CN114448132A - 旋转电机 - Google Patents
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Abstract
在旋转电机中,电枢绕组包括分段导体,上述分段导体包括:容纳在电枢的槽中的线圈侧部;以及在轴向方向上的两侧从电枢芯突出的线圈端部。线圈侧部容纳在槽中,以便在径向方向上形成2N+1层。线圈端部对两个线圈侧部进行连接,上述线圈侧部分别容纳在以预定间距在周向方向上隔开的槽中。线圈端部包括:对径向方向上的不同层的线圈侧部进行连接的第一线圈端部;以及对同一层的线圈侧部进行连接的第二线圈端部。在轴向方向上的两端,容纳在槽中的多个线圈侧部中的任一个连接到第二线圈端部。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转电机。
背景技术
旋转电机包括电枢,在上述电枢中,多相的电枢绕组被卷绕在电枢芯周围。通常,作为该电枢绕组,已知如下的电枢绕组(例如,日本专利公开第6623961号)。该电枢绕组以如下方式构成:将U形的线圈部段的两个腿部从轴向方向上的一侧插入到电枢芯的槽中,并且将在轴向方向上的另一侧突出的线圈部段的腿部连接在一起。
在此,为了能够适应旋转电机上的各种需求,定子绕组的匝数的更大变化是优选的。然而,为了实现所需的匝数,需要在单层单元中精细地改变槽内的线圈侧部的层数。然而,当定子绕组由线圈部段构成时,在以往技术中,构造是这样的:在轴向方向上的一侧的线圈端部上,径向方向上相邻的层的线圈侧部总是通过焊接彼此连接。即,将径向方向上的同一层的线圈侧部彼此连接的线圈端部仅布置在轴向方向上的另一侧。因此,在维持绕组的基本构造的同时,将线圈侧部的层数从偶数改为奇数是不可能的。
发明内容
因此,期望提供一种旋转电机,上述旋转电机中的电枢构成为线圈侧部以奇数层设置使得来自线圈侧部以偶数层设置的以往电枢的层数减少,因此,当匝数改变为奇数时,可以容易地改变规格。
第一示例性实施方式提供了一种旋转电机,上述旋转电机包括电枢绕组和电枢芯,上述电枢绕组卷绕在电枢芯的周围。电枢在其周向方向上设置有多个槽。电枢绕组由多个分段导体连接而构成。每个分段导体包括:容纳在槽中的线圈侧部;以及在电枢芯的轴向方向上的两侧从电枢芯突出的线圈端部。线圈侧部容纳在槽中以便形成2N+1层,其中N为自然数。线圈端部构造成对两个线圈侧部进行连接,上述线圈侧部分别容纳在以预定间距在周向方向上隔开的槽中。线圈端部包括第一线圈端部和第二线圈端部,上述第一线圈端部将径向方向上的不同层的线圈侧部连接在一起,上述第二线圈端部将径向方向上的同一层的线圈侧部连接在一起。在轴向方向上的两端,容纳在槽中的多个线圈侧部中的任一个连接到第二线圈端部。
作为如上所述的实施方式的结果,线圈侧部可以容纳在槽中以形成2N+1层,其中N为自然数,并且电枢绕组的匝数可以设定为奇数。此外,当线圈侧部在轴向方向上的两端的第一端侧形成2N+2层(其中N为自然数)时,容纳在槽中的多个线圈侧部中的偶数个线圈侧部连接到第二线圈端部。同时,在第二端侧,所有的线圈侧部连接到第一线圈端部。因此,当线圈侧部从2N+2层改变为2N+1层时,消除第一端侧的第二线圈端部,并且替代地,在第二端侧设置第二线圈端部,同时减少线圈侧部的层数。因此,线圈侧部的层数可以容易地从2N+2层改变为2N+1层。可以有助于改变匝数。
根据第二示例性实施方式,在第一示例性实施方式中,第二线圈端部将布置在径向方向上的最外层或最内层中的线圈侧部连接在一起。
第一线圈端部和第二线圈端部具有不同的形状。因此,当第一线圈端部改变为第二线圈端部时,可能会发生干涉。因此,当第二线圈端部布置在最外层或最内层之外的层中时,第二线圈端部可能由于形状上的差异而干涉第一线圈端部。不仅第二线圈端部的形状需要改变,而且第一线圈端部的形状也需要改变。因此,第二线圈端部布置在径向方向上的最外层或最内层中。确保了可任意地改变第二线圈端部的形状的空间。可以避免改变第一线圈端部的形状。
根据第三示例性实施方式,在第一示例性实施方式或第二示例性实施方式中,电枢绕组是重叠绕组。在轴向方向上的两端的第一端侧,容纳在径向方向上的最外层中的线圈侧部连接到第二线圈端部。在第二端侧,容纳在最内层中的线圈侧部连接到第二线圈端部。其结果是,只需要改变最内层和最外层中的任一个。可以减少要改变的部分的数量。
根据第四示例性实施方式,在第一示例性实施方式或第二示例性实施方式中,电枢绕组是波形绕组。在轴向方向上的两侧,容纳在径向方向上的最内层和最外层中的任一个中的线圈侧部连接到第二线圈端部。其结果是,只需要改变最内层和最外层中的任一个。可以减少要改变的部分的数量。
根据第五示例性实施方式,在第一示例性实施方式至第四示例性实施方式中的任一个中,在电枢的轴向方向上的两端中的至少任一端,第二线圈端部布置在径向方向上的最内层或最外层中的任一个中,并且具有接合部,分段导体的导体端部在上述接合部处连接在一起。
第二线圈端部在形状上与第一线圈端部不同。因此,在第二线圈端部和第一线圈端部混合的状态下将导体端部连接在一起是很困难的。在此,根据如上所述的示例性实施方式,由于第二线圈端部布置在相对宽敞的径向方向上的外侧,因此,导体端部可以容易地连接在一起。
根据第六示例性实施方式,在第一示例性实施方式至第五示例性实施方式中的任一个中,在轴向方向上的两端中的至少任一端,线圈端部包括接合部,分段导体的导体端部在上述接合部处连接在一起。导体端部被接合,以便在第一线圈端部的接合部处在径向方向上重叠。导体端部被接合,以便在第二线圈端部的接合部处在周向方向上重叠。
作为如上所述的构造的结果,由于第一线圈端部在径向方向上连接不同层的线圈侧部,因此,作为导体端部连接以便在径向方向上重叠的结果,可以减少第一线圈端部的弯曲量。此外,由于第二线圈端部对径向方向上的同一层的线圈端部进行连接,因此,作为导体端部连接以便在周向方向上重叠的结果,可以减少第二线圈端部的弯曲量。
根据第七示例性实施方式,在第一示例性实施方式至第五示例性实施方式中的任一个中,在轴向方向上的两端中的至少任一端,线圈端部包括接合部,分段导体的导体端部在上述接合部处连接在一起。第二线圈端部的接合部相对于第一线圈端部的接合部在周向方向上移位。
其结果是,通过使第二线圈端部的接合部和第一线圈端部的接合部在周向方向上移位,可以确保接合部之间的距离,同时抑制径向尺寸的增大。可以实现尺寸减小。
根据第八示例性实施方式,在第一示例性实施方式至第五示例性实施方式中的任一个中,在轴向方向上的两端中的至少任一端,线圈端部包括接合部,分段导体的导体端部在上述接合部处连接在一起。第二线圈端部将径向方向上的最内层或最外层中的线圈侧部连接在一起,并且在径向方向上弯曲,使得接合部比最内层更朝向径向方向上的内侧突出、或比最外层更朝向径向方向上的外侧突出。
作为在形状上与第一线圈端部不同的第二线圈端部布置在最内层或最外层中的结果,可以防止第二线圈端部阻碍其他线圈端部。此外,作为第二线圈端部在径向方向上弯曲,使得其接合部比最内层更朝向径向方向上的内侧突出、或者比最外层更朝向径向方向上的外侧突出的结果,有助于连接。
根据第九示例性实施方式,在第一示例性实施方式至第五示例性实施方式中的任一个中,在轴向方向上的两端中的至少任一端,线圈端部包括接合部,分段导体的导体端部在上述接合部处连接在一起。在周向方向上具有不同间距的两个第二线圈端部布置成在周向方向上的相同位置处在轴向方向上重叠。两个第二线圈端部分别将径向方向上的最内层或最外层中的线圈侧部连接在一起,并且分别在径向方向上弯曲,使得各个接合部比最内层更朝向径向方向上的内侧突出、或比最外层更朝向径向方向上的外侧突出。
在如上所述的构造中,作为第二线圈端部在轴向方向上重叠的结果,可以抑制径向方向的尺寸。此外,由于使第二线圈端部的接合部在径向方向上向外侧或在径向方向上向内侧突出,因此,有助于导体端部的接合。
根据第十示例性实施方式,在第一示例性实施方式至第五示例性实施方式中的任一个中,在轴向方向上的两端中的至少任一端,线圈端部包括接合部,分段导体的导体端部在上述接合部处连接在一起。在周向方向上具有不同间距的两个第二线圈端部分别将径向方向上的最内层或最外层中的线圈侧部连接在一起,并且布置成使得各个接合部的轴向方向上的位置重合,并且第二线圈端部在周向方向上移位。
在如上所述的构造中,作为第二线圈端部在径向方向上排列的结果,可以抑制轴向方向的尺寸。此外,由于使第二线圈端部的接合部在轴向方向上的位置重合,因此,有助于导体端部的接合。
根据第十一示例性实施方式,在第一示例性实施方式至第十示例性实施方式中的任一个中,槽中设置有空置空间。其结果是,当绕组规格在空置空间的范围内改变时,电枢的规格不需要改变。有助于改变规格。
根据第十二示例性实施方式,在第十一示例性实施方式中,槽构造成能够容纳2N+2层的线圈侧部,其中N为自然数。槽中设置有空置空间。因此,即使当槽以2N+2层容纳线圈侧部时,也不需要改变电枢芯的规格。
根据第十三示例性实施方式,在第十一示例性实施方式或第十二示例性实施方式中,与空置空间相邻的线圈侧部被弯曲,使得其一部分容纳在空置空间中。其结果是,不需要在空置空间内放置填充物。此外,由于线圈侧部的一部分的位置被改变,因此,可以抑制涡电流。特别地,当在径向方向上在转子侧(磁体部分侧)设置空置空间时,可以进一步抑制涡电流。
根据第十四示例性实施方式,在第十三示例性实施方式中,与空置空间相邻的线圈侧部在轴向方向上的两端被弯曲,并且两端容纳在空置空间中。在该构造中,当第二线圈端部连接到与空置空间相邻的线圈侧部时,可以确保能够供第二线圈端部弯曲的空间。此外,可以减少第二线圈端部的弯曲量。此外,当线圈端部包括接合部时,有助于导体端部的连接。
根据第十五示例性实施方式,在第十一示例性实施方式或第十二示例性实施方式中,供冷却剂流过的冷却剂通路容纳在空置空间中。其结果是,可以改善电枢的冷却性能。
根据第十六示例性实施方式,在第十一示例性实施方式或第十二示例性实施方式中,旋转电机还包括母线单元,上述母线单元将在周向方向上分开的电枢绕组的绕组端部连接在一起。母线单元布置在线圈端部的径向方向上的外侧。母线单元通过固定构件固定于电枢芯。固定构件被插入到空置空间中并固定。其结果是,不需要用于将母线单元固定于电枢芯的孔。有助于固定。此外,可以防止由于在电枢芯中设置孔而扰乱磁通路径。
根据第十七示例性实施方式,在第十一示例性实施方式或第十二示例性实施方式中,虚设线圈容纳在空置空间中。作为如上所述的示例性实施方式的结果,空置空间由虚设线圈填充。因此,可以抑制用于线圈结合的清漆由于形成空置空间而流出。
根据第十八示例性实施方式,在第一示例性实施方式至第十七示例性实施方式中的任一个中,分段导体构造成呈U形或I形。其结果是,可以实现具有高空间系数的绕组,而无需使电枢芯分段。此外,通过使用特别地呈U形的分段导体,可以仅在轴向方向上的一侧设置连接分段导体的接合部,从而有助于提高生产率。
