JP2015050912A - Dynamo-electric machine stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のスロットを有するステータコアと、複数のスロットに挿入された導体セグメントをステータコアの外側で接合することにより形成されるステータコイルとを備える回転電機ステータに関し、特に複数の導体セグメントの接合に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine stator including a stator core having a plurality of slots and a stator coil formed by joining conductor segments inserted into the plurality of slots outside the stator core, and in particular, joining a plurality of conductor segments. About.
従来から、回転電機のステータとして、周方向に複数スロットが形成されたステータコアと、複数のスロットに挿入されてステータコアに巻装されたステータコイルとを含む構造が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a stator of a rotating electrical machine, a structure including a stator core having a plurality of slots formed in the circumferential direction and a stator coil inserted into the plurality of slots and wound around the stator core is known.
特許文献1には、複数の導体セグメントの接合により分布巻きで並んだ複数のステータコイルを形成する場合に、導体セグメントにおいて、ステータコアの軸方向一端面から外側に突出する脚部をステータの周方向に曲げ形成し、その曲げ形成した部分の端部において、軸方向に沿うように曲げ形成した部分で2つの導体セグメントを溶接により接合することが記載されている。
In
特許文献1に記載された構成では、複数のステータコイルが分布巻きで配置され、導体セグメントの周方向に曲げ形成した部分の多くがステータの軸方向に並んで配置されている。これによって、ステータコイルのコイルエンドの軸方向長さが大きくなるので、回転電機の軸方向長さが大きくなるという問題がある。
In the configuration described in
本発明の目的は、導体セグメントの接合により形成されるステータコイルのコイルエンドの軸方向長さを小さくできる回転電機ステータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine stator that can reduce the axial length of a coil end of a stator coil formed by joining conductor segments.
本発明に係る回転電機ステータは、複数のスロットを有するステータコアと、前記複数のスロットに挿入された複数の導体セグメントを前記ステータコアの軸方向一端面よりも外側において接合部で接合することにより形成され、前記ステータコアに分布巻きで周方向に並んで巻装される複数のステータコイルであって、周方向に隣り合う前記スロットに挿入されるステータコイルの前記接合部は、互いに径方向に異なって配置される複数のステータコイルと、を備える。 A rotating electrical machine stator according to the present invention is formed by joining a stator core having a plurality of slots and a plurality of conductor segments inserted into the plurality of slots at joints outside an end surface in the axial direction of the stator core. A plurality of stator coils wound around the stator core in the circumferential direction with distributed winding, and the joint portions of the stator coils inserted into the slots adjacent in the circumferential direction are arranged differently in the radial direction. A plurality of stator coils.
本発明に係る回転電機ステータによれば、導体セグメントの接合により形成されるステータコイルのコイルエンドの軸方向長さを小さくできる。 According to the rotating electrical machine stator of the present invention, the axial length of the coil end of the stator coil formed by joining the conductor segments can be reduced.
