JP2018011396A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を図ることができる回転電機を提供する。【解決手段】電機子巻線50は、ステータコア40の端面から軸線Lに沿う方向に突出した電機子コイルエンド51を有するとともに、電機子コイルエンド51がステータコア40の周方向に沿うように電機子巻線用スロットに巻回され、界磁巻線60は、端面から軸線Lに沿う方向に突出した界磁コイルエンド61を有するとともに、界磁コイルエンド61がステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロットに巻回され、界磁コイルエンド61は、電機子コイルエンド51に対して軸線Lに沿う方向に重なるとともに交差するように配置されている。【選択図】図3
Description
本発明は、回転電機に関するものである。
ロータとステータとを具備する回転電機において、ステータコアに電機子巻線と界磁巻線とを巻回するとともに永久磁石をステータコアに装着した構成が知られている(例えば特許文献1,2)。
ところが、ステータコアに対し電機子巻線と界磁巻線とを干渉しないように配置すると大型化を招いてしまう。詳しくは、特許文献1のように界磁巻線と電機子巻線とを周方向に沿って渡す場合に、各巻線の干渉を防ぐべく径方向に避けて配線すると径方向に大型化してしまう。また、特許文献2のように界磁巻線と電機子巻線とを共通のスロットに配置する場合にスロット幅を大きくして界磁巻線と電機子巻線とを配置すると周方向に大型化してしまう。
本発明の目的は、小型化を図ることができる回転電機を提供することにある。
請求項1に記載の発明では、ロータとステータとを具備する回転電機であって、前記ステータは、円筒状のステータコアと、電機子巻線と、界磁巻線と、永久磁石と、を備え、前記ステータコアは、前記ステータコアの軸線に沿う方向に延び、前記電機子巻線を収容する電機子巻線用スロットと、前記軸線に沿う方向に延び、前記界磁巻線を収容する界磁巻線用スロットと、前記軸線に沿う方向に延び、前記永久磁石を収容する永久磁石用スロットと、を有し、前記電機子巻線は、前記ステータコアの端面から前記軸線に沿う方向に突出した電機子コイルエンドを有するとともに、前記電機子コイルエンドが前記ステータコアの周方向に沿うように前記電機子巻線用スロットに巻回され、前記界磁巻線は、前記端面から前記軸線に沿う方向に突出した界磁コイルエンドを有するとともに、前記界磁コイルエンドが前記ステータコアの径方向に沿うように前記界磁巻線用スロットに巻回され、前記界磁コイルエンドは、前記電機子コイルエンドに対して前記軸線に沿う方向に重なるとともに交差するように配置されることを要旨とする。
請求項1に記載の発明によれば、電機子巻線は、コイルエンドがステータコアの周方向に沿うように電機子巻線用スロットに巻回される。一方、界磁巻線は、コイルエンドがステータコアの径方向に沿うように界磁巻線用スロットに巻回される。界磁コイルエンドは、電機子コイルエンドに対して軸線に沿う方向に重なるとともに交差するように配置される。よって、電機子巻線と界磁巻線との巻線同士の物理的な干渉による占積率の悪化を回避してデッドスペースの有効活用による小型化を図ることができる。
請求項2に記載のように、請求項1に記載の回転電機において、前記界磁巻線は、前記永久磁石を含めて前記界磁巻線用スロットに巻回されているとよい。
請求項3に記載のように、請求項2に記載の回転電機において、前記ステータコアは、前記周方向に隣り合う前記電機子巻線用スロット間に一対のティース部と、前記一対のティース部を繋ぐブリッジ部を備え、前記界磁巻線用スロットは前記一対のティース部の間に配置され、前記界磁巻線は、前記ブリッジ部を含めて前記界磁巻線用スロットに巻回されているとよい。
請求項3に記載のように、請求項2に記載の回転電機において、前記ステータコアは、前記周方向に隣り合う前記電機子巻線用スロット間に一対のティース部と、前記一対のティース部を繋ぐブリッジ部を備え、前記界磁巻線用スロットは前記一対のティース部の間に配置され、前記界磁巻線は、前記ブリッジ部を含めて前記界磁巻線用スロットに巻回されているとよい。
請求項4に記載のように、請求項3に記載の回転電機において、前記永久磁石の内径側に前記ブリッジ部が位置するとよい。
請求項5に記載のように、請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転電機において、前記界磁巻線用スロットと前記永久磁石用スロットとは互いに連通するとともに、前記ステータコアに形成された一つのスロット内に設けられているとよい。
