JP3455988B2 - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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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、三相交流発電機、三相
誘導電動機等の回転電機に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、回転電機の電磁的な騒音を防
止するものとして、特開平４−８１４０号公報に開示さ
れた技術が知られている。この技術は、図５に示すよう
に、３つの第１巻線１００をＹ形に結線したＹ形三相結
線回路１０１と、３つの第２巻線１０２をΔ形に結線し
たΔ形三相結線回路１０３とを組み合わせ、図６のベク
トル図に示すように、第１巻線１００の電圧ベクトル１
０４と第２巻線１０２の電圧ベクトル１０５との位相差
を３０°として、回転子の回転に対する固定子側の空隙
起磁力分布を均一化することにより、電磁的な騒音を抑
えたものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の技術
では、第１巻線１００と第２巻線１０２とのベクトル位
相差を３０°とすることから毎極毎相のスロット数が２
となるため、ステータコアのスロットを超多スロットと
する必要があり、そのために巻線作業が煩雑になるとい
う課題を有していた。本発明は、上記事情に基づいて成
されたもので、その目的は、固定子鉄心への巻線作業が
煩雑になることなく、電磁的な騒音を低減することので
きる回転電機の提供にある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を採用した。 〔請求項１記載の発明〕 ３つの第１巻線をＹ形に結線した第１巻線回路と、３つ
の第２巻線をΔ形に結線して、前記第１巻線回路と並列
に接続した第２巻線回路とを備え、毎極毎相のスロット
数を１とする固定子鉄心に対して、前記第１巻線回路を
全節巻で巻装し、前記第２巻線回路をコイル辺間隔が電
気角２π／３の短節巻で巻装する。 【０００５】 【作用】上記構成より成る本発明の回転電機は、以下の
作用を奏する。請求項１記載の回転電機は、毎極毎相の
スロット数を１とする固定子鉄心に対して、第１巻線回
路が全節巻で巻装され、第２巻線回路が短節巻で巻装さ
れている。つまり、全節巻である第１巻線回路のコイル
辺間隔が電気角１８０°（π）で、短節巻である第２巻
線回路のコイル辺間隔が電気角１２０°（２π／３）で
あることから、第１巻線回路に流れる電流と第２巻線回
路に流れる電流が電気角で３０°だけ位相差を持つこと
になる。また、短節巻の主な特徴として、高調波起磁力
を低減することができる。特にコイル辺間隔を電気角２
π／３の短節巻とすることにより、第三高調波起磁力が
０になる。従って、この短節巻である第２巻線回路をΔ
形に結線することで、Δ形結線回路に生じる第三高調波
循環電流をなくすことができる。 【０００６】 【実施例】次に、本発明の回転電機を交流発電機に適用
した一実施例を図１ないし図４に基づいて説明する。図
１はステータコイルの結線図、図４は交流発電機の要部
断面図である。本実施例の交流発電機１は、車両に搭載
されてバッテリや電気負荷（共に図示せず）に電流を供
給するもので、ロータ２、ステータ３、三相整流回路４
を有する。ロータ２は、エンジン（図示しない）によっ
て回転駆動される回転軸５、この回転軸５に固定された
ポールコア６、ポールコア６に巻回されたフィールドコ
イル７を有する。ステータ３は、円環状のステータコア
８とステータコイル９より構成される。ステータコア８
は、ポールコア６とともに磁気回路を構成するもので、
その内周には、ステータコイル９を収納するための３６
本のスロット（図示しない）が全周に亘って設けられ、
毎極毎相のスロット数が１個となっている。 【０００７】ステータコイル９は、図１に示すように、
３つの第１巻線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３をＹ形に結線した第１
巻線回路９ａと、３つの第２巻線Δ１、Δ２、Δ３をΔ
形に結線した第２巻線回路９ｂとから成る。第１巻線回
路９ａと第２巻線回路９ｂとは、第１巻線Ｙ１と第２巻
線Δ１の各巻き終わりおよび第２巻線Δ２の巻き始めが
１か所に結線されて三相線間の第１端子１０を形成し、
第１巻線Ｙ２と第２巻線Δ２の各巻き終わりおよび第２
巻線Δ３の巻き始めが１か所に結線されて三相線間の第
２端子１１を形成し、第１巻線Ｙ３と第２巻線Δ３の各
巻き終わりおよび第２巻線Δ１の巻き始めが１か所に結
線されて三相線間の第３端子１２を形成している。ま
た、図２（ステータコイル９の巻線仕様図）に示すよう
に、第１巻線回路９ａは、コイル辺間隔が電気角πの全
節巻とされ、第２巻線回路９ｂは、コイル辺間隔が電気
角２π／３の短節巻とされている。なお、図２の各円内
に示す数字は、図１の結線図との対応を示すものであ
る。 【０００８】三相整流回路４は、図１に示すように、８
