相的两间距弯部的头顶部沿所述定子铁芯的径向错位。

(2)在本发明的一技术方案中，

所述两间距弯部的头顶部沿所述径向的相反的方向折弯。

(3)在本发明的另一技术方案中，

所述各间距弯部的纵截面形成为竖长的长方形，

构成所述两头顶部的上下表面的所述纵截面的短边部不重叠。

(4)在本发明的另一技术方案中，

将各个所述弯部的一处部位沿与所述端面分开的方向折弯，从而形成所述各头顶部。

(5)在本发明的另一技术方案中，

将所述一处部位分别向径向的相反侧折弯而形成所述各间距弯部的头顶部。

发明效果

采用本发明，能够抑制被卷装于旋转机的定子铁芯的定子绕组的损伤以及散热性变差。

附图说明

图1是表示应用了本发明的实施方式的绕组构造的旋转机的一例的纵剖视图。

图2的(a)是定子的立体图，(b)是表示定子的一端部的俯视图。

图3的(a)是定子的相线圈的局部剖视图，(b)是表示被收容于槽的导体区段的配置位置的沿定子铁芯的周向展开的示意说明图。

图4的(a)是表示大小的导体区段的立体图，(b)是该导体区段的主视图，(c)是该导体区段的俯视图，(d)是该导体区段的纵剖视图。

图5是各导体区段的放大纵剖视图。

图6是定子绕组的接线图。

图7是专利文献1的大小的导体区段的立体图。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式的旋转机的绕组构造。本实施方式的绕组构造主要涉及使用了扁线的分布绕组的旋转机的绕组形状。首先，基于图1说明能应用本实施方式的绕组构造的旋转机的一例。

该旋转机1搭载于车辆等而被用作电动机、发电机，具备壳体10、旋转轴13、转子(rotor)14和定子20，使有底筒状的壳体构件10a、10b的开口部彼此接合而形成上述壳体10，上述旋转轴13借助轴承11旋转自如地支承于壳体10，具有多个磁极，上述转子14固定于旋转轴13，上述定子20与转子14相对配置并固定于壳体10。

定子20如图2以及图3所示，具备形成为圆筒状的定子铁芯(定子铁心)30、沿定子铁芯30的周向R排列的多个槽31和卷装于槽31并由电相位各不相同的三相(U相、V相、W相)的相线圈构成的定子绕组40。

使圆环状的多个电磁钢板沿轴向(图2中的L方向)层叠而一体形成定子铁芯30。该定子铁芯30具备圆环状的背部芯33和多个齿34，该齿34自背部芯33向径向(同W方向)的内侧突出并沿周向(同R方向)隔开规定距离地排列，在相邻的齿34间形成有槽31。相对于转子14的磁极数(8个磁极)，以定子绕组40的每一相设置两个的比例形成该槽31的个数，将槽倍数设定为“2”。即，“8×3×2＝48”，槽数成为48个，48个槽31沿周向R依次两个两个地反复配置。在此，将U相的槽称为U1、U2，将V相的槽称为V1、V2，将W相的槽称为W1、W2。

结构例

接着，对应用了上述绕组构造的定子绕组40进行说明。构成该定子绕组40的相线圈具备槽收容部61C(参照图3)和弯部62A、62B(参照图2)，上述槽收容部61C插入收容于槽31，上述弯部62A、62B在槽31外部将插入收容于沿周向R配置的不同的槽31的槽收容部61C彼此连接。该定子绕组40将多个形成为大致U字形(大致发夹形状)的大小的导体区段60自定子铁芯30的轴向L的一端侧分别插入于槽31，在将延伸到定子铁芯30的轴向L的另一端侧的一对开放端部向互为相反的一侧扭转后，通过焊接等方法将该开放端部彼此接合，从而以规定的图案电连接。

在此，作为成为基本的大小的导体区段60，采用了图4所示的导体区段60A、60B。该导体区段60A、60B由被施加了双层构造的绝缘覆膜的方线构成，如图5所示，纵截面形成为竖长长方形，具备竖长长方形的导体68和覆盖导体68的外表面的绝缘覆膜69。该绝缘覆膜69成为内层69a以及外层69b的双重绝缘覆膜。