請求項5に記載のように、請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転電機において、前記界磁巻線用スロットと前記永久磁石用スロットとは互いに連通するとともに、前記ステータコアに形成された一つのスロット内に設けられているとよい。
請求項6に記載のように、請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転電機において、前記界磁巻線用スロットは、前記ステータコアにおける内周面に開口する凹部よりなる第1スロットと、前記ステータコアにおける外周面に開口する凹部よりなる第2スロットを含むとよい。
請求項7に記載のように、請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転電機において、前記界磁コイルエンドは、前記軸線に沿う方向において、前記電機子コイルエンドと前記ステータコアの端面との間に位置するとよい。
本発明によれば、小型化を図ることができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1(a),(b)、図2および図3に示すように、回転電機10は、ロータ20とステータ30とを具備する。ロータ20は、等角度に配された5つの突極21を有する。ロータ20は、回転可能に支持されたシャフト(図示略)に固定されている。ステータ30は、円筒状のステータコア40と、電機子巻線50と、界磁巻線60と、永久磁石70と、を備える。回転電機10は、リラクタンス同期モータにおける永久磁石の磁束量を界磁巻線による磁束量でアシストする構造をなしている。
図1(a),(b)、図2および図3に示すように、回転電機10は、ロータ20とステータ30とを具備する。ロータ20は、等角度に配された5つの突極21を有する。ロータ20は、回転可能に支持されたシャフト(図示略)に固定されている。ステータ30は、円筒状のステータコア40と、電機子巻線50と、界磁巻線60と、永久磁石70と、を備える。回転電機10は、リラクタンス同期モータにおける永久磁石の磁束量を界磁巻線による磁束量でアシストする構造をなしている。
ステータコア40は、電磁鋼板を積層して構成されている。ステータコア40は、電機子巻線用スロット41と、界磁巻線用スロット42a,42bと、永久磁石用スロット43と、を有する。
界磁巻線用スロット42a,42bと永久磁石用スロット43とは、ステータコア40の周方向において、径方向に並んで配置されている。ステータコア40の周方向において、電機子巻線用スロット41と、界磁巻線用スロット42a,42b及び永久磁石用スロット43とは、交互に配置されている。
電機子巻線用スロット41は、ステータコア40の内周面に開口する断面凹状をなし、ステータコア40の軸線(円筒状のステータコア40の中心線)Lに沿う方向に延びている。電機子巻線用スロット41は、ステータコア40の周方向において60°毎に、計6箇所に形成されている。電機子巻線用スロット41は、電機子巻線50を収容する。
第1スロットとしての界磁巻線用スロット42aは、ステータコア40の内周面に開口する断面凹状をなし、ステータコア40の軸線Lに沿う方向に延びている。界磁巻線用スロット42aは、ステータコア40の周方向において60°毎に、計6箇所に形成されている。
第2スロットとしての界磁巻線用スロット42bは、ステータコア40の外周面に開口する断面凹状をなし、ステータコア40の軸線Lに沿う方向に延びている。界磁巻線用スロット42bは、ステータコア40の周方向において60°毎に、計6箇所に形成されている。界磁巻線用スロット42aと界磁巻線用スロット42bとは、ステータコア40の周方向において60°毎に同一角度の内径側および外径側に形成され、界磁巻線60を収容する。
このように、界磁巻線用スロットは、第1スロットとしての界磁巻線用スロット42aと第2スロットとしての界磁巻線用スロット42bを含んでいる。つまり、界磁巻線用スロットは、ステータコア40における内周面に開口する凹部よりなる第1スロット(42a)と、ステータコア40における外周面に開口する凹部よりなる第2スロット(42b)を含む。界磁巻線用スロット42a,42bに収容される界磁巻線60はステータコア40における内周面から突出しない状態で界磁巻線用スロット42aの内部に配置されるとともに、ステータコア40における外周面から突出しない状態で界磁巻線用スロット42bの内部に配置されている。
