JP2010273458A - Three-phase rotary electric machine - Google Patents

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JP2010273458A JP2009123613A JP2009123613A JP2010273458A JP 2010273458 A JP2010273458 A JP 2010273458A JP 2009123613 A JP2009123613 A JP 2009123613A JP 2009123613 A JP2009123613 A JP 2009123613A JP 2010273458 A JP2010273458 A JP 2010273458A
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草瀬  新
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-phase rotary electric machine that is assembled easily without any interphase insulation, and restrains degradation in performance. <P>SOLUTION: A U-phase coil 111, a V-phase coil 112, and a W-phase coil 113 of a thee-phase synchronous motor 1 are wound around each of differently wide tooth-like sections 110h-110m by concentrated winding. Narrow tooth-like sections 110b-110g are disposed among respective phase coils wound around the wide tooth-like sections 110h-110m, thus preventing the U-phase coil 111, the V-phase coil 112, and the W-phase coil 113 from abutting mutually, thereby requiring no interphase insulation. Also, concentrated winding simplifies wiring. Further, magnetic flux can be secured by the wide tooth-like sections 110h-110m having tooth width wider than that of the narrow tooth-like sections, thus restraining degradation in performance. Accordingly, assembly can be easily achieved without any interphase insulation, thus restraining degradation in performance. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、3相回転電機に関する。   The present invention relates to a three-phase rotating electrical machine.

従来、3相回転電機として、例えば特許文献1に開示されている3相分布巻モータがある。この3相分布巻モータは、ステータコアと、U相コイルと、V相コイルと、W相コイルとを備えている。ステータコアは、軸心方向に突出する18のティースを有している。ティースの間には、相コイルを収容するスロットが形成されている。U相コイルは、2スロット置きにスロットに収容されている。また、V相コイルは、U相コイルから1スロットずれ、2スロット置きにスロットに収容されている。さらに、W相コイルは、V相コイルから1スロットずれ、2スロット置きにスロットに収容されている。   Conventionally, as a three-phase rotating electric machine, for example, there is a three-phase distributed winding motor disclosed in Patent Document 1. This three-phase distributed winding motor includes a stator core, a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil. The stator core has 18 teeth protruding in the axial direction. A slot for accommodating the phase coil is formed between the teeth. U-phase coils are accommodated in slots every two slots. Further, the V-phase coil is shifted by one slot from the U-phase coil and is accommodated in the slots every two slots. Further, the W-phase coil is shifted by one slot from the V-phase coil and is accommodated in the slots every two slots.

特開2008−253037号公報JP 2008-253037 A

ところで、前述した3相分布巻モータは、各相コイルが1スロットずつずれ、2スロット置きにスロットに収容されている。そのため、各相コイルのコイルエンドが径方向に接触して配置されることとなる。この場合、コイルエンドにおいて相間絶縁をしなければならず、構成が複雑になり、組付けを容易に行うことができないという問題があった。これに対し、別々のティースに各相コイルを集中巻する構成が広く用いられている。これにより、各相コイルのコイルエンドが径方向に接触して配置されることはなくなる。そのため、コイルエンドにおいて相間絶縁をする必要がなくなる。しかし、同一スロットに異なる相の相コイルが収容され、周方向に接触して配置されることとなるため、スロット内において相間絶縁をしなければならない。また、この場合、同一の体格及び同一の巻線仕様で比較すると、モータとしての性能が低下してしまうという問題もあった。   By the way, in the above-described three-phase distributed winding motor, each phase coil is shifted by one slot and accommodated in every two slots. Therefore, the coil ends of the respective phase coils are arranged in contact with each other in the radial direction. In this case, there is a problem in that the coil ends must be insulated from each other, the configuration becomes complicated, and the assembly cannot be performed easily. On the other hand, the structure which concentrates each phase coil on separate teeth is widely used. Thereby, the coil ends of the respective phase coils are not arranged in contact with each other in the radial direction. Therefore, it is not necessary to perform interphase insulation at the coil end. However, since phase coils of different phases are accommodated in the same slot and are arranged in contact with each other in the circumferential direction, it is necessary to insulate the phases in the slot. Further, in this case, there is a problem that the performance as a motor is reduced when compared with the same physique and the same winding specification.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、相間絶縁することなく、容易に組付けができ、性能の低下も抑えることができる3相回転電機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a three-phase rotating electrical machine that can be easily assembled without interphase insulation, and that can suppress deterioration in performance.