根据第十九示例性实施方式,在第一示例性实施方式至第十八示例性实施方式中的任一个中,第一线圈端部将在周向方向上以与极间距相同的间距分开的线圈侧部连接在一起。因此,作为构成全间距绕组的结果,绕组系数增加,从而有助于提高扭矩。
根据第二十示例性实施方式,在第一示例性实施方式至第十八示例性实施方式中的任一个中,第一线圈端部将在周向方向上以小于极间距的间距分开的线圈侧部连接在一起。作为构成短间距绕组的结果,线圈端部高度减小,从而有助于减小尺寸。
附图说明
在附图中:
图1是电动机的剖视图;
图2是定子的立体图;
图3是定子的侧视图;
图4是定子的俯视图;
图5是第二端侧的线圈端部的立体图;
图6是第一端侧的线圈端部的立体图;
图7是定子绕组的一部分的立体图;
图8是定子绕组的电路图;
图9是导体部段和定子芯的一部分的立体图;
图10是定子的横剖视图;
图11是U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图12是配线图案的比较例的配线图;
图13是根据第二实施方式的定子的立体图;
图14是根据第二实施方式的定子的侧视图;
图15是根据第二实施方式的定子的俯视图;
图16是根据第二实施方式的第二端侧的线圈端部的放大立体图;
图17是根据第二实施方式的定子绕组的一部分的立体图;
图18是第二端侧的接合部的俯视图;
图19是根据第二实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图20是定子绕组的电路图;
图21是根据第三实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图22是根据第四实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图23是定子绕组的电路图;
图24是根据第五实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图25是根据第六实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图26是根据第七实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图27是根据第八实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图28是配线图案的比较例的配线图;
图29是根据第九实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图30是根据第十实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图31是根据第十一实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图32A是根据第十一实施方式的第二线圈端部的前视图,图32B是其侧视图;
图33是根据第十一实施方式的另一示例中的第二线圈端部的前视图;
图34是根据第十二实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图35A和图35B是根据第十三实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图36是配线图案的比较例的配线图;
图37A和图37B是根据第十四实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图38A和图38B是根据第十五实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图39A和图39B是根据第十六实施方式的U相的定子绕组的配线图案的配线图;
图40是接合部的变形例的俯视图;
图41是接合部的变形例的俯视图;
图42A是接合部的变形例的俯视图,图42B是接合部的变形例的侧剖视图;
图43是定子的变形例的横剖视图;
图44是定子的变形例的横剖视图;
图45是定子的变形例的横剖视图;
图46是定子的变形例的横剖视图;
图47是定子的变形例的立体剖视图;
图48是定子的变形例的纵剖视图;
图49是定子的变形例的立体剖视图;
图50是定子的变形例的立体剖视图;
图51是定子的变形例的立体剖视图;
图52是定子的变形例的横剖视图;
图53是定子的变形例的立体剖视图;
图54是定子的变形例的立体剖视图。
(符号说明)
10:电动机
30:定子
31:定子芯
32:定子绕组
35:槽
50:导体部段
E1:第一端侧的线圈端部
E11:第一端侧的第一线圈端部
E12:第一端侧的第二线圈端部
E2:第二端侧的线圈端部
E21:第二端侧的第一线圈端部
E22:第二端侧的第二线圈端部
S1:线圈侧部
具体实施方式
在下文中,将参照附图描述实施方式。在此,以下对实施方式和变形例中的相同或相当的部分标注相同的附图标记。具有相同附图标记的部分的说明在彼此之间适用。根据实施方式的用作旋转电机的电动机10被用作用于车辆的电动机。
(第一实施方式)
图1所示的电动机10是永磁体励磁型的电动机。具体地,电动机10是具有三相绕组的永磁体励磁型的同步电动机。电动机10包括壳体20、定子30、转子40和旋转轴11。定子30用作电枢并固定于壳体20。转子40相对于定子30旋转。转子40固定于旋转轴11。在下文中,根据本实施方式,轴向方向是指旋转轴11的轴向方向(由附图中的箭头Y1指示)。径向方向是指旋转轴11的径向方向(由附图中的箭头Y2指示)。周向方向是指旋转轴11的周向方向(由附图中的箭头Y3指示)。
壳体20形成为圆筒形状。定子30、转子40等容纳在壳体20内。壳体20设置有轴承23、34。旋转轴11由轴承23、24支承以便自由地旋转。壳体20的内周面的轴向中心与旋转轴11同轴。
转子40构成磁路的一部分。转子40在周向方向上具有一个或多个磁极,并且布置成在径向方向上与定子30相对。转子40可以具有已知的构造。例如,转子40可以是内部永磁体(IPM)型(嵌入式磁体型)的转子或表面永磁体(SPM)型(表面磁体型)的转子。此外,任何类型的转子、例如励磁绕组型、磁阻型或包括笼型导体的异步型均适用于转子40。根据本实施方式,使用IPM型的转子。旋转轴11被插入到转子40中。然后,将转子40固定于旋转轴11,以便以旋转轴11为中心与旋转轴11一体地旋转。
定子30在壳体20的轴向方向上的大致中心的位置处沿壳体20的内周设置成圆筒形状。此外,定子30以旋转轴11的轴向中心O为中心固定于壳体20的内周面。
定子30构成磁路的一部分。定子30呈圆环形状,并且包括定子芯31(定子芯)和定子绕组32(电枢线圈)。定子芯31用作电枢芯,并且布置成在转子40的外周侧在径向方向上与转子40相对。定子绕组32用作卷绕在定子芯31周围的电枢绕组。
如图2至图6所示,定子芯31包括背轭(背芯)33和多个极齿34。背轭33呈圆环形状。多个极齿34在径向方向上从背轭33朝向内侧突出,并且以在周向方向上隔开的预定距离排列。在彼此相邻的极齿34之间形成槽35(定子槽)。在定子芯31中,以在周向方向上均匀的间隔设置槽35。定子绕组32卷绕穿过槽35。根据本实施方式,极齿34的数量和槽35的数量分别为48。
如图8所示,定子绕组32由分别通过Y形连接(星形连接)而连接的两个三相绕组并联连接而构成。此外,定子绕组32通过被供给电力(交流电力)来产生磁通量。定子绕组32构造成使得多个导体部段50从定子芯31的轴向方向上的两端的第一端侧插入到槽35中,并且多个导体部段50的导体端部53连接。导体部段50用作分段导体,在上述分段导体中,具有固定厚度和大致矩形横截面(平横截面)的电导体形成为大致U形。以下将进行详细描述。
如图9所示,导体部段50形成为大致U形形状。导体部段50具有:一对线性的笔直部51;以及通过弯曲以将该对笔直部51连接而形成的拐弯部52。导体部段50是使用具有矩形横截面的导体(具有一对相对的扁平部的导体)被绝缘膜覆盖的扁平导体而构成的。导体部段50是通过使扁平导体塑性变形为大致U形而形成的。
在定子芯31中,多个导体部段50被插入到槽35中,以便在径向方向上排列成一排。当多个导体部段50被插入到槽35中时,如图10所示,导体部段50的笔直部51以如下方式容纳:在槽35内在径向方向上排列成单个排,并且堆叠在2N+1层中(N为自然数;根据本实施方式为七层)。在笔直部51中,容纳在槽35内的部分对应于定子绕组32的线圈侧部S1。
在此,在槽35内设置有在定子芯31与定子绕组32(导体部段50)之间提供电绝缘的绝缘片材36(绝缘体)。绝缘片材36设置成基于插入到槽35中的多个(根据本实施方式为七个)线圈侧部S1的形状和尺寸而弯曲,并且围绕多个线圈侧部S1整体。其结果是,绝缘片材36设置成在槽35内夹设在定子芯31的内周面(内壁面)与线圈侧部S1之间。绝缘片材36设置成比定子芯31的端面稍微向外侧突出。
如上所述,每个导体部段50的笔直部51从定子30的轴向方向上的两端的第一端侧插入。因此,如图3和图6所示,作为定子绕组32的从定子芯31向第一端侧(图3中的下侧)突出的部分即多个线圈端部E1分别由拐弯部52构成。
同时,笔直部51的长度大于定子芯31的轴向方向上的厚度。因此,笔直部51的导体端部53(与拐弯部52相对的一侧的笔直部51的端部)从定子30的轴向方向上的两端的第二端侧突出。如图3和图5所示,不同导体部段50的导体端部53被接合在一起,从而构成第二端侧(图3中的上侧)的线圈端部E2。
将更详细地描述线圈端部E2。在导体部段50中,从定子芯31向轴向方向上的第二端侧突出的一对笔直部51的导体端部53朝向周向方向上的彼此相对的一侧扭曲,以便相对于定子芯31的端面以预定角度偏斜。然后,作为通过焊接等将不同导体部段50的导体端部53接合在一起的结果,形成有接合部55。当导体端部53被接合时,导体部段50的导体端部53的尖端从绝缘膜露出。导体端部53在尖端彼此重叠的状态下接合在一起。
线圈端部E2是从定子芯31向第二端侧突出的部分。因此,线圈端部E2包括:相对于定子芯31的端面偏斜的一对导体部段50的导体端部53;以及接合有上述导体端部53的接合部55。
作为以这种方式将多个导体部段50组装到定子芯31的结果,如图7所示,导体部段50连接在一起,从而构成定子绕组32。在此,图7示出了定子绕组32的一部分。定子绕组32通过使导体部段50以预定的配线图案连接而卷绕在定子芯31周围。
