JP2016502392A - 電気機械 - Google Patents

Abstract

電気機械は、ａ）奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の第１のセットを含む第１の起磁力を提供するための第１の手段であって、起磁力空間高調波の第１のセット内の各高調波は、それぞれの振幅を有し、起磁力空間高調波の第１のセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、起磁力空間高調波の第１のセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含む、第１の手段と、ｂ）奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の第２のセットを含む第２の起磁力を提供するための第２の手段であって、起磁力空間高調波の第２のセット内の各高調波は、それぞれの振幅を有し、起磁力空間高調波の第２のセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、起磁力空間高調波の第２のセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含む、第２の手段とを備え、第１の手段および第２の手段の正味の効果は、奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の結果として得られたセットを含む結果として得られた起磁力を提供し、起磁力空間高調波の結果として得られたセット内の各高調波は、それぞれの振幅を有し、起磁力空間高調波の結果として得られたセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、起磁力空間高調波の結果として得られたセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含み、起磁力空間高調波の結果として得られたセットの支配的な望ましくない高調波の振幅は、高調波の第１のセットおよび第２のセットの支配的な望ましくない高調波の振幅に対して少なくとも低減される。

Description

本明細書で説明される実施形態は、電気機械に関する。

電動機および発電機は、電気機械の例である。電動機は、電気的入力を機械的出力に変換する。発電機は、機械的入力を電気的出力に変換する。

本発明の実施形態は、背景の装置に対する改善を提供する。

本発明は、起磁力高調波の望ましくない高調波成分を効率良く除去することが可能な、改善された電気機械の装置、および、その除去処理の方法を提供することにある。

電気機械は、ａ）奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の第１のセットを含む第１の起磁力を提供するための第１の手段であって、起磁力空間高調波の第１のセット内の各高調波は、それぞれの振幅を有し、起磁力空間高調波の第１のセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、起磁力空間高調波の第１のセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含む、第１の手段と、ｂ）奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の第２のセットを含む第２の起磁力を提供するための第２の手段であって、起磁力空間高調波の第２のセット内の各高調波は、それぞれの振幅を有し、起磁力空間高調波の第２のセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、起磁力空間高調波の第２のセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含む、第２の手段とを備え、第１の手段および第２の手段の正味の効果は、奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の結果として得られたセットを含む結果として得られた起磁力を提供し、起磁力空間高調波の結果として得られたセット内の各高調波は、それぞれの振幅を有し、起磁力空間高調波の結果として得られたセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、起磁力空間高調波の結果として得られたセットの奇数サブセットまたは偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含み、起磁力空間高調波の結果として得られたセットの支配的な望ましくない高調波の振幅は、高調波の第１のセットおよび第２のセットの支配的な望ましくない高調波の振幅に対して少なくとも低減される。

これ以降、実施形態が、添付の図面を参照して、例によって、さらに説明される。
電気機械のステータを示す図である。 図１の電気機械についての起磁力高調波のグラフである。 本発明の実施形態による、電気機械の端面投影図である。 図３の電気機械のステータを示す図である。 図３および図４の電気機械についての起磁力高調波のグラフである。 本発明の実施形態による、電気機械で使用するためのステータを示す図である。 図６の電気機械についての起磁力高調波のグラフである。 本発明の実施形態による、電気機械で使用するためのステータを示す図である。 図８の電気機械についての起磁力高調波のグラフである。 本発明の実施形態による、電気機械で使用するためのステータを示す図である。 本発明による、電気機械で使用するためのステータを示す図である。 本発明の実施形態による、電気機械の端面を示す図である。 本発明の実施形態による、電気機械の端面を示す図である。 本発明の実施形態による、電気機械の端面を示す図である。

電気機械は、一般に、ロータと、ステータとを備え、どちらも、関連する磁界を有する。ステータとロータは、それらの間のエアギャップを用いてジャーナル（ｊｏｕｒｎａｌ）される。ロータがステータに対して動く場合（リニア機械では直線的な、回転機械では回転する）移動する磁界が、エアギャップ内にステータによって形成され、ロータ磁界と相互作用を行って、電気機械エネルギー変換を発生させる。ある機械は、機械のｑ値が、
ｑ＝Ｎ／（ｍ×２ｐ）
によって与えられる分数である、毎極毎相分数スロット（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ｓｌｏｔ ｐｅｒ ｐｈａｓｅ ｐｅｒ ｐｏｌｅ）機械であり、ここで、Ｎは、ステータにおけるスロットの数であり、ｐは、極対の数であり、ｍは、機械における相の数である。

毎極毎相分数スロット機械に対して、多くの実現可能なスロットと極の組み合わせが存在する。これらの組み合わせのサブセットは、関係Ｎ＝２ｐ±１によって定義される。３相機械の場合、Ｎは、３で割り切れなければならず、相間の電気角度（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄｅｇｒｅｅ）の位相シフトは、±２πｋ＋２π／３電気角度に等しくなければならず、ここで、ｋ＝０、１、２、．．．である。この定義を満たすスロットと極の組み合わせが、ｐが４ないし２３の場合について、表１に列挙されている。

（スロットと極対に対して同じ整数倍を使用すれば）表１における与えられたスロットと極の組み合わせのスロット数および極数の任意の整数倍も、同じｑを有する実現可能な組み合わせをもたらす。例えば、表１の第１行に基づいて、１８スロットおよび８極対（すなわち、２×９スロットおよび２×４極対）、２７スロットおよび１２極対（すなわち、３×９スロットおよび３×４極対）などがもたらされ、すべてが、ｑ＝３／８を有する。Ｎ＝２ｐ±１を用いる機械設計は、高いトルク能力および低いトルクリップルなどの、分数スロット永久磁石機械の利点を有するが、ステータとロータの間のエアギャップにおいて、多数の望ましくない起磁力（ｍｍｆ）高調波、および平衡していない垂直の（半径方向の）磁力をもたらす。

