JP2011045193A - 回転電機及びその駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】単一のインバータで駆動でき、且つ、磁気騒音やリップルを低減できる回転電機を提供すること。
【解決手段】本発明の回転電機１は、第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂがπ／６の位相差をもって巻装されている。また、第１の巻線群４ａは各相巻線が互いに接続されてΔ結線を形成し、第２の巻線群４ｂはΔ結線の各相巻線間に対して接続されてＹ結線を形成することで、ΔＹ複合結線を形成しているため、通常の三相交流電流を通電すれば、必然的に両巻線群４ａ、４ｂに通電される電流もπ／６の位相差を有する。これによって、両巻線群４ａ、４ｂそれぞれの第６次高調波は互いに相殺されるため回転電機１の磁気騒音やトルクリップルを低減でき、且つ、位相の異なる第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂとを単一のインバータ５で駆動することができるので、システムの大型化やコストの増大を抑制できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、多相巻線を備えた回転電機、及びその制御システムに関する。

従来より、永久磁石を備える回転子と三相巻線が巻装される固定子とを備える交流三相回転電機がある。このような回転電機は、正弦波電流に高周波成分が重畳しており、これに起因して電磁騒音やリップルが生じることが知られている。これらの問題の原因となる脈動磁力成分は、空間磁束の基本波に対して第３次高調波成分に基づくものが主成分であり、その磁気加振力は磁束の２乗に比例して分布するため第６次高調波成分である。

特許文献１には、コイルが各スロットに集中巻にて巻装されると共に、回転子の磁極数と固定子のスロット数の比が１２±２：１２である同期機が開示されている。コイルは、それぞれ３相分のコイルを有する第１のコイル群と第２のコイル群とからなり、各コイル群のコイルがその配列方向に沿って交互に配置されている。このような構成によると、隣り合うスロットに巻装される第１のコイル群と第２のコイル群との間に生じる位相差が電気角でπ／６となる。この位相差π／６は、第６次高調波成分の波長π／３の半波分に相当するため、各コイル群の第６次高調波成分は互いに逆位相となるため相殺される。従って、この第６次高調波成分に起因する磁気騒音や電流リップルを低減することができる。特許文献１は同期機に関する発明であるが、この構成を電動機に応用することが可能であり、この場合は第６次高調波成分に起因する磁気騒音やトルクリップルを低減することができる。

特開２００８−５６０３号公報

しかし、上記構成によると、第１のコイル群と第２のコイル群へ通電する電流にπ／６の位相差を与えるために、各コイル群は協調制御される２組の三相インバータにより別々に通電させる必要がある。通常、交流三相回転電機に使用する三相インバータは単一であり、上記構成のようにトルクリップルの低減効果を得るために２組使用するのは、システムの大型化やコストの増大を招く他、協調制御のためのシステムの複雑化も招くという問題がある。

本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、集中巻にて巻装される固定子を有する回転電機を単一の三相インバータで駆動でき、且つ、磁気騒音やリップルを低減できる回転電機を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、ＮＳ磁極が交互に形成される回転子と、回転子と対向して配置されると共にティースを周方向に複数有する固定子コアと、ティースに集中巻で巻装される巻線とを備える回転電機において、磁極の数は１０ｎまたは１４ｎであると共にティースの数は１２ｎであって（ｎは自然数）、巻線は、Ｘ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線からなる第１の巻線群と、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線からなる第２の巻線群とを有するとともに、周方向に順に、Ｕ相巻線、Ｘ相巻線、Ｖ相巻線、Ｙ相巻線、Ｗ相巻線、Ｚ相巻線、と配置され、Ｕ相巻線とＸ相巻線、Ｖ相巻線とＹ相巻線、Ｗ相巻線とＺ相巻線とは、互いに巻回方向が異なるようにティースに巻装され、第１の巻線群および第２の巻線群のうち一方の巻線群は、各相巻線が互いに接続されてΔ結線を形成し、他方の巻線群の各相巻線は、一端部が一方の巻線群の各相巻線間に接続されてＹ結線を形成すると共に他端部が外部接続端子を形成するか、若しくは、一端部が一方の巻線群の各相巻線間に接続されて外部接続端子を形成すると共に他端部が中性点で接続されてＹ結線を形成することで、ΔＹ複合結線を形成し、ΔＹ複合結線を固定子コアの周方向に２ｎ組有することを特徴とする。

磁極の数は１０ｎまたは１４ｎであると共にティースの数は１２ｎである。即ち、磁極の数とティースの数との比は５：６または７：６であり、磁極のピッチπに対するティースのピッチは（１±１／６）πとなる。そして、隣り合うティースに巻装される第１の巻線群の相巻線と第２の巻線群の相巻線との巻回方向が互いに異なるため、第１の巻線群に対して第２の巻線群は位相が反転する。このため、実質的な位相差は（１±１／６）π−π＝±π／６。ここで、ΔＹ複合結線の外部接続端子に通常の三相交流電流を通電すれば、必然的に第１の巻線群と第２の巻線群とでは通電電流の位相差もπ／６となる。これによって、位相の異なる第１の巻線群と第２の巻線群とを単一のインバータで駆動することができ、且つ、第６次高調波を相殺することで磁気騒音やリップルを低減できる。
（請求項２の発明）
請求項１に記載の回転電機において、第１の巻線群と第２の巻線群のうち、Δ結線される一方の巻線群の各ティースへの巻回数は、Ｙ結線される他方の巻線群の各ティースへの巻回数に対して１．６〜１．９倍の範囲内であることを特徴とする。