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、歯状部として、第1歯状部と、最小歯幅が第1歯状部の最小歯幅より広い第2歯状部を設け、第2歯状部に電機子相巻線を集中巻にて巻回することで、相間絶縁することなく、容易に組付けができ、性能の低下も抑えられることを思いつき、本発明を完成するに至った。   Therefore, as a result of intensive research and trial and error to solve this problem, the present inventor has, as a tooth-like part, a first tooth-like part and a minimum tooth width wider than the minimum tooth width of the first tooth-like part. By providing the second tooth-like part and winding the armature phase winding around the second tooth-like part with concentrated winding, it is possible to easily assemble without interphase insulation and to suppress the deterioration of performance. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、請求項1に記載の3相回転電機は、周面に磁極が形成される回転子と、回転子の周面に対向する複数の歯状部を有する電機子鉄心と、電機子鉄心の歯状部に巻回される第1相巻線、第2相巻線及び第3相巻線と、を備えた3相回転電機において、回転子は、周面に形成される磁極の総数Pが4以上の偶数であり、複数の歯状部は、第1歯状部と、最小歯幅が第1歯状部の最小歯幅より広い第2歯状部とからなり、第1歯状部と第2歯状部の総数Nが3P/2であり、かつ、第1歯状部の数と第2歯状部の数が等しく、第1歯状部と第2歯状部が周方向に交互に配置され、第1相巻線、第2相巻線及び第3相巻線は、それぞれ異なる第2歯状部に集中巻にて巻回され、第1歯状部には巻回されないことを特徴とする。   That is, the three-phase rotating electrical machine according to claim 1 includes a rotor having magnetic poles formed on the peripheral surface, an armature core having a plurality of tooth-like portions facing the peripheral surface of the rotor, and an armature core. In a three-phase rotating electrical machine including a first phase winding, a second phase winding, and a third phase winding wound around a tooth-like portion, the rotor has a total number P of magnetic poles formed on the peripheral surface. Is an even number of 4 or more, and the plurality of tooth-like parts are composed of a first tooth-like part and a second tooth-like part whose minimum tooth width is wider than the minimum tooth width of the first tooth-like part. The total number N of the teeth and the second teeth is 3P / 2, the number of the first teeth is equal to the number of the second teeth, and the first teeth and the second teeth are circumferential. Alternatingly arranged in the direction, the first phase winding, the second phase winding, and the third phase winding are wound by concentrated winding on different second tooth portions, and wound on the first tooth portion. It is characterized by not being turned.

この構成によれば、U相巻線、V相巻線及びW相巻線は、それぞれ異なる第2歯状部に集中巻にて巻回される。第2歯状部に巻回された各相巻線の間には第1歯状部が配置されることとなる。そのため、U相巻線、V相巻線及びW相巻線が互いに接触することはない。従って、相間絶縁をする必要がない。また、集中巻であり、容易に巻線をすることができる。しかも、第1歯状部より歯幅が広い第2歯状部によって磁束を確保できるため、性能の低下を抑えることができる。従って、相間絶縁することなく、容易に組付けができ、性能の低下も抑えることができる。   According to this configuration, the U-phase winding, the V-phase winding, and the W-phase winding are wound by concentrated winding on different second teeth. A 1st tooth-like part will be arrange | positioned between each phase coil | winding wound by the 2nd tooth-like part. Therefore, the U-phase winding, the V-phase winding, and the W-phase winding do not contact each other. Therefore, there is no need to provide interphase insulation. Moreover, it is a concentrated winding and can be easily wound. And since a magnetic flux can be ensured by the 2nd tooth-like part whose tooth | gear width is wider than a 1st tooth-like part, the fall of performance can be suppressed. Therefore, it is possible to easily assemble without interphase insulation, and to suppress a decrease in performance.

請求項2に記載の3相回転電機は、第2歯状部の最小歯幅は、第1歯状部の最小歯幅の1.5倍以上、より好ましくは2倍以上であることを特徴とする。この構成によれば、性能の低下を確実に抑えることができる。   The three-phase rotating electrical machine according to claim 2 is characterized in that the minimum tooth width of the second tooth portion is 1.5 times or more, more preferably twice or more the minimum tooth width of the first tooth portion. And According to this configuration, it is possible to reliably suppress a decrease in performance.