図１は、表１における４極対の例に従ったステータ１を示している。ステータが、リニア機械またはロータリ機械のためのリニアステータとして示されており、ここでは、説明の目的で、環状ステータが平らに展開されている（ロータは図示されていない）。ステータは、９つのスロット２を備え、各々は、相巻線３のセットのコイル巻線を含む。励磁されると、コイルは、起磁力（ｍｍｆ）成分を有する磁界を発生させる。ｍｍｆ成分は、２π機械角ラジアン（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｒａｄｉａｎ）の基本周期を有する一連の高調波によって、ステータの長さ方向に沿って表される（リニア機械の場合、各スロットは、２ｐｔ／Ｎの機械的な長さに等価な２π／Ｎ機械角ラジアンだけ隣のスロットから変位させられ、ここで、ｔは、極ピッチである）。コイル内の電流は時間につれて変化するのでｍｍｆ成分が変化し、ｍｍｆ高調波がステータの長さ方向に沿って移動する磁界を発生させる。

４極対９スロット機械のｍｍｆ高調波についての正規化された高調波分布４が、図２に示されている。各高調波の振幅は、最大振幅高調波の振幅に対して正規化されている。ｍｍｆ高調波は、機械の３相性のために、ｎ＝１、４、７、．．．の場合の正回転高調波と、ｎ＝２、５、８、．．．の場合の逆回転高調波と、ゼロトリプレン（ｚｅｒｏ ｔｒｉｐｌｅｎ）高調波（すなわち、ｎ＝３、６、９、．．．）とを含む。しかしながら、４極対機械の場合、第４ｍｍｆ高調波だけが、ロータの磁界と相互作用を行って、連続トルクを発生させる。したがって、第４高調波は、支配的な作用する高調波（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｗｏｒｋｉｎｇ ｈａｒｍｏｎｉｃ）とも呼ばれる。ロータにおける極対の数は、支配的な高調波がロータの極対の数と同じ数のピーク（または極）を波形に有するように、選択される。したがって、支配的な高調波は、機械にトルクを提供する。相対的に大きな大きさを有し、ロータに対して２倍の速さで回転する他の高調波、特に第５は、局所化されたコア飽和、追加的な鉄損、および磁石内における渦電流損など、望ましくない効果を引き起こす。したがって、第５高調波は、支配的な望ましくない高調波（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｕｎｄｅｓｉｒａｂｌｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ）６と呼ばれる。

望ましくない高調波は、ロータに対して異なる速さで回転し、局所化されたコア飽和、追加的な鉄損、および磁石内における渦電流損など、先に説明されたような、望ましくない効果を引き起こす。支配的な望ましくない高調波は、最も望ましくない効果を引き起こし、Ｎ＝２ｐ±１機械では、支配的な望ましくない高調波は、一連の高調波における作用する高調波の前または後の高調波である。支配的な作用する高調波に近いことも、それが支配的な望ましくない高調波と呼ばれる一因である。しかしながら、支配的な作用する高調波と支配的な望ましくない高調波は、異なるセット（例えば、偶数サブセットと奇数サブセット）内に存在する。

本発明の実施形態は、表１に示されたスロットと極の組み合わせ、および表１に列挙された与えられた組み合わせの整数倍から得られる他の任意の組み合わせと関連するものなど、望ましくないｍｍｆ高調波の数および／または振幅を低減し、平衡していない磁力を排除または低減するための技法に関する。

図３は、本発明の実施形態による、電気機械１０を概略的に示している。機械は、ステータ１２と、ロータ１４とを備える。ステータは、スロット１６と、ティース１８とを備える。図３では、１８個のスロットと、１８個のティースが存在する。しかしながら、これは、Ｎ個のスロットに一般化され得、Ｎは整数であり、今のケースでは、Ｎ＝１８である。ロータ１４は、Ｎ極とＳ極を備える極対２１をなすように配列された、極２０を備える。図３は、４個の極対を備えるロータを示している。極対の数は、ｐ個の極対に一般化され得、ｐは整数である。各スロット２２ａは、２πｐ／Ｎ電気角ラジアン（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｒａｄｉａｎ）または３６０ｐ／Ｎ電気角度だけ、隣のスロット２２ｂからずらされている。したがって、スロットの数Ｎの極対の数ｐに対する関係は、Ｎ＝ｓ（２ｐ±１）によって与えられ、ここでは、ｓ＝２である。

スロットは、不連続スロットの第１のセット２４と、不連続スロットの第２のセット２６とに分離可能である。不連続スロットの第１のセット２４は、相巻線の第１のセット２８を備え、この例では、３つの相巻線Ａ１、Ｂ１、Ｃ１を備える。不連続スロットの第２のセット２６は、相巻線の第２のセット３０を備え、この例では、３つの相巻線Ａ２、Ｂ２、Ｃ２を備える。図３の例では、不連続スロットの第１のセット２４は、（直線または円周をなす）スロットの第１のセット内の任意のスロット対の間に、スロットの第２のセット２６に属するスロットが少なくとも１つ存在するので、不連続である。スロットセットは、スロットセットのスロットどうしの間にアクティブなスロットが存在するように、不連続であることに留意されたい。スロットセットの２つのスロットどうしの間に配置されたダミースロットが、不連続という用語の使用を可能にすることができる。相巻線Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２の各々は、エンドコイル部分２８ｃ、３０ｃによって端部において接続された第１のコイル部分２８ａ、３０ａと第２のコイル部分２８ｂ、３０ｂとを有する、コイル３１を備える（図３には、ただ１つのエンド巻線が見えている）。第１のコイル部分および第２のコイル部分の各々は、例えば、第１のコイル部分２８ａがスロット２４ａ内に存在し、第２のコイル部分２８ｂがスロット２４ｂ内に存在するように、スロット１６内に配置される。図３は、断面図であり、したがって、第１のコイル部分および第２のコイル部分は図の奥に延びていることに留意されたい。図３の実施形態では、第１の相巻線Ａ１、Ｂ１、Ｃ１は、第２の相巻線Ａ２、Ｂ２、Ｃ２から、９スロットだけずらされている。これは、π機械角ラジアンまたは１８０機械角度（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｅｇｒｅｅ）に対応する。

