JP2022156615A - 電動機、圧縮機、及び冷凍装置 - Google Patents

電動機、圧縮機、及び冷凍装置 Download PDF

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Abstract

【課題】支持巻線及び電機子巻線の少なくとも一方を各相に４つ以上ずつ備えた電動機を小型化する。【解決手段】電機子巻線群に、互いに直列に接続された同相の複数の電機子巻線（711u～714u）からなる直列巻線組（721u,722u）を複数設け、直列巻線組（721u,722u）を、その直列巻線組（721u,722u）と同相の直列巻線組（721u,722u）と並列に接続する。【選択図】図５

Description

本開示は、電動機、圧縮機、及び冷凍装置に関する。
特許文献１には、回転子と固定子とを備え、上記固定子が、環状に形成されたバックヨークと、該バックヨークの径方向内側に突出する複数のティースとを有する固定子コアと、上記複数のティース間に形成されたスロットを通過するように上記ティースに巻回され、通電により上記回転子を非接触で支持する電磁力を発生させ、固定子内側に磁極を発生させる支持巻線を複数有している支持巻線群とを備える電動機が開示されている。この電動機では、支持巻線が各相に２つずつ設けられ、同相の支持巻線は、互いに並列に接続されている。
特許第６１９３３７７号公報
電動機に、支持巻線を各相に４つ以上ずつ設け、特許文献１のように同相の支持巻線を渡り線によってすべて互いに並列に接続する場合、４つ以上の支持巻線の一端部を互いに接続するとともに、４つ以上の支持巻線の他端部を互いに接続するので、渡り線が長くなり、電動機が大型化する。
上記回転子を回転駆動させる電磁力を発生させる電機子巻線を各相に４つ以上ずつ設ける場合にも、同相の電機子巻線をすべて互いに並列に接続すると、同様の問題が生じる。
本開示の目的は、支持巻線及び電機子巻線の少なくとも一方を各相に４つ以上ずつ備えた電動機を小型化することにある。
本開示の第１の態様は、回転子（30）と、固定子（40）とを備え、上記固定子（40）は、環状に形成されたバックヨーク（51）と、該バックヨーク（51）の径方向内側に突出する複数のティース（52）とを有する固定子コア（50）と、上記複数のティース（52）間に形成されたスロット（53）を通過するように上記ティース（52）に巻回され、通電により上記回転子（30）を非接触で支持する電磁力を発生させ、固定子（40）内側に磁極を発生させる支持巻線（61）を複数有している支持巻線群（60）と、上記複数のティース（52）間に形成されたスロット（53）を通過するように上記ティース（52）に巻回され、通電により上記回転子（30）を回転駆動させる電磁力を発生させ、固定子（40）内側に磁極を発生させる電機子巻線（71）を複数有している電機子巻線群（70）とを有し、上記支持巻線群（60）及び上記電機子巻線群（70）の一方の巻線群（60,70）は、互いに直列に接続された同相の複数の巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）からなる直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）を複数有し、上記直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）は、当該直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）と同相の上記直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）と並列に接続される。
第１の態様では、一方の巻線群（60,70）が、同相の複数の巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）からなる直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）を複数有するので、当該一方の巻線群（60,70）を構成する同相の巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）をすべて互いに並列に接続した場合に比べ、渡り線を短くできる。したがって、電動機（20）を小型化できる。
本開示の第２の態様は、第１の態様において、他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値は、他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）に含まれる巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値よりも小さい。
第２の態様では、他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値を、他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）に含まれる巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値と等しくした場合に比べ、直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）間の電圧差に起因して流れる循環電流を減らすことができる。
本開示の第３の態様は、第２の態様において、上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値は、上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）に含まれる巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値の１／３以下である。
第３の態様では、他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値が、上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）に含まれる巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値の１／３を超える場合に比べ、直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）間の電圧差に起因して流れる循環電流を減らすことができる。
本開示の第４の態様は、第２の態様において、上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値は、上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）に含まれる巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値の１／２以下である。
第４の態様では、上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値が、上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）に含まれる巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値の１／２を超える場合に比べ、直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）間の電圧差に起因して流れる循環電流を減らすことができる。
本開示の第５の態様は、第１の態様から第４の態様のいずれか１つにおいて、各上記直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）は、１組以上のサブ巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,761u～763u）で構成され、各サブ巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,761u～763u）は、隣り合う巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）の巻回軸のなす角が３６０°／ｋとなるように配置されたｋ個の巻線からなる。
