CN117879216A - 旋转电机的电枢以及旋转电机 - Google Patents
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Abstract
一种旋转电机的电枢,能廉价地简化生产设备。电枢绕组(55)包括将多个单位线圈(40)连接而成的多个绕组群(55G),多个单位线圈具有:分别收容于电角在周向上分开180度的切槽(51S)内且径向位置移位的一对腿部(41);以及将腿部(41)的轴向一端彼此连结的连结部(42),各绕组群(55)在从电枢铁芯(51)的径向内侧跨及径向外侧的范围内波形卷绕,将第一端部配设于径向内侧和径向外侧中的一侧,并将第二端部配设于径向内侧和径向外侧中的另一侧,以在径向上构成n层的绕组层,若将每极每相切槽数设为K,则在径向上n/2层的绕组层中,绕组群在各相的每一相中配设有2K根,所述电枢绕组是在各相中第二端部彼此连接而构成串联绕组群(55GS),并将所述串联绕组群(55GS)并联连接而构成的。
Description
技术领域
本申请涉及一种旋转电机的电枢以及旋转电机。
背景技术
在装设于特别小的空间的汽车用的电动机、发电机等旋转电机中要求小型化。此外,为了对应系统的大电流化,在旋转电机的定子线圈中,大多采用的是按各相将线圈并联连接的方式。公开了一种以上述方式实现小型化,并且能确保用于对应大电流化的线圈的并联连接数量的以下这种结构的旋转电机的定子。
即,在以往的旋转电机的定子中,线材具有将配置于不同的切槽的切槽收容部彼此连接的回弯部,通过波形卷绕于定子芯部来形成定子绕组。配置于切槽(14)(15)的位置的线材将各个位置的线材连续地连接而形成多个组。各组的线材通过连续的线材来形成并联连接的定子绕组(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本专利特开2009-11148号公报(段落[0026]~[0028]、图8、图9)
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述以往的旋转电机的定子中,通过将波形卷绕地配线的多个组的定子绕组彼此与不同于构成该定子绕组的线材的其他连续的线材交织,并通过所述其他线材进行连接,从而将定子绕组并联连接来实现大电流化、小型化。然而,为了使定子绕组的并联连接成立,所使用的线材的切槽收容部之间的间距与构成定子绕组的线材的切槽收容部之间的间距不同。由于如上所述使用不同结构的线材,因此,线材的种类增加,生产设备增加,从而可能会存在成本增大、管理复杂化的技术问题。
本申请公开了用于解决上述技术问题的技术,其目的是提供一种能廉价地简化生产设备的旋转电机的电枢以及旋转电机。
解决技术问题所采用的技术方案
本申请公开了一种旋转电机的电枢,包括:电枢铁芯,所述电枢铁芯具有多个极齿部,多个所述极齿部以设定的间隔排列成环状并向径向内侧突出;以及多相的电枢绕组,多相的所述电枢绕组收容于多个切槽,多个所述切槽分别形成于相邻的所述极齿部之间,在所述旋转电机的电枢中,用所述切槽的总数除以相数以及具有多个磁极的转子的磁极数所得的每极每相切槽数是2以上的整数K,所述电枢绕组包括:多个绕组群,多个所述绕组群是将多个单位线圈连接而成的,所述单位线圈具有一对腿部和连结部,所述一对腿部分别收容于电角在周向上分开180度的所述切槽内,且在所述切槽内的彼此的径向位置移位;以及连结部,所述连结部将所述一对腿部的轴向一端彼此连结,各所述绕组群在从所述电枢铁芯的径向内侧跨及径向外侧的范围内波形卷绕,将所述绕组群的第一端部配设于所述电枢铁芯的径向内侧和径向外侧中的一侧,并将第二端部配设于所述电枢铁芯的径向内侧和径向外侧中的另一侧,若所述单位线圈的所述腿部在各所述切槽中沿着径向排列成一列地收容有n根(n是偶数)以在径向上构成n层的绕组层,并在径向上定义n/2层的绕组层,则在各所述n/2层的绕组层中所述绕组群在各相的每一相中配设有2K根,所述电枢绕组是在各相中所述绕组群的所述第二端部彼此连接而构成串联绕组群,并将所述串联绕组群并联连接而构成的。
