JP2014103850A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コイルは、周方向に2箇所以上に分割された波巻巻線のN本の導線が1つのスロットに入り、分割された波巻巻線で導通する単位内において、導線端部の周方向にほぼ同じ分割箇所で、導線が直列または並列に接続され、各相において、回転電機全体のスロットのうちの一部のスロットであって、それぞれ異なる一部のスロットに装着された分割された波巻巻線の分割単位どうしが直列接続されて、各相の直列接続された分割単位の合計の直列ターン数が、回転電機の端子電圧上限値を超えない所定直列ターン数となっており、各相の直列接続された分割単位の合計の直列ターン数が互いに等しくなっており、分割された波巻巻線で導通する単位内において、導線端部の周方向にほぼ同じ分割箇所で、全ての導線が直列に接続されている。
【選択図】図6
Description
特許文献2に示した回転電機を自動車の交流発電機に用いた場合、固定子巻線の巻数を変更するためには、固定子のスロット内に収容される導体数を変えなければならないので、整数の範囲でしか巻数を変更することができない。そのため、整数の巻数に対応して出力特性が離散的に変化するので、所望の出力特性を得ることができず、出力特性の設計自由度が低いという問題がある。
そのため、スロットあたりの導線数を変更することなく、結線方法のみでターン数を変更することができる。これにより、直列ターン数の選択肢を拡大できるので、回転電機の銅損を増加させることなく、要求される仕様に応じた回転電機の直列ターン数設計の自由度を向上させることができる。
図1は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の軸を含む上半分を示す断面図である。図1において、回転電機1は、回転子鉄心の磁性体2およびシャフト3からなる界磁極回転子4と、フレーム5に固定された固定子鉄心6および固定子鉄心6に装着されたコイル7からなる固定子8と、軸受け9と、ブラケット10と、端板11を固定する軸受け固定用ねじ12と、軸受け外輪13の側面を固定する端板11とから構成されている。
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・コイルエンドE10:第3導線73のスロットQnと第4導線74のスロットQnとの間
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そのため、スロットあたりの導線数を変更することなく、結線方法のみでターン数を変更することができる。これにより、直列ターン数の選択肢を拡大できるので、回転電機の銅損を増加させることなく、要求される仕様に応じた回転電機の直列ターン数設計の自由度を向上させることができる。
図31は、この発明の実施の形態2に係る波巻巻線を装着する前の固定子鉄心を示す構成図である。また、図32は、この発明の実施の形態2において、波巻巻線を装着し、溶接した後の固定子鉄心を示す構成図である。
図34は、この発明の実施の形態3において、固定子を軸方向端部から見た場合における、波巻巻線を分割した状態を示す模式図である。図34では、上述した実施の形態1に対して、固定子の波巻巻線を4分割した場合を示しており、各分割単位のスロット数を、それぞれ、Q1個、Q2個、Q3個、Q4個としている。また、スロット数Qn(nは正の整数)個の直列ターン数は、Nn=Qn×直列導線数/2となっている。
図35は、この発明の実施の形態4において、固定子を軸方向端部から見た場合における、波巻巻線を分割した状態を示す模式図である。図35において、スロット数Qn’(nは正の整数)個に装着される波巻巻線は、スロット数Qn個に装着される波巻巻線とは異なるインバータで駆動され、回転電機内では互いに電気的に接続されていないところが、上記実施の形態3の図34と異なる。4分割されたスロット数は、Q3の代わりにQ1’、Q4の代わりにQ2’となっている。その結果、スロット数はQ1=Q1’、Q2=Q2’の関係を有しており、対応するスロット数における直列導線数を等しくすることにより、各スロット数における直列ターン数が、N1=N1’、N2=N2’の関係を有している。
Claims (10)
- 三相交流巻線を有する固定子と、界磁極回転子とを備えた回転電機であって、
前記固定子は、
周方向に所定ピッチで設けられた複数のスロットを有する固定子鉄心と、
N本(Nは2以上の正の整数)の導線が、前記固定子鉄心の軸方向端面の外側で折り返されて、所定スロットピッチで前記スロット内に装着された各相のコイルと、を備え、
前記コイルは、
周方向に1箇所以上に分割された波巻巻線のN本の導線が1つの前記スロットに入り、
前記分割された波巻巻線で導通する単位内において、導線端部の周方向にほぼ同じ分割箇所で、導線が直列または並列に接続され、