ΔＹ複合結線仕様においては、Ｙ結線される巻線群の各ティースへの巻回数とΔ結線される巻線群の巻回数との比を１：√３とする必要がある。そこで、Δ結線の巻回数をＹ結線の巻回数に対して１．６〜１．９倍の範囲内とすることで、理想比に近い巻回数とすることができる。これによって、Δ結線に所望の振幅と位相の電流を流すことができるため、より磁気騒音やトルクリップルを効果的に低減することができる。
（請求項３の発明）
本発明は、ＮＳ磁極が交互に形成される回転子と、回転子と対向して配置されたティースを周方向に複数有する固定子コアと、ティースに集中巻で巻装されたコイルを接続して形成される巻線とを備える回転電機において、磁極の数は１０ｎまたは１４ｎであると共にティースの数は１２ｎであって（ｎは自然数）、巻線は、第１の巻線群と第２の巻線群とを有し、第１の巻線群は、互いに巻回方向が異なるＸ１単位巻線とＸ２単位巻線とからなるＸ相巻線と、互いに巻回方向が異なるＹ１単位巻線とＹ２単位巻線とからなるＹ相巻線と、互いに巻回方向が異なるＺ１単位巻線とＺ２単位巻線とからなるＺ相巻線と、からなると共に、周方向に順に、Ｘ１単位巻線、Ｘ２単位巻線、Ｙ１単位巻線、Ｙ２単位巻線、Ｚ１単位巻線、Ｚ２単位巻線と配置され、第２の巻線群は、互いに巻回方向が異なるＵ１単位巻線とＵ２単位巻線とからなるＵ相巻線と、互いに巻回方向が異なるＶ１単位巻線とＶ２単位巻線とからなるＶ相巻線と、互いに巻回方向が異なるＷ１単位巻線とＷ２単位巻線とからなるＷ相巻線と、からなると共に、周方向に順に、Ｕ１単位巻線、Ｕ２単位巻線、Ｖ１単位巻線、Ｖ２単位巻線、Ｗ１単位巻線、Ｗ２単位巻線と配置され、Ｕ１単位巻線とＸ２単位巻線、Ｕ２単位巻線とＹ１単位巻線、Ｖ１単位巻線とＹ２単位巻線、Ｖ２単位巻線とＺ１単位巻線、Ｗ１単位巻線とＺ２単位巻線、Ｗ２単位巻線とＸ１単位巻線、とがそれぞれ同一のティースに巻装されると共に、Ｕ１単位巻線とＸ１単位巻線、Ｕ２単位巻線とＸ２単位巻線、Ｖ１単位巻線とＹ１単位巻線、Ｖ２単位巻線とＹ２単位巻線、Ｗ１単位巻線とＺ１単位巻線、Ｗ２単位巻線とＺ２単位巻線、とは、互いに巻回方向が異なるようにティースに巻装され、第１の巻線群および第２の巻線群のうち一方の巻線群は、各相巻線が互いに接続されてΔ結線を形成し、他方の巻線群の各相巻線は、一端部が一方の巻線群の各相巻線間に接続されてＹ結線を形成すると共に他端部が外部接続端子を形成するか、若しくは、一端部が一方の巻線群の各相巻線間に接続されて外部接続端子を形成すると共に他端部が中性点で接続されてＹ結線を形成することで、ΔＹ複合結線を形成し、ΔＹ複合結線を固定子コアの周方向に２ｎ組有することを特徴とする回転電機。

磁極の数は１０ｎまたは１４ｎであると共にティースの数は１２ｎである。即ち、磁極の数とティースの数との比は５：６または７：６であり、磁極のピッチπに対するティースのピッチは（１±１／６）πとなる。そして、隣り合うティースに巻装される第１の巻線群の相巻線と第２の巻線群の相巻線との巻回方向が互いに異なるため、第１の巻線群に対して第２の巻線群は位相が反転する。このため、実質的な位相差は（１±１／６）π−π＝±π／６。ここで、ΔＹ複合結線の外部接続端子に通常の三相交流電流を通電すれば、必然的に第１の巻線群と第２の巻線群とでは通電電流の位相差もπ／６となる。これによって、位相の異なる第１の巻線群と第２の巻線群とを単一のインバータで駆動することができ、且つ、第６次高調波を相殺することで磁気騒音やリップルを低減できる。また、第１の巻線群と第２の巻線群との対応する各相巻線が１ティース分ずれることで３つのティースに渡って巻装されるので、磁束の第３次高調波成分がより均等に分布されるため第６次高調波成分の相殺効果が顕著である。
（請求項４の発明）
請求項３に記載の回転電機において、隣り合う２つのティースに巻装されるＸ１単位巻線とＸ２単位巻線、Ｙ１単位巻線とＹ２単位巻線、Ｚ１単位巻線とＺ２単位巻線、Ｕ１単位巻線とＵ２単位巻線、Ｖ１単位巻線とＶ２単位巻線、Ｗ１単位巻線とＷ２単位巻線は、それぞれ直列に接続されていることを特徴とする。

これによって、巻線を隣り合う２つのティースに連続して巻回することができるため、製造工数を低減することができる。
（請求項５の発明）
請求項３または４に記載の回転電機において、第１の巻線群と第２の巻線群のうち、Δ結線される一方の巻線群の各ティースへの巻回数は、Ｙ結線される他方の巻線群の各ティースへの巻回数に対して１．６〜１．９倍の範囲内であることを特徴とする。

Δ結線とＹ結線を組み合わせた結線仕様においては、Ｙ結線される巻線群の各ティースへの巻回数とΔ結線される巻線群の巻回数との比を１：√３とする必要がある。そこで、Δ結線の巻回数をＹ結線の巻回数に対して１．６〜１．９倍の範囲内とすることで、理想比に近い巻回数とすることができる。これによって、Δ結線に生じる循環電流を抑制することができ、より磁気騒音やトルクリップルを効果的に低減することができる。
（請求項６の発明）
請求項３〜５に記載の何れかの回転電機において、第１の巻線群と第２の巻線群のうち、Δ結線される一方の巻線群はＹ結線される他方の巻線群の巻線よりも細い巻線を使用すると共に、一方の巻線群はティース間距離の短い内径側に巻装され、他方の巻線群はティース間距離の長い外径側に巻装されることを特徴とする。

これによって、巻線の細い一方の巻線群はティース間距離の短い内径側に巻装されるため、各ティース間のスペースを有効利用することができるため巻線の占積率を高くすることができ、回転電機の性能を高くすることができる。
（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載の何れかに記載の回転電機において、磁極の着磁に、スキュー角を設けることを特徴とした回転電機。

回転電気が高速で回転すると循環電流がΔ結線に流れ電流波形が歪む。しかし、ロータ磁石の着磁にスキュー角を設けることで電流波形の歪が低減する。これによって、高速回転領域でも電磁騒音、トルクリップル低減効果を得ることができる。
（請求項８の発明）
請求項１〜７に記載の何れかの回転電機と、回転電機を制御する三相インバータを有する回転電機の制御システムにおいて、回転電機は、外部接続端子に接続される単一の三相インバータにより駆動されていることを特徴とする。