此外,本申请公开了一种旋转电机,将以上述方式构成的旋转电机的电枢用作定子,包括转子,所述转子以与所述定子相对的方式与所述定子同轴配置。
发明效果
根据本申请公开的旋转电机的电枢以及旋转电机,能获得一种能廉价地简化生产设备的旋转电机的电枢以及旋转电机。
附图说明
图1是表示实施方式1的旋转电机的概要结构的截面示意图。
图2是表示实施方式1的旋转电机的定子的概要结构的立体图。
图3是表示实施方式1的旋转电机的定子的概要结构的局部立体图。
图4是表示构成实施方式1的旋转电机的线圈的各单位线圈的立体图。
图5是实施方式1的定子的与轴向垂直的截面示意图。
图6A、图6B分别是实施方式1的线圈的接线图。
图7是实施方式1的线圈的接线图。
图8是表示实施方式1的线圈的另一结构的接线图。
图9是表示实施方式1的旋转电机的定子的概要结构的立体图。
(符号说明)
40单位线圈;41切槽收容部(脚部);42线圈边端部(连结部);46接头(跨接部);50、50A、50B定子(电枢);51定子铁芯(电枢铁芯);51T极齿部;51S切槽;55线圈(电枢绕组);55G绕组群;55GS串联绕组群;60转子;100旋转电机。
具体实施方式
实施方式1
以下,使用附图对本实施方式1的旋转电机的电枢以及旋转电机进行说明。在本说明书中,在称为“周向”、“径向”、“轴向”、“内”、“外”时是指旋转电机的电枢中的“周向”、“径向”、“轴向”、“内侧”、“外侧”。
图1是表示实施方式1的旋转电机100的概要结构的截面示意图。
旋转电机100包括圆筒状的外壳70、收容于所述外壳70内部的作为电枢的定子50和设置成与定子50相对的转子60。
外壳70具有有底圆筒状的框架71和将所述框体71的开口部封口的端板72。
定子50在框架71的径向内侧X1以内嵌状态固接于框架71。
转子60通过经由轴承73设置在框架71的端板72的中心部处的转轴74,能旋转地支承在定子50的径向内侧X1处。
转子60是包括转子铁芯61和多个永磁体62的永磁体型转子,其中,所述转子铁芯61固接于转轴74,多个所述永磁体62设置于所述转子铁芯61并构成磁极。永磁体62以沿着周向C设定的间隔分别埋设在转轴铁芯61的外周面中。
另外,转子60并不局限于永磁体型转子,也可以是将未绝缘的转子导体收容于转子铁芯的切槽并通过短路环使轴向Y的两侧短路而成的笼形转子或是将绝缘的导体线安装于转子铁芯的切槽而成的绕组形转子等。
图2是表示实施方式1的旋转电机100的定子50的概要结构的立体图。
图3是图2的A-A向视立体图。
定子50具有:作为电枢铁芯的定子铁芯51,所述定子铁芯51将多个电磁钢板在轴向Y上层叠而构成;以及作为电枢绕组的多相线圈55,多相所述线圈55卷装于所述定子铁芯51。
定子铁芯51具有:多个极齿部51T,多个所述极齿部51T具有沿着周向C设定的间隔并呈环状排列且向径向内侧X1突出;以及环状的轭部51Y,所述轭部51Y将这些极齿部51T的径向外侧X2连结。
在相邻的极齿部51T之间分别形成有槽状的切槽51S,在所述切槽51S内收容有线圈55。
另外,在本实施方式中,切槽51S的总数S是96,转子60的磁极数M是8,相数是3,通过用切槽的总数S除以相数3和磁极数M所得的每极每相切槽数K是4。在本实施方式中,每极每相切槽数K构成为2以上的整数。
线圈55在径向外侧X2具有沿着周向C延伸的作为跨接部的接头46。以下,对所述接头46以及线圈55的结构进行说明。
图4是表示构成实施方式1的线圈55的单位线圈40I、40J、40K的立体图。
图5是实施方式1的定子50的与轴向Y垂直的截面示意图。
本实施方式的线圈55构成为具有多个图4所示的U字形状的三种单位线圈40I、40J、40K。另外,在之后的说明中,在无需将三种单位线圈40I、40J、40K各自区分的情况下,称为单位线圈40来使用。
