JP2924112B2 - 三相交流回転電機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、三相交流回転電機の電機子巻装技術に関す
る。

［従来技術］ 特開昭60−204240号公報は、電機子鉄心の両側に突出
する三相電機子巻線のコイルエンド（すなわち三相電機
子巻線のスロットから突出する部分）の径方向内側に遠
心ファン及び斜流ファンを個別に設け、これらファンの
空気流によりコイルエンドを積極冷却する車両用交流発
電機を開示している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記ファンとコイルエンドとの間の隙間
はかなり狭く、ここに羽根で生じた風圧が作用すること
によってファン騒音を発生しやすい。特に電機子巻線の
コイルエンドは周方向に一定ピッチの凹凸形状をもつの
で、所定の可聴周波数の騒音が発生する。

また、このような三相交流回転電機では、例えば無理
な曲げを回避したりまた径方向あるいは軸方向への張出
しを防止するために、できるだけコイルエンドの過密集
合を抑止し周方向のコイルエンド密度を一定化すること
が望まれている。

本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、
コイルエンド風切り音の低減あるいはコイルエンドの過
密集合の抑止が可能な三相交流回転電機を提供すること
をその解決すべき課題としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の三相交流回転電機は、電機子鉄心の奇数スロ
ットに装入される第１三相電機子巻線と、前記電機子鉄
心の偶数スロットに装入される第２三相電機子巻線とを
備える三相交流回転電機において、前記電機子鉄心の両
側に突出する前記第１、第２三相電機子巻線の各相巻線
のコイルエンド中央は、周方向に単位ピッチの１、２、
２、３、２、２のピッチパタンで配列されることを特徴
としている。

［作用及び発明の効果］ 以上説明したように本発明の三相交流回転電機では、
奇数スロットに第１三相電機子巻線（ｕ相、ｖ相、ｗ
相）を、偶数スロットに第２三相電機子巻線（ｘ相、ｙ
相、ｚ相）を装入する。そして、周方向に隣接するコイ
ルエンド中央間の間隔は、単位ピッチの１、２、２、
３、２、２のピッチパタンで配列されている。

このようにすれば、後述する実施例で詳述するように
コイルエンドの過密集合が軽減され、この過密集合の分
散（回避）のために無理な曲げや径方向あるいは軸方向
への張出しを行う必要が減る。

また、コイルエンドの周方向の分散が均一化するの
で、所定の可聴周波数の騒音（風切り音）を低減するこ
とができる。

更に、コイルエンドが周方向に不等ピッチで配列され
るために、それが等ピッチで配列される場合に比較し
て、風切り音の周波数スペクトルが分散し、かつ、その
基本周波数聴覚感度がより低い低減に落ちるので、低騒
音化が可能となる。

［実施例］ （第１実施例） 本発明の三相交流回転電機の一実施例を第１図〜第３
図に示す。第１図は電機子巻線図、第２図は電機子回路
図、第３図は要部断面図である。

この三相交流回転電機は、車両用三相交流発電機であ
って、回転軸５に取付けた計12極の爪状磁極をもつ回転
子鉄心６を有し、回転子鉄心６の両端には遠心ファン
７、８が設けられている。回転子鉄心６は電機子鉄心９
の内部に回転自在に嵌入されており、電機子鉄心９から
軸方向両側に三相電機子巻線１のコイルエンドが突出し
ている。すなわち、電機子鉄心９は72スロットをもち、
したがって、隣接する１スロット間隔は電気角度30度に
相当する。

三相電機子巻線１は、第２図に示すようにそれぞれ異
なる三相全波整流器10、11に接続される第１三相電機子
巻線（ｕ、ｖ、ｗ）と第２三相電機子巻線（ｘ、ｙ、
ｚ）からなり、両者はＹ接続されている。

三相電機子巻線（ｕ、ｖ、ｗ）、（ｘ、ｙ、ｚ）は、
第１図に示すように、ｘ、−ｕ、ｚ、−ｗ、ｙ、−ｖ、
−ｘ、ｕ、−ｚ、ｗ、−ｙ、ｖの順番となるように、全
節波巻されている。なおここで、−符号は図中上から下
への巻き方向を指定する。

したがって、偶数スロット（もちろんスロット番号の
つけかたによっては奇数スロットでもよい）に装入され
る第１三相電機子巻線（ｕ、ｖ、ｗ）の各相巻線の電圧
は、奇数スロット（もちろんスロット番号のつけかたに
よっては偶数スロットでもよい）に装入される第２三相
電機子巻線（ｘ、ｙ、ｚ）の特定の相巻線の電圧に対し
て電気角30度だけ位相がシフトしている。