第１の巻線群と第２の巻線群とはティースのピッチに由来するπ／６の位相差をもって巻装されるが、Δ結線される第１の巻線群とＹ結線される第２の巻線群とに通電される電流はπ／６の位相差を有するため、単一のインバータにより駆動できる。これによって、従来技術のように磁気騒音やリップルを低減するために２組のインバータを用いる必要がないため、システムの大型化やコストの増大を抑制でき、また協調制御も必要としないためシステムの複雑化も抑制できる。
（請求項９の発明）
請求項１〜７に記載の何れかに記載の回転電機と、回転電機を制御するレクチファイアを有する回転電機の制御システムにおいて、回転電機は、巻線が３つの外部接続端子に単一のレクチファイアが接続されることにより整流されて直流電流を生成していることを特徴とする。

第１の巻線群と第２の巻線群とがそれぞれ生成する電流はティースのピッチに由来するπ／６の位相差をもって出力される。しかし、Δ結線される第１の巻線群とＹ結線される第２の巻線群とに通電される電流はπ／６の位相差を有するため、単一のレクチファイアにより整流できる。これによって、従来技術のように磁気騒音やリップルを低減するために２組のレクチファイアを用いる必要がないため、システムの大型化やコストの増大を抑制でき、また協調制御も必要としないためシステムの複雑化も抑制できる。

回転電機の断面図である。 第１実施形態の回転電機断面の展開図である。 第１実施形態の固定子の巻線仕様図である。 第１、２実施形態の回転電機のシステム概略図である。 第１の巻線群と第２の巻線群とへ通電される電流の波形図である。 第１の巻線群と第２の巻線群との第６次高調波が相殺される様子を示す波形図である。 第１実施形態の回転電機と通常の回転電機におけるトルク波形の比較図である。 第１実施形態の回転電機断面の展開図である。 第２実施形態の固定子の巻線仕様図である。 第３実施形態の固定子の巻線仕様図である。 第１、２実施形態の回転電機のシステム概略図である。 第４実施形態の固定子の巻線仕様図である。 変形形態の回転電機断面（ティース間ピッチが（１＋１／６）π）の展開図である。 変形形態の回転電機断面（ティース間ピッチが（１＋１／６）π）の展開図である。 磁極埋め込み型の回転子を有する回転電気の断面図である。

（第１実施形態）
本実施形態の回転電機１は、図１に示す様に、ＮＳ磁極２ａが交互に形成される回転子２と、回転子２と対向して配置されると共にティース３ａを周方向に複数有する固定子コア３と、ティース３ａに集中巻で巻装される巻線４とを備える。

図２は、回転子２及び固定子４の軸方向断面の展開図である。回転子２の磁極２ａは、１０個の永久磁石がＮＳ極交互に並んで構成される。また、固定子４の固定子鉄心には１２個のティース３ａが形成され、隣り合う２つのティース３ａの間に巻線４を収容する１２個のスロット３ｂが構成される。磁極３ａ数が１０個に対してティース３ａ数が１２個であることから、磁極３ａの数とティース３ａの数との比は５：６であり、磁極３ａのピッチπに対するティース２ａのピッチは電気角で（１−１／６）πとなる。

固定子鉄心に巻装される巻線仕様を図３に示す。巻線４は、図１に示す電機子鉄心の各ティース３ａを周回するように巻装される所謂集中巻き構成であり、Ｘ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線からなる第１の巻線群４ａと、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｚ相巻線からなる第２の巻線群４ｂを有する。ここでは、固定子４のティース３ａには１ｔ〜１２ｔまで順番に番号を付け、各ティース３ａ間に形成されるスロット３ｂには１ｓ〜１２ｓまで順番に番号をつけて説明する。

第１の巻線群４ａは以下のようにして巻装される。

スロット１ｓから２ｓにティース２ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＸ相巻線（Ｘ−１）を構成し、連続してスロット４ｓから３ｓにティース４ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＹ相巻線（Ｙ−１）を構成し、さらに連続してスロット５ｓから６ｓにティース６ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＺ相巻線（Ｚ−１）を構成し、スロット６ｓから出た端末をスロット１ｓの端末と接続しΔ結線を構成する。

スロット８ｓから７ｓにティース８ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＸ相巻線（Ｘ−２）を構成し、連続してスロット９ｓから１０ｓにティース１０ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＹ相巻線（Ｙ−２）を構成し、さらに連続してスロット１２ｓから１１ｓにティース１２ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＺ相巻線（Ｚ−２）を構成し、スロット１１ｓから出た端末をスロット８ｓの端末と接続しΔ結線を構成する。

第２の巻線群４ｂは以下のようにして巻装される。

スロット１ｓから１２ｓにティース１ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＵ相巻線（Ｕ−１）を構成し、第１の巻線群のティース６ｔと１ｔとを結ぶ巻線間にスロット１２ｓの端末を接続する。また、スロット２ｓから３ｓにティース３ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＶ相巻線（Ｖ−１）を構成し、第１の巻線群のティース２ｔと４ｔとを結ぶ巻線間にスロット４ｓの端末を接続する。また、スロット５ｓから４ｓにティース５ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＷ相巻線（Ｗ−１）を構成し、第１の巻線群のティース３ｔと５ｔとを結ぶ巻線間にスロット４ｓの端末を接続する。いわば、第１のＵ相巻線、第１のＶ相巻線、第１のＷ相巻線は、第１の巻線群のΔ結線を中性点としたＹ結線を形成している。

スロット６ｓから７ｓにティース７ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＵ相巻線（Ｕ−２）を構成し、第１の巻線群のティース１２ｔと８ｔとを結ぶ巻線間にスロット７ｓの端末を接続する。また、スロット９ｓから８ｓにティース９ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＶ相巻線（Ｖ−２）を構成し、第１の巻線群のティース７ｓと９ｓとを結ぶ巻線間にスロット４ｓの端末を接続する。また、スロット１０ｓから１１ｓにティース５ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＷ相巻線（Ｗ−２）を構成し、第１の巻線群のスロット１０ｓと１２ｓとを結ぶ巻線間にスロット４ｓの端末を接続する。いわば、第２のＵ相巻線、第２のＶ相巻線、第２のＷ相巻線は、第２の巻線群のΔ結線を中性点としたＹ結線を形成している。

ここで、Δ結線される第１の巻線群の各ティースへの巻回数は、Ｙ結線される第２の巻線群の各ティースへの巻回数の１．６〜１．９倍の範囲とするのが望ましい。

そして、スロット１ｓから出た第１のＵ相巻線（Ｕ−１）の端末とスロット６ｓから出た第２のＵ相巻線（Ｕ−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ１を形成する。また、スロット２ｓから出た第１のＶ相巻線（Ｖ−１）の端末とスロット９ｓから出た第２のＶ相巻線（Ｖ−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ２を形成する。また、スロット５ｓから出た第１のＷ相巻線（Ｗ−１）の端末とスロット１０ｓから出た第２のＷ相巻線（Ｗ−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ３を形成する。