図４は、平らに展開された機械１０のステータ１２を示している。この機械は、この図には示されていない、４極対ロータとともに機能するように構成されている。相巻線セットは、やはり、ラベルＡ１、Ｂ１、Ｃ１およびＡ２、Ｂ２、Ｃ２を用いて示され、各々は、３つの相巻線、すなわち、Ａ、Ｂ、Ｃを含む。各相巻線は、電気的に接続された３つの励磁可能なコイルを備える。各コイルは励磁方向を有し、この方向はコイルの周りを電流が流れる方向である。モータ構成では、励磁方向は、変化しないが、交流電源からの電流方向は、変化する。コイルの励磁方向は、各スロット巻線（図３の２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ）に、＋または−によって表される励磁方向をもたせる。図３の例では、第１のスロット巻線と第２のスロット巻線の励磁方向は、互いに反対である。各スロット巻線における励磁方向は、コイルの極性を生み出す。第１の相巻線セットにおける各相巻線Ａ１、Ｂ１、Ｃ１は、第２の相巻線セットにおける対応する相巻線Ａ２、Ｂ２、Ｃ２を有し、すなわち、Ａ１とＡ２が対応し、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２も同様である。

対応する相巻線（例えば、要素３１と３１’）は、９スロットだけずらされている。言及されたように、各スロットは、２πｐ／Ｎ電気角ラジアンだけずらされている。したがって、目下の例では、対応する相部分は、１８πｐ／Ｎだけずらされている。このスロットずれφは、ｗ２πｐ／Ｎ電気角ラジアンに一般化され、ここでは、ｗ＝９である。目下の例では、１８個のスロットと４個の極対が存在する。したがって、スロットずれφは、４πに等しい。対応する相巻線、例えば、Ａ１とＡ２は、同じ極性で直列または並列に接続される（すなわち、励磁方向は、ステータに関する各相巻線について同じである）。したがって、それらの相巻線内の交流電流は、同相であり、すなわち、対応する相巻線間に極性ずれθは存在しない。対応する相巻線間のずれの合計は、極性ずれθとスロットずれφの和から見出される。図３および図４に示される実施形態の場合、極性ずれθは、θ＝０である。

図３に戻ると、いくつかの実施形態では、電気機械１０は、電気電動機または発電機として実行することができる。電動機の場合、第１の相巻線セット２８および第２の相巻線セット３０は、３相交流電流を使用して励磁される。これは、機械内に磁界を発生させる。ロータ１４の極２０は、相巻線の磁界によって引き付けられる、または反発される磁石を提供される。したがって、ロータ１４は、磁界のポテンシャルエネルギーを最小化するように回転する。発電機の場合、機械力が、ロータ１４を回転させる。極２０は、磁界を発生させる磁石を提供される。ロータの回転は、ロータ磁界を相巻線セット２８、３０の上で／中を通るように動かし、コイル内に電圧および電流を誘起する。次に、コイル内の電流が、起磁力（ｍｍｆ）成分を発生させる。電流の変動が、各コイルのｍｍｆ成分を変化させる。相巻線セット内のコイルのすべてにわたるｍｍｆ成分の変動は、その相巻線セットの基本正弦波の高調波成分に接近する。各コイルセットについての高調波成分が、上で説明された図２に示されている。ロータが動くにつれ、および／またはコイル内の電流が交流するにつれ、ｍｍｆ高調波は、ステータとロータの間のエアギャップの周りを、またはエアギャップに沿って移動する。ｍｍｆ高調波は、波形の山と谷によって形成される多くの極を有する磁界内を移動する。ロータ１４が回転すると、相巻線の移動する（回転または直線）磁界とロータの磁界との相互作用が、連続トルクを発生させる。

高調波成分は、奇数高調波および偶数高調波に分離可能である。各高調波は次数ｎを有する。機械は、作用する高調波を有する。それらの中に、支配的な作用する高調波が存在し、この高調波は機械にトルクを提供し、ロータにおける極対の数に等しい多くの極対（磁界波形の山と谷）を含み、したがって、支配的な作用する高調波の場合、ｎ＝ｐである。望ましくない高調波も存在し、これには機械の動作に対して最も有害な支配的な望ましくない高調波を含む。Ｎ＝２ｐ±１機械では、支配的な望ましくない高調波は、次数ｎ’を有し、それは、ｐ±１に等しい。目下の例の支配的な作用する高調波は、第４高調波であり、したがって、偶数サブセット内に存在する。支配的な望ましくない高調波は、第５高調波である。

本発明のいくつかの実施形態では第１の相巻線セットからのｍｍｆ高調波は、第２の相巻線セットからのものに建設的または破壊的に干渉する。建設的に干渉する高調波は、保たれる。第１のｍｍｆ成分の第４高調波は、第２のｍｍｆ成分の第４高調波と同相であるので、相巻線セットの配列は、支配的な高調波ｎ＝４を保つ。偶数高調波のすべては、やはり同相であり、したがって、３相システムでは除去される偶数トリプレン（６、１２、１８、．．．）高調波を例外として、維持される。第１の相巻線と第２の相巻線の間の１８０機械角度のずれは、第１のｍｍｆ成分の奇数空間高調波が第２のｍｍｆ成分の奇数空間高調波と位相がずれていることを意味する。したがって、この例では第５高調波である、支配的な望ましくない高調波は、除去される。

