CN115997330A - 定子、电动机、压缩机、空调机和定子的制造方法 - Google Patents

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CN115997330A CN202080103742.0A CN202080103742A CN115997330A CN 115997330 A CN115997330 A CN 115997330A CN 202080103742 A CN202080103742 A CN 202080103742A CN 115997330 A CN115997330 A CN 115997330A
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Abstract

定子(3)具有定子铁芯(31)、以分布卷绕的方式安装于定子铁芯(31)的3相线圈(32)、以及使3相线圈(32)绝缘的第1绝缘部件(34)。3相线圈(32)在线圈端部(32a)具有2×n个U相线圈(32U)、2×n个V相线圈(32V)和2×n个W相线圈(32W)。2×n个U相线圈(32U)、2×n个V相线圈(32V)和2×n个W相线圈(32W)分别包含n个第1线圈和n个第2线圈。n个第2线圈在线圈端部(32a)配置于n个第1线圈的径向上的外侧。第1绝缘部件(34)配置于配置有第2线圈的槽(311)。

Description

定子、电动机、压缩机、空调机和定子的制造方法
技术领域
本发明涉及电动机用的定子。
背景技术
一般公知有具有3相线圈的定子(例如专利文献1)。专利文献1所公开的定子铁芯具有24个槽,3相线圈形成8个磁极,针对1个磁极的槽数为3。在该定子中,各相的线圈按照每3个槽进行配置,以重叠卷绕的方式安装于定子铁芯,在各槽配置有同相的2个线圈。该情况下,该定子具有能够100%地利用来自转子的磁通这样的优点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本实开昭53-114012号公报
发明内容
发明要解决的课题
在以重叠卷绕的方式将3相线圈安装于定子铁芯的情况下,很难使用插入器具(例如后述的图9所示的插入器具9)将3相线圈安装于定子铁芯。因此,通常在以重叠卷绕的方式将3相线圈32安装于定子铁芯31的情况下,用手将3相线圈安装于定子铁芯。因此,定子的生产性降低。进而,在以重叠卷绕的方式安装了3相线圈的定子中,配置有相互不同相的2个线圈的槽多。在配置有相互不同相的2个线圈的槽中,需要配置绝缘部件。该情况下,要花费将绝缘部件配置于槽的劳力和时间,其结果,定子的生产性进一步降低。
本发明的目的在于,改善定子的生产性。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的定子具有:
定子铁芯,其具有9×n个槽,其中n为1以上的整数;
3相线圈,其以分布卷绕的方式安装于所述定子铁芯,形成4×n个磁极;以及
第1绝缘部件,其使所述3相线圈绝缘,
所述3相线圈在所述3相线圈的线圈端部具有2×n个U相线圈、2×n个V相线圈和2×n个W相线圈,
所述2×n个U相线圈串联连接,
所述2×n个V相线圈串联连接,
所述2×n个W相线圈串联连接,
所述2×n个U相线圈、所述2×n个V相线圈和所述2×n个W相线圈分别包含以2个槽间距配置于所述定子铁芯的n个第1线圈和以3个槽间距配置于所述定子铁芯的n个第2线圈,
所述n个第1线圈在所述线圈端部在周向上每360/n度等间隔地进行配置,
所述n个第2线圈在所述线圈端部在所述周向上每360/n度等间隔地进行配置,
所述n个第2线圈在所述线圈端部配置于所述n个第1线圈的径向上的外侧,
所述第1绝缘部件配置于所述9×n个槽中的配置有所述第2线圈的槽。
本发明的另一个方式的定子具有:
定子铁芯,其具有9×n个槽,其中n为1以上的整数;
3相线圈,其以分布卷绕的方式安装于所述定子铁芯,形成4×n个磁极;以及
第1绝缘部件,其使所述3相线圈绝缘,
所述3相线圈在所述3相线圈的线圈端部具有2×n个U相线圈、2×n个V相线圈和2×n个W相线圈,
所述2×n个U相线圈串联连接,
所述2×n个V相线圈串联连接,
所述2×n个W相线圈串联连接,
所述2×n个U相线圈、所述2×n个V相线圈和所述2×n个W相线圈分别包含以2个槽间距配置于所述定子铁芯的n个第1线圈和以3个槽间距配置于所述定子铁芯的n个第2线圈,
所述n个第1线圈在所述线圈端部在周向上每360/n度等间隔地进行配置,
所述n个第2线圈在所述线圈端部在所述周向上每360/n度等间隔地进行配置,
所述n个第1线圈在所述线圈端部配置于所述n个第2线圈的径向上的外侧,
所述第1绝缘部件配置于所述9×n个槽中的配置有所述第2线圈的槽。
本发明的另一个方式的电动机具有:
所述定子;以及
转子,其配置于所述定子的内侧。
本发明的另一个方式的压缩机具有:
密闭容器;
压缩装置,其配置于所述密闭容器内;以及
所述电动机,其驱动所述压缩装置。
本发明的另一个方式的空调机具有:
所述压缩机;以及
热交换器。
在本发明的另一个方式的定子的制造方法中,所述定子具有:定子铁芯,其具有槽;以及3相线圈,其在线圈端部具有2×n个U相线圈、2×n个V相线圈和2×n个W相线圈,其中n为1以上的整数,
所述2×n个U相线圈、所述2×n个V相线圈和所述2×n个W相线圈分别包含n个第1线圈和n个第2线圈,
所述定子的制造方法具有以下步骤:
将所述n个第2线圈以3个槽间距配置于所述定子铁芯;
将绝缘部件配置于配置有所述第2线圈的所述槽,以使所述n个第2线圈绝缘;以及
将所述n个第1线圈以2个槽间距配置于所述n个第2线圈的径向上的内侧。
在本发明的另一个方式的定子的制造方法中,所述定子具有:定子铁芯,其具有槽;以及3相线圈,其在线圈端部具有2×n个U相线圈、2×n个V相线圈和2×n个W相线圈,其中n为1以上的整数,
所述2×n个U相线圈、所述2×n个V相线圈和所述2×n个W相线圈分别包含n个第1线圈和n个第2线圈,
所述定子的制造方法具有以下步骤:
将所述n个第1线圈以2个槽间距配置于所述定子铁芯;
将所述n个第2线圈以3个槽间距配置于所述n个第1线圈的径向上的内侧;以及
将绝缘部件配置于配置有所述第2线圈的所述槽,以使所述n个第2线圈绝缘。
发明效果
根据本发明,能够改善定子的生产性。
附图说明
图1是概略地示出实施方式1的电动机的构造的俯视图。
图2是概略地示出转子的构造的剖视图。
图3是概略地示出定子的构造的俯视图。
图4是概略地示出3相线圈的图。
图5是示意地示出槽内的3相线圈的配置的图。
图6是示出槽中的绝缘部件(也称为第1绝缘部件)的配置的例子的图。
图7是示出线圈端部处的绝缘部件(也称为第2绝缘部件)的配置的例子的图。
图8是示出实施方式1中的定子的制造工序的一例的流程图。
图9是示出用于将3相线圈插入定子铁芯内的插入器具的例子的图。
图10是示出步骤S11中的第2线圈的插入工序的图。
图11是示出步骤S13中的追加的第2线圈的插入工序的图。
图12是示出步骤S14中的第1线圈的插入工序的图。
图13是示出比较例的电动机的俯视图。
图14是示出图13所示的定子的槽内的3相线圈的配置的图。
图15是概略地示出实施方式1的变形例的电动机的构造的俯视图。
图16是概略地示出实施方式1的变形例的电动机的定子的构造的俯视图。
图17是概略地示出实施方式1的变形例的电动机的3相线圈的图。
图18是示出实施方式1的变形例中的定子的制造工序的一例的流程图。
图19是示出步骤S11a中的第2线圈的插入工序的图。
图20是示出步骤S13a中的第1线圈的插入工序的图。
图21是概略地示出实施方式2的电动机的构造的平面图。
