JP2765764B2 - 同期式モータのステータ巻線配置方法 - Google Patents

同期式モータのステータ巻線配置方法

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JP2765764B2 JP3024681A JP2468191A JP2765764B2 JP 2765764 B2 JP2765764 B2 JP 2765764B2 JP 3024681 A JP3024681 A JP 3024681A JP 2468191 A JP2468191 A JP 2468191A JP 2765764 B2 JP2765764 B2 JP 2765764B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は同期式モータのステータ
巻線配置方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば3相交流駆動の同期式モータにお
いて、最も簡単なステータ巻線は、図2に示す様な単層
巻きである。このモータにおいては1個ずつのマグネッ
トの組合せである1極対毎に度6個のスロットが対応
している。しかし、こうした構造の同期モータでは所謂
スロットリップルが生じ易い。
【0003】これを避けるために、1極対毎に対応する
スロット数を整数にならない様に工夫する事が多い。こ
の工夫により巻線が1スロット内に複数の単位コイルを
配設する、所謂、多層巻きとなり、かつ、集中巻きでは
なく分布巻きになるのが一般的である。図2の4極対24
スロットのものを以上の工夫により36スロットの多層巻
きとしたものを図3に示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、多層巻き
にすることは単位コイルの総数の増加を意味し、巻線工
数の増加を招く。更には渡り線の数も増加し、逆起電力
の発生に関与しない巻線抵抗の増加を招き、電力ロスと
なる。
【0005】依って本発明は、多層巻きの巻線分布と電
気的な等価性を保持しつつ、その単位コイルの層数を減
少することで巻線工数の削減並びに巻線抵抗の減少の実
現を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、1つの界磁極に分数個のステータ巻線設
置用のスロットが対応配置されてなる3相交流駆動形の
同期式モータにおけるステータ巻線配置方法であって、
3相の巻線が、界磁n極対(nは自然数)に対応するス
ロット群毎に同一の形態で多層分布配置されてなる第
1の3相平衡巻線分布形態を基準とし界磁2n極対
同士の比較において第1の3相平衡巻線分布形態と電気
的に等価であって、3相の巻線が、界磁n対毎には異
なるが2n極対毎に同一の形態に配置されてなる第2の
3相平衡巻線分布形態を設定し第2の3相平衡巻線分
布形態に従ってステータ巻線をスロットに配置する、こ
を特徴とする同期式モータのステータ巻線配置方法
提供する。さらに本発明は、上記した同期式モータのス
テータ巻線配置方法において、第1の3相平衡巻線分布
形態におけるスロット全数と第2の3相平衡巻線分布形
態におけるスロット全数とが同一であって、第2の3相
平衡巻線分布形態の巻線層数が、第1の3相平衡巻線分
布形態の巻線層数の1/2であるステータ巻線配置方法
を提供する。
【0007】
【作用】多層分布巻きの3相平衡巻線形態を基準とし、
それぞれが電気的に平衡しているコイル群同士の間で同
一電気角位置に配置されるコイル同士を入れ替えても、
両コイル群を合わせた全体では電気的作用が変わらず、
電気的等価性が保持される。そこで、n極対毎に同一
でかつそれぞれに平衡したコイル群を有する第1の
相平衡巻線分布形態において、1つのスロット内に層状
配置される異なる相のコイルを同一相のコイルとすべ
、2つのコイル群の同一電気角位置のコイル同士でコ
イル交換を行えば、n極対での平衡状態が崩れて2n極
対での平衡状態に変わると共に2n極対毎に同一形態
第2の3相平衡巻線分布形態が構成される。このように
して得られた第2の3相平衡巻線分布形態において、1
つのスロット内で同一相となったコイルを1つに纏める
ことにより、巻線の層数を削減してコイル全数を低減す
ることができる。
【0008】更にその分布係数を同一にし、電気的な等
価性が完全に保持され、かつ、各スロット内の同一相単
位巻線をまとめることにより単位コイル数の低減と巻線