図５は、図３および図４を参照して上で説明されたような、４極対ロータの正規化されたｍｍｆ高調波成分３２を示している。高調波成分は、１８０機械角度だけずらされたときの第１の３相巻線セットＡ１、Ｂ１、Ｃ１と第２の３相巻線セットＡ１、Ｂ１、Ｃ１のｍｍｆ成分からの高調波の合成である。結果として得られた磁界の高調波成分が示されている。支配的な作用する高調波３４は、第４高調波であり、支配的な望ましくない高調波は、第５高調波３６である。図５は、支配的な作用する高調波３４は維持されるが、図２に示されるような（要素６）、支配的な望ましくない高調波３６は除去されていることを示している。さらに、先に言及されたように、すべての奇数高調波も除去されている。したがって、１８スロット４極対機械は、低減された数の望ましくない高調波を有し、各ｍｍｆ成分の支配的な望ましくない高調波の相対的な振幅が、少なくとも低減され、好ましくはゼロまで低減されるように、奇数サブセット内の高調波の振幅が、少なくとも低減され、好ましくは除去される。

偶数サブセット内の残りの高調波は、２次、１４次、および２２次高調波を除いて、相対的に小さい大きさを有する。しかしながら、第１４および第２２高調波の波長は、相対的に短いので、これらの高調波に起因する結果として得られた磁界は、ロータに向かう半径方向では、速やかに減衰される。したがって、これらの高調波によって引き起こされる望ましくない効果は、支配的な望ましくない高調波によって引き起こされるものよりもはるかに影響が小さい。さらに、ロータによって見られる第２高調波の周波数は、相対的に低く、結果として得られた望ましくない効果も、支配的な望ましくない高調波によって引き起こされるものよりも著しく小さい。

図１の配列は、選択可能な高調波を除去するように互いに作用し合う複数の相巻線を有さないので、図３ないし図５に関して説明された方法での高調波の除去を可能にしない。

図４に示された巻線構成は、作用する４次空間高調波のための可能なうちで最も高い巻線係数をもたらし、いくつかの実施形態では、毎極毎相分数スロット巻線方式の主要な利点を保ちながら、すべての奇数空間高調波の完全な排除を可能にする。さらに、第１の３相巻線によって発生させられる垂直な磁力は、第２の３相巻線によって発生させられるそれによって除去され、それによって、半径方向における平衡していない磁気引力を排除または低減し、このことは軸受損失、騒音、および振動を低減することに貢献する。

図６は、本発明の実施形態による、別のステータ４０を示している。ステータは、図４に示されたステータのように、第１の相巻線セット４２と、第２の相巻線セット４４とを備える。しかしながら、ステータの周りの相巻線の順序は、５極対ロータ（図示されず）とともに機能するように構成される。したがって、相Ｂと相Ｃの位置は、この方法で機械を構成するために、入れ換えられる。図２のように、対応する相巻線Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２が存在する。対応する相巻線は、９スロット４６の機械的ずれを有する。スロット巻線の方向は、やはり、＋または−によって示される。この例では、対応する相巻線コイルは、互いに反対の励磁方向を有し、すなわち、Ａ１＋からＡ１− ４８ａは、Ａ２−からＡ２＋ ４８ｂに対して９スロットだけずれている。反対の励磁方向は、極性ずれθ＝πに対応する。したがって、第５高調波についてのずれは、５π＋π＝６πに等しく、そのため、５次高調波は、保たれるが、４次高調波は、除去または少なくとも低減される。反対の極性接続を生成するために、直列または並列での巻線の反対端部の接続によって、反対の励磁方向が生成される。

目下の例の支配的な作用する高調波は、第５高調波である。支配的な望ましくない高調波は、第４高調波である。図３ないし図５の例と同様に、第１の相巻線セットのｍｍｆ高調波と第２の相巻線セットのｍｍｆ高調波は、相互作用を行う。ｍｍｆ高調波のずれは、第１の移動磁界の第５（第ｐ）高調波が、第２の移動磁界の第５高調波と同相であることを意味する。奇数高調波のすべては、やはり同相であり、したがって、機械の３相性のために除去される奇数トリプレン（ｔｒｉｐｌｅｎ）（３、９、１５、．．．）高調波を例外として、維持される。ｎが高調波番号であるとして、各高調波についてのｎπ＋πのずれは、第１のｍｍｆ成分の偶数空間高調波が、第２のｍｍｆ成分の偶数空間高調波と位相がずれていることを意味する。各ｍｍｆ成分からの偶数空間高調波の逆位相は、それらの偶数空間高調波の除去を引き起こす。したがって、このケースでは第４高調波である、支配的な望ましくない高調波が除去される。

図７は、図６の例の合成された移動する磁界の正規化された高調波分布５０を示している。支配的な作用する高調波５２（第ｐ）が残っているのが示されている。支配的な望ましくない高調波５４（第ｐ−１）が除去されているのが示されている。支配的な作用する高調波５２は、奇数サブセット内に存在する。支配的な望ましくない高調波５４は、偶数サブセット内に存在する。すべての偶数高調波が除去されている。奇数サブセット内の残っている高調波は、第１、第１３、および第２３を除いて、相対的に小さい大きさを有する。しかしながら、１８スロット４極対機械について説明されたのと同じ理由で、これらの高調波によって引き起こされる望ましくない効果は、はるかに影響が小さく、半径方向の平衡していない磁力は、排除または低減される。

図１ないし図７に関して説明された実施形態は、
Ｎ＝ｓ（２ｐ±１）
によって分類される、毎相毎極分数スロット機械に関し、ここで、Ｎはスロットの数であり、ｐは極の数であり、ｓはスロットのセットの数である。図３ないし図７の実施形態の場合、ｓ＝２である。