图22是概略地示出实施方式2的电动机的定子的构造的俯视图。
图23是示出槽中的绝缘部件(也称为第1绝缘部件)的配置的例子的图。
图24是示出线圈端部处的绝缘部件(也称为第2绝缘部件)的配置的例子的图。
图25是示出实施方式2中的定子3的制造工序的一例的流程图。
图26是示出步骤S21中的第1线圈的插入工序的图。
图27是示出步骤S22中的第2线圈的插入工序的图。
图28是示出步骤S24中的追加的第2线圈的插入工序的图。
图29是概略地示出实施方式2的变形例的电动机的构造的俯视图。
图30是概略地示出实施方式2的变形例的电动机的定子的构造的俯视图。
图31是示出实施方式2的变形例中的定子的制造工序的一例的流程图。
图32是示出步骤S21a中的第1线圈的插入工序的图。
图33是示出步骤S22a中的第2线圈的插入工序的图。
图34是概略地示出实施方式3的压缩机的构造的剖视图。
图35是概略地示出实施方式4的制冷空调装置的结构的图。
具体实施方式
实施方式1
在各图所示的xyz直角坐标系中,z轴方向(z轴)表示与电动机1的轴线Ax平行的方向,x轴方向(x轴)表示与z轴方向(z轴)垂直的方向,y轴方向(y轴)表示与z轴方向和x轴方向双方垂直的方向。轴线Ax是定子3的中心,也是转子2的旋转中心。与轴线Ax平行的方向也称为“转子2的轴向”或简称为“轴向”。径向是转子2或定子3的半径方向,是与轴线Ax垂直的方向。xy平面是与轴向垂直的平面。箭头D1表示以轴线Ax为中心的周向。将转子2或定子3的周向也简称为“周向”。
<电动机1>
图1是概略地示出实施方式1的电动机1的构造的俯视图。
电动机1具备具有多个磁极的转子2、定子3、以及固定于转子2的轴4。电动机1例如是永磁同步电动机。
转子2以能够旋转的方式配置于定子3的内侧。在转子2与定子3之间存在气隙。转子2以轴线Ax为中心进行旋转。
图2是概略地示出转子2的构造的剖视图。
转子2具有转子铁芯21和多个永磁铁22。
转子铁芯21具有多个磁铁插入孔211、以及配置轴4的轴孔212。转子铁芯21也可以还具有作为与各磁铁插入孔211连通的空间的至少1个磁通屏蔽部。
在本实施方式中,转子2具有多个永磁铁22。各永磁铁22配置于各磁铁插入孔211内。
1个永磁铁22形成转子2的1个磁极、即N极或S极。但是,也可以是2个以上的永磁铁22形成转子2的1个磁极。
在本实施方式中,在xy平面中,形成转子2的1个磁极的1个永磁铁22笔直地配置。但是,也可以是在xy平面中,形成转子2的1个磁极的1组永磁铁22被配置成具有V字形状。
转子2的各磁极的中心位于转子2的N极或S极的中心。转子2的各磁极(也简称为“各磁极”或“磁极”)意味着发挥转子2的N极或S极的作用的区域。
<定子3>
图3是概略地示出定子3的构造的俯视图。
图4是概略地示出3相线圈32的图。
如图1和图2所示,定子3具有定子铁芯31、以及以分布卷绕的方式安装于定子铁芯31的3相线圈32。
定子铁芯31具有配置3相线圈32的9×n个(n为1以上的整数)槽311。在本实施方式中,n=2。因此,在图1和图2所示的例子中,定子铁芯31具有18个槽311。
3相线圈32(即各相的线圈)具有配置于槽311内的线圈边、以及未配置于槽311内的线圈端部32a。各线圈端部32a是3相线圈32的轴向上的端部。
3相线圈32在各线圈端部32a具有2×n个U相线圈32U、2×n个V相线圈32V和2×n个W相线圈32W(图1)。即,3相线圈32具有第1相、第2相和第3相这3相。例如,第1相为U相,第2相为V相,第3相为W相。在本实施方式中,将3相分别称为U相、V相和W相。将2×n个U相线圈32U也称为“U相线圈组”,将2×n个V相线圈32V也称为“V相线圈组”,将2×n个W相线圈32W也称为“W相线圈组”。将U相线圈组、V相线圈组和W相线圈组分别也称为“各相的线圈组”。
各相的线圈组包含n个第1线圈和n个第2线圈。各第1线圈以2个槽间距配置于定子铁芯31。各第2线圈以3个槽间距配置于定子铁芯31。将各相的各第1线圈和各相的各第2线圈也简称为“线圈”。
2个槽间距意味着“每2个槽”。即,2个槽间距意味着1个线圈按照每2个槽配置于槽311。换言之,2个槽间距意味着1个线圈每隔1个槽地配置于槽311。
3个槽间距意味着“每3个槽”。即,3个槽间距意味着1个线圈按照每3个槽配置于槽311。换言之,3个槽间距意味着1个线圈每隔2个槽地配置于槽311。
在本实施方式中,n=2。因此,在图1所示的例子中,在线圈端部32a,3相线圈32具有4个U相线圈32U、4个V相线圈32V和4个W相线圈32W。但是,各相的线圈的数量不限于4个。在本实施方式中,定子3在2个线圈端部32a具有图1所示的构造。但是,定子3在2个线圈端部32a中的一方具有图1所示的构造即可。
当在3相线圈32中流过电流时,3相线圈32形成4×n个磁极。在本实施方式中,n=2。因此,在本实施方式中,当在3相线圈32中流过电流时,3相线圈32形成8个磁极。
如图4所示,2×n个U相线圈32U(即第1线圈U1和第2线圈U2)、2×n个V相线圈32V(即第1线圈V1和第2线圈V2)和2×n个W相线圈32W(即第1线圈W1和第2线圈W2)例如以Y型接线的方式连接。但是,2×n个U相线圈32U、2×n个V相线圈32V和2×n个W相线圈32W也可以以Y型接线以外的接线、例如三角接线的方式连接。
各相的n个第1线圈在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。在本实施方式中,例如,U相的2个第1线圈U1在各线圈端部32a在周向上每180度等间隔地进行配置。换言之,n个第1线圈U1在各线圈端部32a相互错开360/n度等间隔地进行配置。在本实施方式中,U相的2个第1线圈U1在各线圈端部32a相互错开180度等间隔地进行配置。在n=1的情况下,各相的第1线圈在各线圈端部32a配置于任意的位置。
各相的n个第2线圈在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。在本实施方式中,例如,U相的2个第2线圈U2在各线圈端部32a在周向上每180度等间隔地进行配置。换言之,n个第2线圈U2在各线圈端部32a相互错开360/n度等间隔地进行配置。在本实施方式中,U相的2个第2线圈U2在各线圈端部32a相互错开180度等间隔地进行配置。在n=1的情况下,各相的第2线圈在各线圈端部32a配置于任意的位置。
在各线圈端部32a,在周向上相邻的2个第1线圈相互在周向上错开240度的电角(即60度的机械角)。在各线圈端部32a,在周向上相邻的2个第2线圈相互在周向上错开240度的电角(即60度的机械角)。
在3相线圈32的各线圈端部32a配置各线圈的区域被分成多个区域、例如内侧区域和外侧区域。内侧区域是最接近定子铁芯31的中心的区域。外侧区域是最远离定子铁芯31的中心的区域。即,外侧区域是在xy平面中位于内侧区域的外侧的区域,内侧区域是在xy平面中位于外侧区域的外侧的区域。内侧区域和外侧区域分别是在周向上延伸的区域。
在本实施方式中,在各线圈端部32a,各第1线圈配置于内侧区域,各第2线圈配置于外侧区域。即,第1线圈在各线圈端部32a配置于第2线圈的径向上的内侧。第2线圈在各线圈端部32a配置于第1线圈的径向上的外侧。
在本实施方式中,也可以将配置第2线圈的外侧区域分成第1外侧区域和第2外侧区域。第2外侧区域是在xy平面中位于内侧区域的外侧的区域,第1外侧区域是在xy平面中位于第2外侧区域的外侧的区域。即,第2外侧区域是内侧区域与第1外侧区域之间的区域。第1外侧区域和第2外侧区域分别是在周向上延伸的区域。该情况下,如图1和图3所示,各相的1个第2线圈配置于第1外侧区域,各相的另1个第2线圈配置于第2外侧区域。因此,在各相中,1个第2线圈与另1个第2线圈相比配置于径向上的外侧。
