JP5783754B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は回転電機に係り、特に、3相の電機子巻線を備えているものに好適な回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine, and more particularly, to a rotating electrical machine suitable for one having a three-phase armature winding.
従来の回転電機として、例えばタービン発電機では、軸方向に伸び、かつ、周方向に所定の間隔をもって複数のスロットが設けられた電機子鉄心に、巻線回路が形成されている電機子巻線を備えている。巻線回路は、スロット内に収められたコイルを直列に接続することで構成される極と、線路側端子及び中性点側端子とコイルを接続する亘り線とにより構成される。コイルと亘り線は、コイルエンド部において接続され、亘り線は、コイルとの接続部から電機子鉄心のコレクタリング側軸方向端部の空間を周方向に亘って、線路側端子及び中性点側端子と接続されている。 As a conventional rotating electric machine, for example, in a turbine generator, an armature winding in which a winding circuit is formed on an armature core that extends in the axial direction and has a plurality of slots provided at predetermined intervals in the circumferential direction. It has. The winding circuit is composed of a pole formed by connecting coils housed in a slot in series, and a wire connecting the line side terminal and neutral point side terminal and the coil. The crossover wire is connected to the coil end portion, and the crossover wire extends from the connection portion to the coil to the collector-side axial end portion of the armature core in the circumferential direction. It is connected to the side terminal.
このような構成のタービン発電機を、図30に示す。 A turbine generator having such a configuration is shown in FIG.
該図に示す如く、タービン発電機98は、2極3相の電機子巻線99を有しており、この電機子巻線99は、電機子鉄心201に設けられた36個のスロットに収容されており、電機子巻線99と電機子鉄心201により固定子203が構成されている。また、固定子203と略同軸に空隙を介して固定子203の内周に界磁発生装置を有する回転子204が配置されて、タービン発電機98が構成される。タービン発電機98の軸方向端部にはコレクタリングとブラシからなる給電装置が設けられ、他方の軸方向端部にはタービンが設けられ、回転子204に機械出力を伝達している。コレクタリング側には、電機子巻線99の各相の口出し線が配置され、それに伴ってブッシング及びターミナルボックスが配置され、電機子巻線99が、線路側端子及び中性点側端子と接続されている。
As shown in the figure, the
次に、図19乃至図24を用いて従来技術による電機子巻線の構成を説明する。 Next, the configuration of the armature winding according to the prior art will be described with reference to FIGS.
図19には、従来技術による36個のスロットに、3つの並列回路を有する2極3相のタービン発電機用の電機子巻線の展開図を示し、102はスロット部、103及び104はコイルエンド部である。尚、36スロットの例を説明するのは、説明を簡略化するためである。スロット数が増加しても、以下に説明する課題を同様に有する。例えば54スロット、72スロットなどでも同様である。 FIG. 19 is a development view of an armature winding for a two-pole three-phase turbine generator having three parallel circuits in 36 slots according to the prior art, 102 is a slot portion, and 103 and 104 are coils. It is an end part. The example of 36 slots is described in order to simplify the description. Even if the number of slots is increased, the problem described below is similarly caused. For example, the same applies to 54 slots and 72 slots.
図19において、実線はU相、破線はV相、一点鎖線はW相をそれぞれ示している。図20にはそのU相分を、図21にはそのV相分を、図22にはそのW相分をそれぞれ示す。 In FIG. 19, the solid line indicates the U phase, the broken line indicates the V phase, and the alternate long and short dash line indicates the W phase. FIG. 20 shows the U phase, FIG. 21 shows the V phase, and FIG. 22 shows the W phase.
図19乃至図22に記載されている1から36の番号は、スロット番号を示しており、1から順に周方向へ1、2・・・、36、1・・・と番号付けされている。それぞれのスロットには、スロット頭部側に収容される上コイルと、底部側に収容される底コイルの2つのコイルが収められている。図19乃至図22においては、スロット番号左側に上コイル、右側に底コイルが描かれており、例えば、スロット番号35において上コイルT35及び底コイルB35が図19に示されている。以下に示す巻線の展開図も同様である。
各相の電機子巻線は、3つの並列回路を有しており、これを3Y結線と言う。 The armature winding of each phase has three parallel circuits, which is called 3Y connection.
それぞれの並列回路は、線路側端子から亘り線101を経由して各スロット内のコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第一の極110U、110V、110Wを形成し、亘り線101を介して第一の極110U、110V、110Wと対となる第二の極111U、111V、111Wと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第二の極111U、111V、111Wを形成した後,亘り線101を経由して中性点側端子と接続されている。
Each parallel circuit is connected to the coil in each slot from the line-side terminal via the
ここで、各相の第一の極110U、110V、110Wと第二の極111U、111V、111Wは、周方向に180度ずれて配置される。また、U相の第一の極110U、V相の第一の極110V、W相の第一の極110Wは、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、同様にU相の第二の極111U、V相の第二の極111V、W相の第二の極111Wは、周方向にそれぞれ120度ずれて配置される。
Here, the
また、亘り線101は、線路側端子U1〜U3、V1〜V3、W1〜W3とスロット内コイルを接続する亘り線UL1〜UL3、VL1〜VL3、WL1〜WL3と、第一の極と第二の極を構成するコイルを接続する極間亘り線UP1〜UP3、VP1〜VP3、WP1〜WP3、中性点側端子X1〜X3、Y1〜Y3、Z1〜Z3とスロット内コイルを接続する亘り線UN1〜UN3、VN1〜VN3、WN1〜WN3とにわけられる。
The
従来技術による、それぞれの並列回路の構成を以下に説明する。 The configuration of each parallel circuit according to the prior art will be described below.
U相回路は、U相回路1、U相回路2、U相回路3が並列接続されることで構成される。以下、U相回路1、U相回路2、U相回路3の構成を説明する。
The U-phase circuit is configured by connecting a
U相回路1は、線路側端子U1から亘り線UL1を経由して、接続箇所TU1にて上コイルT1と接続される。U相回路1における第一の極110Uは、上コイルT1、底コイルB16、上コイルT4、底コイルB19を順次直列に接続することで構成され、第二の極111Uは、底コイルB3、上コイルT24、底コイルB36、上コイルT21を順次直列に接続することで構成される。第一の極110Uと第二の極111Uは、亘り線UP1で接続されており、亘り線UP1と第一の極110Uは、底コイルB19と接続箇所TUp11にて接続され、亘り線UP1と第二の極111Uは、底コイルB3と接続箇所TUp21にて接続される。第二の極と中性点側端子X1は、亘り線UN1で接続されており、亘り線UN1と第二の極111Uは、上コイルT21と接続箇所TX1にて接続される。
The
U相回路2は、線路側端子U2から亘り線UL2を経由して、接続箇所TU2にて上コイルT2と接続される。U相回路2における第一の極110Uは、上コイルT2、底コイルB17、上コイルT5、底コイルB20を順次直列に接続することで構成され、第二の極111Uは、底コイルB2、上コイルT23、底コイルB35、上コイルT20を順次直列に接続することで構成される。第一の極110Uと第二の極111Uは、亘り線UP2で接続されており、亘り線UP2と第一の極110Uは、底コイルB20と接続箇所TUp12にて接続され、亘り線UP2と第二の極111Uは、底コイルB2と接続箇所TUp22にて接続される。第二の極と中性点側端子X2は、亘り線UN2で接続されており、亘り線UN2と第二の極111Uは、上コイルT20と接続箇所TX2にて接続される。
The
U相回路3は、線路側端子U3から亘り線UL3を経由して、接続箇所TU3にて上コイルT3と接続される。U相回路3における第一の極110Uは、上コイルT3、底コイルB18、上コイルT6、底コイルB21を順次直列に接続することで構成され、第二の極111Uは、底コイルB1、上コイルT22、底コイルB34、上コイルT19を順次直列に接続することで構成される。第一の極110Uと第二の極111Uは、亘り線UP3で接続されており、亘り線UP3と第一の極110Uは、底コイルB21と接続箇所TUp13にて接続され、亘り線UP3と第二の極111Uは、底コイルB1と接続箇所TUp23にて接続される。第二の極と中性点側端子X3は、亘り線UN3で接続されており、亘り線UN3と第二の極111Uは、上コイルT19と接続箇所TX3にて接続される。
The
V相回路とW相回路は、U相回路をそれぞれ周方向に120度、240度ずらした配置となっており、V相回路1とW相回路1がU相回路1、V相回路2とW相回路2がU相回路2、V相回路3とW相回路3がU相回路3と対応している。図21及び図22におけるV相回路とW相回路を構成するコイル、亘り線、接続箇所の記号は、図20に示したU相の記号の「U」を「V」又は「W」、「X」を「Y」又は「Z」に変えることで対応する。
The V-phase circuit and the W-phase circuit are arranged so that the U-phase circuit is shifted by 120 degrees and 240 degrees in the circumferential direction. The V-
図23に従来例の各亘り線とコイルの接続箇所を軸方向から見た図を示す。これより、コイルと亘り線のそれぞれの接続箇所は、3相間で120度ずつずれて周期的に配置されていることが確認される。 FIG. 23 shows a diagram of the connecting points between the crossover wires and the coil in the conventional example viewed from the axial direction. From this, it is confirmed that each connection location of the coil and the crossover line is periodically arranged with a shift of 120 degrees between the three phases.