单位线圈40具有:作为腿部的一对切槽收容部41,一对所述切槽收容部41构成为成形出切出成设定长度的平角状的导线,并收容于切槽51S内;以及作为连结部的线圈边端部42,所述线圈边端部42将所述一对切槽收容部41的轴向Y的一端部彼此连结。
在切槽收容部41的轴向Y的另一端部侧设置有从切槽51S内突出的作为突出部的弯曲部43和作为突出部的连接部44。
弯曲部43是在定子铁芯51的轴向端面中沿着周向C弯折的部分。连接部44是从弯曲部43沿着轴向Y延伸的部分。虽然详细内容将在后文中叙述,但连接部44电连接于其他单位线圈40的连接部44、与电源连接的供电部P、中性点N或是接头46。在此,为了方便起见,将连接部44内的连接于供电部P或中性点N的连接部表示为44PN,将连接于接头46的连接部表示为44J。
此外,以各单位线圈40的一对切槽收容部41分别收容于电角在周向C上分开180度的切槽51S的方式,对一对切槽收容部41之间的间隔进行调节。
此外,在线圈边端部42形成有曲柄部42C,在一对切槽收容部41分别收容于切槽51S内时,所述曲柄部42C以使切槽51S内的相互的径向X的位置移位的方式发生弯曲。
在这三种单位线圈40I、40J、40K中,单位线圈40K配设于定子铁芯51的径向外侧X2,单位线圈40I、40J配设于定子铁芯51的径向内侧X1。由此,配设于径向外侧X2的单位线圈40K的切槽收容部41之间的间隔构成为比单位线圈40I、40J的切槽收容部41之间的间隔更大。此外,配设于径向内侧X1的单位线圈40I、40J内、单位线圈40I的连接部44PN构成为其长度比其他连接部44的长度更长,以能连接于与电源连接的供电部P或中性点N。
如前所述,在本实施方式中,定子50的极数是8、切槽数S是96的每极每相切槽数K=4。如图5的定子50的截面示意图所示,在一个切槽51S内,在径向X上排成一列地收容有四根各单位线圈40的切槽收容部41,以在径向X上构成四层绕组层。
在此,将切槽51S内的绕组层的层数n除以2所得的n/2层的绕组层相对于径向X定义。即,将在切槽51S内沿着径向X一列地收容的切槽收容部41从径向内侧X1向径向外侧X2设为1号线、2号线、3号线、4号线。此时,能定义为通过1号线的层和2号线的层构成第一绕组层A,通过3号线的层和4号线的层构成第二绕组层B。在径向X上排列的所述n/2层的绕组层A、B用于之后的说明中。
以下,对构成线圈55的单位线圈40的接线方式进行说明。
另外,如前所述具有三种单位线圈40I、40J、40K以作为单位线圈40,但它们配设于定子铁芯51的位置根据定子铁芯51中的径向X的位置或是根据与供电部P、中性点N连接的连接结构等而不同。然而,为了简化说明,在以下的说明中没有区分地作为单位线圈40进行说明。
图6A、图6B是实施方式1的线圈55的接线图。
为了简化附图,仅表示U层、V层、W层内的收容有U层的线圈的切槽51S和U层的线圈55。在本图中,对各个切槽51S标注U1~U32的编号,并对各自进行区分。
图7是实施方式1的线圈55的接线图。
为了简化图,仅表示U层的线圈55。
单位线圈40所具有的一对切槽收容部41通过曲柄部42C而使彼此的径向X的位置移位相当于一层的量,并且所述切槽收容部41分别收容于电角分开180度的切槽51S内。
即,如图6A所示,在径向内侧X1的A层中,在切槽U1的第一层(No.1)收容有一方的切槽收容部41的单位线圈40中的另一方的切槽收容部41收容于切槽U5的第二层(No.2)。
同样地,在切槽U9的第一层(No.1)收容有一方的切槽收容部41的单位线圈40中的另一方的切槽收容部41收容于未图示的切槽U13的第二层(No.2)。
同样地,在切槽U25的第一层(No.1)收容有一方的切槽收容部41的单位线圈40中的另一方的切槽收容部41收容于切槽U29的第二层(No.2)。