在此,将参照图11描述定子绕组32的配线图案。在此,在以下的配线图案的图中,示出了三相的定子绕组32中的仅一相(例如U相)的定子绕组32的配线图案。然而,其他两相的定子绕组32的配线图案也是类似的。配线图案的图是图11、图12、图19、图21、图22、图24至图31以及图34至图39。类似地,这也适用于下文。此外,在配线图案的附图中,在上部示出了槽35的槽编号。此外,在配线图案的附图中,上/下方向对应于径向方向,左/右方向对应于周向方向。另外,在配线图案的附图中,上侧对应于径向方向上的内侧(转子40侧),下侧对应于径向方向上的外侧。此外,在配线图案的附图中,第一端侧(图3中的下侧)的线圈端部E1由实线表示,第二端侧(图3中的上侧)的线圈端部E2由虚线表示。
此外,在配线图案的附图中,连接有U相的动力线和U相的定子绕组32的部分(U相的引出线)由白色向上箭头表示。以类似的方式,连接有V相的动力线和V相的定子绕组32的部分(V相的引出线)由黑色向上箭头表示。以类似方式,连接有W相的动力线和W相的定子绕组32的部分(W相的引出线)由阴影向上箭头表示。此外,在配线图案的附图中,连接有中性点和U相的定子绕组32的部分(U相的引出线)由白色向下箭头表示。以类似方式,连接有中性点和V相的定子绕组32的部分(V相的引出线)由黑色向下箭头表示。以类似的方式,连接有中性点和W相的定子绕组32的部分(W相的引出线)由阴影向下箭头表示。
如图11所示,根据本实施方式的定子绕组32是线圈间距和极间距(每极每相间距)相等的全间距绕组。此外,定子绕组32以重叠绕组的方式卷绕。此外,两个三相的定子绕组32并联连接(双并联)。在图11中,第一U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第二U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有点影线的正方形表示的线圈侧部S1。
如图11所示,相同相位的线圈侧部S1容纳在沿周向方向相邻的两个槽35中。在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的线圈端部E1(在下文中,称为第一线圈端部E11)布置在径向方向上的最内层以外的层中。第一线圈端部E11设置成将处于从径向方向上的内侧开始计数的第n+2层(n是1、3、5中的任一个数)中的线圈侧部S1与沿顺时针方向(图11中的向右方向)同第n+2层中的线圈侧部S1相距六个间距(六个槽)且处于从径向方向上的内侧开始计数的第n+1层中的线圈侧部S1连接。因此,第一端侧的每个第一线圈端部E11相对于周向方向以预定角度倾斜。线圈端部E11构造成使得彼此相邻的第一线圈端部E11不容易彼此干涉。在此,在全间距绕组中,第一线圈端部E11将在周向方向上以与极间距相同的间距(根据本实施方式为六个间距)分开的线圈侧部S1连接在一起。极间距是指周向方向上的不同磁极之间的间距(NS磁极间距)。
同时,在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的线圈端部E1(在下文中,称为第二线圈端部E12)布置在径向方向上的最内层中。第二线圈端部E12设置成将沿顺时针方向隔开五个间距的最内层(从径向方向上的内侧开始计数的第一层)中的线圈侧部S1连接在一起。
此外,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的线圈端部E2(在下文中,称为第一线圈端部E21)布置在径向方向上的最外层以外的层中。第一线圈端部E21设置成将处于从径向方向上的内侧开始计数的第n层(n是1、3、5中的任一个数)中的线圈侧部S1与沿顺时针方向同第n层中的线圈侧部S1相距六个间距且处于从径向方向上的内侧开始计数的第n+1层中的线圈侧部S1连接。在此,在全间距绕组中,第一线圈端部E21将在周向方向上以与极间距相同的间距分开的线圈侧部S1连接在一起。
此外,在第二端侧,如图4和图5所示,设置在第一线圈端部E21中的接合部55包括导体端部53,上述导体端部53形成在径向方向上重叠并接合在一起的一对。此外,在径向方向上彼此相邻的第一线圈端部E21的接合部55在径向方向上排列成单个排。因此,如图4、图11等所示,第二端侧的第一线圈端部E21相对于周向方向以预定角度倾斜。第一线圈端部E21构造成使得彼此相邻的第一线圈端部E21不容易彼此干涉。
同时,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的线圈端部E2(在下文中,称为第二线圈端部E22)布置在径向方向上的最外层中。第二线圈端部E22设置成将沿顺时针方向隔开七个间距的最外层(从径向方向上的内侧开始计数的第七层)中的线圈侧部S1连接在一起。
此外,在第二端侧,如图4和图5所示,设置在第二线圈端部E22中的接合部55包括导体端部53,上述导体端部53形成在径向方向上重叠并接合在一起的一对,上述第二线圈端部E22将同一层的线圈侧部S1连接。即,以类似于第一线圈端部E21的接合部55的方式,第二线圈端部E22的接合部55的导体端部53在径向方向上排列成单个排。因此,在形成一对的导体端部53中,顺时针方向上的右侧的导体端部53朝向径向方向上的外侧弯曲。右侧的导体端部53构造成比左侧的导体端部53更朝向径向方向上的外侧。
在此,例如,如图11中由单点划线圈示的部分所示,在定子30的第二端侧,在周向方向上彼此相邻的第二线圈端部E22可能相交。即,当形成一对的最外层的导体端部53沿周向方向配线时,与在周向方向上与之相邻的相同相位的第二线圈端部E22发生干涉。
因此,当设置第二线圈端部E22时,在形成一对的导体端部53中,顺时针方向上的右侧的导体端部53朝向径向方向上的外侧大幅度地弯曲,使得不会发生与在周向方向上与之相邻的相同相位的第二线圈端部E22的干涉(见图3中的虚线部分)。
在此,将描述用于将定子绕组32的匝数从偶数改变为奇数的方法。首先,作为前提,将描述图12中的比较例。图12示出了定子绕组32的配线图案,其中两个三相的定子绕组32并联连接。定子绕组32是全间距绕组和重叠绕组。图12中的配线图案在匝数方面不同于图11中的配线图案。在下文中,将主要集中于与根据图11所示的本实施方式的配线图案不同的部分来描述图12所示的比较例的配线图案。
在图12中的比较例中,在第一端侧的线圈端部E1中,以类似于图11中的方式设置第一线圈端部E11。同时,在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E12布置在径向方向上的最内层和最外层中。在下文中,径向方向上的最内层中的第二线圈端部E12被称为第二线圈端部E12a,最外层中的第二线圈端部E12被称为第二线圈端部E12b。
第二线圈端部E12a设置成将沿顺时针方向隔开五个间距的最内层(从径向方向上的内侧开始计数的第一层)中的线圈侧部S1连接在一起。即,以与图11中的第二线圈端部E12类似的方式设置第二线圈端部E12a。第二线圈端部E12b设置成将沿顺时针方向隔开七个间距的最外层(从径向方向上的内侧开始计数的第八层)中的线圈侧部S1连接在一起。
此外,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E21设置成将处于从径向方向上的内侧开始计数的第m层(m是1、3、5、7中的任一个数)中的线圈侧部S1与沿顺时针方向同第m层中的线圈侧部S1相距六个间距且处于从径向方向上的内侧开始计数的第m+1层中的线圈侧部S1连接。即,与图11中的配线图案相比,第一线圈端部E21增加。
因此,当配线图案从图12所示的配线图案(匝数为偶数)改变为图11所示的配线图案(匝数为奇数)时,仅需要改变最外层的构造。具体地,首先,将容纳在每个槽35中的线圈侧部S1的数量减少成奇数(七层)。具体地,第二端侧的第一线圈端部E21减少。
然后,在轴向方向上的两端,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。更具体地,在第一端侧,消除最外层中的第二线圈端部E12b。相反,在第二端侧,最外层中的线圈侧部S1通过第二线圈端部E22连接在一起。
作为根据如上所述的第一实施方式的构造的结果,可以获得诸如以下所述的有利效果。
根据第一实施方式,线圈侧部S1可以容纳在每个槽35中以形成2N+1层(N为自然数;根据第一实施方式为七层)。定子绕组32的匝数可以设定为奇数。此外,当诸如图12所示的配线图案(其中线圈侧部S1形成八层且匝数为偶数)改变为图11所示的配线图案时,仅设置在第一端侧的第二线圈端部可以设置在第一端和第二端两者。即,在轴向方向上的两端,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个均可以连接到第二线圈端部E12或E22。
更具体地,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,用于替换图12所示的第一端侧的第二线圈端部E12b的第二线圈端部E22可以设置在第二端侧。在此,当匝数从奇数改变为偶数时,可以执行与前述相反的操作。因此,容纳在每个槽35中的线圈侧部S1的层数可以容易地从七层改变为八层以及从八层改变为七层。有助于改变匝数。即,可以基于对电动机10的需求来容易地改变匝数。
第一线圈端部E21和第二线圈端部E22在形状上不同。因此,当第二线圈端部E22布置在最内层或最外层之外的层中时,第二线圈端部E22由于形状上的差异而干涉其他第一线圈端部E21。不仅第二线圈端部E22的形状需要改变,而且第一线圈端部E21的形状也需要改变。因此,第二线圈端部E22布置在径向方向上的最外层中。具有不同形状的第二线圈端部E22设置在远离径向方向上的外侧的位置处。可以避免改变第一线圈端部E21的形状。
定子绕组32是重叠绕组。在第一端侧,容纳在最内层中的线圈侧部S1连接到第二线圈端部E12。另外,在第二端侧,容纳在最外层中的线圈侧部S1连接到第二线圈端部E22。因此,当匝数从偶数变为奇数时,所需的只是改变最外层中的导体部段50。可以减少要改变的部分的数量。
在第二端侧,第二线圈端部E22在形状上与第一线圈端部E21不同。因此,在第二线圈端部E22和第一线圈端部E21混合的状态下将导体端部53连接在一起是很困难的。在此,在第二端侧,由于第二线圈端部E22布置在相对宽敞的径向方向上的外侧,因此,导体端部53可以容易地连接在一起。
在第二端侧,第二线圈端部E22将径向方向上的最外层中的线圈侧部S1连接在一起。第二线圈端部E22在径向方向上弯曲,使得其接合部55比最外层更朝向径向方向上的外侧突出。作为单独具有不同形状的第二线圈端部E22布置在最外层中的结果,可以防止第二线圈端部E22阻碍第一线圈端部E21。此外,作为第二线圈端部E22在径向方向上弯曲,使得其接合部55比最外层更朝向径向方向上的外侧突出的结果,有助于连接。
(第二实施方式)
