JP2014207866A - Three-phase ac motor having improved winding structure - Google Patents
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Description
本発明は、三相交流電動機の巻線構造に関する。 The present invention relates to a winding structure of a three-phase AC motor.
三相交流電動機の巻線構造としては、極数に応じて固定子(ステータ)の円周上に配置された各相の単位巻線を全て直列に繋ぐ構造が多く用いられている。具体例として、図1のような各単位巻線U1、…、U4、V1、…、V4、W1、…、W4の巻線配置に対して、図2のように結線した電動機が多く用いられている。 As a winding structure of a three-phase AC motor, a structure in which all unit windings of each phase arranged on the circumference of a stator (stator) are connected in series according to the number of poles is often used. As a specific example, a motor connected as shown in FIG. 2 is often used for the winding arrangement of each unit winding U1,..., U4, V1,..., V4, W1,. ing.
また、複数の銅線を束ねた状態で巻線を行うこともよく行われている。例えば、単位巻線U1が、2つの巻線U1a及びU1bが束ねられた状態の巻線としてできており、それぞれが新たな単位巻線として構成される。そのような場合の巻線構造においては、図3に示されるように、単位巻線U1a、…、U4aが直列接続され、また、単位巻線U1b、…、U4bが直列接続され、更に、それらの直列接続された巻線が並列接続されることでU相巻線となる。 In addition, winding is often performed in a state where a plurality of copper wires are bundled. For example, the unit winding U1 is formed as a winding in which two windings U1a and U1b are bundled, and each is configured as a new unit winding. In such a winding structure, unit windings U1a,..., U4a are connected in series, unit windings U1b,..., U4b are connected in series, as shown in FIG. Are connected in parallel to form a U-phase winding.
図3の巻線構造の場合、単位巻線を直列接続して構成された部分巻線のそれぞれに注目すると、例えば、U1a−U2a−U3a−U4aから構成される部分巻線と、U1b−U2b−U3b−U4bから構成される部分巻線とでは、起電圧、抵抗、インダクタンス等はほとんど同じとなる。 In the case of the winding structure of FIG. 3, when attention is paid to each of the partial windings formed by connecting unit windings in series, for example, a partial winding constituted by U1a-U2a-U3a-U4a and U1b-U2b In the partial winding composed of -U3b-U4b, the electromotive voltage, resistance, inductance, etc. are almost the same.
上述の説明では極数に応じて円周上に配置された各相の単位巻線を全て直列に繋ぐ場合について述べたが、三相交流電動機によっては、所望の特性を得るために、全ての単位巻線を直列に繋ぐのではなく、並列若しくは直並列に結線し、又は電気的に独立な複数の巻線グループとする場合がある(下記特許文献1参照)。
In the above description, the case where all the unit windings of each phase arranged on the circumference according to the number of poles are connected in series has been described, but depending on the three-phase AC motor, in order to obtain desired characteristics, In some cases, unit windings are not connected in series, but are connected in parallel or series-parallel, or a plurality of electrically independent winding groups (see
具体例としては、図1のような巻線配置に対して、各相の単位巻線を直並列に接続して図4のように結線する場合や、各相の単位巻線U1、…、U4、V1、…、V4、W1、…、W4を部分的に直列接続して複数の部分巻線U1−U2、U3−U4、V1−V2,V3−V4,W1−W2,W3−W4とし、それらの部分巻線を図5のように結線することで、二つの電気的に独立な複数の巻線グループとする場合がある。これらの結線においては、各単位巻線同士を繋ぐ渡り線が最も短くなるように、通常、隣り合う単位巻線同士を直列に接続して部分巻線とするのが一般的である。 As specific examples, in the case of the winding arrangement as shown in FIG. 1, the unit windings of each phase are connected in series and parallel and connected as shown in FIG. 4, or the unit windings U1,. U4, V1, ..., V4, W1, ..., W4 are partially connected in series to form a plurality of partial windings U1-U2, U3-U4, V1-V2, V3-V4, W1-W2, W3-W4. In some cases, these partial windings are connected as shown in FIG. 5 to form two electrically independent winding groups. In these connections, generally, adjacent unit windings are generally connected in series to form partial windings so that the connecting wire connecting the unit windings is the shortest.
