JP5026547B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
この発明は、例えば内燃機関により駆動され、乗用車やトラック等に搭載可能な回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine that is driven by, for example, an internal combustion engine and can be mounted on a passenger car, a truck, or the like.
近年、車両用交流発電機においては、車両負荷の増大による発電出力の向上が求められているが、この発電出力の向上を図るためのものとして、2組の独立した3相固定子巻線を備えた車両用交流発電機が示されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, an AC generator for a vehicle has been required to improve a power generation output due to an increase in vehicle load. To improve this power generation output, two sets of independent three-phase stator windings are used. A vehicle alternator provided is shown (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、このものの場合、シャフトの軸線方向に2組の固定子が配置されているので、軸線方向の寸法が大きくなってしまい、全体が大型化してしまうという問題点があった。 However, in this case, since two sets of stators are arranged in the axial direction of the shaft, there is a problem that the dimension in the axial direction becomes large and the whole size increases.
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、高出力を確保しつつ、小型化を図ることができる回転電機を提供するものである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a rotating electrical machine that can be reduced in size while ensuring high output.
この発明に係る回転電機は、軸線方向に延びた複数のスロットを有する固定子鉄心と、前記スロットに巻装された、第1の3相Y−Δ混合巻線及び第2の3相Y−Δ混合巻線とを備え、前記第1の3相Y−Δ混合巻線は、第1のΔ−U巻線部、第1のΔ−V巻線部及び第1のΔ−W巻線部のそれぞれの巻き終わり端同士を接続してΔ形に結線された第1のΔ結線部と、この第1のΔ結線部の巻き終わり端にそれぞれY形に結線された、第2のY−U巻線部、第2のY−V巻線部及び第2のY−W巻線部とを有し、前記第2の3相Y−Δ混合巻線は、第2のΔ−U巻線部、第2のΔ−V巻線部及び第2のΔ−W巻線部のそれぞれの巻き終わり端同士を接続してΔ形に結線された第2のΔ結線部と、この第2のΔ結線部の巻き終わり端にそれぞれY形に結線された、第1のY−U巻線部、第1のY−V巻線部及び第1のY−W巻線部とを有し、前記第1のΔ−U巻線部、前記第1のY−U巻線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第1のΔ−V巻線部、前記第1のY−V巻線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第1のΔ−W巻線部、前記第1のY−W巻線部は、同一の前記スロットに収納され、また、前記第2のΔ−U巻線部、前記第2のY−U巻線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第2のΔ−V巻線部、前記第2のY−V巻線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第2のΔ−W巻線部、前記第2のY−W巻線部は、同一の前記スロットに収納されている。 The rotating electrical machine according to the present invention includes a stator core having a plurality of slots extending in the axial direction, a first three-phase Y-Δ mixed winding and a second three-phase Y- wound around the slots. The first three-phase Y-Δ mixed winding includes a first Δ-U winding portion, a first Δ-V winding portion, and a first Δ-W winding. A first Δ connection portion connected in a Δ shape by connecting the respective winding end ends of the first portion, and a second Y connected to a winding end end of the first Δ connection portion in a Y shape. A second U-winding portion, a second Y-V winding portion, and a second Y-W winding portion, and the second three-phase Y-Δ mixed winding has a second Δ-U A second Δ connection portion connected in a Δ shape by connecting the winding end ends of the winding portion, the second Δ-V winding portion, and the second Δ-W winding portion; Connected in Y form to the winding end of 2 Δ connection part A first Y-U winding portion, a first Y-V winding portion, and a first Y-W winding portion, wherein the first Δ-U winding portion, the first 1 YU winding portion is housed in the same slot, and the first Δ-V winding portion and the first YV winding portion are housed in the same slot, The first Δ-W winding portion and the first YW winding portion are housed in the same slot, and the second Δ-U winding portion and the second YU winding portion are accommodated in the same slot. The winding portion is housed in the same slot, and the second Δ-V winding portion and the second YV winding portion are housed in the same slot, and the second Δ- The W winding portion and the second YW winding portion are housed in the same slot.