具体的には、接続箇所(TU1、TU2、TU3)、(TV1、TV2、TV3)、(TW1、TW2、TW3)は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、接続箇所(TX1、TX2、TX3)、(TY1、TY2、TY3)、(TZ1、TZ2、TZ3)は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、接続箇所(TUp11、TUp12、TUp13)、(TVp11、TVp12、TVp13)、(TWp11、TWp12、TWp13)は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、接続箇所(TUp21、TUp22、TUp23)、(TVp21、TVp22、TVp23)、(TWp21、TWp22、TWp23)は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置される。 Specifically, the connection locations (TU1, TU2, TU3), (TV1, TV2, TV3), (TW1, TW2, TW3) are arranged 120 degrees apart in the circumferential direction, and the connection locations (TX1, TX2, (TX3), (TY1, TY2, TY3), (TZ1, TZ2, TZ3) are arranged 120 degrees apart from each other in the circumferential direction, and are connected at locations (TUp11, TUp12, TUp13), (TVp11, TVp12, TVp13), ( TWp11, TWp12, and TWp13) are arranged 120 degrees apart from each other in the circumferential direction, and the connection locations (TUp21, TUp22, TUp23), (TVp21, TVp22, TVp23), and (TWp21, TWp22, TWp23) are respectively arranged in the circumferential direction. They are offset by 120 degrees.
後述する特許文献2、特許文献3及び特許文献4に記載の構成と比較すると、各並列回路の詳細な構成は異なるものの、特許文献2、特許文献3及び特許文献4に記載の構成は、3相を120度ずつ周期的に各相を配置する構成であるため、コイルと亘り線のそれぞれの接続箇所は上記と同様の構成となる。
Compared with the configurations described in
以上のように構成することで、それぞれの並列回路に備えられた亘り線101は、亘り線列C1からC12まで12列に、コレクタリング側に軸方向に並んで、それぞれの亘り線101が互いに干渉を避けるよう配置される。亘り線101は、径方向へ並べて配置することも可能であるが、フレームなどの構造物と干渉する恐れがあるため、軸方向に配置することが望ましい。
With the configuration described above, the
ここで、図19に示した従来例の電機子巻線の展開図に着目すると、線路側端子V1〜V3、W1〜W3及び中性点側端子Y1〜Y3、Z1〜Z3付近において、V相線路側端子V1〜V3とコイルとを繋ぐ亘り線VL1〜VL3と、W相中性点側端子Z1〜Z3とコイルとを繋ぐ亘り線WN1〜WN3とが複数平行に配置されており、これが亘り線列数の多い一因であることわかる。即ち、図21において示される亘り線VL1〜VL3の周方向位置と、図22において示される亘り線WN1〜WN3の周方向位置が略同一であることから、それぞれの亘り線の干渉を避けるために亘り線列数が増加している。線路側端子及び中性点側端子付近は、これら端子との接続のため亘り線の本数が増加することから、これら端子付近での亘り線列数が増加により、全体の亘り線列数が増加している。これより、本構成では、これ以上の亘り線列数の低減は困難である。 Here, paying attention to the development view of the armature winding of the conventional example shown in FIG. 19, in the vicinity of the line side terminals V1 to V3, W1 to W3 and the neutral point side terminals Y1 to Y3 and Z1 to Z3, the V phase A plurality of connecting lines VL1 to VL3 connecting the line side terminals V1 to V3 and the coil and a plurality of connecting lines WN1 to WN3 connecting the W phase neutral point side terminals Z1 to Z3 and the coil are arranged. It can be seen that this is one reason for the large number of line strings. That is, since the circumferential positions of the cross lines VL1 to VL3 shown in FIG. 21 and the circumferential positions of the cross lines WN1 to WN3 shown in FIG. 22 are substantially the same, in order to avoid interference of the respective cross lines. The number of crossover lines is increasing. In the vicinity of the line side terminal and the neutral point side terminal, the number of crossover lines increases due to the connection with these terminals, so the total number of crossover lines increases due to the increase in the number of crossover lines near these terminals. doing. Thus, in this configuration, it is difficult to further reduce the number of crossed line trains.
図24に電機子巻線のコレクタリング側のコイルエンド付近の構成を示す。上コイルのコイルエンド部103T、又は底コイルのコイルエンド部103Bのコレクタリング側端部において、亘り線101とコイルが接続される。更に亘り線101は、発電機フレーム200と電機子鉄心201の端部に設けられた鉄心押板202との間の空間に12列に並んで配置され、周方向に亘った後、線路側亘り線及び中性点側亘り線は、線路側端子及び中性点側端子付近にてそれぞれの端子へ接続される。通常、発電機のフレーム200と鉄心押板202は、金属系の材料で構成されている。従って、各亘り線間、及び亘り線列C1と鉄心押板202、亘り線列C12と発電機フレーム200の間は、十分に絶縁距離を確保する必要がある。
FIG. 24 shows a configuration near the coil end on the collector side of the armature winding. The connecting
しかしながら、亘り線101を12列で構成し、絶縁距離を確保しようとすると、発電機フレーム200を軸方向に長くする他になく、発電機全体が大型化することになる。また、発電機フレーム200の大きさを大型化せずに、各亘り線間、及び亘り線列C1と鉄心押板202、亘り線列C12と発電機フレーム200の距離を縮めて構成する場合、十分な絶縁距離を確保できずに絶縁破壊を起こす可能性が高まり、信頼性が低下することになる。また、亘り線間の距離が短くなることで、近接効果が大きくなり亘り線で発生する損失が大きくなる。
However, if the connecting
これにより、亘り線における局所的な温度上昇、発電機の効率の低下などが生ずる。また、亘り線列数が増加することにより、亘り線の支持が困難になり、その作業性が低下するなどの課題がある。 As a result, a local temperature rise in the crossover, a reduction in the efficiency of the generator, and the like occur. Moreover, when the number of crossing lines increases, there is a problem that it becomes difficult to support the crossing lines and the workability thereof decreases.
このような亘り線の構成例が、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1では、亘り線間の近接効果による損失を低減する構成が提案されている。亘り線間の近接効果とは、複数並んだ亘り線において、ある亘り線に着目した際に、他の亘り線に流れる電流による影響で、着目する亘り線の電流密度分布に偏りが起き、局所的な損失の増加を引き起こすことをいうが、特許文献1では、亘り線間の近接効果の低減のため、隣接する亘り線に流れる電流の位相差を180度、即ち、逆向きに電流が流れるよう亘り線を配置している。これにより、亘り線間の相互作用が小さくなり、近接効果が低減されることが記載されている。
A configuration example of such a crossover line is described in
また、大容量の発電機では、固定子巻線を複数の並列回路により構成することで巻線1本当りの電流を減らし、電磁力や温度上昇を緩和している。例えば、並列回路数が3以上となる場合の構成例として、各並列回路間の不平衡率を低減する事を目的としたものがあり、特許文献2、特許文献3、特許文献4などが挙げられる。
Further, in a large-capacity generator, the stator winding is constituted by a plurality of parallel circuits, whereby the current per winding is reduced and the electromagnetic force and temperature rise are alleviated. For example, as a configuration example in the case where the number of parallel circuits is 3 or more, there is a configuration aimed at reducing the unbalance rate between the parallel circuits, and
タービン発電機などでは、亘り線に高電圧が印加されることから、各亘り線間の絶縁距離、及び亘り線と発電機フレームなどの金属系構造物との絶縁距離を十分に確保する必要がある。一方で、亘り線は、電機子鉄心と発電機フレームの間に配置されることから、限られた空間に亘り線を配置する必要がある。更に、大容量の発電機の場合、前記の通り並列回路数を増やす必要があり、これにより各並列回路に対応する亘り線が増加することになる。特に、並列回路数が3以上の場合、亘り線数が増加することで、亘り線列数が増加する。 In a turbine generator or the like, since a high voltage is applied to the crossover lines, it is necessary to secure a sufficient insulation distance between the crossover lines and an insulation distance between the crossover lines and a metal-based structure such as a generator frame. is there. On the other hand, since the connecting wire is arranged between the armature core and the generator frame, it is necessary to arrange the connecting wire in a limited space. Further, in the case of a large-capacity generator, it is necessary to increase the number of parallel circuits as described above, and this leads to an increase in the number of connecting lines corresponding to each parallel circuit. In particular, when the number of parallel circuits is 3 or more, the number of crossover lines increases as the number of crossover lines increases.
