JP2016158452A - Stator for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機用ステータ、特にコイルから端子部材に導通する動力線の構成に関する。 The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine, and more particularly to a configuration of a power line that conducts from a coil to a terminal member.
例えば、特許文献1には、バッテリとモータとの間に接続される電力変換装置において、隣接バスバー間のインダクタンスを低減することによりサージ電圧を低減することを課題とした配電部材が記載されている。この配電部材は、電力変換装置内のパワーモジュールに接続される第1端子部と、モータに接続される第2端子部とを有し、同相の第1端子部と第2端子部とを接続する複数の導電性部材を備える。また、導電性部材は、導体と、導体を被覆する絶縁層と、絶縁層を被覆する半導電層とを有する。そして、異相の導電性部材の半導電層同士が、各導電性部材の少なくとも一カ所において互いに接触している。 For example, Patent Document 1 describes a power distribution device that has a problem of reducing a surge voltage by reducing inductance between adjacent bus bars in a power conversion device connected between a battery and a motor. . This power distribution member has a first terminal connected to the power module in the power converter and a second terminal connected to the motor, and connects the first terminal and the second terminal in the same phase. A plurality of conductive members. The conductive member includes a conductor, an insulating layer that covers the conductor, and a semiconductive layer that covers the insulating layer. And the semiconductive layers of the different-phase conductive members are in contact with each other at at least one location of each conductive member.
上記特許文献1に記載の配電部材では、電力変換装置とモータとの間を電気的に接続する各相の導電性部材間のインダクタンスを低減してサージ電圧を抑制することができるが、モータ入力部においてサージ電圧が重畳される場合があり、モータでのサージ電圧が大きくなる可能性がある。 In the power distribution member described in Patent Document 1, it is possible to reduce the inductance between the conductive members of the respective phases that electrically connect the power converter and the motor to suppress the surge voltage. In some cases, a surge voltage may be superimposed on the motor, and the surge voltage at the motor may increase.
本発明の目的は、モータ入力部における異相動力線間のインダクタンスを小さくしてサージ電圧を低減することができる回転電機用ステータを提供することである。 The objective of this invention is providing the stator for rotary electric machines which can reduce a surge voltage by making the inductance between the different phase power lines in a motor input part small.
本発明に係る回転電機用ステータは、ステータコアと、このステータコアに巻装される複数相のコイルからなるステータコイルとを備える回転電機用ステータであって、前記複数相のコイルは一端部が互いに接続され他端部が前記ステータの軸方向端部にそれぞれ引き出され、これらの引き出された各他端部はそれぞれ動力線を介して各相の端子部材に接続されており、前記各動力線は、その長手方向の少なくとも一部において接触または近接して延伸するものである。 A stator for a rotating electrical machine according to the present invention is a stator for a rotating electrical machine including a stator core and a stator coil formed of a plurality of coils wound around the stator core, and one end portions of the plurality of coils are connected to each other. And the other end portions are drawn out to the axial end portions of the stator, and the other drawn out end portions are connected to the terminal members of the respective phases via power lines, respectively. It extends in contact or close proximity in at least part of its longitudinal direction.
本発明に係る回転電機用ステータによれば、モータ入力部を構成する各相の動力線がその長手方向の少なくとも一部において接触または近接して延伸している。これにより、異相動力線間のインダクタンスが小さくなり、その結果、ステータコイルに入力されるサージ電圧を低減することができる。 According to the stator for a rotating electrical machine according to the present invention, the power lines of the respective phases constituting the motor input section are extended in contact with or close to each other in at least a part of the longitudinal direction. Thereby, the inductance between different phase power lines becomes small, and as a result, the surge voltage input to the stator coil can be reduced.
以下に、本発明に係る実施の形態(以下、実施形態という)について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like. In addition, when a plurality of embodiments and modifications are included in the following, it is assumed from the beginning that these characteristic portions are used in appropriate combinations.
