JP2019047661A - 回転電機 - Google Patents
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図1に示すように、第1実施形態の回転電機100は、ケーシング110と、回転子130と、固定子140と、軸受け150とを備える。固定子140は、ケーシング110に収容されており、固定子コア141と固定子巻線142とを有する。回転子130は、固定子140の内側にギャップを介して設置されており、回転子コア131と、回転子コア131に固定された磁石132と、回転軸133とを有する。磁石132の個数は任意に設定可能である。磁石132は、回転子コア131の外側に露出してもよく、回転子コア131に埋め込まれてもよい。回転軸133は、ケーシング110の両端に設けられた軸受け150によって回転自在に支持されている。この例では、回転電機100はインナーロータ型であるが、アウターロータ型などの他の構造を採用してもよい。また、この例では回転電機100は磁石式回転電機であるが、スイッチトリラクタンスモータなどの回転子130に磁石を用いない回転電機であってもよい。
Rt=Ra/α …(1)
Qt=I2 Rt=I2 Ra/α …(2)
Qa=I2 Ra …(3)
Qt=Qa/α …(4)
Ct=Ca・α …(5)
ΔT=(Q/C)Δt
=(I2 R/C)Δt …(6)
ここで、Qは単位長さ当たりの発熱量、Cは単位長さ当たりの熱容量、Rは単位長さ当たりの電気抵抗値、Iは固定子電流、Δtは時間である。発熱量Qと熱容量Cの一方又は両方が変化する場合には、(6)式の右辺は時間積分となる。
ΔTt=(I2 Rt/Ct)Δt=(I2 Ra/Ca)/α2 …(7)
ΔTa=(I2 Ra/Ca)Δt …(8)
ΔTt=ΔTa/α2 …(9)
(1)スター結線の中性点NP(図3)
(2)バスバー(回転電機100の出力線)
(3)パラ巻線の場合の導線同士の接合箇所(図2)
これらの位置に高発熱部分を有する接続部材を設けるようにすれば、温度センサ300を高発熱部分に容易に取り付けることが可能である。なお、三相の巻線は、デルタ結線としてもよい。この場合にも、上記(2)と(3)の位置に接続部材を設置することができる。
(A)固定子巻線142と同じ導電材料を用い、断面積を小さくする。
(B)固定子巻線142と異なる導電材料を用いる。具体的には、例えば以下のような導電材料を使用可能である。
i)固定子巻線142よりも電気抵抗率の大きな導電材料(例えばアルミニウムやニッケル)を用いる。
ii)単位長さ当たりの電気抵抗値Rを単位長さ当たりの熱容量Cで除した値(R/C)が固定子巻線142よりも大きな導電材料(例えば、金やタングステン)を用いる。
以下に説明するように、他の実施形態では、温度センサ300を取り付ける高発熱部分を、固定子巻線142のうちの同一の相の巻線の途中に設けることも可能である。この場合にも、高発熱部分は、上述した第1実施形態及び第2実施形態で説明したものと同様の電気的/熱的特性を有することが好ましい。
(1)導線を細らせる(図8,図9)。
(2)導線に穴を開ける。
(3)導線同士の接合部の接合深さを小さくする(図11)。
(4)導線同士のかしめによる圧着面積を小さくする。
(5)巻線断面積を小さくする。例えばパラ巻線であれば、パラ巻線を構成する導線の本数を減らすことによって巻線断面積を小さく出来る。但し、各相の巻線間の不均衡が過度に大きくならない程度の許容範囲内で断面積を小さくすることが好ましい。
Claims (10)
- 固定子巻線(142)を含む電流経路を備えた固定子(140)と、前記固定子に対して回転自在に取り付けられた回転子(130)と、を備える回転電機(100)であって、
前記電流経路は、固定子電流による単位長さ当たりの発熱量Qを単位長さ当たりの熱容量Cで除した値(Q/C)が前記固定子巻線の有効コイル部分(142a)よりも大きな高発熱部分(210,220,230,240)を有し、
前記高発熱部分に温度センサ(300)が取り付けられている、回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
前記高発熱部分は、前記固定子巻線の有効コイル部分よりも単位長さ当たりの電気抵抗値が大きく電流密度が高い部分である、回転電機。 - 請求項1又は2に記載の回転電機において、
前記高発熱部分は、前記固定子巻線のコイルエンド部分(142b)に形成されている、回転電機。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記温度センサは、前記高発熱部分の略中央に取り付けられている、回転電機。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記高発熱部分(230,240)は、前記固定子巻線のうちの同一の相の巻線の途中に形成されている、回転電機。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記高発熱部分は、前記固定子巻線のうちの異なる相の巻線を電気的に接続する接続部材(210,220)に形成されている、回転電機。 - 請求項6又は7に記載の回転電機において、
前記接続部材(220)は、前記温度センサを格納する穴(222)を有する、回転電機。 - 請求項7に記載の回転電機において、
前記温度センサは、前記穴の中に樹脂(224)で封止されている、回転電機。 - 請求項7又は8に記載の回転電機において、
前記温度センサは、前記接続部材に直接接触した状態で取り付けられている、回転電機。 - 請求項6〜9のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記固定子巻線はスター結線されており、前記高発熱部分は前記固定子巻線の中性点(NP)に設けられている、回転電機。
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