永久磁石70は、断面方形の棒状をなしている。永久磁石用スロット43は、ステータコア40の軸線Lに沿う方向に延びている。永久磁石用スロット43は、ステータコア40の周方向において60°毎に、計6箇所に形成されている。永久磁石用スロット43は、ステータコア40の周方向において界磁巻線用スロット42a,42bと同一角度で、界磁巻線用スロット42bの内径側において界磁巻線用スロット42aの外径側にブリッジ部44が位置する状態で配置されている。永久磁石用スロット43は、永久磁石70を収容する。このとき永久磁石70はステータコア40の周方向が磁化方向となっている。
電機子巻線50は、ステータコア40の端面40a,40bから軸線Lに沿う方向に突出した電機子コイルエンド51を有するとともに、電機子コイルエンド51がステータコア40の周方向に沿うように電機子巻線用スロット41に巻回されている。界磁巻線60は、端面40a,40bから軸線Lに沿う方向に突出した界磁コイルエンド61を有するとともに、界磁コイルエンド61がステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されている。
このように、ステータコア40の軸線Lに沿う方向での巻線がステータコア40の端面40a,40bから突出した部位であるコイルエンドにおいて、電機子巻線50がステータコア40の周方向に沿うように電機子巻線用スロット41に巻回されている。同じくコイルエンドにおいて、界磁巻線60がステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されている。
界磁コイルエンド61は、電機子コイルエンド51に対して軸線Lに沿う方向に重なるとともに交差するように配置される。つまり、電機子巻線50と界磁巻線60とは、コイルエンドにおいて交差するように配置されている。
界磁巻線60は、永久磁石70を含めて界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されている。
より詳しくは、界磁巻線60は、ステータコア40のブリッジ部44及び永久磁石70を含めてステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されている。つまり、ステータコア40は、周方向に隣り合う電機子巻線用スロット41間に一対のティース部46,47と、一対のティース部46,47を繋ぐブリッジ部44を備え、界磁巻線用スロット42a,42bは一対のティース部46,47の間に配置され、界磁巻線60は、ブリッジ部44を含めて界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されている。
より詳しくは、界磁巻線60は、ステータコア40のブリッジ部44及び永久磁石70を含めてステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されている。つまり、ステータコア40は、周方向に隣り合う電機子巻線用スロット41間に一対のティース部46,47と、一対のティース部46,47を繋ぐブリッジ部44を備え、界磁巻線用スロット42a,42bは一対のティース部46,47の間に配置され、界磁巻線60は、ブリッジ部44を含めて界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されている。
界磁巻線60は、永久磁石70の内径側にステータコア40のブリッジ部44が位置する状態で、ステータコア40のブリッジ部44及び永久磁石を70含めてステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されている。即ち、永久磁石70の内径側にブリッジ部44が位置している。
また、界磁巻線用スロット42bと永久磁石用スロット43とは互いに連通するとともに、ステータコア40に形成された一つのスロット内に設けられている。つまり、界磁巻線用スロット42bと永久磁石用スロット43とは兼用されている。
界磁コイルエンド61は、軸線Lに沿う方向において、電機子コイルエンド51とステータコア40の端面40a,40bとの間に位置する。即ち、コイルエンドにおける電機子巻線50と界磁巻線60とが交差する部位において、界磁巻線60はステータコア40の軸線Lに沿う方向におけるステータコア40の端面40a,40bに近い側に位置し、電機子巻線50はステータコア40の軸線Lに沿う方向におけるステータコア40の端面40a,40bから遠い側に位置する。
次に、作用について説明する。
永久磁石70の磁化方向が一方向に決まっており、界磁巻線60は、直流電流(一定の方向に流れる電流)の通電により永久磁石70の磁化方向を邪魔しない方向に、つまり、磁化方向と同じ方向に磁束が流れる。これにより、永久磁石70の磁束が強められ、出力できるトルクが大きくなる。