以下に図面を用いて本発明に係る実施形態について説明する。以下ではすべての図面において、同様の要素には同一の符号を付して説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are used for the same elements in all drawings.
図1は、回転電機ステータ10を部分的に示している。図2は、図1に示す回転電機ステータ10において、ステータコイルの接合部側端部の周方向一部を径方向内側から外側に見た図(A)と、(A)の径方向一部を軸方向外側から軸方向に見て、周方向を左右方向に伸ばして示す図(B)である。以下、回転電機ステータ10は、単に「ステータ10」という。ステータ10は、図示しないロータと組み合わされて回転電機を形成する。回転電機は、車両に搭載され、電動モータ、または発電機、または電動モータ及び発電機の両方の機能を有するモータジェネレータとして用いられる。
FIG. 1 partially shows a rotating
ステータ10は、円環状のステータコア12と、ステータコア12の内周側に分布巻きで巻装され、複数のステータコイルを環状に連結して形成されるu相、v相、w相の3相の連結ステータコイル14u,14v,14wとを含む。
The
ステータコア12は、周方向において複数の等間隔位置に径方向内側へ突出して設けられる突極16(図3)と、隣り合う突極16同士の間に形成される複数の径方向の溝であるスロット18u、18v、18w、20u、20v、20wとを含む。ステータコア12は、電磁鋼板の積層体により形成される。
The
複数のスロット18u、18v、18w、20u、20v、20wは、ステータコア12において、複数のスロットをまたいで所定間隔d1(図3)で周方向に離れて形成された複数の第1スロット18u、18v、18wと、第1スロット18u、18v、18wと隣り合って周方向に所定間隔d1で離れて形成された複数の第2スロット20u、20v、20wとを含む。
The plurality of
スロット20u、18v、20v、18w、20wは、スロット18u、20u、18v、20v、18wの周方向片側(図1の左側)にそれぞれ隣り合って配置される。
The
スロット18u、20uには、後述するu相の第1ステータコイル22u及び第2ステータコイル24uが挿入される。スロット18v、20vには、後述するv相の第1ステータコイル22v及び第2ステータコイル24vが挿入され、スロット18v、20vには、後述するw相の第1ステータコイル22w及び第2ステータコイル24wが挿入される。この結果、図2(A)で示すように、第1ステータコイル22u、22v、22w及び第2ステータコイル24u、24v、24wは、ステータコア12の周方向に交互に配置される。図1、図2(A)では、第1ステータコイル22u、22v、22wの付近にU1、V1、W1の符号を付し、第2ステータコイル24u、24v、24wの付近にU2,V2,W2の符号を付している。
A u-phase
各ステータコイル22u、22v、22w、24u、24v、24wは、ステータコア12の軸方向一方端面(図2の上端面)よりも外側に設けられる一方側コイルエンドE1において、複数の導体セグメント26,28を接合部C1,C2で溶接により接合することにより形成される。
Each of the
図2(B)では接合部C1,C2を楕円で概略的に示している。図2(A)(B)では、u相の第1ステータコイル22uは砂地で示し、u相の第2ステータコイル24uは斜格子で示している。
In FIG. 2B, the joints C1 and C2 are schematically indicated by ellipses. 2A and 2B, the u-phase
第1ステータコイル22u、22v、22w及び第2ステータコイル24u、24v、24wは、導体セグメント26,28の接合部C1,C2の径方向位置を互いに異ならせる。このため、ステータコイル22u、22v、22w、24u、24v、24wのコイルエンドE1の軸方向長さであるコイルエンド高さH1(図2(A))を小さくできる。これについては、後で詳しく説明する。なお、ステータコア12は、磁性粉末を加圧成形して形成される圧粉コアにより形成されてもよい。
The
各相の連結ステータコイル14u,14v,14wは、図3においてu相の連結ステータコイル14u分で代表して示すように、複数の第1ステータコイル22uを周方向に環状に連結することにより形成された前半環状部30と、複数の第2ステータコイル24uを環状に連結することにより形成された後半環状部32とを、電気的に直列に接続することにより形成される。u相の前半環状部30と後半環状部32とは、隣り合うスロット18u、20uに挿入された状態で、ステータコア12の周方向複数個所に巻装される。連結ステータコイル14v,14wは、配置位置が周方向にずれるだけで連結ステータコイル14uと同様に形成される。
The connected
図4は、u相の前半環状部30を示している。前半環状部30を形成する第1ステータコイル22uのそれぞれは、図5に示す第1導体セグメント26を複数並べて配置し、先端部を曲げ形成してから互いに電気的に直列接続されるように、それぞれの先端部を接合して形成される。
FIG. 4 shows the first half
第1導体セグメント26のそれぞれは、絶縁被膜89が施されて断面形状が矩形の平角線である導体線を、所定形状に曲げ形成することにより構成される。第1導体セグメント26は、略平行なI字形の第1脚36及び第2脚38を有し、全体を略U字形に形成される。第1導体セグメント26の詳しい形状は後で説明する。
Each of the
図4に戻って、複数の第1ステータコイル22uは、ステータコア12(図3)の周方向に沿って複数のスロットをまたいで所定間隔d1だけ離れた2つの第1スロット18u(図3)に挿入されるように、ステータコア12に巻装される。この場合、電流がある一方向に流れる場合に、一方向(図4のα方向)にコイル電流が流れるように巻かれた第1ステータコイル22uと、他方向(図4のβ方向)にコイル電流が流れるように巻かれた第1ステータコイル22vとが周方向に交互に配置され、互いに接続される。