この発明に係る回転電機によれば、単一の固定子鉄心15に第1の3相Y−Δ混合巻線160a及び第2の3相Y−Δ混合巻線160bが巻装されており、高出力を確保しつつ、小型化を図ることができる。
According to the rotating electrical machine of the present invention, the first three-phase Y-Δ mixed winding 160a and the second three-phase Y-Δ mixed winding 160b are wound around the
以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明するが、各実施の形態において同一、同等部材、または部位については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, the same, equivalent members, or parts will be described with the same reference numerals.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機の構成を示す断面図、図2は図1の固定子を示す部分斜視図、図3は図1の固定子巻線16の1相分の結線状態を示す結線図である。
1 is a cross-sectional view showing a configuration of an automotive alternator according to
この車両用交流発電機では、ランドル型の回転子7がアルミニウム製のフロントブラケット1及びリヤブラケット2から構成されたケース3内にシャフト6を介して回転自在に設けられている。界磁として働く回転子7の外周側には電機子として働く固定子8がケース3の内壁面に固着されて設けられている。シャフト6は、フロントブラケット1及びリヤブラケット2に回転可能に支持されている。このシャフト6の一端部にはプーリ4が固着され、エンジンの回転トルクをベルト(図示せず)を介してシャフト6に伝達できるようになっている。シャフト6の他端部には回転子7に電流を供給するスリップリング9が固着されている。このスリップリング9にはブラシホルダ11内に収納された一対のブラシ10が摺接するようになっている。
ブラシホルダ11にはヒートシンク17が嵌着されている。このヒートシンク17には固定子8で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ18が接着されている。また、ケース3内には固定子8と電気的に接続され、固定子8で生じた交流を直流に整流する整流器12が設けられている。
In this vehicular AC generator, a Randall-
A
回転子7は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル13と、この回転子コイル13を覆うように設けられ、回転子コイル13で発生した磁束によって磁極が形成される一対のポールコア20、21とから構成される。一対のポールコア20、21は、鉄製で、それぞれ8つの爪形状の爪状磁極22、23が外周縁に周方向に等角ピッチで突設され、それぞれの爪状磁極22、23がかみ合わせるように対向してシャフト6に固着されている。
この回転子7の軸線方向の両端面にはファン5が固着されている。フロントブラケット1及びリヤブラケット2の両端面には吸気孔1a、2aが形成されている。フロントブラケット1及びリヤブラケット2の両肩部には排気孔1b、2bが形成されている。
固定子8は、軸方向に延びるスロット15aが周方向に所定ピッチで複数形成された円筒状の積層鉄心からなる固定子鉄心15と、固定子鉄心15に巻装された固定子巻線16と、各スロット15a内に装着されて固定子巻線16と固定子鉄心15とを電気的に絶縁するインシュレータ19とを備えている。
The
Fans 5 are fixed to both end faces of the
The
固定子巻線16は、図4に示した電気回路図から分かるように、第1の3相Y−Δ混合巻線160aと第2の3相Y−Δ混合巻線160bとから構成されている。
第1の3相Y−Δ混合巻線160a及び第2の3相Y−Δ混合巻線160bは、電気角で略30度の位相差を有して固定子鉄心15のスロット15aに巻装されている。
第1の3相Y−Δ混合巻線160a及び第2の3相Y−Δ混合巻線160bから構成された固定子巻線部161は、図3に示した結線図から分かるように、1本の連続線30からなる第1乃至第6の巻線部31〜36から構成されている。
As can be seen from the electric circuit diagram shown in FIG. 4, the stator winding 16 is composed of a first three-phase Y-Δ mixed winding 160a and a second three-phase Y-Δ mixed
The first three-phase Y-Δ mixed winding 160a and the second three-phase Y-Δ mixed winding 160b are wound around the
As can be seen from the connection diagram shown in FIG. 3, the
第1の巻線部31は、導体である連続線30を、スロット番号の1番から91番まで6スロットおきに、スロット15a内の内周側から1番目の位置(以下、1番地という)と内周側から2番目の位置(以下、2番地という)とを交互に採るように波巻きし、その連続線30の端部同士を接合して1ターンの全節波巻き巻線を構成している。
第2の巻線部32は、連続線30を、スロット番号の1番から91番まで6スロットおきに、スロット15a内の2番地と1番地とを交互に採るように全節波巻きし、その連続線30の端部同士を接合して1ターンの全節波巻き巻線を構成している。
第3の巻線部33は、連続線30を、スロット番号の1番から91番まで6スロットおきに、スロット15a内の内周側から3番目の位置(以下、3番地という)と内周側から4番目の位置(以下、4番地という)とを交互に採るように全節波巻きし、その連続線30の端部同士を接合して1ターンの全節波巻き巻線を構成している。