永久磁石70の磁化方向が一方向に決まっており、界磁巻線60は、直流電流(一定の方向に流れる電流)の通電により永久磁石70の磁化方向を邪魔しない方向に、つまり、磁化方向と同じ方向に磁束が流れる。これにより、永久磁石70の磁束が強められ、出力できるトルクが大きくなる。
特に、永久磁石70を含めて界磁巻線60が巻かれており、直流電流が界磁巻線60に流れるので永久磁石70の反磁界(逆磁界)がかからない。
界磁巻線60及び電機子巻線50共に通電していないときには永久磁石70による磁束はロータ20側には流れずにステータコア40内で短絡している。この状態から界磁巻線60に通電すると、永久磁石70の磁束に対し界磁巻線60による磁束が加わった状態で磁束がロータ20側に流れるようになり、トルクが発生する。
界磁巻線60及び電機子巻線50共に通電していないときには永久磁石70による磁束はロータ20側には流れずにステータコア40内で短絡している。この状態から界磁巻線60に通電すると、永久磁石70の磁束に対し界磁巻線60による磁束が加わった状態で磁束がロータ20側に流れるようになり、トルクが発生する。
界磁巻線60に通電されずに電機子巻線50に通電されることによりロータ20に流れる磁束は次のようになる。
電機子巻線50が周方向に巻回されるティースにおいて界磁巻線60が径方向に巻回されており、図5に示すように永久磁石70の内径側にブリッジ部44がある場合と、図6に示すように永久磁石70の外径側にブリッジ部45がある場合で比較する。
電機子巻線50が周方向に巻回されるティースにおいて界磁巻線60が径方向に巻回されており、図5に示すように永久磁石70の内径側にブリッジ部44がある場合と、図6に示すように永久磁石70の外径側にブリッジ部45がある場合で比較する。
本実施形態では、ステータコア40における永久磁石70が収納される永久磁石用スロット43の内径側にブリッジ部44が形成されており、界磁巻線60を非通電とし、電機子巻線50を通電としたときのステータコア40での磁束φの流れを図5において実線で示す。
図6においては、ステータコア40における永久磁石70が収納される永久磁石用スロット43の外径側にブリッジ部45が形成されている。この場合には、図6において実線にて界磁巻線60を非通電とし、電機子巻線50を通電としたときのステータコア40での磁束φの流れを示す。
図5,6において、ロータ20の突極21から出た磁束φは最短距離を通るべくなるべく内側(内径側)を通る。このとき、図6のように永久磁石70の外径側にブリッジ部45があると、永久磁石70に減磁が発生しやすい。これに対し図5のように永久磁石70の内径側にブリッジ部44があると、永久磁石70に減磁が発生しにくい(減磁を抑制することができる)。
このようにして、図5において、磁束φは、ロータ20の突極21からステータ30に向かい、永久磁石70の内径側のステータコア40のブリッジ部44を流れる。図6において、磁束φは、ロータ20の突極21からステータ30に向かい、永久磁石70の外径側のステータコア40のブリッジ部45を流れる。この際、磁束φは、永久磁石70に向かって流れやすく、永久磁石70に発生する磁束φを打ち消そうとする作用が発生しやする。これに対し、図5においては、磁束φは、永久磁石70に向かって流れにくく、永久磁石70に発生する磁束φを打ち消そうとする作用が発生しにくい。よって、効率が良い。
ステータコアに界磁巻線と電機子巻線の二種類の巻線を配置する場合、巻線同士が物理的に干渉してしまい、占積率の悪化によって出力密度が低下してしまう。即ち、同じ回転数において同じトルクを得るには体格が大きくなってしまう。また、ステータコア40の軸線Lに沿う方向での巻線がステータコア40の端面40a,40bから突出した部位であるコイルエンドにおいて、一方の巻線を径方向において内径側・外径側に引き回すことで干渉を防ぐことができるが、線が長くなることで材料コストが上がり、さらに銅損が大きくなり(電気抵抗が大きくなり)効率が低下してしまう。
本実施形態では、二種類の巻線のうち、一方の電機子巻線を周方向に、もう一方の界磁巻線を径方向にトロイダル巻きとする。こうすることで巻線の干渉を防ぎ、出力密度および効率が低下しない回転電機となる。つまり、特許文献1においては電機子巻線、界磁巻線とも周方向に巻回されていたが、本実施形態では一方を径方向に巻回することで干渉を防ぐ。
図4(a),(b)には、コイルエンドにおける巻線の渡り部分の概略図を示す。
図4(a)に示すようにコイルエンドにおいて電機子巻線50を周方向に巻回したとき、スロット間を渡る際にできるデッドスペースSdが存在する。そこで、デッドスペースSdに界磁巻線60を径方向に巻回して図4(b)に示すように渡すことで、体格を小さくすることができる。