これにより、絶縁距離を十分に確保することが難しいことがある。発電機フレームを大きくすることで亘り線を収める空間を大きくすれば、この課題は解決されるが、発電機全体の大型化に繋がるなど製造コストの増加の要因となる。また、亘り線の列数が増加すると、近接効果の影響が大きくなることによる亘り線における局所的な温度上昇及び効率低下、亘り線の支持が困難になるなどの課題がある。このため、亘り線の列数を低減することが望まれている。 Thereby, it may be difficult to ensure a sufficient insulation distance. This problem can be solved by enlarging the generator frame to increase the space for accommodating the crossing lines, but this leads to an increase in manufacturing cost such as an increase in the size of the entire generator. Moreover, when the number of rows of crossovers increases, there are problems such as local temperature rise and efficiency reduction in crossovers due to the influence of the proximity effect becoming large, and support of crossovers becoming difficult. For this reason, it is desired to reduce the number of rows of crossover lines.
これに対して、先に挙げた各特許文献による構成では、亘り線列数の低減を問題としておらず、亘り線列数の増加による種々の課題の解決が要求される。 On the other hand, in the configuration according to each of the above-mentioned patent documents, reduction of the number of crossover lines is not a problem, and various problems due to an increase in the number of crossover lines are required to be solved.
本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置を大型化することなく絶縁性を確保し、かつ、亘り線の列数を低減することのできるコンパクトな回転電機を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is to provide a compact system capable of ensuring insulation without increasing the size of the apparatus and reducing the number of crossover lines. Is to provide a rotating electric machine.
上記の目的を達成するために、第1の発明は、電機子鉄心に軸方向に伸びる複数のスロットが周方向に所定の間隔をもって設けられ、該スロットに2つのコイルが収容されていると共に、前記コイルを順次直列接続することで構成される少なくとも1つの極と、線路側端子と前記コイルを接続する線路側亘り線と、中性点側端子と前記コイルを接続する中性点側亘り線とを有する複数の巻線回路を備え、前記巻線回路のうち各相における少なくとも1つの前記巻線回路が、前記コイルを順次直列接続することで構成された2つの異なる極を接続する極間亘り線を有する3相の電機子巻線を備えた回転電機において、前記線路側亘り線とコイルが接続される周方向位置が、異相間で略一致する箇所を少なくとも1つ有し、かつ、前記中性点側亘り線とコイルが接続する周方向位置が異相間で略一致する箇所を1つ有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a plurality of slots extending in the axial direction are provided in the armature core at predetermined intervals in the circumferential direction, and two coils are accommodated in the slots. At least one pole configured by sequentially connecting the coils in series, a line side connecting wire connecting the line side terminal and the coil, and a neutral point side connecting wire connecting the neutral point side terminal and the coil A plurality of winding circuits, and at least one winding circuit in each phase of the winding circuits connects two different poles configured by sequentially connecting the coils in series. In a rotating electrical machine having a three-phase armature winding having a crossover wire, the circumferential position where the line-side crossover wire and the coil are connected has at least one location that substantially matches between different phases, and The neutral point side span Circumferential position of the line and the coil connection is characterized by having one portion that matches substantially between different phase.
また、第2の発明は、第1の発明において、巻線回路を各相で並列に接続していることを特徴とする。 The second invention is characterized in that, in the first invention, the winding circuit is connected in parallel in each phase.
更に、第3の発明は、第2の発明において、巻線回路の並列数が3であることを特徴とする。 Furthermore, the third invention is characterized in that, in the second invention, the number of parallel winding circuits is three.
また、第4の発明は、第3の発明において、全ての巻線回路が極間亘り線を有していることを特徴とする。 The fourth invention is characterized in that, in the third invention, all the winding circuits have inter-spanning wires.
更に、第5の発明は、第1乃至第3の発明のいずれかにおいて、各相に有する巻線回路のうち1つの極のみを構成している巻線回路を少なくとも1つ有していることを特徴とする。 Furthermore, the fifth invention has at least one winding circuit constituting only one pole among the winding circuits in each phase in any of the first to third inventions . It is characterized by.
また、第6の発明は、第3乃至第5の発明のいずれかにおいて,亘り線列数が10列以下に構成されていることを特徴とする。 In addition, a sixth invention is characterized in that in any one of the third to fifth inventions, the number of connecting lines is 10 or less.
また、第7の発明は、電機子鉄心に軸方向に伸びる複数のスロットが周方向に所定の間隔をもって設けられ、該スロットに2つのコイルが収容されていると共に、前記コイルを順次直列接続することで構成される少なくとも1つの極と、線路側端子と前記コイルを接続する線路側亘り線と、中性点側端子と前記コイルを接続する中性点側亘り線とを有する複数の巻線回路を備え、前記巻線回路のうち各相における少なくとも1つの前記巻線回路が、前記コイルを順次直列接続することで構成された2つ異なる極を接続する極間亘り線を有する3相の電機子巻線を備えた回転電機において、前記極間亘り線を有する巻線回路の線路側亘り線とコイルが接続される周方向位置、及び前記極間亘り線を有する巻線回路の中性点側亘り線とコイルが接続される周方向位置が、3相間で周方向に周期的に配置されないことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, a plurality of slots extending in the axial direction are provided in the armature core at predetermined intervals in the circumferential direction, two coils are accommodated in the slots, and the coils are sequentially connected in series. A plurality of windings having at least one pole constituted by the above, a line-side connecting wire connecting the line-side terminal and the coil, and a neutral point-side connecting wire connecting the neutral point-side terminal and the coil A three-phase circuit having an inter-electrode span connecting two different poles formed by sequentially connecting the coils in series. In a rotating electrical machine having an armature winding, the position in the circumferential direction where the coil is connected to the line-side crossing line of the winding circuit having the inter-pole crossing line, and the neutrality of the winding circuit having the inter-pole crossing line Point side crossover wire and coil Is the circumferential position, characterized in that not periodically arranged in the circumferential direction between the three phases.
また、第8の発明は、第7の発明において、巻線回路が各相で並列に接続していることを特徴とする。 The eighth invention is characterized in that, in the seventh invention, the winding circuit is connected in parallel in each phase.
本発明によれば、装置を大型化することなく絶縁性を確保し、かつ、亘り線の列数を低減することのできるコンパクトな回転電機を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a compact rotating electrical machine that can secure insulation without increasing the size of the device and can reduce the number of crossover lines.
以下、図示した実施例に基づき、本発明の回転電機を詳細に説明する。尚、符号は、従来と同一のものは同符号を使用し、その説明は省略する。 Hereinafter, based on the illustrated embodiment, the rotating electrical machine of the present invention will be described in detail. In addition, the code | symbol same as the past uses the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted.
図1に、本発明による36個のスロットに3つの並列回路を有する2極3相のタービン発電機用の電機子巻線の展開図を示し、102はスロット部、103及び104はコイルエンド部である。図2にはそのU相分を、図3にはそのV相分を、図4にはそのW相分をそれぞれ示す。 FIG. 1 shows an exploded view of an armature winding for a two-pole three-phase turbine generator having three parallel circuits in 36 slots according to the present invention, wherein 102 is a slot portion, and 103 and 104 are coil end portions. It is. FIG. 2 shows the U phase, FIG. 3 shows the V phase, and FIG. 4 shows the W phase.
