JP2015053790A - Stator of rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機の固定子に関するものであり、特に、固定子の巻線構造に係わる。 The present invention relates to a stator of a rotating electric machine, and more particularly to a winding structure of a stator.
従来から、全節集中巻きの回転電機の固定子100では、図11および図12に示すように、直線状に展開された固定子鉄心(以下、展開鉄心101と呼ぶことがある。)を使用する製造方法が公知である。そして、この公知の製造方法によれば、展開鉄心101のティース102に3相をなす巻線103を装着するとともに、展開鉄心101を屈曲させ端部同士を一体化して環状にする。
Conventionally, in a
しかし、この製造方法によれば、展開鉄心101の両端において、1つの巻線103を2つの巻線分割体104に分割する必要がある(例えば、特許文献1参照。)。このため、展開鉄心101を屈曲させ端部同士を一体化する際に、巻線分割体104同士を接続して1つの巻線103に仕上げる必要があり、工程が煩雑である。
そこで、展開鉄心101を利用する固定子100の製造方法において、巻線分割体104を使用せずに全節集中巻き相当の固定子100を製造することができる方法が求められている。
However, according to this manufacturing method, it is necessary to divide one winding 103 into two
Therefore, in the method for manufacturing the
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、展開鉄心を利用する回転電機の固定子の製造方法において、巻線分割体を使用せずに全節集中巻き相当の固定子を製造することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to concentrate all the nodes without using a winding division in a method of manufacturing a stator of a rotating electrical machine using a developed iron core. It is to manufacture a stator equivalent to a winding.
本願の第1発明によれば、回転電機の固定子は、直線状に展開された固定子鉄心のティースに3相をなす巻線を装着するとともに、固定子鉄心を屈曲させ端部同士を一体化して環状にすることで設けられる。
それぞれの巻線は、電気角180度ピッチ、電気角120度ピッチおよび電気角60度ピッチのいずれかである。そして、電気角60度ピッチの巻線の周方向一方側、他方側それぞれの側に電気角120度ピッチの巻線が電気角60度ピッチの巻線と周方向に重なることなく位置する特定配置が存在する。
According to the first invention of the present application, the stator of the rotating electrical machine is mounted with the windings forming three phases on the teeth of the stator core that is linearly expanded, and the ends of the stator core are bent and integrated with each other. It is provided by making it into an annular shape.
Each winding has an electrical angle of 180 ° pitch, an electrical angle of 120 ° pitch, or an electrical angle of 60 ° pitch. And the specific arrangement | positioning which the coil | winding of an electrical angle 120 degree | times pitch is located in the circumferential direction one side and the other side of the coil | winding of an electrical angle 60 degree | times pitch without overlapping the coil | winding of an electrical angle 60 degree | times pitch and a circumferential direction Exists.
また、特定配置に含まれる3つの巻線は全て互いに異相である。さらに、特定配置に含まれる電気角60度ピッチの巻線と同相であり、かつ、特定配置に含まれない巻線と、特定配置に含まれる電気角60度ピッチの巻線とは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。 All three windings included in the specific arrangement are out of phase with each other. Furthermore, the windings having the same phase as the winding of the electrical angle of 60 degrees included in the specific arrangement and not included in the specific arrangement and the winding of the electrical angle of 60 degrees included in the specific arrangement are magnetomotive force The vectors are provided so that the inside and outside directions are reversed.
これにより、全節集中巻きの固定子と同等の起磁力分布を得ることができる。また、特定配置を構成する電気角60度ピッチの巻線および電気角120度ピッチの巻線を展開鉄心のそれぞれの端に配置することで、巻線分割体が不要になる。このため、展開鉄心を利用する回転電機の固定子の製造方法において、巻線分割体を使用せずに全節集中巻き相当の固定子を製造することができる。 Thereby, a magnetomotive force distribution equivalent to that of the all-node concentrated winding stator can be obtained. Further, by arranging the windings having an electrical angle of 60 degrees and the electrical angles having a pitch of 120 degrees, which constitute the specific arrangement, at the respective ends of the developed iron core, the winding divided body becomes unnecessary. For this reason, in the method for manufacturing a stator for a rotating electrical machine using a developed iron core, a stator corresponding to all-node concentrated winding can be manufactured without using a winding split body.
本願の第2発明によれば、電気角60度ピッチの巻線の周方向一方側、他方側のいずれかの側に電気角120度ピッチの巻線が電気角60度ピッチの巻線と周方向に重なることなく位置する特定配置が存在する。また、特定配置に含まれる2つの巻線は互いに同相である。さらに、特定配置に含まれる2つの巻線と同相であり、かつ、特定配置に含まれない巻線と、特定配置に含まれる2つの巻線とは、起磁力のベクトルが内外同じ向きとなるように設けられている。
これにより、第1発明と同様に、展開鉄心を利用する回転電機の固定子の製造方法において、巻線分割体を使用せずに全節集中巻き相当の固定子を製造することができる。
According to the second invention of the present application, a winding with an electrical angle of 120 degrees is arranged on either one of the circumferential sides of a winding with an electrical angle of 60 degrees and the winding with a winding with an electrical angle of 60 degrees on either side. There is a specific arrangement located without overlapping in the direction. Further, the two windings included in the specific arrangement are in phase with each other. Further, the magnetomotive force vectors are in the same direction as the two windings that are in phase with the two windings included in the specific arrangement and that are not included in the specific arrangement and the two windings included in the specific arrangement. It is provided as follows.