在各线圈端部32a,U相的第1线圈U1、W相的第1线圈W1和V相的第1线圈V1在周向上(在图3中为逆时针)依次配置。在各线圈端部32a,U相的第2线圈U2、W相的第2线圈W2和V相的第2线圈V2在周向上(在图3中为逆时针)依次配置。各第2线圈与其他相的第2线圈一起配置于槽311。
在沿周向观察的情况下,各线圈以相同朝向卷绕于定子铁芯31。
<U相线圈32U>
如图3所示,2×n个U相线圈32U包含n个第1线圈U1和n个第2线圈U2。在本实施方式中,2个U相线圈32U由1个第1线圈U1和1个第2线圈U2构成。2×n个U相线圈32U串联连接。因此,在本实施方式中,2个第1线圈U1和2个第2线圈U2串联连接。第1线圈U1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈U2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
如图3所示,U相的第1线圈U1在定子铁芯31的一端侧每隔1个槽地配置于2个槽311。换言之,U相的第1线圈U1在定子铁芯31的一端侧隔着1个槽311而配置于2个槽311。
如图3所示,U相的第2线圈U2在定子铁芯31的一端侧每隔2个槽地配置于2个槽311。换言之,U相的第2线圈U2在定子铁芯31的一端侧隔着2个槽311而配置于2个槽311。
U相的n个第1线圈U1在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第1线圈U1在各线圈端部32a配置于任意的位置。U相的n个第2线圈U2在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第2线圈U2在各线圈端部32a配置于任意的位置。
各第1线圈U1在各线圈端部32a配置于其他相的第2线圈的径向上的内侧。各第2线圈U2在各线圈端部32a配置于其他相的第1线圈的径向上的外侧。
<V相线圈32V>
如图3所示,2×n个V相线圈32V包含n个第1线圈V1和n个第2线圈V2。在本实施方式中,2个V相线圈32V由1个第1线圈V1和1个第2线圈V2构成。2×n个V相线圈32V串联连接。因此,在本实施方式中,2个第1线圈V1和2个第2线圈V2串联连接。第1线圈V1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈V2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
如图3所示,V相的第1线圈V1在定子铁芯31的一端侧每隔1个槽地配置于2个槽311。换言之,V相的第1线圈V1在定子铁芯31的一端侧隔着1个槽311而配置于2个槽311。
如图3所示,V相的第2线圈V2在定子铁芯31的一端侧每隔2个槽地配置于2个槽311。换言之,V相的第2线圈V2在定子铁芯31的一端侧隔着2个槽311而配置于2个槽311。
V相的n个第1线圈V1在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第1线圈V1在各线圈端部32a配置于任意的位置。V相的n个第2线圈V2在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第2线圈V2在各线圈端部32a配置于任意的位置。
各第1线圈V1在各线圈端部32a配置于其他相的第2线圈的径向上的内侧。各第2线圈V2在各线圈端部32a配置于其他相的第1线圈的径向上的外侧。
<W相线圈32W>
如图3所示,2×n个W相线圈32W包含n个第1线圈W1和n个第2线圈W2。在本实施方式中,2个W相线圈32W由1个第1线圈W1和1个第2线圈W2构成。2×n个W相线圈32W串联连接。因此,在本实施方式中,2个第1线圈W1和2个第2线圈W2串联连接。第1线圈W1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈W2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
如图3所示,W相的第1线圈W1在定子铁芯31的一端侧每隔1个槽地配置于2个槽311。换言之,W相的第1线圈W1在定子铁芯31的一端侧隔着1个槽311而配置于2个槽311。
如图3所示,W相的第2线圈W2在定子铁芯31的一端侧每隔2个槽地配置于2个槽311。换言之,W相的第2线圈W2在定子铁芯31的一端侧隔着2个槽311而配置于2个槽311。
W相的n个第1线圈W1在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第1线圈W1在各线圈端部32a配置于任意的位置。W相的n个第2线圈W2在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第2线圈W2在各线圈端部32a配置于任意的位置。
各第1线圈W1在各线圈端部32a配置于其他相的第2线圈的径向上的内侧。各第2线圈W2在各线圈端部32a配置于其他相的第1线圈的径向上的外侧。
<槽311内的线圈的配置的概要>
图5是示意地示出槽311内的3相线圈32的配置的图。
当在1个槽311中配置有不同的2个相的线圈的情况下,该槽311的区域被分成2个区域。该情况下,槽311的区域被分成内层和位于内层的外侧的外层。
<绝缘部件>
图6是示出槽311中的绝缘部件34(也称为第1绝缘部件)的配置的例子的图。
定子3也可以具有使3相线圈32的各相的线圈绝缘的绝缘部件34。绝缘部件34例如为绝缘纸。在图6所示的例子中,绝缘部件34配置于9×n个槽311中的配置有第2线圈的槽311。具体而言,各绝缘部件34在槽311中配置于2个第2线圈之间。
当在1个槽311中配置有不同的2个相的线圈的情况下,在转子2旋转时,在这2个线圈之间会产生电位差。因此,当在这2个线圈之间配置有绝缘部件34的情况下,能够防止由于电位差而引起的针对覆盖各线圈的覆膜的绝缘破坏。
图7是示出线圈端部32a处的绝缘部件34(也称为第2绝缘部件)的配置的例子的图。
定子3也可以具有使线圈端部32a处的3相线圈32的各相的线圈绝缘的绝缘部件34。该绝缘部件34例如为绝缘纸。在图7所示的例子中,绝缘部件34在线圈端部32a配置于第1线圈与第2线圈之间。
<绕组系数>
在本实施方式中,各相的第1线圈的绕组系数kw1和各相的第2线圈的绕组系数kw2相互不同。因此,为了计算电动机1的定子3的绕组系数kw,要计算各相的第1线圈的绕组系数kw1和各相的第2线圈的绕组系数kw2。
各相的第1线圈的短距绕组系数Kp1和各相的第2线圈的短距绕组系数Kp2用以下的式(1)、(2)、(3)和(4)求出。
β1=2[槽间距]/(18[槽]/8[磁极])
=8/9……(1)
Kp1=sin{(β1×π)/2)}
=sin{(8/9)×(π/2)}
=sin80°
=0.985……(2)
β2=3[槽间距]/(18[槽]/8[磁极])
=4/3……(3)
Kp2=sin{(β2×π)/2)}
=sin{(4/3)×(π/2)}
=sin120°
=0.866……(4)
电动机1的定子3的分布绕组系数kd为1。因此,电动机1的定子3的绕组系数kw如以下的式(5)那样求出。
kw={(2/3)×kp1+(1/3)×kp2}×kd1
={(2/3)×0.985+(1/3)×0.866}×1
=0.945……(5)
<实施方式1中的定子3的制造方法>
对定子3的制造方法的一例进行说明。
下面,更加具体地说明定子3的制造方法的一例。