Returning to FIG. 4, the plurality of first stator coils 22 u are divided into two
図5に示すように、第1導体セグメント26のそれぞれは、ステータコア12の第1スロット18uへの挿入前の状態で略平行なI字形の第1脚36及び第2脚38と、第1脚36及び第2脚38の接合部とは反対側の他方端(図5の下端)を連結する第1連結部40とを含む。第1脚36及び第2脚38の一方端部(図5の上端部)には、絶縁被膜から導体線が露出された露出部41が形成される。
As shown in FIG. 5, each of the
第1連結部40は、2つの径方向変化部42,44と、第1内径側要素46及び第1外径側要素48と、第1連結本体50とを含む。
The first connecting
径方向変化部42,44は、第1脚36及び第2脚38の他方端からステータコア12の径方向に沿うように、各脚36,38の長さ方向に対し直交する方向に設けられる。第1内径側要素46及び第1外径側要素48は、径方向変化部42,44のそれぞれに連結され互いに周方向に近づくように、第1脚36または第2脚38の長さ方向に対し傾斜する方向に設けられる。後述する図9に示すように、第1内径側要素46及び第1外径側要素48を後述する図6のA−A断面で見た場合に、第1内径側要素46及び第1外径側要素48は円弧形に形成される。第1内径側要素46は所定径方向位置に設けられ、第1外径側要素48は、第1内径側要素46よりも径方向外側に設けられる。第1連結本体50は、第1内径側要素46と第1外径側要素48とを連結し、周方向に対し傾斜するように形成される。図5に示すように、第1脚36及び第2脚38は、図5に矢印R1、R2で示す範囲に設けられ、第1スロット18uに挿入される第1スロット挿入部52及び第2スロット挿入部53を有する。
The radial
第1導体セグメント26に平角線を用いることでスロット18u内の導体線の占積率の向上を図れる。
By using a rectangular wire for the
第1導体セグメント26は、第1スロット18uに挿入されてからステータコア12の軸方向一方端から外側に突出した部分を曲げ形成される。具体的には、図6に示すように、第1脚36の第1スロット挿入部52と第2脚38の第2スロット挿入部53とは、ステータコア12の周方向に離れた2つの第1スロット18uにステータコア12の軸方向他方端側(図6の下側)から挿入される。第1ステータコイル22uのそれぞれにおいて、第2スロット挿入部53は、第1スロット挿入部52とは別の第1スロット18uに挿入される。第1スロット挿入部52及び第2スロット挿入部53の挿入後に、第1脚36の先端側に、第1径方向変化部54と第1周方向配置部である傾斜部56と軸方向部58とが形成され、第2脚38の先端側に、第2径方向変化部55(図7)と第2周方向配置部である傾斜部57(図7)と軸方向部58とが形成される。
The
径方向変化部54、55は、スロット挿入部52、53の一方端につながって、ステータコア12の軸方向一方端面に沿って径方向外側に延伸される。傾斜部56、57は、径方向変化部54、55の径方向一方端につながって、軸方向に対し傾斜する。図7に示すように、図6を上方から下方に見た場合に、傾斜部56、57は円弧形に形成される。傾斜部56は第1径方向位置S1の周方向に配置され、傾斜部57は第2径方向位置S2の周方向に配置される。第1、第2周方向配置部は、軸方向に対し傾斜したものではなく、図2(A)で見た場合に曲線状でもよい。軸方向部58は、傾斜部56、57の先端側に軸方向に沿って伸びて形成され、後述する第1接合部C1を形成する。軸方向部58は露出部41を含む。
The radial
径方向変化部54、55、傾斜部56、57、及び軸方向部58は次のように形成される。まず、第1導体セグメント26の第1脚36及び第2脚38において、ステータコア12の軸方向一方端よりも外側に突出した部分のうち、スロット18u開口の近傍に位置する部分が径方向外側に曲げ形成されることにより、径方向変化部54、55が形成される。次いで、第1脚36及び第2脚38において、径方向変化部54、55よりも先端側が、スロット18uの外側で互いに周方向に近づくように軸方向に対し斜め方向に曲げ形成されることにより傾斜部56、57が形成される。次いで、第1脚36及び第2脚38において、傾斜部56、57よりも先端側が、軸方向に沿うように曲げ形成されることにより、軸方向部58が形成される。
The radial direction change
径方向において異なる位置に設けられる2つの第1導体セグメント26において、第1脚36と第2脚38とが第1接合部C1で接合され、複数の第1導体セグメント26が電気的に順次接続される。具体的には、図6にP1で示す第1導体セグメント26の第2脚38の軸方向部58と、P1の第1導体セグメント26よりも径方向外側に配置され、図6にP2で示す第1導体セグメント26の第1脚36の軸方向部58とが互いに重ね合わされて溶接により接合され、第1接合部C1が形成される。これが径方向位置の異なる複数の第1導体セグメント26で繰り返されることによって、複数の第1導体セグメント26が直列接続されることで電気的に順次接続されて、第1ステータコイル22uが形成される。
In the two
なお、一方側コイルエンドE1における複数の第1導体セグメント26の曲げ形成作業は同時に行われてもよい。複数の第1導体セグメント26の接合順序は1つの順序に制限されるものではなく、複数の接合部C1が同時に接合されてもよい。