另外，导体区段60A、60B如图4的(a)、(b)所示，分别具备彼此平行的一对直线部61A、61B和分别连结直线部61A、61B的一端彼此的上述的弯部62A、62B，由被插入收容于槽31的直线部61A、61B构成槽收容部61C。该导体区段60A和导体区段60B的弯部62A、62B的延伸方向长度不同。

例如导体区段60A的弯部62A形成为7个槽间距的长度，导体区段60B的弯部62B形成为5个槽间距的长度。能将该导体区段60A的弯部62称为“长间距弯部62A”，能将导体区段60B的弯部62称为“短间距弯部62B”。

两个间距弯部62A、62B具备倾斜部65A、65B和头顶部63A、63B，上述倾斜部65A、65B均从在各直线部61A、61B各自的一端折弯而成的立起部66A、66B以上升坡度形成，使各个倾斜部65A、65B间的一处部位向上方(与定子铁芯30的轴向L的端面30a分开的方向)折弯形成上述头顶部63A、63B。

该头顶部63A、63B沿定子铁芯30的径向W的相反的方向折弯。即，头顶部63A沿图4的(c)中的P方向折弯，而头顶部63B沿图4的(c)中的Q方向折弯，两者沿定子铁芯30的轴向L不互相重叠。

插入收容方法

以下，说明向槽31插入收容导体区段60A、60B的方法。图3中的U1、U2表示收容三相的相线圈中的U相线圈的U相槽，导体区段60A的一直线部61A插入于U相槽U1的内周侧的第1层，另一直线部61A自在周向R上与U相槽U1分开7个槽间距的U相槽U2的内周侧插入于第2层。

另外，导体区段60B的一直线部61B插入于U相槽U2的内周侧的第1层，另一直线部61B自在周向R上与U相槽U2分开5个槽间距的U相槽U1的内周侧插入于第2层。

在V相槽V1、V2以及W相槽W1、W2也同样地进行该作业。即，导体区段60A、60B依次插入于沿周向R相邻并两个两个地反复配置的V相槽V1、V2以及W相槽W1、W2的第1层和第2层。此时，导体区段60A、60B以沿周向R绕1圈的方式插入于各相槽U、V、W的第1层、第2层。

然后，导体区段60A、60B同样以沿周向R绕1圈的方式插入于U相槽U1、U2、V相槽V1、V2、W相槽W1、W2的第3层和第4层。在U相槽U1、U2、V相槽V1、V2、W相槽W1、W2的第5层和第6层也进行该作业，由此在全相槽U、V、W内以沿径向W排列成1列的状态收容有共计6根直线部61A、61B。

并且，将一对直线部61A、61B的自各槽31延伸到定子铁芯30的另一端侧的开放端部，以相对于另一端部侧的端面30b倾斜的方式向互为周向R上的相反的一侧扭转，从而形成大致一半磁极间距的量的长度的扭转部(省略图示)，通过焊接等将该扭转部的末端彼此焊接而以规定图案电连接。

即，导体区段60组串联地连接，收容于从槽31的内周侧起第“N(N＝1以上的自然数)”层的槽收容部61C和收容于从另一槽31的内周侧起第“N+1”层的槽收容部61彼此电连接。

由此，如图6所示，形成了具备沿定子铁芯30的槽31在周向R上卷装成波形绕组的3根相线圈41U、41V、41W的定子绕组40。此时，各层的第1周和第2周、第3周和第4周、第5周和第6周等由省略图示的异型区段连接。因而，形成了使各为4根的并联绕组U1～U4、V1～V4、W1～W4并联连接而成的相线圈41U、41V、41W的绕组端呈星型接线而成的定子绕组40。

进行这样的作业的结果是，在卷装于定子铁芯30的定子绕组40的轴向L的一端部侧，多个弯部62A、62B自端面30a向槽31的外部突出，形成环状的线圈末端45(参照图1以及图2)。另外，在定子绕组40的轴向L的另一端部侧，多个上述扭转部以及端末接合部自端面30b向槽31的外部突出，形成环状的线圈末端46。

此时，在观察线圈末端45的沿周向R相邻的同相的相线圈的弯部62A、62B时，在定子铁芯31的周向R的整个区域，在长间距弯部62A的内周侧配置有短间距弯部62B，倾斜部65A、65B彼此沿上述轴向L重叠成两层，倾斜部65B隐藏在倾斜部65A的下侧。