以上の巻線仕様を有する回転電機１を駆動するシステムについて図４を用いて説明する。

回転電機１は、巻線４の外部接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３がインバータ５に接続されることで通電されて駆動される。このインバータ５は周知の構成のものであり説明は省略する。駆動方法に関しても周知の正弦波ＰＷＭ駆動であり、演算機能付きの制御回路６で生成した駆動信号７により、インバータ５のトランジスタ８を駆動して巻線４へ略正弦波電流を通電する。このため、制御回路６からの駆動信号７はトランジスタ６個分が必要となる。制御は回転子に装着された例えばレゾルバなどの位置センサ９の情報に基づいて制御すればよい。また、必要に応じて図示しない電流検出器で実電流を検出して周知のフィードバック制御を実施してもよい。
（第１実施形態の効果）
通常、三相交流の回転電機１においては、正弦波電流にパワートランジスタを保護するためのデッドタイム等に起因した高周波成分が重畳しているため、これに起因して電磁騒音やトルクリップルが生じることが知られている。これらの問題の原因となる脈動磁力成分は、基本波に対して第３次高調波成分に基づくものが主成分であり、その磁気加振力は磁束の２乗に比例して分布するため第６次高調波成分である。

ここで、本実施形態の回転電機１は、第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂとが（１−１／６）πのピッチを有するティース３ａに交互に巻装され、且つ、隣り合うティース３ａに巻装される第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂの巻線方向は互いに逆向きであるため、第１の巻線群４ａに対して第２の巻線群４ｂは位相が反転する。このため、ティース３ａのピッチにより生じる実質的な位相差は、（１−１／６）π−π＝−π／６となる。また、図５に示す様に、ΔＹ複合結線仕様により、外部接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に通常の三相交流電流を通電すれば、必然的に第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂに通電される電流はπ／６の位相差を有する。そして、このπ／６の位相差は第６次高調波成分の波長π／３の半波分に相当する。即ち、第６次高調波成分同士は位相差がπとなるため、第１の三相巻線４ａが発生する磁気加振力と第２の三相巻線４ｂが発生する磁気加振力とは互いに相殺され（図６参照）、これに起因する磁気騒音やトルクリップルを低減することができる。実際に本発明により、図７に示す様に、トルクリップルが約５０％低減できた。

従来、磁気騒音やトルクリップルの低減のために２組の三相巻線群にπ／６の位相差を設けた回転電機においては、巻線への通電電流にもπ／６の位相差を設ける必要があるため２組のインバータを協調制御して使用せざるを得なかった。しかし、本実施形態のようにΔＹ複合結線仕様とすることで、位相の異なる第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂとを単一のインバータ５で駆動することができるので、システムの大型化やコストの増大を抑制でき、また協調制御も必要としないためシステムの複雑化も抑制できる。

また、Δ結線とＹ結線を組み合わせた結線仕様においては、Δ結線される第１の巻線群４ａの各ティース３ａへの巻回数とＹ結線される第２の巻線群４ｂの巻回数との比を１：√３とする必要がある。そこで、第１の巻線群４ａの巻回数を第２の巻線群４ｂの巻回数に対して１．６〜１．９倍とすることで、理想比に近い巻回数とすることができる。これによって、Δ結線に所望の振幅と位相の電流を流すことができるため、より磁気騒音やトルクリップルを効果的に低減することができる
（第２実施形態）
本実施形態の回転電機１は、第１実施形態と同様に（図２参照）、ＮＳ磁極２ａが交互に形成される回転子２と、回転子２と対向して配置されると共にティース３ａを周方向に複数有する固定子コア３と、ティース３ａに集中巻で巻装される巻線４とを備える。

図８は、回転子２及び固定子４の軸方向断面の展開図である。回転子２の磁極２ａは、１０個の永久磁石がＮＳ極交互に並んで構成される。また、固定子４の固定子鉄心には１２個のティース３ａが形成され、隣り合う２つのティース３ａの間に巻線４を収容する１２個のスロット３ｂが構成される。磁極２ａ数が１０個に対してティース３ａ数が１２個であることから、磁極２ａの数とティース３ａの数との比は５：６であり、磁極２ａのピッチπに対するティース２ａのピッチは電気角で（１−１／６）πとなる。

固定子鉄心に巻装される巻線仕様を図９に示す。巻線４は、図１に示す電機子鉄心の各ティース３ａを周回するように巻装される所謂集中巻き構成であり、Ｘ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線からなる第１の巻線群と、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｚ相巻線からなる第２の巻線群を有する。ここでは、固定子のティース３ａには１ｔ〜１２ｔまで順番に番号を付け、各ティース３ａ間に形成されるスロット３ｂには１ｓ〜１２ｓまで順番に番号をつけて説明する。尚、便宣上内径側ティースと外径側ティースとを分離して表記しているが、上下の図でティース番号、スロット番号は共通である。

第１の巻線群４ａは以下のようにして巻装される。

スロット１１ｓから１２ｓにティース１２ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＸ１単位巻線（Ｘ１−１）を形成した後、スロット２ｓから１ｓにティース１ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＸ２単位巻線（Ｘ２−１）を形成して第１のＸ相巻線を構成し、連続してスロット２ｓから１ｓにティース２ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＹ１単位巻線（Ｙ１−１）を形成した後、スロット２ｓから３ｓにティース３ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＹ２単位巻線（Ｙ２−１）を形成して第１のＹ相巻線を構成し、連続してスロット３ｓから４ｓにティース４ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＺ１単位巻線（Ｚ１−１）を形成した後、スロット５ｓから４ｓにティース５ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＺ２単位巻線（Ｚ２−１）を形成して第１のＺ相巻線を構成し、スロット４ｓから出た端末をスロット１１ｓの端末と接続しΔ結線を構成する。

スロット６ｓから５ｓにティース６ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＸ１単位巻線（Ｘ１−２）を形成した後、スロット６ｓから７ｓにティース７ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＸ２単位巻線（Ｘ２−２）を形成して第２のＸ相巻線を構成し、連続してスロット７ｓから８ｓにティース８ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＹ１単位巻線（Ｙ１−２）を形成した後、スロット９ｓから８ｓにティース９ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＹ２単位巻線（Ｙ２−２）を形成して第２のＹ相巻線を構成し、連続してスロット１０ｓから９ｓにティース１０ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＺ１単位巻線（Ｚ１−２）を形成した後、スロット１０ｓから１１ｓにティース１１ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＺ２単位巻線（Ｚ２−２）を形成して第２のＺ相巻線を構成し、スロット１１ｓから出た端末をスロット６ｓの端末と接続しΔ結線を構成する。