図1は、バッテリ10、電力変換装置12およびモータ14を含むシステム100の概略構成図である。このシステム100は、例えば、ハイブリッド車両、電気自動車、燃料電池車等の電動車両に搭載される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
バッテリ10は、モータ14を駆動する電力を出力する電源装置であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池が好適に用いられる。バッテリ10から出力される直流電源は、電力ライン11a,11bを介して電力変換装置12に出力される。
The
電力変換装置12は、インバータを含んで構成され、バッテリ10から供給される直流電圧を交流電圧に変換してモータ14へ出力する。また、電力変換装置12は、インバータに加えて、バッテリ10から入力される直流電圧を昇圧してインバータへ出力する昇圧コンバータを含んでもよい。
The
モータ14は、電力変換装置12から入力される交流電力によって回転駆動される交流モータである。モータ14には、例えば三相交流モータが好適に用いられる。モータ14は、電力変換装置12から入力される交流電力によって回転駆動され、走行用動力を出力する。また、モータ14は、発電機としても機能する。具体的には、車両の制動時等に車輪からモータ14に動力が入力され、これにより回生発電を行う。このとき発電された交流電力は、電力変換装置12によって直流電力に変換され、必要に応じて降圧されて、バッテリ10に充電される。
The
モータ14は、モータ入力部の一部を構成する3つの端子部材16u,16v,16wを備える。電力変換装置12から延びる3本のケーブル13u,13v,13wがモータ14の入力部を構成する端子部材16u,16v,16wにそれぞれ接続されている。これにより、電力変換装置12とモータ14との間で電力の授受が可能になっている。
The
図2は、モータ入力部を含むステータの一部を示す斜視図である。また、図3は、図2中におけるA−A線断面図である。 FIG. 2 is a perspective view showing a part of the stator including the motor input unit. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
図2に示されるように、モータ14は、ステータ18と、図示しないロータとを備える。ステータ18は、円筒状のステータコア20と、ステータコア20の内周側に巻装されたステータコイル22を有する。本実施形態のモータ14は三相交流モータであるため、ステータコイル22は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルの3つの相コイルによって構成される。
As shown in FIG. 2, the
ステータコイル22を構成する各相コイルの各一端部は、中性点において互いに電気的に接続されている。一方、各相コイルの各他端部は、接続端子24u,24v,24wとして、ステータ18の軸方向端部の外周寄りの位置に引き出されている。3つの接続端子24u,24v,24wは、ステータ18の周方向に間隔をあけて配置されている。
One end of each phase coil constituting the
本実施形態では、各接続端子24u,24v,24wは、各相コイルの他端部にそれぞれ接続されたバスバーの端部で構成されている。ただし、これに限定されるものではなく、各接続端子24u,24v,24wは、各相コイルを構成するコイル導線の端部によって構成されてもよい。
In this embodiment, each
各相コイルの接続端子24u,24v,24wには、動力線26u,26v,26wの各一端部が例えば溶接等の手法によってそれぞれ接続されている。各動力線26u,26v,26wは、図3(a)に示されるように、例えば銅線等の金属線からなる芯線28と、芯線28の周囲を被覆する樹脂製の絶縁被膜30とを備える。本実施形態では、動力線26u,26v,26wとして断面円形状の導電部材が用いられている。また、各動力線26u,26v,26wの両端部は、絶縁被膜30が除去されて芯線28が露出した状態になっている。これにより、動力線26u,26v,26wの各一端部を対応する接続端子24u,24v,24wに溶接等によって電気的に接続可能になっている。
One end of each of the
図2を再び参照すると、動力線26u,26v,26wの各他端部には、電力変換装置12から延びるケーブル13u,13v,13wが接続される端子部材16u,16v,16wがそれぞれ取り付けられている。端子部材16u,16v,16wは、例えば導電性が良好な金属板によって形成され、圧着、カシメ、溶接等によって動力線26u,26v,26wの各他端部に連結されている。また、端子部材16u,16v,16wには、貫通孔34がそれぞれ形成されている。この貫通孔に例えばネジを挿入して端子部材16u,16v,16wをコネクタ(図示せず)に連結することにより、ステータコイル22の各相コイルが動力線26u,26v,26wを介して各相のケーブル13u,13v,13w(図1参照)にそれぞれ接続されることになる。なお、ケーブル13u,13v,13wと動力線26u,26v,26wとを接続するコネクタは、モータ14が収容されるハウジングに固定配置されている。また、上記動力線26u,26v,26wと上記端子部材16u,16v,16wとがモータ入力部を構成する。