第５の態様では、他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束と磁石磁束によって複数の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）に生じる誘起電圧の差を小さくできるので、直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）間の電圧差に起因して流れる循環電流を減らすことができる。
本開示の第６の態様は、第１の態様から第５の態様のいずれか１つの電動機（20）を備えた圧縮機（1）である。
本開示の第７の態様は、第６の態様の圧縮機（1)を備えた冷凍装置（100）である。
図１は、実施形態１に係る冷凍装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施形態１に係るターボ圧縮機の構成を例示する縦断面図である。 図３は、実施形態１に係るベアリングレスモータの構成を例示する横断面図である。 図４は、実施形態１におけるＵ相の支持巻線群とＵ相の電機子巻線群に流れる電流の向きを示す横断面図である。 図５は、実施形態１におけるＵ相の電機子巻線群の回路図である。 図６は、回転子を回転させて支持巻線群に電流を流したときに第１～第４のＵ相の電機子巻線に発生する誘起電圧を例示するタイミングチャートである。 図７は、回転子を回転させて支持巻線群に電流を流したときに第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組に発生する誘起電圧を例示するタイミングチャートである。 図８は、実施形態２の図４相当図である。 図９は、実施形態２の図５相当図である。 図１０は、実施形態３の図９相当図である。 図１１は、実施形態４の図１０相当図である。 図１２は、実施形態５の図４相当図である。 図１３は、実施形態５におけるＵ相の支持巻線群の回路図である。 図１４は、実施形態５の図５相当図である。
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
（実施形態１）
〈冷凍装置の構成〉
図１は、本実施形態に係る冷凍装置（100）の冷媒回路の概略図である。
図１に示すように、冷凍装置（100）は、本実施形態に係るターボ圧縮機（1）、凝縮器（2）、膨張機構（3）及び蒸発器（4）を備える。冷凍装置（100）は、図１に示す冷媒回路によって、冷媒を循環する冷凍サイクルの運転動作を行う。具体的には、ターボ圧縮機（1）から吐出された冷媒は、凝縮器（2）、膨張機構（3）及び蒸発器（4）を経由して、ターボ圧縮機（1）に導入される。
〈圧縮機の構成〉
図２は、実施形態によるターボ圧縮機（1）の構成を例示している。ターボ圧縮機（1）は、冷媒回路（図示を省略）に設けられて冷媒を圧縮するように構成されている。この例では、ターボ圧縮機（1）は、ケーシング（11）と、駆動軸（12）と、インペラ（13）と、１つまたは複数（この例では２つ）の電動機としてのベアリングレスモータ（20）と、第１タッチダウン軸受（14）と、第２タッチダウン軸受（15）と、スラスト磁気軸受（16）と、制御部（17）と、電源部（18）とを備えている。
なお、以下の説明において、「軸方向」とは、回転軸方向のことであって、駆動軸（12）の軸心の方向のことであり、「径方向」とは、駆動軸（12）の軸方向と直交する方向のことである。また、「外周側」とは、駆動軸（12）の軸心からより遠い側のことであり、「内周側」とは、駆動軸（12）の軸心により近い側のことである。
〔ケーシング〕
ケーシング（11）は、両端が閉塞された円筒状に形成され、円筒軸線が水平向きとなるように配置されている。ケーシング（11）内の空間は、壁部（11a）によって区画され、壁部（11a）よりも右側の空間がインペラ（13）を収容するインペラ室（S1）を構成し、壁部（11a）よりも左側の空間がベアリングレスモータ（20）を収容する電動機室（S2）を構成している。また、電動機室（S2）には、ベアリングレスモータ（20）と第１タッチダウン軸受（14）と第２タッチダウン軸受（15）とスラスト磁気軸受（16）が収容され、これらが電動機室（S2）の内周壁に固定されている。
〔駆動軸〕
駆動軸（12）は、インペラ（13）を回転駆動するために設けられている。この例では、駆動軸（12）は、ケーシング（11）内を軸方向に延びてインペラ（13）とベアリングレスモータ（20）とを連結している。具体的には、駆動軸（12）の一端部にインペラ（13）が固定され、駆動軸（12）の中間部にベアリングレスモータ（20）が配置されている。また、駆動軸（12）の他端部（すなわちインペラ（13）が固定された一端部とは反対側の端部）には、円盤状の部分（以下「円盤部（12a）と記載」）が設けられている。なお、駆動軸（12）は、磁性材料（例えば鉄）で構成されている。
〔インペラ〕
インペラ（13）は、複数の羽根によって外形が略円錐形状となるように形成され、駆動軸（12）に連結されている。この例では、インペラ（13）は、駆動軸（12）の一端部に固定された状態で、インペラ室（S1）に収容されている。インペラ室（S1）には、吸入管（P1）と吐出管（P2）とが接続されている。吸入管（P1）は、冷媒（流体）を外部からインペラ室（S1）に導くために設けられている。吐出管（P2）は、インペラ室（S1）内で圧縮された高圧の冷媒（流体）を外部へ戻すために設けられている。すなわち、この例では、インペラ（13）とインペラ室（S1）とによって圧縮機構が構成されている。
〔ベアリングレスモータ（電動機）〕
ベアリングレスモータ（20）は、回転子（30）と固定子（40）とを有し、電磁力により駆動軸（12）を非接触で支持し且つ電磁力により駆動軸（12）を回転駆動させるように構成されている。回転子（30）は、駆動軸（12）に固定され、固定子（40）は、ケーシング（11）の内周壁に固定されている。この例では、駆動軸（12）の軸方向において２つのベアリングレスモータ（20）が並んで配置されている。なお、ベアリングレスモータ（20）の構成については、後で詳述する。
〔スラスト磁気軸受〕
スラスト磁気軸受（16）は、第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）を有し、駆動軸（12）の円盤部（12a）を電磁力によって非接触で支持するように構成されている。具体的には、第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）は、それぞれが円環状に形成された固定子コアと巻線部（電線）とを有し、駆動軸（12）の円盤部（12a）を挟んで互いに対向し、第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）の合成電磁力により駆動軸（12）の円盤部（12a）を非接触に支持する。すなわち、第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）に流れる電流を制御することにより、第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）の合成電磁力を制御して第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）の対向方向（すなわち軸方向、図１では左右方向）における駆動軸（12）の位置を制御することができる。
〔各種センサ〕
ターボ圧縮機（1）の各部には、位置センサや電流センサや回転速度センサなどの各種センサ（図示を省略）が設けられている。例えば、ベアリングレスモータ（20）には、回転子（30）のラジアル方向（径方向）における位置に応じた検出信号を出力する位置センサ（図示を省略）が設けられ、スラスト磁気軸受（16）には、駆動軸（12）のスラスト方向（軸方向）における位置に応じた検出信号を出力する位置センサ（図示を省略）が設けられている。これらの位置センサは、例えば、測定対象物との間のギャップ（距離）を検出する渦電流式の変位センサによって構成されている。