As a result, as in the first aspect of the invention, in the method for manufacturing a stator for a rotating electrical machine using a developed iron core, a stator corresponding to all-node concentrated winding can be manufactured without using a winding split body.
本願の第1、第2発明に従属する第3発明によれば、特定配置が3つ存在し、3つの特定配置は、互いに相の構成が異なる。
これにより、各相で発生する誘起電圧やトルク等を均等に保って3相間のバランスをとることができる。
According to the third invention subordinate to the first and second inventions of the present application, there are three specific arrangements, and the three specific arrangements have different phase configurations.
Thereby, the induced voltage, torque, etc. which generate | occur | produce in each phase can be kept equal, and the balance between three phases can be taken.
本願の第3発明に従属する第4発明によれば、特定配置が6つ存在し、6つの特定配置は、機械角180度で対向する2つの特定配置からなる組合せを3つ形成し、それぞれの組合せでは、互いに相の構成が同じである。
これにより、回転子と固定子との間に作用する径方向の力(ラジアル力)のバランスをとることができる。
According to the fourth invention subordinate to the third invention of the present application, there are six specific arrangements, and the six specific arrangements form three combinations of two specific arrangements opposed at a mechanical angle of 180 degrees, In the combination, the phase configurations are the same.
Thereby, the balance of the radial direction force (radial force) which acts between a rotor and a stator can be taken.
実施形態の回転電機の固定子を、以下の実施例1〜14に基づき説明する。 The stator of the rotating electrical machine of the embodiment will be described based on the following Examples 1 to 14.
〔実施例1の構成〕
実施例1の固定子1の構成を、図1および図2を用いて説明する。
固定子1は、例えば、内径側に回転子2が配されるインナーロータ型の回転電機3を構成するものであって同期機や誘導機等を構成する。そして、固定子1は、以下ようにして設けられている。
[Configuration of Example 1]
The structure of the
The
すなわち、直線状に展開された固定子鉄心4(以下、展開鉄心5と呼ぶことがある。)のティース6にU相、V相、W相の3相をなす巻線7を装着する。そして、ティース6が内径側に向かって突出するように展開鉄心5を屈曲させ端部同士を一体化して環状にする(以下、展開鉄心5を環状にしたものを環状鉄心8と呼ぶことがある。)。
That is, a winding 7 having three phases of U phase, V phase, and W phase is attached to a
ここで、説明の便宜のため、展開鉄心5に関して図1等の右方に進む側、および環状鉄心8に関して図2等の時計回りに進む側を周方向の一方側と定義し、展開鉄心5に関して図1等の左方に進む側、および環状鉄心8に関して図2等の反時計回りに進む側を周方向の他方側と定義する。
Here, for convenience of explanation, the side that proceeds to the right in FIG. 1 or the like with respect to the
また、ティース6に関し、展開鉄心5の周方向他端から一方側に、順次、ティース61、62、・・・、6tと呼ぶことがある。なお、tは、それぞれの実施例におけるティース6の本数に相当する。また、図面では煩雑さを避けるため、61〜6tの符号は、必要に応じて一部のみ表示している。さらに、図1等において、U相、V相、W相の巻線7をそれぞれ実線、粗い点線、細かい点線で図示する。
Further, the
固定子鉄心4は、多数本のティース6がバックヨーク10の内径側に突出するものであり、周方向に隣り合う2つのティース6によりスロット11を形成する。また、スロット11には、1つの巻線7のみが入る通常スロット11a、および、2つ以上の巻線7が入る特異スロット11bが存在する。
In the
なお、実施例1の特異スロット11bの周方向幅は、通常スロット11aの周方向幅と同一である。
また、ティース6の先端には、周方向の一方側、他方側それぞれの側に伸びる凸部6aが設けられている。そして、1つのスロット11を形成する2つのティース6のそれぞれから伸びる凸部6a同士の周方向の距離は、全てのスロット11において等しい。
The circumferential width of the
In addition, at the tip of the
以下、実施例1の固定子1に関し、ティース6やスロット11の配列、および巻線7の相構成等について説明する。
実施例1の固定子1は、極数が8、ティース6またはスロット11の数が24であり、巻線7の総数は15であって相毎に5つの巻線7が存在する。また、24個のスロット11の内、特異スロット11bが6個であり、これら6個の特異スロット11bには、それぞれ、2つの巻線7が入っている(通常スロット11aは18個である。)。そして、展開鉄心5は、1つの特異スロット11bを周方向の中間で1/2に分割するように設けられている。
Hereinafter, regarding the
In the
実施例1の巻線7は、電気角180度ピッチの巻線7a、電気角120度ピッチの巻線7bおよび電気角60度ピッチの巻線7cいずれかである。そして、実施例1の巻線7の配置には、巻線7cの周方向一方側、他方側それぞれの側に巻線7bが巻線7cと周方向に重なることなく位置する特定配置13が存在する。
The winding 7 according to the first embodiment is any one of a winding 7a having an electrical angle of 180 degrees, a winding 7b having an electrical angle of 120 degrees, and a winding 7c having an electrical angle of 60 degrees. In the arrangement of the winding 7 of the first embodiment, there is a
また、特定配置13に含まれる2つの巻線7b、および1つの巻線7cは全て互いに異相である。さらに、実施例1の固定子1には特定配置13が3つ存在し、3つの特定配置13は、互いに相の構成が異なる(以下、特定配置13の内、巻線7cがU相、V相、W相であるものを、それぞれ、第1、第2、第3の特定配置13A、13B、13Cと呼ぶことがある。)。
Further, the two
以上により、実施例1の固定子1によれば、巻線7は、例えば、次のような配置となっている。