将参照图13至图19描述根据第二实施方式的定子绕组32。图13是根据第二实施方式的定子30的立体图。图14是根据第二实施方式的定子30的侧视图。图15是根据第二实施方式的定子30的俯视图。此外,图16是根据第二实施方式的第二端侧的线圈端部的放大立体图。图17是根据第二实施方式的定子绕组32的一部分的立体图。图18是第二端侧的接合部55的俯视图。
将参照图19描述根据第二实施方式的定子绕组32的配线图案。根据第二实施方式,将主要描述与根据第一实施方式的图11中所示的配线图案不同的部分。
如图19所示,在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E11与根据第一实施方式的类似。同时,在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E12设置成将沿顺时针方向隔开七个间距的最内层(从径向方向上的内侧开始计数的第一层)中的线圈侧部S1连接在一起。
此外,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E21与根据第一实施方式的类似。同时,在第二端侧的线圈端部E2中,将径向方向上的同一层的线圈侧部连接的第二线圈端部E22设置成将沿顺时针方向隔开五个间距的最外层(从径向方向上的内侧开始计数的第七层)中的线圈侧部S1连接在一起。在此,每相的定子绕组32的引出线的位置也适当地改变。
此外,在第二端侧,如图15和图16所示,将同一层的线圈侧部S1连接的第二线圈端部E22的接合部55包括导体端部53,上述导体端部53形成在径向方向上重叠并接合在一起的一对。即,以类似于第一线圈端部E21的接合部55的方式,第二线圈端部E22的接合部55的导体端部53在径向方向上排列成单个排。因此,如图18所示,在形成一对的导体端部53中,顺时针方向上的右侧的导体端部53朝向径向方向上的外侧弯曲。右侧的导体端部53构造成比左侧的导体端部53更朝向径向方向上的外侧。
在此,如图16所示,在定子30的第二端侧,在周向方向上彼此相邻的第二线圈端部E22相交。即,当形成一对的最外层的导体端部53沿周向方向配线时,与在周向方向上与之相邻的相同相位的第二线圈端部E22发生干涉。
因此,当设置第二线圈端部E22时,在形成一对的导体端部53中,顺时针方向上的右侧的导体端部53朝向径向方向上的外侧大幅度地弯曲,使得不会发生与在周向方向上与之相邻的相同相位的第二线圈端部E22的干涉(见图18)。
以与根据第一实施方式的方式类似的方式,在根据第二实施方式的定子绕组32中也是同样地,通过改变最外层的构造,可以容易地将匝数从偶数改变为奇数。即,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。作为前述的结果,根据第二实施方式的定子30可以实现与根据第一实施方式的效果的类似的效果。
(第三实施方式)
将参照图20和图21描述根据第三实施方式的定子绕组32。如图20所示,根据第三实施方式的定子绕组32构造成使得分别通过Y形连接(星形连接)而连接的四个三相绕组并联连接。
将参照图21描述根据第三实施方式的定子绕组32的配线图案。在图21中,第一U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有淡点影线的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第二U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有浓点影线的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第三U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有对角阴影的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第四U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。
如图21中的配线图案所示,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为四个。即,与根据第一实施方式的图11中所示的配线图案不同,来自各相的定子绕组32的引出线(输入/输出端子)增加。伴随于此,第二端侧的第二线圈端部E22的数量减少。关于其他部分,图21中的配线图案与根据第一实施方式的图11中所示的配线图案相同。
因此,以与根据第一实施方式的方式类似的方式,在根据第三实施方式的定子绕组32中也是同样地,通过改变最外层的构造,可以容易地将匝数从偶数改变为奇数。即,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。作为前述的结果,根据第三实施方式的定子30可以实现与根据第一实施方式的效果的类似的效果。
(第四实施方式)
将参照图20和图22描述根据第四实施方式的定子绕组32。如图20所示,根据第四实施方式的定子绕组32构造成使得分别通过Y形连接(星形连接)而连接的四个三相绕组并联连接。
将参照图22描述根据第四实施方式的定子绕组32的配线图案。在图21中,第一U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有淡点影线的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第二U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有浓点影线的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第三U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有对角阴影的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第四U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。
如图22中的配线图案所示,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为四个。即,与根据第二实施方式的图19中所示的配线图案不同,来自各相的定子绕组32的引出线(输入/输出端子)增加。伴随于此,第二端侧的第二线圈端部E22的数量减少。关于其他部分,图22中的配线图案与根据第二实施方式的图19中所示的配线图案相同。
因此,以与根据如上所述的实施方式的方式类似的方式,在根据第四实施方式的定子绕组32中也是同样地,通过改变最外层的构造,可以容易地将匝数从偶数改变为奇数。即,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。作为前述的结果,根据第四实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(第五实施方式)
将参照图23和图24描述根据第五实施方式的定子绕组32。如图23所示,根据第五实施方式的定子绕组32包括通过Y形连接(星形连接)而连接的单个三相绕组。
将参照图24描述根据第五实施方式的定子绕组32的配线图案。在图24中,第一圈的U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第二圈的U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有点影线的正方形表示的线圈侧部S1。
如图24中的配线图案所示,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为一个。即,与根据第一实施方式的图11中所示的配线图案不同,来自各相的定子绕组32的引出线(输入/输出端子)减少。伴随于此,第二端侧的第二线圈端部E22的数量增加。第一圈的U相的定子绕组32和第二圈的U相的定子绕组32通过增加的第二线圈端部E22f连接。第二线圈端部E22f将隔开六个间距的线圈侧部S1连接。关于其他部分,图24中的配线图案与根据第一实施方式的图11中所示的配线图案相同。
因此,以与根据如上所述的实施方式的方式类似的方式,在根据第五实施方式的定子绕组32中也是同样地,通过改变最外层的构造,可以容易地将匝数从偶数改变为奇数。即,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。作为前述的结果,根据第五实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(第六实施方式)
将参照图23和图25描述根据第六实施方式的定子绕组32。如图23所示,根据第六实施方式的定子绕组32包括通过Y形连接(星形连接)而连接的单个三相绕组。
将参照图25描述根据第六实施方式的定子绕组32的配线图案。在图25中,第一圈的U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第二圈的U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有点影线的正方形表示的线圈侧部S1。
如图25中的配线图案所示,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为一个。即,与根据第二实施方式的图19中所示的配线图案不同,来自各相的定子绕组32的引出线(输入/输出端子)减少。伴随于此,第二端侧的第二线圈端部E22的数量增加。第一圈的U相的定子绕组32和第二圈的U相的定子绕组32通过增加的第二线圈端部E22f连接。第二线圈端部E22f将隔开六个间距的线圈侧部S1连接。关于其他部分,图25中的配线图案与根据第二实施方式的图19中所示的配线图案相同。
因此,以与根据如上所述的实施方式的方式类似的方式,在根据第六实施方式的定子绕组32中也是同样地,通过改变最外层的构造,可以容易地将匝数从偶数改变为奇数。即,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。作为前述的结果,根据第六实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(第七实施方式)
将参照图23和图26描述根据第七实施方式的定子绕组32。如图23所示,根据第七实施方式的定子绕组32包括通过Y形连接(星形连接)而连接的单个三相绕组。
将参照图26描述根据第七实施方式的定子绕组32的配线图案。在图26中,第一圈的U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有点影线的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第二圈的U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。