图8是示出实施方式1中的定子3的制造工序的一例的流程图。
图9是示出用于将3相线圈32插入定子铁芯31内的插入器具9的例子的图。
图10是示出步骤S11中的第2线圈的插入工序的图。
在步骤S11中,如图10所示,利用插入器具9在预先制作的定子铁芯31安装各相的第2线圈。具体而言,在线圈端部32a在周向上等间隔(具体而言为120度)地配置各相的1个第2线圈,在定子铁芯31的槽311的外层以分布卷绕的方式配置各相的1个第2线圈。即,以分布卷绕的方式将U相线圈32U的1个第2线圈U2、V相线圈32V的1个第2线圈V2和W相线圈32W的1个第2线圈W2配置于槽311的外层。其结果,各相的1个第2线圈配置于线圈端部32a的外侧区域(具体而言为第1外侧区域),以3个槽间距配置于定子铁芯31。
在利用图9所示的插入器具9将3相线圈32插入定子铁芯31中的情况下,在插入器具9的叶片91之间配置线圈,将叶片91与线圈一起插入定子铁芯31的内侧。接着,使线圈在轴向上滑动,将其配置于槽311内。在后述的步骤中,也利用相同的方法将3相线圈32插入定子铁芯31中。
在步骤S12中,将绝缘部件34配置于配置有各相的第2线圈的槽311内,以使各相的第2线圈绝缘。具体而言,将绝缘部件34配置于在接下来的步骤中要配置不同相的第2线圈的槽311。
图11是示出步骤S13中的追加的第2线圈的插入工序的图。
在步骤S13中,如图11所示,利用插入器具9在定子铁芯31安装各相的另1个第2线圈。具体而言,在线圈端部32a在周向上等间隔地配置各相的另1个第2线圈,在已经配置有第2线圈的槽311的内层以分布卷绕的方式配置各相的第2线圈。即,将各相的另1个第2线圈配置于线圈端部32a的外侧区域(具体而言为第2外侧区域)。
其结果,各相的第2线圈配置于线圈端部32a的外侧区域,以3个槽间距配置于定子铁芯31。关于各相的第2线圈,关于各相的第2线圈,在各线圈端部32a,U相的第2线圈U2、W相的第2线圈W2和V相的第2线圈V2在周向上(在图11中为逆时针)依次配置。各第2线圈与其他相的第2线圈一起配置于槽311。
图12是示出步骤S14中的第1线圈的插入工序的图。
在步骤S14中,如图11所示,利用插入器具9在定子铁芯31安装各相的第1线圈。具体而言,在线圈端部32a在周向上等间隔地配置各相的第1线圈,以分布卷绕的方式将各相的第1线圈配置于槽311。即,以分布卷绕的方式将U相线圈32U的第1线圈U1、V相线圈32V的第1线圈V1和W相线圈32W的第1线圈W1配置于槽311。其结果,各相的第1线圈配置于线圈端部32a的内侧区域,以2个槽间距配置于第2线圈的径向上的内侧。
如上所述,在步骤S11~步骤S14中,将各第1线圈以2个槽间距以分布卷绕的方式配置于定子铁芯31,将各第2线圈以3个槽间距以分布卷绕的方式配置于定子铁芯31。其结果,3相线圈32以分布卷绕的方式安装于定子铁芯31,使得在3相线圈32的各线圈端部32a和槽311中,3相线圈32具有本实施方式中说明的排列。
在步骤S15中,将U相线圈32U、V相线圈32V和W相线圈32W相互连接。各相的线圈串联连接。即,2×n个U相线圈32U串联连接,2×n个V相线圈32V串联连接,2×n个W相线圈32W串联连接。U相线圈32U、V相线圈32V和W相线圈32W例如以Y型接线的方式连接。进而,对被连接的3相线圈32的形状进行整理。其结果,得到图3所示的定子3。
<比较例>
图13是示出比较例的电动机1a的俯视图。
图14是示出图13所示的定子3a的槽内的3相线圈32的配置的图。图14是图13所示的定子3a的展开图。
在比较例中,3相线圈32以重叠卷绕的方式安装于定子铁芯31。该情况下,在各线圈端部32a,各线圈的一侧配置于槽311的外层,该线圈的另一侧配置于其他槽311的内层。
因此,在以重叠卷绕的方式将3相线圈32安装于定子铁芯31的情况下,很难使用插入器具(例如图9所示的插入器具9)将3相线圈32安装于定子铁芯31。因此,通常,在比较例这样的以重叠卷绕的方式将3相线圈32安装于定子铁芯31的情况下,用手将3相线圈32安装于定子铁芯。该情况下,定子3的生产性降低。
在本实施方式中,定子3具有上述的配置,因此,能够容易地使用插入器具(例如图9所示的插入器具9)将3相线圈32安装于定子铁芯31。因此,能够改善定子3的生产性。进而,在本实施方式中,定子3具有上述的配置,因此,能够容易地将绝缘部件34配置于槽311,能够进一步改善定子3的生产性。
根据实施方式1中的定子3的制造方法,能够制造具有本实施方式中说明的优点的定子3。进而,根据定子3的制造方法,能够使用插入器具9将3相线圈32安装于定子铁芯31。进而,最初,第2线圈配置于外侧区域,因此,能够容易地将第1线圈配置于定子铁芯31,能够抑制线圈端部32a的轴向上的高度。
实施方式1中的变形例
<电动机1>
图15是概略地示出实施方式1的变形例的电动机1的构造的俯视图。
在变形例中,“n”的值与实施方式1中说明的“n”的值不同。在变形例中,n=1。在变形例中,对与实施方式1不同的结构进行说明。变形例中未说明的详细情况能够设为与实施方式1相同的详细情况。
转子2具有转子铁芯21和至少1个永磁铁22。转子2具有4×n个(n为1以上的整数)磁极。在变形例中,转子2具有4个磁极。
<定子3>
图16是概略地示出实施方式1的变形例的电动机1的定子3的构造的俯视图。
图17是概略地示出实施方式1的变形例的电动机1的3相线圈32的图。
定子铁芯31具有配置3相线圈32的9×n个槽311。在变形例中,n=1。因此,在变形例中,定子铁芯31具有9个槽311。
在图16所示的例子中,在线圈端部32a,3相线圈32具有2个U相线圈32U、2个V相线圈32V和2个W相线圈32W。
当在3相线圈32中流过电流时,3相线圈32形成4×n个磁极。在变形例中,n=1。因此,在变形例,当在3相线圈32中流过电流时,3相线圈32形成4个磁极。
在实施方式1的变形例中,各相的线圈组包含1个第1线圈和1个第2线圈。各第1线圈以2个槽间距配置于定子铁芯31。各第2线圈以3个槽间距配置于定子铁芯31。
如图17所示,2×n个U相线圈32U(即1个第1线圈U1和1个第2线圈U2)、2×n个V相线圈32V(即1个第1线圈V1和1个第2线圈V2)和2×n个W相线圈32W(即1个第1线圈W1和1个第2线圈W2)例如以Y型接线的方式连接。但是,2×n个U相线圈32U、2×n个V相线圈32V和2×n个W相线圈32W也可以以Y型接线以外的接线、例如三角接线的方式连接。
<U相线圈32U>
2×n个U相线圈32U包含n个第1线圈U1和n个第2线圈U2。在变形例中,4个U相线圈32U由2个第1线圈U1和2个第2线圈U2构成。2×n个U相线圈32U串联连接。因此,在变形例中,1个第1线圈U1和1个第2线圈U2串联连接。第1线圈U1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈U2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
<V相线圈32V>
2×n个V相线圈32V包含n个第1线圈V1和n个第2线圈V2。在变形例中,4个V相线圈32V由2个第1线圈V1和2个第2线圈V2构成。2×n个V相线圈32V串联连接。因此,在变形例中,1个第1线圈V1和1个第2线圈V2串联连接。第1线圈V1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈V2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
<W相线圈32W>