円周上に配置された各相の単位巻線に関しては、均等分割した単位巻線が電気角で2πずつずれていれば、各単位巻線の定数(逆起電圧定数、抵抗、インダクタンス等)は原理的に同じとなる。しかし、実際には、回転子(ロータ)の軸心と固定子(ステータ)の軸心との間にずれがあるため、周方向に配置された各単位巻線においては、回転子と固定子との間のエアギャップが異なってしまい、その結果、単位巻線ごとに逆起電圧やインダクタンスが異なり、同じ特性の単位巻線とはならない。 Regarding the unit windings of each phase arranged on the circumference, if the unit windings equally divided are shifted by 2π in electrical angle, the constants of each unit winding (back electromotive force constant, resistance, inductance, etc.) Are the same in principle. However, in reality, there is a deviation between the axis of the rotor (rotor) and the axis of the stator (stator), so in each unit winding arranged in the circumferential direction, the rotor and stator As a result, the back electromotive force and the inductance are different for each unit winding, and the unit winding does not have the same characteristics.
そのため、図4のような結線をした場合には、軸心のずれによって、各部分巻線(U相の場合、U1−U2とU3−U4)は異なる特性を持ってしまう。その場合、逆起電圧が異なるためにモータ回転時に、例えば、U1→U2→U4→U3のルートで循環電流が生じ、無駄な発熱によってモータの特性を下げてしまう。 Therefore, when the connection as shown in FIG. 4 is made, the partial windings (in the case of the U phase, U1-U2 and U3-U4) have different characteristics due to the shift of the axial center. In this case, since the back electromotive force is different, a circulating current is generated, for example, in the route of U1 → U2 → U4 → U3 when the motor rotates, and the characteristics of the motor are deteriorated due to useless heat generation.
また、同じ電圧を印加したとしても、単位巻線の特性が異なると、部分巻線U1−U2に流れる電流と部分巻線U3−U4に流れる電流とが異なり、全体として巻線に流れる電流のアンバランスが生じ、モータ温度分布のアンバランスが生じてしまう。モータの特性は巻線の最高温度で定義されるため、モータ温度分布のアンバランスは結果としてモータの特性を下げることとなる。また、この循環電流は、発電制動効果により、モータの発生トルクを下げてしまうという問題も生じる。 Even if the same voltage is applied, if the characteristics of the unit windings are different, the current flowing through the partial windings U1-U2 and the current flowing through the partial windings U3-U4 are different. An imbalance occurs, resulting in an imbalance in the motor temperature distribution. Since the motor characteristics are defined by the maximum temperature of the winding, the imbalance of the motor temperature distribution results in a reduction in the motor characteristics. In addition, this circulating current also causes a problem that the generated torque of the motor is lowered due to the dynamic braking effect.
また、図5に示される複数の電気的に独立した巻線グループを持つ三相交流電動機のそれぞれの巻線グループを、図10に示されるように複数のモータ駆動装置でそれぞれ駆動する場合、それぞれの巻線の定数が同じ値という前提の下、同じパラメータで駆動するのが一般的である。そのため、軸心のずれにより異なる特性を持った巻線グループに対して、同じ電圧を印加しても、流れる電流値が異なるため、モータ温度分布のアンバランスの原因になる。また、場合によっては、巻線グループごとに駆動するパラメータを変える必要があり、その管理が煩雑となる。 Further, when each of the winding groups of the three-phase AC motor having a plurality of electrically independent winding groups shown in FIG. 5 is driven by a plurality of motor driving devices as shown in FIG. 10, respectively, It is common to drive with the same parameters under the assumption that the constants of the windings are the same. For this reason, even if the same voltage is applied to winding groups having different characteristics due to axial misalignment, the flowing current value is different, which causes an imbalance in the motor temperature distribution. Moreover, depending on the case, it is necessary to change the parameter to drive for every winding group, and the management becomes complicated.