図4(a)に示すようにコイルエンドにおいて電機子巻線50を周方向に巻回したとき、スロット間を渡る際にできるデッドスペースSdが存在する。そこで、デッドスペースSdに界磁巻線60を径方向に巻回して図4(b)に示すように渡すことで、体格を小さくすることができる。
このようにして、巻線同士の物理的な干渉による占積率の悪化(出力密度低下)を回避することができる。また、渡しを径方向に引き回すことによる銅損の増加(効率低下)を回避することができる。さらに、デッドスペースSdの有効活用による省体格化を図ることができる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)回転電機10の構成として、ステータ30はステータコア40と電機子巻線50と界磁巻線60と永久磁石70を備え、ステータコア40は、ステータコア40の軸線Lに沿う方向に延びる電機子巻線用スロット41、界磁巻線用スロット42a,42bおよび永久磁石用スロット43を有する。電機子巻線50は、ステータコア40の端面40a,40bから軸線Lに沿う方向に突出した電機子コイルエンド51を有するとともに、電機子コイルエンド51がステータコア40の周方向に沿うように電機子巻線用スロット41に巻回され、界磁巻線60は、端面40a,40bから軸線Lに沿う方向に突出した界磁コイルエンド61を有するとともに、界磁コイルエンド61がステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回され、界磁コイルエンド61は、電機子コイルエンド51に対して軸線Lに沿う方向に重なるとともに交差するように配置されている。よって、小型化を図ることができる。
(1)回転電機10の構成として、ステータ30はステータコア40と電機子巻線50と界磁巻線60と永久磁石70を備え、ステータコア40は、ステータコア40の軸線Lに沿う方向に延びる電機子巻線用スロット41、界磁巻線用スロット42a,42bおよび永久磁石用スロット43を有する。電機子巻線50は、ステータコア40の端面40a,40bから軸線Lに沿う方向に突出した電機子コイルエンド51を有するとともに、電機子コイルエンド51がステータコア40の周方向に沿うように電機子巻線用スロット41に巻回され、界磁巻線60は、端面40a,40bから軸線Lに沿う方向に突出した界磁コイルエンド61を有するとともに、界磁コイルエンド61がステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回され、界磁コイルエンド61は、電機子コイルエンド51に対して軸線Lに沿う方向に重なるとともに交差するように配置されている。よって、小型化を図ることができる。
詳しくは、特許文献1に開示の回転機においては、ステータコアに設けられた複数のスロット内に複数の電機子巻線と複数の界磁巻線が配置され、電機子巻線は、回転方向に2個のスロットを飛ばしたスロット内に配置され、界磁巻線は、電機子巻線が配置されるスロットに回転方向で挟まれた2個のスロット内に配置されている。特許文献2に開示の回転機においては等ピッチで設けた各ステータ極にステータ巻線を巻回するとともにリング状のステータコアの対角にメイン永久磁石とメイン界磁巻線が位置し、メイン界磁巻線はステータ巻線と共通のスロットに配置されている。ところが、特許文献1の場合には、電機子巻線と界磁巻線が干渉してしまうので、コイルエンドにおいて巻線の干渉を防ぐべく径方向に避けて配線すると径方向に大型化してしまい、特許文献2のようにスロット幅を大きくして界磁巻線と電機子巻線とを配置すると周方向に大型化してしまう。これに対し、本実施形態では、電機子巻線と界磁巻線との巻線同士の物理的な干渉による占積率の悪化を回避してデッドスペースの有効活用による小型化を図ることができる。
(2)界磁巻線60は、永久磁石70を含めて界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されているので、磁束をより強くすることができる。
(3)ステータコア40は、周方向に隣り合う電機子巻線用スロット41間に一対のティース部46,47と、一対のティース部46,47を繋ぐブリッジ部44を備え、界磁巻線用スロット42a,42bは一対のティース部46,47の間に配置され、界磁巻線60は、ブリッジ部44を含めて界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されている。よって、実用的である。
(3)ステータコア40は、周方向に隣り合う電機子巻線用スロット41間に一対のティース部46,47と、一対のティース部46,47を繋ぐブリッジ部44を備え、界磁巻線用スロット42a,42bは一対のティース部46,47の間に配置され、界磁巻線60は、ブリッジ部44を含めて界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されている。よって、実用的である。