請求項3に記載の3相回転電機は、回転子は、直軸の磁気抵抗と横軸の磁気抵抗が異なることを特徴とする。この構成によれば、リラクタンストルクを出力することができる。そのため、性能の低下をより確実に抑えることができる。   The three-phase rotating electrical machine according to claim 3 is characterized in that the rotor has a difference in magnetoresistance of the straight axis and that of the horizontal axis. According to this configuration, reluctance torque can be output. Therefore, it is possible to more reliably suppress the performance degradation.

請求項4に記載の3相回転電機は、ハイブリッド車両に搭載され、200Vを超える高電圧を電源とする機器に用いられることを特徴とする。この構成によれば、ハイブリッド車両に搭載され、200Vを超える高電圧を電源とする機器に用いられる3相回転電機において、相間絶縁することなく、容易に組付けができ、性能の低下も抑えることができる。   The three-phase rotating electrical machine according to claim 4 is mounted on a hybrid vehicle and is used for a device that uses a high voltage exceeding 200V as a power source. According to this configuration, in a three-phase rotating electrical machine that is mounted on a hybrid vehicle and is used in a device that uses a high voltage exceeding 200 V as a power source, it can be easily assembled without interphase insulation, and performance degradation can be suppressed. Can do.

本実施形態における3相同期電動機の固定子及び回転子を軸方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the stator and rotor of the three-phase synchronous motor in this embodiment from the axial direction. 比較例としての従来の3相同期電動機の固定子及び回転子を軸方向から見た平面である。It is the plane which looked at the stator and rotor of the conventional 3 phase synchronous motor as a comparative example from the axial direction. 同一電流を流した場合における、図1に示す3相同期電動機と、図2に示す3相同期電動機の電流位相に対する出力トルクの解析結果を示すグラフである。3 is a graph showing an analysis result of output torque with respect to a current phase of the three-phase synchronous motor shown in FIG. 1 and the three-phase synchronous motor shown in FIG. 2 when the same current is passed. 別の形態の回転子を軸方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the rotor of another form from the axial direction. さらに別の形態の回転子を軸方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the rotor of another form from the axial direction.

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る3相回転電機を、ハイブリッド車両に搭載され、3相交流電流が流れることでトルクを発生する3相同期電動機に適用した例を示す。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. In the present embodiment, an example in which the three-phase rotating electrical machine according to the present invention is applied to a three-phase synchronous motor that is mounted on a hybrid vehicle and generates torque by flowing a three-phase alternating current is shown.

まず、図1を参照して3相同期電動機の構成について説明する。ここで、図1は、本実施形態における3相同期電動機の固定子及び回転子を軸方向から見た平面図である。   First, the configuration of the three-phase synchronous motor will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a plan view of the stator and the rotor of the three-phase synchronous motor in the present embodiment as seen from the axial direction.

図1に示す3相同期電動機1(3相回転電機)は、ハイブリッド車両に搭載され、200Vを超える高電圧を電源とする機器に用いられるものである。3相同期電動機1は、3相交流電圧が供給され、3相交流電流が流れることでトルクを発生する。3相同期電動機1は、回転子10と、固定子11とを備えている。   A three-phase synchronous motor 1 (three-phase rotating electric machine) shown in FIG. 1 is mounted on a hybrid vehicle and used for a device that uses a high voltage exceeding 200V as a power source. The three-phase synchronous motor 1 is supplied with a three-phase AC voltage and generates a torque when a three-phase AC current flows. The three-phase synchronous motor 1 includes a rotor 10 and a stator 11.

回転子10は、固定子11の発生する磁束と鎖交することでトルクを発生する部材である。回転子10は、ヨーク部100と、磁石101a〜101とを備えている。   The rotor 10 is a member that generates torque by interlinking with the magnetic flux generated by the stator 11. The rotor 10 includes a yoke part 100 and magnets 101a to 101.

