JP2013128361A - 回転電機の波巻き巻線 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】同相の電磁気的に位相の異なるn種類(nは自然数)のコイル辺部の中から1つのコイル辺部が毎極選択されて、コイル端部によって直列接続されて相単位コイルが形成され、コイル辺部が相異なる複数の相単位コイルが並列接続されて相コイルが形成される。相コイルの各相単位コイルは、n種類のすべての種類のコイル辺部を同数ずつ含み、かつ、直列接続されるコイル辺部の数が同数になるようにコイル辺部が選択され、相コイル内のコイル辺部の総数を示す関係式が下記で表される。m×k=n×q×2p。但し、mは並列接続される相単位コイルの数、kは直列接続されるコイル辺部数、qは1つのコイル辺種類に属する1磁極当りの直列導体数、2pは磁極数であり、mはq×2pとnの公約数。
【選択図】図11
Description
(数1)
m×k=n×q×2p
但し、mは並列接続される相単位コイルの数、kは直列接続されるコイル辺部数、qは1つのコイル辺種類に属する1磁極当りの直列導体数、2pは磁極数であり、mはq×2pとnの公約数。
本実施形態に係る回転電機の波巻き巻線は、コイル導体がヘリカル状につながり波巻き構成となるようにしたヘリカル巻シート状コイルである。まず、ヘリカル巻シート状コイルについて詳説する。図1は、ヘリカル巻シート状コイルの1相の単位コイル分を示す模式図である。(b)は、コイル導体が巻芯に巻装された状態を示しており、(c)は、(b)において、巻芯を取り除いた状態を示している。(d)は、紙面奥側(A側)のコイル導体の巻装状態(B側からの透視図)を示しており、(e)は、紙面手前側(B側)のコイル導体の巻装状態を示している。
本実施形態は、第1実施形態と比べて、ヘリカル巻シート状コイルの端部構成が異なる。図8は、ヘリカル巻シート状コイルの端部構成(シート端引回し)を示す模式図である。同図に示す端部構成は、図6に示す端部構成と比べて、紙面右方向のシート端部にコイルユニット1a、1bの接続点を有しない点が異なる。図8の(a)〜(d)は、図6の(a)〜(d)にそれぞれ対応しており、共通の箇所には共通の符号を付して対応させることにより、重複する説明を省略する。また、図8では、コイルユニット1a、1bは、説明の便宜上、実線及び破線により区別して記載されているが、実際は一体に形成されている。以下、(a)に基づいてU相を例に説明するが、V相及びW相についても同様である。
本実施形態に係るヘリカル巻シート状コイルは、第1実施形態及び第2実施形態と比べて、可動子磁極の移動方向の両端部が重なり同芯円筒状を呈している点が異なる。図9は、同芯円筒状のヘリカル巻シート状コイルを示すコイル辺部の断面図である。(a)は、円筒化前のヘリカル巻シート状コイルの両端部を示し、(b)は、円筒化後の状態を示している。ヘリカル巻シート状コイル3の一端側は、同図(a)に示す領域Bで囲まれる6巻線ピッチ分のコイル辺部が第1層のみに形成されている。他端側は、領域Cで囲まれる6巻線ピッチ分のコイル辺部が第2層のみに形成されている。ヘリカル巻シート状コイル3の両端部を同図(a)に示す矢印方向に近接させると、同図(b)に示すようにヘリカル巻シート状コイル3は、同芯円筒状を呈する。
これまでヘリカル巻シート状コイルについて詳説したが、本発明は、ヘリカル巻シート状コイルに限定されるものではなく、波巻き構成の回転電機に広く適用することができる。また、説明の便宜上、毎極毎相2個のコイル辺種類を有し、2つの相単位コイルが並列接続される場合について説明したが、毎極毎相のコイル辺種類数や並列接続される相単位コイルの数が異なる回転電機についても適用することができる。まず、本実施形態において、毎極毎相3個のコイル辺種類を有し、3つの相単位コイルが並列接続されている回転電機について説明し、次節において一般化して説明する。
本発明の回転電機の波巻き巻線は、毎極毎相配される同相の電磁気的に位相の異なるn種類(nは自然数)のコイル辺部の中から1つのコイル辺部が毎極選択されて、選択される所要極数分のコイル辺部がコイル端部によって直列接続されて相単位コイルが形成され、選択されるコイル辺部が相異なる複数の相単位コイルが並列接続されて相コイルが形成されている。図11は、毎極毎相n個のコイル辺種類を有する回転電機のU相の相構成の一例を示す模式図である。なお、磁極数を2pとし、並列接続される相単位コイルの数をmとする。また、各相単位コイルにおいて直列接続されるコイル辺部数を直列コイル辺部数kとする。
(数1)
m×k=n×q×2p
(数2)
k=g×n
(数3)
k=h×2p
(数4)
k=z×2p×q
(数5)
m=q×2p/g
(数6)
m=n/z
本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施可能である。また、本発明は、波巻き構成の種々の回転電機に用いることができ、例えば、車両用電動機や家庭用電器に用いられる電動機あるいは一般的な産業用機械を駆動する電動機に用いることができる。
20:コイル端部
3:ヘリカル巻シート状コイル
5Xi:相単位コイル(XはU、V、Wのいずれか。iは自然数。)
6X:相コイル(XはU、V、Wのいずれか。)
Claims (5)
- ステータコアの各スロットに交互に挿通されるコイル辺部と、前記コイル辺部と一体に形成されて前記コイル辺部の同一側端部を接続するコイル端部と、を有するコイル導体が波巻き構成となるように巻装された回転電機の波巻き巻線であって、
毎極毎相配される同相の電磁気的に位相の異なるn種類(nは自然数)の前記コイル辺部の中から1つのコイル辺部が毎極選択されて、選択される所要極数分のコイル辺部が前記コイル端部によって直列接続されて相単位コイルが形成され、選択されるコイル辺部が相異なる複数の前記相単位コイルが並列接続されて相コイルが形成されており、
前記相コイルの各相単位コイルは、前記n種類のすべての種類の前記コイル辺部を同数ずつ含み、かつ、直列接続される前記コイル辺部の数が同数になるように前記コイル辺部が選択され、前記相コイル内の前記コイル辺部の総数を示す関係式が下記数1で表されることを特徴とする回転電機の波巻き巻線。
(数1)
m×k=n×q×2p
但し、mは並列接続される相単位コイルの数、kは直列接続されるコイル辺部数、qは1つのコイル辺種類に属する1磁極当りの直列導体数、2pは磁極数であり、mはq×2pとnの公約数。 - 前記相単位コイルは、前記n種類のコイル辺部を種類毎に直列に連ねて可動子磁極の移動方向に配されている請求項1に記載の回転電機の波巻き巻線。
- 前記波巻き構成は、前記コイル導体がヘリカル状につながるヘリカル巻シート状コイルとして構成され、
可動子磁極の移動方向の前記ヘリカル巻シート状コイルの端部において、直列接続される前記コイル辺部が同相の電磁気的に位相の異なるコイル辺部につなぎ替えられている請求項1又は2に記載の回転電機の波巻き巻線。 - 前記コイル辺部をつなぎ替える同相の前記コイル端部は、シート厚さ方向に積み重ならない請求項3に記載の回転電機の波巻き巻線。
- 前記コイル辺部をつなぎ替える同相の前記コイル端部は、前記可動子磁極の移動方向に略平行で、前記コイル辺部方向にずらして配されている請求項4に記載の回転電機の波巻き巻線。
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