〔制御部〕
制御部（17）は、駆動軸（12）が非接触で支持された状態で駆動軸（12）の回転速度が予め定められた目標回転速度となるように、ターボ圧縮機（1）の各部に設けられた各種センサからの検出信号や駆動軸（12）の目標回転速度などの情報に基づいて、モータ電圧指令値とスラスト電圧指令値とを生成して出力するように構成されている。モータ電圧指令値は、ベアリングレスモータ（20）の固定子（40）の巻線部（電線）に供給される電圧を制御するための指令値である。スラスト電圧指令値は、スラスト磁気軸受（16）の第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）の巻線部（電線）に供給される電圧を制御するための指令値である。制御部（17）は、例えば、ＣＰＵなどの演算処理部や、演算処理部を動作させるためのプログラムや情報を記憶するメモリなどの記憶部などによって構成されている。
〔電源部〕
電源部（18）は、制御部（17）から出力されたモータ電圧指令値とスラスト電圧指令値とに基づいて、ベアリングレスモータ（20）の固定子（40）の巻線部（電線）とスラスト磁気軸受（16）の第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）の巻線部（電線）に電圧をそれぞれ供給するように構成されている。電源部（18）は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）アンプによって構成されている。
ベアリングレスモータ（20）の固定子（40）の巻線部（電線）に印加される電圧を制御することにより、固定子（40）の巻線部（電線）を流れる電流を制御してベアリングレスモータ（20）において発生する磁束を制御することができる。また、スラスト磁気軸受（16）の第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）の巻線部（電線）に供給される電圧を制御することにより、第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）の巻線部（電線）を流れる電流を制御して第１および第２スラスト電磁石（16a,16b）の合成電磁力を制御することができる。
〔ベアリングレスモータの構成〕
図３は、ベアリングレスモータ（20）の構成を例示している。この例では、ベアリングレスモータ（20）は、埋込磁石型のベアリングレスモータを構成している。
〈回転子〉
回転子（30）は、回転子コア（31）と、回転子コア（31）に設けられた４極の永久磁石（32）とを有している。
《回転子コア》
回転子コア（31）は、磁性材料（例えば積層鋼板）で構成され、円柱状に形成されている。回転子コア（31）の中央部には、駆動軸（12）を挿通するためのシャフト孔が形成されている。
《永久磁石》
４極の永久磁石（32）は、回転子コア（31）の外周面の近傍（外周部）に埋設され、４極の永久磁石（32）は、外周面側にＮ極とＳ極とが９０度ごとに周方向に交互に並ぶように配設されている。
〈固定子〉
固定子（40）は、固定子コア（50）と、支持巻線群（60）と、電機子巻線群（70）とを有している。
《固定子コア》
固定子コア（50）は、磁性材料（例えば積層鋼板）で構成され、バックヨーク（51）と複数（この例では２４本）のティース（52）とを有している。バックヨーク（51）は、環状（この例では円環状）に形成されている。複数のティース（52）は、バックヨーク（51）の径方向内側に突出している。複数のティース（52）は、固定子（40）の周方向に所定の間隔をおいて配列されている。このような構成により、固定子（40）の周方向において隣り合う２つのティース（52）の間には、支持巻線群（60）を構成する支持巻線（61）と電機子巻線群（70）を構成する電機子巻線（71）が通過するスロット（53）が形成されている。すなわち、固定子（40）の周方向に配列された複数（この例では２４本）のティース（52）の間に複数（この例では２４個）のスロット（53）がそれぞれ形成されている。
《支持巻線群》
支持巻線群（60）は、銅などの導電材料により構成された複数の支持巻線（61）を備えている。支持巻線（61）は、上記複数のティース（52）間に形成されたスロット（53）を通過するように上記ティース（52）に分布巻方式で巻回され、通電により上記回転子（30）を非接触で支持する電磁力を発生させ、固定子（40）内側に磁極を発生させる。各支持巻線（61）は、１本の巻回軸を中心に巻回されている。
支持巻線群（60）は、Ｕ相の支持巻線（61u）と、Ｖ相の支持巻線（61v）と、Ｗ相の支持巻線（61w）とで構成されている。
Ｕ相の支持巻線（61u）は、図４にも示すように、互いに対向する２つのスロット（53）を通過するようにティース（52）に巻回されている。Ｖ相及びＷ相の支持巻線（61v,61w）もそれぞれ、同様に、互いに対向する２つのスロット（53）を通過するようにティース（52）に巻回されている。
《電機子巻線群》
電機子巻線群（70）は、銅などの導電材料により構成された複数の電機子巻線（71）を備えている。電機子巻線（71）は、上記複数のティース（52）間に形成されたスロット（53）を通過するように上記ティース（52）に分布巻方式で巻回され、通電により上記回転子（30）を回転駆動させる電磁力を発生させ、固定子（40）内側に磁極を発生させる。各電機子巻線（71）は、１本の巻回軸を中心に巻回されている。
電機子巻線群（70）は、Ｕ相の電機子巻線群（70u）と、Ｖ相の電機子巻線群（70v）と、Ｗ相の電機子巻線群（70w）とで構成されている。
Ｕ相の電機子巻線群（70u）は、図４に示すように、第１～第４のＵ相の電機子巻線（711u～714u）で構成されている。第１～第４のＵ相の電機子巻線（711u～714u）は、隣り合う電機子巻線（711u～714u）の巻回軸のなす角が９０°となるように、反時計回りに順に周方向に等間隔を空けて設けられている。
Ｕ相の電機子巻線群（70u）は、図５に示すように、互いに直列に接続された第１及び第３のＵ相の電機子巻線（711u,713u）からなる第１のＵ相の直列電機子巻線組（721u）と、互いに直列に接続された第２及び第４のＵ相の電機子巻線（712u,714u）からなる第２のＵ相の直列電機子巻線組（722u）とで構成されている。各Ｕ相の直列電機子巻線組（721u,722u）は、隣り合う電機子巻線（711u～714u）の巻回軸のなす角が１８０°となるように配置された２個の電機子巻線（711u～714u）からなる。各Ｕ相の直列電機子巻線組（721u,722u）は、隣り合う電機子巻線（711u～714u）の巻回軸のなす角が１８０°（ｋ＝２としたときの３６０°／ｋ）となるように配置された２個（ｋ個）の電機子巻線（711u～714u）からなる１組のサブ巻線組で構成されている。第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）は、互いに並列に接続されている。つまり、各Ｕ相の直列電機子巻線組（721u,722u）は、当該Ｕ相の直列電機子巻線組（721u,722u）と同相の直列電機子巻線組、すなわちＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）と並列に接続されている。
Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）も、Ｕ相の電機子巻線群（70u）と同様に構成されている。
電機子巻線群（70）は、支持巻線群（60）に接続されておらず、支持巻線群（60）から独立している。
〔ベアリングレスモータの動作〕
ベアリングレスモータ（20）は、ベアリングレスモータ（20）の永久磁石（32）によって生じる磁石磁束と、電機子巻線群（70）を流れる電流に応じて発生する駆動磁束との相互作用によって、駆動軸（12）を回転させるための電磁力を発生させる。