在径向外侧X2的B层中也是同样地,将各单位线圈40的切槽收容部41分别收容在电角分开180度的切槽51S中。另外,为了便于理解图,用虚线图示配设于B层的单位线圈40。
此外,对相邻的单位线圈40的、设置于从切槽51S伸出的弯曲部43的前端侧的连接部44彼此连接。如此,各单位线圈40沿着周向C依次被连接,以形成一根绕组群55G。
另外,为了简化图,连接部44用○印记来表示。
此外,为了便于理解连接关系,在绕组群55G的图6A中的左右端标注D1、D2、D3、D4的符号。
在A层中,多个单位线圈40沿着周向C绕定子铁芯51一周地依次连接而形成的绕组群55G中,从切槽U29的第二层(No.2)伸出的连接部44与从B层的切槽U1的第三层(No.3)伸出的连接部44连接,由此,绕组群55G从A层向B层朝向径向外侧X2进行位移。这样,绕组群55G以机械角沿着周向C绕定子铁芯5两周通过波形卷绕方式卷装,以从定子铁芯51的径向内侧X1直至径向外侧X2。
卷装的绕组群55G在定子铁芯51的径向内侧X1侧的一端的连接部44PN(第一端部)从切槽U1的第一层(No.1)伸出,在径向外侧X2的另一端的连接部44J(第二端部)从切槽U29的第四层(No.4)伸出。
构成U层的绕组群55G设置有多根。这些多个绕组群55G沿着周向C连续地分别收容于切槽51S内。虽然在图6A中并未图示,但构成U层的其他三根绕组群55G也与上述同样地配设成,其连接部44PN(第一端部)从切槽U2、U3、U4的第一层(No.1)伸出,另一端的连接部44J(第二端部)从切槽U30、U31、U32的第四层(No.4)伸出。
在此,切槽U5、U6、U7、U8的第一层(No.1)是空白区域,但在此,如图6B所示以一端的连接部44PN(第一端部)从切槽U5、U6、U7、U8的第一层(No.1)伸出,另一端的连接部44J(第二端部)从切槽U1、U2、U3、U4的第四层(No.4)伸出的方式配设四根绕组群55G。
此外,在如图6B中,为了便于理解连接关系,在绕组群55G的图6B中的左右端标注D7、D8、D9、D10的符号。
因此,在本实施方式的定子50中,配设有绕定子铁芯51两周的四根绕组群55G和收容于从所述绕组群55G分别电角分开180度的切槽的四根绕组群55G共计8根(=2×K)的绕组群55G。在着眼于各绕组层A、B的情况下,在绕组层A、B分别配设有8根(=2×K)以机械角绕定子铁芯51一周的绕组群55G。
在此,将连接部44J(第二端部)从切槽U29、U30、U31、U32的第四层(No.4)伸出的U层的四根绕组群55G设为U相的同相绕组群G1。此外,将连接部44J(第二端部)从切槽U1、U2、U3、U4的第四层(No.4)伸出的U层的绕组群55G设为U相的同相绕组群G2。
如图7所示,在所述同相绕组群G1、G2之间,各个连接部44J通过接头46而被连接。
更详细而言,在同相绕组群G1、G2之间,存在于相对于使同相绕组群G1、G2之间的周向中心在径向上延伸的第一线F1在周向C上对称的位置处的同相绕组群G1的连接部44J和同相绕组群G2的连接部44J分别通过接头46而被连接。
接头46具有与每极每相切槽数K相同数量的4根,在将切槽间距设为t、将极数设为M、将切槽总数设为S时,所述接头46的周向C的长度L分别构成为X×t(其中,S/M-(K-1))≤X≤S/M+(K-1))。
在本实施方式中,接头46分别具有15×t、13×t、11×t、9×t的周向C的长度L。
这样,构成同相绕组群G1的四根绕组群55G和构成同相绕组群G2的四根绕组群55G在定子铁芯51的径向外侧X2通过接头46而被串联连接,以形成四根串联绕组群55GS(GS1、GS2、GS3、GS4)。
在所述四根U相的串联绕组群55GS中,将构成同相绕组群G1的绕组群55G各自的连接部44PN连接于供电部P。此外,将构成同相绕组群G2的绕组群55G各自的连接部44PN连接于中性点N。由此,在U相中,四根串联绕组群55GS(GS1、GS2、GS3、GS4)在供电部P与中性点N之间并联连接。