抵抗の低減が後者の手段により達成される。
【0009】
【実施例】以下本発明を添付図面に示す実施例に基づき
更に詳細に説明する。図2はロータコア10の表面に8極
のマグネット12、即ち、4極対のマグネットを貼付固定
しており、ステータ14′には24個のスロット16′を設
け、3相U,V,W平衡交流により駆動すべく各スロッ
ト16′内に夫々1個の単位コイル18′を配設した同期式
モータを示している。
【0010】既述の理由により図2のステータ14′を、
36個のスロット16を有し、各スロット16内に2個ずつの
単位コイル18aを配設したステータ14に交換してなる
期式モータを図3に示している。本願明細書ではこのよ
うな構成を、1つの界磁極に分数個のステータ巻線設置
用のスロットが対応配置されてなる構成(図3の例では
1磁極に対し9/2個のスロットが配置されている)と
称する。本発明の一実施例として、図3に示す同期式モ
ータのステータ巻線構造を工夫して変更し、既述の目的
を達成したモータを図1に示す。図1のモータでは、ス
テータ14の各スロット16内には1つの相の巻線のみが配
設されているため、当然のことながら単位コイル18bは
各スロット16内に1個ずつ配設すればよいことになる。
【0011】図3に示すステータ巻線構造から図1に示
すステータ巻線構造への変換過程を以下に説明する
【0012】表1の(a)は図3の2極対分に対応する
ステータの時計回り方向に連続した18個のスロットを模
式的に並べたものである。番号の小さい方から見ていっ
て、まず番号2のスロットに+Uと−Wの単位コイルが
配設されていることがわかる。このうち−Wの単位コイ
ルを他のスロットの+Uの単位コイルと置換することを
考えると、本実施例では番号11のスロットに+Uと−W
の単位コイルが配設されているのでその+Uの単位コイ
ルと置換するのである。
【表1】
【0013】次に番号5のスロットには+Vと−Uの単
位コイルが夫々1個ずつ配設されているが、ここではど
ちらの単位コイルを置換すべきかが問題となる。渡り線
を短くすることも本発明の目的の1つであり、請求項2
に述べている渡り線が最短の観点からすると、+Vの単
位コイルを−Uの単位コイルと置換すべきである。即
ち、番号1と2のスロット内のU相の単位コイルと番号
5と6のスロット内のU相の単位コイルとを渡り線で連
結する構造が渡り線の長さが最短になるのである。従っ
て、番号5のスロット内の+Vの単位コイルを番号14の
スロット内の−Uの単位コイルと置換する。
【0014】番号8のスロットについても同様に考え、
−Vの単位コイルを番号17のスロットの+Wの単位コイ
ルと置換する。こうして置換の完了した状態を表1の
(b)に示す。各スロットル内には同一相の単位コイル
のみであるため、2つの単位コイル18aを巻数が2倍の
1つの単位コイル18bにすることができ、表1の(c)
並びに図1はその結果を示している。
【0015】次に、図4は図1及び図3の同期式モータ
と電気的に等価であって、かつ、スロット数を半減させ
る目的によって考えられた同期式モータである。すなわ
ちこのモータでは、8個のマグネット12に18個のスロッ
ト16″が対応して設けられ(1磁極に対し9/4個のス
ロットが配置されている)、各スロット16″内には単位
コイル18aが4層ずつ配設されている。従って単位コイ
ルは図3に示されているものと同じであり、総数も同じ
く72個である。本発明の第2実施例としてこの単位コイ
ル数を半減させ、図1及び図3のモータに比べてスロッ
ト数を半減させたことの効果のみが得られ、単位コイル
数が倍増するデメリットを除去したモータのステータ巻
線構造を説明する。
【0016】表1の場合と同様に表2の(a)に図4の
スロットを並べて各スロット内の単位コイルと共に模式
的に示す
【表2】
【0017】番号1のスロット内の−Wの単位コイルを
他のスロット内の+Uの単位コイルと置換する。この場
合、+Uの単位コイルをN2個、即ち1個だけ有するス
ロットは番号6,15のものであり、残りの単位コイルは
どちらも−Wであるため何れと交換してもよい。例えば
番号6のスロット内の+U単位コイルと交換する。次に
番号4のスロット内のVの単位コイルを番号9のスロ
ット内の+Wの単位コイルと交換し、以下同様にすると
表2の(b)が得られる。各スロット内には同一の単位
コイルが2個又は4個ずつ配設されているので各2個を
各1個の単位コイル18bにまとめたものを(c)に示
す。