図４は、図５において矢印Ｘで示す向きに正の電流を流した場合に第１～第４のＵ相の電機子巻線（711u～714u）に流れる電流の向きを示す。
ベアリングレスモータ（20）は、上記磁石磁束と支持巻線群（60）を流れる電流に応じて発生する支持磁束との相互作用によって、駆動軸（12）を非接触で支持するための電磁力を発生させる。
図４は、Ｕ相の支持巻線（61u）に所定の方向に電流を流した場合に流れる電流の向きを示す。
例えば、支持巻線群（60）に流れる電流が変化したとき、当該電流の変化と磁石磁束に応じた磁束の変化を打ち消すように、第１～第４のＵ相の電機子巻線（711u～714u）には誘起電圧（誘導起電力）が生じる。このとき、第１及び第３のＵ相の電機子巻線（711u,713u）には、絶対値が異なる誘起電圧が生じ、第２及び第４のＵ相の電機子巻線（712u,714u）には、絶対値が異なる誘起電圧が生じる。また、支持巻線群（60）に流れる電流と磁石磁束の変化によって第１及び第３のＵ相の電機子巻線（711u,713u）に生じる誘起電圧を足し合わせた電圧が第１のＵ相の直列電機子巻線組（721u）の電圧となる。また、支持巻線群（60）に流れる電流と磁石磁束の変化によって第２及び第４のＵ相の電機子巻線（712u,714u）に生じる誘起電圧を足し合わせた電圧が第２のＵ相の直列電機子巻線組（722u）の電圧となる。
このように結線することで、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束と磁石磁束によって第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）に生じる誘起電圧の差を小さくでき、第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）間の電圧差に起因して流れる循環電流を低減できる。
また、Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）もＵ相の電機子巻線群（70u）と同様に動作するので、Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）における循環電流も低減できる。
電機子巻線群（70）に大きい循環電流が流れると、電機子巻線群（70）の磁束が不均衡となり、その結果、支持巻線群（60）によって制御される磁束が乱れ、回転子（30）を支持できなくなる虞がある。本実施形態１では、上述のように循環電流を低減できるので、回転子（30）をより確実に支持できる。
図６は、回転子（30）を回転させて支持巻線群（60）に電流を流したときに第１～第４のＵ相の電機子巻線（711u～714u）に発生する誘起電圧を例示する。
図７は、回転子（30）を回転させて支持巻線群（60）に電流を流したときに第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）に発生する誘起電圧を例示する。
本実施形態１では、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相（同相）の直列電機子巻線組（721u,722u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値は、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）に含まれる電機子巻線（711u～714u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値の１／３以下となる。
具体的に説明すると、まず、回転子（30）を回転させて支持巻線群（60）に電流を流したときに第ｉのＵ相の電機子巻線（71iu）に発生する誘起電圧の振幅値を、VampUiと表すと、Ｕ相の電機子巻線（711u～714u）の誘起電圧の振幅値の平均値は、以下の式１のように表される。式１では、Ｕ相の電機子巻線（711u～714u）の個数をｎとする。
Figure 2022156615000002
第ｉのＵ相の直列電機子巻線組（72iu）に発生する誘起電圧の振幅値を、VampUgiと表すと、Ｕ相の直列電機子巻線組（721u,722u）の誘起電圧の振幅値の平均値は、以下の式２のように表される。式２では、Ｕ相の直列電機子巻線組（721u,722u）の個数をｍとする。
Figure 2022156615000003
そして、以下の式３が成立する。
Figure 2022156615000004
つまり、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値は、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）に含まれる第１～第４のＵ相の電機子巻線（711u～714u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値の１／３以下となる。この関係は、Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）においても成り立つ。
また、本実施形態１では、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相（同相）の直列電機子巻線組（721u,722u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値は、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）に含まれる電機子巻線（711u～714u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値の１／２以下となる。したがって、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値は、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）に含まれる電機子巻線（711u～714u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値より小さい。
具体的に説明すると、まず、回転子（30）の回転駆動時に第ｎのＵ相の電機子巻線（71nu）に生じる誘起電圧をVunと表すと、各電機子巻線（711u～714u）に生じる誘起電圧の差分の絶対値は、｜Vu1－Vu2｜、｜Vu1－Vu3｜、｜Vu1－Vu4｜、｜Vu2－Vu3｜、｜Vu2－Vu4｜、及び｜Vu3－Vu4｜と表せる。
また、各電機子巻線（711u～714u）に生じる誘起電圧の差分の絶対値の所定時間毎の値の最大値、すなわち｜Vu1－Vu2｜、｜Vu1－Vu3｜、｜Vu1－Vu4｜、｜Vu2－Vu3｜、｜Vu2－Vu4｜、及び｜Vu3－Vu4｜の所定時間毎の値の最大値を、それぞれ、max｜Vu1－Vu2｜、max｜Vu1－Vu3｜、max｜Vu1－Vu4｜、max｜Vu2－Vu3｜、max｜Vu2－Vu4｜、及びmax｜Vu3－Vu4｜とする。各電機子巻線（711u～714u）に生じる誘起電圧の差分の絶対値の所定時間毎の値は、各電機子巻線（711u～714u）に生じる誘起電圧の差分の絶対値を、例えば回転子（30）が半回転する期間中に所定時間毎に測定することにより得られる。
さらに、max｜Vu1－Vu2｜、max｜Vu1－Vu3｜、max｜Vu1－Vu4｜、max｜Vu2－Vu3｜、max｜Vu2－Vu4｜、及びmax｜Vu3－Vu4｜のうちの最大値、すなわちＵ相の電機子巻線（711u～714u）に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値をVdiff_maxUとする。
一方で、第ｎのＵ相の直列電機子巻線組（72nu）に生じる誘起電圧をVugnと表す。すると、Ｕ相の直列電機子巻線組（721u,722u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値、すなわち第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）に生じる誘起電圧の差分の絶対値は、｜Vug1－Vug2｜と表せる。