第4の巻線部34は、連続線30を、スロット番号の1番から91番まで6スロットおきに、スロット15a内の4番地と3番地とを交互に採るように全節波巻きし、その連続線30の端部同士を接合して1ターンの全節波巻き巻線を構成している。
第5の巻線部35は、連続線30を、スロット番号の1番から91番まで6スロットおきに、スロット15a内の内周側から5番目の位置(以下、5番地という)と内周側から6番目の位置(以下、6番地という)とを交互に採るように全節波巻きし、その連続線30の端部同士を接合して1ターンの全節波巻き巻線を構成している。
第6の巻線部36は、連続線30を、スロット番号の1番から91番まで6スロットおきに、スロット15a内の6番地と5番地とを交互に採るように全節波巻きし、その連続線30の端部同士を接合して1ターンの全節波巻き巻線を構成している。
The
The second winding portion 32 winds the
The third winding portion 33 is configured to connect the
The fourth winding section 34 winds the
The fifth winding portion 35 is configured to connect the
The sixth winding portion 36 winds the
各スロット15a内では、図5に示すように、導体である連続線30が矩形断面の長手方向を径方向に揃えて径方向に1列に6本並んで配列されている。
このように、第1乃至第6の巻線部31〜36を構成するそれぞれの連続線30は、1つのスロット15aから固定子鉄心15の端面側に延出し、折り返されて6スロット離れたスロット15aに入るように全節波巻きに巻装され、6スロット毎に、スロット15a内で、スロット深さ方向(径方向)に関して、内層と外層とを交互に採るように巻装されている。
また、固定子鉄心15の端面側に延出して折り返された連続線30の各ターン部30aがコイルエンド部を形成している。固定子鉄心15の両端側では、ほぼ同一形状に形成されたターン部30aが周方向に、かつ、径方向に互いに離間して、3列となって周方向に整然と配列されて、コイルエンド群16f、16rを形成している。
In each
In this way, each
Moreover, each turn part 30a of the
この実施の形態では、スロット番号の61番と67番とから固定子鉄心15の一端側に延出した第2、第4及び第6の巻線部32、34、36の連続線30の部分が切断され、またスロット番号の67番と73番とから固定子鉄心15の一端側に延出した第1、第3及び第5の巻線部31、33、35の連続線30の部分が切断されて、第1の巻線部31の切断端部31aと第2の巻線部32の切断端部32bとが接合されて、第1及び第2の巻線部31、32が直列接続されてなる2ターンの第1の直列接続巻線部162aが形成されている。第1の巻線部31の切断端部31aと反対側の端部31b、及び第2の巻線部32の切断端部32bと反対側の端部32aは、固定子鉄心15から軸線方向に延出している。
同様に、第3の巻線部33の切断端部33aと第5の巻線部35の切断端部35bとが接合され、第4の巻線部34の切断端部34aと第6の巻線部36の切断端部36bとが接合され、さらに第5の巻線部35の切断端部35aと第4の巻線部34の切断端部34bとが接合され、第3、第4、第5及び第6の巻線部33、34、35、36が直列接続されてなる4ターンの第2の直列接続巻線部162bが形成されている。第3の巻線部33の切断端部33aと反対側の端部33b、及び第6の巻線部36の切断端部36bと反対側の端部36aは固定子鉄心15から軸線方向に延出している。
このようにして固定子巻線16の1相分が形成されているが、他の5相分についても、同様にして連続線30が巻装されるスロット15aを1ずつずらして形成されている。
In this embodiment, the portion of the
Similarly, the
In this way, one phase of the stator winding 16 is formed, but the other five phases are similarly formed by shifting the
4ターンの各第2の直列接続巻線部162bは、図4に示したそれぞれの第1のΔ−U巻線部50a、第2のΔ−U巻線部50b、第1のΔ−V巻線部51a、第2のΔ−V巻線部51b、第1のΔ−W巻線部52a及び第2のΔ−W巻線部52bを構成している。
また、2ターンの各第1の直列接続巻線部162aは、それぞれ第1のY−U巻線部53a、第2のY−U巻線部53b、第1のY−V巻線部54a、第2のY−V巻線部54b、第1のY−W巻線部55a及び第2のY−W巻線部55bを構成している。
Each of the four-turn second series-connected winding
Further, each of the first series connection winding portions 162a of two turns includes a first
第1の3相Y−Δ混合巻線160aは、第1のΔ−U巻線部50a、第1のΔ−V巻線部51a及び第1のΔ−W巻線部52aのそれぞれがΔ形に結線されて第1のΔ結線部が構成され、この第1のΔ結線部に、第2のY−U巻線部53b、第2のY−V巻線部54b及び第2のY−W巻線部55bがY形に結線されている。第2のY−U巻線部53b、第2のY−V巻線部54b及び第2のY−W巻線部55bのそれぞれの他端部は断面円形状の出力線70を介してそれぞれ整流器12に接続されている。
In the first three-phase Y-Δ mixed winding 160a, each of the first Δ-U winding portion 50a, the first Δ-V winding portion 51a, and the first Δ-W winding portion 52a is Δ The first Δ connection portion is configured by connecting the first YU connection portion, the second