2×n个W相线圈32W包含n个第1线圈W1和n个第2线圈W2。在变形例中,4个W相线圈32W由2个第1线圈W1和2个第2线圈W2构成。2×n个W相线圈32W串联连接。因此,在变形例中,1个第1线圈W1和1个第2线圈W2串联连接。第1线圈W1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈W2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
<绕组系数>
实施方式1中说明的绕组系数能够应用于变形例的电动机1的定子3。
<实施方式1的变形例中的定子3的制造方法>
对实施方式1的变形例中的定子3的制造方法的一例进行说明。
图18是示出实施方式1的变形例中的定子3的制造工序的一例的流程图。
图19是示出步骤S11a中的第2线圈的插入工序的图。
在步骤S11a中,如图18所示,利用插入器具9在预先制作的定子铁芯31安装各相的第2线圈。具体而言,在线圈端部32a在周向上等间隔(具体而言为120度)地配置各相的第2线圈,在定子铁芯31的槽311的外层以分布卷绕的方式配置各相的第2线圈。即,以分布卷绕的方式将U相线圈32U的第2线圈U2、V相线圈32V的第2线圈V2和W相线圈32W的第2线圈W2配置于槽311的外层。其结果,各相的第2线圈配置于线圈端部32a的外侧区域,以3个槽间距配置于定子铁芯31。
在步骤S12a中,将绝缘部件34配置于配置有各相的第2线圈的槽311内,以使各相的第2线圈绝缘。具体而言,在配置有不同相的第2线圈的槽311中配置绝缘部件34。
图20是示出步骤S13a中的第1线圈的插入工序的图。
在步骤S13a中,如图20所示,利用插入器具9在定子铁芯31安装各相的第1线圈。具体而言,在线圈端部32a在周向上等间隔地配置各相的第1线圈,以分布卷绕的方式将各相的第1线圈配置于槽311。即,以分布卷绕的方式将U相线圈32U的第1线圈U1、V相线圈32V的第1线圈V1和W相线圈32W的第1线圈W1配置于槽311。其结果,各相的第1线圈配置于线圈端部32a的内侧区域,以2个槽间距配置于第2线圈的径向上的内侧。
如上所述,在步骤S11a~步骤S13a中,将各第1线圈以2个槽间距以分布卷绕的方式配置于定子铁芯31,将各第2线圈以3个槽间距以分布卷绕的方式配置于定子铁芯31。其结果,3相线圈32以分布卷绕的方式安装于定子铁芯31,使得在3相线圈32的各线圈端部32a和槽311中,3相线圈32具有本实施方式的变形例中说明的排列。
在步骤S14a中,将U相线圈32U、V相线圈32V和W相线圈32W相互连接。各相的线圈串联连接。即,2×n个U相线圈32U串联连接,2×n个V相线圈32V串联连接,2×n个W相线圈32W串联连接。U相线圈32U、V相线圈32V和W相线圈32W例如以Y型接线的方式连接。进而,对被连接的3相线圈32的形状进行整理。其结果,得到图16所示的定子3。
实施方式1的变形例中的定子3具有实施方式1中说明的优点。因此,实施方式1的变形例的电动机1具有实施方式1中说明的优点。
实施方式2
图21是概略地示出实施方式2的电动机1的构造的平面图。
在实施方式2中,3相线圈32的配置与实施方式1中说明的配置不同。在实施方式2中,对与实施方式1不同的结构进行说明。本实施方式中未说明的详细情况能够设为与实施方式1相同的详细情况。
<定子3>
图22是概略地示出实施方式2的电动机1的定子3的构造的俯视图。
如图21和图22所示,定子3具有定子铁芯31、以及以分布卷绕的方式安装于定子铁芯31的3相线圈32。
定子铁芯31具有配置3相线圈32的9×n个(n为1以上的整数)槽311。在本实施方式中,n=2。因此,在图21和图22所示的例子中,定子铁芯31具有18个槽311。
3相线圈32在各线圈端部32a具有2×n个U相线圈32U、2×n个V相线圈32V和2×n个W相线圈32W(图21)。
各相的线圈组包含n个第1线圈和n个第2线圈。各第1线圈以2个槽间距配置于定子铁芯31。各第2线圈以3个槽间距配置于定子铁芯31。
在本实施方式中,n=2。因此,在图21所示的例子中,在线圈端部32a,3相线圈32具有4个U相线圈32U、4个V相线圈32V和4个W相线圈32W。但是,各相的线圈的数量不限于4个。在本实施方式中,定子3在2个线圈端部32a具有图21所示的构造。但是,定子3在2个线圈端部32a中的一方具有图21所示的构造即可。
当在3相线圈32中流过电流时,3相线圈32形成4×n个磁极。在本实施方式中,n=2。因此,在本实施方式中,当在3相线圈32中流过电流时,3相线圈32形成8个磁极。
2×n个U相线圈32U(即第1线圈U1和第2线圈U2)、2×n个V相线圈32V(即第1线圈V1和第2线圈V2)和2×n个W相线圈32W(即第1线圈W1和第2线圈W2)例如以Y型接线的方式连接。但是,2×n个U相线圈32U、2×n个V相线圈32V和2×n个W相线圈32W也可以以Y型接线以外的接线、例如三角接线的方式连接。
各相的n个第1线圈在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。在n=1的情况下,各相的第1线圈在各线圈端部32a配置于任意的位置。
各相的n个第2线圈在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。在n=1的情况下,各相的第2线圈在各线圈端部32a配置于任意的位置。
在各线圈端部32a,在周向上相邻的2个第1线圈相互在周向上错开240度的电角(即60度的机械角)。在各线圈端部32a,在周向上相邻的2个第2线圈相互在周向上错开240度的电角(即60度的机械角)。
在本实施方式中,在各线圈端部32a,各第1线圈配置于外侧区域,各第2线圈配置于内侧区域。即,第1线圈在各线圈端部32a配置于第2线圈的径向上的外侧。第2线圈在各线圈端部32a配置于第1线圈的径向上的内侧。
在本实施方式中,也可以将配置第2线圈的内侧区域分成第1内侧区域和第2内侧区域。第1内侧区域是在xy平面中位于外侧区域的内侧的区域,第2内侧区域是在xy平面中位于第1内侧区域的内侧的区域。即,第1内侧区域是外侧区域与第2内侧区域之间的区域。第1内侧区域和第2内侧区域分别是在周向上延伸的区域。该情况下,如图21和图22所示,各相的1个第2线圈配置于第1内侧区域,各相的另1个第2线圈配置于第2内侧区域。因此,在各相中,1个第2线圈与另1个第2线圈相比配置于径向上的外侧。
在各线圈端部32a,U相的第1线圈U1、W相的第1线圈W1和V相的第1线圈V1在周向上(在图22中为逆时针)依次配置。在各线圈端部32a,U相的第2线圈U2、W相的第2线圈W2和V相的第2线圈V2在周向上(在图3中为逆时针)依次配置。各第2线圈与其他相的第2线圈一起配置于槽311。
在沿周向观察的情况下,各线圈以相同朝向卷绕于定子铁芯31。
<U相线圈32U>
如图22所示,2×n个U相线圈32U包含n个第1线圈U1和n个第2线圈U2。在本实施方式中,2个U相线圈32U由1个第1线圈U1和1个第2线圈U2构成。2×n个U相线圈32U串联连接。因此,在本实施方式中,2个第1线圈U1和2个第2线圈U2串联连接。第1线圈U1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈U2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
如图22所示,U相的第1线圈U1在定子铁芯31的一端侧每隔1个槽地配置于2个槽311。换言之,U相的第1线圈U1在定子铁芯31的一端侧隔着1个槽311而配置于2个槽311。