Note that the bending work of the plurality of
図8、図9に示すように、第1ステータコイル22uの接合部C1とは反対側の端部に設けられる他方側コイルエンドE2において、複数の第1導体セグメント26の第1連結部40は、ステータコアの軸方向他方端(図8の下端)よりも外側に突出する。第1外径側要素48は、第1内径側要素46よりも径方向外側に配置される。
As shown in FIGS. 8 and 9, in the other side coil end E2 provided at the end opposite to the joint portion C1 of the
前半環状部30は、複数の第1ステータコイル22uを環状に連結することにより形成される。この場合、第1ステータコイル22uの径方向内端(または径方向外端)に配置される第1導体セグメント26と、第1ステータコイル22uの周方向に隣り合う別の第1ステータコイル22uの径方向内端(または径方向外端)に配置される第1導体セグメント26とが一方側コイルエンドE1において、接合部C1で接合される。
The front half
また、周方向に隣り合う第1ステータコイル22uの第1脚36は、同じ第1スロット18uに挿入される。また、その挿入時に、2つの第1ステータコイル22uの第1脚36は、第1スロット18u内で径方向に隣り合って配置される。同様に、周方向に隣り合う第1ステータコイル22uの第2脚38は、第1脚36が挿入される第1スロット18uとは別の第1スロット18uに挿入され、その挿入時に、2つの第1ステータコイル22uの第2脚38は、第1スロット18u内で径方向に隣り合って配置される。
Further, the
図3に示した後半環状部32も、前半環状部30と同様に形成されるが、後半環状部32を形成する第2ステータコイル24uは、第1ステータコイル22uが挿入される第1スロット18uに対し、周方向に隣り合う第2スロット20uに挿入される。
The second half
第2ステータコイル24uは、一方側コイルエンドE1において、複数の第2導体セグメント28(図10)を、複数の第1接合部C1のそれぞれと径方向に異なる位置に設けられた複数の第2接合部C2で溶接により接合することにより形成される。
The
図10は、第2ステータコイル24uを形成する第2導体セグメント28をスロットに挿入する前の状態で示している。第2導体セグメント28は、第1導体セグメント26とほぼ同様の形状を有するが、第1導体セグメント26と異なり、脚62,64と内径側要素70及び外径側要素72との間の径方向変化部を含まない。第2導体セグメント28は、周方向に離れた2つの第2スロット20uに挿入される第3脚62及び第4脚64と、第3脚62及び第4脚64を連結する第2連結部66とを有する。第3脚62及び第4脚64は、図10に矢印R3、R4で示す範囲に設けられ、第2スロット20uに挿入される第3スロット挿入部68及び第4スロット挿入部69を有する。
FIG. 10 shows the state before the
第2連結部66は、第3脚62の長さ方向に対し傾斜した方向に連結される第2内径側要素70と、第4脚64の長さ方向に対し傾斜した方向に連結される第2外径側要素72と、第2連結本体74とを有する。第2スロット20uに第3スロット挿入部68及び第4スロット挿入部69を挿入した状態で、第2内径側要素70は所定径方向位置に設けられ、第2外径側要素72は、第2内径側要素70よりも径方向外側に設けられる。第2連結本体74は、第2内径側要素70及び第2外径側要素72の一端を連結するように周方向に対し傾斜して形成される。
The second connecting
第3脚62及び第4脚64は、ステータコア12の軸方向他方側から周方向に離れた2つの第2スロット20uに挿入され、ステータコア12の軸方向一方端よりも外側に突出する。
The
第2ステータコイル24uは、複数の第2導体セグメント28が電気的に順次接続されて形成される。具体的には、図6に戻って示すように、第3脚62の第3スロット挿入部68と第4脚64の第4スロット挿入部69とは、ステータコア12の周方向に離れた2つの第2スロット20uにステータコア12の軸方向他方端側から挿入される。第2ステータコイル24uのそれぞれにおいて、第4スロット挿入部69は、第3スロット挿入部68とは別の第2スロット20uに挿入される。第3スロット挿入部68は、第1ステータコイル22uの1つの第1スロット挿入部と径方向同位置で第2スロット20uに挿入される。第3スロット挿入部68及び第4スロット挿入部69の挿入後に、第3脚62の先端側に、第3径方向変化部76と第3周方向配置部である傾斜部78と軸方向部80とが形成され、第4脚64の先端側に、第4径方向変化部77(図7)と第4周方向配置部である傾斜部79(図7)と軸方向部80とが形成される。径方向変化部76、77は、スロット挿入部68、69の一方端につながって、ステータコア12の軸方向一方端面に沿って径方向外側に延伸される。第3径方向変化部76の径方向長さは、第1導体セグメント26の第1径方向変化部54の径方向長さよりも小さく、第4径方向変化部77の径方向長さは、第1導体セグメント26の第2径方向変化部55の径方向長さよりも小さい。第3径方向変化部76及び第4径方向変化部77を省略してもよい。
The
傾斜部78、79は、径方向変化部76、77の径方向一方端につながって、軸方向に対し傾斜する。図7に示すように、図6を上方から下方に見た場合に、傾斜部78、79は円弧形に形成される。傾斜部78は第3径方向位置S3の周方向に配置され、傾斜部79は第4径方向位置S4の周方向に配置される。第1径方向位置S1、第2径方向位置S2、第3径方向位置S3、及び第4径方向位置S4は互いに異なり、それぞれの径方向位置の間隔は導体セグメント26,28の傾斜部56,57,78,79の径方向(図2Bの上下方向)の厚さと略同じか、それよりも大きい。径方向において、図2に示すように、第3径方向位置S3、第4径方向位置S4、第1径方向位置S1、第2径方向位置S2の順に外径側となる。第3、第4周方向配置部は、軸方向に対し傾斜したものではなく、図2(A)で見た場合に曲線状でもよい。軸方向部80は、傾斜部78の先端側に軸方向に沿って伸びて形成され、第2接合部C2を形成する。