また、Ｕ相の直列電機子巻線組（721u,722u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の所定時間毎の値の最大値、すなわち｜Vug1－Vug2｜の所定時間毎の値の最大値を、max｜Vug1－Vug2｜とする。Ｕ相の直列電機子巻線組（721u,722u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値Vdiff_maxUgとすると、
Vdiff_maxUg＝max｜Vug1－Vug2｜
となる。
そして、以下の式（４）が成立する。
Figure 2022156615000005
つまり、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（721u,722u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値は、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された第１及び第２の直列電機子巻線組（721u,722u）に含まれる第１～第４のＵ相の電機子巻線（711u～714u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値の１／２以下となる。この関係は、Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）においても成り立つ。
したがって、本実施形態１では、電機子巻線群（70）が、同相の複数の電機子巻線（711u～714u）からなる直列電機子巻線組（721u,722u）を複数有するので、当該電機子巻線群（70）を構成する同相の電機子巻線（71）をすべて互いに並列に接続した場合に比べ、渡り線を短くできる。したがって、ベアリングレスモータ（20）を小型化できる。
また、複数の同相の直列電機子巻線組（721u,722u）を互いに並列に接続するので、同相の電機子巻線（71）をすべて互いに直列に接続する場合に比べ、各電機子巻線（71）の巻数の変更により、各相の電機子巻線群（70u,70v,70w）の両端子間の電圧を細かく調整できる。したがって、設計自由度を高められる。
また、電機子巻線群（70）に流れる循環電流を低減するために循環電流の検知手段を電機子巻線（71）毎に設けなくてもよいので、当該検知手段を電機子巻線（71）毎に設ける場合に比べ、コストを削減できる。
また、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数の同相の直列電機子巻線組（721u,722u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値を、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数の同相の直列電機子巻線組（721u,722u）に含まれる電機子巻線（711u～714u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値の１／３以下としたので、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数の同相の直列電機子巻線組（721u,722u）に含まれる電機子巻線（711u～714u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値の１／３を超えるようにした場合に比べ、直列電機子巻線組（721u,722u）間の電圧差に起因して流れる循環電流を減らすことができる。
また、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数の同相の直列電機子巻線組（721u,722u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値を、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数の同相の直列電機子巻線組（721u,722u）に含まれる電機子巻線（711u～714u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値の１／２以下としたので、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数の同相の直列電機子巻線組（721u,722u）に含まれる電機子巻線（711u～714u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値の１／２を超えるようにした場合に比べ、直列電機子巻線組（721u,722u）間の電圧差に起因して流れる循環電流を減らすことができる。
（実施形態２）
図８は、実施形態２の図４相当図である。
本実施形態２では、回転子コア（31）の外周面の近傍（外周部）に８極の永久磁石（32）が埋設されている。８極の永久磁石（32）は、外周面側にＮ極とＳ極とが４５度ごとに周方向に交互に並ぶように配設されている。
また、支持巻線群（60）が、Ｕ相の支持巻線群（60u）と、Ｖ相の支持巻線群（図示せず）と、Ｗ相の支持巻線群（図示せず）とで構成されている。
Ｕ相の支持巻線群（60u）は、６つのＵ相の支持巻線（61u）で構成されている。Ｖ相及びＷ相の支持巻線群（図示せず）も同様に６つの支持巻線（61v,61w）で構成されている。
また、Ｕ相の電機子巻線群（70u）が、図９に示すように、第１～第８のＵ相の電機子巻線（711u～718u）で構成されている。第１～第８のＵ相の電機子巻線（711u～718u）は、隣り合う電機子巻線（711u～718u）の巻回軸のなす角が４５°となるように、反時計回りに順に周方向に等間隔を空けて設けられている。
Ｕ相の電機子巻線群（70u）は、互いに直列に接続された第１、第３、第５及び第７のＵ相の電機子巻線（711u,713u,715u,717u）からなる第１のＵ相の直列電機子巻線組（731u）と、互いに直列に接続された第２、第４、第６及び第８のＵ相の電機子巻線（712u,714u,716u,718u）からなる第２のＵ相の直列電機子巻線組（732u）とで構成されている。各Ｕ相の直列電機子巻線組（731u,732u）は、隣り合う電機子巻線（711u～718u）の巻回軸のなす角が９０°となるように配置された４個の電機子巻線（711u～718u）からなる。各Ｕ相の直列電機子巻線組（731u,732u）は、隣り合う電機子巻線（711u～718u）の巻回軸のなす角が９０°（ｋ＝４としたときの３６０°／ｋ）となるように配置された４個（ｋ個）の電機子巻線（711u～718u）からなる１組のサブ巻線組で構成されている。第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（731u,732u）は、互いに並列に接続されている。つまり、各Ｕ相の直列電機子巻線組（731u,732u）は、当該Ｕ相の直列電機子巻線組（731u,732u）と同相の直列電機子巻線組、すなわちＵ相の直列電機子巻線組（731u,732u）と並列に接続されている。
Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）も、Ｕ相の電機子巻線群（70u）と同様に構成されている。
その他の構成は、実施形態１と同じであるので、同一の構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施形態２においても、支持巻線群（60）に流れる電流が変化したとき、当該電流と磁石磁束の変化に応じた磁束の変化を打ち消すように、第１～第８のＵ相の電機子巻線（711u～718u）には、絶対値が異なる誘起電圧（誘導起電力）が生じる。このとき、支持巻線群（60）に流れる電流と磁石磁束の変化によって第１，第３，第５及び第７のＵ相の電機子巻線（711u,713u,715u,717u）に生じる誘起電圧を足し合わせた電圧が第１のＵ相の直列電機子巻線組（731u）の電圧となる。同様に、支持巻線群（60）に流れる電流と磁石磁束の変化によって第２、第４、第６及び第８のＵ相の電機子巻線（712u,714u,716u,718u）に生じる誘起電圧を足し合わせた電圧が第２のＵ相の直列電機子巻線組（732u）の電圧となる。