如图22所示,U相的第2线圈U2在定子铁芯31的一端侧每隔2个槽地配置于2个槽311。换言之,U相的第2线圈U2在定子铁芯31的一端侧隔着2个槽311而配置于2个槽311。
U相的n个第1线圈U1在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第1线圈U1在各线圈端部32a配置于任意的位置。U相的n个第2线圈U2在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第2线圈U2在各线圈端部32a配置于任意的位置。
各第1线圈U1在各线圈端部32a配置于其他相的第2线圈的径向上的外侧。各第2线圈U2在各线圈端部32a配置于其他相的第1线圈的径向上的内侧。
<V相线圈32V>
如图22所示,2×n个V相线圈32V包含n个第1线圈V1和n个第2线圈V2。在本实施方式中,2个V相线圈32V由1个第1线圈V1和1个第2线圈V2构成。2×n个V相线圈32V串联连接。因此,在本实施方式中,2个第1线圈V1和2个第2线圈V2串联连接。第1线圈V1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈V2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
如图22所示,V相的第1线圈V1在定子铁芯31的一端侧每隔1个槽地配置于2个槽311。换言之,V相的第1线圈V1在定子铁芯31的一端侧隔着1个槽311而配置于2个槽311。
如图22所示,V相的第2线圈V2在定子铁芯31的一端侧每隔2个槽地配置于2个槽311。换言之,V相的第2线圈V2在定子铁芯31的一端侧隔着2个槽311而配置于2个槽311。
V相的n个第1线圈V1在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第1线圈V1在各线圈端部32a配置于任意的位置。V相的n个第2线圈V2在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第2线圈V2在各线圈端部32a配置于任意的位置。
各第1线圈V1在各线圈端部32a配置于其他相的第2线圈的径向上的外侧。各第2线圈V2在各线圈端部32a配置于其他相的第1线圈的径向上的内侧。
<W相线圈32W>
如图22所示,2×n个W相线圈32W包含n个第1线圈W1和n个第2线圈W2。在本实施方式中,2个W相线圈32W由1个第1线圈W1和1个第2线圈W2构成。2×n个W相线圈32W串联连接。因此,在本实施方式中,2个第1线圈W1和2个第2线圈W2串联连接。第1线圈W1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈W2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
如图22所示,W相的第1线圈W1在定子铁芯31的一端侧每隔1个槽地配置于2个槽311。换言之,W相的第1线圈W1在定子铁芯31的一端侧隔着1个槽311而配置于2个槽311。
如图22所示,W相的第2线圈W2在定子铁芯31的一端侧每隔2个槽地配置于2个槽311。换言之,W相的第2线圈W2在定子铁芯31的一端侧隔着2个槽311而配置于2个槽311。
W相的n个第1线圈W1在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第1线圈W1在各线圈端部32a配置于任意的位置。W相的n个第2线圈W2在各线圈端部32a在周向上每360/n度等间隔地进行配置。但是,在n=1的情况下,第2线圈W2在各线圈端部32a配置于任意的位置。
各第1线圈W1在各线圈端部32a配置于其他相的第2线圈的径向上的外侧。各第2线圈W2在各线圈端部32a配置于其他相的第1线圈的径向上的内侧。
<绝缘部件>
图23是示出槽311中的绝缘部件34(也称为第1绝缘部件)的配置的例子的图。
定子3也可以具有使3相线圈32的各相的线圈绝缘的绝缘部件34。绝缘部件34例如为绝缘纸。在图23所示的例子中,绝缘部件34配置于9×n个槽311中的配置有第2线圈的槽311。具体而言,各绝缘部件34在槽311中配置于2个第2线圈之间。
当在1个槽311中配置有不同的2个相的线圈的情况下,在转子2旋转时,在这2个线圈之间会产生电位差。因此,当在这2个线圈之间配置有绝缘部件34的情况下,能够防止由于电位差而引起的针对覆盖各线圈的覆膜的绝缘破坏。
图24是示出线圈端部32a处的绝缘部件34(也称为第2绝缘部件)的配置的例子的图。
定子3也可以具有使线圈端部32a处的3相线圈32的各相的线圈绝缘的绝缘部件34。该绝缘部件34例如为绝缘纸。在图24所示的例子中,绝缘部件34在线圈端部32a配置于第1线圈与第2线圈之间。
<绕组系数>
实施方式1中说明的绕组系数能够应用于实施方式2。
<实施方式2中的定子3的制造方法>
对实施方式2中的定子3的制造方法的一例进行说明。
图25是示出实施方式2中的定子3的制造工序的一例的流程图。
图26是示出步骤S21中的第1线圈的插入工序的图。
在步骤S21中,如图26所示,利用插入器具9在定子铁芯31安装各相的第1线圈。具体而言,在线圈端部32a在周向上等间隔地配置各相的第1线圈,以分布卷绕的方式将各相的第1线圈配置于槽311。即,以分布卷绕的方式将U相线圈32U的第1线圈U1、V相线圈32V的第1线圈V1和W相线圈32W的第1线圈W1配置于槽311。其结果,各相的第1线圈配置于线圈端部32a的外侧区域,以2个槽间距配置于定子铁芯31。
图27是示出步骤S22中的第2线圈的插入工序的图。
在步骤S22中,如图27所示,利用插入器具9在预先制作的定子铁芯31安装各相的第2线圈。具体而言,在线圈端部32a在周向上等间隔(具体而言为120度)地配置各相的1个第2线圈,在定子铁芯31的槽311的外层以分布卷绕的方式配置各相的1个第2线圈。即,以分布卷绕的方式将U相线圈32U的1个第2线圈U2、V相线圈32V的1个第2线圈V2和W相线圈32W的1个第2线圈W2配置于槽311的外层。其结果,各相的1个第2线圈配置于线圈端部32a的内侧区域(具体而言为第1内侧区域)。即,第1线圈在各线圈端部32a配置于第2线圈的径向上的外侧,第2线圈在各线圈端部32a以3个槽间距配置于第1线圈的径向上的内侧。
在步骤S23中,将绝缘部件34配置于配置有各相的第2线圈的槽311内,以使各相的第2线圈绝缘。具体而言,将绝缘部件34配置于在接下来的步骤中要配置不同相的第2线圈的槽311。
图28是示出步骤S24中的追加的第2线圈的插入工序的图。
在步骤S24中,如图28所示,利用插入器具9在定子铁芯31安装各相的另1个第2线圈。具体而言,在线圈端部32a在周向上等间隔地配置各相的另1个第2线圈,在已经配置有第2线圈的槽311的内层以分布卷绕的方式配置各相的第2线圈。即,将各相的另1个第2线圈配置于线圈端部32a的内侧区域(具体而言为第2内侧区域)。
其结果,各相的第2线圈配置于线圈端部32a的内侧区域,以3个槽间距配置于第1线圈的径向上的内侧。关于各相的第2线圈,在各线圈端部32a,U相的第2线圈U2、W相的第2线圈W2和V相的第2线圈V2在周向上(在图28中为逆时针)依次配置。各第2线圈与其他相的第2线圈一起配置于槽311。其结果,第2线圈在各线圈端部32a配置于第1线圈的径向上的内侧。
如上所述,在步骤S21~步骤S24中,将各第1线圈以2个槽间距以分布卷绕的方式配置于定子铁芯31,将各第2线圈以3个槽间距以分布卷绕的方式配置于定子铁芯31。其结果,3相线圈32以分布卷绕的方式安装于定子铁芯31,使得在3相线圈32的各线圈端部32a和槽311中,3相线圈32具有本实施方式中说明的排列。