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転子の軸心と固定子の軸心とがずれている場合にあっても、固定子巻線を構成する個々の巻線間の特性のアンバランスを解消し得る三相交流電動機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to constitute a stator winding even when the axis of the rotor and the axis of the stator are misaligned. An object of the present invention is to provide a three-phase AC motor capable of eliminating the unbalance of characteristics between individual windings.
上記目的を達成するために、本発明によれば、複数の単位巻線を固定子の周方向に等間隔に配置した三相交流電動機において、各相に対応する全ての前記単位巻線を直列に繋ぐことなく、前記単位巻線のうち該電動機の回転軸を中心として点対称の位置にある少なくとも一組の単位巻線を直列接続したものを部分巻線とし、複数の前記部分巻線を接続して該電動機の固定子巻線を構成したことを特徴とする三相交流電動機が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a three-phase AC motor in which a plurality of unit windings are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the stator, all the unit windings corresponding to each phase are connected in series. Without connecting to the unit winding, a unit winding of at least one set of unit windings in a point-symmetrical position about the rotation axis of the motor is a partial winding, and a plurality of the partial windings A three-phase AC motor is provided, which is connected to form a stator winding of the motor.
一つの好適な態様では、各相に対応する複数の前記部分巻線を並列接続して得られる巻線をスター接続して該電動機の固定子巻線が構成される。 In one preferable aspect, the stator winding of the electric motor is configured by star-connecting windings obtained by connecting a plurality of the partial windings corresponding to each phase in parallel.
一つの好適な態様では、各相に対応する複数の前記部分巻線を並列接続して得られる巻線をデルタ接続して該電動機の固定子巻線が構成される。 In one preferred embodiment, a stator winding of the electric motor is configured by delta connecting windings obtained by connecting a plurality of the partial windings corresponding to each phase in parallel.
一つの好適な態様では、前記部分巻線をスター接続又はデルタ接続した巻線を一つの巻線グループとし、電気的に独立した複数の前記巻線グループにより該電動機の固定子巻線が構成される。 In one preferred embodiment, a winding in which the partial windings are star-connected or delta-connected is made into one winding group, and a stator winding of the electric motor is constituted by a plurality of electrically independent winding groups. The
本発明による三相交流電動機においては、電動機の回転軸を中心として点対称の位置にある単位巻線が直列接続され、部分巻線として該電動機の巻線を構成するために使用される。かかる部分巻線によれば、回転子の軸心と固定子の軸心とがずれた場合にも、軸心のずれによる巻線特性の差異が相殺されて部分巻線間における特性のアンバランスは発生しない。 In the three-phase AC motor according to the present invention, unit windings that are point-symmetrical with respect to the rotating shaft of the motor are connected in series, and are used to constitute the windings of the motor as partial windings. According to such a partial winding, even when the axis of the rotor and the axis of the stator are misaligned, the difference in winding characteristics due to the misalignment of the axis is offset, and the characteristics are unbalanced between the partial windings. Does not occur.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図6は、本発明の第一実施形態に係る三相交流電動機における固定子巻線の結線構造を示す図である。図6に示される結線状態は、図1のように各単位巻線U1、…、U4、V1、…、V4、W1、…、W4が配置されている三相交流電動機に対して適用される例である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 6 is a diagram showing a connection structure of stator windings in the three-phase AC motor according to the first embodiment of the present invention. 6 is applied to a three-phase AC motor in which unit windings U1,..., U4, V1,..., V4, W1,. It is an example.