個のダイオード４ａ〜４ｈから構成されて、ステータコ
イル９の第１端子１０、第２端子１１、第３端子１２、
および第１巻線回路９ａの中性点１３に接続され、第１
巻線回路９ａと第２巻線回路９ｂで発生した交流電流を
直流電流に整流する。この三相整流回路４の出力は、出
力端子１４を介してバッテリや電気負荷に供給される。 【０００９】次に、本実施例の作動および効果を説明す
る。ステータコイル９は、全節巻である第１巻線回路９
ａと、コイル辺間隔が電気角２π／３の短節巻とした第
２巻線回路９ｂとを組み合わせたことにより、図３の電
圧ベクトル図に示すように、各第１巻線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ
３と各第２巻線Δ１、Δ２、Δ３に流れる電流が電気角
で３０°だけ位相差を持つことになる。従って、ある時
刻ｔ1 と、それから電気角３０°分経過した時の時刻ｔ
2 とを比べると、ステータ３側の空隙起磁力分布が電気
角３０°分だけロータ２の回転方向に同一形状で移動す
ることになる。すなわち、ステータ３側の空隙起磁力分
布は、ロータ２の回転とともにロータ２に静止した位置
関係で移動することになる。この結果、ロータ２側の界
磁起磁力分布とステータ３側の空隙起磁力分布との磁気
作用力は、ロータ２の回転方向における回転位置にかか
わらず略一定値となり、結果的にロータ２とステータ３
との間に大きな脈動加振力が発生することはなく、電磁
的な騒音を低減することができる。また、上述のように
電磁的な騒音を減少する上で、全節巻された第１巻線回
路９ａと短節巻された第２巻線回路９ｂとを組み合わせ
ることにより、毎極毎相のスロット数を１とすることが
できるため、従来（毎極毎相のスロット数が２）のよう
にステータコア８への巻線作業が煩雑になることはな
い。 【００１０】本実施例では、Ｙ形に結線された第１巻線
回路９ａとΔ形に結線された第２巻線回路９ｂとを図１
に示したようにベクトル図合成頂点が一致するように接
続したことにより、第１巻線回路９ａと第２巻線回路９
ｂの第１端子１０、第２端子１１、第３端、および第１
巻線回路９ａの中性点１３を単一の三相整流回路４に接
続することができる。また、第１巻線回路９ａの中性点
１３よりエキサイタ出力電流を自由に取り出すことがで
きる。さらに、第２巻線回路９ｂがコイル辺間隔を電気
角２π／３の短節巻としたことにより、第２巻線回路９
ｂの第三高調波起磁力を０にすることができる。従っ
て、第２巻線回路９ｂをΔ形に結線することによって、
Δ形結線回路に発生する第三高調波循環電流をなくすこ
とができ、この循環電流による温度上昇を抑えることが
できる。 【００１１】 【発明の効果】本発明の回転電機は、毎極毎相のスロッ
ト数をとする固定子鉄心に対して、第１巻線回路を全節
巻で巻装し、第２巻線回路を電気角２π／３のコイル辺
間隔で巻装したことにより、巻線作業が煩雑になること
なく、電磁的な騒音を低減することができる。
誘導電動機等の回転電機に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、回転電機の電磁的な騒音を防
止するものとして、特開平４−８１４０号公報に開示さ
れた技術が知られている。この技術は、図５に示すよう
に、３つの第１巻線１００をＹ形に結線したＹ形三相結
線回路１０１と、３つの第２巻線１０２をΔ形に結線し
たΔ形三相結線回路１０３とを組み合わせ、図６のベク
トル図に示すように、第１巻線１００の電圧ベクトル１
０４と第２巻線１０２の電圧ベクトル１０５との位相差
を３０°として、回転子の回転に対する固定子側の空隙
起磁力分布を均一化することにより、電磁的な騒音を抑
えたものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の技術
では、第１巻線１００と第２巻線１０２とのベクトル位
相差を３０°とすることから毎極毎相のスロット数が２
となるため、ステータコアのスロットを超多スロットと
する必要があり、そのために巻線作業が煩雑になるとい
う課題を有していた。本発明は、上記事情に基づいて成
されたもので、その目的は、固定子鉄心への巻線作業が
煩雑になることなく、電磁的な騒音を低減することので
きる回転電機の提供にある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を採用した。 〔請求項１記載の発明〕 ３つの第１巻線をＹ形に結線した第１巻線回路と、３つ
の第２巻線をΔ形に結線して、前記第１巻線回路と並列
に接続した第２巻線回路とを備え、毎極毎相のスロット
数を１とする固定子鉄心に対して、前記第１巻線回路を
全節巻で巻装し、前記第２巻線回路をコイル辺間隔が電
気角２π／３の短節巻で巻装する。 【０００５】 【作用】上記構成より成る本発明の回転電機は、以下の
作用を奏する。請求項１記載の回転電機は、毎極毎相の
スロット数を１とする固定子鉄心に対して、第１巻線回
路が全節巻で巻装され、第２巻線回路が短節巻で巻装さ
れている。つまり、全節巻である第１巻線回路のコイル
辺間隔が電気角１８０°（π）で、短節巻である第２巻
線回路のコイル辺間隔が電気角１２０°（２π／３）で
