JP3522014B2 - 多相電動機の巻線方法とその方法により巻線された多相電動機 - Google Patents

多相電動機の巻線方法とその方法により巻線された多相電動機

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多相電動機の巻線
方法の改良と、該巻線方法により、巻線が巻回される多
相電動機とに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の多相電動機の固定子巻線
のコイル配置とその相互接続については、2相電動機の
例を図6に示す。図6において、101ないし116は
磁極であり、1ないし16は巻線用コイルW101,W
102が収納される固定子のスロット部である。ここで
実線で示された巻線はA相巻線200であり、破線で示
された巻線はB相巻線300であるが、分かり易くする
ため、巻線用コイルW101,W102の接続について
は、A相巻線200のみを図示し、B相巻線300の方
を省略する。なお、B相巻線300の巻線コイルW10
1,W102の接続についても、前記A相巻線200と
同様である。従って、全磁極数は16個であり、巻線
は、同図のように2相4極構成にコイル配置され、結線
されている。
【0003】1相1極あたりの磁極数は16/(2×
4)個、すなわち2個である。また、1相1極を構成し
ている巻線は、そのコイルピッチがスロットピッチの2
倍のコイルW101と、コイルピッチがスロットピッチ
の4倍のコイルW102からなっている。巻線は、前記
コイルW101,W102が、通常1極内において直列
に接続されるとともに、1相内においても直列に接続さ
れている。そして、一方の相巻線が巻き終わった後、他
方の相巻線が巻回される。
【0004】図7は、図6の2相電動機の固定子の端面
からみた巻線の様子を示す図で、17は、外周面に開口
部が形成された固定子鉄心であり、巻線が巻回された
後、該固定子鉄心17は円筒状のバックヨーク(継鉄
部)18内に嵌着されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示される前記従来の2相電動機にあっては、巻線の際、
そのコイルピッチに合わせて、交互に巻線ガイド治具
(フォーマ)を切り換える必要があり、作業性および生
産性が悪いという問題点があった。
【0006】また、一方の相巻線を巻回した後、他方の
相巻線を巻回するため、前記A相巻線200とB相巻線
300とが、図7に示すように、一方が外側、他方が内
側に同心的に配設される。このため、各コイルの周長お
よびコイルの位置の違いにより、その巻線抵抗や漏洩リ
アクタンスに違いが生じ、前記A相巻線200とB相巻
線300とは同一巻線仕様(線径、巻数)であっても、
電気的に同一にならない。従って、巻線切り換えによる
電動機の正、逆転を行った場合、正、逆転で特性に差が
生じてしまうという問題点があった。
【0007】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、巻線に際し、その作業
性および生産性がよく、かつ各相巻線の抵抗や漏洩リア
クタンスなどの電気的定数がほぼ同一になるような多相
電動機の巻線方法を提案することにある。
【0008】本発明の他の目的は、正、逆転でその特性
に差がでない多相電動機を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、次のとおりである。
【0010】(1) 多相電動機の1相1極あたりの磁
極数が2以上で、1相1極を構成する卷線が、コイルピ
ッチの異なる2種類以上のコイルにより構成される卷線
方法において、各相卷線は、同一のコイルピッチを有す
複数個のコイルが直列に接続されてなる2種類以上の
卷線単位が直列または並列に接続されて構成されるとと
もに、各相の前記卷線単位は、前記コイルピッチの小さ
い順に、また同一コイルピッチであって各相の同一位置
づけの卷線単位においては所定の相順に、卷き込むよう
に巻回された後、各相に属する各卷線単位は所定極数を
形成するように接続されることを特徴とする。ただし、
極数としたとき、前記卷線単位がk個のコイルから
なる場合、該コイルは互いに逆極性となるように接続さ
れてなり、前記卷線単位がそれぞれk/2個のコイルか
らなる場合、該コイルは互いに同極性となるように接続
されてなる。
【0011】(2) 前記(1)において、前記各巻線
単位は、多相の所定極数巻線を形成するように、プリン
ト基板からなる結線手段を用いて、接続されることを特
徴とする。
【0012】(3) 前記(1)に記載の巻線方法によ
り、外周面に巻回用の開口部が形成された固定子鉄心
に、巻線が巻回されるとともに、該固定子鉄心が円筒状
の継鉄部材内に嵌着されてなることを特徴とする。
【0013】以上のように構成された多相電動機の巻線
方法によれば、コイルピッチの小さい順に、同一のコイ
ルピッチを有する巻線単位を全て巻回した後、別のコイ
ルピッチを有する巻線単位を巻回するため、巻線ガイド
治具(フォーマ)を交互に切り換える必要がなく、作業
性および生産性が改善される。また、多相巻線の巻線抵
抗や漏洩リアクタンスなどの電気的定数をほぼ同一にで
き、巻線の切り換えによる電動機の正、逆転を行った場
合の特性をほぼ同等にすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。図1ないし
図3は、本発明の巻線方法により巻回された2相4極
(極数k=4)電動機の一実施例を示し、図1は、該2
相電動機の固定子巻線のコイル配置とその相互接続を示
す図、図2は、全ての巻線単位を図式的に示す図、図3
は、巻線単位間の結線例を示す図である。これらの図に
おいて、図6と同一部材には同一符号を付して、その説
明を省略する。
【0015】図1は、図6に対応するもので、実線で示
された巻線はA相巻線20であり、破線で示された巻線
はB相巻線30であるが、分かり易くするため、巻線用
コイルW1,W2の接続については、A相巻線20のみ
を図示する。なお、B相巻線30の巻線コイルW1,W
2の接続についても、前記A相巻線20と同様である。
【0016】図2に示すように、前記A相巻線20のな
かで、A1S−A1E間には、同一のコイルピッチで、スロ
ットピッチの2倍のコイルピッチを有する巻線用コイル
W1が、4個(本実施例ではk=4)直列に、かつ互い
に逆極性に接続されている巻線単位UA1が配設されてい
る。A21S −A21E 間およびA22S −A22E 間には、そ
れぞれ同一のコイルピッチで、スロットピッチの4倍の
コイルピッチを有する巻線用コイルW2が、それぞれ2
個(本実施例ではk/2=2)直列に、かつ互いに同極
性に接続されている巻線単位UA2およびUA3が配設され
ている。
【0017】また、前記B相巻線30のなかで、B1S
1E間には、同一のコイルピッチで、スロットピッチの
2倍のコイルピッチを有する巻線用コイルW1が、4個
(本実施例ではk=4)直列に、かつ互いに逆極性に接
続されている巻線単位UB1が配設されている。B21S
21E 間およびB22S −B22E 間には、それぞれ同一の
コイルピッチで、スロットピッチの4倍のコイルピッチ
を有する巻線用コイルW2が、それぞれ2個(本実施例
ではk/2=2)直列に、かつ互いに同極性に接続され
ている巻線単位UB2およびUB3が配設されている。
【0018】前記各巻線単位UA1,UA2,UA3,UB1
B2,UB3の巻回順序は、前記コイルピッチの小さい
順、すなわち巻線単位UA1,UB1が先に、次いで、巻線
単位U A2,UB2,UA3,UB3の順で巻回される。そし
て、図3に示すように、前記各巻線単位UA1,UA2,U
A3,UB1,UB2,UB3を、2相の所定極数(本実施例で
は、2相4極)を形成するように、接続する。なお、前
記各巻線単位UA1,UA2,UA3,UB1,UB2,UB3の接
続については、あらかじめ、所定の接続になるように形
成された、図示しない円板状のプリント基板からなる結
線手段を用いて、結線することができる。
【0019】図3に示すように、前記各巻線単位UA1
A2,UA3およびUB1,UB2,UB3は、それぞれ巻線単
位同士を直列に接続して、それぞれA相およびB相とし
ているが、該それぞれ巻線単位同士を並列に接続するこ
とも、勿論可能である。また、前記巻線単位UA1,UB1
は、同極性の巻線コイルW1,W1を直列に接続した巻
線それぞれを、2つの巻線単位に分割することもでき
る。
【0020】図4は、固定子の端面からみた巻線の様子
を示す図で、外周面に開口部が形成された固定子鉄心1
7に、前記A相巻線20およびB相巻線30が巻回され
た後、該固定子鉄心17を円筒状の継鉄部18内に、同
図に示すように、あり接ぎとあり溝構造により嵌着した
もので、前記A相巻線20とB相巻線30とが、交互に
配設されていることが分かる。
【0021】本実施例の巻線方法によれば、前記巻線治
具ガイドの交換回数は、図6の従来例の場合では、15
回(コイルピッチの種類×極数×相数−1=2×4×2
−1)に対し、本実施例では、図1および図2から分か
るように、1回(コイルピッチの種類−1=2−1)で
済むため、巻線に際し、その作業性および生産性が大幅
に向上する。
【0022】図5は、本発明の巻線方法により巻回され
た2相電動機の他の例を示す図で、磁極101ないし1
24の数が24個で、2相4極の場合の巻線コイルの配
置とその相互接続を示す。A相巻線20およびB相巻線
30における、各巻線単位および各巻線単位間の結線
は、図2および図3と基本的に同様である。すなわち、
A相巻線20のなかで、特にA2S−A2E間には、図2お
よび図3のA21S −A21 E 間およびA22S −A22E 間に
それぞれ接続されている巻線単位UA2およびUA3が、実
質的作用が同じになるように、内部で結線されている。
【0023】また同様に、B相巻線30のなかで、特に
2S−B2E間には、図2および図3のB21S −B21E
およびB22S −B22E 間にそれぞれ接続されている巻線
単位UB2およびUB3が、実質的作用が同じになるよう
に、内部で結線されている。このため、巻線治具ガイド
の交換回数は、1回(コイルピッチの種類−1=2−
1)で済むため、巻線に際し、その作業性および生産性
が大幅に向上する。
【0024】なお、本実施例では、2相電動機について
説明したが、本発明は、前記2相電動機だけでなく、3
相以上の多相電動機にも適用が可能である。また、本発
明の技術は前記実施例における技術に限定されるもので
はなく、同様な機能を果たす他の態様の手段によっても
よく、また本発明の技術は前記構成の範囲内において種
々の変更、付加が可能である。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
多相電動機の卷線方法によれば、請求項1、2につい
て、各相卷線は、同一のコイルピッチを有する複数個の
コイルが直列に接続されてなる2種類以上の卷線単位が
直列または並列に接続されて構成されるとともに、各相
の前記卷線単位は、前記コイルピッチの小さい順に、ま
た同一コイルピッチであって各相の同一位置づけの卷線
単位においては所定の相順に、卷き込むように巻回され
た後、各相に属する各卷線単位は所定極数を形成するよ
うに接続されるので、卷線に際し、その作業性および生
産性がよく、かつ各相卷線のコイル配置が均等化でき、
各相卷線の卷線仕様を同一にできるとともに、その抵抗
や漏洩リアクタンスなどの電気的定数をほぼ同一にする
ことができる。
【0026】本発明の多相電動機によれば、請求項3に
ついては、前記巻線方法により、外周面に巻回用の開口
部が形成された固定子鉄心に、巻線が巻回されるととも
に、該固定子鉄心が円筒状の継鉄部材内に嵌着されてな
るので、各相巻線の抵抗や漏洩リアクタンスなどの電気
的定数がほぼ同一になり、電動機の正、逆転でその特性
に差がでないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の巻線方法により巻回された2相電動機
の一実施例を示し、その固定子巻線のコイル配置とその
相互接続を示す図である。
【図2】図1の全ての巻線単位を図式的に示す図であ
る。
【図3】図1の巻線単位間の結線例を示す図である。
【図4】図1の2相電動機の固定子の端面からみた巻線
の様子を示す図である。
【図5】本発明の巻線方法により巻回された2相電動機
置の他の例を示し、その固定子の巻線コイルの配置とそ
の相互接続を示す図である。
【図6】従来の2相電動機の固定子巻線のコイル配置と
その相互接続を示す図である。
【図7】図6の2相電動機の固定子の端面からみた巻線
の様子を示す図である。
【符号の説明】
1,2,3‥‥‥16 スロット部 17 固定子鉄心 18 継鉄部 20,200 主巻線 30,300 補助巻線 101,102,103‥‥‥116 磁極 W1,W2,W101,W102 コイル
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 15/085

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多相電動機の1相1極あたりの磁極数が
    2以上で、1相1極を構成する卷線が、コイルピッチの
    異なる2種類以上のコイルにより構成される卷線方法に
    おいて、 各相卷線は、同一のコイルピッチを有する複数個のコイ
    ルが直列に接続されてなる2種類以上の卷線単位が直列
    または並列に接続されて構成されるとともに、各相の前
    記卷線単位は、前記コイルピッチの小さい順に、また同
    一コイルピッチであって各相の同一位置づけの卷線単位
    においては所定の相順に、卷き込むように巻回された
    後、各相に属する各卷線単位は所定極数を形成するよう
    に接続されることを特徴とする多相電動機の卷線方法。
    ただし、k極数としたとき、前記卷線単位がk個のコ
    イルからなる場合、該コイルは互いに逆極性となるよう
    に接続されてなり、前記卷線単位がそれぞれk/2個の
    コイルからなる場合、該コイルは互いに同極性となるよ
    うに接続されてなる
  2. 【請求項2】 前記各巻線単位は、多相の所定極数巻線
    を形成するように、プリント基板からなる結線手段を用
    いて、接続されることを特徴とする請求項1に記載の多
    相電動機の巻線方法。
  3. 【請求項3】 前記請求項1に記載の巻線方法により、
    外周面に巻回用の開口部が形成された固定子鉄心に、巻
    線が巻回されるとともに、該固定子鉄心が円筒状の継鉄
    部材内に嵌着されてなることを特徴とする多相電動機。
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