図1乃至図4に示すように、本実施例における電機子巻線は2種類の巻線回路を有する。第一の巻線回路は、線路側端子から亘り線101を経由してコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第一の極110U,110V、110Wを形成し、亘り線101を介して第一の極110U、110V、110Wと対となる第二の極111U、111V、111Wを構成するコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第二の極111U、111V、111Wを形成した後、亘り線101を経由して中性点側端子と接続される。第二の巻線回路は、線路側端子から亘り線101を経由してコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第二の極111U、111V、111Wを形成し、亘り線101を介して第二の極111U、111V、111Wと対となる第一の極110U、110V、110Wを構成するコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第一の極110U、110V、110Wを形成した後、亘り線101を経由して中性点側端子と接続される。
As shown in FIGS. 1 to 4, the armature winding in this embodiment has two types of winding circuits. The first winding circuit is connected to the coil from the line side terminal via the
本発明では、3相のうち2相が第一の巻線回路で構成され、残りの1相が第二の巻線回路で構成されるか、若しくは2相が第二の巻線回路で構成され、残りの1相が第一の巻線回路で構成される。 In the present invention, two of the three phases are constituted by the first winding circuit and the remaining one phase is constituted by the second winding circuit, or two phases are constituted by the second winding circuit. The remaining one phase is constituted by the first winding circuit.
本実施例では、U相回路とV相回路は、従来例と同様に3つの第一の巻線回路を並列接続することで構成され、W相回路は、3つの第二の巻線回路を並列接続することで構成されている。 In this embodiment, the U-phase circuit and the V-phase circuit are configured by connecting three first winding circuits in parallel as in the conventional example, and the W-phase circuit includes three second winding circuits. It is configured by connecting in parallel.
また、各相の第一の極110と第二の極111は、周方向に180度ずれて配置され、U相の第一の極110U、V相の第一の極110V、W相の第一の極110Wは、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、同様にU相の第二の極111U、V相の第二の極111V、W相の第二の極111Wは、周方向にそれぞれ120度ずれて配置される。
In addition, the first pole 110 and the second pole 111 of each phase are arranged 180 degrees apart in the circumferential direction, and the U-phase
ここで、亘り線101は、線路側端子U1〜U3、V1〜V3、W1〜W3とスロット内コイルを接続する亘り線UL1〜UL3、VL1〜VL3、WL1〜WL3と、第一の極と第二の極を構成するコイルを接続する極間亘り線UP1〜UP3、VP1〜VP3、WP1〜WP3、中性点側端子X1〜X3、Y1〜Y3、Z1〜Z3とコイルを接続する亘り線UN1〜UN3、VN1〜VN3、WN1〜WN3とに分けられる。
Here, the
それぞれの並列回路の構成を以下に説明する。 The configuration of each parallel circuit will be described below.
U相回路は、U相回路1、U相回路2、U相回路3が並列接続されることで構成される。U相の各並列回路の構成は、亘り線の配置を除いて、図20に示した従来例と同様である。即ち、U相の各並列回路において、並列回路を構成するコイルの接続順、亘り線と各コイルとの接続箇所は、従来技術による構成と同様であり、亘り線の接続先の列番が、図2に示すように異なっている。
The U-phase circuit is configured by connecting a
V相に関しても、U相と同様に、並列回路を構成するコイルの接続順、亘り線と各コイルとの接続箇所は、図21に示した従来技術による構成と同一であるが、亘り線の接続先の列番が、図3に示すように異なっている。V相を構成する各コイルは、U相を構成する各コイルを120度周方向にずらした配置となっている。 Regarding the V-phase, as in the U-phase, the connection order of the coils constituting the parallel circuit and the connection points between the connecting wires and the respective coils are the same as those of the related art shown in FIG. The connection destination column numbers are different as shown in FIG. Each coil constituting the V phase is arranged by shifting each coil constituting the U phase in the circumferential direction by 120 degrees.
W相に関しては、各並列回路を構成する各スロット内コイルの組み合わせは、図22に示した従来技術による構成と同一であるが、亘り線とコイルの接続箇所、亘り線の配置が異なっている。以下に、その詳細を示す。 Regarding the W phase, the combination of the coils in each slot constituting each parallel circuit is the same as the configuration according to the prior art shown in FIG. 22, but the connecting portions of the crossover wires and the coils and the arrangement of the crossover wires are different. . Details are shown below.
W相回路1は、線路側端子W1から亘り線WL1を経由して、接続箇所TW1にて底コイルB25と接続される。このとき、亘り線WL1は、線路側端子W1からC9列の亘り線のない空間を通り、周方向に亘ることなく接続箇所TW1に直接接続される。W相回路1は、第二の極111W、第一の極110Wの順で接続され、第二の極111Wは、底コイルB25、上コイルT10、底コイルB22、上コイルT7を順次直列に接続することで構成され、第一の極110Wは、上コイルT27、底コイルB6、上コイルT30、底コイルB9を順次直列に接続することで構成される。第二の極111Wと第一の極110Wは、亘り線WP1で接続されており、亘り線WP1と第二の極111Wは、上コイルT7と接続箇所TWp11にて接続され、亘り線WP1と第一の極110Wは、上コイルT27と接続箇所TWp21にて接続される。第一の極110Wと中性点側端子Z1は、亘り線WN1で接続されており、亘り線WN1と第一の極110Wは、底コイルB9と接続箇所TZ1にて接続される。
W-
W相回路2は、線路側端子W2から亘り線WL2を経由して、接続箇所TW2にて底コイルB26と接続される。このとき、亘り線WL2は、線路側端子W2からC9列の亘り線のない空間を通り、周方向に亘ることなく接続箇所TW2に直接接続される。W相回路2は、第二の極111W、第一の極110Wの順で接続され、第二の極111Wは、底コイルB26、上コイルT11、底コイルB23、上コイルT8を順次直列に接続することで構成され、第一の極110Wは、上コイルT26、底コイルB5、上コイルT29、底コイルB8を順次直列に接続することで構成される。第二の極111Wと第一の極110Wは、亘り線WP2で接続されており、亘り線WP2と第二の極111Wは、上コイルT8と接続箇所TWp12にて接続され、亘り線WP2と第一の極110Wは、上コイルT26と接続箇所TWp22にて接続される。第一の極110Wと中性点側端子Z2は、亘り線WN2で接続されており、亘り線WN2と第一の極110Wは、底コイルB8と接続箇所TZ2にて接続される。
The W-
W相回路3は、線路側端子W3から亘り線WL3を経由して、接続箇所TW3にて底コイルB27と接続される。W相回路3は、第二の極111W、第一の極110Wの順で接続され、第二の極111Wは、底コイルB27、上コイルT12、底コイルB24、上コイルT9を順次直列に接続することで構成され、第一の極110Wは、上コイルT25、底コイルB4、上コイルT28、底コイルB7を順次直列に接続することで構成される。第二の極111Wと第一の極110Wは、亘り線WP3で接続されており、亘り線WP3と第二の極111Wは上コイルT9と接続箇所TWp13にて接続され、亘り線Wp3と第一の極110Wは、上コイルT25と接続箇所TWp23にて接続される。第一の極110Wと中性点側端子Z3は、亘り線WN3で接続されており、亘り線WN3と第一の極110Wは、底コイルB7と接続箇所TZ3にて接続される。
The W-
ここで、W相回路の構成において、図22に示した従来技術と異なる点は、亘り線とコイルの接続箇所及び亘り線の配置である。亘り線とコイルの接続箇所に関しては、次のように従来技術から本実施例で替わっている。即ち、従来技術で(TW1、TW2、TW3)であった接続箇所が、本実施例では(TWp23、TWp22、TWp21)と替わり、従来技術で(TWp11、TWp12、Tp13)であった接続箇所が、本実施例では(TZ3、TZ2mTZ3)と替わり、従来技術で(TWp21、TWp22、TWp23)であった接続箇所が、本実施例では(TW3、TW2、TW1)と替わり、従来技術で(TZ1、TZ2、TZ3)であった接続箇所が、本実施例では(TWp13、TWp12、TWp11)と替わっている。この接続箇所の替わりにおいて、W相回路を構成するコイルの電流の流入流出の向きは、従来技術と同じであるため、W相回路が作る起磁力分布も従来技術と同一であり、即ち、電気的な特性も従来技術と同一である。 Here, in the configuration of the W-phase circuit, the difference from the prior art shown in FIG. 22 is the connecting portion between the connecting wire and the coil and the arrangement of the connecting wire. As for the connection location of the crossover wire and the coil, the present embodiment is replaced with the present embodiment as follows. That is, the connection location that was (TW1, TW2, TW3) in the prior art is replaced with (TWp23, TWp22, TWp21) in this embodiment, and the connection location that was (TWp11, TWp12, Tp13) in the prior art is In this embodiment, instead of (TZ3, TZ2mTZ3), the connection location that was (TWp21, TWp22, TWp23) in the conventional technique is replaced with (TW3, TW2, TW1) in this embodiment, and (TZ1, TZ2) in the conventional technique. , TZ3) is replaced with (TWp13, TWp12, TWp11) in this embodiment. In this connection place, since the direction of current inflow / outflow of the coil constituting the W-phase circuit is the same as that of the prior art, the magnetomotive force distribution generated by the W-phase circuit is also the same as that of the prior art. The characteristics are the same as in the prior art.