第２の巻線群４ｂは以下のようにして巻装される。

スロット１ｓから１２ｓにティース１ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＵ１単位巻線（Ｕ１−１）を形成した後、スロット１ｓから２ｓにティース２ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＵ２単位巻線（Ｕ２−１）を形成して第１のＵ相巻線を構成し、第１の巻線群のティース５ｔと１２ｔとを結ぶ巻線間にスロット２ｓの端末（Ｃ１）を接続する。また、スロット２ｓから３ｓにティース３ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＶ１単位巻線（Ｖ１−１）を形成した後、スロット４ｓから３ｓにティース４ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＶ２単位巻線（Ｖ２−１）を形成して第１のＶ相巻線を構成し、第１の巻線群のティース２ｔと３ｔとを結ぶ巻線間にスロット３ｓの端末（Ｃ２）を接続する。また、スロット５ｓから４ｓにティース５ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＷ１単位巻線（Ｗ１−１）を形成した後、スロット５ｓから６ｓにティース６ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＷ２単位巻線（Ｗ２−１）を形成して第１のＷ相巻線を構成し、第１の巻線群のティース３ｔと４ｔとを結ぶ巻線間にスロット６ｓの端末（Ｃ３）を接続する。

スロット６ｓから７ｓにティース７ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＵ１単位巻線（Ｕ１−２）を形成した後、スロット８ｓから７ｓにティース８ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＵ２単位巻線（Ｕ２−２）を形成して第２のＵ相巻線を構成し、第１の巻線群のティース１１ｔと６ｔとを結ぶ巻線間にスロット７ｓの端末（Ｃ４）を接続する。また、スロット９ｓから８ｓにティース９ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＶ１単位巻線（Ｖ１−２）を形成した後、スロット９ｓから１０ｓにティース１０ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＶ２単位巻線（Ｖ２−２）を形成して第２のＶ相巻線を構成し、第１の巻線群のティース７ｔと８ｔとを結ぶ巻線間にスロット２ｓの端末（Ｃ５）を接続する。また、スロット１０ｓから１１ｓにティース１１ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＷ１単位巻線（Ｗ１−２）を形成した後、スロット１２ｓから１１ｓにティース１２ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＷ２単位巻線（Ｗ２−２）を形成して第２のＷ相巻線を構成し、第１の巻線群のティース９ｔと１０ｔとを結ぶ巻線間にスロット１１ｓの端末（Ｃ６）を接続する。

そして、スロット１ｓから出た第１のＵ１単位巻線（Ｕ１−１）の端末とスロット６ｓから出た第２のＵ１単位巻線（Ｕ１−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ１を形成する。また、スロット２ｓから出た第１のＶ１単位巻線（Ｖ１−１）の端末とスロット９ｓから出た第２のＶ１単位巻線（Ｖ１−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ２を形成する。また、スロット５ｓから出た第１のＷ１単位巻線（Ｗ１−１）の端末とスロット１０ｓから出た第２のＷ２単位巻線（Ｗ２−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ３を形成する。

以上の巻線仕様を有する回転電機１を駆動するシステムについては、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
（第２実施形態の効果）
本実施形態においては、本実施形態の回転電機１は、第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂとが１ティース３ａ分ずれて巻装されている。そして、隣り合うティース３ａに巻装される第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂの巻線方向は互いに逆向きであるため、第１の巻線群４ａに対して第２の巻線群４ｂは位相が反転する。このため、ティース３ａのピッチにより生じる実質的な位相差は、（１−１／６）π−π＝−π／６となる。これによって、磁気騒音やトルクリップルが低減できる効果は第１実施形態と同様であるが、第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂの対応する相巻線が１ティース分ずれることで３つのティースに渡って巻装されるので、磁束の第３次高調波成分がより均等に分布されるため第６次高調波成分の相殺効果が顕著である。
（第３実施形態）
本実施形態の回転電機１は、第１実施形態と同様に、ＮＳ磁極２ａ（本実施形態では永久磁石）が交互に形成される回転子２と、巻線４が巻装されるティース３ａを周方向に複数有する固定子４と、を備える。また、磁極２ａとティース３ａの構成も、第１実施形態と同様に図２に示す展開図のとおりである。

固定子鉄心に巻装される巻線仕様を図１０に示す。巻線４は、図１に示す電機子鉄心の各ティース３ａを周回するように巻装される所謂集中巻き構成であり、Ｘ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線からなる第１の巻線群４ａと、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｚ相巻線からなる第２の巻線群４ｂを有する。ここでは、固定子のティース３ａには１ｔ〜１２ｔまで順番に番号を付け、各ティース３ａ間に形成されるスロット３ｂには１ｓ〜１２ｓまで順番に番号をつけて説明する。

第１の巻線群４ａは以下のようにして巻装される。

スロット１ｓから２ｓにティース２ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＸ相巻線（Ｘ−１）を構成し、連続してスロット４ｓから３ｓにティース４ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＹ相巻線（Ｙ−１）を構成し、さらに連続してスロット５ｓから６ｓにティース６ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＺ相巻線（Ｚ−１）を構成し、スロット６ｓから出た端末をスロット１ｓの端末と接続しΔ結線を構成する。

スロット８ｓから７ｓにティース８ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＸ相巻線（Ｘ−２）を構成し、連続してスロット９ｓから１０ｓにティース１０ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＹ相巻線（Ｙ−２）を構成し、さらに連続してスロット１２ｓから１１ｓにティース１２ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＺ相巻線（Ｚ−２）を構成し、スロット１１ｓから出た端末をスロット８ｓの端末と接続しΔ結線を構成する。

そして、スロット６ｓから出た第１のＵ相巻線（Ｕ−１）の端末とスロット６ｓから出た第２のＵ相巻線（Ｕ−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ１を形成する。また、スロット２ｓから出た第１のＶ相巻線（Ｖ−１）の端末とスロット９ｓから出た第２のＶ相巻線（Ｖ−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ２を形成する。また、スロット５ｓから出た第１のＷ相巻線（Ｗ−１）の端末とスロット１０ｓから出た第２のＷ相巻線（Ｗ−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ３を形成する。