このように結線することで、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束と磁石磁束によって第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（731u,732u）に生じる誘起電圧の差を小さくでき、第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（731u,732u）間の電圧差に起因して流れる循環電流を低減できる。
Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）もＵ相の電機子巻線群（70u）と同様に動作する。
したがって、本実施形態２でも、実施形態１と同様の循環電流の低減効果を得ることができる。
（実施形態３）
図１０は、実施形態３の図９相当図である。本実施形態３では、Ｕ相の電機子巻線群（70u）が、第１～第４のＵ相の直列電機子巻線組（741u～744u）で構成されている、第１のＵ相の直列電機子巻線組（741u）は、第１及び第５のＵ相の電機子巻線（711u,715u）からなる。第２のＵ相の直列電機子巻線組（742u）は、第２及び第６のＵ相の電機子巻線（712u,716u）からなる。第３のＵ相の直列電機子巻線組（743u）は、第３及び第７のＵ相の電機子巻線（713u,717u）からなる。第４のＵ相の直列電機子巻線組（744u）は、第４及び第８のＵ相の電機子巻線（714u,718u）からなる。各Ｕ相の直列電機子巻線組（741u～744u）は、隣り合う電機子巻線（711u～718u）の巻回軸のなす角が１８０°となるように配置された２個の電機子巻線（711u～718u）からなる。各Ｕ相の直列電機子巻線組（741u～744u）は、隣り合う電機子巻線（711u～718u）の巻回軸のなす角が１８０°（ｋ＝２としたときの３６０°／ｋ）となるように配置された２個（ｋ個）の電機子巻線（711u～718u）からなる１組のサブ巻線組で構成されている。第１～第４のＵ相の直列電機子巻線組（741u～744u）は、互いに並列に接続されている。つまり、各Ｕ相の直列電機子巻線組（741u～744u）は、当該Ｕ相の直列電機子巻線組（741u～744u）と同相の直列電機子巻線組、すなわちＵ相の直列電機子巻線組（741u～744u）と並列に接続されている。
Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）も、Ｕ相の電機子巻線群（70u）と同様に構成されている。
その他の構成は、実施形態２と同じであるので、同一の構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施形態３においても、支持巻線群（60）に流れる電流が変化したとき、当該電流と磁石磁束の変化に応じた磁束の変化を打ち消すように、第１～第８のＵ相の電機子巻線（711u～718u）には、絶対値の異なる誘起電圧（誘導起電力）が生じる。このとき、支持巻線群（60）に流れる電流と磁石磁束の変化によって第１及び第５のＵ相の電機子巻線（711u,715u）に生じる誘起電圧を足し合わせた電圧が第１のＵ相の直列電機子巻線組（741u）の電圧となる。同様に、支持巻線群（60）に流れる電流と磁石磁束の変化によって第２～第４のＵ相の直列電機子巻線組（742u～744u）の電圧も決定される。
このように結線することで、支持巻線群（60）が通電して発生する磁束と磁石磁束によって第１～第４のＵ相の直列電機子巻線組（741u～744u）に生じる誘起電圧の差を小さくでき、第１～第４のＵ相の直列電機子巻線組（741u～744u）間の電圧差に起因して流れる循環電流を低減できる。
Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）もＵ相の電機子巻線群（70u）と同様に動作する。
したがって、本実施形態３では、実施形態２と同様の循環電流の低減効果を得ることができる。
（実施形態４）
図１１は、実施形態４の図１０相当図である。本実施形態４では、Ｕ相の電機子巻線群（70u）が、第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（751u,752u）で構成されている。第１のＵ相の直列電機子巻線組（751u）は、実施形態３における第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（741u,742u）、すなわち第１、第２、第５及び第６のＵ相の電機子巻線（711u,712u,715u,716u）からなる。第２のＵ相の直列電機子巻線組（752u）は、実施形態３における第３及び第４のＵ相の直列電機子巻線組（743u,744u）、すなわち第３、第４、第７及び第８のＵ相の電機子巻線（713u,714u,717u,718u）からなる。
各Ｕ相の直列電機子巻線組（751u～752u）は、隣り合う電機子巻線（711u～718u）の巻回軸のなす角が１８０°（ｋ＝２としたときの３６０°／ｋ）となるように配置された２個（ｋ個）の電機子巻線（711u～718u）からなる２組のサブ巻線組で構成されている。第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（751u,752u）は、互いに並列に接続されている。つまり、各Ｕ相の直列電機子巻線組（751u,752u）は、当該Ｕ相の直列電機子巻線組（751u,752u）と同相の直列電機子巻線組、すなわちＵ相の直列電機子巻線組（751u,752u）と並列に接続されている。
Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）も、Ｕ相の電機子巻線群（70u）と同様に構成されている。
その他の構成は、実施形態３と同じであるので、同一の構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施形態４においても、支持巻線群（60u）に流れる電流が変化したとき、当該電流と磁石磁束の変化に応じた磁束の変化を打ち消すように、第１～第８のＵ相の電機子巻線（711u～718u）には絶対値の異なる誘起電圧（誘導起電力）が生じる。このとき、支持巻線群（60u）に流れる電流と磁石磁束の変化によって第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（751u,752u）に生じる誘起電圧の差を小さくすることができる。Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）もＵ相の電機子巻線群（70u）と同様に動作する。
したがって、本実施形態４では、実施形態３と同様の循環電流の低減効果を得ることができる。
また、実施形態３における第１及び第２のＵ相の直列電機子巻線組（741u,742u）を互いに直列に接続するとともに、実施形態３における第３及び第４のＵ相の直列電機子巻線組（741u,742u）を互いに直列に接続したので、実施形態３に比べ、渡り線を短くできる。したがって、ベアリングレスモータ（20）を小型化できる。
（実施形態５）
図１２は、実施形態５の図４相当図である。
本実施形態５では、回転子コア（31）の外周面の近傍（外周部）に６極の永久磁石（32）が埋設されている。各永久磁石（32）は、６０度ごとにＮ極とＳ極とが周方向に交互に並ぶように配設されている。
また、支持巻線群（60）が、Ｕ相の支持巻線群（60u）と、Ｖ相の支持巻線群（図示せず）と、Ｗ相の支持巻線群（図示せず）とで構成されている。
Ｕ相の支持巻線群（60u）は、第１～第４のＵ相の支持巻線（611u～614u）で構成されている。第１～第４のＵ相の支持巻線（611u～614u）は、隣り合う支持巻線（611u～614u）の巻回軸のなす角が９０°となるように、反時計回りに順に周方向に等間隔を空けて設けられている。