The
径方向変化部76、77、傾斜部78、79、及び軸方向部80は、第1導体セグメント26の径方向変化部54、55、傾斜部56、57、及び軸方向部58と同様の方法で形成される。径方向において異なる位置に設けられる2つの第2導体セグメント28において、第3脚62と第4脚64とが第2接合部C2で接合され、複数の第2導体セグメント28が接続される。具体的には、図6にQ1で示す第2導体セグメント28の第4脚64の軸方向部80と、Q1の第2導体セグメント28よりも径方向外側に配置される第2導体セグメント28の第3脚62の軸方向部80とが互いに重ね合わされて溶接により接合され、第2接合部C2が形成される。第2接合部C2は、第1ステータコイル22uの第1接合部C1とは径方向に異なる位置に設けられる。これが径方向位置の異なる複数の第2導体セグメント28で繰り返されることによって、複数の第2導体セグメント28が直列接続されることで電気的に順次接続されて、第2ステータコイル24uが形成される。
The radial
図2(A)に示すように、第1ステータコイル22u及び第2ステータコイル24uにおいて、軸方向に対し同方向に傾斜した傾斜部56,78は、径方向一方側から他方側に見た場合に少なくとも一部が互いに重畳する。これによって、後で説明するように一方側コイルエンドE1の軸方向高さH1を小さくできる。
As shown in FIG. 2A, in the
一方、図8、図9に示すように、他方側コイルエンドE2において、複数の第2導体セグメント28の第2連結部66は、ステータコア12の軸方向他方端よりも外側に突出する。第2外径側要素72は、第2内径側要素70の径方向外側に配置される。さらに、第2連結本体74は、第1ステータコイル22uの第1連結本体50に対し径方向に異なる位置に設けられる。図8に示すように、第2内径側要素70は、径方向一方側から他方側に見た場合に第1内径側要素46の少なくとも一部と重畳し、第2外径側要素72は、径方向一方側から他方側に見た場合に第1外径側要素48の少なくとも一部と重畳する。これによって、後で説明するように他方側コイルエンドE2の軸方向高さG1を小さくできる。
On the other hand, as shown in FIGS. 8 and 9, in the other coil end E <b> 2, the second connecting
前半環状部30の周方向一方端に配置され、電源接続側とは反対側の端部に位置する第1ステータコイル22uと、後半環状部32の周方向一方端に配置され、中性点(図示せず)とは反対側の端部に位置する第2ステータコイル24uとは、一方側コイルエンドE1の接合部で接合され、u相の連結ステータコイル14uが形成される。中性点は、3相の連結ステータコイル14u,14v,14wの接続点である。
The
前半環状部30の電源接続側端部に位置する第1ステータコイル22uの端部には、その端部を曲げ形成し、ステータコア12の軸方向外側に導出させることにより接続端部84(図3)が設けられる。接続端部84には図示しない動力線が接続され、動力線は、電源側に設けられる図示しないインバータに接続される。
At the end portion of the
上記ではu相の連結ステータコイル14uを形成する場合を説明したが、図1に示すv相、w相の連結ステータコイル14v,14wも同様に形成される。各相の連結ステータコイル14u,14v,14wの後半環状部32の中性点側端部に位置する3つの第2ステータコイル24u、24v、24wの端部は、ステータコア12の軸方向外側で互いに接続される。これによって、複数のステータコイル22u、22v、22w、24u、24v、24wは、ステータコア12に分布巻きで周方向に並んで巻装される。
Although the case where the u-phase coupled
また、第1ステータコイル22u、22v、22w及び第2ステータコイル24u、24v、24wは、ステータコア12の周方向に交互に配置される。この場合、u相、v相、w相の第1ステータコイル22u、22v、22wは、一方側コイルエンドE1において、径方向について同じ位置の同心円上に設けられる複数の第1接合部C1を含み、他方側コイルエンドE2において、径方向について同じ位置の同心円上に設けられる複数の第1連結本体50を含む。また、u相、v相、w相の第2ステータコイル24u、24v、24wは、一方側コイルエンドE1において、径方向について同じ位置の同心円上に設けられる複数の第2接合部C2を含み、他方側コイルエンドE2において、径方向について同じ位置の同心円上に設けられる複数の第2連結本体74を含む。これによって、径方向位置が異なる第1接合部C1と第2接合部C2とが周方向に交互に配置され、径方向位置が異なる第1連結本体50と第2連結本体74とが周方向に交互に配置される。
The
また、コイルエンドE1,E2の径方向長さは、ステータコア12の径方向長さよりも小さい。このため、ステータ10の径方向長さがコイルエンドE1,E2の径方向長さに影響されることはない。
Further, the radial lengths of the coil ends E <b> 1 and E <b> 2 are smaller than the radial length of the