図1に示されるように、単位巻線U1と単位巻線U3とは、回転軸を中心として相互に点対称の位置にある単位巻線同士である。そのため、U1及びU3は、図6に示されるように、直列に接続されて部分巻線U1−U3となる。同様に、U2及びU4も、直列に接続されて、別の部分巻線U2−U4となる。 As shown in FIG. 1, the unit winding U1 and the unit winding U3 are unit windings that are in point-symmetric positions with respect to the rotation axis. Therefore, as shown in FIG. 6, U1 and U3 are connected in series to become partial windings U1-U3. Similarly, U2 and U4 are connected in series to form another partial winding U2-U4.
そして、部分巻線U1−U3と部分巻線U2−U4とは、並列に接続されてU相全体の巻線となっている。それぞれの部分巻線では、点対称位置にある二つの単位巻線が直列に結線された状態となっているため、軸心のずれによる特性の差異が相殺される。その結果、各部分巻線は同じ特性となるため、図6の結線構造は、U1→U3→U4→U2の経路において循環電流が生じないような構造となっている。V相及びW相についても、同様である。 The partial winding U1-U3 and the partial winding U2-U4 are connected in parallel to form the entire U-phase winding. In each of the partial windings, the two unit windings at the point-symmetrical positions are connected in series, so that the difference in characteristics due to the shift of the axis is offset. As a result, since the partial windings have the same characteristics, the connection structure in FIG. 6 has a structure in which no circulating current is generated in the path U1 → U3 → U4 → U2. The same applies to the V phase and the W phase.
図7は、本発明の第二実施形態に係る三相交流電動機における固定子巻線の結線構造を示す図である。図7に示される結線状態は、複数の電気的に独立した巻線グループを持つ三相交流電動機に対して適用される例である。この場合においても、点対称位置にある二つの単位巻線が直列接続されることで部分巻線が構成されるため、軸心がずれても、各巻線グループの各部分巻線は同じ特性を持つこととなる。 FIG. 7 is a diagram showing a connection structure of stator windings in the three-phase AC motor according to the second embodiment of the present invention. The connection state shown in FIG. 7 is an example applied to a three-phase AC motor having a plurality of electrically independent winding groups. Even in this case, since the partial winding is configured by connecting two unit windings at point symmetry positions in series, each partial winding of each winding group has the same characteristics even if the axis is shifted. Will have.
図8及び図9は、本発明の第三実施形態に係る三相交流電動機における固定子巻線の、それぞれ、配置構造及び結線構造を示す図である。機械角から見たとき、同じ位相に複数の単位巻線が巻かれている場合についても、点対称の位置にある単位巻線同士を直列に結線したものを部分巻線として、それらを並列に接続するか、又はそれらを独立の巻線とすることが可能である。例として、図1のU1の代りに、3個の単位巻線U1a、U1b、及びU1cが機械角の同じ位相に巻かれている図8の三相交流電動機に対しては、各単位巻線は、図9に示されるように直列及び並列に結線することができる。 8 and 9 are diagrams showing an arrangement structure and a connection structure, respectively, of the stator winding in the three-phase AC motor according to the third embodiment of the present invention. When viewed from the mechanical angle, even when multiple unit windings are wound in the same phase, the unit windings connected in point symmetry are connected in series as partial windings, and they are connected in parallel. They can be connected or they can be independent windings. As an example, for the three-phase AC motor of FIG. 8 in which three unit windings U1a, U1b, and U1c are wound at the same mechanical angle instead of U1 in FIG. Can be connected in series and in parallel as shown in FIG.
図9においては、単位巻線U1a、U2a、及びU3aと、それらの単位巻線に対し点対称の位置にある単位巻線U3b、U4b、及びU1bとを直列接続したものが部分巻線とされている。同様に、単位巻線U2b、U3c、及びU4aと、それらの単位巻線に対し点対称の位置にある単位巻線U4c、U1c、及びU2cとを直列接続したものがもう一つの部分巻線とされている。そして、これらの二つの部分巻線が並列接続されてU相巻線が構成されている。V相及びW相についても、同様に接続されて全体の巻線が構成される。 In FIG. 9, the unit windings U1a, U2a, and U3a and the unit windings U3b, U4b, and U1b that are in point symmetry with respect to these unit windings are connected in series. ing. Similarly, the unit windings U2b, U3c, and U4a and the unit windings U4c, U1c, and U2c that are in point symmetry with respect to these unit windings are connected in series to another partial winding. Has been. These two partial windings are connected in parallel to form a U-phase winding. The V-phase and the W-phase are also connected in the same manner to constitute the entire winding.