図5に各亘り線とコイルの接続箇所を軸方向から見た図を示す。図5から明らかな如く、U相とV相のコイルと亘り線のそれぞれの接続箇所は、周方向に120度ずれて配置されているものの、W相は、他の相と120度ずつずれた配置ではない。つまり、コイルと亘り線のそれぞれの接続箇所は、3相間で120度ずつずれて配置される周期性を有していない。 The figure which looked at the connection location of each crossover wire and a coil from the axial direction in FIG. 5 is shown. As is apparent from FIG. 5, although the connecting portions of the U-phase and V-phase coils and the crossover lines are arranged to be shifted by 120 degrees in the circumferential direction, the W phase is shifted by 120 degrees from the other phases. It is not an arrangement. That is, each connection location of the coil and the crossover wire does not have a periodicity that is shifted by 120 degrees between the three phases.
具体的には、接続箇所(TU1、TU2、TU3)と(TV1、TV2、TV3)は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、(TV1、TV2、TV3)と(TW1、TW2、TW3)は、周方向に略同一の位置に配置される。この際に、(TV1、TV2、TV3)は上コイル側、(TW1、TW2、TW3)は底コイル側に配置される。また、接続箇所(TX1、TX2、TX3)と(TY1、TY2、TY3)は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、(TY1、TY2、TY3)と(TZ1、TZ2、TZ3)は、周方向に略同一の位置に配置される。この際に、(TY1、TY2、TY3)は上コイル側、(TZ1、TZ2、TZ3)は底コイル側に配置される。また、接続箇所(TUp11、TUp12、TUp13)と(TVp11、TVp12、TVp13)は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、(TUp11、TUp12、TUp13)と(TWp11、TWp12、TWp13)は、周方向に略同一の位置に配置される。この際に、(TUp11、TUp12、TUp13)は底コイル側、(TWp11、TWp12、TWp13)は上コイル側に配置される。また、接続箇所(TUp21、TUp22、TUp23)と(TVp21、TVp22、TVp23)は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、(TUp21、TUp22、TUp23)と(TWp21、TWp22、TWp23)は、周方向に略同一の位置に配置される。この際に、(TUp21、TUp22、TUp23)は底コイル側、(TWp21、TWp22、TWp23)は上コイル側に配置される。 Specifically, the connection locations (TU1, TU2, TU3) and (TV1, TV2, TV3) are arranged 120 degrees apart from each other in the circumferential direction, and (TV1, TV2, TV3) and (TW1, TW2, TW3) Are arranged at substantially the same position in the circumferential direction. At this time, (TV1, TV2, TV3) is arranged on the upper coil side, and (TW1, TW2, TW3) is arranged on the bottom coil side. Also, the connection locations (TX1, TX2, TX3) and (TY1, TY2, TY3) are arranged 120 degrees apart in the circumferential direction, and (TY1, TY2, TY3) and (TZ1, TZ2, TZ3) Arranged at substantially the same position in the direction. At this time, (TY1, TY2, TY3) are arranged on the upper coil side, and (TZ1, TZ2, TZ3) are arranged on the bottom coil side. Also, the connection locations (TUp11, TUp12, TUp13) and (TVp11, TVp12, TVp13) are arranged 120 degrees apart in the circumferential direction, and (TUp11, TUp12, TUp13) and (TWp11, TWp12, TWp13) are Arranged at substantially the same position in the direction. At this time, (TUp11, TUp12, TUp13) are arranged on the bottom coil side, and (TWp11, TWp12, TWp13) are arranged on the upper coil side. In addition, the connection locations (TUp21, TUp22, TUp23) and (TVp21, TVp22, TVp23) are arranged 120 degrees apart in the circumferential direction, and (TUp21, TUp22, TUp23) and (TWp21, TWp22, TWp23) are Arranged at substantially the same position in the direction. At this time, (TUp21, TUp22, TUp23) is arranged on the bottom coil side, and (TWp21, TWp22, TWp23) is arranged on the upper coil side.
以上のように、各相の電機子巻線を構成することで、それぞれの並列回路に備えられた亘り線101は、亘り線列C1からC10まで10列に、コレクタリング側に軸方向に並んで、それぞれの亘り線が互いに干渉を避けるよう配置される。即ち、従来技術と比較して、亘り線列数を2列低減できる。
As described above, by configuring the armature windings of the respective phases, the connecting
ここで、図1に示した亘り線の配置は、亘り線列数を低減できる構成の1例であり、亘り線列を入れ替えるなどして、様々な配置が可能であり、本発明は図に示した形態に限定されるものではない。 Here, the arrangement of the crossover lines shown in FIG. 1 is an example of a configuration that can reduce the number of crossover lines, and various arrangements are possible by replacing the crossover lines. It is not limited to the form shown.
以下に,本実施例により亘り線列数が低減される理由を説明する。 Hereinafter, the reason why the number of line trains is reduced by this embodiment will be described.
先に示した様に、従来例においては線路側端子V1〜V3、W1〜W3及び中性点側端子Y1〜Y3、Z1〜Z3付近において、V相線路側端子V1〜V3とスロット内コイルとを繋ぐ亘り線VL1〜VL3と、W相中性点側端子Z1〜Z3とスロット内コイルとを繋ぐ亘り線WN1〜WN3とが複数並列に並んでおり、これが亘り線列数の多い一因である。即ち、図21において示される亘り線VL1〜VL3の周方向位置と、図22において示される亘り線WN1〜WN3の周方向位置が略同一であることから、それぞれの亘り線の干渉を避けるために亘り線列数が増加している。線路側端子及び中性点側端子付近は、これら端子との接続のため亘り線の本数が増加することから、これら端子付近での亘り線列数の増加により、全体の亘り線列数が増加している。 As shown above, in the conventional example, in the vicinity of the line side terminals V1 to V3, W1 to W3 and the neutral point side terminals Y1 to Y3 and Z1 to Z3, the V phase line side terminals V1 to V3, the coil in the slot, The connecting lines VL1 to VL3, and the connecting lines WN1 to WN3 connecting the W-phase neutral point terminals Z1 to Z3 and the coil in the slot are arranged in parallel, which is one reason for the large number of connecting lines. is there. That is, since the circumferential positions of the cross lines VL1 to VL3 shown in FIG. 21 and the circumferential positions of the cross lines WN1 to WN3 shown in FIG. 22 are substantially the same, in order to avoid interference of the respective cross lines. The number of crossover lines is increasing. Near the line side terminal and the neutral point side terminal, the number of crossover lines increases due to the connection with these terminals, so the total number of crossover lines increases due to the increase in the number of crossover lines near these terminals. doing.
本実施例は、上記の問題を解決することで、亘り線列数の低減を図った構成である。即ち、図4に示したW相電機子巻線の展開図に着目すると、従来例においてV相亘り線VL1〜VL3と略同一の周方向位置に配置されていたW相亘り線WN1〜WN3が、従来例と異なる位置に配置されていることがわかる。つまり、W相において、線路側端子及び中性点側端子とコイルを繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置と、極間を繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置を、他の相と120度ずつ周期的に配置される場合から替えている。これにより、従来例で亘り線列数増加の要因となっていた干渉が緩和される。 The present embodiment has a configuration in which the number of crossover lines is reduced by solving the above problem. That is, paying attention to the development view of the W-phase armature winding shown in FIG. 4, in the conventional example, the W-phase crossing lines WN1 to WN3 that are arranged at substantially the same circumferential position as the V-phase crossing lines VL1 to VL3 are shown. It can be seen that they are arranged at positions different from the conventional example. That is, in the W phase, the connection position of the connecting line coil connecting the line side terminal and the neutral point side terminal and the coil, and the connecting position of the connecting line coil connecting the poles are 120 degrees each other phase. It changes from the case where it arranges periodically. As a result, interference that has been a factor in increasing the number of line trains in the conventional example is mitigated.