Ｕ相の支持巻線群（60u）は、互いに直列に接続された第１及び第３のＵ相の支持巻線（611u,613u）からなる第１のＵ相の直列支持巻線組（621u）と、互いに直列に接続された第２及び第４のＵ相の支持巻線（612u,614u）からなる第２のＵ相の直列支持巻線組（622u）とで構成されている。各Ｕ相の直列支持巻線組（621u,622u）は、隣り合う支持巻線（611u～614u）の巻回軸のなす角が１８０°となるように配置された２個の支持巻線（611u～614u）からなる。各Ｕ相の直列支持巻線組（621u,622u）は、隣り合う支持巻線（611u～614u）の巻回軸のなす角が１８０°（ｋ＝２としたときの３６０°／ｋ）となるように配置された２個（ｋ個）の支持巻線（611u～614u）からなる１組のサブ巻線組で構成されている。第１及び第２のＵ相の直列支持巻線組（621u,622u）は、互いに並列に接続されている。つまり、各Ｕ相の直列支持巻線組（621u,622u）は、当該Ｕ相の直列支持巻線組（621u,622u）と同相の直列支持巻線組、すなわちＵ相の直列支持巻線組（621u,622u）と並列に接続されている。
Ｖ相及びＷ相の支持巻線群（60v,60w）も、Ｕ相の支持巻線群（60u）と同様に構成されている。
また、Ｕ相の電機子巻線群（70u）が、第１～第６のＵ相の電機子巻線（711u～716u）で構成されている。第１～第６のＵ相の電機子巻線（711u～716u）は、隣り合う電機子巻線（711u～716u）の巻回軸のなす角が６０°となるように、反時計回りに順に周方向に等間隔を空けて設けられている。
また、Ｕ相の電機子巻線群（70u）は、図１３に示すように、第１～第３のＵ相の直列電機子巻線組（761u～763u）で構成されている。第１のＵ相の直列電機子巻線組（761u）は、第１及び第４のＵ相の電機子巻線（711u,714u）からなる。第２のＵ相の直列電機子巻線組（762u）は、第２及び第５のＵ相の電機子巻線（712u,715u）からなる。第３のＵ相の直列電機子巻線組（763u）は、第３及び第６のＵ相の電機子巻線（713u,716u）からなる。各Ｕ相の直列電機子巻線組（761u～763u）は、隣り合う電機子巻線（711u～716u）の巻回軸のなす角が１８０°となるように配置された２個の電機子巻線（711u～716u）からなる。各Ｕ相の直列電機子巻線組（761u～763u）は、隣り合う電機子巻線（711u～716u）の巻回軸のなす角が１８０°（ｋ＝２としたときの３６０°／ｋ）となるように配置された２個（ｋ個）の電機子巻線（711u～716u）からなる１組のサブ巻線組で構成されている。第１～第３のＵ相の直列電機子巻線組（761u～763u）は、互いに並列に接続されている。つまり、各Ｕ相の直列電機子巻線組（761u～763u）は、当該Ｕ相の直列電機子巻線組（761u～763u）と同相の直列電機子巻線組、すなわちＵ相の直列電機子巻線組（761u～763u）と並列に接続されている。
Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）も、Ｕ相の電機子巻線群（70u）と同様に構成されている。
その他の構成は、実施形態１と同じであるので、同一の構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施形態５においても、支持巻線群（60）に流れる電流と磁石磁束が変化したとき、当該電流と磁石磁束の変化に応じた磁束の変化を打ち消すように、第１～第６のＵ相の電機子巻線（711u～716u）には絶対値の異なる誘起電圧（誘導起電力）が生じる。このとき、支持巻線群（60）に流れる電流と磁石磁束の変化によって第１～第３のＵ相の直列電機子巻線組（761u～763u）に生じる誘起電圧の差は小さくなる。Ｖ相及びＷ相の電機子巻線群（70v,70w）もＵ相の電機子巻線群（70u）と同様に動作する。
したがって、本実施形態５でも、実施形態１と同様の循環電流の低減効果を得ることができる。
また、電機子巻線群（70）に流れる電流と磁石磁束が変化したとき、当該電流と磁石磁束の変化に応じた磁束の変化を打ち消すように、第１～第４のＵ相の支持巻線（611u～614u）には絶対値の異なる誘起電圧（誘導起電力）が生じる。このとき、電機子巻線群（70）に流れる電流と磁石磁束の変化によって第１及び第２のＵ相の直列支持巻線組（621u,622u）に生じる誘起電圧の差は小さくなる。Ｖ相及びＷ相の支持巻線群（60v,60w）もＵ相の支持巻線群（60u）と同様に動作する。
このように、電機子巻線群（70）が通電して発生する磁束と磁石磁束によって第１及び第２のＵ相の直列支持巻線組（621u,622u）に生じる誘起電圧の差は小さくできるので、第１及び第２のＵ相の直列支持巻線組（621u,622u）間の電圧差に起因して流れる循環電流を低減できる。
本実施形態５では、電機子巻線群（70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相（同相）の直列支持巻線組（621u,622u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値は、電機子巻線群（70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相の直列支持巻線組（621u,622u）に含まれる支持巻線（611u～614u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値の１／３以下となる。この関係は、Ｖ相及びＷ相の支持巻線群（60v,60w）においても成り立つ。
したがって、電機子巻線群（70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相の直列支持巻線組（621u,622u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値は、電機子巻線群（70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相の直列支持巻線組（621u,622u）に含まれる支持巻線（611u～614u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値より小さい。この関係は、Ｖ相及びＷ相の支持巻線群（60v,60w）においても成り立つ。
また、電機子巻線群（70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相（同相）の直列支持巻線組（621u,622u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値は、電機子巻線群（70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された複数のＵ相の直列支持巻線組（621u,622u）に含まれる支持巻線（611u～614u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値の１／２以下となる。この関係は、Ｖ相及びＷ相の支持巻線群（60v,60w）においても成り立つ。
したがって、本実施形態５では、支持巻線群（60）が、同相の複数の支持巻線（61）からなる直列支持巻線組（621u,622u）を複数有するので、当該支持巻線群（60）を構成する支持巻線（61）をすべて互いに並列に接続した場合に比べ、渡り線を短くできる。したがって、ベアリングレスモータ（20）を小型化できる。
また、複数の直列支持巻線組（621u,622u）を互いに並列に接続するので、同相の支持巻線（61）をすべて互いに直列に接続する場合に比べ、各支持巻線（61）の巻数の変更により、各相の支持巻線群（60u,60v,60w）の両端子間の電圧を細かく調整できる。したがって、設計自由度を高められる。