第2の3相Y−Δ混合巻線160bは、第2のΔ−U巻線部50b、第2のΔ−V巻線部51b及び第2のΔ−W巻線部52bのそれぞれがΔ形に結線されて第2のΔ結線部が構成され、この第2のΔ結線部に、第1のY−U巻線部53a、第1のY−V巻線部54a及び第1のY−W巻線部55aがY形に結線されている。第1のY−U巻線部53a、第1のY−V巻線部54a及び第1のY−W巻線部55aのそれぞれの他端部は出力線70を介してそれぞれの整流器12に接続されている。
In the second three-phase Y-Δ mixed winding 160b, each of the second Δ-
第1のΔ−U巻線部50a及び第1のY−U巻線部53aは、図5に示すように、同一のスロット15aに収納されている。このスロット15aの右隣のスロット15aには、第2のΔ−U巻線部50b及び第2のY−U巻線部53bが同一のスロット15aに収納されている。
図5において、図示されていないが、各スロット15aには、時計方向において、さらに第1のΔ−V巻線部51a及び第1のY−V巻線部54a、第2のΔ−V巻線部51b及び第2のY−V巻線部54b、第1のΔ−W巻線部52a及び第1のY−W巻線部、第2のΔ−W巻線部52b及び第2のY−W巻線部55bが順次収納されている。
このように、各スロット15aには、第1の3相Y−Δ混合巻線160a、第2の3相Y−Δ混合巻線160bそれぞれ同相の巻線部が、U相、V相及びW相の順序で時計方向に収納されている。
As shown in FIG. 5, the first ΔU winding part 50a and the first
Although not shown in FIG. 5, each
In this way, in each
また、各スロット15a内では、図5に示すように、第1のY−U巻線部53a、第2のY−U巻線部53b、第1のY−V巻線部54a、第2のY−V巻線部54b、第1のY−W巻線部55a及び第2のY−W巻線部55bをそれぞれ構成するY結線導体は、第1のΔ−U巻線部50a、第2のΔ−U巻線部50b、第1のΔ−V巻線部51a、第2のΔ−V巻線部51b、第1のΔ−W巻線部52a及び第2のΔ−W巻線部52bをそれぞれ構成するΔ結線導体よりも、内径側に配置されている。
また、整流器12に接続された出力線70は、スロット15a内の最内層から延出されている。
In each
The
このように構成された車両用交流発電機では、電流がバッテリ(図示せず)からブラシ10及びスリップリング9を介して回転子コイル13に供給され、磁束が発生される。この磁束により、一方のポールコア20の爪状磁極22がN極に着磁され、他方のポールコア21の爪状磁極23がS極に着磁される。一方、エンジンの回転トルクがベルト及びプーリを介してシャフト6に伝達され、回転子7が回転される。そこで、固定子巻線16に回転磁界が与えられ、固定子巻線16に起電力が発生する。この交流の起電力が整流器12を通って直流に整流されるとともに、合成された後その大きさがレギュレータ18により調整され、バッテリに充電される。
また、回転子7の軸線方向の両端面に固定された遠心ファン5の回転により、リヤブラケット2側においては、外気が吸気孔2aを通じて吸い込まれて整流器12、レギュレータ18を冷却し、その後ファン5により遠心方向に曲げられて固定子巻線16のコイルエンド群16rを冷却し、排気孔2bから外部に排出される。
また、フロントブラケット1側においては、外気が吸気孔1aを通じて吸い込まれた後ファン5により遠心方向に曲げられて固定子巻線16のコイルエンド群16fを冷却し、排気孔1bから外部に排出される。
In the vehicular AC generator configured as described above, a current is supplied from a battery (not shown) to the rotor coil 13 via the
Further, due to the rotation of the centrifugal fan 5 fixed to both end faces in the axial direction of the
On the
この実施の形態の車両用交流発電機によれば、単一の固定子鉄心15に第1の3相Y−Δ混合巻線160a及び第2の3相Y−Δ混合巻線160bが巻装されており、複数の固定子を有する従来のものと異なり軸線方向の寸法を短縮することができ、車両用交流発電機は小型化される。また、従来必要とした固定子間にわたる配線作業は不要となり、配線作業は固定子巻線16のコイルエンド群16r上で簡単に行うことができる。
According to the vehicle alternator of this embodiment, the first three-phase Y-Δ mixed winding 160a and the second three-phase Y-Δ mixed winding 160b are wound around the
また、第1の3相Y-Δ混合巻線160aと第2の3相Y-Δ混合巻線160bとはほぼ電気角で30度の位相差を有するように配置されており、磁気加振力の高調波成分5f、7fが相殺され、電磁音が低減される。 Further, the first three-phase Y-Δ mixed winding 160a and the second three-phase Y-Δ mixed winding 160b are arranged so as to have a phase difference of approximately 30 degrees in electrical angle, and magnetic excitation is performed. The harmonic components 5f and 7f of the force are canceled out and the electromagnetic sound is reduced.
