JP5438804B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
fn=1/2π√LC ………式1
ここで、共振要素としてのコイルインダクタンスLは、単独のコイルにより発生する自己インダクタンスと、コイルの結合により発生する相互インダクタンスとで決まる。また、静電容量Cは、主に固定子巻線と固定子鉄心との間に発生する対地容量で決まる。本発明では、同相スロットに収容される各相巻線の部分巻線の収容位置を上記のように変更することで、互いに影響し合う負の相互インダクタンスを0に近づけることができる。これにより、共振周波数fnが低くなり且つ共振ピークが低くなるように、共振特性を変えることができる。これにより、固定子巻線の相間における共振を低減させることができるため、最大相間電圧は小さくなり、絶縁のために必要な相間距離を短くすることができる。
図1は、参考例1に係る回転電機の構成を模式的に示す軸方向断面図である。参考例1に係る回転電機1は、車両用電動機として使用されるものであって、図1に示すように、略有底筒状の一対のハウジング部材10a,10bが開口部同士で接合されてなるハウジング10と、ハウジング10に軸受け11,12を介して回転自在に支承される回転軸13に固定された回転子14と、ハウジング10内の回転子14を包囲する位置でハウジング10に固定された固定子20と、を備えている。
参考例1の奏する最大電圧低減効果を確認するため、各相2倍スロットで12層の波巻き仕様の回転電機にて、各部分巻線間の結線部のみを操作し、部分巻線のスロット挿入順をふった場合の相間電圧を測定する試験を行った。相間電圧の測定は、図8に示すように、相巻線41間で共振が高くなる部位(例えば、相巻線41の延伸方向において出力端子側から約1/4の位置)で行った。その実測値を図9に示す。
図10は、参考例2における各相巻線の巻線方式を示す説明図であって、(a)は斜め上方から見た斜視図であり、(b)は軸方向から見た平面図である。
図11は、参考例3における各相巻線の巻線方式を示す説明図であって、(a)斜め上方から見た斜視図であり、(b)は軸方向から見た平面図であり、(c)は周方向に展開した展開図である。
実施形態1の回転電機は、参考例1の回転電機と固定子20の構成のみが異なる。即ち、実施形態1では、固定子鉄心30に形成されるスロット31のスロット倍数が2k(kは2以上の自然数)とされ、固定子巻線40を構成する各相巻線41が、延伸方向一端(各相端子43)から他端(中性点44)までをk並列に配置された第1〜第k並列巻線42により構成され、第1〜第k並列巻線42は、それぞれ延伸方向一端から他端までを2分割されて、それぞれの分割巻線が第1〜第2kの各同相スロットに独立して収容されている点で、参考例1と異なる。よって、参考例1と共通する部材や構成については詳しい説明を省略し、以下、参考例1と異なる点及び重要な点について説明する。なお、参考例1と共通する部材については同じ符号を用いる。
実施形態1の奏する磁気騒音低減効果を確認するため、図15に示すようなスロット倍数が1とされた点でのみ異なる比較例1を準備し、実施形態1と比較例1の騒音レベルを調べる試験を行った。図16には、実施形態1の起磁力分布の測定結果が示され、図17には、比較例1の起磁力分布の測定結果が示されている。そして、図18には、実施形態1と比較例1のそれぞれの騒音レベル(合計起磁力変動幅)が示されている。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
Claims (2)
- 周方向に配列された複数対の磁極を有する回転子(14)と、周方向に配列された複数のスロット(31)を有し前記回転子(14)と径方向に対向配置された固定子鉄心(30)、及び、前記スロット(31)に挿入されて前記固定子鉄心(30)に巻装された複数の相巻線(41)よりなる固定子巻線(40)を有する固定子(20)と、を備えた回転電機において、
前記固定子鉄心(30)は、同一相の前記相巻線(41)が収容される同相スロット(U1〜U4)を前記磁極ごとに周方向に連続して2k(kは2以上の自然数)個ずつ有し、
前記固定子巻線(40)は、延伸方向一端から他端までにおいてk並列に構成された第1〜第k並列巻線(42−1,42−2)よりなり、
前記第1〜第k並列巻線(42−1,42−2)を構成する各前記相巻線(41)は、それぞれ延伸方向一端から他端までを2分割されて、それぞれの分割巻線が第1〜第2kの各前記同相スロット(U1〜U4)に独立して収容されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
前記固定子巻線(40)は、前記スロット(31)に軸方向に挿入配置された複数の導体セグメント(50)が直列に接続されて前記固定子鉄心(30)に巻装された複数の前記相巻線(41)により構成され、前記固定子鉄心(30)の軸方向一端側には、異なる前記スロット(31)から延出した前記導体セグメント(50)の端末部同士が互いに接合された接合部が周方向に周期的に且つ放射方向に配置されてなる第1コイルエンド群(47)が形成され、前記固定子鉄心(30)の軸方向他端側には、異なる前記スロット(31)に収容されたスロット収容部(57)同士を前記スロット(31)の外部で連結する複数のターン部(52)よりなる第2コイルエンド群(48)が形成されていることを特徴とする回転電機。
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