まず、W相の巻線7bがティース61、62に跨って装着され、V相の巻線7aがティース62〜64に跨って装着されている。また、U相の巻線7aがティース64〜66に跨って装着され、W相の巻線7bがティース66、67に跨って装着されている。そして、U相の巻線7cがティース68に装着されている。
As described above, according to the
First, the winding 7b of the W-phase are mounted across the
続いて、V相の巻線7bがティース69、610に跨って装着され、U相の巻線7aがティース610〜612に跨って装着されている。また、W相の巻線7aがティース612〜614に跨って装着され、V相の巻線7bがティース614、615に跨って装着されている。そして、W相の巻線7cがティース616に装着されている。
さらに、U相の巻線7bがティース617、618に跨って装着され、W相の巻線7aがティース618〜620に跨って装着されている。また、V相の巻線7aがティース620〜622に跨って装着され、U相の巻線7bがティース622、623に跨って装着されている。そして、V相の巻線7cがティース624に装着されている。
Subsequently, the V-phase winding 7 b is mounted across the
Furthermore, the winding 7b of the U-phase are mounted across the teeth 6 17, 6 to 18, W-phase winding 7a is mounted across the teeth 6 18-6 20. Also, the
そして、ティース66、67に装着されたW相の巻線7b、ティース68に装着されたU相の巻線7c、および、ティース69、610に装着されたV相の巻線7bにより第1の特定配置13Aが形成されている。また、ティース614、615に装着されたV相の巻線7b、ティース616に装着されたW相の巻線7c、および、ティース617、618に装着されたU相の巻線7bにより第3の特定配置13Cが形成されている。
Then, the
さらに、ティース622、623に装着されたU相の巻線7b、ティース624に装着されたV相の巻線7c、および、ティース61、62に装着されたW相の巻線7bにより第2の特定配置13Bが形成されている。
なお、実施例1の固定子1によれば、第2の特定配置13Bを構成する巻線7cおよび巻線7bを、それぞれ、展開鉄心5の周方向一端、他端に配置している。
Furthermore, the teeth 6 22, 6 23 loaded U-phase winding 7b, the teeth 6 of the V-phase attached to 24
According to the
ここで、第1の特定配置13Aに含まれる巻線7cと同相であり、かつ、第1の特定配置13Aに含まれない巻線7と、第1の特定配置13Aに含まれる巻線7cとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。すなわち、ティース68に装着されたU相の巻線7cと、他のU相の巻線7a、7bとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。
Here, the winding 7c in phase with the winding 7c included in the first
同様に、第2の特定配置13Bに含まれる巻線7cと同相であり、かつ、第2の特定配置13Bに含まれない巻線7と、第2の特定配置13Bに含まれる巻線7cとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。すなわち、ティース624に装着されたV相の巻線7cと、他のV相の巻線7a、7bとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。
Similarly, the winding 7c that is in phase with the winding 7c included in the second
同様に、第3の特定配置13Cに含まれる巻線7cと同相であり、かつ、第3の特定配置13Cに含まれない巻線7と、第3の特定配置13Cに含まれる巻線7cとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。すなわち、ティース616に装着されたW相の巻線7cと、他のW相の巻線7a、7bとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。
Similarly, the winding 7c that is in phase with the winding 7c included in the third
なお、同一相に属する巻線7cと巻線7a、7bとの間で起磁力のベクトルを内外逆向きとするには、以下のような方法をとることができる。
例えば、巻線7cのみ巻線7a、7bとは逆に巻いたり、巻線7cのみ巻線7a、7bとは内外逆に結線したりすることで、起磁力のベクトルを内外逆向きとすることができる。
In order to reverse the magnetomotive force vector between the winding 7c and the
For example, only the winding 7c is wound in the opposite direction to the
〔実施例1の効果〕
実施例1の固定子1は、展開鉄心5のティース6に3相をなす巻線7を装着するとともに、展開鉄心5を屈曲させ端部同士を一体化して環状鉄心8にすることで設けられる。また、巻線7は、電気角180度ピッチの巻線7a、電気角120度ピッチの巻線7bおよび電気角60度ピッチの巻線7cのいずれかである。そして、巻線7cの周方向一方側、他方側それぞれの側に巻線7bが巻線7cと周方向に重なることなく位置する特定配置13が存在する。
[Effect of Example 1]
The
また、特定配置13に含まれる2つの巻線7bおよび巻線7cは全て互いに異相である。
さらに、第1の特定配置13Aに含まれる巻線7c(ティース68に装着されたU相の巻線7c)と、第1の特定配置13Aに含まれる巻線7cと同相であり、かつ、第1の特定配置13Aに含まれない巻線7(他のU相の巻線7a、7b)とは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。また、第2、第3の特定配置13B、13Cに含まれる巻線7cについても、同様に設けられている。
Further, the two
Further, a winding 7c (winding 7c of the U-phase attached to the
これにより、全節集中巻きと同等の起磁力分布を得ることができる。また、1つの特定配置13を構成する巻線7cおよび巻線7bを展開鉄心5のそれぞれの端に配置することで、巻線分割体101(図11参照。)が不要になる。このため、展開鉄心5を利用する固定子1の製造方法において、巻線分割体101を使用せずに全節集中巻き相当の固定子1を製造することができる。
Thereby, a magnetomotive force distribution equivalent to the concentrated winding of all nodes can be obtained. Moreover, the winding division body 101 (refer FIG. 11) becomes unnecessary by arrange | positioning the coil | winding 7c and the coil | winding 7b which comprise the one specific arrangement | positioning 13 at each end of the expansion |
また、固定子1には特定配置13が3つ存在し、3つの特定配置13A〜13Cは、互いに相構成が異なる。
これにより、各相で発生する誘起電圧やトルク等を均等に保って3相間のバランスをとることができる。
The
Thereby, the induced voltage, torque, etc. which generate | occur | produce in each phase can be kept equal, and the balance between three phases can be taken.