在步骤S25中,将U相线圈32U、V相线圈32V和W相线圈32W相互连接。各相的线圈串联连接。即,2×n个U相线圈32U串联连接,2×n个V相线圈32V串联连接,2×n个W相线圈32W串联连接。U相线圈32U、V相线圈32V和W相线圈32W例如以Y型接线的方式连接。进而,对被连接的3相线圈32的形状进行整理。其结果,得到图22所示的定子3。
在本实施方式中,定子3具有上述的配置,因此,能够容易地使用插入器具(例如图9所示的插入器具9)将3相线圈32安装于定子铁芯31。因此,能够改善定子3的生产性。进而,在本实施方式中,定子3具有上述的配置,因此,能够容易地将绝缘部件34配置于槽311,能够进一步改善定子3的生产性。
根据实施方式1中的定子3的制造方法,能够制造具有本实施方式中说明的优点的定子3。进而,根据定子3的制造方法,能够使用插入器具9将3相线圈32安装于定子铁芯31。
在各线圈端部32a,各第2线圈的直径比各第1线圈的直径小。该情况下,容易对各第2线圈的形状进行调整。因此,最初,比第2线圈粗的第1线圈配置于外侧区域,因此,在第1线圈配置于外侧区域后,能够容易地将第2线圈配置于定子铁芯31。
实施方式2中的变形例
<电动机1>
图29是概略地示出实施方式2的变形例的电动机1的构造的俯视图。
在变形例中,“n”的值与实施方式2中说明的“n”的值不同。在实施方式2的变形例中,n=1。在实施方式2的变形例中,对与实施方式2不同的结构进行说明。实施方式2的变形例中未说明的详细情况能够设为与实施方式2相同的详细情况。
转子2具有转子铁芯21和至少1个永磁铁22。转子2具有4×n个(n为1以上的整数)磁极。在变形例中,转子2具有4个磁极。
<定子3>
图30是概略地示出实施方式2的变形例的电动机1的定子3的构造的俯视图。
定子铁芯31具有配置3相线圈32的9×n个槽311。在变形例中,n=1。因此,在变形例中,定子铁芯31具有9个槽311。
在图30所示的例子中,在线圈端部32a,3相线圈32具有2个U相线圈32U、2个V相线圈32V和2个W相线圈32W。
当在3相线圈32中流过电流时,3相线圈32形成4×n个磁极。在变形例中,n=1。因此,在变形例,当在3相线圈32中流过电流时,3相线圈32形成4个磁极。
在实施方式2的变形例中,各相的线圈组包含1个第1线圈和1个第2线圈。各第1线圈以2个槽间距配置于定子铁芯31。各第2线圈以3个槽间距配置于定子铁芯31。
如图30所示,2×n个U相线圈32U(即1个第1线圈U1和1个第2线圈U2)、2×n个V相线圈32V(即1个第1线圈V1和1个第2线圈V2)和2×n个W相线圈32W(即1个第1线圈W1和1个第2线圈W2)例如以Y型接线的方式连接。但是,2×n个U相线圈32U、2×n个V相线圈32V和2×n个W相线圈32W也可以以Y型接线以外的接线、例如三角接线的方式连接。
<U相线圈32U>
2×n个U相线圈32U包含n个第1线圈U1和n个第2线圈U2。在变形例中,4个U相线圈32U由2个第1线圈U1和2个第2线圈U2构成。2×n个U相线圈32U串联连接。因此,在变形例中,1个第1线圈U1和1个第2线圈U2串联连接。第1线圈U1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈U2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
<V相线圈32V>
2×n个V相线圈32V包含n个第1线圈V1和n个第2线圈V2。在变形例中,4个V相线圈32V由2个第1线圈V1和2个第2线圈V2构成。2×n个V相线圈32V串联连接。因此,在变形例中,1个第1线圈V1和1个第2线圈V2串联连接。第1线圈V1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈V2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
<W相线圈32W>
2×n个W相线圈32W包含n个第1线圈W1和n个第2线圈W2。在变形例中,4个W相线圈32W由2个第1线圈W1和2个第2线圈W2构成。2×n个W相线圈32W串联连接。因此,在变形例中,1个第1线圈W1和1个第2线圈W2串联连接。第1线圈W1以2个槽间距配置于定子铁芯31。第2线圈W2以3个槽间距配置于定子铁芯31。
<绕组系数>
实施方式1中说明的绕组系数能够应用于实施方式2的变形例的电动机1的定子3。
<实施方式2的变形例中的定子3的制造方法>
对实施方式2的变形例中的定子3的制造方法的一例进行说明。
图31是示出实施方式2的变形例中的定子3的制造工序的一例的流程图。
图32是示出步骤S21a中的第1线圈的插入工序的图。
在步骤S21a中,如图32所示,利用插入器具9在预先制作的定子铁芯31安装各相的第1线圈。具体而言,在线圈端部32a在周向上等间隔地配置各相的1个第1线圈,以分布卷绕的方式将各相的1个第1线圈配置于槽311。即,以分布卷绕的方式将U相线圈32U的1个第1线圈U1、V相线圈32V的1个第1线圈V1和W相线圈32W的1个第1线圈W1配置于槽311。其结果,各相的第1线圈配置于线圈端部32a的外侧区域,以2个槽间距配置于定子铁芯31。
图33是示出步骤S22a中的第2线圈的插入工序的图。
在步骤S22a中,如图33所示,利用插入器具9在预先制作的定子铁芯31安装各相的第2线圈。具体而言,在线圈端部32a在周向上等间隔(具体而言为120度)地配置各相的第2线圈,在定子铁芯31的槽311的外层以分布卷绕的方式配置各相的第2线圈。即,以分布卷绕的方式将U相线圈32U的第2线圈U2、V相线圈32V的第2线圈V2和W相线圈32W的第2线圈W2配置于槽311的外层。其结果,各相的第2线圈配置于线圈端部32a的内侧区域,以3个槽间距配置于第1线圈的径向上的内侧。
在步骤S23a中,将绝缘部件34配置于配置有各相的第2线圈的槽311内,以使各相的第2线圈绝缘。具体而言,在配置有不同相的第2线圈的槽311中配置绝缘部件34。
如上所述,在步骤S21a~步骤S23a中,将各第1线圈以2个槽间距以分布卷绕的方式配置于定子铁芯31,将各第2线圈以3个槽间距以分布卷绕的方式配置于定子铁芯31。其结果,3相线圈32以分布卷绕的方式安装于定子铁芯31,使得在3相线圈32的各线圈端部32a和槽311中,3相线圈32具有本实施方式的变形例中说明的排列。
在步骤S24a中,将U相线圈32U、V相线圈32V和W相线圈32W相互连接。各相的线圈串联连接。即,2×n个U相线圈32U串联连接,2×n个V相线圈32V串联连接,2×n个W相线圈32W串联连接。U相线圈32U、V相线圈32V和W相线圈32W例如以Y型接线的方式连接。进而,对被连接的3相线圈32的形状进行整理。其结果,得到图30所示的定子3。
实施方式2的变形例中的定子3具有实施方式2中说明的优点。因此,实施方式2的变形例的电动机1具有实施方式2中说明的优点。
实施方式3
对实施方式3的压缩机300进行说明。
图34是概略地示出压缩机300的构造的剖视图。
压缩机300具有作为电动要素的电动机1、作为外壳的密闭容器307、以及作为压缩要素(也称为压缩装置)的压缩机构305。在本实施方式中,压缩机300是涡旋压缩机。但是,压缩机300不限于涡旋压缩机。压缩机300也可以是涡旋压缩机以外的压缩机、例如旋转压缩机。
压缩机300内的电动机1是实施方式1或2(包含各变形例)中说明的电动机1。电动机1对压缩机构305进行驱动。
压缩机300还具有支承轴4的下端部(即与压缩机构305侧相反的一侧的端部)的副框架308。