如图26中的配线图案所示,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为一个。
如图26所示,在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E11与根据第一实施方式的类似。同时,在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E12设置成将沿顺时针方向隔开六个间距的最内层(从径向方向上的内侧开始计数的第一层)中的线圈侧部S1连接在一起。在此,第二线圈端部E12通过弯曲形成,使得布置成彼此相邻的相同相位的第二线圈端部E12不会相互干涉。
如图26所示,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E22与根据第一实施方式的类似。同时,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E21设置成将沿顺时针方向隔开六个间距或五个间距的最外层(从径向方向上的内侧开始计数的第七层)中的线圈侧部S1连接在一起。在此,在第二线圈端部E22中,将第一圈的定子绕组32和第二圈的定子绕组32连接的第二线圈端部E22g对隔开五个间距的线圈侧部S1进行连接。剩余的第二线圈端部E22对隔开六个间距的线圈侧部S1进行连接。第二线圈端部E22通过弯曲形成,使得不会发生同与之相邻布置的相同相位的第二线圈端部E22的干涉。
因此,以与根据如上所述的实施方式的方式类似的方式,在根据第七实施方式的定子绕组32中也是同样地,通过改变最外层的构造,可以容易地将匝数从偶数改变为奇数。即,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。作为前述的结果,根据第七实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(第八实施方式)
将参照图23和图27描述根据第八实施方式的定子绕组32。如图23所示,根据第八实施方式的定子绕组32包括通过Y形连接(星形连接)而连接的单个三相绕组。因此,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为一个。此外,线圈侧部S1容纳在每个槽35中,以便在径向方向上堆叠成五层。
将参照图27描述根据第八实施方式的定子绕组32的配线图案。如图27所示,根据第八实施方式的定子绕组32是线圈间距短于极间距的短间距绕组。此外,定子绕组32以重叠绕组的方式卷绕。在图27中,第一圈的U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第二圈的U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有点影线的正方形表示的线圈侧部S1。
如图27所示,U相的线圈侧部S1以分布在沿周向方向彼此相邻的三个槽35中的方式容纳。具体地,U相的线圈侧部S1容纳在具有第6k的槽编号(k是1到8中的任一个整数)的槽35中的从径向方向上的内侧开始计数的第一层、第三层和第五层中。此外,U相的线圈侧部S1容纳在具有第6k~第5的槽编号的槽35中的从径向方向上的内侧开始计数的第一层至第五层中。此外,U相的线圈侧部S1容纳在具有第6k~第4的槽编号的槽35中的从径向方向上的内侧开始计数的第二层和第四层中。
此外,在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E11设置成将处于从径向方向上的内侧开始计数的第t层(t是2和4中的任一个数)中的线圈侧部S1与沿顺时针方向同第t层中的线圈侧部S1相距六个间距且处于从径向方向上的内侧开始计数的第t+1层中的线圈侧部S1连接。在此,在短间距绕组中,第一线圈端部E11将在周向方向上以小于极间距的间距(每极每相间距–K,K是小于每极每相间距的自然数)分开的线圈侧部S1连接在一起。
同时,在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E12布置在径向方向上的最内层中。第二线圈端部E12设置成将沿顺时针方向隔开六个间距的最内层(从径向方向上的内侧开始计数的第一层)中的线圈侧部S1连接在一起。
此外,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E21设置成将处于从径向方向上的内侧开始计数的第t层中的线圈侧部S1与沿顺时针方向同第t层中的线圈侧部S1相距六个间距且处于从径向方向上的内侧开始计数的第t-1层中的线圈侧部S1连接。在此,在短间距绕组中,第一线圈端部E21将在周向方向上以小于极间距的间距(每极每相间距–K,K是小于每极每相间距的自然数)分开的线圈侧部S1连接在一起。
同时,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E22布置在径向方向上的最外层中。第二线圈端部E22设置成将沿顺时针方向隔开六个间距或五个间距的最外层(从径向方向上的内侧开始计数的第五层)中的线圈侧部S1连接在一起。
在此,在第二线圈端部E22中,将第一圈的定子绕组32和第二圈的定子绕组32连接的第二线圈端部E22g对隔开五个间距的线圈侧部S1进行连接。剩余的第二线圈端部E22对隔开六个间距的线圈侧部S1进行连接。此外,对隔开六个间距的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E22通过弯曲形成,使得不会发生同与之相邻布置的相同相位的第二线圈端部E22的干涉。
在此,将描述用于将根据第八实施方式的定子绕组32的匝数从偶数改变为奇数的方法。首先,作为前提,将描述图28中的比较例。图28示出了(以串联)连接到单个定子绕组32中的三相的定子绕组32的配线图案。定子绕组32是短间距绕组和重叠绕组。图28中的配线图案在匝数方面不同于图27中的配线图案。在下文中,将主要集中于与根据图27所示的本实施方式的配线图案不同的部分来描述图28所示的比较例的配线图案。
在图28中的比较例中,在第一端侧的线圈端部E1中,以类似于图27中的方式设置第一线圈端部E11。同时,在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E12布置在径向方向上的最内层和最外层中。在下文中,径向方向上的最内层中的第二线圈端部E12被称为第二线圈端部E12a,最外层中的第二线圈端部E12被称为第二线圈端部E12b。
第二线圈端部E12a设置成将沿顺时针方向隔开六个间距的最内层(从径向方向上的内侧开始计数的第一层)中的线圈侧部S1连接在一起。即,以与图27中的第二线圈端部E12类似的方式设置第二线圈端部E12a。第二线圈端部E12b设置成将沿顺时针方向隔开六个间距的最外层(从径向方向上的内侧开始计数的第六层)中的线圈侧部S1连接在一起。
此外,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E21设置成将处于从径向方向上的内侧开始计数的第m层(m是2、4、6中的任一个数)中的线圈侧部S1与沿顺时针方向同第m层中的线圈侧部S1相距六个间距且处于从径向方向上的内侧开始计数的第m-1层中的线圈侧部S1连接。即,与图27中的配线图案相比,第一线圈端部E21增加。
因此,当配线图案从图28所示的配线图案(匝数为偶数)改变为图27所示的配线图案(匝数为奇数)时,仅需要改变最外层的构造。具体地,首先,将容纳在每个槽35中的线圈侧部S1的数量减少成奇数(五层)。具体地,第二端侧的第一线圈端部E21减少。
然后,在轴向方向上的两端,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。更具体地,在第一端侧,消除最外层中的第二线圈端部E12b。相反,在第二端侧,最外层中的线圈侧部S1通过第二线圈端部E22连接在一起。作为前述的结果,根据第八实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(第九实施方式)
将参照图23和图29描述根据第九实施方式的定子绕组32。如图23所示,根据第九实施方式的定子绕组32包括通过Y形连接(星形连接)而连接的单个三相绕组。因此,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为一个。此外,线圈侧部S1容纳在每个槽35中,以便在径向方向上堆叠成五层。
将参照图29描述根据第九实施方式的定子绕组32的配线图案。如图29所示,以类似于根据第八实施方式的方式,根据第九实施方式的定子绕组32是线圈间距短于极间距的短间距绕组。因此,将仅描述与根据第八实施方式的图27中所示的配线图案不同的配线图案的部分。
在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E12布置在径向方向上的最内层中。第二线圈端部E12设置成将沿顺时针方向隔开五个间距或七个间距的最内层(从径向方向上的内侧开始计数的第一层)中的线圈侧部S1连接在一起。
因此,以与根据如上所述的实施方式的方式类似的方式,在根据第九实施方式的定子绕组32中也是同样地,通过改变最外层的构造,可以容易地将匝数从偶数改变为奇数。即,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。作为前述的结果,根据第九实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(第十实施方式)
将参照图8和图30描述根据第十实施方式的定子绕组32。如图8所示,根据第十实施方式的定子绕组32由分别通过Y形连接(星形连接)而连接的两个三相绕组并联连接而构成。因此,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为两个。此外,线圈侧部S1容纳在每个槽35中,以便在径向方向上堆叠成五层。
将参照图30描述根据第十实施方式的定子绕组32的配线图案。如图30所示,在根据第十实施方式的定子绕组32中,与根据第九实施方式的图29中所示的配线图案不同,来自各相的定子绕组32的引出线(输入/输出端子)增加。伴随于此,在第二端侧,将定子绕组32的部分绕组连接在一起的第二线圈端部E22减少。具体地,消除将隔开五个间距的线圈侧部S1连接在一起的第二线圈端部E22g。关于其他部分,图30中的配线图案与根据第九实施方式的图29中所示的配线图案相同。因此,根据第十实施方式,可以实现与根据第九实施方式的效果类似的效果。