〔実施例2の構成〕
実施例2の固定子1は、実施例1の固定子1と同様に極数が8、スロット11またはティース6の数が24であり、巻線7の総数は、図3に示すように、18であって相毎に6つの巻線7が存在する。また、24個のスロット11の内、特異スロット11bが12個であり、通常スロット11aが12個である。
[Configuration of Example 2]
As in the
実施例2の固定子1によれば、巻線7は、電気角120度ピッチの巻線7bおよび電気角60度ピッチの巻線7cいずれかであり、電気角180度ピッチの巻線7aが存在しない。また、実施例2の固定子1には特定配置13が6つ存在し、6つの特定配置13は、機械角180度で対向する2つの特定配置13からなる組合せを3つ形成し、それぞれの組合せでは、互いに相の構成が同じである。
According to the
以上により、実施例2の固定子1によれば、巻線7は、例えば、次のような配置となっている。
まず、W相の巻線7bがティース61、62に跨って装着され、V相の巻線7bがティース62、63に跨って装着されている。そして、W相の巻線7cがティース64に装着されている。続いて、U相の巻線7bがティース65、66に跨って装着され、W相の巻線7bがティース66、67に跨って装着されている。そして、U相の巻線7cがティース68に装着されている。
As described above, according to the
First, the winding 7b of the W-phase are mounted across the
また、V相の巻線7bがティース69、610に跨って装着され、U相の巻線7bがティース610、611に跨って装着されている。そして、V相の巻線7cがティース612に装着されている。続いて、W相の巻線7bがティース613、614に跨って装着され、V相の巻線7bがティース614、615に跨って装着されている。そして、W相の巻線7cがティース616に装着されている。
Further, the V-phase winding 7 b is mounted across the
さらに、U相の巻線7bがティース617、618に跨って装着され、W相の巻線7bがティース618、619に跨って装着されている。そして、U相の巻線7cがティース620に装着されている。続いて、V相の巻線7bがティース621、622に跨って装着され、W相の巻線7bがティース622、623に跨って装着されている。そして、V相の巻線7cがティース624に装着されている。 Furthermore, the winding 7b of the U-phase are mounted across the teeth 6 17, 6 18, winding 7b of the W-phase are mounted across the teeth 6 18, 6 19. Then, the winding 7c of the U-phase are mounted on the teeth 6 20. Subsequently, the winding 7b of the V-phase are mounted across the teeth 6 21, 6 22, winding 7b of the W-phase are mounted across the teeth 6 22, 6 23. Then, the winding 7c of V-phase is attached to the teeth 6 24.
そして、ティース62、63に装着されたV相の巻線7b、ティース64に装着されたW相の巻線7c、および、ティース65、66に装着されたU相の巻線7bにより第3の特定配置13Cが形成されている。また、ティース614、615に装着されたV相の巻線7b、ティース616に装着されたW相の巻線7c、および、ティース617、618に装着されたU相の巻線7bにより第3の特定配置13Cが形成されている。そして、これら2つの第3の特定配置13Cは、機械角180度で対向する組合せを形成する。
Then, the
また、ティース66、67に装着されたW相の巻線7b、ティース68に装着されたU相の巻線7c、および、ティース69、610に装着されたV相の巻線7bにより第1の特定配置13Aが形成されている。また、ティース618、619に装着されたW相の巻線7b、ティース620に装着されたU相の巻線7c、および、ティース621、622に装着されたV相の巻線7bにより第1の特定配置13Aが形成されている。そして、これら2つの第1の特定配置13Aは、機械角180度で対向する組合せを形成する。
Further, the
さらに、ティース610、611に装着されたU相の巻線7b、ティース612に装着されたV相の巻線7c、および、ティース613、614に装着されたW相の巻線7bにより第2の特定配置13Bが形成されている。また、ティース622、623に装着されたU相の巻線7b、ティース624に装着されたV相の巻線7c、および、ティース61、62に装着されたW相の巻線7bにより第2の特定配置13Bが形成されている。そして、これら2つの第2の特定配置13Bは、機械角180度で対向する組合せを形成する。
なお、実施例2の固定子1によれば、第2の特定配置13Bを構成する巻線7cおよび巻線7bを、それぞれ、展開鉄心5の周方向一端、他端に配置している。
Furthermore, the teeth 6 10, 6 11 loaded U-phase winding 7b, the V-phase that is attached to the tooth 6 12 windings 7c, or the teeth 6 13, 6 windings of the attached W phase 14 The second
According to the
ここで、第1の特定配置13Aに含まれる巻線7cと同相であり、かつ、第1の特定配置13Aに含まれない巻線7と、第1の特定配置13に含まれる巻線7cとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。すなわち、ティース68、620に装着されたU相の巻線7cと、他のU相の巻線7bとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。
Here, the winding 7c in phase with the winding 7c included in the first
同様に、第2の特定配置13Bに含まれる巻線7cと同相であり、かつ、第2の特定配置13Bに含まれない巻線7と、第2の特定配置13Bに含まれる巻線7cとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。すなわち、ティース612、624に装着されたV相の巻線7cと、他のV相の巻線7bとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。