【0018】ここで、上述した表1の(a)の巻線配設
のモータ、即ち、図3のモータと、表1の(c)の巻線
配設のモータ、即ち、図1のモータと、表2の(c)の
巻線配設のモータ(図示せず)との各逆起電力に比例す
る巻線分布状態を評価し、何れも2極対又はモータ全体
として同等であることを示す。
【0019】マグネット1極対分に対応するステータ角
度を電気角 360°とし、また、図3に示す各単位コイル
18aは図4に示す単位コイル18aと同一コイル巻数であ
り、図1に示す各単位コイル18bはその2倍のコイル巻
数であるため、単位コイル18bの場合は単位コイル18a
の場合の2倍の重みが掛けられて評価すべき点に注意す
る。
【0020】巻線分布状態の評価式をΦで表示する。ま
ず表1(a)の場合のU相は次式で評価される。 ΦU(1a)= 2sin(θ+20°)+sin(θ+60°)−
2sin(θ+ 220°) −sin(θ+ 180°)+2sin(θ+20
°)+sin(θ+60°)−2sin(θ+ 220°) −sin(θ+
180°) = 2sin(θ+0°)+4sin(θ+20°)+4sin(θ+
40°)+2sin(θ+60°) 同様にV相、W相の場合は次の様になる。 ΦV(1a)= 2sin(θ+ 120°)+4sin(θ+140
°)+4sin(θ+ 160°)+2sin(θ+ 180°) ΦW(1a)= 2sin(θ+ 240°)+4sin(θ+260
°)+4sin(θ+ 280°)+2sin(θ+ 300°)
【0021】以上の各相U,V,Wの各評価式ΦU(1
a),ΦV(1a),ΦW(1a)を比較すると、位相
が 120°ずつずれた平衡状態にあることが判る。
【0022】次に、表1(c)の場合のU,V,Wの各
相の評価式は以下の通りである。 ΦU(1c)= 2sin(θ+20°)+2sin(θ+60°)
−2sin(θ+ 180°) −2sin(θ+ 220°)+2sin(θ
+20°)−2sin(θ+ 220°)= 2sin(θ+0°)+
4sin(θ+20°)+4sin(θ+40°)+2sin(θ+60
°) ΦV(1c)= 2sin(θ+ 120°)+4sin(θ+140
°)+4sin(θ+ 160°)+2sin(θ+ 180°) ΦW(1c)= 2sin(θ+ 240°)+4sin(θ+260
°)+4sin(θ+ 280°)+2sin(θ+ 300°)
【0023】以上により、ΦU(1c),ΦV(1
c),ΦW(1c)を比較すると、位相が夫々 120°ず
つずれた平衡状態にあることが判る。更には、ΦU(1
a)=ΦU(1c),ΦV(1a)=ΦV(1c),Φ
W(1a)=ΦW(1c)であることも判る。従って表
1(a)の場合も表(c)の場合も逆起電力は同じに
なることがわかり、両モータは電気的に等価といえる。
【0024】次に表2(c)の場合を各相毎に評価する
と以下の通りになる。 ΦU(2c)= 4sin(θ+40°)−4sin(θ+ 200
°)+2sin(θ+ 360°) −2sin(θ+ 240°)+4si
n(θ+40°)−4sin(θ+ 200°)+2sin(θ+ 360
°) −2sin(θ+ 240°)= 4sin(θ+0°)+8si
n(θ+20°)+8sin(θ+40°)+4sin(θ+60°) ΦV(2c)= 4sin(θ+ 120°)+8sin(θ+140
°)+8sin(θ+ 160°)+4sin(θ+ 180°) ΦW(2c)= 4sin(θ+ 240°)+8sin(θ+260
°)+8sin(θ+ 280°)+4sin(θ+ 300°)
【0025】各相U,V,Wが 120°ずつずれた平衡状
態にあることが判ると共に、ΦU(2c)=ΦU(1
c)×2,ΦV(2c)=ΦV(1c)×2,ΦW(2
c)=ΦW(1c)×2であることも判る。これは表2
の方はマグネット4極対分、即ち、モータ全体について
表示しており、表1の方は2極対分、即ち、モータの半
分について示しているからに他ならず、結局モータ全体
として比較すれば各相の評価式は同じである。既述の如
く表1(c)のモータと表2(a)のモータとは電気的
に等価であるので、結局、表2(c)のモータは表2
(a)のモータと電気的に等価といえる。表1(c)と
表2(a)が等価であることは、以上と同様の評価式を
作成すれば容易に確認可能である。
【0026】表2(c)の巻線配設に対して更にもう一
度本発明を適用すれば各スロット16″内には単一相の巻