上記のステータ10によれば、第1ステータコイル22u、22v、22wの第1接合部C1と、第1ステータコイル22u、22v、22wが挿入されるスロットと周方向に隣り合うスロットに挿入される第2ステータコイル24u、24v、24wの第2接合部C2とが互いに径方向に異なって配置される。このため、一方側コイルエンドE1において、周方向に隣り合うステータコイルが軸方向に並ぶことがなくなり、一方側コイルエンドE1の軸方向長さであるコイルエンド高さH1(図2)を小さくできるので、ステータ10の軸方向長さを小さくできる。この場合、第1接合部C1と第2接合部C2との径方向位置が異なる分、コイルエンドE1の径方向長さは大きくなるが、ステータコア12の径方向長さよりも小さいので、コイルエンドE1の径方向長さの増大がステータ10の径方向長さに影響を及ぼすことはない。この結果、ステータ10及びステータ10を含む回転電機の小型化を図れる。
According to the
図11は、本実施形態の一方側コイルエンドE1のコイルエンド高さH1を比較例のコイルエンド高さH2と比較した様子を示している。図12に示すように、比較例は、本実施形態のステータ10において、隣り合うスロット18,20に挿入される第1ステータコイル22u、22v、22w及び第2ステータコイル24u、24v、24wにおいて、径方向に同じ位置の同一円周上に導体セグメント86の接合部C1,C2が設けられている。このため、図11(A)に示すように、比較例では、周方向に隣り合うステータコイルにおいて、コイルエンドE1に設けられ、軸方向に対し傾斜した傾斜部88が軸方向(γ1方向)に沿って多く並んでいる。図11では、比較例で周方向に並ぶ4つのステータコイル22u、24u、22v、24vを考えた場合に、γ1方向に沿って4つの導体セグメント86が並んでいる。これによって、コイルエンドE1の軸方向高さH2が大きくなる。また、ステータコイルを形成する導体セグメント86の幅が増大した場合には、軸方向高さH2がさらに増大する。
FIG. 11 shows a state where the coil end height H1 of the one-side coil end E1 of the present embodiment is compared with the coil end height H2 of the comparative example. As shown in FIG. 12, in the
一方、本実施形態では、第1接合部C1と第2接合部C2とが径方向に異なる位置に設けられるので、図11に示すように、コイルエンドE1において、傾斜部56,78の軸方向(γ2方向)に沿って並ぶ数が少なくなる。図11では、本発明で周方向に並ぶ4つのステータコイル22u、24u、22v、24vを考えた場合に、γ2方向に沿って並ぶ導体セグメント28(または26)の数が2つとなる。このため、コイルエンド高さH1を小さくできる。また、導体セグメント26,28のコイル幅が増大する場合でも、コイルエンド高さH1が過度に大きくなることを防止できる。
On the other hand, in the present embodiment, since the first joint C1 and the second joint C2 are provided at different positions in the radial direction, the axial direction of the
また、図7、図8に示すように、他方側コイルエンドE2において、第2連結本体74は、第1連結本体50と径方向に異なる位置に設けられる。このため、他方側コイルエンドE2において、周方向に隣り合うステータコイル22u、22v、22w、24u、24v、24wの内径側要素46,70及び外径側要素48,72が軸方向に並ぶことがなくなり、他方側コイルエンドE2の軸方向長さであるコイルエンド高さG1(図8)も小さくできる。したがって、ステータ10の軸方向長さをより小さくできる。なお、連結本体50,74は周方向に対し傾斜する形状を有する場合に限定せず、径方向に伸びる形状またはクランク形としてもよい。
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, in the other side coil end E <b> 2, the second connection
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施できるのは勿論である。例えば、各相の連結ステータコイル14u,14v,14wのそれぞれは、複数のステータコイルを環状に連結した1つの環状部のみにより形成されてもよい。この場合、第1接合部C1を有する第1ステータコイルと、第1接合部C1に対して径方向位置が異なる第2接合部C2を有する第2ステータコイルとを、ステータコア12の周方向に交互に配置する。
As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment, Of course, in the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement with a various form. . For example, each of the connected
また、導体セグメントの形状は、図5、図10の形状に限定するものではなく、例えば2つの脚を連結する他方側連結部の形状を単純なU字形としてもよい。 Further, the shape of the conductor segment is not limited to the shape shown in FIGS. 5 and 10. For example, the shape of the other side connecting portion that connects two legs may be a simple U-shape.