Similarly, the winding 7c that is in phase with the winding 7c included in the second
同様に、第3の特定配置13Cに含まれる巻線7cと同相であり、かつ、第3の特定配置13Cに含まれない巻線7と、第3の特定配置13Cに含まれる巻線7cとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。すなわち、ティース64、616に装着されたW相の巻線7cと、他のW相の巻線7bとは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられている。
Similarly, the winding 7c that is in phase with the winding 7c included in the third
〔実施例2の効果〕
実施例2の固定子1によれば、特定配置13が6つ存在し、6つの特定配置13は、機械角180度で対向する2つの特定配置13からなる組合せを3つ形成し、それぞれの組合せでは、互いに相の構成が同じである。
これにより、固定子1と回転子2との間に作用する径方向の力(ラジアル力)のバランスをとることができる。
[Effect of Example 2]
According to the
Thereby, the balance of the radial force (radial force) acting between the
〔実施例3〕
実施例3の固定子1によれば、実施例1の固定子1において、特異スロット11bの径方向に垂直な断面積を、通常スロット11aの径方向に垂直な断面積よりも大きくしている(図4参照。)。
これにより、特定配置13における巻線7同士の周方向の重なりを確実に阻止することができる。ここで、実施例3の固定子1では、特異スロット11bを形成するティース6を、通常スロット11aを形成するティース6よりも細くすることで、特異スロット11bの断面積を通常スロット11aの断面積よりも大きくしている。
Example 3
According to the
Thereby, the overlap of the
なお、実施例3の固定子1でも、スロット11における凸部6a同士の周方向の距離は、全てのスロット11において等しい。
これにより、通常スロット11aと特異スロット11bとで断面積が異なっても、ギャップにおける磁束密度の周方向の分布を滑らかにすることができるので、回転電機3のトルク等のリップルを抑制することができる。
Even in the
Accordingly, even if the cross-sectional areas of the
〔実施例4〕
実施例4の固定子1では、図5に示すように、実施例3と異なる態様で特異スロット11bの断面積を通常スロット11aの断面積よりも大きくしている。すなわち、特異スロット11bを形成する3つのティース6(これら3つのティース6は周方向に並んでいる。)の内、周方向両端の2つのティース6を真ん中のティース6に向って傾斜させることで、特異スロット11bの断面積を通常スロット11aの断面積よりも大きくしている。
Example 4
In the
〔実施例5の構成〕
実施例5の固定子1の構成を、図6および図7を用いて説明する。
実施例5の固定子1は、極数が8、スロット11またはティース6の数が24であり、巻線7の総数は15であって相毎に5つの巻線7が存在する。また、24個のスロット11の内、特異スロット11bが3個であり、これら3個の特異スロット11bには、それぞれ、3つの巻線7が入っている(通常スロット11aは21個である。)。そして、展開鉄心5は、1つの特異スロット11bを周方向の中間で1/2に分割するように設けられている。
[Configuration of Example 5]
The structure of the
In the
実施例5の巻線7は、電気角180度ピッチの巻線7a、電気角120度ピッチの巻線7bおよび電気角60度ピッチの巻線7cいずれかである。そして、実施例5の巻線7の配置には、巻線7cの周方向一方側に巻線7bが巻線7cと周方向に重なることなく位置する特定配置15が存在する。
The winding 7 of the fifth embodiment is any one of a winding 7a having an electrical angle of 180 degrees, a winding 7b having an electrical angle of 120 degrees, and a winding 7c having an electrical angle of 60 degrees. In the arrangement of the winding 7 in the fifth embodiment, there is a
また、特定配置15に含まれる2つの巻線7b、7cは互いに同相である。さらに、実施例5の固定子1には特定配置15が3つ存在し、3つの特定配置15は、互いに相の構成が異なる(以下、特定配置15の内、巻線7cがU相、V相、W相であるものを、それぞれ、第1、第2、第3の特定配置15A、15B、15Cと呼ぶことがある。)。
The two
以上により、実施例5の固定子1によれば、巻線7は、例えば、次のような配置となっている。
まず、W相の巻線7bがティース61、62に跨って装着され、V相の巻線7aがティース62〜64に跨って装着されている。また、U相の巻線7aがティース64〜66に跨って装着され、W相の巻線7aがティース66〜68に跨って装着されている。そして、V相の巻線7cがティース68に装着されている。
As described above, according to the
First, the winding 7b of the W-phase are mounted across the
続いて、V相の巻線7bがティース69、610に跨って装着され、U相の巻線7aがティース610〜612に跨って装着されている。また、W相の巻線7aがティース612〜614に跨って装着され、V相の巻線7aがティース614〜616に跨って装着されている。そして、U相の巻線7cがティース616に装着されている。
さらに、U相の巻線7bがティース617、618に跨って装着され、W相の巻線7aがティース618〜620に跨って装着されている。また、V相の巻線7aがティース620〜622に跨って装着され、U相の巻線7aがティース622〜624に跨って装着されている。そして、W相の巻線7cがティース624に装着されている。
Subsequently, the V-phase winding 7 b is mounted across the