(第十一实施方式)
将参照图8、图31、图32A和图32B描述根据第十一实施方式的定子绕组32。如图8所示,根据第十一实施方式的定子绕组32由分别通过Y形连接(星形连接)而连接的两个三相绕组并联连接而构成。因此,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为两个。此外,线圈侧部S1容纳在每个槽35中,以便在径向方向上堆叠成五层。
将参照图31描述根据第十一实施方式的定子绕组32的配线图案。在此,将主要描述与根据第九实施方式描述的图29中所示的配线图案不同的部分。如图31所示,在根据第十一实施方式的定子绕组32中,与根据第九实施方式的图29中所示的配线图案不同,来自各相的定子绕组32的引出线(输入/输出端子)的数量增加。伴随于此,在第二端侧,将定子绕组32的部分绕组连接在一起的第二线圈端部E22减少。具体地,消除将隔开五个间距的线圈侧部S1连接在一起的第二线圈端部E22g。
此外,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E22布置在径向方向上的最外层中。第二线圈端部E22设置成将沿顺时针方向隔开五个间距或七个间距的最外层(从径向方向上的内侧开始计数的第五层)中的线圈侧部S1连接在一起。
在此,在第二线圈端部E22中,将隔开五个间距的线圈侧部S1连接在一起的第二线圈端部E22被称为第二线圈端部E22a,将隔开七个间距的线圈侧部S1连接在一起的第二线圈部E22被称为第二线圈端部E22b。
在第二端侧,如图32A所示,第二线圈端部E22a和第二线圈端部E22b布置成在最外层中在轴向方向上重叠。即,第二线圈端部E22a布置成夹设在第二线圈端部E22b与定子芯31之间。此时,如图32B所示,第二线圈端部E22a和第二线圈端部E22b被弯曲,使得第二线圈端部E22a和第二线圈端部E22b的接合部55布置成比最外层更朝向径向方向上的外侧。其结果是,第二线圈端部E22a和第二线圈端部E22b的接合部55在轴向方向上排列成一排。有助于连接。
在此,第二线圈端部E22a是与第二线圈端部E22b相比具有更高电势的部分。即,第二线圈端部E22a是远离中性点的部分。其结果是,可以改善绝缘性能。
因此,以与根据如上所述的实施方式的方式类似的方式,在根据第十一实施方式的定子绕组32中也是同样地,通过改变最外层的构造,可以容易地将匝数从偶数改变为奇数。即,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。作为前述的结果,根据第十一实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
在此,如图32A所示,第二线圈端部E22a和第二线圈端部E22b不需要在轴向方向上重叠。第二线圈端部E22a和第二线圈端部E22b的形状和布置可以任意地修改。例如,如图33所示,可以修改第二线圈端部E22a和第二线圈端部E22b的形状,以便在周向方向上移位。其结果是,可以减小轴向方向尺寸。
(第十二实施方式)
将参照图20和图34描述根据第十二实施方式的定子绕组32。如图20所示,根据第十二实施方式的定子绕组32由分别通过Y形连接(星形连接)而连接的四个三相绕组并联连接而构成。
将参照图34描述根据第十二实施方式的定子绕组32的配线图案。在图34中,第一U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有从左到右的对角阴影的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第二U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有点影线的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第三U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有从右到左的对角阴影的正方形表示的线圈侧部S1。以类似方式,第四U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。
如图34中的配线图案所示,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为四个。因此,在图34中的配线图案中,与根据第九实施方式的图29中所示的配线图案不同,来自各相的定子绕组32的部分绕组的引出线增加。伴随于此,在第二端侧,将部分绕组连接的第二线圈端部E22减少。关于其他部分,图34中的配线图案与根据第九实施方式的图29中所示的配线图案相同。
因此,以与根据如上所述的实施方式的方式类似的方式,在根据第十二实施方式的定子绕组32中也是同样地,通过改变最外层的构造,可以容易地将匝数从偶数改变为奇数。即,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。作为前述的结果,根据第十二实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(第十三实施方式)
将参照图23、图35A和图35B描述根据第十三实施方式的定子绕组32。如图23所示,根据第十三实施方式的定子绕组32包括通过Y形连接(星形连接)而连接的单个三相绕组。因此,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为一个。此外,线圈侧部S1容纳在每个槽35中,以便在径向方向上堆叠成五层。
在此,将参照图35A和图35B描述定子绕组32的配线图案。如图35A和图35B所示,根据本实施方式的定子绕组32以波形绕组的方式卷绕。在图35A中,第一圈的U相的定子绕组32(部分绕组)包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。在图35B中,第二圈的U相的定子绕组32(部分绕组)包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有点影线的正方形表示的线圈侧部S1。
如图35A和图35B所示,相同相位的线圈侧部S1容纳在沿周向方向彼此相邻的两个槽35中。在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E11设置成将处于从径向方向上的内侧开始计数的第x层(x是1和3中的任一个数)中的线圈侧部S1与沿顺时针方向同第x层中的线圈侧部S1相距六个间距且处于从径向方向上的内侧开始计数的第x+1层中的线圈侧部S1连接。
同时,在第一端侧的线圈端部E1中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E12布置在径向方向上的最内层和最外层中。最外层中的第二线圈端部E12(在下文中,称为第二线圈端部E12c)设置成将沿顺时针方向隔开六个间距的最外层(从径向方向上的内侧开始计数的第五层)中的线圈侧部S1连接在一起。
此外,在第一端侧,最内层中的第二线圈端部E12(在下文中,称为第二线圈端部E12d)设置成将容纳在具有第42的槽编号的槽35中的线圈侧部S1与容纳在具有第48的槽编号的槽35中的线圈侧部S1连接。第二线圈端部E12d设置成将第一圈的U相的定子绕组32(部分绕组)和第二圈的U相的定子绕组32(部分绕组)串联连接。
此外,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E21设置成将处于从径向方向上的内侧开始计数的第x+1层(x是1和3中的任一个数)中的线圈侧部S1与沿顺时针方向同第x+1层中的线圈侧部S1相距六个间距且处于从径向方向上的内侧开始计数的第x层中的线圈侧部S1连接。
同时,在第二端侧的线圈端部E2中,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E22布置在径向方向上的最外层中。第二线圈端部E22设置成将沿顺时针方向隔开六个间距的最外层(从径向方向上的内侧开始计数的第五层)中的线圈侧部S1连接在一起。在此,如图35A和图35B所示,在最外层中,第一端侧的第二线圈端部E12c和第二端侧的第二线圈端部E22设置成在周向方向上交替。
在此,将描述用于将根据第十三实施方式的定子绕组32的匝数从偶数改变为奇数的方法。首先,作为前提,将描述图36中的比较例。图36示出了包括单个(串联连接的)三相绕组的定子绕组32的配线图案。定子绕组32是波形绕组。图36中的配线图案在匝数方面不同于图35中的配线图案。在下文中,将主要集中于与根据图35所示的本实施方式的配线图案不同的部分来描述图36所示的比较例的配线图案。在此,在图36中,仅示出了关于第二圈的U相的定子绕组32的配线图案的数字。省略其说明。
在图36中的比较例中,在第一端侧和第二端侧,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E11、E21在径向方向上分别增加一个。此外,以类似于图35中的方式,在第一端侧,将部分绕组串联连接的第二线圈端部E12d设置在径向方向上的最内层中。
同时,在第一端侧,第二线圈端部E12(在下文中,称为第二线圈端部E12e)设置在径向方向上的最外层中。第二线圈端部E12e设置成使定子绕组32在径向方向上折返。第二线圈端部E12e将容纳在具有第47的槽编号的槽35中的最外层中的线圈侧部S1与容纳在具有第6的槽编号的槽35中的最外层中的线圈侧部S1连接。在此,尽管未示出,但是也存在如下情况:第二线圈端部E12e将容纳在具有第48的槽编号的槽35中的最外层中的线圈侧部S1与容纳在具有第45的槽编号的槽35中的最外层中的线圈侧部S1连接。
同时,在第二端侧,不存在对同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E22。因此,当配线图案从图36所示的配线图案改变为图35所示的配线图案时,首先,容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数。然后,在轴向方向上的两端,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。具体地,在最外层中,第一端侧的第二线圈端部E12c和第二端侧的第二线圈端部E22设置成在周向方向上交替。作为前述的结果,根据第十三实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(第十四实施方式)