第２の巻線群４ｂは以下のようにして巻装される。

スロット１ｓから１２ｓにティース１ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＵ相巻線（Ｕ−１）を構成し、一端部を第１の巻線群のティース６ｔと１ｔとを結ぶ巻線間にスロット１２ｓの端末を接続すると共に他端部を中性点Ｎへ接続する。また、スロット２ｓから３ｓにティース３ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＶ相巻線（Ｖ−１）を構成し、一端部を第１の巻線群のティース２ｔと４ｔとを結ぶ巻線間にスロット４ｓの端末を接続すると共に他端部を中性点Ｎへ接続する。また、スロット５ｓから４ｓにティース５ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＷ相巻線（Ｗ−１）を構成し、一端部を第１の巻線群のティース３ｔと５ｔとを結ぶ巻線間にスロット４ｓの端末を接続すると共に他端部を中性点Ｎへ接続する。

スロット６ｓから７ｓにティース７ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＵ相巻線（Ｕ−２）を構成し、一端部を第１の巻線群のティース１２ｔと８ｔとを結ぶ巻線間にスロット７ｓの端末を接続すると共に他端部を中性点Ｎへ接続する。また、スロット９ｓから８ｓにティース９ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＶ相巻線（Ｖ−２）を構成し、一端部を第１の巻線群のティース７ｓと９ｓとを結ぶ巻線間にスロット４ｓの端末を接続すると共に他端部を中性点Ｎへ接続する。また、スロット１０ｓから１１ｓにティース５ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＷ相巻線（Ｗ−２）を構成し、一端部を第１の巻線群のスロット１０ｓと１２ｓとを結ぶ巻線間にスロット４ｓの端末を接続すると共に他端部を中性点Ｎへ接続する。

そして、スロット１ｓから出た第１のＵ相巻線（Ｕ−１）の端末とスロット６ｓから出た第２のＵ相巻線（Ｕ−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ１を形成する。また、スロット２ｓから出た第１のＶ相巻線（Ｖ−１）の端末とスロット９ｓから出た第２のＶ相巻線（Ｖ−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ２を形成する。また、スロット５ｓから出た第１のＷ相巻線（Ｗ−１）の端末とスロット１０ｓから出た第２のＷ相巻線（Ｗ−２）の端末とは接続され、外部接続端子Ｔ３を形成する。

以上の巻線仕様を有する回転電機１を駆動するシステムについては、図１１に示す様に、第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂとの結線仕様が異なる点以外は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

また、本実施形態の効果についても第１実施形態と同様である。
（第４実施形態）
本実施形態の回転電機１は、第２実施形態と同様に（図８参照）、ＮＳ磁極２ａ（本実施形態では永久磁石）が交互に形成される回転子２と、巻線４が巻装されるティース３ａを周方向に複数有する固定子４と、を備える。

固定子鉄心に巻装される巻線仕様を図１２に示す。巻線４は、図１に示す電機子鉄心の各ティース３ａを周回するように巻装される所謂集中巻き構成であり、Ｘ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線からなる第１の巻線群４ａと、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｚ相巻線からなる第２の巻線群４ｂを有する。ここでは、固定子のティース３ａには１ｔ〜１２ｔまで順番に番号を付け、各ティース３ａ間に形成されるスロット３ｂには１ｓ〜１２ｓまで順番に番号をつけて説明する。

第１の巻線群４ａは以下のようにして巻装される。

スロット１１ｓから１２ｓにティース１２ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装した第１のＸ１単位巻線（Ｘ１−１）を形成した後、スロット２ｓから１ｓにティース１ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装した第１のＸ２単位巻線（Ｘ２−１）を形成して第１のＸ相巻線を構成し、連続してスロット２ｓから１ｓにティース２ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＹ１単位巻線（Ｙ１−１）を形成した後、スロット２ｓから３ｓにティース３ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＹ２単位巻線（Ｙ２−１）を形成して第１のＹ相巻線を構成し、連続してスロット３ｓから４ｓにティース４ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＺ１単位巻線（Ｚ１−１）を形成した後、スロット５ｓから４ｓにティース５ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＺ２単位巻線（Ｚ２−１）して第１のＺ相巻線を構成し、スロット４ｓから出た端末をスロット１１ｓの端末と接続しΔ結線を構成する。

スロット６ｓから５ｓにティース６ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＸ１単位巻線（Ｘ１−２）を形成した後、スロット６ｓから７ｓにティース７ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＸ２単位巻線（Ｘ２−２）を形成して第２のＸ相巻線を構成し、連続してスロット７ｓから８ｓにティース８ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＹ１単位巻線（Ｙ１−２）を形成した後、スロット９ｓから８ｓにティース９ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＹ２単位巻線（Ｙ２−２）を形成して第２のＹ相巻線を構成し、連続してスロット１０ｓから９ｓにティース１０ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＺ１単位巻線（Ｚ１−２）を形成した後、スロット１０ｓから１１ｓにティース１１ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＺ２単位巻線（Ｚ２−２）を形成して第２のＺ相巻線を構成し、スロット１１ｓから出た端末をスロット６ｓの端末と接続しΔ結線を構成する。

そして、ティース５ｔと１２ｔとの間とティース１１ｔと６ｔとの間は渡り線Ｃ１によって接続される。また、ティース１ｔと２ｔとの間とティース６ｔと７ｔとの間は渡り線Ｃ２によって接続される。また、ティース３ｔと４ｔとの間とティース８ｔと９ｔとの間は渡り線Ｃ３によって接続される。

第２の巻線群４ｂは以下のようにして巻装される。

スロット１ｓから１２ｓにティース１ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＵ１単位巻線（Ｕ１−１）を形成した後、スロット１ｓから２ｓにティース２ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＵ２単位巻線（Ｕ２−１）を形成して第１のＵ相巻線を構成し、中性点Ｎにスロット２ｓの端末を接続する。また、スロット２ｓから３ｓにティース３ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＶ１単位巻線（Ｖ１−１）を形成した後、スロット４ｓから３ｓにティース４ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＶ２単位巻線（Ｖ２−１）を形成して第１のＶ相巻線を構成し、中性点Ｎにスロット３ｓの端末を接続する。また、スロット５ｓから４ｓにティース５ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＷ１単位巻線（Ｗ１−１）を形成した後、スロット５ｓから６ｓにティース６ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第１のＷ２単位巻線（Ｗ２−１）を形成して第１のＷ相巻線を構成し、中性点Ｎにスロット６ｓの端末を接続する。