Furthermore, the winding 7b of the U-phase are mounted across the teeth 6 17, 6 to 18, W-phase winding 7a is mounted across the teeth 6 18-6 20. Also, the
そして、ティース68に装着されたV相の巻線7c、および、ティース69、610に装着されたV相の巻線7bにより第2の特定配置15Bが形成されている。また、ティース616に装着されたU相の巻線7c、および、ティース617、618に装着されたU相の巻線7bにより第1の特定配置15Aが形成されている。
Then, the V-phase winding 7c mounted on the teeth 6 8, and the second
さらに、ティース624に装着されたW相の巻線7c、および、ティース61、62に装着されたW相の巻線7bにより第3の特定配置15Cが形成されている。
なお、実施例1の固定子1によれば、第3の特定配置15Cを構成する巻線7cおよび巻線7bを、それぞれ、展開鉄心5の周方向一端、他端に配置している。
Furthermore, the winding 7c of the W-phase which is mounted on the teeth 6 24, and a third
According to the
ここで、第1の特定配置15Aに含まれる2つの巻線7b、7cと同相であり、かつ、第1の特定配置15Aに含まれない巻線7と、第1の特定配置15Aに含まれる2つの巻線7b、7cとは、起磁力のベクトルが内外同じ向きとなるように設けられている。すなわち、ティース616に装着されたU相の巻線7c、および、ティース617、618に装着されたU相の巻線7bと、他のU相の巻線7aとは、起磁力のベクトルが内外同じ向きとなるように設けられている。
Here, the winding 7 is in phase with the two
同様に、第2の特定配置15Bに含まれる2つの巻線7b、7cと同相であり、かつ、第2の特定配置15Bに含まれない巻線7と、第2の特定配置15Bに含まれる2つの巻線7b、7cとは、起磁力のベクトルが内外同じ向きとなるように設けられている。すなわち、ティース68に装着されたV相の巻線7c、および、ティース69、610に装着されたV相の巻線7bと、他のV相の巻線7aとは、起磁力のベクトルが内外同じ向きとなるように設けられている。
Similarly, the winding 7 is in phase with the two
同様に、第3の特定配置15Cに含まれる2つの巻線7b、7cと同相であり、かつ、第3の特定配置15Cに含まれない巻線7と、第3の特定配置15Cに含まれる2つの巻線7b、7cとは、起磁力のベクトルが内外同じ向きとなるように設けられている。すなわち、ティース624に装着されたW相の巻線7c、および、ティース61、62に装着されたW相の巻線7bと、他のW相の巻線7aとは、起磁力のベクトルが内外同じ向きとなるように設けられている。
Similarly, the winding 7 is in phase with the two
〔実施例5の効果〕
実施例5の固定子1によれば、巻線7cの周方向一方側に巻線7bが巻線7cと周方向に重なることなく位置する特定配置15が存在する。また、特定配置15に含まれる2つの巻線7b、7cは互いに同相である。さらに、第1の特定配置15Aに含まれる巻線7b、7c(ティース616に装着されたU相の巻線7c、および、ティース617、618に装着されたU相の巻線7b)と、第1の特定配置15Aに含まれる巻線7b、7cと同相であり、かつ、第1の特定配置15Aに含まれない巻線7(他のU相の巻線7a)とは、起磁力のベクトルが内外同じ向きとなるように設けられている。
[Effect of Example 5]
According to the
また、第2、第3の特定配置15B、15Cに含まれる巻線7b、7cについても、同様に設けられている。
これにより、実施例1〜4と同様に、展開鉄心5を利用する固定子1の製造方法において、巻線分割体を使用せずに全節集中巻き相当の固定子1を製造することができる。
The
Thereby, like Example 1-4, in the manufacturing method of the
また、実施例5の固定子1では、特定配置15が3つ存在し、3つの特定配置15は、互いに相の構成が異なる。このため、各相で発生する誘起電圧やトルク等を均等に保って3相間のバランスをとることができる。
In the
〔変形例〕
固定子1の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例の固定子1は、内径側に回転子2が配されるインナーロータ型の回転電機3を構成していたが、外径側に回転子2が配されるアウターロータ型の回転電機3を構成してもよい。
また、実施例5の特定配置15によれば、巻線7cの周方向一方側に巻線7bが配置されていたが、巻線7cの周方向他方側に7bを配置してもよい。
[Modification]
The aspect of the
For example, the
Further, according to the
また、固定子1の極数、スロット11またはティース6の数、通常スロット11aや特異スロット11bの数、特定配置13、15の数等について実施例にて採用された数値以外の数値を採用してもよい。
Also, numerical values other than those employed in the embodiment are adopted for the number of poles of the
例えば、実施例1、実施例3〜5の固定子1には特定配置13、15が3つ存在し、実施例2の固定子1には特定配置13が6つ存在したが、図8や図9に示すように、特定配置13、15を1つのみ存在させてもよい。また、図10に示すように、特定配置15を6つ存在させるとともに、機械角180度で対向する2つの特定配置15からなる組合せを3つ形成し、それぞれの組合せにおいて、互いに相の構成を同一にしてもよい。
For example, there are three
この場合、特定配置15が存在する固定子1において、ラジアル力のバランスをとることができる。
また、実施例の固定子1によれば、極数が8であったが、例えば、極数を4や12にしてもよい。
In this case, the radial force can be balanced in the
Further, according to the
以下の表1に、特定配置13を有する固定子1において、極数を4、8、12の各々とした場合の巻線7の総数、巻線7a〜7cそれぞれの数、および巻線係数の理論算出値を示す。