あることから、第１巻線回路に流れる電流と第２巻線回
路に流れる電流が電気角で３０°だけ位相差を持つこと
になる。また、短節巻の主な特徴として、高調波起磁力
を低減することができる。特にコイル辺間隔を電気角２
π／３の短節巻とすることにより、第三高調波起磁力が
０になる。従って、この短節巻である第２巻線回路をΔ
形に結線することで、Δ形結線回路に生じる第三高調波
循環電流をなくすことができる。 【０００６】 【実施例】次に、本発明の回転電機を交流発電機に適用
した一実施例を図１ないし図４に基づいて説明する。図
１はステータコイルの結線図、図４は交流発電機の要部
断面図である。本実施例の交流発電機１は、車両に搭載
されてバッテリや電気負荷（共に図示せず）に電流を供
給するもので、ロータ２、ステータ３、三相整流回路４
を有する。ロータ２は、エンジン（図示しない）によっ
て回転駆動される回転軸５、この回転軸５に固定された
ポールコア６、ポールコア６に巻回されたフィールドコ
イル７を有する。ステータ３は、円環状のステータコア
８とステータコイル９より構成される。ステータコア８
は、ポールコア６とともに磁気回路を構成するもので、
その内周には、ステータコイル９を収納するための３６
本のスロット（図示しない）が全周に亘って設けられ、
毎極毎相のスロット数が１個となっている。 【０００７】ステータコイル９は、図１に示すように、
３つの第１巻線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３をＹ形に結線した第１
巻線回路９ａと、３つの第２巻線Δ１、Δ２、Δ３をΔ
形に結線した第２巻線回路９ｂとから成る。第１巻線回
路９ａと第２巻線回路９ｂとは、第１巻線Ｙ１と第２巻
線Δ１の各巻き終わりおよび第２巻線Δ２の巻き始めが
１か所に結線されて三相線間の第１端子１０を形成し、
第１巻線Ｙ２と第２巻線Δ２の各巻き終わりおよび第２
巻線Δ３の巻き始めが１か所に結線されて三相線間の第
２端子１１を形成し、第１巻線Ｙ３と第２巻線Δ３の各
巻き終わりおよび第２巻線Δ１の巻き始めが１か所に結
線されて三相線間の第３端子１２を形成している。ま
た、図２（ステータコイル９の巻線仕様図）に示すよう
に、第１巻線回路９ａは、コイル辺間隔が電気角πの全
節巻とされ、第２巻線回路９ｂは、コイル辺間隔が電気
角２π／３の短節巻とされている。なお、図２の各円内
に示す数字は、図１の結線図との対応を示すものであ
る。 【０００８】三相整流回路４は、図１に示すように、８
個のダイオード４ａ〜４ｈから構成されて、ステータコ
イル９の第１端子１０、第２端子１１、第３端子１２、
および第１巻線回路９ａの中性点１３に接続され、第１
巻線回路９ａと第２巻線回路９ｂで発生した交流電流を
直流電流に整流する。この三相整流回路４の出力は、出
力端子１４を介してバッテリや電気負荷に供給される。 【０００９】次に、本実施例の作動および効果を説明す
る。ステータコイル９は、全節巻である第１巻線回路９
ａと、コイル辺間隔が電気角２π／３の短節巻とした第
２巻線回路９ｂとを組み合わせたことにより、図３の電
圧ベクトル図に示すように、各第１巻線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ
３と各第２巻線Δ１、Δ２、Δ３に流れる電流が電気角
で３０°だけ位相差を持つことになる。従って、ある時
刻ｔ1 と、それから電気角３０°分経過した時の時刻ｔ
2 とを比べると、ステータ３側の空隙起磁力分布が電気
角３０°分だけロータ２の回転方向に同一形状で移動す
ることになる。すなわち、ステータ３側の空隙起磁力分
布は、ロータ２の回転とともにロータ２に静止した位置
関係で移動することになる。この結果、ロータ２側の界
磁起磁力分布とステータ３側の空隙起磁力分布との磁気
作用力は、ロータ２の回転方向における回転位置にかか
わらず略一定値となり、結果的にロータ２とステータ３
との間に大きな脈動加振力が発生することはなく、電磁
的な騒音を低減することができる。また、上述のように
電磁的な騒音を減少する上で、全節巻された第１巻線回
路９ａと短節巻された第２巻線回路９ｂとを組み合わせ
ることにより、毎極毎相のスロット数を１とすることが
できるため、従来（毎極毎相のスロット数が２）のよう
にステータコア８への巻線作業が煩雑になることはな
い。 【００１０】本実施例では、Ｙ形に結線された第１巻線
回路９ａとΔ形に結線された第２巻線回路９ｂとを図１
に示したようにベクトル図合成頂点が一致するように接
続したことにより、第１巻線回路９ａと第２巻線回路９
ｂの第１端子１０、第２端子１１、第３端、および第１
巻線回路９ａの中性点１３を単一の三相整流回路４に接
続することができる。また、第１巻線回路９ａの中性点
１３よりエキサイタ出力電流を自由に取り出すことがで
きる。さらに、第２巻線回路９ｂがコイル辺間隔を電気
角２π／３の短節巻としたことにより、第２巻線回路９
ｂの第三高調波起磁力を０にすることができる。従っ
て、第２巻線回路９ｂをΔ形に結線することによって、
Δ形結線回路に発生する第三高調波循環電流をなくすこ
とができ、この循環電流による温度上昇を抑えることが