また、図4においてW相亘り線WL1、WL2が、周方向に亘ることなく、直接線路側端子W1、W2とコイルとが接続されることも、線路側端子及び中性点側端子付近での亘り線列数低減に寄与している。従来例では、線路側端子若しくは中性点側端子へ接続するためには周方向に亘ることが必須であり、直接線路側端子若しくは中性点側端子へ接続することは不可能であった。 Further, in FIG. 4, the W-line crossing lines WL1 and WL2 do not extend in the circumferential direction, and the line-side terminals W1 and W2 and the coil are directly connected to each other in the vicinity of the line-side terminal and the neutral point-side terminal. This contributes to a reduction in the number of crossover lines. In the conventional example, in order to connect to the line side terminal or the neutral point side terminal, it is essential to extend in the circumferential direction, and it is impossible to connect directly to the line side terminal or the neutral point side terminal.
これに対して、本実施例では、W相において、線路側端子及び中性点側端子とコイルを繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置と、極間を繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置を、他の相と120度ずつ周期的に配置される場合から替えたことで、接続箇所TW1、TW2が線路側端子W1、W2付近に配置され、直接線路側端子若しくは中性点側端子へ接続することを可能としている。 On the other hand, in the present embodiment, in the W phase, the connection position between the line side terminal and the neutral point side terminal and the connecting coil connecting the coils and the connecting position between the connecting coil connecting the poles are defined. By changing from the case where it is periodically arranged 120 degrees each other phase, the connection points TW1, TW2 are arranged near the line side terminals W1, W2 and directly connected to the line side terminal or the neutral point side terminal It is possible to do.
図6に、本実施例における電機子巻線のコレクタリング側のコイルエンド付近の構成を示す。従来例と同様に、亘り線101は、発電機フレーム200と電機子鉄心201の端部に設けられた鉄心押板202の間の空間に10列に並んで配置される。発電機フレーム200と鉄心押板202は、金属系の材料で構成されている。ここで、各亘り線間、亘り線と鉄心押板202、亘り線と発電機フレーム200の間は、十分に絶縁距離を確保する必要がある。
FIG. 6 shows a configuration near the coil end on the collector side of the armature winding in the present embodiment. Similar to the conventional example, the
図6では、各亘り線間、亘り線と鉄心押板202、亘り線と発電機フレーム200の距離は、図24に示した従来例と同等としている。従来例では、亘り線101を12列で構成されるため、絶縁距離を十分に確保しようとすると、発電機フレーム200を軸方向に長くするほかになく、発電機全体が大型化する問題があった。
In FIG. 6, the distance between the crossover lines, the distance between the crossover line and the iron
これに対して本実施例では、従来例と同等の絶縁距離を確保しているにも関わらず、亘り線列数が2列低減されることから、その分だけ発電機フレーム200が小型に構成されている。これにより、発電機全体が小型になり、材料費の削減などによりコストが低減される。
On the other hand, in this embodiment, although the insulation distance equivalent to that of the conventional example is ensured, the number of crossover lines is reduced by two, so that the
また、従来例と同等の大きさの発電機フレーム200を用いた場合、従来例よりも各亘り線間、及び亘り線と鉄心押板202、亘り線と発電機フレーム200の間の絶縁距離を大きくすることが可能となる。これにより、絶縁性における信頼性が向上する。
In addition, when the
更に、従来例よりも各亘り線間の距離を大きくした場合、各亘り線間の近接効果が低減されることにより、各亘り線で発生する損失が低減される。これにより、タービン発電機の高効率化、各亘り線の温度上昇が低減されることによる信頼性の向上が達成される。 Furthermore, when the distance between each crossover line is made larger than in the conventional example, the proximity effect between each crossover line is reduced, thereby reducing the loss generated in each crossover line. Thereby, the efficiency improvement of a turbine generator is achieved and the reliability improvement by the temperature rise of each crossing line being reduced is achieved.
また、本実施例では、亘り線列数が低減されることにより、亘り線を支持するための構造及び作業が減少する。これにより、亘り線の組み立てでの作業性が向上する。 Further, in this embodiment, the structure and work for supporting the crossing lines are reduced by reducing the number of crossing lines. Thereby, workability | operativity in the assembly of a crossover line improves.
尚、本実施例では、説明を容易にするため電機子のスロット数を36個としたが、本実施例の構成は、スロット数に関わらず成立するものである。例えば、54スロット、72スロットなどにも同様の構成を適用することで、本実施例と同様の効果が得られる。 In this embodiment, the number of armature slots is set to 36 for ease of explanation, but the configuration of this embodiment is established regardless of the number of slots. For example, by applying the same configuration to 54 slots, 72 slots, etc., the same effects as in this embodiment can be obtained.
また、本実施例では、W相の3つの並列回路全てにおいて、線路側端子及び中性点側端子とコイルを繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置と、極間を繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置を、他の相と120度ずつ周期的に配置される場合から替えている。当然ながら、03つの並列回路のうち1つ又は2つの並列回路において、線路側端子及び中性点側端子とコイルを繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置と、極間を繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置を、他の相に対して120度ずつ周期的に配置される場合から替えることも可能であり、この場合でも本実施例と同様の効果が得られるが、その効果は小さくなる。 Further, in this embodiment, in all the three parallel circuits of the W phase, the connection position between the line side terminal and the neutral point side terminal and the connecting coil connecting the coils, and the connecting coil connecting the poles The connection position is changed from the case where it is periodically arranged 120 degrees with other phases. Of course, in one or two of the 03 parallel circuits, the connection position of the line side terminal and the neutral point side terminal and the connecting line coil connecting the coil, and the connecting line coil connecting the poles, It is also possible to change the connection position from the case where the connection positions are periodically arranged 120 degrees each with respect to other phases. Even in this case, the same effect as in the present embodiment can be obtained, but the effect becomes small.
また、特許文献2、4に記載の構成にも本発明の技術を適用することが可能であり、亘り線列数の低減により種々の課題の解決が可能となる。
The technique of the present invention can also be applied to the configurations described in
本実施例によれば、回転電機の電機子巻線において亘り線の列数が低減されることにより、亘り線間の絶縁性が確保され、小型の発電機が提供される。更には、亘り線の列数が低減されることで、近接効果の低減による亘り線における損失の低減、局所的な温度上昇の抑制、効率向上、亘り線の支持などの作業が容易になることによる作業性の向上が達成される。 According to the present embodiment, by reducing the number of crossover lines in the armature winding of the rotating electrical machine, insulation between the crossover lines is ensured, and a small generator is provided. Furthermore, by reducing the number of crossover lines, work such as reduction of crossover loss due to reduction of proximity effect, suppression of local temperature rise, improvement of efficiency, and support of crossover lines can be facilitated. Improvement of workability by means of is achieved.
以下に、本発明による第二の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、第一の実施の形態と同様の構成の部分に関しては、説明を省略する。また、同一又は対応する部分に同一の符号を付して対応させている。 Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The description of the same configuration as in the first embodiment is omitted. Also, the same or corresponding parts are associated with the same reference numerals.
図7に、本発明の第二の実施例である3相分の電機子巻線の展開図を示す。本実施例は、第一の実施例と同様に、2極36スロット3Y結線である。図7において、実線はU相、破線はV相、一点鎖線はW相をそれぞれ示している。図8にはそのU相分を、図9にはそのV相分を、図10にはそのW相分をそれぞれ示す。 FIG. 7 shows a development view of the armature windings for three phases according to the second embodiment of the present invention. The present embodiment is a 2-pole 36-slot 3Y connection as in the first embodiment. In FIG. 7, the solid line indicates the U phase, the broken line indicates the V phase, and the alternate long and short dash line indicates the W phase. FIG. 8 shows the U phase, FIG. 9 shows the V phase, and FIG. 10 shows the W phase.
それぞれの相の電機子巻線は、第一の並列回路、第二の並列回路、第三の並列回路の3つの並列回路を有している。 Each phase armature winding has three parallel circuits: a first parallel circuit, a second parallel circuit, and a third parallel circuit.