また、支持巻線群（60）に流れる循環電流を低減するために循環電流の検知手段を支持巻線（61）毎に設けなくてもよいので、当該検知手段を支持巻線（61）毎に設ける場合に比べ、コストを削減できる。
（その他の実施形態）
上記実施形態１～５では、支持巻線（61）及び電機子巻線（71）をティース（52）に分布巻方式で巻回したが、集中巻方式で巻回してもよい。
また、上記実施形態１～５では、各Ｕ相の直列電機子巻線組（751u～752u）を１組又は２組のサブ巻線組で構成したが、１組以上のサブ巻線組で構成すればよく、３組以上のサブ巻線組で構成してもよい。
上記実施形態２では、Ｕ相の支持巻線群（60u）に設けるＵ相の支持巻線（61u）の個数を６個としたが、１０個としてもよい。Ｕ相の支持巻線群（60u）に設けるＵ相の支持巻線（61u）の個数は、極数±２個であればよい。Ｖ相及びＷ相の支持巻線群についても同様である。
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態及び変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。
本開示は、電動機、圧縮機、及び冷凍装置として有用である。
１ ターボ圧縮機
２０ ベアリングレスモータ（電動機）
３０ 回転子
４０ 固定子
５０ 固定子コア
５１ バックヨーク
５２ ティース
５３ スロット
６０ 支持巻線群
６１ 支持巻線
７０ 電機子巻線群
７１ 電機子巻線
１００ 冷凍装置
６２１ｕ、６２２ｕ 直列支持巻線組
７２１ｕ、７２２ｕ、７３１ｕ、７３２ｕ、７４１ｕ～７４４ｕ、７５１ｕ、７５２ｕ、７６１ｕ～７６３ｕ 直列電機子巻線組

Claims (7)

  1. 回転子（30）と、
    固定子（40）とを備え、
    上記固定子（40）は、
    環状に形成されたバックヨーク（51）と、該バックヨーク（51）の径方向内側に突出する複数のティース（52）とを有する固定子コア（50）と、
    上記複数のティース（52）間に形成されたスロット（53）を通過するように上記ティース（52）に巻回され、通電により上記回転子（30）を非接触で支持する電磁力を発生させ、固定子（40）内側に磁極を発生させる支持巻線（61）を複数有している支持巻線群（60）と、
    上記複数のティース（52）間に形成されたスロット（53）を通過するように上記ティース（52）に巻回され、通電により上記回転子（30）を回転駆動させる電磁力を発生させ、固定子（40）内側に磁極を発生させる電機子巻線（71）を複数有している電機子巻線群（70）とを有し、
    上記支持巻線群（60）及び上記電機子巻線群（70）の一方の巻線群は、互いに直列に接続された同相の複数の巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）からなる直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）を複数有し、
    上記直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）は、当該直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）と同相の上記直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）と並列に接続される電動機。
  2. 請求項１に記載の電動機において、
    他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値は、
    他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）に含まれる巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値よりも小さい電動機。
  3. 請求項２に記載の電動機において、
    上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値は、
    上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）に含まれる巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）毎に生じる誘起電圧の振幅値の偏差の絶対値の最大値の１／３以下である電動機。
  4. 請求項２に記載の電動機において、
    上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値は、
    上記他方の巻線群（60,70）が通電して発生する磁束に基づいて並列に接続された上記複数の同相の直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）に含まれる巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）毎に生じる誘起電圧の差分の絶対値の最大値の１／２以下である電動機。
  5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の電動機において、
    各上記直列巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,751u,752u,761u～763u）は、１組以上のサブ巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,761u～763u）で構成され、各サブ巻線組（621u,622u,721u,722u,731u,732u,741u～744u,761u～763u）は、隣り合う巻線（61,611u～614u,71,711u～718u）の巻回軸のなす角が３６０°／ｋとなるように配置されたｋ個の巻線からなる電動機。
  6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の電動機（20）を備えた圧縮機。
  7. 請求項６に記載の圧縮機（1)を備えた冷凍装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018061375A (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 株式会社Ｓｏｋｅｎ 回転電機
JP2018189358A (ja) * 2017-05-09 2018-11-29 ダイキン工業株式会社 ターボ圧縮機
JP2019083654A (ja) * 2017-10-31 2019-05-30 ダイキン工業株式会社 電動機およびターボ圧縮機

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102832767B (zh) * 2012-09-07 2014-08-20 南京航空航天大学 一种并列式混合励磁无刷直流容错电机
JP6193377B2 (ja) 2013-08-08 2017-09-06 株式会社日立製作所 電動機システムおよび磁気軸受システム
CN103944288B (zh) * 2014-04-28 2016-11-16 南京航空航天大学 一种磁路互补型定子电励磁同步电机
WO2017073199A1 (ja) * 2015-10-28 2017-05-04 三菱電機株式会社 回転電機

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018061375A (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 株式会社Ｓｏｋｅｎ 回転電機
JP2018189358A (ja) * 2017-05-09 2018-11-29 ダイキン工業株式会社 ターボ圧縮機
JP2019083654A (ja) * 2017-10-31 2019-05-30 ダイキン工業株式会社 電動機およびターボ圧縮機

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