通过在V相、W相中也进行同样的单位线圈40的连接,以使构成U相、V相、W相的各相的各串联绕组群55GS在各相中并联连接,以构成三相的Y接线。
接头46如图3所示由U字状的连接导体构成,所述连接导体由相对于各绕组群55G与径向外侧X2相邻配设并沿着周向C延伸的部分和在所述周向C的两端侧沿着轴向Y延伸并连接于各连接部44的部分构成。
在图3中表示连接于U相、V相、W相的供电部P的连接部44PN和连接于中性点N的连接部44PN。这样,连接于供电部P或中性点N的多个连接部44PN变成在各相的每一相集中配设于一处的结构。
如前所述,配设于径向内侧X1的单位线圈40I、40J中的单位线圈40I的连接部44PN构成为其长度比其他连接部44的长度更长,以能连接于与电源连接的供电部P或中性点N,因此,比其他连接部44更朝轴向Y突出。由此,连接部44PN能在不与其他连接部44发生干涉的情况下连接于供电部P或中性点N。
另外,在定子50中,将连接于供电部P以及中性点N的连接部44PN配设于径向内侧X1一侧的理由是在汽车驱动、发电用的电动机中,定子铁芯51的径向外侧X2的空间有时会变狭小。由此,通过简化定子铁芯51的径向外侧X2的结构,并在径向内侧X1构成变得复杂的接线结构部,以确保向车体装设的容易性。
然而,即使构成为将连接部44PN配设于径向外侧X2并从径向外侧X2供电的情况下,也能获得后述的本实施方式的效果。
以下,对与上述的定子50不同结构的定子50A进行说明。
图8是表示实施方式1的线圈55的另一结构的接线图。
在上述定子50中,在绕组层A、B中分别配设有8根(=2×K)绕定子铁芯51一周的绕组群55G。然而,也可以如图8所示构成为切槽数S为72、极数为8的每极每相切槽数K=3,并在绕组层A、B分别配设有6根(=2×K)绕定子铁心51一周的绕组群55G。
在上述情况下,插入到切槽51S内的绕组群55G的根数是6根,因此,构成n/2层、即6/2=3,在径向X上构成三个绕组层A、B、C。此外,在所述定子50A中,在径向内侧X1配设有接头46,在径向外侧X2配设有供电部P、中性点N。由此,在所述定子50A中变成如下结构:在定子铁芯51的径向外侧X2,所述定子50A的一端的连接部44PN(第一端部)从切槽51S伸出,在定子铁芯51的径向内侧X1,所述定子50A的另一端的连接部44J(第二端部)从切槽51S伸出。这样,最靠径向外侧X2的绕组层C→B→A,一边向径向内侧X1移位,一边波形卷绕成绕组群55G。
接着,通过各自的周向C的长度L为11×t、9×t、7×t的三根接头46,在径向内侧X1连接有连接部44J(第二端部)。
以下,对与上述的定子50不同结构的定子50B进行说明。
图9是表示实施方式1的旋转电机的定子50B的概要结构的立体图。
单位线圈40的连接方法与上述定子50、50A相同,但三相的供电部P的位置配设成以机械角在各相之间分开约120±10度。
通过构成上述结构,能将电压相对较高的供电部彼此分离,能使在线圈边端处要求的绝缘能力变低。因此,能使施加于线圈55的绕组的绝缘覆膜等的厚度变薄,从而能获得低价的定子。
以上述方式构成的本实施方式的旋转电机的电枢包括:
电枢铁芯,所述电枢铁芯具有多个极齿部,多个所述极齿部以设定的间隔排列成环状并向径向内侧突出;以及
多相的电枢绕组,多相的所述电枢绕组收容于多个切槽,多个所述切槽分别形成于相邻的所述极齿部之间,
在所述旋转电机的电枢中,用所述切槽的总数除以相数和具有多个磁极的转子的磁极数所得的每极每相切槽数是2以上的整数K,
所述电枢绕组包括:
多个绕组群,多个所述绕组群是将多个单位线圈连接而成的,所述单位线圈具有一对腿部和连结部,所述一对腿部分别收容于电角在周向上分开180度的所述切槽内,且在所述切槽内的彼此的径向位置移位;以及连结部,所述连结部将所述一对腿部的轴向一端彼此连结,