本発明のいくつかの実施形態のためのスロットと極の組み合わせが、表２に列挙されたものになるように、望ましくない高調波を除去するための２つの相巻線セットの配列が、表１に列挙されたＮ＝２ｐ±１のスロットと極の組み合わせのすべての構成に適用される。表２は、第１の相巻線セットのコイルに対する第２の相巻線セットのコイルの励磁方向も提供している。これは、相巻線セット間の極性として示されている。

配列は、Ｎ＝２ｐ±１構成の２倍の数の極対および２倍の数のスロットを有する任意のスロットと極の組み合わせにも適用可能である。例えば、配列は、スロットと極の数が、ｑ＝３／４である１８スロット４極対の整数倍である、３６スロット１６極、５４スロット２４極などの機械に適用可能である。

図３ないし図７に示されるのと同じずらし技法が、望ましくない高調波をさらに排除するために利用される。例として、図３および図４に示される１８スロット４極対設計におけるスロットの数は、図８に示されるように３６スロットに２倍にされる。この場合、極対の数ｐに対するスロットの数Ｎの関係は、Ｎ＝ｓ（２ｐ±１）によって与えられ、ここでは、ｓ＝４である。図３および図４の機械のように、第１の相巻線セットおよび第２の相巻線セットが存在し、各々は、ステータ６０内に配置される３相巻線に分割される。第１の３相相巻線は、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１と呼ばれ、第２の３相巻線は、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２と呼ばれる。この例では、スロットの数が１８スロットから３６に２倍にされたので、コイルスパンは、図３、図４、および図６における例の２スロットピッチコイルスパンの代わりに、４スロットピッチである。４極対ロータの場合、スロットピッチは、２π×４／３６＝π／９電気角度である。

第２の３相巻線Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は、第１の３相巻線Ａ１、Ｂ１、Ｃ１に対して、９スロットずれて配置される。ロータリ電動機構成では、これは、９０機械角度の機械的なずれに対応する。４極対ロータの場合の電気角度におけるずれは、９×１０×４＝３６０°または２πラジアンである。図４の例の表記法を使用すると、これは、ｐπ／２の電気的なずれとしても書き表される。したがって、第１の相巻線セットおよび第２の相巻線セットによって発生させられる結果として得られた作用する４次ｍｍｆ空間高調波（第ｐ高調波、ここで、ｐは極対の数）は、互いに対して同相である。しかしながら、第１の相巻線セットによって発生させられる第２、第６、第１０、第１４、第１８、第２２、．．．高調波と第２の相巻線セットによるそれらとの間の位相シフトは、π、３π、５π、７π、９π、１１π、．．．である。したがって、これらの高調波は、同じ大きさを有するが、方向は反対であり、図８の巻線構成によって、互いに相殺される。電気的なずれは、極対数倍された機械的なずれに等しいことが理解される。

図９は、結果として得られた正規化されたｍｍｆ分布７０を示す。図４の実施形態と同様、すべての奇数高調波が、排除されている。しかしながら、奇数高調波の除去に加えて、２、６、１０、１４、１８、２２、．．．に等しい次数を有する偶数高調波も、排除されている。４π、８π、１２π、．．．のずれは、それらが同相であることを意味するので、４次高調波７２の整数倍７２’は、排除されていない。

本発明の実施形態によれば、単一スター接続を用いる６相機械が形成される。図１０は、４極対６相機械を用いる動作のための１８個のスロット８２を有するステータ８０を示しており、ここで、Ａ相、Ｄ相、Ｂ相、Ｅ相、Ｃ相、およびＦ相が、２つの隣接相の間の位相シフトが２π／６電気角度である、平衡している６相システムを構成する。例えば、相Ｄのための相巻線は、相Ａのための相巻線から３スロット離れており、電気的なずれは、３×２πｐ／Ν＝４／３πであるが、Ｄは、Ａに対して反対の極性を有し、したがって、＋πの極性のずれを有する。したがって、ＡとＤの間の位相ずれは、４π／３＋π＝２π−π／３＝−π／３＝−２π／６である。ＡとＥの間の機械的なずれは、９スロットまたは（上で計算されたように）４π電気角度であるが、Ｅは、Ａに対して反対の極性を有し、したがって、πの極性のずれを有する。相Ｅが、πの電気的な位相シフトを有する電流を用いて励磁された場合、ＡとＥの相巻線の間のずれの合計は、したがって、４π＋π＋π＝６πに等しい。類似の関係が、相ＤとＣ、および相ＢとＦについても当てはまる。したがって、図４に関する例におけるように、第４ｍｍｆ高調波は、保持され、支配的な望ましくない高調波（第５高調波）を含む、すべての奇数高調波は、除去される。

本発明の実施形態によれば、各々がスター接続され、平衡している３相の電流を供給される、２つの３相システム（Ａ，Ｂ，Ｃ）および（Ｄ，Ｅ，Ｆ）を含む、６相機械が存在する。２つの３相システムの（上述の説明の通りの）相巻線セット間の位相シフトは、対応する相、例えば、相Ａと相Ｄの間のずれに応じて選択される。図１１は、１８スロット４極対の例のステータ９０を示しており、（Ａ、Ｂ、Ｃ）と（Ｄ、Ｅ、Ｆ）の間のずれは、１スロットピッチであり、ＡとＤ、ＢとＥ、ＣとＦの間の結果として得られた電気的なずれは、１×２πｐ／Ν＝８π／９電気角ラジアンである。ＡとＤの間の時間的な位相ずれは、ＤをＡから４π／９だけずらすように選択される。図４に関する例と同様に、第４ｍｍｆ高調波は、保持され、支配的な望ましくない高調波（第５高調波）を含む、すべての奇数高調波は、低減または除去される。３、５、７、９、１１、１３、１５、および１７スロットなど、他のずれも可能であり、結果として得られた位相シフトは、それぞれ、４π／３、２π／９、１０π／９、０、８π／９、１６π／９、２π／３、および１４π／９電気角ラジアンである。相巻線Ａ、Ｂ、ＣとＤ、Ｅ、Ｆの間の使用される空間的なずれに基づいて、各相において適切な時間的な位相シフトが適用されるべきであることに留意されたい。