第一の並列回路は、線路側端子から亘り線101を経由してスロット内のコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第一の極110U、110V、110Wを形成し、亘り線101を介して、再度第一の極110U、110V、110Wを構成するコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第一の極110U、110V、110Wを形成した後、亘り線101を経由して中性点側端子と接続されている。
The first parallel circuit is connected to the coil in the slot from the line side terminal via the
また、第二の並列回路は、線路側端子から亘り線101を経由してスロット内のコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第一の極110U、110V、110W(若しくは第二の極111U、111V、111W)を形成し、亘り線101を介して第一の極110U、110V、110W(若しくは第二の極111U、111V、111W)と対となる第二の極111U、111V、111W(若しくは第一の極110U、110V、110W)を構成するコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第二の極111U、111V、111W(若しくは第一の極110U、110V、110W)を形成した後,亘り線を経由して中性点側端子と接続されている。
The second parallel circuit is connected to the coil in the slot from the line-side terminal via the
また、第三の並列回路は、線路側端子から亘り線101を経由してスロット内のコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第二の極111U、111V、111Wを形成し、亘り線101を介して、再度、第二の極111U、111V、111Wを構成するコイルと接続され、複数の上コイル及び底コイルを順次直列に接続することで第二の極111U、111V、111Wを形成した後、亘り線101を経由して中性点側端子と接続されている。
In addition, the third parallel circuit is connected to the coil in the slot from the line side terminal via the
ここで、亘り線101は、線路側端子U1〜U3、V1〜V3、W1〜W3とスロット内コイルを接続する亘り線UL1〜UL3、VL1〜Vl3、WL1〜WL3と、中性点側端子X1〜X3、Y1〜Y3、Z1〜Z3とスロット内コイルを接続する亘り線UN1〜UN3、VN1〜VN3、WN1〜WN3、並列回路1において第一の極から再度、第一の極へ亘る亘り線US1、VS1、WS1、並列回路2において第一の極と第二の極を構成するコイルを接続する極間亘り線UP2、VP2、WP2、並列回路3において第二の極から再度、第二の極へ亘る亘り線US3、VS3、WS3にわけられる。
Here, the connecting
それぞれの並列回路の構成を以下に説明する。 The configuration of each parallel circuit will be described below.
U相回路は、U相回路1、U相回路2、U相回路3が並列接続されることで構成される。以下、U相回路1、U相回路2、U相回路3の構成を説明する。
The U-phase circuit is configured by connecting a
U相回路1は、線路側端子U1から亘り線UL1を経由して、接続箇所TU1にて上コイルT1と接続される。更に、上コイルT1、底コイルB16、上コイルT4、底コイルB19を順次直列に接続して第一の極を構成し、亘り線US1を介し、上コイルT3、底コイルB18、上コイルT6、底コイルB21を順次直列に接続することで再度、第一の極110Uを構成する。亘り線US1は、接続箇所TUS11にて底コイルB19と接続され、接続箇所TSU21において上コイルT3と接続される。更に、中性点側端子X1とは亘り線UN1で接続されており、亘り線UN1は、接続箇所TX1にて底コイルB21と接続される。
The
U相回路2は、線路側端子U2から亘り線UL2を経由して、接続箇所TU2にて底コイルB2と接続される。U相回路2は、第二の極、第一の極の順に直列に接続され、第二の極111Uは、底コイルB2、上コイルT23、底コイルB35、上コイルT20を順次直列に接続することで構成され、第一の極110Uは、上コイルT2、底コイルB17、上コイルT5、底コイルB20を順次直列に接続することで構成される。第二の極111Uと第一の極110Uは、亘り線UP2で接続されており、亘り線UP2と第二の極111Uは、上コイルT20と接続箇所TUp12にて接続され、亘り線UP2と第一の極110Uは、上コイルT2と接続箇所TUp22にて接続される。第一の極と中性点側端子X2は、亘り線UN2で接続されており、亘り線UN2と第一の極110Uは、底コイルB20と接続箇所TX2にて接続される。
The
U相回路3は、線路側端子U3から亘り線UL3を経由して、接続箇所TU3にて底コイルB3と接続される。更に、底コイルB3、上コイルT24、底コイルB36、上コイルT21を順次直列に接続して第二の極111Uを構成し、亘り線US3を介し、底コイルB1、上コイルT22、底コイルB34、上コイルT19を順次直列に接続することで再度、第二の極111Uを構成する。亘り線US3は、接続箇所TUS13にて上コイルT21と接続され、接続箇所TUS23において底コイルB1と接続される。更に、中性点側端子X3とは亘り線UN3で接続されており、亘り線UN3は、接続箇所TX3にて上コイルT19と接続される。
The
V相回路は、V相回路1、V相回路2、V相回路3が並列接続されることで構成される。以下、V相回路1、V相回路2、V相回路3の構成を説明する。
The V-phase circuit is configured by connecting a V-
V相回路1は、コイル構成及び亘り線とコイルの接続箇所が、U相回路1を周方向に120度ずらした構成となっているため、詳細説明は省略する。
Since the V-
V相回路2は、線路側端子V2から亘り線VL2を経由して、接続箇所TV2にて上コイルT14と接続される。V相回路2は、第一の極110V、第二の極111Vの順に直列に接続され、第一の極110Vは、上コイルT14、底コイルB29、上コイルT17、底コイルB32を順次直列に接続することで構成され、第二の極111Uは、底コイルB14、上コイルT35、底コイルB11、上コイルT32を順次直列に接続することで構成される。第一の極110Vと第二の極111Vは、亘り線VP2で接続されており、亘り線VP2と第一の極110Vは、底コイルB32と接続箇所TVp12にて接続され、亘り線VP2と第二の極111Vは、底コイルB14と接続箇所TVp22にて接続される。第二の極111Vと中性点側端子Y2は亘り線VN2で接続されており、亘り線VN2と第二の極111Vは、上コイルT32と接続箇所TY2にて接続される。
V-
V相回路3は、コイル構成及び亘り線とコイルの接続箇所が、U相回路3を周方向に120度ずらした構成となっているため、詳細説明は省略する。
Since the V-
W相回路は、W相回路1、W相回路2、W相回路3が並列接続されることで構成される。W相回路1、W相回路2、W相回路3は、コイル構成及び亘り線とコイルの接続箇所が、V相回路1、V相回路2、V相回路3からそれぞれ120度ずらした構成となっているため、詳細説明は省略する。
The W-phase circuit is configured by connecting a W-
図11に、各亘り線とコイルの接続箇所を軸方向から見た図を示す。並列回路1と並列回路3におけるコイルと亘り線の接続箇所は、3相間で周方向にそれぞれ120度ずらした周期的な構成となっている。即ち、並列回路1を例にとると、接続箇所TU1、TV1、TW1は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、接続箇所TX1、TY1、TZ1は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、接続箇所TUS11、TVS11、TWS11は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、接続箇所TUs21、TVS21、TWS21は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置される。
FIG. 11 shows a diagram of the connecting points of the crossover wires and the coil viewed from the axial direction. The connection points of the connecting lines between the coils in the
各相の並列回路2については、各並列回路を構成するコイルは、3相間で周方向にそれぞれ120度ずらした構成である。
Regarding the
しかしながら、コイルと亘り線の接続箇所に関しては、V相とW相で周方向に120度ずれて配置されるものの、U相のコイルと亘り線の接続箇所は他の相と120度ずつずれた配置ではない。即ち、接続箇所TV2とTW2は、周方向に120度ずれて配置され、TU2とTW2は、周方向に略同一の位置に配置される。また、接続箇所TY2とTZ2は、周方向には120度ずれて配置され、TX2とTZ2は、周方向に略同一の位置に配置される。また、接続箇所TVp12とTWp12は、周方向に120度ずれて配置され、TUp12とTVp12は、周方向に略同一の位置に配置される。また、接続箇所TVp22とTWp22は、周方向に120度ずれて配置され、TUp22とTvp22は、周方向に略同一の位置に配置される。 However, although the connection point between the coil and the crossing line is shifted by 120 degrees in the circumferential direction between the V phase and the W phase, the connection part between the U phase coil and the crossing line is shifted by 120 degrees from the other phases. It is not an arrangement. In other words, the connection locations TV2 and TW2 are arranged so as to be shifted by 120 degrees in the circumferential direction, and TU2 and TW2 are arranged at substantially the same position in the circumferential direction. In addition, the connection locations TY2 and TZ2 are arranged so as to be shifted by 120 degrees in the circumferential direction, and TX2 and TZ2 are arranged at substantially the same position in the circumferential direction. Further, the connection locations TVp12 and TWp12 are arranged so as to be shifted by 120 degrees in the circumferential direction, and TUp12 and TVp12 are arranged at substantially the same position in the circumferential direction. Further, the connection locations TVp22 and TWp22 are arranged with a 120 degree shift in the circumferential direction, and the TUp22 and Tvp22 are arranged at substantially the same position in the circumferential direction.