各所述绕组群在从所述电枢铁芯的径向内侧跨及径向外侧的范围内波形卷绕,将所述绕组群的第一端部配设于所述电枢铁芯的径向内侧和径向外侧中的一侧,并将第二端部配设于所述电枢铁芯的径向内侧和径向外侧中的另一侧,
若在各所述切槽中所述单位线圈的所述腿部沿着径向排列成一列地收容有n根(n是偶数)以在径向上构成n层的绕组层,并在径向上定义n/2层的绕组层,则在各所述n/2层的绕组层中,所述绕组群在各相的每一相中配设有2K根,
所述电枢绕组是在各相中所述绕组群的所述第二端部彼此连接而构成串联绕组群,并将所述串联绕组群并联连接而构成的。
这样,作为定子线圈的电枢绕组包括多个将多个单位线圈连接而成的绕组群,所述单位线圈具有:一对腿部,所述一对腿部分别收容于电角分开180度的切槽内;以及连结部,所述连结部将所述一对腿部的轴向一端彼此连结。所述绕组群在从电枢铁芯的径向内侧跨及径向外侧的范围内波形卷绕,因此,在径向内侧和径向外侧中的一侧配设有所述绕组群的第一端部,在径向内侧和径向外侧中的另一侧配设有所述绕线组的第二端部。
此外,在径向X上排列的n/2层的绕组层中构成为绕组群在各相的每一相中配设有2K根。此外,单位线圈的一对腿部构成为其切槽内的彼此的径向位置移位。由此,无需另行使用与构成绕组群的单位线圈不同的结构的线材,便能形成从径向内侧直至径向外侧的绕组群。由此,能使所使用的单位线圈的种类最小,此外,不会招致由线材的种类增加、生产设备增加引起的成本的增大、管理的复杂化。
另外,通过在各相中将对绕组群的第二端部彼此进行连接而成的串联绕组群并联连接,能对应大电流。
此外,在以上述方式构成的本实施方式的旋转电机的电枢中,
各所述绕组群按各相沿着周向连续地分别收容于所述切槽内,若将沿着所述周向连续的同相的多个所述绕组群定义为同相绕组群,
则在所述同相绕组群之间,通过过渡部将所述第二端部彼此连接以构成所述串联绕组群,所述第二端部位于相对于穿过所述同相绕组群之间的周向中心在径向上延伸的第一线在周向上对称的位置。
这样,绕组群按U相、V相、W相在周向上连续地分别收容于切槽内。此外,在周向上连续地收容的同相的同相绕组群通过过渡部将第二端部彼此连接以构成串联绕组群,所述第二端部存在于相对于穿过同相绕组群之间的周向中心在径向上延伸的第一线在周向上对称的位置。
这样,通过将相对于第一线对称的位置的第二端部彼此连结以构成串联绕组群,能消除处于对称关系的绕组群之间的电动势的相位差。这样,在使各绕组群的相位与磁极的中心对齐形成的串联绕组群并联连接而成的并联电路中,能抑制由相位差引起的循环电流。
另外,通过将相对于第一线处于对称关系的绕组群的第二端部彼此连接以构成串联绕组群,从而将构成同相绕组群的多个串联绕组群的各第一端部在径向内侧或径向外侧集合配设于一处。即,连接于中性点或供电部的第一端部集合于一处,因此,能不进行复杂的接线而进行并联接线。这样,构成供电部的接线板会变大或是配线用的线圈不会变长。
此外,在以上述方式构成的本实施方式的旋转电机的电枢中,
若将所述切槽之间的周向间隔设为t,
将所述电枢铁芯的所述切槽的总数设为S,
将所述转子的磁极数设为M,
则各相中的所述过渡部的周向长度L构成为
L=X×t,
其中,S/M-(K-1)≤X≤S/M+(K-1)。
通过以上述方式构成过渡部的长度,能可靠地将位于在周向上对称的位置的绕组群的第二端部彼此连结以构成串联绕组群。这样,能可靠地抑制由相位差引起的循环电流,因此,能提供转矩脉冲被抑制的高性能的旋转电机。
此外,在以上述方式构成的本实施方式的旋转电机的电枢中,
各所述单位线圈具有突出部,所述突出部在所述腿部的轴向的另一端从所述切槽突出,
构成所述绕组群的所述第一端部的所述单位线圈的构成所述第一端部的所述突出部的长度比构成所述绕组群的其他所述单位线圈的所述突出部的长度更长。
由此,能抑制连接于供电部或中性点的第一端部与其他线圈的连接部发生干涉。由此,能在不进行复杂的接线的情况下进行并联接线,并且能抑制连接于高电位的供电部的第一端部与其他单位线圈的连接部发生干涉。