将参照图8、图37A和图37B描述根据第十四实施方式的定子绕组32。如图8所示,根据第十四实施方式的定子绕组32由分别通过Y形连接(星形连接)而连接的两个三相绕组并联连接而构成。因此,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为两个。此外,线圈侧部S1容纳在每个槽35中,以便在径向方向上堆叠成五层。
在此,将参照图37A和图37B描述定子绕组32的配线图案。以类似于根据第十三实施方式的方式,根据第十四实施方式的定子绕组32以波形绕组的方式卷绕。在此,将主要描述与根据第十三实施方式描述的图35中所示的配线图案不同的部分。
在图37A中,第一U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。在图37B中,第二U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有点影线的正方形表示的线圈侧部S1。
如图37A和图37B所示,在第一端侧和第二端侧,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E11、E21的构造类似于根据第十三实施方式的构造。同时,在第一端侧和第二端侧,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E12c、E22设置在最外层中。
如图37A所示,在第一U相的定子绕组32的最外层中,第一端侧的第二线圈端部E12c和第二端侧的第二线圈端部E22设置成在周向方向上交替。在此,在第一U相的定子绕组32中,大多数的第二线圈端部E12c、E22对隔开六个间距的线圈侧部S1进行连接。第二线圈端部E12c对隔开五个间距的线圈侧部S1进行连接,上述第二线圈端部E12c对容纳在第18槽35和第23槽35中的线圈侧部E1进行连接。
此外,如图37B所示,在第二U相的定子绕组32的最外层中,第一端侧的第二线圈端部E12c和第二端侧的第二线圈端部E22设置成在周向方向上交替。在此,在第二U相的定子绕组32中,大多数的第二线圈端部E12c、E22对隔开六个间距的线圈侧部S1进行连接。第二线圈端部E12c对隔开七个间距的线圈侧部S1进行连接,上述第二线圈端部E12c对容纳在第17的槽35和第24的槽35中的线圈侧部E1进行连接。
根据第十四实施方式,可以以类似于根据第十三实施方式的方式将匝数设定为奇数。此外,当匝数从偶数变为奇数时,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。具体地,在最外层中,第一端侧的第二线圈端部E12c和第二端侧的第二线圈端部E22设置成在周向方向上交替。作为前述的结果,根据第十四实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(第十五实施方式)
将参照图8、图38A和图38B描述根据第十五实施方式的定子绕组32。如图8所示,根据第十四实施方式的定子绕组32由分别通过Y形连接(星形连接)而连接的两个三相绕组并联连接而构成。因此,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为两个。此外,线圈侧部S1容纳在每个槽35中,以便在径向方向上堆叠成五层。
在此,将参照图38A和图38B描述定子绕组32的配线图案。以类似于根据第十三实施方式的方式,根据第十五实施方式的定子绕组32以波形绕组的方式卷绕。在此,将主要描述与根据第十三实施方式描述的图35中所示的配线图案不同的部分。
在图38A中,第一U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有交叉阴影的正方形表示的线圈侧部S1。在图38B中,第二U相的定子绕组32包括由基于箭头和数字指示的顺序连接的施加有点影线的正方形表示的线圈侧部S1。
如图38A和图38B所示,在第一端侧和第二端侧,对径向方向上的不同层的线圈侧部S1进行连接的第一线圈端部E11、E21的构造类似于根据第十三实施方式的构造。同时,在第一端侧和第二端侧,对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接的第二线圈端部E12c、E22设置在最外层中。
如图38A所示,在第一U相的定子绕组32的最外层中,第一端侧的第二线圈端部E12c和第二端侧的第二线圈端部E22设置成在周向方向上交替。在第一U相的定子绕组32中,第一端侧的第二线圈端部E12c对隔开七个间距的线圈侧部S1进行连接,第二端侧的第二线圈端部E22对隔开五个间距的线圈侧部S1进行连接。
此外,如图38B所示,在第二U相的定子绕组32的最外层中,第一端侧的第二线圈端部E12c和第二端侧的第二线圈端部E22设置成在周向方向上交替。在第二U相的定子绕组32中,第一端侧的第二线圈端部E12c对隔开五个间距的线圈侧部S1进行连接,第二端侧的第二线圈端部E22对隔开七个间距的线圈侧部S1进行连接。
根据第十五实施方式,可以以类似于根据第十三实施方式的方式将匝数设定为奇数。此外,当匝数从偶数变为奇数时,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。具体地,在最外层中,第一端侧的第二线圈端部E12c和第二端侧的第二线圈端部E22设置成在周向方向上交替。作为前述的结果,根据第十五实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(第十六实施方式)
将参照图20、图39A和图39B描述根据第十六实施方式的定子绕组32。如图20所示,根据第十六实施方式的定子绕组32构造成使得分别通过Y形连接(星形连接)而连接的四个三相绕组并联连接。因此,在每相的定子绕组32中,连接到动力线的引出线的数量和连接到中性点的引出线的数量分别各为四个。此外,线圈侧部S1容纳在每个槽35中,以便在径向方向上堆叠成五层。
如图39A和图39B所示,根据第十六实施方式的配线图案与根据第十五实施方式描述的图38中的配线图案大致相同。在此,随着引出线的增加,第二线圈端部E12c、E22的一部分被消除。
根据第十六实施方式,可以以类似于根据第十三实施方式的方式将匝数设定为奇数。此外,当匝数从偶数变为奇数时,在容纳在每个槽35中的线圈侧部S1减少成奇数时,在轴向方向上的两侧,容纳在槽35中的多个线圈侧部S1中的任一个连接到第二线圈端部E12或E22。具体地,在最外层中,第一端侧的第二线圈端部E12c和第二端侧的第二线圈端部E22设置成在周向方向上交替。作为前述的结果,根据第十六实施方式的定子30可以实现与根据如上所述的实施方式的效果类似的效果。
(变形例)
将描述将根据如上所述的实施方式的构造的一部分修改后的变形例。
根据如上所述的实施方式,在设置在第二侧的第二线圈端部E22中的接合部55中,导体端部53被接合以便在径向方向上重叠。作为其变形例,如图40所示,在第二端侧的第二线圈端部E22的接合部55中,导体端部53可以接合以便在周向方向上重叠。由于第二线圈端部E22对径向方向上的同一层的线圈侧部S1进行连接,因此,作为导体端部53连接以便在周向方向上重叠的结果,可以减少第二线圈端部E22的弯曲量。因此,可以抑制径向方向尺寸。在此,图40是定子30的周向方向在左/右方向上展开的俯视图。
根据如上所述的实施方式,在定子芯31的第二端侧,设置在第一线圈端部E21和第二线圈端部E22中的接合部55设置成在径向方向上排列成一排。作为其变形例,如图41所示,第二线圈端部E22的接合部55的位置可以相对于第一线圈端部21的接合部55在周向方向上移位。因此,可以抑制径向方向尺寸。此外,可以减少弯曲量。在此,图41是定子30的周向方向在左/右方向上展开的俯视图。
根据如上所述的实施方式,如图42A和图42B所示,第二线圈端部E22可以在径向方向上弯曲,使得其接合部55比最外层中的线圈侧部S1更朝向径向方向上的外侧突出。作为使第二线圈端部E22的接合部55朝向相对宽敞的径向方向上的外侧突出的结果,有助于接合。此外,有助于通过使第二线圈端部E22朝向径向方向上的外侧弯曲来避免与其他线圈端部E2的干涉。
根据如上所述的实施方式,当匝数从偶数改变为奇数时,容纳在每个槽35中的线圈侧部S1的数量减少。然而,定子芯31的尺寸不需要随着线圈侧部S1的减少而改变。即,如图43所示,槽35可以构造成能够容纳2N+2层(N为自然数;图43中为六层)。当匝数从偶数改变为奇数时,可容纳相当于单层的线圈侧部S1的空置空间可以在槽35中设置在径向方向上的外侧。其结果是,定子芯31不需要随着匝数的改变而改变。可以进一步有助于匝数的改变。在此,与在径向方向上的内侧设置空间时相比,作为在径向方向上的外侧设置可容纳相当于单层的线圈侧部S1的空置空间的结果,磁体与定子绕组32之间的距离缩短。可以抑制磁通泄露。
此外,如图43所示,当匝数从偶数改变为奇数时,不需要改变绝缘片材36的形状。其结果是,空间设置在绝缘片材36的内侧。当插入奇数层的线圈侧部S1时,可以抑制绝缘片材36被拉扯和损坏。
在此,如图44所示,当匝数从偶数改变为奇数时,可以改变绝缘片材36的形状。可以消除绝缘片材36的内侧的空间,并且绝缘片材36可以紧密地覆盖线圈侧部S1。
此外,如图45和图46所示,当匝数从偶数改变为奇数时,可以改变绝缘片材36的形状,并且可以在绝缘片材36的内侧和外侧设置空间。其结果是,绝缘片材36可以容易地插入到槽35中,并且导体部段50可以容易地插入到绝缘片材36的内侧。在此,绝缘片材36的卷绕的开始位置和结束位置可以在径向方向上的内侧和外侧中的任一侧。
根据如上所述的实施方式,当如图43所示在槽35内设置空置空间时,可以如图47至图54中的变形例那样有效地使用空置空间。以下将对此进行详细描述。
如图47所示,最外层中的线圈侧部S12a可以弯曲,使得其一部分容纳在空置空间中。即,与空置空间相邻的线圈侧部S12a可以弯曲,使得其一部分容纳在空置空间中。线圈侧部S12a使得其轴向方向上的中心部分朝向径向方向上的外侧弯曲,同时轴向方向上的两个端部保持堆叠于另一线圈侧部S1。
以类似方式,如图48和图49所示,最外层中的线圈侧部S12b可以弯曲,使得其一部分容纳在空置空间中。线圈侧部S12b使得其轴向方向上的两个端部朝向径向方向上的外侧弯曲,同时在轴向方向上的中心部保持堆叠于另一线圈侧部S1。即,与空置空间相邻的线圈侧部S12b的轴向方向上的两端可以容纳在空置空间中。在此,如图48所示,当线圈侧部S12b的两个端部朝向径向方向上的外侧弯曲时,对线圈端部S12b进行连接的第二线圈端部E22也可以布置成更朝向径向方向上的外侧。因此,可以减少第二线圈端部E22的弯曲量。
如图50所示,供诸如冷却水的冷却剂流过的冷却剂通路100可以布置成穿过在槽35内设置在径向方向上的外侧的空置空间。其结果是,可以有效地冷却定子芯31和定子绕组32。