ヨーク部100は、磁路の一部を構成する円柱状の部材である。ヨーク部100は、硅素鋼板を積層して構成されている。ヨーク部100の外周部には、外周側に開口する略Y字状であって軸方向に貫通する貫通孔100aが、周方向に等角度ピッチ45度(機械角)で8個設けられている。ヨーク部110は、回転軸12に固定されている。   The yoke part 100 is a columnar member that constitutes a part of the magnetic path. The yoke portion 100 is configured by laminating silicon steel plates. Eight through holes 100a that are substantially Y-shaped and open in the axial direction are provided on the outer peripheral portion of the yoke portion 100 at an equal angular pitch of 45 degrees (mechanical angle) in the circumferential direction. . The yoke part 110 is fixed to the rotating shaft 12.

磁石101は、磁束を発生する矩形板状の部材である。磁石101は、ヨーク部100の貫通孔100aに収容され、ヨーク部100の外周側に開口するV字状に配置されている。磁石101は、ヨーク部100の外周面に、周方向に交互に異なる磁極が形成されるよう、板厚方向に着磁されている。   The magnet 101 is a rectangular plate member that generates magnetic flux. The magnet 101 is accommodated in the through hole 100 a of the yoke part 100 and is arranged in a V shape that opens to the outer peripheral side of the yoke part 100. The magnet 101 is magnetized in the plate thickness direction so that different magnetic poles are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the yoke portion 100.

これにより、回転子10を構成するヨーク部100の外周面に、8極の磁極が形成されることとなる。磁極の総数Pは8である。また、回転子10を構成するヨーク部100の直軸の磁気抵抗と、直軸に対して電気角で90度の位置にある横軸の磁気抵抗が異なることとなる。   As a result, eight magnetic poles are formed on the outer peripheral surface of the yoke portion 100 constituting the rotor 10. The total number P of magnetic poles is 8. In addition, the magnetic resistance of the yoke 100 that constitutes the rotor 10 is different from the magnetic resistance of the horizontal axis at an electrical angle of 90 degrees with respect to the straight axis.

固定子11は、所定のタイミングで電流が流れることで回転磁界を発生する部材である。固定子11は、電機子鉄心110と、U相巻線111(第1相巻線)と、V相巻線112(第2相巻線)と、W相巻線113(第3相巻線)とを備えている。   The stator 11 is a member that generates a rotating magnetic field when a current flows at a predetermined timing. The stator 11 includes an armature core 110, a U-phase winding 111 (first phase winding), a V-phase winding 112 (second phase winding), and a W-phase winding 113 (third phase winding). ).

電機子鉄心110は、磁路の一部を構成するとともに、U相巻線111、V相巻線112及びW相巻線113が巻回される略円筒状の部材である。電機子鉄心110は、硅素鋼板を積層して構成されている。電機子鉄心110は、バックヨーク部110aと、複数の歯状部を構成する狭幅歯状部110b〜110g(歯状部、第1歯状部)と、広幅歯状部110h〜110m(歯状部、第2歯状部)とを備えている。   The armature core 110 constitutes a part of a magnetic path and is a substantially cylindrical member around which the U-phase winding 111, the V-phase winding 112, and the W-phase winding 113 are wound. The armature core 110 is configured by laminating silicon steel plates. The armature core 110 includes a back yoke portion 110a, narrow tooth portions 110b to 110g (tooth portions, first tooth portions) constituting a plurality of tooth portions, and wide tooth portions 110h to 110m (teeth). And a second tooth-like portion).