此外,在以上述方式构成的本实施方式的旋转电机的电枢中,
所述每极每相切槽数K构成为3以上,
在各相中并联连接的所述串联绕组群的数量构成为与每极每相切槽数K相同的数量。
在如上所述每极每相切槽数K是3以上的串联绕组群的数量多的定子中,能简化串联绕组群的数量越增加则越复杂的接线。
此外,在以上述方式构成的本实施方式的旋转电机的电枢中,
所述绕组群的所述第一端部设置于所述电枢铁芯的径向内侧。
通过以上述方式,将第一端部配设于电枢铁芯的径向内侧,而不是存在尺寸制约等的电枢铁芯的径向外侧,能提供装设性好的定子以及旋转电机。
此外,在以上述方式构成的本实施方式的旋转电机的电枢中,
各相的所述第一端部在各相之间以机械角为120度±10度的间隔配设。
这样,通过将连接于高电位的供电部的第一端部配置于机械角分开约120度的部位,能将高电位的供电部彼此物理隔离,并能将线圈55的线圈边端部的绝缘部构成得较薄。
本申请虽记载有例示的实施方式,但实施方式所记载的各种各样的特征、方式以及功能并不局限于应用于特定的实施方式,能以单独或是各种各样的组合应用于实施方式。
因此,未被例示的无数的变形例被设想在本申请所公开的技术范围内。例如,包括使至少一个构成要素变形的情况、追加至少一个构成要素的情况或是省略至少一个构成要素的情况。
以下,将本公开的各个实施方式总结为附记并进行记载。
(附记1)
一种旋转电机的电枢,包括:
电枢铁芯,所述电枢铁芯具有多个极齿部,多个所述极齿部以设定的间隔排列成环状并向径向内侧突出;以及多相的电枢绕组,多相的所述电枢绕组收容于多个切槽,多个所述切槽分别形成于相邻的所述极齿部之间,
在所述旋转电机的电枢中,用所述切槽的总数除以相数和具有多个磁极的转子的磁极数所得的每极每相切槽数是2以上的整数K,
所述电枢绕组包括:
多个绕组群,多个所述绕组群是将多个单位线圈连接而成的,所述单位线圈具有一对腿部和连结部,所述一对腿部分别收容于电角在周向上分开180度的所述切槽内,且在所述切槽内的彼此的径向位置移位,所述连结部将所述一对腿部的轴向一端彼此连结,
各所述绕组群在从所述电枢铁芯的径向内侧跨及径向外侧的范围内波形卷绕,将所述绕组群的第一端部配设于所述电枢铁芯的径向内侧和径向外侧中的一侧,并将第二端部配设于所述电枢铁芯的径向内侧和径向外侧中的另一侧,
若在各所述切槽中所述单位线圈的所述腿部沿着径向排列成一列地收容有n根(n是偶数)以在径向上构成n层的绕组层,在径向上定义n/2层的绕组层,则在各所述n/2层的绕组层中,所述绕组群在各相的每一相中配设有2K根,
所述电枢绕组是在各相中所述绕组群的所述第二端部彼此连接而构成串联绕组群,并将所述串联绕组群并联连接而构成的。
(附记2)
如附记1所述的旋转电机的电枢,
各所述绕组群按各相沿着周向连续地分别收容于所述切槽内,若将沿着所述周向连续的同相的多个所述绕组群定义为同相绕组群,
则在所述同相绕组群之间,通过过渡部将所述第二端部彼此连接以构成所述串联绕组群,所述第二端部位于相对于穿过所述同相绕组群之间的周向中心在径向上延伸的第一线在周向上对称的位置。
(附记3)
如附记2所述的旋转电机的电枢,
若将所述切槽之间的周向间隔设为t,
将所述电枢铁芯的所述切槽的总数设为S,
将所述转子的磁极数设为M,
则各相中的所述过渡部的周向长度L构成为
L=X×t,
其中,S/M-(K-1)≤X≤S/M+(K-1)。
(附记4)
如附记1至附记3中的任一项所述的旋转电机的电枢,
各所述单位线圈具有突出部,所述突出部在所述腿部的轴向另一端从所述切槽突出,
构成所述绕组群的所述第一端部的所述单位线圈的所述第一端部的所述突出部的长度比构成所述绕组群的其他所述单位线圈的所述突出部的长度更长。
(附记5)
如附记1至附记4中任一项所述的旋转电机的电枢,
所述每极每相切槽数K构成为3以上,