また、固定子巻線部161は全節巻で構成されているので、完全に磁気加振力の高調波成分5f、7fが相殺され、電磁音が低減される。
なお、全ての巻線部を短節巻で構成し、全スロットにおける導体本数が等しくなるように構成しても同様の効果を奏する。
Moreover, since the
It should be noted that even if all the winding portions are configured with short-pitch windings and configured so that the number of conductors in all slots is equal, the same effect can be obtained.
また、第1の3相Y−Δ混合巻線160a、第2の3相Y−Δ混合巻線160bの交流出力がそれぞれ第1及び第2の整流器12により独立して整流された後、合成されて出力されるようになっているので、高出力の電力が得られる。
Further, the AC outputs of the first three-phase Y-Δ mixed winding 160a and the second three-phase Y-Δ mixed winding 160b are rectified independently by the first and
また、Y結線導体とΔ結線導体の巻数比を1:√3にすれば、磁気加振力の高調波成分5f、7fは完全に相殺されるが、正確には1:√3に設定することが困難であり、Y結線された第1の直列接続巻線部162aが2ターン、Δ結線された第2の直列接続巻線部162bが4ターンとしている。
この実施の形態では、1:√3に近い整数比、つまり1:2の設定によって、一方の第1の3相Y−Δ混合巻線160aが故障した場合において、他方の第2の3相Y−Δ混合巻線160bの運転だけでも、磁気加振力の高調波成分5f、7fが相殺されるので、電磁音は低く、乗員に大きな不快感を与えない。
Further, if the turn ratio of the Y-connection conductor and the Δ-connection conductor is set to 1: √3, the harmonic components 5f and 7f of the magnetic excitation force are completely canceled out, but precisely set to 1: √3. The first series-connected winding part 162a Y-connected has two turns, and the second series-connected winding
In this embodiment, when one of the first three-phase Y-Δ mixed windings 160a fails due to an integer ratio close to 1: √3, that is, set to 1: 2, the other second three-phase Since the harmonic components 5f and 7f of the magnetic excitation force are canceled only by the operation of the Y-Δ mixed winding 160b, the electromagnetic noise is low and the passenger does not have a great discomfort.
また、連続線30は、6スロット毎に、スロット15a内で、スロット深さ方向(径方向)に関して、内層と外層とに交互に採るように波巻きに巻装されて巻線部31〜36が構成され、またそれぞれの巻線部31〜36においては、ターン数が偶数の、Δ結線導体及びY結線導体が分離されており巻線性がよい。
Further, the
また、各連続線30を長方形断面の長手方向を径方向に揃えてスロット15a内で配設されており、占積率が高く、発電機の出力効率が向上する。
Further, each
また、電流密度が高いY結線部の巻線部53a、53b、54a、54b、55a、55bが固定子鉄心15の内径側に配置され、ファン5に接近しているので、電流密度の高い、Y結線部の巻線部53a、53b、54a、54b、55a、55bは効率良く冷却され、固定子巻線16での温度分布の不均一を防止することができる。
Further, since the winding
また、整流器12に接続された出力線70は、スロット15a内の最内層から延出されているので、出力線70とリヤブラケット2との距離が十分に確保でき、交流出力端である出力線70と接地となるリヤブラケット2との間の漏洩電流を防止でき、発錆あるいは電食を防ぐことができる。
なお、固定子鉄心15はアルミニウム製のフロントブラケット1、リヤブラケット2の内周側に嵌合しているので、電流密度が高い方Y結線部の導体を外径側に配置し、断面矩形状をした導体のうち最外径側に配置された3辺がインシュレータ19を介してスロット15aの内壁面とほぼ隙間なく密接してスロット内に収納するようにしてもよい。
この場合には、Y結線導体で生じた熱は、固定子鉄心、ブラケットを通じて外部に放出され、Y結線導体は効率よく冷却される。
Further, since the
Since the
In this case, the heat generated in the Y connection conductor is released to the outside through the stator core and the bracket, and the Y connection conductor is efficiently cooled.
また、固定子鉄心の近傍でブラケットの外周面に放熱フィンを形成することで、導体の冷却効果をさらに向上させるようにしてもよい。 Moreover, you may make it further improve the cooling effect of a conductor by forming a radiation fin in the outer peripheral surface of a bracket in the vicinity of a stator core.
実施の形態2.