〔表1〕
Table 1 below shows the total number of
[Table 1]
また、表2に、特定配置15を有する固定子1において、極数を4、8、12の各々とした場合の巻線7の総数、巻線7a〜7cそれぞれの数、および巻線係数の理論算出値を示す。
〔表2〕
Table 2 shows the total number of
[Table 2]
さらに、実施例の固定子1は、特定配置13、15のいずれか一方のみを有していたが、1つの固定子1に特定配置13、15の両方を設けてもよい。
また、特異スロット11bの拡大は、特定配置13を有する固定子1において例示したが(実施例3、4参照。)、特定配置15を有する固定子1においも、特異スロット11bを拡大してもよい。
Furthermore, although the
Further, the enlargement of the
ここで、巻線係数が同等の場合、特定配置15を有する固定子1は、特定配置13を有する固定子1よりも特異スロット11bの数が少ない。例えば、実施例1の固定子1では特異スロット11bの数が6であるのに対し、実施例5の固定子1では特異スロット11bの数が3つである。また、表1の4行目と表2の4行目とにより、実施例1の固定子1と、実施例5の固定子1とは巻線係数が同等である。
したがって、巻線係数が同等の場合、特定配置15を有する固定子1では、特定配置13を有する固定子1よりも、特異スロット11bの拡大に伴って変形すべきティース6の本数を減らすことができる。
Here, when the winding coefficients are equal, the
Therefore, when the winding coefficients are equal, in the
なお、特定配置13を有する固定子1では、特定配置15を有する固定子1よりも、特異スロット11bに入る巻線7の数が少ない(実施例1では1つの特異スロット11bに2つの巻線7が入るのに対し、実施例5では1つの特異スロット11bに3つの巻線7が入る。)。このため、特定配置13を有する固定子1では、特定配置15を有する固定子1よりも、特異スロット11bの拡大に伴うティース6の変形量を抑制することができる。また、特定配置13を有する固定子1の方が特定配置15を有する固定子1よりも、特異スロット11bへの巻線7の装着が容易になる。
In the
さらに、実施例3、4の固定子1によれば、ティース6を細くしたり、傾斜させたりすることで、特異スロット11bを拡大して特定配置13における巻線7同士の重なりを阻止していたが、例えば、ティース6を変形せずに、特異スロット11bに入る巻線7を他の巻線7よりも細くすることで、巻線7同士の重なりを阻止してもよい。
Furthermore, according to the
1 固定子 3 回転電機 4 固定子鉄心 6 ティース 7、7a、7b、7c 巻線 13、15 特定配置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
それぞれの巻線(7)は、電気角180度ピッチ、電気角120度ピッチおよび電気角60度ピッチのいずれかであり、
電気角60度ピッチの巻線(7c)の周方向一方側、他方側それぞれの側に電気角120度ピッチの巻線(7b)が電気角60度ピッチの巻線(7c)と周方向に重なることなく位置する特定配置(13)が存在し、
この特定配置(13)に含まれる3つの巻線(7b、7c)は全て互いに異相であり、
前記特定配置(13)に含まれる電気角60度ピッチの巻線(7c)と同相であり、かつ、前記特定配置(13)に含まれない巻線(7a、7b)と、前記特定配置(13)に含まれる電気角60度ピッチの巻線(7c)とは、起磁力のベクトルが内外逆向きとなるように設けられていることを特徴とする回転電機(3)の固定子(1)。 A winding (7) having three phases is attached to the teeth (6) of the stator core (4) expanded in a straight line, and the stator core (4) is bent and the ends are integrated to form an annular shape. In the stator (1) of the rotating electrical machine (3) provided by
Each winding (7) has one of an electrical angle of 180 ° pitch, an electrical angle of 120 ° pitch, and an electrical angle of 60 ° pitch,
A winding (7b) having an electrical angle of 120 degrees is arranged in the circumferential direction with a winding (7c) having an electrical angle of 60 degrees on one side and the other side of the winding (7c) having an electrical angle of 60 degrees. There is a specific arrangement (13) located without overlapping,
The three windings (7b, 7c) included in this specific arrangement (13) are all out of phase with each other,
The windings (7a, 7b) that are in phase with the winding (7c) having an electrical angle of 60 degrees included in the specific arrangement (13) and are not included in the specific arrangement (13), and the specific arrangement ( The stator (1) of the rotating electrical machine (3) is characterized in that the coil (7c) with an electrical angle of 60 degrees included in 13) is provided so that the magnetomotive force vector is in the opposite direction. ).