バックヨーク部110aは、円筒状の部位である。狭幅歯状部110b〜110g及び広幅歯状部110h〜110mは、バックヨーク部110aの内周面から軸心方向に突出し、回転子10の外周面と所定のエアギャップを隔てて対向する略直方体状の部位である。広幅歯状部110h〜110mの最小歯幅Wwは、狭幅歯状部110b〜110gの最小歯幅Wnより広く設定されている。具体的には、狭幅歯状部110b〜110gの最小歯幅Wnが2mm、広幅歯状部110h〜110mの最小歯幅Wwが13mmに設定されている。つまり、広幅歯状部110h〜110mの最小歯幅Wwが、狭幅歯状部110b〜110gの最小歯幅Wnの6.5倍に設定されている。また、狭幅歯状部110b〜110gと広幅歯状部110h〜110mの総数Nは、磁極の総数Pに対して3P/2となる12に設定されている。さらに、狭幅歯状部110b〜110gの数と広幅歯状部110h〜110mの数は等しく、ともに6に設定されている。狭幅歯状部110b〜110g及び広幅歯状部110h〜110mは、周方向に等角度ピッチ30度(機械角)で交互に配置されている。   The back yoke part 110a is a cylindrical part. The narrow tooth portions 110b to 110g and the wide tooth portions 110h to 110m protrude in the axial direction from the inner peripheral surface of the back yoke portion 110a and face the outer peripheral surface of the rotor 10 with a predetermined air gap therebetween. It is a rectangular parallelepiped part. The minimum tooth width Ww of the wide tooth portions 110h to 110m is set wider than the minimum tooth width Wn of the narrow tooth portions 110b to 110g. Specifically, the minimum tooth width Wn of the narrow tooth portions 110b to 110g is set to 2 mm, and the minimum tooth width Ww of the wide tooth portions 110h to 110m is set to 13 mm. That is, the minimum tooth width Ww of the wide tooth portions 110h to 110m is set to 6.5 times the minimum tooth width Wn of the narrow tooth portions 110b to 110g. The total number N of the narrow tooth portions 110b to 110g and the wide tooth portions 110h to 110m is set to 12 which is 3P / 2 with respect to the total number P of magnetic poles. Furthermore, the number of the narrow tooth portions 110b to 110g and the number of the wide tooth portions 110h to 110m are equal and both are set to 6. The narrow tooth portions 110b to 110g and the wide tooth portions 110h to 110m are alternately arranged in the circumferential direction at an equiangular pitch of 30 degrees (mechanical angle).

U相巻線111、V相巻線112及びW相巻線113は、所定のタイミングで電流が流れることで回転磁界を発生する部材である。U相巻線111は、広幅歯状部110h、110kに集中巻にて巻回されている。V相巻線112は、広幅歯状部110i、110lに集中巻にて巻回されている。W相巻線113は、広幅歯状部110j、110mに集中巻にて巻回されている。また、U相巻線111、V相巻線112及びW相巻線113は、狭幅歯状部110b〜110gには巻回されていない。U相巻線111、V相巻線112及びW相巻線113はY結線されている。   The U-phase winding 111, the V-phase winding 112, and the W-phase winding 113 are members that generate a rotating magnetic field when a current flows at a predetermined timing. The U-phase winding 111 is wound around the wide tooth portions 110h and 110k by concentrated winding. The V-phase winding 112 is wound around the wide tooth portions 110i and 110l by concentrated winding. The W-phase winding 113 is wound around the wide tooth portions 110j and 110m by concentrated winding. Further, the U-phase winding 111, the V-phase winding 112, and the W-phase winding 113 are not wound around the narrow tooth portions 110b to 110g. The U-phase winding 111, the V-phase winding 112, and the W-phase winding 113 are Y-connected.

次に、図1を参照して3相同期電動機の動作について説明する。図1に示す3相同期電動機において、U相巻線111、V相巻線112及びW相巻線113に所定のタイミングで3相交流電流を流すと、回転子10は、磁石101の磁束に起因した、いわゆるマグネットトルクを発生する。また、直軸の磁気抵抗と、横軸の磁気抵抗の違いに起因した、いわゆるリラクタンストルクを発生する。そして、回転軸12が回転する。   Next, the operation of the three-phase synchronous motor will be described with reference to FIG. In the three-phase synchronous motor shown in FIG. 1, when a three-phase alternating current is passed through the U-phase winding 111, the V-phase winding 112, and the W-phase winding 113 at a predetermined timing, the rotor 10 generates a magnetic flux from the magnet 101. The so-called magnet torque is generated. In addition, so-called reluctance torque is generated due to the difference between the magnetic resistance on the straight axis and the magnetic resistance on the horizontal axis. And the rotating shaft 12 rotates.

最後に、図1〜図3を参照して効果について説明する。ここで、図2は、比較例としての従来の3相同期電動機の固定子及び回転子を軸方向から見た平面図である。図3は、同一電流を流した場合における、図1に示す3相同期電動機と、図2に示す3相同期電動機の電流位相に対する出力トルクの解析結果を示すグラフである。   Finally, effects will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a plan view of a stator and a rotor of a conventional three-phase synchronous motor as a comparative example viewed from the axial direction. FIG. 3 is a graph showing an analysis result of the output torque with respect to the current phase of the three-phase synchronous motor shown in FIG. 1 and the three-phase synchronous motor shown in FIG. 2 when the same current flows.