図6がこの発明の実施の形態2に係る車両用交流発電機の要部断面図である。
この実施の形態2の車両用交流発電機では、第1のΔ−U巻線部150a、第2のΔ−U巻線部150b、第1のΔ−V巻線部、第2のΔ−V巻線部、第1のΔ−W巻線部及び第2のΔ−W巻線部は、Δ結線導体である第1の連続線が2ターンされて構成されており、第1のY−U巻線部153a、第2のY−U巻線部153b、第1のY−V巻線部、第2のY−V巻線部、第1のY−W巻線部及び第2のY−W巻線部155bは、第1の連続線と断面積が異なる導体からなるY結線導体である第2の連続線が2ターンされて構成されている。
また、第2の連続線の導体の断面積は、第1の連続線の導体の断面積に対して、約√3倍になるように構成されている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of an automotive alternator according to Embodiment 2 of the present invention.
In the vehicular AC generator according to the second embodiment, the first Δ-U winding part 150a, the second Δ-
Further, the cross-sectional area of the conductor of the second continuous line is configured to be approximately √3 times the cross-sectional area of the conductor of the first continuous line.
この実施の形態2の車両用交流発電機では、Δ結線部での巻線部150a、150b、152bの発生電流の密度とY結線部での巻線部153a、153b、155bの発生電流の密度とはほぼ等しくなり、固定子巻線16の温度分布がほぼ均一化される。
また、Δ結線部にそれぞれY形に結線された、第2のY−U巻線部153b、第2のY−V巻線部及び第2のY−W巻線部155bそれぞれの端部132aは、固定子鉄心15軸線方向に直線状に延出しており、この端部132aの両面に、図7に示すように第1のΔ−U巻線部150b、第1のΔ−V巻線部及び第1のΔ−W巻線部それぞれの端部133b、136aが面接触により接合されている。
また、Δ結線部にY形に結線された他の箇所では、図8に示すように、端部132aの片面に、両端部133b、136aが面接触により接合されている。
なお、これらの接合は、無酸素銅で構成されたそれぞれの端部132a、133b、136aが、平面同士を接触した状態でTIG(tungsten inert gas)溶接で接合するようにしてもよい。
In the vehicular AC generator according to the second embodiment, the density of the generated currents of the winding
Further,
Further, at other locations where the Δ connection portion is connected in a Y shape, as shown in FIG. 8, both end
In addition, you may make it these joining join by TIG (tungsten inert gas) welding in the state which each
このように、端部132a、133b、136a同士は面接触で融接接合しており、接触面積が大きいので、端部132a、133b、136aでの発熱を抑制することができる。
In this manner, the
また、第2のY−U巻線部153b、第2のY−V巻線部及び第2のY−W巻線部155bそれぞれの端部132aは、コイルエンド群16rから軸線方向に突出しており、被膜剥離により端部132aが損傷するようなことはない。
また、端部132aは端部133b、136aにより補強されており、端部132a、133b、136a同士は強固に結合されている。
Further, the
Further, the
なお、図9、図10に示すように、端部132a、端部133b及び端部136aを薄い被膜を有した錫を付着させた炭素鋼鋼板からなる帯状のリング60で取り囲み、圧接により互いに強固に接合するようにしてもよい。
なお、断面四角形状の、端部133b及び端部136aを断面円形形状にしてもよい。この場合、断面円形形状の端部133b及び端部136aは任意の方向に折り曲げ変形が可能となり、それだけ配線接続の自由度が向上する。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
Note that the
また、図7〜図10においては、Δ結線部と、第2のY−U巻線部153b、第2のY−V巻線部及び第2のY−W巻線部155bそれぞれの端部132aとの接合状態について説明したが、Δ結線部と、第1のY−U巻線部、第1のY−V巻線部及び第1のY−W巻線部それぞれの端部との間においても、同様の形態で接合される。
7 to 10, the Δ connection portion and the end portions of the second
実施の形態3.
図11はこの発明の実施の形態3に係る車両用交流発電機の要部断面図である。
この実施の形態3の車両用交流発電機では、固定子巻線16のうち内径側に配置されたY結線部のコイルエンドであるYコイルエンド部120aが外径側に配置されたΔ結線部のコイルエンドであるΔコイルエンド部120bよりも軸線方向において長い。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part of an automotive alternator according to Embodiment 3 of the present invention.
In the vehicular AC generator according to the third embodiment, the Y
このようにすることで、電流密度が高い方のYコイルエンド部120aは遠心ファン5に接近し、より冷却風の衝突流が増し、Y結線部はより効率よく冷却され、固定子巻線16の不均一な温度分布の発生を防止することができる。
By doing in this way, the Y
なお、上記各実施の形態では、各巻線部は、連続線で構成されているが、スロット内に収まる一対の直線部と、この直線部同士を連結した連結部と、直線部の先端部に設けられ固定子鉄心の一端面から突出したつなぎ部とからなるほぼU字状に形成された複数の導体セグメント同士を接続して巻線部を構成してもよい。
また、回転電機として車両用交流発電機について説明したが、この発明は、回転電機である電動機、発電電動機にも適用することができるのは勿論である。
In each of the above embodiments, each winding portion is formed of a continuous line, but a pair of straight portions that fit within the slot, a connecting portion that connects the straight portions, and a tip portion of the straight portion. A winding portion may be configured by connecting a plurality of conductor segments formed in a substantially U shape including a connecting portion provided and protruding from one end surface of the stator core.