以上説明したように、回転軸を中心として点対称の位置にある同相の単位巻線を直列に接続したものを部分巻線として、各部分巻線を並列に接続したものをスター接続するか、又は各部分巻線を独立の巻線グループにおいて接続することで、回転子の軸心と固定子の軸心とがずれた場合にも、各巻線および巻線内部の特性(逆起電圧、インダクタンス等)のアンバランスが生じることはなくなる。 As described above, in-phase unit windings in a point-symmetrical position about the rotation axis are connected in series as partial windings, or each partial winding connected in parallel is star-connected, Or, by connecting each partial winding in an independent winding group, the characteristics of each winding and the winding (back electromotive force, inductance) Etc.) will not occur.
以上、本発明の実施形態について述べてきたが、もちろん本発明はこれに限定されるものではなく、様々な実施形態を採用することが可能である。例えば、上述の実施形態はスター結線の場合の例として示されているが、デルタ結線の場合にも本発明は適用可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, of course, this invention is not limited to this, It is possible to employ | adopt various embodiment. For example, although the above-mentioned embodiment is shown as an example in the case of star connection, the present invention is applicable to the case of delta connection.
Claims (1)
各相に対応する全てのティースの単位巻線を直列に繋ぐことなく、前記単位巻線のうち該電動機の回転軸を中心として点対称の位置にある少なくとも一組の単位巻線を直列接続したものを部分巻線とし、複数の前記部分巻線をスター接続又はデルタ接続した巻線を一つの巻線グループとし、電気的に独立した複数の前記巻線グループにより該電動機の固定子巻線を構成したことを特徴とする三相交流電動機。 In a three-phase AC motor in which a plurality of unit windings are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the stator,
Without connecting the unit windings of all the teeth corresponding to each phase in series, at least one set of unit windings at a point-symmetrical position about the rotation axis of the motor is connected in series among the unit windings. A winding formed by star connection or delta connection of a plurality of the partial windings as one winding group, and a stator winding of the electric motor by a plurality of electrically independent winding groups. A three-phase AC motor characterized by comprising.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105680583A (en) * | 2016-01-22 | 2016-06-15 | 慈溪市华兴汽车电器有限公司 | Motor stator for vehicle |
CN106787577A (en) * | 2015-11-23 | 2017-05-31 | Tvs电机股份有限公司 | The improved motor of the starter-generator as internal combustion engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0595190U (en) * | 1992-05-19 | 1993-12-24 | 株式会社三協精機製作所 | Electric motor |
JPH09331694A (en) * | 1996-06-10 | 1997-12-22 | Toshiba Corp | Inverter motor |
JP2003143822A (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-16 | Fujitsu General Ltd | Induction motor |
JP2008283809A (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Nissan Motor Co Ltd | Motor device |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0595190U (en) * | 1992-05-19 | 1993-12-24 | 株式会社三協精機製作所 | Electric motor |
JPH09331694A (en) * | 1996-06-10 | 1997-12-22 | Toshiba Corp | Inverter motor |
JP2003143822A (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-16 | Fujitsu General Ltd | Induction motor |
JP2008283809A (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Nissan Motor Co Ltd | Motor device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106787577A (en) * | 2015-11-23 | 2017-05-31 | Tvs电机股份有限公司 | The improved motor of the starter-generator as internal combustion engine |
CN105680583A (en) * | 2016-01-22 | 2016-06-15 | 慈溪市华兴汽车电器有限公司 | Motor stator for vehicle |
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