Referring to FIG. 2 again,
本実施形態では、各相接続端子24u,24v,24wにそれぞれ接続される動力線26u,26v,26wは、ステータ18から径方向外側へはみ出して延出している。このように延出する動力線26u,26v,26wは、ステータ18を含むモータ14とこれを収容するハウジングの内壁面との間に形成されるスペースに収納可能である。
In the present embodiment, the
図2および図3(a)に示すように、各動力線26u,26v,26wは、その長手方向(または延伸方向)の一部において接触して延伸している。具体的には、U相動力線26uとW相動力線26wとがX字状に交差して絶縁被膜30同士で接触しており、その交差位置においてV相動力線26vがU相動力線26uに対して絶縁被膜30同士で接触している。図3(a)では上から順にW相動力線26w、U相動力線26u、V相動力線26vが一列に並んだ例が示されるが、この順序は適宜に変更可能である。
As shown in FIGS. 2 and 3A, the
なお、図3(b)に示すように、各動力線26u,26v,26wを断面が長方形状の平角線で構成し、各動力線26u,26v,26wの絶縁被膜30の長辺側面同士で接触するように配置してもよい。このように動力線26u,26v,26w同士の接触幅が大きくなることで、各動力線26u,26v,26w間のインダクタンスをより小さくすることができ、サージ電圧の低減により有効である。
As shown in FIG. 3B, each
また、図3(a)に示すように各動力線26u,26v,26wが一列に並んで接触する場合に限らず、1本の動力線が他の2本の動力線に接触するように俵積み状に配置されてもよい。
Further, as shown in FIG. 3 (a), the
さらに、図2に示すように各動力線26u,26v,26wを交差状態で接触させて配置する場合、交差位置において3本の動力線26u,26v,26wを接着剤で固定してもよいし、あるいは、紐や粘着テープ等で結束してもよい。このようにすれば、各動力線26u,26v,26wが接触した状態を安定して維持することができ、各動力線26u,26v,26wの振動によって騒音が生じるのを効果的に抑制できる。
Further, when the
図4(a)〜(d)はモータ入力部における異相動力線の配置を示す平面図であり、(a)は比較例を示し、(b)〜(d)は本実施形態の配置例を示す。図4において各相の動力線26u,26v,26wの端部に接続される端子部材16u,16v,16wが円環状に示されている点が図2と相違する。
4A to 4D are plan views showing the arrangement of different-phase power lines in the motor input unit, FIG. 4A shows a comparative example, and FIGS. 4B to 4D show arrangement examples of the present embodiment. Show. 4 is different from FIG. 2 in that
電力変換装置12からモータ14に印加される交流電圧に生じるサージ電圧(ΔV)は、回路のインダクタンス(L)と電流変化率(dI/dt)とを用いて、ΔV=L・dI/dtの関係で表される。つまり、回路のインダクタンスが大きくなるほどサージ電圧が増大するため、インダクタンスを低減することによってサージ電圧を低減することができる。また、上記特許文献1に記載されるように、回路のインダクタンスは、回路に含まれる配線部材間の距離に比例して増減することが知られている。
The surge voltage (ΔV) generated in the AC voltage applied from the
本実施形態に則していえば、電力変換装置12とモータ14とを接続する各相のケーブル13u,13v,13wを互いに接触させた状態に配置することで、電力変換装置12およびモータ14間での回路のインダクタンスを低減することができ、サージ電圧を低減することができる。しかし、モータ14においてモータ入力部を構成する各相の動力線間の距離が離れていると、このモータ入力部におけるインダクタンスが大きくなってサージ電圧が重畳されることが起こり得る。
According to the present embodiment, the
これに対し、本実施形態におけるモータ14のステータ18では、図2および図4(b)に示すように、各相の動力線26u,26v,26wをその長手方向の一部で接触させて配置していることで、モータ入力部におけるインダクタンスが小さくなり、その結果、モータ入力部におけるサージ電圧を低減できる。これにより、モータ14のステータコイル22の絶縁信頼性が向上する。
On the other hand, in the
また、このようにステータコイル22に印加される交流電圧に重畳されるサージ電圧を低減できることで、ステータコイル22を構成するコイル導線の絶縁被膜を薄膜化することができる。その結果、ステータ18のスロット間における占積率が向上し、モータ14の損失低減および効率向上を図れる。
In addition, since the surge voltage superimposed on the AC voltage applied to the
図4(c),(d)は、各動力線26u,26v,26wの別の配置例をそれぞれ示す。図4(c)では、各動力線26u,26v,26wは、その長手方向の中間部分が直線状に沿って接触して配置されている。また、図4(d)でも各動力線26u,26v,26wがその長手方向の中間部分で直線状に沿って接触して配置されているが、U相端子部材16uとW相端子部材16wの位置が図4(c)とは入れ替わっている点で相違する。これらの図4(c),(d)に示す動力線26u,26v,26wの配置によっても、図4(b)に関連して説明したのと同様の効果を奏することができる。
4 (c) and 4 (d) show other arrangement examples of the
なお、本発明は、上述した実施形態およびその変形例の構成に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to the structure of embodiment mentioned above and its modification, A various change is possible in the matter described in the claim of this application, and its equivalent range.
例えば、上記においては各動力線26u,26v,26wを接触配置させる例について説明したが、これに限定されるものではなく、各動力線26u,26v,26wの間に隙間があいた状態で近接して配置してもよい。この場合、各動力線26u,26v,26w間の隙間を一定に保つためにスペーサを介在させるのが好ましい。このように各動力線26u,26v,26wを近接して配置した場合にも、各動力線26u,26v,26w間の距離が小さくなることでインダクタンス低減によるサージ電圧を抑制する効果が見込める。
For example, in the above description, the example in which the
10 バッテリ、11a,11b 電力ライン、12 電力変換装置、13u,13v,13w ケーブル、14 モータ、16u,16v,16w 端子部材、18 ステータ、20 ステータコア、22 ステータコイル、24u,24v,24w 接続端子、
26u U相動力線、26v V相動力線、26w W相動力線、28 芯線、30絶 縁被膜、34 貫通孔、100 システム。
10 battery, 11a, 11b power line, 12 power converter, 13u, 13v, 13w cable, 14 motor, 16u, 16v, 16w terminal member, 18 stator, 20 stator core, 22 stator coil, 24u, 24v, 24w connection terminal,
26u U phase power line, 26v V phase power line, 26w W phase power line, 28 core wire, 30 insulation coating, 34 through hole, 100 system.
Claims (1)
前記複数相のコイルは一端部が互いに接続され他端部が前記ステータの軸方向端部にそれぞれ引き出され、これらの引き出された各他端部はそれぞれ動力線を介して各相の端子部材に接続されており、前記各動力線は、その長手方向の少なくとも一部において互いに接触または近接して延伸する、
回転電機用ステータ。 A stator for a rotating electrical machine comprising a stator core and a stator coil composed of a plurality of coils wound around the stator core,
The multi-phase coils have one end connected to each other and the other end pulled out to the axial end of the stator, and the other pulled-out end is connected to a terminal member of each phase via a power line. Each power line extends in contact with or close to each other in at least a part of its longitudinal direction,
Stator for rotating electrical machines.
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JP2015036430A JP2016158452A (en) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Stator for rotary electric machine |
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JP2015036430A JP2016158452A (en) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Stator for rotary electric machine |
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