Further, although the vehicle AC generator has been described as the rotating electrical machine, the present invention can of course be applied to an electric motor and a generator motor that are rotating electrical machines.
1 フロントブラケット、2 リヤブラケット、3 ケース、6 シャフト、7 回転子、8 固定子、12 整流器、15 固定子鉄心、15a スロット、16 固定子巻線、19 インシュレータ、30 連続線、31 第1の巻線部、32 第2の巻線部、33 第3の巻線部、34 第4の巻線部、35 第5の巻線部、36 第6の巻線部、50a 第1のΔ-U巻線部、50b 第2のΔ-U巻線部、51a 第1のΔ−V巻線部、51b 第2のΔ−V巻線部、52a 第1のΔ−W巻線部、52b 第2のΔ−W巻線部、53a 第1のY-U巻線部、53b 第2のY-U巻線部、54a 第1のY−V巻線部、54b 第2のY−V巻線部、55a 第1のY-W巻線部、55b 第2のY-W巻線部、70 出力線、150a 第1のΔ-U巻線部、150b 第2のΔ-U巻線部、153a 第1のY-U巻線部、153b 第2のY-U巻線部、155b 第2のY-W巻線部、160a 第1の3相Y-Δ混合巻線、160b 第2の3相Y-Δ混合巻線、161 固定子巻線部、162a 第1の直列接続巻線部、162b 第2の直列接続巻線部。 1 Front bracket, 2 Rear bracket, 3 Case, 6 Shaft, 7 Rotor, 8 Stator, 12 Rectifier, 15 Stator core, 15a Slot, 16 Stator winding, 19 Insulator, 30 Continuous wire, 31 1st Winding part, 32 Second winding part, 33 Third winding part, 34 Fourth winding part, 35 Fifth winding part, 36 Sixth winding part, 50a First Δ- U winding portion, 50b second Δ-U winding portion, 51a first Δ-V winding portion, 51b second Δ-V winding portion, 52a first Δ-W winding portion, 52b Second Δ-W winding section, 53a First YU winding section, 53b Second YU winding section, 54a First YV winding section, 54b Second YV Winding portion, 55a First YW winding portion, 55b Second YW winding portion, 70 output line, 150a First ΔU winding portion, 15 0b Second Δ-U winding part, 153a First YU winding part, 153b Second YU winding part, 155b Second Y-W winding part, 160a First three-phase Y-Δ mixed winding, 160b second three-phase Y-Δ mixed winding, 161 stator winding, 162a first series connection winding, 162b second series connection winding.
Claims (14)
前記スロットに巻装された、第1の3相Y−Δ混合巻線及び第2の3相Y−Δ混合巻線とを備え、
前記第1の3相Y−Δ混合巻線は、第1のΔ−U巻線部、第1のΔ−V巻線部及び第1のΔ−W巻線部のそれぞれの巻き終わり端同士を接続してΔ形に結線された第1のΔ結線部と、この第1のΔ結線部の巻き終わり端にそれぞれY形に結線された、第2のY−U巻線部、第2のY−V巻線部及び第2のY−W巻線部とを有し、
前記第2の3相Y−Δ混合巻線は、第2のΔ−U巻線部、第2のΔ−V巻線部及び第2のΔ−W巻線部のそれぞれの巻き終わり端同士を接続してΔ形に結線された第2のΔ結線部と、この第2のΔ結線部の巻き終わり端にそれぞれY形に結線された、第1のY−U巻線部、第1のY−V巻線部及び第1のY−W巻線部とを有し、
前記第1のΔ−U巻線部、前記第1のY−U巻線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第1のΔ−V巻線部、前記第1のY−V巻線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第1のΔ−W巻線部、前記第1のY−W巻線部は、同一の前記スロットに収納され、
また、前記第2のΔ−U巻線部、前記第2のY−U巻線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第2のΔ−V巻線部、前記第2のY−V巻線部は、同一の前記スロットに収納され、前記第2のΔ−W巻線部、前記第2のY−W巻線部は、同一の前記スロットに収納されている回転電機。 A stator core having a plurality of slots extending in the axial direction;
A first three-phase Y-Δ mixed winding and a second three-phase Y-Δ mixed winding wound in the slot;
The first three-phase Y-Δ mixed winding includes winding end ends of the first Δ-U winding portion, the first Δ-V winding portion, and the first Δ-W winding portion, respectively. And a second YU winding portion connected in a Y-shape to the winding end of the first Δ-connection portion, a second YU winding portion, YV winding part and second YW winding part,
The second three-phase Y-Δ mixed winding includes winding end ends of the second Δ-U winding portion, the second Δ-V winding portion, and the second Δ-W winding portion, respectively. And a first YU winding portion connected in a Y shape to the winding end of the second Δ connection portion, and a first YU winding portion, YV winding part and first YW winding part,
The first ΔU winding portion and the first YU winding portion are housed in the same slot, and the first ΔV winding portion and the first YV winding portion are accommodated in the same slot. The wire portion is housed in the same slot, the first Δ-W winding portion and the first YW winding portion are housed in the same slot,
Further, the second Δ-U winding portion and the second YU winding portion are housed in the same slot, and the second Δ-V winding portion, the second Y-- A rotating electrical machine in which the V winding portion is housed in the same slot, and the second Δ-W winding portion and the second Y-W winding portion are housed in the same slot.