このように配線すると、周方向に隣接する２つのコイ
ルエンド中央ｍ、ｍの間の間隔は、単位ピッチの１、
２、２、３、２、２のピッチパタンで配列されている。
なお、１単位ピッチはこの場合、１スロット間隔とされ
ている。

（実施例効果） 以上説明したようにこの実施例の三相交流回転電機で
は、第１図及び第４図に示すように、各相巻線（ｘ、
ｙ、ｚ、ｕ、ｖ、ｗ）を、ｘ、−ｕ、ｚ、−ｗ、ｙ、−
ｖ、−ｘ、ｕ、−ｚ、ｗ、−ｙ、ｖの順に配列してい
る。

したがって従来のように、各相巻線を、ｘ、ｕ、−
ｚ、−ｗ、ｙ、ｖ、−ｘ、−ｕ、ｚ、ｗ、−ｙ、−ｖの
順に配列する場合（第５図参照）に比べて、コイルエン
ドの過密集合が軽減される。すなわち、第５図では、隣
接するスロット１、２から出て右方向に延設されるコイ
ルエンド対は、スロット１、２に隣接するスロット３、
４から出て左方向に延設されるコイルエンド対と交差す
る。したがって、この交差部分においてコイルエンドの
過密集合100が形成される。

一方、第４図に示すこの実施例の三相交流回転電機で
は、スロット72、１から出て右方向に延設されるコイル
エンド対は、スロット２、４から出て左方向に延設され
るコイルエンド対と交差する。すなわち、スロット２、
４から出るコイルエンドは互いに２スロット分だけ離れ
ているので、第５図の従来例に比較してコイルエンドの
過密集合が形成されにくく、コイルエンド処理が容易と
なる。

更にこの実施例では、コイルエンドの下部に遠心ファ
ン７、８が設けられ、コイルエンドに遠心空気流が当た
る冷却構造を採用しているので、特にコイルエンドの高
冷却を維持しつつ、従来不可避であったコイルエンド風
切り音を大きく低減することができる。すなわち巻線の
位置ピッチが前述の如く不等化してあるので、コイルエ
ンドの凹凸は前記ピッチで不等化される。そのためこの
凹凸部で生じるノイズの周波数成分は低周波から高周波
までレベル的に低く平準、分散化されて、耳障りでなく
なる。

（第２実施例） 本発明の三相交流回転電機の他の実施例を第６図〜第
７図に示す。第６図は電機子巻線図、第７図は電機子回
路図である。

この実施例では、第１三相電機子巻線（ｕ、ｖ、ｗ）
がΔ結線され、第２三相電機子巻線（ｘ、ｙ、ｚ）がＹ
結線され、両者の各出力端が個別に共通接続されて三相
全波整流器10の交流入力端に結線されている。

もちろん、第１三相電機子巻線（ｕ、ｖ、ｗ）と第２
三相電機子巻線（ｘ、ｙ、ｚ）との巻数比は所定比率に
設定されている。

けれどもこれら相巻線（ｘ、ｙ、ｚ、ｕ、ｖ、ｗ）
は、第１実施例と同じく、ｘ、−ｕ、ｚ、−ｗ、ｙ、−
ｖ、−ｘ、ｕ、−ｚ、ｗ、−ｙ、ｖの順に配列されてい
る。

またこれら２組の三相巻線の巻き始め端子群（u2、v
2、w1、x2、y2、z1）、巻き終り端子群（u1、v1、w2、x
1、y1、z2）の位置は接続が楽なように、巻き終り端子z
1がこれらと接続すべきu2、w1の最近傍であるスロット1
3より取り出している。

【図面の簡単な説明】

第１図は電機子巻線図、第２図は電機子回路図、第３図
は要部断面図である。第４図は第１実施例における巻線
方式によるコイルエンドの集合状態を示す電機子巻線
図、第５図は従来実施される巻線方式によるコイルエン
ドの過密集合状態を示す電機子巻線図、第６図は第２実
施例の電機子巻線図、第７図は第２実施例の電機子回路
図である。 １……三相電機子巻線 ９……電機子鉄心 ｕ、ｖ、ｗ……第１三相電機子巻線 ｘ、ｙ、ｚ……第２三相電機子巻線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 3/24 H02K 3/28 H02K 5/24 H02K 9/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電機子鉄心の奇数スロットに装入される第
   １三相電機子巻線と、前記電機子鉄心の偶数スロットに
   装入される第２三相電機子巻線とを備える三相交流回転
   電機において、 前記電機子鉄心の両側に突出する前記第１、第２三相電
   機子巻線の各相巻線のコイルエンド中央は、周方向に単
   位ピッチの１、２、２、３、２、２のピッチパタンで配
   列されることを特徴とする三相交流回転電機。