できる。 【００１１】 【発明の効果】本発明の回転電機は、毎極毎相のスロッ
ト数をとする固定子鉄心に対して、第１巻線回路を全節
巻で巻装し、第２巻線回路を電気角２π／３のコイル辺
間隔で巻装したことにより、巻線作業が煩雑になること
なく、電磁的な騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステータコイルの結線図である。
【図２】ステータコイルの巻線仕様図である。
【図３】ステータコイルの電圧ベクトル図である。
【図４】交流発電機の要部断面図である。
【図５】従来技術に係るステータコイルの結線図であ
る。 【図６】従来技術に係るステータコイルの電圧ベクトル
図である。 【符号の説明】 １ 交流発電機（回転電機） ８ ステータコア（固定子鉄心） ９ａ 第１巻線回路 ９ｂ 第２巻線回路 Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３ 第１巻線 Δ１、Δ２、Δ３ 第２巻線
る。 【図６】従来技術に係るステータコイルの電圧ベクトル
図である。 【符号の説明】 １ 交流発電機（回転電機） ８ ステータコア（固定子鉄心） ９ａ 第１巻線回路 ９ｂ 第２巻線回路 Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３ 第１巻線 Δ１、Δ２、Δ３ 第２巻線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 3/28
H02K 19/22
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】３つの第１巻線をＹ形に結線した第１巻線
回路と、 ３つの第２巻線をΔ形に結線して、前記第１巻線回路と
並列に接続した第２巻線回路とを備え、 毎極毎相のスロット数を１とする固定子鉄心に対して、
前記第１巻線回路を全節巻で巻装し、前記第２巻線回路
をコイル辺間隔が電気角２π／３の短節巻で巻装したこ
とを特徴とする回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07441793A JP3455988B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07441793A JP3455988B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06284615A JPH06284615A (ja) | 1994-10-07 |
| JP3455988B2 true JP3455988B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=13546603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07441793A Expired - Fee Related JP3455988B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3455988B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3920004B2 (ja) * | 2000-05-12 | 2007-05-30 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機 |
| US6864667B2 (en) | 2001-01-18 | 2005-03-08 | Delphi Technologies, Inc. | Stator winding pattern for reduced magnetic noise |
| CN100394673C (zh) | 2004-04-28 | 2008-06-11 | 三菱电机株式会社 | 旋转电机 |
| JP5469873B2 (ja) * | 2008-03-11 | 2014-04-16 | 株式会社日立製作所 | 回転電機 |
| JP5279880B2 (ja) * | 2011-08-24 | 2013-09-04 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機 |
| JP5939006B2 (ja) * | 2012-04-13 | 2016-06-22 | 株式会社ジェイテクト | 回転電機 |
| CN108462278A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-08-28 | 核心驱动科技（金华）有限公司 | 电子变速箱盘式电机装置和系统 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP07441793A patent/JP3455988B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06284615A (ja) | 1994-10-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |