CN209608415U - 旋转电机的定子 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够使轴向的长度变短的旋转电机的定子。构成为至少具有三种类型的磁极的旋转电机的定子(1)具备筒状的定子铁芯(10)，沿着该定子铁芯的周向设有多个导体(30)可缠绕的齿(11)，该导体构成线圈(20)，各个磁极构成为，遍及多个齿(11)中的彼此相邻的齿(11)地缠绕有导体(30)，缠绕于彼此相邻的齿(11)的导体(30)的缠绕方向彼此相反，从各磁极中的彼此相邻的齿(11)中的各个齿引出导体(30)的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯(10)的轴向的。

Description

旋转电机的定子

技术领域

本实用新型涉及一种构成为至少具有三种类型的磁极的旋转电机的定子。

背景技术

以往，旋转电机被广泛利用。该种类型的旋转电机构成为具备：具有永久磁石的转子；以及具有线圈的定子，到目前为止对涉及定子的技术进行了讨论(例如专利文献1、2)。

专利文献1所记载的技术涉及一种固定子(定子)，该固定子(定子)由层叠薄板的层叠铁心构成，并且具备多个磁极片，该磁极片具有后磁轭部和从该后磁轭部突出的齿部。在该固定子中，使用锭翼将导体缠绕于齿。磁极片具有第一和第二两个一组的磁极片、以及第三和第四两个一组的磁极片。第一和第二磁极片的后磁轭部的周向端面彼此相邻，并且配置为齿部彼此呈V字形以相对于不利用锭翼进行导体的缠绕的磁极片不产生干涉，。第三和第四磁极片的后磁轭部的周向端面彼此相邻，并且配置为齿部彼此呈V字形以相对于不利用锭翼进行导体的缠绕的磁极片不产生干涉后，利用锭翼将导体缠绕于第一磁极片的齿部。

专利文献2涉及一种旋转电机，该旋转电机在一根线材上连续地缠绕构成同相的第一-第四绕线。在该旋转电机中，将相邻的第一绕线和第二绕线彼此逆旋地缠绕，将相邻的第三绕线和第四绕线彼此逆旋地缠绕，该第三绕线和第四绕线配置于相对于第一绕线和第二绕线在周向离开的位置，将在一根线材上位于内侧的第二绕线与第三绕线之间作为中性点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-141412号公报

专利文献2：日本特开2014-108029号公报

实用新型要解决的问题

专利文献1所记载的技术中，为了使用锭翼缠绕导体，当缠绕线径较粗的导体时，有时需要准备能够缠绕该线径较粗的导体的锭翼。并且，由于将缠绕于彼此不同的齿的导体彼此连接的导体(相当于后述的“搭接线”)集中在定子的轴向一侧，因此导致定子的该导体沿着定子的轴向层叠，在使用线径较粗的线材的情况下定子的轴向长度变长。并且，有时导体缠绕于齿的方向与将缠绕于齿的导体向其他的齿引出的引出方向彼此不同，因此有可能导致导体的缠绕工作变复杂，增加制造成本(加工费用、制造装置的费用)。

并且，专利文献2所记载的技术能够应用于具有中性点的星型结线的旋转电机，但是不具有中性点的三角形结线的旋转电机未被假设。

实用新型内容

因此，期望一种能够使轴向的长度变短的旋转电机的定子。

用于解决问题的手段

本实用新型的旋转电机的定子构成为至少具有三种类型的磁极，该旋转电机的定子的特征在于，具备筒状的定子铁芯，该定子铁芯沿着周向设有多个导体可缠绕的齿，该导体构成线圈，所述磁极分别通过遍及多个所述齿中的彼此相邻的齿地缠绕所述导体而构成，缠绕于所述彼此相邻的齿的所述导体的缠绕方向彼此相反，从各所述磁极中的所述彼此相邻的齿中的各个齿引出所述导体的引出位置彼此不同，该引出位置沿着所述定子铁芯的轴向。

根据这样的结构，在各个磁极中，能够使将缠绕于彼此相邻的齿的导体彼此连接的部分(相当于后述的“搭接线”)分散于定子铁芯的轴向的一侧和另一侧，因此能够使搭接线的形成工作容易。此外，能够避免仅在定子铁芯的轴向一侧层叠有搭接线。因此，即使在使用直径较粗的导体的情况下，也能够使定子铁芯的轴向长度变短。因此，能够削减定子铁芯的材料，因此能够减少制造成本。

并且，优选的是，从所述多个齿中的规定的一个齿向其他的齿引出所述导体的所述引出位置是如下那样的位置：缠绕于所述一个齿的状态下的所述导体的切线的方向与从所述一个齿向所述其他的齿的方向拉伸所述导体的方向一致。

根据这样的结构，在缠绕导体时，不需要支承该导体的导向部件。因此，能够抑制制造成本。

并且，优选的是，所述导体构成三相旋转电机用的三角形结线。

根据这样的结构，能够容易地形成具有比以往的定子铁芯短的轴向长度且由三角形结线构成的定子铁芯的线圈。

附图说明

图1是定子的立体图。

图2是定子的轴向视图。

图3是示意性地表示对齿绕线的状态的图。

符号的说明

1 定子(旋转电机的定子)

10 定子铁芯

11 齿

20 线圈

30 导体

具体实施方式

本实用新型的旋转电机的定子紧凑地(尤其是，轴向长度较短地)构成。以下，对本实施方式的旋转电机的定子(以下称为“定子”)1进行说明。此处，旋转电机是电动机和发电机的总称。因此，定子1能够适用于电动机和发电机这两者。并且，本定子1构成为至少具有三种类型的磁极。三种类型磁极是指由U相、V相、W相构成的各相的磁极。以下以将定子1应用于三相电动机的情况为例进行说明。

图1表示定子1的立体图，图2表示从定子铁芯10的轴向外侧观察到的定子1。本实施方式的定子1构成为具备定子铁芯10、线圈20、导体30、搭接线40、以及供电线50。

定子铁芯10像图1和图2所示的那样，形成为筒状。尤其在本实施方式中，定子铁芯10形成为圆筒状，将由电磁钢板构成的多个圆环状的薄板层叠而构成。定子铁芯10沿着周向设有多个齿11，该多个齿11从内周面向径向内侧突出。“从内周面向径向内侧突出”是指，从圆筒状的定子铁芯10的内周面向该定子铁芯10的轴心突出。构成线圈20的导体30能够缠绕于齿11。

在本实施方式中，沿着定子铁芯10的周向设有12个齿11。因此，本实施方式的定子1被利用于所谓“10极12槽”的三相电动机。为了容易理解，在图2中，对各个齿11逆时针地标注从11A到11L的符号。

线圈20形成为，在多个齿11中的彼此相邻的两个齿11缠绕有同相的导体30。多个齿11是指形成于定子铁芯10的12个齿11。彼此相邻的两个齿11是指，例如在图2中，分别相当于齿11A与齿11B、齿11C与齿11D、齿11E与齿11F、齿11G与齿11H、齿11I与齿11J、齿11K与齿11L。同相是指三相电动机中的三相(U相、V相、W相)中的相同的相。在图2中，为了容易理解，每个相同的相的齿11由单点划线包围。导体30是指周围被绝缘材料覆盖的导线。线圈20形成为，对于每个U相、每个V相、以及每个W相将这样的导体30缠绕于齿11。由此，各个磁极(即，U相、V相、W相)构成为，遍及多个齿11中的彼此相邻的两个齿11地缠绕有导体30。

在图3中，为了容易理解，表示了从定子铁芯10的轴心观察定子铁芯10的内周面的情况的展开图。并且，为了容易理解，将搭接线40相对于缠绕于各齿11的导体30较粗地表示，实际上可以是相同粗细的导体。此外，导体30和搭接线40也可以构成为使用一根线材。

如图3所示，缠绕于彼此相邻的齿11的导体30以缠绕方向彼此相反的方式缠绕。从定子铁芯10的轴心沿着径向观察齿11A，在该齿11A逆时针地缠绕有导体30，在与齿11A相邻的齿11B顺时针地缠绕有导体30。缠绕于齿11A的导体30经由设于定子铁芯10的轴向一端侧的搭接线40缠绕于齿11B。

并且，缠绕于齿11B的导体30经由设于定子铁芯10的轴向另一端侧的搭接线40缠绕于齿11G。从定子铁芯10的轴心沿径向观察该齿11G，在齿11G逆时针地缠绕有导体30，在与齿11G相邻的齿11H顺时针地缠绕有导体30。缠绕于齿11G的导体30经由设于定子铁芯10的轴向一端侧的搭接线40缠绕于齿11H。因此，缠绕于齿11A的导体30、缠绕于齿11B的导体30、缠绕于齿11G的导体30、以及缠绕于齿11H的导体30串联地连接。

并且，从定子铁芯10的轴心沿着径向观察该齿11C，在该齿11C逆时针地缠绕有导体30，在与齿11C相邻的齿11D顺时针地缠绕有导体30。缠绕于齿11C的导体30经由设于定子铁芯10的轴向一端侧的搭接线40缠绕于齿11D。

并且，缠绕于齿11D的导体30经由设于定子铁芯10的轴向另一端侧的搭接线40缠绕于齿11I。从定子铁芯10的轴心沿着径向观察该齿11I，在齿11I逆时针地缠绕有导体30，在与齿11I相邻的齿11J顺时针地缠绕有导体30。缠绕于齿11I的导体30经由设于定子铁芯10的轴向一端侧的搭接线40缠绕于齿11J。因此，缠绕于齿11C的导体30、缠绕于齿11D的导体30、缠绕于齿11I的导体30、以及缠绕于齿11J的导体30串联地连接。

此外，从定子铁芯10的轴心沿着径向观察齿11E，在该齿11E逆时针地缠绕有导体30，在与齿11E相邻的齿11F顺时针地缠绕有导体30。缠绕于齿11E的导体30经由设于定子铁芯10的轴向一端侧的搭接线40缠绕于齿11F。

并且，缠绕于齿11F的导体30经由设于定子铁芯10的轴向另一端侧的搭接线40缠绕于齿11K。从定子铁芯10的轴心沿着径向观察齿11K,在该齿11K逆时针地缠绕有导体30，在与齿11K相邻的齿11L顺时针地缠绕有导体30。缠绕于齿11K的导体30经由设于定子铁芯10的轴向一端侧的搭接线40缠绕于齿11L。因此，缠绕于齿11E的导体30、缠绕于齿11F的导体30、缠绕于齿11K的导体30、以及缠绕于齿11L的导体30串联地连接。

搭接线40设于定子铁芯10的齿11的轴向一端侧或者轴向另一端侧，将缠绕于沿周向彼此分离的齿11并构成同相的磁极的导体30彼此连接。线圈20相对于彼此相邻的齿11以U相、V相、W相的顺序形成。本实施方式中齿11有12个，因此通过齿11A与齿11B、齿11G与齿11H形成有同相的线圈20(图3的例子中为U相的线圈20)，通过齿11C与齿11D、齿11I与齿11J形成有同相的线圈20(图3的例子中为V相的线圈20)，通过齿11E与齿11F，齿11K与齿11L形成有同相的线圈20(图3的例子中为W相的线圈20)。

并且，如图3所示，从各磁极中的彼此相邻的齿11中的各个齿引出导体30的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯10的轴向。当着眼于U相的线圈20时，从齿11A的轴向一端侧引出导体30并与搭接线40连接，从与齿11A相邻的齿11B的轴向另一端侧引出导体30并与搭接线40连接。因此，彼此相邻的齿11A和齿11B的引出导体30的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯10的轴向。

并且，从齿11G的轴向一端侧引出导体30并与搭接线40连接，从与齿11G相邻的齿11H的轴向另一端侧引出导体30并与供电线50连接。因此，彼此不同的齿11G和齿11H的引出导体30的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯10的轴向。

此外，当着眼于U相的线圈20时，彼此相邻的齿11B和齿11G也像上述那样地，引出导体30的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯10的轴向。

同样地，当着眼于V相的线圈20时，从齿11C的轴向一端侧引出导体30并与搭接线40连接，从与齿11C相邻的齿11D的轴向另一端侧引出导体30并与搭接线40连接。因此，彼此相邻的齿11C和齿11D的引出导体30的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯10的轴向。

并且，从齿11I的轴向一端侧引出导体30并与搭接线40连接，从与齿11I相邻的齿11J的轴向另一端侧引出导体30并与供电线50连接。因此，彼此相邻的齿11I和齿11J的引出导体30的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯10的轴向。

此外，当着眼于V相的线圈20时，彼此相邻的齿11D和齿11I也像上述那样地，引出导体30的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯10的轴向。

同样地，当着眼于W相的线圈20时，从齿11E的轴向一端侧引出导体30并与搭接线40连接，从与齿11E相邻的齿11F的轴向另一端侧引出导体30并与搭接线40连接。因此，彼此相邻的齿11E和齿11F的引出导体30的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯10的轴向。

并且，从齿11K的轴向一端侧引出导体30并与搭接线40连接，从与齿11K相邻的齿11L的轴向另一端侧引出导体30并与供电线50连接。因此，彼此相邻的齿11K和齿11L的引出导体30的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯10的轴向。

此外，当着眼于W相的线圈20时，彼此相邻的齿11F和齿11K也像上述那样地，引出导体30的引出位置彼此不同，该引出位置沿着定子铁芯10的轴向。

并且，在本实施方式中，从多个齿11中的规定的一个齿11向其他的齿11引出导体30的引出位置设定在如下那样的位置：缠绕于所述一个齿11的状态下的导体30的绕线的方向(切线的方向)与从所述一个齿11向所述其他的齿11的方向拉伸导体30的方向一致。