図2に示すように、比較例である従来の3相同期電動機1’の回転子10’は、図1に示す本実施形態の3相同期電動機1の回転子10と同一構成である。固定子11’の歯状部110b’は全て同一形状である。歯状部110b’の数は48であり、周方向に等角度ピッチ7.5度(機械角)で配置されている。U相巻線111’、V相巻線112’及びW相巻線113’は、歯状部110b’間に形成されるスロットに収容されている。各相巻線111’,112’,113’は、4スロットずつずれ、5スロット置きに収容されている。回転子10’の外径、固定子11’の外径、エアギャップの寸法、相巻線111’、112’、113の総ターン数及び相巻線111’、112’、113の抵抗は、本実施形態の3相同期電動機1と同一に設定されている。   As shown in FIG. 2, the rotor 10 'of the conventional three-phase synchronous motor 1', which is a comparative example, has the same configuration as the rotor 10 of the three-phase synchronous motor 1 of the present embodiment shown in FIG. All the teeth 110b 'of the stator 11' have the same shape. The number of the tooth-like portions 110b 'is 48, and they are arranged at an equiangular pitch of 7.5 degrees (mechanical angle) in the circumferential direction. The U-phase winding 111 ′, the V-phase winding 112 ′, and the W-phase winding 113 ′ are accommodated in slots formed between the tooth portions 110 b ′. Each phase winding 111 ′, 112 ′, 113 ′ is shifted by 4 slots and accommodated every 5 slots. The outer diameter of the rotor 10 ′, the outer diameter of the stator 11 ′, the size of the air gap, the total number of turns of the phase windings 111 ′, 112 ′, 113 and the resistance of the phase windings 111 ′, 112 ′, 113 are It is set the same as the three-phase synchronous motor 1 of the present embodiment.

U相巻線111、V相巻線112及びW相巻線113に所定のタイミングで3相交流電流を流すと、3相同期電動機1、1’はトルクを発生する。出力トルクは、流す3相交流電流の位相を調整することで変化する。図3に示すように、従来の3相同期電動機1’では、最大出力トルクが6.64Nmであったのに対して、本実施形態の3相同期電動機1では、最大出力トルクが6.90Nmであった。   When a three-phase alternating current is passed through the U-phase winding 111, the V-phase winding 112, and the W-phase winding 113 at a predetermined timing, the three-phase synchronous motors 1, 1 'generate torque. The output torque changes by adjusting the phase of the three-phase alternating current that flows. As shown in FIG. 3, in the conventional three-phase synchronous motor 1 ′, the maximum output torque is 6.64 Nm, whereas in the three-phase synchronous motor 1 of the present embodiment, the maximum output torque is 6.90 Nm. Met.

本実施形態によれば、U相巻線111、V相巻線112及びW相巻線113は、それぞれ異なる広幅歯状部に集中巻にて巻回されている。広幅歯状部110h〜110mに巻回された各相巻線111、112、113の間には、狭幅歯状部110b〜110gが配置されることとなる。そのため、U相巻線111、V相巻線112及びW相巻線113が互いに接触することはない。従って、相間絶縁をする必要がない。また、各相巻線111、112、113集中巻であり、容易に巻線をすることができる。しかも、狭幅歯状部110b〜110gより歯幅が広い広幅歯状部110h〜110mによって磁束を確保できるため、性能の低下を抑えることができる。従って、ハイブリッド車両に搭載され、200Vを超える高電圧を電源とする機器に用いられる3相同期電動機1において、相間絶縁することなく、容易に組付けができ、性能の低下も抑えることができる。   According to the present embodiment, the U-phase winding 111, the V-phase winding 112, and the W-phase winding 113 are wound around different wide tooth portions by concentrated winding. Between the respective phase windings 111, 112, and 113 wound around the wide tooth portions 110h to 110m, narrow tooth portions 110b to 110g are arranged. Therefore, the U-phase winding 111, the V-phase winding 112, and the W-phase winding 113 do not contact each other. Therefore, there is no need to provide interphase insulation. Further, each phase winding 111, 112, 113 is a concentrated winding, and can be easily wound. In addition, since the magnetic flux can be secured by the wide tooth-like portions 110h to 110m having a wider tooth width than the narrow-width tooth-like portions 110b to 110g, a decrease in performance can be suppressed. Therefore, in the three-phase synchronous motor 1 used in a device mounted on a hybrid vehicle and using a high voltage exceeding 200V as a power source, the three-phase synchronous motor 1 can be easily assembled without inter-phase insulation, and a decrease in performance can be suppressed.