図３ないし図１１の巻線構成は、図３に示されるような、表面実装型の極２０（すなわち、ロータの外表面上に実装された極）を有する機械、および図１２に示されるような、内側実装型の極１００を有する機械（すなわち、ロータの内側に実装された極を有する機械）、ならびに図１３に示されるような、安価なフェライト磁石１１０が利用される、永久磁石１１０支援型の同期リラクタンス機械を含む、永久磁石機械を設計するために利用される。

巻線構成は、また、ロータ１２０がいかなる磁石も使用しない、図１４に示されるような、同期リラクタンス機械のほか、ケージバーロータまたは巻線形ロータを用いる誘導機械、ならびに高トルク／出力密度、高効率性、および低トルクリップルといった利点を有する、クローポール型を含む巻線界磁型同期機械とともに使用される。

図３に示されるような表面実装型永久磁石機械のいくつかの実施形態は、最も影響力のある望ましくない高調波の排除または低減により、ロータ磁石における渦電流損の低減を提供する。これは、磁石の円周分割および軸分割がもはや必要ではないので、低いロータ損および低コスト製造をもたらす。図１２に示されるような、内側実装型永久磁石機械のいくつかの実施形態は、リラクタンストルクの増加、および／またはロータ鉄損の低減を提供し、このことは高トルク密度および高効率性をもたらす。本発明の実施形態からもたらされる、高いリラクタンストルクおよび低い望ましくないｍｍｆ高調波は、図１３に示されるような、永久磁石支援型の同期リラクタンス機械、および図１４に示されるような、同期リラクタンス機械においても利用され、改善されたトルク密度および／または効率性、ならびにより低いコストといった利点が提供される。

本発明の実施形態は、誘導機械も提供する。そのような実施形態は、より短い端部巻線長、より低い銅損をもたらし、したがって、高トルク／出力密度、および低いまたは非常に低いｍｍｆ高調波成分の結果としての高効率性をもたらす。

本発明の実施形態による方法は、
（１）表１のようなＮ＝２ｐ±１のスロットと極の組み合わせに対して、３相巻線（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１）を有する第１の相巻線セットを構成するステップと、
（２）設計のスロットの数を２倍にするステップと、
（３）表１のようなＮ＝２ｐ±１のスロットと極の組み合わせに対して、３相巻線（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２）を有する第２の相巻線セットを構成するステップと、
（４）第１の３相巻線位相部分（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１）からπ機械角ラジアンずらされた第２の３相巻線（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２）を配置するステップと、
（５）極対の番号が偶数の場合は同じ極性を有し、または極対の番号が奇数の場合は反対の極性を有する、Ａ１とＡ２を直列または並列に接続し、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２についても同様な接続を行うステップと
を含む。

本発明は、電気機械において、望ましくない磁気空間高調波を少なくとも低減する方法も提供し、方法は、
ａ）事前に決定された位相を有する第１の移動する磁界を提供するステップであって、第１の移動する磁界は、支配的な作用する空間高調波を含む作用するサブセットと支配的な望ましくない高調波を含む望ましくないサブセットとを含む、磁気空間高調波の第１のセットを含む、ステップと、
ｂ）事前に決定された位相を有する第２の移動する磁界を提供するステップであって、第２の移動する磁界は、支配的な作用する空間高調波を含む作用するサブセットと支配的な望ましくない高調波を含む望ましくないサブセットとを含む、磁気空間高調波の第２のセットを含む、ステップと
を含み、
移動する磁界は、第１の磁気空間高調波および第２の磁気空間高調波の望ましくないサブセットを少なくとも低減するようにずらされる。

上述の実施形態において、ステータのスロットは、相巻線のスロット巻線を備える任意の手段であることに留意されたい。ロータリ機械では、ロータは、ステータの内部または外部に配置される。

本明細書の説明および請求項において、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（〜を含む／備える）」および「ｃｏｎｔａｉｎ（〜を含む）」という単語、ならびにそれらの単語の活用形、例えば、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」は、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ（〜を含むが、それらに限定されない）」を意味し、他の追加物、構成要素、整数、またはステップを排除することを意図していない（排除しない）。

本明細書の説明および請求項において、単数形は、文脈が他のことを求めない限り、複数を包含する。特に、不定冠詞が使用される場合、本明細書は、文脈が他のことを求めない限り、単一性ばかりでなく複数性も企図していると理解されるべきである。

本発明の特定の態様、実施形態、または例に関連して説明された、特徴、整数、特性、またはグループは、矛盾が生じない限り、本明細書で説明された他の任意の態様、実施形態、または例に適用可能であると理解されるべきである。

読者の注意は、本出願に関連する本明細書と同時に、または本明細書に先立って提出され、本明細書とともに公衆の縦覧に対して開かれているすべての論文および文献に向けられ、すべてのそのような論文および文献の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

（任意の添付の特許請求の範囲、要約書、および図面を含む）本明細書で開示された特徴のすべて、および／またはそのように開示された任意の方法もしくはプロセスのステップのすべては、そのような特徴および／またはステップの少なくともいくつかが相互に排他的である組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わされる。

（任意の添付の特許請求の範囲、要約書、および図面を含む）本明細書で開示された各特徴は、別段の言及が明白になされない限り、同じ、等価な、または類似の目的に役立つ代替的な特徴によって置き換えられる。したがって、別段の言及が明白になされない限り、開示された各特徴は、包括的な一連の等価または類似の特徴の一例であるにすぎない。

本発明は、任意の上述の実施形態の細部に制約されない。本発明は、（任意の添付の特許請求の範囲、要約書、および図面を含む）本明細書で開示された特徴のうちの任意の新規な１つもしくは任意の新規な組み合わせにまで、またはそのように開示された任意の方法もしくはプロセスのステップのうちの任意の新規な１つもしくは任意の新規な組み合わせにまで及ぶ。

Claims (22)

1. ａ）奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の第１のセットを含む第１の起磁力を提供するための第１の手段であって、前記起磁力空間高調波の前記第１のセット内の各高調波は、それぞれの振幅を有し、前記起磁力空間高調波の前記第１のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記第１のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含む、該第１の手段と、
   ｂ）奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の第２のセットを含む第２の起磁力を提供するための第２の手段であって、前記起磁力空間高調波の前記第２のセットの各高調波は、それぞれの振幅を有し、前記起磁力空間高調波の前記第２のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記第２のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含む、該第２の手段と
   を備え、
   前記第１の手段および前記第２の手段の正味の効果は、奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の結果として得られたセットを含む結果として得られた起磁力を提供し、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの各高調波は、それぞれの振幅を有し、起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅は、高調波の前記第１のセットおよび前記第２のセットの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅に対して少なくとも低減されることを特徴とする電気機械。
2. 前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅は、ゼロに低減されることを特徴とする請求項１に記載の電気機械。
3. 前記起磁力高調波の前記結果として得られたセットの前記支配的な望ましくない高調波を含む、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセット内の前記高調波の各々の前記振幅は、高調波の前記第１のセットおよび前記第２のセットの前記支配的な望ましくない高調波を含む、前記起磁力空間高調波の前記第１のセットおよび前記第２のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの前記振幅に対して少なくとも低減されることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機械。
4. 前記起磁力空間高調波の前記第１のセット内の各高調波は、起磁力空間高調波の前記第２のセット内に対応する高調波を有し、前記対応する高調波は、次数ｎを有し、
   前記第１の手段と前記第２の手段は、機械的にずらされており、
   前記第１の対応する高調波と前記第２の対応する高調波は、電気的にずらされており
   前記第１の起磁力は、第１の正の極性または負の極性を有し、前記第２の起磁力は、第２の正の極性または負の極性を有し、極性のずれが、前記対応する高調波の間に提供され、前記極性のずれは、前記第１の極性と前記第２の極性が同じ正または負の極性である場合はゼロラジアンであり、前記極性のずれは、前記第１の極性と前記第２の極性が反対の正または負の極性である場合はπラジアンであり、
   前記対応する高調波の間のずれの合計は、前記電気的なずれと前記極性のずれの和によって見出され、前記ずれの合計は、起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅の前記低減を達成するように選択され、前記支配的な望ましくない高調波が前記奇数サブセット内にある場合は、各高調波についての前記ずれの合計は、実質的にｎπ（ｎは奇数）であり、前記支配的な望ましくない高調波が前記偶数サブセット内にある場合は、各高調波についての前記ずれの合計は、実質的にｎπ＋π（ｎは偶数）であることを特徴とする請求項１、２、または３に記載の電気機械。
5. 前記第１の起磁力を提供するための前記第１の手段は、３つの相巻線を備える第１の励磁可能な相巻線セットを備え、前記第２の起磁力を提供するための前記第２の手段は、第２の励磁可能な相巻線セットを備え、前記相巻線セットは、電流によって励磁された場合に、前記起磁力を発生させるように構成可能であることを特徴とする請求項４に記載の電気機械。
6. 前記相巻線セットの各々は、３つの相巻線を備え、各相巻線は、少なくとも１つのコイルを備え、前記コイルの各々は、第１の端部および第２の端部、ならびにそれらの間に励磁方向を有し、前記励磁方向は、前記第１の端部および前記第２の端部の端部極性を決定し、前記励磁方向は、前記起磁力極性に対応し、前記第１の相巻線セットの前記相巻線は、前記第２の相巻線セット内に対応する相巻線を有することを特徴とする請求項５に記載の電気機械。
7. Ｎ個のスロットを有するステータと、ｐ個の極対を有するロータとをさらに備え、前記Ｎ個のスロットは、少なくとも、不連続なスロットの第１のセットと、不連続なスロットの第２のセットとに分割可能であり、前記第１のセットは、前記第２のセット内に散在させられ、前記第１の相巻線セットの前記コイルは、前記第１のスロットセット内に配置可能であり、前記第２の相巻線セットの前記コイルは、前記第２のスロットセット内に配置可能であり、前記対応する相巻線の前記コイルは、ｗ個のスロットによって分離されることを特徴とする請求項６に記載の電気機械。
8. 前記少なくとも１つのコイルは、不連続なスロットの前記第１のセットおよび前記第２のセット内の隣接するスロット内に配置可能であることを特徴とする請求項７に記載の電気機械。
9. 前記相巻線の各々は、３の倍数個のコイルを備えることを特徴とする請求項８に記載の電気機械。
10. 前記対応する相巻線は、前記電気的なずれがゼロになるように、同じまたは反対のコイル極性で直列または並列に電気的に接続可能であり、または接続され、前記機械的なずれが実質的にｎπになるように、ｗ＝Ｎ／２であることを特徴とする請求項７、８、または９に記載の電気機械。
11. ａ）起磁力成分の前記第１のセットのさらなる１つを提供するための前記第１の手段のさらなる１つと、
    ｂ）起磁力成分の前記第２のセットのさらなる１つを提供するための前記第２の手段のさらなる１つと
    をさらに備え、
    前記第１のセットの前記さらなる１つと前記第２のセットの前記さらなる１つの正味の効果は、前記結果として得られた起磁力のさらなる１つを提供し、
    前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記さらなる１つの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅は、高調波の前記第１のセットの前記さらなる１つおよび高調波の前記第２のセットの前記さらなる１つの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅に対して少なくとも低減され、
    前記結果として得られた起磁力と前記結果として得られた起磁力の前記さらなる１つの正味の効果は、奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む２次的な結果として得られた起磁力を提供し、前記起磁力空間高調波の前記２次的な結果として得られたセットの各高調波は、それぞれの振幅を有し、前記起磁力空間高調波の前記２次的な結果として得られたセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を備え、前記起磁力空間高調波の前記２次的な結果として得られたセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を備え、
    前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅は、少なくとも低減され、
    前記支配的な作用する高調波を含む起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットおよび前記結果として得られたセットの前記さらなる１つの前記サブセットは、他の望ましくない高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記２次的な結果として得られたセットは、その振幅が起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットおよび前記結果として得られたセットの前記さらなる１つの前記他の望ましくない高調波の前記振幅に対して少なくとも低減された、他の望ましくない高調波を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電気機械。
12. 前記第１のセットおよび前記第２のセットの前記対応する高調波は、前記第１のセットの前記さらなる１つおよび前記第２のセットの前記さらなる１つ内に対応する高調波を有し、前記支配的な望ましくない高調波が前記奇数サブセット内にある場合は、高調波の前記第１のセットの前記さらなる１つおよび前記第２のセットの前記さらなる１つは、前記第１のセットおよび前記第２のセットから実質的にｎπ（ｎは奇数）だけずらされており、前記支配的な望ましくない高調波が前記偶数サブセット内にある場合は、高調波の前記第１のセットの前記さらなる１つおよび前記第２のセットの前記さらなる１つは、前記第１のセットおよび前記第２のセットから実質的にｎπ＋π（ｎは偶数）だけずらされていることを特徴とする請求項４に従属する場合の請求項１１に記載の電気機械。
13. 前記ｐ個の極対に対する前記Ｎ個のスロットの関係は、Ｎ＝ｓ（２ｐ±１）によって与えられ、第１の手段および第２の手段を備える前記機械の場合は、ｓ＝２であり、第１の手段および第２の手段、ならびに前記第１の手段のさらなる１つおよび前記第２の手段のさらなる１つを備える前記機械の場合は、ｓ＝４であることを特徴とする請求項７に従属する場合の請求項１乃至１２のいずれかに記載の電気機械。
14. 前記ロータは、前記ステータの周りで回転可能にジャーナルされることを特徴とする請求項７に従属する場合の請求項１乃至１３のいずれかに記載の電気機械。
15. 前記ロータは、前記ステータの周りで直線的にジャーナルされることを特徴とする請求項７に従属する場合の請求項１乃至１４のいずれかに記載の電気機械。
16. 前記電気機械は、交流源に接続するために適合された電動機であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の電気機械。
17. 前記電気機械は、交流源を発生させるように適合された発電機であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の電気機械。
18. 電気機械において支配的な望ましくない起磁力空間高調波を少なくとも低減する方法であって、前記方法は、
    ａ）奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の第１のセットを含む第１の起磁力を提供するための第１の手段を提供するステップであって、前記起磁力空間高調波の前記第１のセット内の各高調波は、それぞれの振幅を有し、前記起磁力空間高調波の前記第１のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記第１のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含む、該ステップと、
    奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の第２のセットを含む第２の起磁力を提供するための第２の手段を提供するステップであって、前記起磁力空間高調波の前記第２のセットの各高調波は、それぞれの振幅を有し、前記起磁力空間高調波の前記第２のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記第２のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含む、該ステップと
    を備え、
    前記第１の手段および前記第２の手段の正味の効果は、奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の結果として得られたセットを含む結果として得られた起磁力を提供し、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの各高調波は、それぞれの振幅を有し、起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅は、高調波の前記第１のセットおよび前記第２のセットの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅に対して少なくとも低減されることを特徴とする方法。
19. ａ）奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の第１のセットを含む第１の起磁力を提供するように適合された第１の相巻線セットであって、前記起磁力空間高調波の前記第１のセット内の各高調波は、それぞれの振幅を有し、前記起磁力空間高調波の前記第１のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記第１のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含む、該第１の相巻線セットと、
    ｂ）奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の第２のセットを含む第２の起磁力を提供するように適合された第２の相巻線セットであって、前記起磁力空間高調波の前記第２のセットの各高調波は、それぞれの振幅を有し、前記起磁力空間高調波の前記第２のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記第２のセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含む、該第２の相巻線セットと
    を備え、
    前記第１の相巻線および前記第３の相巻線の正味の効果は、奇数高調波サブセットおよび偶数高調波サブセットを含む起磁力空間高調波の結果として得られたセットを含む結果として得られた起磁力を提供し、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの各高調波は、それぞれの振幅を有し、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの一方は、支配的な作用する高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記奇数サブセットまたは前記偶数サブセットの他方は、支配的な望ましくない高調波を含み、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅は、高調波の前記第１のセットおよび前記第２のセットの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅に対して少なくとも低減されることを特徴とする電気機械。
20. 前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅が、高調波の前記第１のセットおよび前記第２のセットの前記支配的な望ましくない高調波の前記振幅に対して少なくとも低減されることは、前記起磁力空間高調波の前記結果として得られたセットの支配的な他の望ましくない高調波の振幅が、高調波の前記第１のセットおよび前記第２のセットの支配的な他の望ましくない高調波の振幅に対して少なくとも低減されることを含むことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の電気機械または方法。
21. 図のいずれかを参照し、および／または図のいずれかにおいて図説された、実質的にこれ以前で説明されたようなものであることを特徴とする電気機械。
22. 図のいずれかを参照し、および／または図のいずれかにおいて図説された、実質的にこれ以前で説明されたような、電気機械において望ましくない磁気空間高調波を少なくとも低減するものであることを特徴とする方法。