各前記スロット内では、前記第1のY−U巻線部、前記第1のY−V巻線部、前記第1のY−W巻線部、前記第2のY−U巻線部、前記第2のY−V巻線部及び前記第2のY−W巻線部を構成する各Y結線導体は、前記第1のΔ−U巻線部、前記第1のΔ−V巻線部、前記第1のΔ−W巻線部、前記第2のΔ−U巻線部、前記第2のΔ−V巻線部及び前記第2のΔ−W巻線部を構成する各Δ結線導体よりも内径側に配置されている請求項1ないし請求項6の何れか1項に記載の回転電機。 A fan for cooling the stator winding is attached to an end face of the rotor rotatably provided inside the stator,
Within each of the slots, the first YU winding portion, the first YV winding portion, the first YW winding portion, the second YU winding portion, The Y connection conductors constituting the second YV winding part and the second YW winding part are the first Δ-U winding part and the first ΔV winding, respectively. Section, the first Δ-W winding section, the second Δ-U winding section, the second Δ-V winding section, and the Δ constituting the second Δ-W winding section. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotating electrical machine is disposed closer to the inner diameter side than the connection conductor.
最外径側に配置された断面矩形状の前記Y結線導体の3辺がインシュレータを介して内壁面と密接して前記スロット内に収納されている請求項1ないし請求項6の何れか1項に記載の回転電機。 Within each of the slots, the first YU winding portion, the first YV winding portion, the first YW winding portion, the second YU winding portion, The Y connection conductors constituting the second YV winding part and the second YW winding part are the first Δ-U winding part and the first ΔV winding, respectively. Section, the first Δ-W winding section, the second Δ-U winding section, the second Δ-V winding section, and the Δ connection constituting the second Δ-W winding section Placed on the outer diameter side of the conductor,
The three sides of the Y-connection conductor having a rectangular cross section arranged on the outermost diameter side are housed in the slot in close contact with the inner wall surface via an insulator. The rotating electrical machine described in 1.
前記固定子鉄心の両端面から軸線方向に延出した、前記固定子巻線のコイルエンドは、前記第1のY−U巻線部、前記第1のY−V巻線部、前記第1のY−W巻線部、前記第2のY−U巻線部、前記第2のY−V巻線部及び前記第2のY−W巻線部のコイルエンド部であるYコイルエンド部と、前記第1のΔ−U巻線部、前記第1のΔ−V巻線部、前記第1のΔ−W巻線部、前記第2のΔ−U巻線部、前記第2のΔ−V巻線部及び前記第2のΔ−W巻線部のコイルエンド部であるΔコイルエンド部とから構成され、
前記Yコイルエンド部の軸線方向の長さは、前記Δコイルエンド部の軸線方向の長さよりも長い請求項1ないし請求項13の何れか1項に記載の回転電機。 A fan for cooling the stator winding is attached to an end face of the rotor rotatably provided inside the stator,
A coil end of the stator winding extending in an axial direction from both end faces of the stator core includes the first YU winding portion, the first YV winding portion, and the first Y-W winding portion, second Y-U winding portion, second Y-V winding portion, and Y-coil end portion that is a coil end portion of second Y-W winding portion And the first Δ-U winding portion, the first Δ-V winding portion, the first Δ-W winding portion, the second Δ-U winding portion, the second A Δ-V winding portion and a Δ coil end portion which is a coil end portion of the second Δ-W winding portion;
14. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein a length of the Y coil end portion in the axial direction is longer than a length of the Δ coil end portion in the axial direction.
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