各相において、前記回転電機全体の前記スロットのうちの一部のスロットであって、それぞれ異なる前記一部のスロットに装着された前記分割された波巻巻線の分割単位どうしが直列接続されて、各相の直列接続された分割単位の合計の直列ターン数が、前記回転電機の端子電圧上限値を超えない所定直列ターン数となっており、
各相の直列接続された分割単位の合計の直列ターン数が互いに等しくなっており、
前記分割された波巻巻線で導通する単位内において、導線端部の周方向にほぼ同じ分割箇所で、全ての導線が直列に接続されている
ことを特徴とする回転電機。 - 三相交流巻線を有する固定子と、界磁極回転子とを備えた回転電機であって、
前記固定子は、
周方向に所定ピッチで設けられた複数のスロットを有する固定子鉄心と、
N本(Nは2以上の正の整数)の導線が、前記固定子鉄心の軸方向端面の外側で折り返されて、所定スロットピッチで前記スロット内に装着された各相のコイルと、を備え、
前記コイルは、
周方向に1箇所以上に分割された波巻巻線のN本の導線が1つの前記スロットに入り、
前記分割された波巻巻線で導通する単位内において、導線端部の周方向にほぼ同じ分割箇所で、導線が直列または並列に接続され、
各相において、前記回転電機全体の前記スロットのうちの一部のスロットであって、それぞれ異なる前記一部のスロットに装着された前記分割された波巻巻線の分割単位どうしが直列接続されて、各相の直列接続された分割単位の合計の直列ターン数が、前記回転電機の端子電圧上限値を超えない所定直列ターン数となっており、
各相の直列接続された分割単位の合計の直列ターン数が互いに等しくなっており、
前記分割された波巻巻線で導通する単位内において、導線端部の周方向にほぼ同じ分割箇所で、全ての導線が並列に接続されて2つの並列回路をなしており、前記2つの並列回路が直列に接続されている
ことを特徴とする回転電機。 - 同じスロットに入る前記波巻巻線がN=2M(Mは正の整数)本であって、前記波巻巻線のうち、2本1組の各導線のスロット以外のコイルエンド部分が、前記固定子鉄心の軸方向の互いに異なる側のほぼ同じ周方向位置にあり、電源の高圧側および低圧側に接続する導線の周方向分割位置が、ほぼ同じ位置にある
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。 - 同じスロットに入る前記波巻巻線がN=2M(Mは正の整数)本であって、前記波巻巻線のうち、2本1組の各導線のスロット以外のコイルエンド部分が、前記固定子鉄心の軸方向の互いに異なる側のほぼ同じ周方向位置にあり、電源の高圧側および低圧側に接続する導線の周方向分割位置が、ほぼ同じ位置にある分割単位と、互いに異なる側にある分割単位と、を有する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。 - 前記分割された波巻巻線が入るスロット数が、固定子中心に対して点対称となるよう配置されている
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の回転電機。 - 前記回転電機は、複数のインバータで駆動され、
各前記インバータに接続される前記三相交流巻線どうしは、前記回転電機内で互いに電気的に接続されていない
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の回転電機。 - 前記回転電機は、複数のインバータで駆動され、
各前記インバータに接続される前記三相交流巻線どうしは、前記回転電機内で互いに電気的に接続されておらず、
各前記インバータに接続される前記分割された波巻巻線が入るスロット数が、他のインバータに接続される当該スロット数と、固定子中心に対してほぼ点対称となるよう巻線配置されている
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の回転電機。 - 前記波巻巻線が周方向に2箇所で分割され、前記固定子鉄心が1箇所で分割されている
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の回転電機。 - 前記回転電機は、複数のインバータで駆動され、
各前記インバータに接続される前記三相交流巻線どうしは、前記回転電機内で互いに電気的に接続されていない
ことを特徴とする請求項8に記載の回転電機。 - 前記回転電機は、複数のインバータで駆動され、
各前記インバータに接続される前記三相交流巻線どうしは、前記回転電機内で互いに電気的に接続されておらず、
各前記インバータに接続される前記分割された波巻巻線が入るスロット数が、他のインバータに接続される当該スロット数と、固定子中心に対してほぼ点対称となるよう巻線配置されている
ことを特徴とする請求項8に記載の回転電機。
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