但头顶部63A、63B彼此由于沿定子铁芯30的径向的相反的P、Q方向折弯，因此沿该轴向L不重叠。因而，如图4的(c)所示，头顶部63B没有被遮挡在头顶部63A的下侧，两个头顶部63A、63B以错位的状态露出。由此，避免U相线圈41U、V相线圈41V和W相线圈41W各自的头顶部63A、63B彼此的碰撞。采用这样的本实施方式的绕组构造，获得以下的效果。

(1)即，导体区段60A、60B在被插入于槽时，头顶部63A以沿轴向L重叠成两层的状态被按压。此时，由于头顶部63A、63B沿径向的相反的P、Q方向折弯，因此两个头顶部63A、63B成为错位的状态。

因而，如图4的(d)所示，头顶部63A的绝缘覆膜69的下表面63a与头顶部63B的绝缘覆膜69的上表面63b不会重叠，该两个面63A、63B是分开的。

结果，即使在向槽插入导体区段60A、60B时头顶部63A被按压，头顶部63A的下表面63a也不会与头顶部63B的上表面63b碰撞，避免头顶部63A、63B的绝缘覆膜69损伤。由此，防止定子绕组40的损伤以及绝缘覆膜69的绝缘性变差，在这一点上提高产品的合格率，能够提高生产率。

(2)采用专利文献1的绕组构造，通过将弯部52A、52B的两处部位向上方折弯而形成头顶部53A、53B。相对于此，本实施方式的绕组构造通过将弯部62A、62B的一处部位向上方折弯而形成头顶部53A、53B。

采用该结构，头顶部63A、63B的折弯角度相比专利文献1的头顶部53A、53B，成为锐角，在将弯部52A、52B折弯时有可能使绝缘覆膜69大幅地拉伸。

在该状况下，若在向槽插入时头顶部63B被按压于头顶部63A，则绝缘覆膜69容易发生损伤，保护绝缘覆膜69的必要性特别高。针对这一点，本实施方式的绕组构造如上述那样地避免头顶部63A、63B间的触碰，实现了绝缘覆膜69的损伤避免。

(3)如上所述，头顶部63A、63B彼此不会沿轴向L重叠，而是发生了错位。由此，定子绕组40的与空气接触的表面积增加而提高散热性。在这一点上能对旋转机1的效率性的提高做出贡献。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，能在各技术方案所述的范围内进行变形地实施。例如也可以将弯部52A、52B的两处部位折弯而构成头顶部63A、63B。在该情况下，在将头顶部63A、63B沿径向的相反的P、Q方向折弯时，头顶部63A、63B也同样不会沿轴向L重叠，可获得对绝缘覆膜69保护以及提高散热性的效果。

工业实用性

本发明作为具备三相的相线圈的旋转机的定子绕组是较佳的。

附图标记说明

1、旋转机；30、定子铁芯；31、槽；40、定子绕组；61C、槽收容部；62A、62B、弯部；63A、63B、头顶部；68、导体；69、绝缘覆膜；63a、下表面；63b、上表面。

Claims

1.一种旋转机的绕组构造，是卷装于沿旋转机的定子铁芯的周向排列的多个槽并具备电相位各不相同的三相的相线圈的旋转机的定子绕组的构造，其中，

利用绝缘覆膜覆盖导体而构成各所述相线圈，各所述相线圈具备槽收容部和弯部，所述槽收容部收容于各所述槽，所述弯部分别在外部将收容于所述定子铁芯的周向的不同的所述槽的槽收容部彼此连接，

沿所述周向相邻的同相的两间距弯部的除头顶部以外的部分沿所述定子铁芯的轴向重叠，

另一方面，沿所述周向相邻的同相的两间距弯部的头顶部沿所述定子铁芯的径向错位。

2.根据权利要求1所述的旋转机的绕组构造，其中，

所述两间距弯部的头顶部沿所述径向的相反的方向折弯。

3.根据权利要求1或2所述的旋转机的绕组构造，其中，

所述各间距弯部的纵截面形成为竖长的长方形，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转机的绕组构造，其中，

5.根据权利要求4所述的旋转机的绕组构造，其中，

将所述一处部位分别向径向的相反侧折弯而形成各间距弯部的头顶部。