具体而言，从齿11A向齿11B引出导体30的引出位置设定在如下那样的位置：缠绕于齿11A的状态下的导体30的绕线的方向与从齿11A向齿11B的方向拉伸导体30的方向一致。“缠绕于齿11A的状态下的导体30的绕线的方向”是指，当从定子铁芯10的轴心沿着径向观察齿11A时，在齿11A的形状是圆形的情况下，从齿11A的外周缘沿着与齿11A的径向正交的方向延伸的方向。并且，也可以认为“缠绕于齿11A的状态下的导体30的绕线的方向”是指，当从定子铁芯10的轴心沿着径向观察齿11A时，在齿11A的形状为多边形的情况下，当与多边形的外缘点接触时，沿着与将该点和齿11A的中心连结的线正交的方向延伸的方向，或者当与多角形的外缘线接触时，沿该接触的边延伸的方向。“从齿11A向齿11B的方向拉伸导体30的方向”是指，当将导体30从齿11A向齿11B引导时，对导体30施加规定的张力而拉伸的方向。

因此，当齿11A的所述形状是圆形时，从齿11A向齿11B引出导体30的引出位置设于如下那样的位置：使从齿11A的外周缘沿着与齿11A的径向正交的方向延伸的方向、与将导体30从齿11A向齿11B引导时对导体30施加规定的张力而拉伸的方向一致，如图3所示，当齿11A的所述形状是多边形时，从齿11A向齿11B引出导体30的引出位置设于如下那样的位置：使沿齿11A的该多边形的边延伸的方向、与当从齿11A向齿11B引导导体30时对导体30施加规定的张力而拉伸的方向一致。

以下，U相的线圈20中的从齿11B向齿11G引出导体30的引出位置、以及从齿11G向齿11H引出导体30的引出位置也同样地设置。另外，从齿11H连接到供电线50，但不限定于此。

并且，V相的线圈20中的从齿11C向齿11D引出导体30的引出位置、从齿11D向齿11I引出导体30的引出位置、以及从齿11I向齿11J引出导体30的引出位置也同样地设置。

此外，W相的线圈20中的从齿11E向齿11F引出导体30的引出位置、从齿11F向齿11K引出导体30的引出位置、以及从齿11K向齿11L引出导体30的引出位置也同样地设置。

并且，导体30也可以以构成三相旋转电机用的三角形结线的方式连接。即，例如可以将图3中的供电线50的Uin和Wout连接，将Vin和Uout连接，将Win和Vout连接。当然，导体30也可以以构成三相旋转电机用的星型结线的方式连接。

并且，通过上述那样的结构，能够在定子铁芯10的轴向两侧配置搭接线40。因此，能够减少定子铁芯10中的轴向两侧的搭接线40彼此的层叠数，因此能够抑制定子1的轴向长度增大。并且，在全部的磁极中，能够使缠绕于各个齿11的导体30匝数为n+1/2(匝)(n是整数)，因此能够使全部的齿11的匝数相等，能够减少电气特性的偏差。

〔其他的实施方式〕

在上述实施方式中，以具有三种类型磁极的情况为例进行了说明，但是也能够应用于具有四种以上的磁极的结构。

在上述实施方式中，对以下内容进行了说明：从多个齿11中的规定的一个齿11向其他的齿11引出导体30的引出位置是，缠绕于一个齿11的状态下的导体30的切线的方向与从一个齿11向其他的齿11的方向拉伸导体30的方向一致的位置，但是从多个齿11中的规定的一个齿11向其他的齿11引出导体30的引出位置也可以是，缠绕于一个齿11的状态下的导体30的切线的方向与从一个齿11向其他的齿11的方向拉伸导体30的方向不一致的位置。

在上述实施方式中，尤其在图3中表示了导体30构成各个磁极的线圈20，但是也能够以例如使各磁极的线圈20并联连接的方式构成。

本实用新型能够用于构成为至少具有三种类型的磁极的旋转电机的定子。

Claims (3)

1.一种旋转电机的定子，构成为至少具有三种类型的磁极，该旋转电机的定子的特征在于，

具备筒状的定子铁芯，该定子铁芯沿着周向设有多个导体可缠绕的齿，该导体构成线圈，

所述磁极分别通过遍及多个所述齿中的彼此相邻的齿地缠绕所述导体而构成，

缠绕于所述彼此相邻的齿的所述导体的缠绕方向彼此相反，

从各所述磁极中的所述彼此相邻的齿中的各个齿引出所述导体的引出位置彼此不同，该引出位置沿着所述定子铁芯的轴向。

2.如权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，

从所述多个齿中的规定的一个齿向其他的齿引出所述导体的所述引出位置是如下那样的位置：缠绕于所述一个齿的状态下的所述导体的切线的方向与从所述一个齿向所述其他的齿的方向拉伸所述导体的方向一致。

3.如权利要求1或者2所述的旋转电机的定子，其特征在于，

所述导体构成三相旋转电机用的三角形结线。