また、本実施形態によれば、広幅歯状部110h〜110mの最小歯幅Wwが、狭幅歯状部110b〜110gの最小歯幅Wnの6.5倍に設定されている。そのため、磁束を充分に確保でき、性能の低下を確実に抑えることができる。   Further, according to the present embodiment, the minimum tooth width Ww of the wide tooth portions 110h to 110m is set to 6.5 times the minimum tooth width Wn of the narrow tooth portions 110b to 110g. Therefore, a sufficient magnetic flux can be secured, and the performance degradation can be reliably suppressed.

さらに、本実施形態によれば、回転子10は、直軸の磁気抵抗と横軸の磁気抵抗が異なるように設定されている。そのため、リラクタンストルクを出力することができ、性能の低下をより確実に抑えることができる。   Furthermore, according to the present embodiment, the rotor 10 is set so that the magnetic resistance on the straight axis is different from the magnetic resistance on the horizontal axis. Therefore, a reluctance torque can be output and the fall of performance can be suppressed more reliably.

なお、本実施形態では、広幅歯状部110h〜110mの最小歯幅Wwが、狭幅歯状部110b〜110gの最小歯幅Wnの6.5倍に設定されている例を挙げているが、これに限られるものではない。広幅歯状部の最小歯幅Wwが、狭幅歯状部の最小歯幅Wnの1.5倍以上、より好ましくは2倍以上あれば、従来構成と同等の実用上問題ない性能を確保することができる。   In the present embodiment, an example is given in which the minimum tooth width Ww of the wide tooth portions 110h to 110m is set to 6.5 times the minimum tooth width Wn of the narrow tooth portions 110b to 110g. However, it is not limited to this. If the minimum tooth width Ww of the wide-tooth portion is 1.5 times or more, more preferably twice or more the minimum tooth width Wn of the narrow-width tooth portion, the same practical performance as the conventional configuration is ensured. be able to.

また、本実施形態では、磁極の総数Pが8であり、狭幅歯状部110b〜110gと広幅歯状部110h〜110mの総数Nが12である例を挙げているが、これに限られるものではない。磁極の総数Pが4以上の偶数であり、幅歯状部と広幅歯状部の総数Nが、磁極の総数Pに対してN=3P/2の関係にあれば、同様の構成とすることができ、同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the total number P of the magnetic poles is 8, and the total number N of the narrow tooth portions 110b to 110g and the wide tooth portions 110h to 110m is 12. However, the present invention is limited to this. It is not a thing. If the total number P of the magnetic poles is an even number of 4 or more and the total number N of the wide toothed portions and the wide toothed portions is in a relationship of N = 3P / 2 with respect to the total number P of the magnetic poles, the same configuration is adopted. The same effect can be obtained.

さらに、本実施形態では、ヨーク部100に設けられた貫通孔100aに磁石101が収容されている、いわゆる磁石埋め込み型の回転子10を用いた例を挙げているが、これに限られるものではない。図4に示すように、ヨーク部200の外周面に円弧状又は円筒状の磁石201を固定した、いわゆる表面磁石型の回転子20を用いてもよい。また、図5に示すように、図1の回転子10から磁石101を取り除いた、略Y字状であって軸方向に貫通する貫通孔300aを有し、直軸の磁気抵抗と横軸の磁気抵抗が異なる回転子30を用いてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, an example using a so-called magnet-embedded rotor 10 in which the magnet 101 is accommodated in the through hole 100a provided in the yoke portion 100 is described, but the present invention is not limited thereto. Absent. As shown in FIG. 4, a so-called surface magnet type rotor 20 in which an arc-shaped or cylindrical magnet 201 is fixed to the outer peripheral surface of the yoke portion 200 may be used. Further, as shown in FIG. 5, the magnet 101 is removed from the rotor 10 of FIG. 1, and it has a substantially Y-shaped through-hole 300a penetrating in the axial direction. A rotor 30 with different magnetic resistance may be used.