(4)永久磁石70の内径側にブリッジ部44が位置するので、実用的である。
(5)界磁巻線用スロット42bと永久磁石用スロット43とは互いに連通するとともに、ステータコア40に形成された一つのスロット内に設けられているので、小型化を図ることができる。
(5)界磁巻線用スロット42bと永久磁石用スロット43とは互いに連通するとともに、ステータコア40に形成された一つのスロット内に設けられているので、小型化を図ることができる。
(6)界磁巻線用スロットは、ステータコア40における内周面に開口する凹部よりなる第1スロット(42a)と、ステータコア40における外周面に開口する凹部よりなる第2スロット(42b)を含む。よって、特許文献2ではステータコアの外周面から界磁巻線が突出していたが、本実施形態ではステータコアの外周面から界磁巻線が飛び出さないようにすることができる。
(7)界磁コイルエンド61は、軸線Lに沿う方向において、電機子コイルエンド51とステータコア40の端面40a,40bとの間に位置するので、製造が容易である。つまり、まず、界磁巻線60を巻き、その後、電機子巻線50を巻けばよい。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図2では界磁巻線60は、永久磁石70の内径側にステータコア40のブリッジ部44が位置する状態で、ステータコア40のブリッジ部44及び永久磁石70を含めてステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されていた。これに代わり、図6に示すように、界磁巻線60は、永久磁石70の外径側にステータコア40のブリッジ部45が位置する状態で、ステータコア40のブリッジ部45及び永久磁石70を含めてステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されていてもよい。図6の場合は、永久磁石70がロータ20に近いので永久磁石70の磁束がロータ20に行きやすく、ステータとロータが磁気的に強く結合でき強い磁力を得ることができる。
・図2では界磁巻線60は、永久磁石70の内径側にステータコア40のブリッジ部44が位置する状態で、ステータコア40のブリッジ部44及び永久磁石70を含めてステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されていた。これに代わり、図6に示すように、界磁巻線60は、永久磁石70の外径側にステータコア40のブリッジ部45が位置する状態で、ステータコア40のブリッジ部45及び永久磁石70を含めてステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されていてもよい。図6の場合は、永久磁石70がロータ20に近いので永久磁石70の磁束がロータ20に行きやすく、ステータとロータが磁気的に強く結合でき強い磁力を得ることができる。
他にも、図7に示すように、界磁巻線60は、永久磁石70の内径側にステータコア40のブリッジ部44が位置するとともに永久磁石70の外径側にステータコア40のブリッジ部45が位置する状態で、ステータコア40のブリッジ部44,45及び永久磁石70を含めてステータコア40の径方向に沿うように界磁巻線用スロット42a,42bに巻回されていてもよい。この場合、界磁巻線用スロット42a,42bと永久磁石用スロット43とは兼用されていない構成となる。
・図3では、界磁コイルエンド61は、軸線Lに沿う方向において、電機子コイルエンド51とステータコア40の端面40a,40bとの間に位置していた。これに代わり、電機子コイルエンド51が、軸線Lに沿う方向において、界磁コイルエンド61とステータコア40の端面40a,40bとの間に位置するように構成してもよい。
・ステータコアのブリッジ部(44,45)は無くてもよく、界磁巻線は、永久磁石にステータコアの径方向に沿うように巻回されていてもよい。
・図2では界磁巻線用スロットは、ステータコア40における内周面に開口する凹部よりなる第1スロット(42a)と、ステータコア40における外周面に開口する凹部よりなる第2スロット(42b)を含むものであった。これに限ることなく、界磁巻線用スロットは、ステータコア40における外周面に開口するスロットが無く、界磁巻線はステータコア40における外周面に突出する状態で巻回してもよい。