压缩机构305配置于密闭容器307内。压缩机构305具有:固定涡旋件301,其具有涡旋部分;摆动涡旋件302,其具有在与固定涡旋件301的涡旋部分之间形成压缩室的涡旋部分;顺应性框架303,其保持轴4的上端部;以及引导框架304,其固定于密闭容器307,保持顺应性框架303。
贯通密闭容器307的吸入管310被压入固定涡旋件301中。此外,在密闭容器307设置有排出管306,该排出管306将从固定涡旋件301排出的高压的制冷剂气体排出到外部。该排出管306与设置于密闭容器307的压缩机构305和电动机1之间的开口部连通。
电动机1通过将定子3嵌入密闭容器307而固定于密闭容器307。电动机1的结构如上所述。向电动机1供给电力的玻璃端子309通过焊接而固定于密闭容器307。
当电动机1旋转时,该旋转传递到摆动涡旋件302,摆动涡旋件302摆动。当摆动涡旋件302摆动时,由摆动涡旋件302的涡旋部分和固定涡旋件301的涡旋部分形成的压缩室的容积发生变化。然后,制冷剂气体从吸入管310吸入并被压缩,从排出管306排出。
压缩机300具有实施方式1或2中说明的电动机1,因此,具有实施方式1或2中说明的优点。
进而,压缩机300具有实施方式1或2中说明的电动机1,因此,能够改善压缩机300的性能。
实施方式4
对具有实施方式3的压缩机300的、作为空调机的制冷空调装置7进行说明。
图35是概略地示出实施方式4的制冷空调装置7的结构的图。
制冷空调装置7例如能够进行制冷制热运转。图35所示的制冷剂回路图是能够进行制冷运转的空调机的制冷剂回路图的一例。
实施方式4的制冷空调装置7具有室外机71、室内机72、以及连接室外机71和室内机72的制冷剂配管73。
室外机71具有压缩机300、作为热交换器的冷凝器74、节流装置75、以及室外送风机76(第1送风机)。冷凝器74对由压缩机300压缩后的制冷剂进行冷凝。节流装置75对由冷凝器74冷凝后的制冷剂进行减压,对制冷剂的流量进行调节。节流装置75也称为减压装置。
室内机72具有作为热交换器的蒸发器77和室内送风机78(第2送风机)。蒸发器77使由节流装置75减压后的制冷剂蒸发,对室内空气进行冷却。
下面,对制冷空调装置7中的制冷运转的基本动作进行说明。在制冷运转中,制冷剂被压缩机300压缩而流入冷凝器74。通过冷凝器74对制冷剂进行冷凝,冷凝后的制冷剂流入节流装置75。通过节流装置75对制冷剂进行减压,减压后的制冷剂流入蒸发器77。制冷剂在蒸发器77中蒸发,制冷剂(具体而言为制冷剂气体)再次流入室外机71的压缩机300。当空气通过室外送风机76被输送到冷凝器74时,热在制冷剂与空气之间移动,同样,当空气通过室内送风机78被输送到蒸发器77时,热在制冷剂与空气之间移动。
以上说明的制冷空调装置7的结构和动作是一例,不限于上述的例子。
根据实施方式4的制冷空调装置7,具有实施方式1或2中说明的优点。
进而,实施方式4的制冷空调装置7具有实施方式3的压缩机300,因此,能够改善制冷空调装置7的性能。
以上说明的各实施方式中的特征和各变形例中的特征能够相互组合。
标号说明
1:电动机;2:转子;3:定子;7:制冷空调装置;31:定子铁芯;32:3相线圈;32a:线圈端部;32U:U相线圈;32V:V相线圈;32W:W相线圈;34:绝缘部件;71:室外机;72:室内机;74:冷凝器;77:蒸发器;300:压缩机;305:压缩机构;307:密闭容器;311:槽;U1、V1、W1:第1线圈;U2、V2、W2:第2线圈。

Claims (10)

1.一种定子,其具有:
定子铁芯,其具有9×n个槽,其中n为1以上的整数;
3相线圈,其以分布卷绕的方式安装于所述定子铁芯,形成4×n个磁极;以及
第1绝缘部件,其使所述3相线圈绝缘,
所述3相线圈在所述3相线圈的线圈端部具有2×n个U相线圈、2×n个V相线圈和2×n个W相线圈,
所述2×n个U相线圈串联连接,
所述2×n个V相线圈串联连接,
所述2×n个W相线圈串联连接,
所述2×n个U相线圈、所述2×n个V相线圈和所述2×n个W相线圈分别包含以2个槽间距配置于所述定子铁芯的n个第1线圈和以3个槽间距配置于所述定子铁芯的n个第2线圈,
所述n个第1线圈在所述线圈端部在周向上每360/n度等间隔地进行配置,
所述n个第2线圈在所述线圈端部在所述周向上每360/n度等间隔地进行配置,
所述n个第2线圈在所述线圈端部配置于所述n个第1线圈的径向上的外侧,
所述第1绝缘部件配置于所述9×n个槽中的配置有所述第2线圈的槽。
2.一种定子,其具有:
定子铁芯,其具有9×n个槽,其中n为1以上的整数;
3相线圈,其以分布卷绕的方式安装于所述定子铁芯,形成4×n个磁极;以及
第1绝缘部件,其使所述3相线圈绝缘,
所述3相线圈在所述3相线圈的线圈端部具有2×n个U相线圈、2×n个V相线圈和2×n个W相线圈,
所述2×n个U相线圈串联连接,
所述2×n个V相线圈串联连接,
所述2×n个W相线圈串联连接,
所述2×n个U相线圈、所述2×n个V相线圈和所述2×n个W相线圈分别包含以2个槽间距配置于所述定子铁芯的n个第1线圈和以3个槽间距配置于所述定子铁芯的n个第2线圈,
所述n个第1线圈在所述线圈端部在周向上每360/n度等间隔地进行配置,
所述n个第2线圈在所述线圈端部在所述周向上每360/n度等间隔地进行配置,
所述n个第1线圈在所述线圈端部配置于所述n个第2线圈的径向上的外侧,
所述第1绝缘部件配置于所述9×n个槽中的配置有所述第2线圈的槽。
3.根据权利要求1或2所述的定子,其中,
所述第1绝缘部件配置于2个所述第2线圈之间。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的定子,其中,
所述定子还具有使所述3相线圈绝缘的第2绝缘部件,
所述第2绝缘部件在所述线圈端部配置于所述第1线圈与所述第2线圈之间。
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的定子,其中,
所述2×n个U相线圈、所述2×n个V相线圈和所述2×n个W相线圈以Y型接线的方式连接。
6.一种电动机,其具有:
权利要求1~5中的任意一项所述的定子;以及
转子,其配置于所述定子的内侧。
7.一种压缩机,其具有:
密闭容器;
压缩装置,其配置于所述密闭容器内;以及
权利要求6所述的电动机,其驱动所述压缩装置。
8.一种空调机,其具有:
权利要求7所述的压缩机;以及
热交换器。
9.一种定子的制造方法,所述定子具有:定子铁芯,其具有槽;以及3相线圈,其在线圈端部具有2×n个U相线圈、2×n个V相线圈和2×n个W相线圈,其中n为1以上的整数,
所述2×n个U相线圈、所述2×n个V相线圈和所述2×n个W相线圈分别包含n个第1线圈和n个第2线圈,
所述定子的制造方法具有以下步骤:
将所述n个第2线圈以3个槽间距配置于所述定子铁芯;
将绝缘部件配置于配置有所述第2线圈的所述槽,以使所述n个第2线圈绝缘;以及
将所述n个第1线圈以2个槽间距配置于所述n个第2线圈的径向上的内侧。
10.一种定子的制造方法,所述定子具有:定子铁芯,其具有槽;以及3相线圈,其在线圈端部具有2×n个U相线圈、2×n个V相线圈和2×n个W相线圈,其中n为1以上的整数,
所述2×n个U相线圈、所述2×n个V相线圈和所述2×n个W相线圈分别包含n个第1线圈和n个第2线圈,
所述定子的制造方法具有以下步骤:
将所述n个第1线圈以2个槽间距配置于所述定子铁芯;
将所述n个第2线圈以3个槽间距配置于所述n个第1线圈的径向上的内侧;以及
将绝缘部件配置于配置有所述第2线圈的所述槽,以使所述n个第2线圈绝缘。
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