スロット６ｓから７ｓにティース７ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＵ１単位巻線（Ｕ１−２）を形成した後、スロット８ｓから７ｓにティース８ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＵ２単位巻線（Ｕ２−２）を形成して第２のＵ相巻線を構成し、中性点Ｎにスロット７ｓの端末を接続する。また、スロット９ｓから８ｓにティース９ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＶ１単位巻線（Ｖ１−２）を形成した後、スロット９ｓから１０ｓにティース１０ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＶ２単位巻線（Ｖ２−２）を形成して第２のＶ相巻線を構成し、中性点Ｎにスロット１０ｓの端末を接続する。また、スロット１０ｓから１１ｓにティース１１ｔを周回するように（紙面では反時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＷ１単位巻線（Ｗ１−２）を形成した後、スロット１２ｓから１１ｓにティース１２ｔを周回するように（紙面では時計回り）所定回数だけ巻装して第２のＷ２単位巻線（Ｗ２−２）を形成して第２のＷ相巻線を構成し、中性点Ｎにスロット１１ｓの端末を接続する。

そして、スロット１ｓから出た第１のＵ１相巻線（Ｕ１−１）の端末とスロット６ｓから出た第２のＵ１相巻線（Ｕ１−２）の端末とは接続されると共に、渡り線Ｃ１が接続されて外部接続端子Ｔ１を形成する。また、スロット２ｓから出た第１のＶ１相巻線（Ｖ１−１）の端末とスロット９ｓから出た第２のＶ１相巻線（Ｖ１−２）の端末とは接続されると共に、渡り線Ｃ２が接続されて外部接続端子Ｔ２を形成する。また、スロット５ｓから出た第１のＷ１相巻線（Ｗ１−１）の端末とスロット１０ｓから出た第２のＷ１相巻線（Ｗ１−２）の端末とは接続されると共に、渡り線Ｃ３が接続されて外部接続端子Ｔ３を形成する。

以上の巻線仕様を有する回転電機１を駆動するシステムについては、図１１に示す様に、第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂとの結線仕様が異なる点以外は第２実施形態と同様であるため説明を省略する。

また、本実施形態の効果についても第２実施形態と同様である。
（変形実施形態）
第１〜４実施形態の回転電機１は、磁極２ａ数が１０個に対してティース３ａ数が１２個であるが、図１３、図１４に示す様に磁極２ａ数を１４個としてもよい。この場合、磁極２ａの数とティース３ａの数との比は７：６となり、磁極２ａのピッチπに対するティース２ａのピッチは電気角で（１＋１／６）πとなる。そして、隣り合うティース３ａに巻装される第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂの巻装方向は互いに逆向きであるため、第１の巻線群４ａに対して第２の巻線群４ｂは位相が反転する。このため、ティース３ａのピッチにより生じる実質的な位相差は、（１＋１／６）π−π＝π／６となる。このように、磁極２ａの数とティース３ａの数との比は７：６であっても実質的な位相差がπ／６となるため、第１〜４実施形態と同様にして磁気騒音やトルクリップルを低減させることができる。

また、図１５に示す様に、磁極２ａ（永久磁石）が回転子の内部に埋め込まれた磁極埋め込み型の回転子２を使用しても良い。この場合、一般に第１〜４実施形態のような磁極表面型の回転子２を用いた回転電機１に比べ電磁騒音、トルクリップル低減の面で有利であり、本発明の効果をより一層高めることができる。

また、回転子２の磁極２ａには永久磁石を用いずに、磁気抵抗の位置変化によりトルクを発生させるリラクタンス型でも良いし、電磁石により磁界を発生させる電磁石型でも良い。

また、磁極２ａの数は１０ｎまたは１４ｎ、ティース３ａの数は１２ｎ（ｎは自然数）であればよく、その場合の巻線仕様は実施形態１〜４のΔＹ複合結線の繰り返しとなる。

また、第２、４実施形態の回転電機１において、第１の巻線群４ａと第２の巻線群４ｂとをティース３ａの内径側と外径側の２層に分けて巻装してもよい。この場合、Δ結線される第１の巻線群４ａはＹ結線される第２の巻線群４ｂの巻線よりも細い巻線を使用すると共に、第１の巻線群４ａは前記ティース間距離の短い内径側に巻装し、第２の巻線群４ｂは前記ティース３ａ間距離の長い外径側に巻装する。これによって、巻線の細い一方の巻線群はティース３ａ間距離の短い内径側に巻装されるため、各ティース３ａ間のスペースを有効利用することができるため巻線の占積率を高くすることができ、回転電機の性能を高くすることができる。

また、回転子２の磁極２ａの着磁にスキュー角を設けてもよい。スキュー角がない場合、一般的に永久磁石の着磁パターンに潜む高調波成分、特に３次成分に起因する逆起電圧の３次成分に起因する高調波電流や、インバータ制御時のデッドタイム等に起因する高調波電流が△結線に循環する電流として重畳してしまい所望のπ／６位相差の正弦波電流を生成することが困難となる。この現象は回転数が高くなるにつれて顕著である。一方、磁極２ａの着磁にスキュー角を設けることにより電流の高調波成分を効果的に除去することができ循環電流を低減できる。即ち、高速回転領域でも電磁騒音、トルクリップル低減効果を得ることができる。

また、第１〜４実施形態の回転電機１は、インバータ５に接続されて巻線４が通電されることで回転力を発生するものであったが、レクチファイアに接続すれば回転力から電力を生成する発電機としても応用が可能ある。この場合も、単一のレクチファイアにより発電できるため、システムの大型化やコストの増大を抑制でき、また協調制御も必要としないためシステムの複雑化も抑制できる。

１ 回転電機
２ 回転子
２ａ 磁極
３ａ ティース
３ｂ スロット
４ 巻線
４ａ 第１の巻線群
４ｂ 第２の巻線群
５ インバータ

Claims (9)