加えて、本実施形態では、本発明に係る3相回転電機を同期電動機に適用した例を挙げているが、これに限られるものではない。発電機に適用してもよい。   In addition, in this embodiment, although the example which applied the three-phase rotary electric machine which concerns on this invention to the synchronous motor is given, it is not restricted to this. You may apply to a generator.

1、1’・・・3相同期電動機(3相回転電機)、10、10’、20、30・・・回転子、100・・・ヨーク部、100a、300a・・・貫通孔、101、201・・・磁石、11、11’・・・固定子、110・・・電機子鉄心、110a・・・バックヨーク部、110b〜110g・・・狭幅歯状部(歯状部、第1歯状部)、110h〜110m・・・広幅歯状部(歯状部、第2歯状部)、110b’・・・歯状部、111、111’・・・U相巻線、112、112’・・・V相巻線、113、113’・・・W相巻線、12・・・回転軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 '... Three-phase synchronous motor (three-phase rotary electric machine) 10, 10', 20, 30 ... Rotor, 100 ... Yoke part, 100a, 300a ... Through-hole, 101, 201 ... magnet, 11, 11 '... stator, 110 ... armature core, 110a ... back yoke part, 110b-110g ... narrow toothed part (toothed part, first part Tooth-shaped portion), 110h to 110m ... Wide tooth-shaped portion (tooth-shaped portion, second tooth-shaped portion), 110b '... Tooth-shaped portion, 111, 111' ... U-phase winding, 112, 112 '... V phase winding, 113, 113' ... W phase winding, 12 ... rotating shaft

Claims (4)

周面に磁極が形成される回転子と、
前記回転子の周面に対向する複数の歯状部を有する電機子鉄心と、
前記電機子鉄心の前記歯状部に巻回される第1相巻線、第2相巻線及び第3相巻線と、
を備えた3相回転電機において、
前記回転子は、周面に形成される磁極の総数Pが4以上の偶数であり、
複数の前記歯状部は、第1歯状部と、最小歯幅が前記第1歯状部の最小歯幅より広い第2歯状部とからなり、前記第1歯状部と前記第2歯状部の総数Nが3P/2であり、かつ、前記第1歯状部の数と前記第2歯状部の数が等しく、前記第1歯状部と前記第2歯状部が周方向に交互に配置され、
前記第1相巻線、前記第2相巻線及び前記第3相巻線は、それぞれ異なる前記第2歯状部に集中巻にて巻回され、前記第1歯状部には巻回されないことを特徴とする3相回転電機。
A rotor with magnetic poles formed on the peripheral surface;
An armature core having a plurality of teeth facing the circumferential surface of the rotor;
A first phase winding, a second phase winding and a third phase winding wound around the tooth-like portion of the armature core;
In a three-phase rotating electric machine with
In the rotor, the total number P of magnetic poles formed on the peripheral surface is an even number of 4 or more,
The plurality of tooth-like portions are composed of a first tooth-like portion and a second tooth-like portion whose minimum tooth width is wider than the minimum tooth width of the first tooth-like portion, and the first tooth-like portion and the second tooth-like portion. The total number N of the tooth-like portions is 3P / 2, the number of the first tooth-like portions and the number of the second tooth-like portions are equal, and the first tooth-like portion and the second tooth-like portion are circumferential. Alternately arranged in the direction,
The first phase winding, the second phase winding, and the third phase winding are wound around different second tooth portions by concentrated winding, and are not wound around the first tooth portions. A three-phase rotating electrical machine.
前記第2歯状部の最小歯幅は、前記第1歯状部の最小歯幅の1.5倍以上であることを特徴とする請求項1に記載の3相回転電機。   2. The three-phase rotating electrical machine according to claim 1, wherein a minimum tooth width of the second tooth-like portion is 1.5 times or more of a minimum tooth width of the first tooth-like portion. 前記回転子は、直軸の磁気抵抗と横軸の磁気抵抗が異なることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の3相回転電機。   3. The three-phase rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotor has a difference in magnetoresistance of a straight axis and a magnetoresistance of a horizontal axis. ハイブリッド車両に搭載され、200Vを超える高電圧を電源とする機器に用いられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の3相回転電機。   The three-phase rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the three-phase rotating electric machine is used in a device mounted on a hybrid vehicle and having a high voltage exceeding 200V as a power source.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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