JP2013034289A - 回転電機の固定子,回転電機,回転電機駆動システム及び電気自動車 - Google Patents
回転電機の固定子,回転電機,回転電機駆動システム及び電気自動車 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本実施形態の回転電機の固定子は、複数の単位コイルが連結されてなる複数相の固定子コイルが固定子鉄心に巻装されるものにおいて、前記各相の固定子コイルは、複数の単位コイルを直列に接続してなるコイル列の一端が、インバータ装置より供給される交流電力が入力される電源入力端子に接続され、前記各相の電源入力端子に接続される入力側単位コイルは、絶縁皮膜の膜厚が他の単位コイルよりも厚く設定され、且つ導体部分の断面積が他の単位コイルよりも小さく設定されている。
【選択図】図1
Description
回転電機駆動システム、この回転電機駆動システムを備えた電気自動車を提供する。
前記各相の固定子コイルは、複数の単位コイルを直列に接続してなるコイル列の一端が、インバータ装置より供給される交流電力が入力される電源入力端子に接続され、
前記各相の電源入力端子に接続される入力側単位コイルは、絶縁皮膜の膜厚が他の単位コイルよりも厚く設定され、且つ導体部分の断面積が他の単位コイルよりも小さく設定されている。
この固定子の界磁空間に配置された回転子とを備える。
また、本実施形態の回転電機の駆動システムは、請求項4ないし6の何れかに記載の回転電機と、
この回転電機の固定子コイルに交流電力を供給するインバータ装置とで構成される。
また、本実施形態の電気自動車は、請求項6記載の回転電機の駆動システムを備え、前記回転電機が出力する駆動力により車両が駆動される。
以下、電気自動車やハイブリッド自動車などに用いられ、インバータにより駆動されるの永久磁石電動機に適用した第1実施形態について、図1ないし図6を参照して説明する。図3に示すように、永久磁石電動機1(回転電機)は、固定子2及び回転子3を備えている。固定子2は、固定子鉄心4に、複数相、例えば三相(U相、V相、W相)の固定子コイル5(U相コイル5u、V相コイル5v、W相コイル5w)が巻装された構成である。固定子鉄心4は、電磁鋼板からなる複数枚の円環状の鉄心材を積層して一体的に結着することで形成されていて、円筒状をなしている。
最少皮膜厚さ 最大仕上がり外形
0種 0.031mm φ0.914mm
1種 0.021mm φ0.882mm
の2種類用意する。そして、単位コイルU1については0種のワイヤを用いて、15本パラ,9ターンでスロット内のワイヤ数を135本とする。その他の単位コイルU2〜U12については1種のワイヤを用いて、16本パラ,9ターンでスロット内のワイヤ数を144本とする。すなわち、単位コイルU1は、スロット内のワイヤ数がその他の単位コイルU2〜U12よりも少なくすることで、導体部分の断面積がその他の単位コイルU2〜U12よりも小さくなっている。
図7ないし図9は第2実施形態であり、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第1実施例の各相固定子コイルは、各相毎に単位コイルが直列に接続されたものであるが(1Y結線)、第2実施形態の固定子コイルは、図7及び図8はU相について示すが、6個の単位コイルU1〜U6が直列に接続されたコイル列5u1と、6個の単位コイルU1’〜U6’が直列に接続されたコイル列5u2との2つのコイル列が並列に接続されている(2Y結線)。また、図9は図2相当図である。
図10及び図11は第3実施形態であり、第1実施形態と異なる部分のみ説明する。第3実施形態では、永久磁石電動機1に冷却装置100を組み合わせた構成を示す。図10に示すように、永久磁石電動機1は、回転軸8が水平方向(横軸)となるように、筐体12が設置されている。回転軸8は、回転子鉄心7を挟んだ両端部側がそれぞれ軸受部材(例えばベアリング)21により回転可能に支持されている。回転軸8は、一方の端部すなわち図示右方の端部が筐体12の外側に突出しており、図示しない駆動対象物を回転駆動する。回転軸8と突出側の筐体12との間は、図示しないパッキンなどにより水密且つ気密となるように構成されている。
図12は第4実施形態であり、第3実施形態と異なる部分のみ説明する。第4実施形態では、第3実施形態のように永久磁石電動機1に冷却装置100を組み合わせる構成ではないが、永久磁石電動機1をやはり回転軸8が水平方向に沿うように配置する。そして、この場合、各相の入力側単位コイル(図示はU相対応のU1のみ)が下方に位置するように配置する。すなわち、筺体12の内部では、熱せられた空気が上方に移動するので、上方空間の温度が比較的高くなる。したがって、入力側単位コイルU1等を下方に配置すれば、熱の影響を受け難くすることができる。
上記実施形態では、12極の場合について述べたが、例えば、8極、16極など、磁極の数は適宜変更してよい。また、上記したように各単位コイルのターン数も適宜変更してよい。
第1実施形態で示した具体数値例はあくまでも一例であり、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
入力側単位コイルのエナメル皮膜の耐熱グレードを、その他の単位コイルの耐熱グレードと同等にしても良い。
第3実施形態において、固定子における各相の入力側単位コイルの実態配置によるが、例えばU相の入力側単位コイルU1を上方に位置させた場合に、V相,W相の入力側単位コイルが同様に上方側に配置できない場合は、それらを下方側に位置するように配置しても良い。このように構成すれば、V相,W相の入力側単位コイルについては、第4実施形態のように熱の影響を受け難くすることができる。
コイルにリッツ線を使用する場合、入力側単位コイルについては、その他の単位コイルよりも素線数を減らすことで、導体部分の断面積を他の単位コイルよりも小さくすれば良い。
Claims (7)
- 複数の単位コイルが連結されてなる複数相の固定子コイルが固定子鉄心に巻装される回転電機の固定子において、
前記各相の固定子コイルは、複数の単位コイルを直列に接続してなるコイル列の一端が、インバータ装置より供給される交流電力が入力される電源入力端子に接続され、
前記各相の電源入力端子に接続される入力側単位コイルは、絶縁皮膜の膜厚が他の単位コイルよりも厚く設定され、且つ導体部分の断面積が他の単位コイルよりも小さく設定されていることを特徴とする回転電機の固定子。 - 前記入力側単位コイルは、絶縁皮膜の耐熱グレードが他の単位コイルよりも高く設定されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機の固定子。
- 請求項1又は2記載の固定子と、
この固定子の界磁空間に配置された回転子とを備えたことを特徴とする回転電機。 - 前記回転子の回転軸が水平方向に沿うように設置される際に、
前記固定子は、前記入力側単位コイルが下方に位置することを特徴とする請求項3記載の回転電機。 - 前記回転子の回転軸が水平方向に沿うように設置される際に、
前記固定子コイルを冷却するための冷却液を、前記固定子の上方より供給する構造の冷却装置を備え、
前記固定子は、前記入力側単位コイルが上方に位置することを特徴とする請求項3記載の回転電機。 - 請求項3ないし5の何れかに記載の回転電機と、
この回転電機の固定子コイルに交流電力を供給するインバータ装置とで構成されることを特徴とする回転電機の駆動システム。 - 請求項6記載の回転電機の駆動システムを備え、
前記回転電機が出力する駆動力により車両が駆動されることを特徴とする電気自動車。
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