1. ＮＳ磁極が交互に形成される回転子と、
   前記回転子と対向して配置されると共にティースを周方向に複数有する固定子コアと、
   前記ティースに集中巻で巻装される巻線とを備える回転電機において、
   前記磁極の数は１０ｎまたは１４ｎであると共に前記ティースの数は１２ｎであって（ｎは自然数）、
   前記巻線は、Ｘ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線からなる第１の巻線群と、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線からなる第２の巻線群とを有するとともに、周方向に順に、前記Ｕ相巻線、前記Ｘ相巻線、前記Ｖ相巻線、前記Ｙ相巻線、前記Ｗ相巻線、前記Ｚ相巻線、と配置され、
   前記Ｕ相巻線と前記Ｘ相巻線、前記Ｖ相巻線と前記Ｙ相巻線、前記Ｗ相巻線と前記Ｚ相巻線とは、互いに巻回方向が異なるように前記ティースに巻装され、
   前記第１の巻線群および前記第２の巻線群のうち一方の巻線群は、各相巻線が互いに接続されてΔ結線を形成し、
   他方の巻線群の各相巻線は、一端部が前記一方の巻線群の各相巻線間に接続されてＹ結線を形成すると共に他端部が外部接続端子を形成するか、若しくは、一端部が前記一方の巻線群の各相巻線間に接続されて外部接続端子を形成すると共に他端部が中性点で接続されてＹ結線を形成することで、ΔＹ複合結線を形成し、
   前記ΔＹ複合結線を前記固定子コアの周方向に２ｎ組有することを特徴とする回転電機。
2. 請求項１に記載の回転電機において、
   前記第１の巻線群と前記第２の巻線群のうち、Δ結線される一方の前記巻線群の各前記ティースへの巻回数は、Ｙ結線される他方の前記巻線群の各前記ティースへの巻回数に対して１．６〜１．９倍の範囲内であることを特徴とする回転電機。
3. ＮＳ磁極が交互に形成される回転子と、
   前記回転子と対向して配置されたティースを周方向に複数有する固定子コアと、
   前記ティースに集中巻で巻装されたコイルを接続して形成される巻線とを備える回転電機において、
   前記磁極の数は１０ｎまたは１４ｎであると共に前記ティースの数は１２ｎであって（ｎは自然数）、
   前記巻線は、第１の巻線群と第２の巻線群とを有し、
   前記第１の巻線群は、互いに巻回方向が異なるＸ１単位巻線とＸ２単位巻線とからなるＸ相巻線と、互いに巻回方向が異なるＹ１単位巻線とＹ２単位巻線とからなるＹ相巻線と、互いに巻回方向が異なるＺ１単位巻線とＺ２単位巻線とからなるＺ相巻線と、からなると共に、周方向に順に、前記Ｘ１単位巻線、前記Ｘ２単位巻線、前記Ｙ１単位巻線、前記Ｙ２単位巻線、前記Ｚ１単位巻線、前記Ｚ２単位巻線と配置され、
   前記第２の巻線群は、互いに巻回方向が異なるＵ１単位巻線とＵ２単位巻線とからなるＵ相巻線と、互いに巻回方向が異なるＶ１単位巻線とＶ２単位巻線とからなるＶ相巻線と、互いに巻回方向が異なるＷ１単位巻線とＷ２単位巻線とからなるＷ相巻線と、からなると共に、周方向に順に、前記Ｕ１単位巻線、前記Ｕ２単位巻線、前記Ｖ１単位巻線、前記Ｖ２単位巻線、前記Ｗ１単位巻線、前記Ｗ２単位巻線と配置され、
   前記Ｕ１単位巻線と前記Ｘ２単位巻線、前記Ｕ２単位巻線と前記Ｙ１単位巻線、前記Ｖ１単位巻線と前記Ｙ２単位巻線、前記Ｖ２単位巻線と前記Ｚ１単位巻線、前記Ｗ１単位巻線と前記Ｚ２単位巻線、前記Ｗ２単位巻線と前記Ｘ１単位巻線、とがそれぞれ同一の前記ティースに巻装されると共に、
   前記Ｕ１単位巻線と前記Ｘ１単位巻線、前記Ｕ２単位巻線と前記Ｘ２単位巻線、前記Ｖ１単位巻線と前記Ｙ１単位巻線、前記Ｖ２単位巻線と前記Ｙ２単位巻線、前記Ｗ１単位巻線と前記Ｚ１単位巻線、前記Ｗ２単位巻線と前記Ｚ２単位巻線、とは、互いに巻回方向が異なるように前記ティースに巻装され、
   前記第１の巻線群および前記第２の巻線群のうち一方の巻線群は、各相巻線が互いに接続されてΔ結線を形成し、
   他方の巻線群の各相巻線は、一端部が前記一方の巻線群の各相巻線間に接続されてＹ結線を形成すると共に他端部が外部接続端子を形成するか、若しくは、一端部が前記一方の巻線群の各相巻線間に接続されて外部接続端子を形成すると共に他端部が中性点で接続されてＹ結線を形成することで、ΔＹ複合結線を形成し、
   前記ΔＹ複合結線を前記固定子コアの周方向に２ｎ組有することを特徴とする回転電機。
4. 請求項３に記載の回転電機において、
   隣り合う２つの前記ティースに巻装される前記Ｘ１単位巻線と前記Ｘ２単位巻線、前記Ｙ１単位巻線と前記Ｙ２単位巻線、前記Ｚ１単位巻線と前記Ｚ２単位巻線、前記Ｕ１単位巻線と前記Ｕ２単位巻線、前記Ｖ１単位巻線と前記Ｖ２単位巻線、前記Ｗ１単位巻線と前記Ｗ２単位巻線は、それぞれ直列に接続されていることを特徴とする回転電機。
5. 請求項３または４に記載の回転電機において、
   前記第１の巻線群と前記第２の巻線群のうち、Δ結線される一方の前記巻線群の各前記ティースへの巻回数は、Ｙ結線される他方の前記巻線群の各前記ティースへの巻回数に対して１．６〜１．９倍の範囲内であることを特徴とする回転電機。
6. 請求項３〜５に記載の何れかの回転電機において、
   前記第１の巻線群と前記第２の巻線群のうち、Δ結線される一方の巻線群はＹ結線される他方の巻線群の巻線よりも細い巻線を使用すると共に、前記一方の巻線群は前記ティース間距離の短い内径側に巻装され、前記他方の巻線群は前記ティース間距離の長い外径側に巻装されることを特徴とする回転電機。
7. 請求項１〜６に記載の何れかに記載の回転電機において、
   前記磁極の着磁に、スキュー角を設けることを特徴とした回転電機。
8. 請求項１〜７に記載の何れかの回転電機と、前記回転電機を制御する三相インバータを有する回転電機の制御システムにおいて、
   前記回転電機は、前記外部接続端子に接続される単一の三相インバータにより駆動されていることを特徴とする回転電機の制御システム。
9. 請求項１〜７に記載の何れかに記載の回転電機と、前記回転電機を制御するレクチファイアを有する回転電機の制御システムにおいて、
   前記回転電機は、前記巻線が３つの前記外部接続端子に単一のレクチファイアが接続されることにより整流されて直流電流を生成していることを特徴とする回転電機の制御システム。

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