10 ステータ、12 ステータコア、14u、14v、14w 連結ステータコイル、16 突極、18u、18v、18w 第1スロット、20u、20v、20w 第2スロット、22u、22v、22w 第1ステータコイル、24u、24v、24w 第2 ステータコイル、26 第1導体セグメント、28 第2導体セグメント、30 前半環状部、32 後半環状部、36 第1脚、38 第2脚、40 第1連結部、41 露出部、42、44 径方向変化部 46 第1内径側要素、48 第1外径側要素、50 第1連結本体、52 第1スロット挿入部、53 第2スロット挿入部、54 第1径方向変化部、55 第2径方向変化部、56,57 傾斜部、58 軸方向部、60 一方側第1連結部、62 第3脚、64 第4脚、66 第2連結部、68 第3スロット挿入部、69 第4スロット挿入部、70 第2内径側要素、72 第2外径側要素、74 第2連結本体、76 第3径方向変化部、77 第4径方向変化部、78,79 傾斜部、80 軸方向部、82 一方側第2連結部、84 接続端部、86 導体セグメント、88 傾斜部、89 絶縁被膜。 10 stator, 12 stator core, 14u, 14v, 14w connected stator coil, 16 salient pole, 18u, 18v, 18w first slot, 20u, 20v, 20w second slot, 22u, 22v, 22w first stator coil, 24u, 24v 24w 2nd stator coil, 26 1st conductor segment, 28 2nd conductor segment, 30 1st half annular part, 32 2nd half annular part, 36 1st leg, 38 2nd leg, 40 1st connecting part, 41 exposed part, 42 , 44 Radial direction change part 46 1st inner diameter side element, 48 1st outer diameter side element, 50 1st connection main body, 52 1st slot insertion part, 53 2nd slot insertion part, 54 1st radial direction change part, 55 2nd radial direction change part, 56,57 inclination part, 58 axial direction part, 60 1st side 1st connection part, 62 3rd leg, 64 4th leg, 6 Second connecting portion, 68 Third slot inserting portion, 69 Fourth slot inserting portion, 70 Second inner diameter side element, 72 Second outer diameter side element, 74 Second connecting body, 76 Third radial direction changing portion, 77 4 radial direction changing portion, 78, 79 inclined portion, 80 axial direction portion, 82 one side second connecting portion, 84 connecting end portion, 86 conductor segment, 88 inclined portion, 89 insulating coating.
Claims (4)
前記複数のスロットに挿入された複数の導体セグメントを前記ステータコアの軸方向一端面よりも外側において接合部で接合することにより形成され、前記ステータコアに分布巻きで周方向に並んで巻装される複数のステータコイルであって、周方向に隣り合う前記スロットに挿入されるステータコイルの前記接合部は、互いに径方向に異なって配置される複数のステータコイルと、を備える、回転電機ステータ。 A stator core having a plurality of slots;
A plurality of conductor segments inserted into the plurality of slots are joined by joints outside the one end surface in the axial direction of the stator core, and a plurality of conductor segments are wound around the stator core in a distributed manner. A rotating electrical machine stator comprising: a plurality of stator coils, wherein the joint portions of the stator coils inserted into the slots adjacent to each other in the circumferential direction are arranged differently in the radial direction.
前記複数の導体セグメントは、複数の第1導体セグメントと複数の第2導体セグメントとを含み、
前記複数のステータコイルは、前記複数の第1導体セグメントを前記接合部のうち、第1接合部で接合して形成され、前記複数のスロットのうち、第1スロットに挿入される第1ステータコイルと、前記複数のスロットのうち、前記第1スロットと隣り合う第2スロットに挿入され、前記複数の第2導体セグメントを前記接合部のうち、第2接合部で接合して形成される第2ステータコイルとを含み、
前記第1ステータコイルは、前記第1スロットに挿入される第1スロット挿入部と、前記第1スロット挿入部につながって、前記ステータコアの軸方向一方端よりも外側で径方向に延伸される第1径方向変化部と、前記第1径方向変化部の径方向端部につながって第1径方向位置の周方向に配置される第1周方向配置部と、前記第1周方向配置部と前記第1接合部を介して接合され第2径方向位置の周方向に配置される第2周方向配置部と、前記第2周方向配置部につながって別の第1スロットに挿入される第2スロット挿入部とを含み、
前記第2ステータコイルは、1つの前記第1スロット挿入部と径方向同位置で前記第2スロットに挿入される第3スロット挿入部と、前記第3スロット挿入部につながって、前記ステータコアの軸方向一方端よりも外側で第3径方向位置の周方向に配置される第3周方向配置部と、前記第3周方向配置部と前記第2接合部を介して接合され第4径方向位置の周方向に配置される第4周方向配置部と、前記第4周方向配置部につながって別の第2スロットに挿入される第4スロット挿入部とを含む、回転電機ステータ。 The rotating electrical machine stator according to claim 1,
The plurality of conductor segments include a plurality of first conductor segments and a plurality of second conductor segments,
The plurality of stator coils are formed by joining the plurality of first conductor segments at the first joint of the joints, and are inserted into the first slot of the plurality of slots. And a second slot inserted into a second slot adjacent to the first slot among the plurality of slots, and formed by joining the plurality of second conductor segments at a second joint of the joints. Including a stator coil,
The first stator coil is connected to the first slot insertion portion and the first slot insertion portion to be inserted into the first slot, and is radially extended outside the one axial end of the stator core. A first radial direction changing portion, a first circumferential direction positioning portion connected to a radial end of the first radial direction changing portion and arranged in the circumferential direction of the first radial direction position; and the first circumferential direction positioning portion; A second circumferentially arranged portion that is joined via the first joined portion and arranged in the circumferential direction of the second radial position; and a second circumferentially arranged portion that is connected to the second circumferentially arranged portion and inserted into another first slot. Including a two-slot insertion portion,
The second stator coil is connected to the third slot insertion portion, a third slot insertion portion to be inserted into the second slot at the same radial position as the first slot insertion portion, and a shaft of the stator core. A third circumferential arrangement portion arranged in the circumferential direction of the third radial position outside the one end in the direction, and a fourth radial position joined via the third circumferential arrangement portion and the second joint portion. A rotating electrical machine stator including a fourth circumferential arrangement portion arranged in the circumferential direction of the first and a fourth slot insertion portion connected to the fourth circumferential arrangement portion and inserted into another second slot.