・図2では界磁巻線用スロットは、ステータコア40における内周面に開口する凹部よりなる第1スロット(42a)と、ステータコア40における外周面に開口する凹部よりなる第2スロット(42b)を含むものであった。これに限ることなく、界磁巻線用スロットは、ステータコア40における外周面に開口するスロットが無く、界磁巻線はステータコア40における外周面に突出する状態で巻回してもよい。
・界磁巻線は永久磁石の減磁を抑制して磁束を最大限利用すべく永久磁石を含めて巻いたが、これに限るものではなく、界磁巻線は永久磁石を含めて巻かれていなくてもよい。
・電機子巻線に一定方向の電流を励磁するSRモータ(スイッチトリラクタンスモータ)に適用してもよい。
・電機子巻線に一定方向の電流を励磁するSRモータ(スイッチトリラクタンスモータ)に適用してもよい。
10…回転電機、20…ロータ、30…ステータ、40…ステータコア、40a…端面、40b…端面、41…電機子巻線用スロット、42a…界磁巻線用スロット(第1スロット)、42b…界磁巻線用スロット(第2スロット)、43…永久磁石用スロット、44…ブリッジ部、46,47…一対のティース部、50…電機子巻線、51…電機子コイルエンド、60…界磁巻線、61…界磁コイルエンド、70…永久磁石、L…軸線。
Claims (7)
- ロータとステータとを具備する回転電機であって、
前記ステータは、円筒状のステータコアと、電機子巻線と、界磁巻線と、永久磁石と、を備え、
前記ステータコアは、
前記ステータコアの軸線に沿う方向に延び、前記電機子巻線を収容する電機子巻線用スロットと、
前記軸線に沿う方向に延び、前記界磁巻線を収容する界磁巻線用スロットと、
前記軸線に沿う方向に延び、前記永久磁石を収容する永久磁石用スロットと、
を有し、
前記電機子巻線は、前記ステータコアの端面から前記軸線に沿う方向に突出した電機子コイルエンドを有するとともに、前記電機子コイルエンドが前記ステータコアの周方向に沿うように前記電機子巻線用スロットに巻回され、
前記界磁巻線は、前記端面から前記軸線に沿う方向に突出した界磁コイルエンドを有するとともに、前記界磁コイルエンドが前記ステータコアの径方向に沿うように前記界磁巻線用スロットに巻回され、
前記界磁コイルエンドは、前記電機子コイルエンドに対して前記軸線に沿う方向に重なるとともに交差するように配置されることを特徴とする回転電機。 - 前記界磁巻線は、前記永久磁石を含めて前記界磁巻線用スロットに巻回されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記ステータコアは、前記周方向に隣り合う前記電機子巻線用スロット間に一対のティース部と、前記一対のティース部を繋ぐブリッジ部を備え、
前記界磁巻線用スロットは前記一対のティース部の間に配置され、
前記界磁巻線は、前記ブリッジ部を含めて前記界磁巻線用スロットに巻回されていることを特徴とする請求項2に記載の回転電機。 - 前記永久磁石の内径側に前記ブリッジ部が位置することを特徴とする請求項3に記載の回転電機。
- 前記界磁巻線用スロットと前記永久磁石用スロットとは互いに連通するとともに、前記ステータコアに形成された一つのスロット内に設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記界磁巻線用スロットは、前記ステータコアにおける内周面に開口する凹部よりなる第1スロットと、前記ステータコアにおける外周面に開口する凹部よりなる第2スロットを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記界磁コイルエンドは、前記軸線に沿う方向において、前記電機子コイルエンドと前記ステータコアの端面との間に位置することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転電機。
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JP2016137552A JP2018011396A (ja) | 2016-07-12 | 2016-07-12 | 回転電機 |
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JP2018102122A (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | ダイキン工業株式会社 | 回転電気機械 |
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-
2016
- 2016-07-12 JP JP2016137552A patent/JP2018011396A/ja active Pending
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