それぞれの巻線(7)は、電気角180度ピッチ、電気角120度ピッチおよび電気角60度ピッチのいずれかであり、
電気角60度ピッチの巻線(7c)の周方向一方側、他方側のいずれかの側に電気角120度ピッチの巻線(7b)が電気角60度ピッチの巻線(7c)と周方向に重なることなく位置する特定配置(15)が存在し、
この特定配置(15)に含まれる2つの巻線(7b、7c)は互いに同相であり、
前記特定配置(15)に含まれる2つの巻線(7b、7c)と同相であり、かつ、前記特定配置(15)に含まれない巻線(7a)と、前記特定配置(15)に含まれる2つの巻線(7b、7c)とは、起磁力のベクトルが内外同じ向きとなるように設けられていることを特徴とする回転電機(3)の固定子(1)。 A winding (7) having three phases is attached to the teeth (6) of the stator core (4) expanded in a straight line, and the stator core (4) is bent and the ends are integrated to form an annular shape. In the stator (1) of the rotating electrical machine (3) provided by
Each winding (7) has one of an electrical angle of 180 ° pitch, an electrical angle of 120 ° pitch, and an electrical angle of 60 ° pitch,
A winding (7b) having an electrical angle of 120 ° is wound around a winding (7c) having an electrical angle of 60 ° on either one side or the other side in the circumferential direction of the winding (7c) having an electrical angle of 60 °. There is a specific arrangement (15) located without overlapping in the direction,
The two windings (7b, 7c) included in this specific arrangement (15) are in phase with each other,
The winding (7a) that is in phase with the two windings (7b, 7c) included in the specific arrangement (15) and is not included in the specific arrangement (15), and included in the specific arrangement (15) The two windings (7b, 7c) are provided so that the magnetomotive force vectors are in the same direction inside and outside the stator (1) of the rotating electrical machine (3).
前記特定配置(13、15)が3つ存在し、3つの前記特定配置(13、15)は、互いに相の構成が異なることを特徴とする回転電機(3)の固定子(1)。 In the stator (1) of the rotating electrical machine (3) according to claim 1 or 2,
The stator (1) of the rotating electrical machine (3), wherein the three specific arrangements (13, 15) exist, and the three specific arrangements (13, 15) have different phase configurations.
前記特定配置(13、15)が6つ存在し、6つの前記特定配置(13、15)は、機械角180度で対向する2つの前記特定配置(13、15)からなる組合せを3つ形成し、それぞれの組合せでは、互いに相の構成が同じであることを特徴とする回転電機(3)の固定子(1)。 In the stator (1) of the rotating electrical machine (3) according to claim 3,
There are six specific arrangements (13, 15), and the six specific arrangements (13, 15) form three combinations of the two specific arrangements (13, 15) facing each other at a mechanical angle of 180 degrees. In each combination, the stator (1) of the rotating electrical machine (3) is characterized by having the same phase configuration.
前記特定配置(13、15)を形成する複数の巻線(7)が入る特異スロット(11b)が存在し、この特異スロット(11b)の径方向に垂直な断面積は、他のスロット(11a)の径方向に垂直な断面積よりも大きいことを特徴とする回転電機(3)の固定子(1)。 In the stator (1) of the rotating electrical machine (3) according to any one of claims 1 to 4,
There is a singular slot (11b) into which a plurality of windings (7) forming the specific arrangement (13, 15) is present, and the cross-sectional area perpendicular to the radial direction of the singular slot (11b) The stator (1) of the rotating electrical machine (3) is larger than the cross-sectional area perpendicular to the radial direction.
前記ティース(6)の先端には、周方向の一方側、他方側それぞれの側に伸びる凸部(6a)が設けられ、
1つのスロット(11)を形成する2つの前記ティース(6)のそれぞれから伸びる前記凸部(6a)同士の周方向の距離は、全てのスロット(11)において等しいことを特徴とする回転電機(3)の固定子(1)。 In the stator (1) of the rotating electrical machine (3) according to claim 5,
The tip of the tooth (6) is provided with a convex portion (6a) extending to one side and the other side in the circumferential direction,
A rotating electrical machine characterized in that the circumferential distance between the convex portions (6a) extending from each of the two teeth (6) forming one slot (11) is equal in all the slots (11). 3) Stator (1).
前記特定配置(13、15)を形成する複数の巻線(7)が入る特異スロット(11b)が存在し、この特異スロット(11b)に入る巻線(7)は、他の巻線(7)よりも細いことを特徴とする回転電機(3)の固定子(1)。 In the stator (1) of the rotating electrical machine (3) according to claims 1 to 6,
There is a singular slot (11b) in which a plurality of windings (7) forming the specific arrangement (13, 15) is inserted, and the winding (7) entering the singular slot (11b) is another winding (7). The stator (1) of the rotating electrical machine (3), characterized in that it is thinner than.
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Cited By (1)
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JP2018042328A (en) * | 2016-09-05 | 2018-03-15 | 株式会社豊田中央研究所 | Polyphase winding and rotary electric machine |
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2013
- 2013-09-06 JP JP2013184940A patent/JP2015053790A/en active Pending
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