前記複数の導体セグメントは、前記ステータコアの軸方向他方側から前記複数のスロットのうち、2つの第1スロットに挿入され、前記ステータコアの軸方向一方端よりも外側に突出する第1脚及び第2脚を有する第1導体セグメントと、前記ステータコアの軸方向他方側から前記複数のスロットのうち、前記各第1スロットと隣り合う2つの第2スロットに挿入され、前記ステータコアの軸方向一方端よりも外側に突出する第3脚及び第4脚を有する第2導体セグメントと、を有し、
前記複数のステータコイルは、
径方向において異なる位置に設けられる2つの前記第1導体セグメントにおいて、一方の前記第1脚と他方の前記第2脚とが前記接合部のうち、第1接合部で接合されて形成される第1ステータコイルと、
径方向において異なる位置に設けられる2つの前記第2導体セグメントにおいて、一方の前記第3脚と他方の前記第4脚とが前記接合部のうち、前記第1接合部と径方向位置が異なる第2接合部で接合されて形成される第2ステータコイルとを含む、回転電機ステータ。 The rotating electrical machine stator according to claim 1,
The plurality of conductor segments are inserted into two first slots among the plurality of slots from the other axial side of the stator core, and a first leg and a second leg projecting outward from one axial end of the stator core. A first conductor segment having a leg, and inserted into two second slots adjacent to each first slot among the plurality of slots from the other axial side of the stator core, than one axial end of the stator core A second conductor segment having a third leg and a fourth leg projecting outward,
The plurality of stator coils are
In the two first conductor segments provided at different positions in the radial direction, one of the first legs and the other second leg are formed by being joined at the first joint of the joints. One stator coil;
In the two second conductor segments provided at different positions in the radial direction, one of the third legs and the other fourth leg of the joints is different in the radial position from the first joint. A rotating electrical machine stator including a second stator coil formed by joining at two joints.
1つの前記第1導体セグメントは、前記ステータコアの軸方向他方端よりも外側で前記第1脚及び前記第2脚を連結する第1連結部であって、所定径方向位置に設けられる第1内径側要素と、前記所定径方向位置よりも径方向外側に設けられる第1外径側要素と、前記第1内径側要素及び前記第1外径側要素を連結する第1連結本体とを有する第1連結部を含み、
1つの前記第2導体セグメントは、前記ステータコアの軸方向他方端よりも外側で前記第3脚及び前記第4脚を連結する第2連結部であって、第2所定径方向位置に設けられる第2内径側要素と、前記第2所定径方向位置よりも径方向外側に設けられる第2外径側要素と、前記第2内径側要素及び前記第2外径側要素を連結し、前記第1連結本体と径方向に異なって配置される第2連結本体とを有する第2連結部を含む、回転電機ステータ。 In the rotating electrical machine stator according to claim 2 or claim 3,
One of the first conductor segments is a first connecting portion that connects the first leg and the second leg outside the other axial end of the stator core, and has a first inner diameter provided at a predetermined radial position. A first element having a side element, a first outer diameter side element provided radially outside the predetermined radial position, and a first connection body for connecting the first inner diameter side element and the first outer diameter side element. Including one connecting part,
One of the second conductor segments is a second connecting portion that connects the third leg and the fourth leg outside the other axial end of the stator core, and is provided at a second predetermined radial position. A second inner diameter side element, a second outer diameter side element provided radially outside the second predetermined radial position, the second inner diameter side element and the second outer diameter side element, and the first A rotating electrical machine stator including a second coupling portion having a coupling body and a second coupling body arranged differently in the radial direction.
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WO2017022288A1 (en) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | 三菱電機株式会社 | Dynamo-electric machine and method for manufacturing dynamo-electric machine |
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