線コイルのみの配設構造とすることもできる。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかな様に本発明によ
れば、電気的な等価性を保持しつつ、各スロット内の単
位コイルの層数を低減することができ、巻線工数の削減
並びに巻線抵抗の減少が達成され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るステータ巻線配置方法に従って構
成されたモータの断面図である。
【図2】従来の1つのステータ巻線構造を示すモータの
断面図である。
【図3】従来の他のステータ巻線構造を示すモータの断
面図である。
【図4】従来の更に他のステータ巻線構造を示すモータ
の断面図である。
【符号の説明】
10…ロータ 12…マグネット 14…ステータ 16…スロット 18a,18b…単位コイル U,V,W…相
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−177240(JP,A) 実開 昭62−41376(JP,U) 実開 昭63−33346(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 3/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つの界磁極に分数個のステータ巻線設
    置用のスロットが対応配置されてなる3相交流駆動形の
    同期式モータにおけるステータ巻線配置方法であって、 3相の巻線が、界磁n極対(nは自然数)に対応するス
    ロット群毎に同一の形態で多層分布配置されてなる第
    1の3相平衡巻線分布形態を基準とし界磁2n極対同士の比較において 前記第1の3相平衡
    線分布形態と電気的に等価であって、3相の巻線が、界
    磁n対毎には異なるが2n極対毎に同一の形態に配置
    されてなる第2の3相平衡巻線分布形態を設定し前記第2の3相平衡巻線分布形態に従ってステータ巻線
    をスロットに配置する、 こと を特徴とする同期式モータのステータ巻線配置方
  2. 【請求項2】 前記第1の3相平衡巻線分布形態におけ
    るスロット全数と前記第2の3相平衡巻線分布形態にお
    けるスロット全数とが同一であって、該第2の3相平衡
    巻線分布形態の巻線層数が、該第1の3相平衡巻線分布
    形態の巻線層数の1/2である請求項1に記載の同期式
    モータのステータ巻線配置方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7345395B2 (en) 2004-02-12 2008-03-18 Honda Motor Co., Ltd. Motor stator core with skewed slots and production process therefor
US9608501B2 (en) 2012-12-13 2017-03-28 Mitsubishi Electric Corporation Rotary electric machine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102025248B (zh) * 2009-09-18 2014-03-12 德昌电机(深圳)有限公司 用于电动交通工具的动力系统的电机
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6241376U (ja) * 1985-08-30 1987-03-12
JPS6333346U (ja) * 1986-08-13 1988-03-03

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7345395B2 (en) 2004-02-12 2008-03-18 Honda Motor Co., Ltd. Motor stator core with skewed slots and production process therefor
US9608501B2 (en) 2012-12-13 2017-03-28 Mitsubishi Electric Corporation Rotary electric machine

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