如图51所示,用作母线单元200的固定构件的腿部201可以插入到在槽35内设置在径向方向上的外侧的空置空间中。由此,母线单元200可以固定于定子芯31。母线单元200将沿周向方向分开的各相的定子绕组32的绕组端部(引出线)连接在一起。此外,母线单元200可以用于将定子绕组32连接到动力线。此外,母线单元200可以用于将各相的定子绕组32连接到中性点。母线单元200布置在定子绕组32的径向方向上的外侧。例如,母线单元200可以布置成与背轭33重叠。如图51所示,腿部201从母线单元200在轴向方向上突出,并且插入到每个槽35内的空置空间中。
如图52所示,虚设线圈301可以在槽35内容纳在设置在径向方向上的外侧的空置空间内。空置空间可以由虚设线圈301填充。可以防止用于线圈粘合用清漆流出。此外,当将磁性体(诸如压粉铁芯)用作虚设线圈301时,可以补充由于空置空间而减少的磁路,并且可以改善性能。此外,当将绝缘导热构件用作虚设线圈301时,可以支持来自线圈侧部S1的放热,并且可以改善冷却性能。在此,作为绝缘导热构件即虚设线圈301的外部露出部以不均匀形状设置的结果,可以进一步改善冷却性能。
如图53所示,背轭33可以设置有沿径向方向穿过背轭33的通孔400。可以将通孔400和在槽35内设置在径向方向上的外侧的空置空间连接。此外,冷却油可以穿过通孔400和空置空间。即,通孔400和空置空间可以用作用于油的通道。其结果是,可以有效地冷却定子绕组32。
替代地,通孔400和空置空间可以用作用于固定定子绕组32的清漆的通道。结果,定子绕组32可以可靠地固定在槽35内。
如图54所示,温度传感器500可以容纳在空置空间中。可以准确地检测定子绕组32中的预期具有最高温度的定子芯31内的线圈温度。此外,不需要设置用于温度传感器500的附接结构。
根据如上所述的实施方式,导体部段50呈U形。然而,导体部段50可以构造成呈I形。当导体部段50呈I形时,接合部55设置在定子30的轴向方向上的两端。此外,导体部段50可以构造成呈如下形状:导体部段50以龟壳形状多次卷绕的形状、之字形状或其组合的形状。在这些情况下,导体部段50在定子30的轴向方向上的两侧分别具有至少一个以上的拐弯部52。
根据如上所述的实施方式,接合部55设置在第二端侧。然而,接合部55可以仅设置在第一端侧或轴向方向上的两端。
根据如上所述的实施方式,接合部55包括通过如电弧焊接、钨极惰性气体(TIG)焊接、激光焊接、电阻焊接、超声波焊接、搅拌摩擦焊接、钎焊、压配和由导电性浆料实现的接合等方法将轴向方向上的两端的线圈端部E1、E2和线圈侧部S1中的导体部段50连接在一起的构件。
根据如上所述的实施方式,在第二端侧,第二线圈端部E22将径向方向上的最外层中的线圈侧部S1连接在一起。然而,第二线圈端部E22可以将最外层之外的同一层的线圈侧部S1连接在一起。例如,第二线圈端部E22可以将最内层中的线圈侧部S1连接在一起。
以类似方式,在第一端侧,第二线圈端部E12将径向方向上的最内层中的线圈侧部S1连接在一起。然而,第二线圈端部E12可以将最内层之外的同一层的线圈侧部S1连接在一起。例如,第二线圈端部E12可以将最外层中的线圈侧部S1连接在一起。
·根据如上所述的第十三实施方式至第十六实施方式(其中定子绕组32为波形绕组),线圈端部E12、E22设置在最外层中。然而,线圈端部E12、E22可以设置在最外层之外的层中。例如,线圈端部E12、E22可以设置在最内层中。
根据如上所述的实施方式,可以任意地修改线圈端部E1、E2的形状,使得不会发生与其他线圈端部E1、E2的干涉。
根据如上所述的实施方式,可以任意地改变由线圈端部E1、E2连接的线圈侧部S1之间的距离(间距的数量)。此外,描述了极数为八、相数为三、且Q(即,每极每相的槽数)为2的构造。然而,具有其他极数、相数和Q的构造也是适用的。
根据如上所述的实施方式,容纳在每个槽35中的线圈侧部S1的数量可以任意地改变。即,匝数可以任意地改变。此外,连接方法不限于Y形连接(星形连接)。也可以使用诸如Δ形连接和Y-Δ形连接的连接类型。
根据如上所述的实施方式,各相的定子绕组32中的引出线的数量及其布置可以任意地改变。
根据如上所述的实施方式,电动机10用作用于车辆的电动机。然而,本申请的内容也可以应用于用作发电机或同时用作电动机和发电机的旋转电机。此外,电动机10的期望用途不限于车辆。电动机10可以应用于各种用途、诸如运输设备、家用电器以及空调和工业设施。
Claims (20)
1.一种旋转电机,包括电枢,
所述电枢包括:
电枢绕组;以及
电枢芯,所述电枢绕组卷绕在所述电枢芯的周围,其中,
所述电枢在所述电枢的周向方向上设置有多个槽,
所述电枢绕组由连接的多个分段导体构成,
每个所述分段导体包括:线圈侧部,所述线圈侧部容纳在所述槽中;以及线圈端部,所述线圈端部在所述电枢芯的轴向方向上的两侧从所述电枢芯突出,
所述线圈侧部容纳在所述槽中以便形成2N+1层,其中N为自然数,
所述线圈端部构造成对两个线圈侧部进行连接,所述线圈侧部分别容纳在以预定间距在周向方向上隔开的所述槽中,
所述线圈端部包括第一线圈端部和第二线圈端部,所述第一线圈端部将径向方向上的不同层的线圈侧部连接在一起,所述第二线圈端部将径向方向上的同一层的线圈侧部连接在一起,
在轴向方向上的两端,容纳在所述槽中的多个线圈侧部中的任一个连接到所述第二线圈端部。
2.如权利要求1所述的旋转电机,其特征在于,
所述第二线圈端部将布置在径向方向上的最外层或最内层中的所述线圈侧部连接在一起。
3.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述电枢绕组是重叠绕组,
在轴向方向上的两端的第一端侧,容纳在径向方向上的最外层中的所述线圈侧部连接到所述第二线圈端部,并且在第二端侧,容纳在最内层中的所述线圈侧部连接到所述第二线圈端部。
4.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述电枢绕组是波形绕组,
在轴向方向上的两侧,容纳在径向方向上的最内层和最外层中的任一个中的所述线圈侧部连接到所述第二线圈端部。
5.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
在所述电枢的轴向方向上的两端中的至少任一端,所述第二线圈端部布置在径向方向上的最内层或最外层中的任一个中,并且具有接合部,所述分段导体的导体端部在所述接合部处连接在一起。
6.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
在轴向方向上的两端中的至少任一端,所述线圈端部包括接合部,所述分段导体的导体端部在所述接合部处连接在一起,
所述导体端部被接合,以便在所述第一线圈端部的所述接合部处在径向方向上重叠,
所述导体端部被接合,以便在所述第二线圈端部的所述接合部处在周向方向上重叠。
7.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
在轴向方向上的两端中的至少任一端,所述线圈端部包括接合部,所述分段导体的导体端部在所述接合部处连接在一起,
所述第二线圈端部的所述接合部相对于所述第一线圈端部的所述接合部在周向方向上移位。
8.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
在轴向方向上的两端中的至少任一端,所述线圈端部包括接合部,所述分段导体的导体端部在所述接合部处连接在一起,
所述第二线圈端部将径向方向上的最内层或最外层中的所述线圈侧部连接在一起,并且在径向方向上弯曲,使得所述接合部比最内层更朝向径向方向上的内侧突出、或比最外层更朝向径向方向上的外侧突出。
9.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
在轴向方向上的两端中的至少任一端,所述线圈端部包括接合部,所述分段导体的导体端部在所述接合部处连接在一起,
在周向方向上具有不同间距的两个第二线圈端部布置成在周向方向上的相同位置处在轴向方向上重叠,
两个所述第二线圈端部分别将径向方向上的最内层或最外层中的所述线圈侧部连接在一起,并且分别在径向方向上弯曲,使得各个所述接合部比最内层更朝向径向方向上的内侧突出、或比最外层更朝向径向方向上的外侧突出。
10.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
在轴向方向上的两端中的至少任一端,所述线圈端部包括接合部,所述分段导体的导体端部在所述接合部处连接在一起,
在周向方向上具有不同间距的两个第二线圈端部分别将径向方向上的最内层或最外层中的所述线圈侧部连接在一起,并且布置成使得各个接合部的轴向方向上的位置重合,并且所述第二线圈端部在周向方向上移位。
11.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述槽中设置有空置空间。
12.如权利要求11所述的旋转电机,其特征在于,
所述槽构造成能够容纳2N+2层的所述线圈侧部,其中N为自然数,
所述槽中设置有空置空间。
13.如权利要求11所述的旋转电机,其特征在于,
与所述空置空间相邻的所述线圈侧部被弯曲,使得所述线圈侧部的一部分容纳在所述空置空间中。
14.如权利要求13所述的旋转电机,其特征在于,
与所述空置空间相邻的所述线圈侧部在轴向方向上的两端被弯曲,并且两端容纳在所述空置空间中。
15.如权利要求11所述的旋转电机,其特征在于,
供冷却剂流过的冷却剂通路容纳在所述空置空间中。
16.如权利要求11所述的旋转电机,其特征在于,
所述旋转电机还包括母线单元,所述母线单元将沿周向方向分开的所述电枢绕组的绕组端部连接在一起,
所述母线单元布置在所述线圈端部的径向方向上的外侧,
所述母线单元通过固定构件固定于所述电枢芯,
所述固定构件被插入到所述空置空间中并固定。
17.如权利要求11所述的旋转电机,其特征在于,
虚设线圈容纳在所述空置空间中。
18.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述分段导体构造成呈U形或I形。
19.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述第一线圈端部将在周向方向上以与极间距相同的间距分开的所述线圈侧部连接在一起。
20.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述第一线圈端部将在周向方向上以小于极间距的间距分开的所述线圈侧部连接在一起。
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