在各相中并联连接的所述串联绕组群的数量构成为与每极每相切槽数K相同的数量。
(附记6)
如附记1至附记5中任一项所述的旋转电机的电枢,
所述绕组群的所述第一端部设置于所述电枢铁芯的径向内侧。
(附记7)
如附记1至附记6中任一项所述的旋转电机的电枢,
各相的所述第一端部在各相之间以机械角为120度±10度的间隔配设。
(附记8)
一种旋转电机,
将附记1至附记7中任一项所述的旋转电机的电枢用作定子,
包括转子,所述转子以与所述定子相对的方式与所述定子同轴配置。
Claims (8)
1.一种旋转电机的电枢,包括:
电枢铁芯,所述电枢铁芯具有多个极齿部,多个所述极齿部以设定的间隔排列成环状并向径向内侧突出;以及
多相的电枢绕组,多相的所述电枢绕组收容于多个切槽,多个所述切槽分别形成于相邻的所述极齿部之间,
在所述旋转电机的电枢中,用所述切槽的总数除以相数和具有多个磁极的转子的磁极数所得的每极每相切槽数是2以上的整数K,其特征在于,
所述电枢绕组包括:
多个绕组群,多个所述绕组群是将多个单位线圈连接而成的,所述单位线圈具有一对腿部和连结部,所述一对腿部分别收容于电角在周向上分开180度的所述切槽内,且在所述切槽内的彼此的径向位置移位,所述连结部将所述一对腿部的轴向一端彼此连结,
各所述绕组群在从所述电枢铁芯的径向内侧跨及径向外侧的范围内波形卷绕,将所述绕组群的第一端部配设于所述电枢铁芯的径向内侧和径向外侧中的一侧,并将第二端部配设于所述电枢铁芯的径向内侧和径向外侧中的另一侧,
若在各所述切槽中所述单位线圈的所述腿部沿着径向排列成一列地收容有n根以在径向上构成n层的绕组层,并在径向上定义n/2层的绕组层,则在各所述n/2层的绕组层中所述绕组群在各相的每一相中配设有2K根,其中,n是偶数,
所述电枢绕组是在各相中所述绕组群的所述第二端部彼此连接而构成串联绕组群,并将所述串联绕组群并联连接而构成的。
2.如权利要求1所述的旋转电机的电枢,其特征在于,
各所述绕组群按各相沿着周向连续地分别收容于所述切槽内,若将沿着所述周向连续的同相的多个所述绕组群定义为同相绕组群,
则在所述同相绕组群之间,通过过渡部将所述第二端部彼此连接以构成所述串联绕组群,所述第二端部位于相对于穿过所述同相绕组群之间的周向中心在径向上延伸的第一线在周向上对称的位置。
3.如权利要求2所述的旋转电机的电枢,其特征在于,
若将所述切槽之间的周向间隔设为t,
将所述电枢铁芯的所述切槽的总数设为S,
将所述转子的磁极数设为M,
则各相中的所述过渡部的周向长度L构成为
L=X×t,
其中,S/M-(K-1)≤X≤S/M+(K-1)。
4.如权利要求3所述的旋转电机的电枢,其中,
各所述单位线圈具有突出部,所述突出部在所述腿部的轴向另一端从所述切槽突出,
构成所述绕组群的所述第一端部的所述单位线圈的构成所述第一端部的所述突出部的长度比构成所述绕组群的其他所述单位线圈的所述突出部的长度更长。
5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机的电枢,其特征在于,
所述每极每相切槽数K构成为3以上,
在各相中并联连接的所述串联绕组群的数量构成为与每极每相切槽数K相同的数量。
6.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机的电枢,其特征在于,
所述绕组群的所述第一端部设置于所述电枢铁芯的径向内侧。
7.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机的电枢,其中,
各相的所述第一端部在各相之间以机械角为120度±10度的间隔配设。
8.一种旋转电机,
将权利要求1至4中任一项所述的旋转电机的电枢用作定子,
包括转子,所述转子以与所述定子相对的方式与所述定子同轴配置。
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