以上のように各相の電機子巻線を構成することで,図12に示すように各並列回路に備えられた亘り線101は,亘り線列C1からC8まで8列に,コレクタリング側に軸方向に並んで,それぞれの亘り線が互いに干渉を避けるよう配置される。すなわち,従来技術と比較して,亘り線列数を4列低減できる。ここで,図7に示した亘り線の配置は,亘り線列数を低減できる構成の1例であり,亘り線列を入れ替えるなどして,様々な配置が可能であり,本発明は図に示した形態に限定されるものではない。
By configuring the armature winding of each phase as described above, as shown in FIG. 12, the connecting
以下に、本実施例により亘り線列数が低減される理由を説明する。 Hereinafter, the reason why the number of line trains is reduced according to this embodiment will be described.
実施例1と比較して、本実施例では、実施例1において、各相の並列回路1と並列回路3に有する第一の極と第二の極を繋ぐ極間亘り線(U相の場合:亘り線UP1、UP3)がなくなり、同じ極を構成するコイルを繋ぐ短い亘り線(U相の場合:亘り線US1、US3)が追加されている。これにより、亘り線の距離が短くなることで、亘り線列数が低減される。
Compared to the first embodiment, in the present embodiment, in the first embodiment, a crossover line connecting the first pole and the second pole included in the
更に、並列回路2に関しては、実施例1と同様にU相(実施例1ではW相)において、端子とコイルを繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置と、極間亘り線のコイルとの接続位置を、3相間で120度ずつずれて周期的に配置される場合から入れ替えている。
Further, with respect to the
以上の理由で,本実施例によれば,実施例1から亘り線列数がさらに低減される。これより,実施例2においても、実施例1と同様の効果が得られる。
For the above reason, according to the present embodiment, the number of line trains from
また、本実施例は特許文献3に記載の構成に、本発明を適用したものである。特許文献3の記載の構成では、亘り線の列数の低減が困難であったが、本実施例の構成により、亘り線列数の低減が可能となる。
In this embodiment, the present invention is applied to the configuration described in
以下に、本発明による第三の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、他の実施の形態と同様の構成の部分に関しては、説明を省略する。また、同一または対応する部分に同一の符号を付して対応させている。 Below, 3rd Embodiment by this invention is described with reference to drawings. Note that the description of the same configuration as the other embodiments is omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected and matched with the same or corresponding part.
図13に、本発明の一実施例の回転電機の3相分電機子巻線の展開図を示す。図13において、実線はU相を、破線はV相を、一点鎖線はW相をそれぞれ示している。図14には、そのU相分を、図15にはそのV相分を、図16にはそのW相分をそれぞれ示す。 FIG. 13 is a development view of the three-phase armature winding of the rotating electric machine according to the embodiment of the present invention. In FIG. 13, the solid line indicates the U phase, the broken line indicates the V phase, and the alternate long and short dash line indicates the W phase. FIG. 14 shows the U phase, FIG. 15 shows the V phase, and FIG. 16 shows the W phase.
本実施例は、回転電機の電機子鉄心201に設けられた24個のスロットに収容された、2極3相の電機子巻線である。各相の電機子巻線は、スロット内のコイルを直列に接続した直列回路を1つ有しており、それぞれの直列回路には、第一の極110とそれと対となる第二の極111が構成されている。更に、各相の電機子巻線は、線路側端子と直列回路を接続する亘り線と、中性点側端子の直列回路を接続する亘り線、第一の極110と第二の極111を接続する亘り線を有している。即ち、実施例1及び2において、各相の電機子巻線は、3つの並列回路を有していたが、本実施例では、各相の電機子巻線は、1つの回路のみを有する。これを1Y結線という。
The present embodiment is a two-pole three-phase armature winding housed in 24 slots provided in the
それぞれの回路に備えられた亘り線101は、亘り線列C1からC4まで4列に、コレクタリング側に軸方向に並んで、それぞれの亘り線が互いに干渉を避けるよう配置される。また、亘り線101は、線路側端子U1、V1、W1とスロット内コイルを接続する亘り線UL1、VL1、WL1と、第一の極と第二の極を構成するコイルを接続する極間亘り線UP1、VP1、WP1、中性点側端子X1、Y1、Z1とスロット内コイルを接続する亘り線UN1、VN1,WN1とに分けられる。
The crossover lines 101 provided in each circuit are arranged in four rows from the crossover row C1 to C4 in the axial direction on the collector ring side, and the crossovers are arranged so as to avoid interference with each other. Further, the connecting
各相の構成を以下に説明する。 The configuration of each phase will be described below.
U相回路は、線路側端子U1から亘り線UL1を経由して、接続箇所TUにて、底コイルB1と接続される。U相回路は、第二の極111U、第一の極110Uの順で接続され、第二の極111Uは、底コイルB1、上コイルT16、底コイルB24、上コイルT15、底コイルB23、上コイルT14、底コイルB22、上コイルT13を順次直列に接続することで構成され、第一の極110Uは、上コイルT1、底コイルB10、上コイルT2、底コイルB11、上コイルT3、底コイルB12、上コイルT4、底コイルB13を順次直列に接続することで構成される。第二の極111Uと第一の極110Uは、亘り線UP1で接続されており、亘り線UP1と第二の極111Uは、上コイルT13と接続箇所TUp1にて接続され、亘り線UP1と第一の極110Uは、上コイルT1と接続箇所TUp2にて接続される。第一の極と中性点側端子X1は、亘り線UN1で接続されており、亘り線UN1と第一の極110Uは、底コイルB13と接続箇所TXにて接続される。
The U-phase circuit is connected to the bottom coil B1 from the line-side terminal U1 via the crossing line UL1 at the connection point TU. The U-phase circuit is connected in the order of the
V相回路は、線路側端子V1から亘り線VL1を経由して、接続箇所TVにて上コイルT9と接続される。V相回路は、第一の極110V、第二の極111Vの順で接続され、第一の極110Vは、上コイルT9、底コイルB18、上コイルT10、底コイルB19、上コイルT11、底コイルB20、上コイルT12、底コイルB21を順次直列に接続することで構成され、第二の極111Vは、底コイルB9、上コイルT24、底コイルB8、上コイルT23、底コイルB7、上コイルT22、底コイルB6、上コイルT21を順次直列に接続することで構成される。第一の極110Vと第二の極111Vは、亘り線VP1で接続されており、亘り線VP1と第一の極110Vは、底コイルB21と接続箇所TVp1にて接続され、亘り線VP1と第二の極111Vは、底コイルB9と接続箇所TVp2にて接続される。第二の極と中性点側端子Y1は、亘り線VN1で接続されており、亘り線VN1と第二の極111Vは、上コイルT21と接続箇所TYにて接続される。
The V-phase circuit is connected to the upper coil T9 at the connection point TV from the line-side terminal V1 via the crossing line VL1. The V-phase circuit is connected in the order of the
W相回路は、線路側端子W1から亘り線WL1を経由して、接続箇所TWにて上コイルT17と接続される。W相回路は、第一の極110W、第二の極111Wの順で接続され、第一の極110Wは、上コイルT17、底コイルB2、上コイルT18、底コイルB3、上コイルT19、底コイルB4、上コイルT20、底コイルB5を順次直列に接続することで構成され、第二の極111Wは、底コイルB17、上コイルT8、底コイルB16、上コイルT7、底コイルB15、上コイルT6、底コイルB14、上コイルT5を順次直列に接続することで構成される。第一の極110Wと第二の極111Wは、亘り線WP1で接続されており、亘り線WP1と第一の極110Wは、底コイルB5と接続箇所TWp1にて接続され、亘り線WP1と第二の極111Wは、底コイルB17と接続箇所TWp2にて接続される。第二の極と中性点側端子Z1は、亘り線WN1で接続されており、亘り線WN1と第二の極111Wは、上コイルT5と接続箇所TZにて接続される。
The W-phase circuit is connected to the upper coil T17 at the connection point TW from the line-side terminal W1 via the crossing line WL1. The W-phase circuit is connected in the order of the
図17に、各亘り線とコイルの接続箇所を軸方向から見た図を示す。これより、V相とW相のコイルと亘り線の接続箇所は、周方向に120度ずれて配置されているものの、U相のコイルと亘り線の接続箇所は、他の相と120度ずつずれた配置ではない。つまり、コイルと亘り線のそれぞれの接続箇所は、3相間で120度ずつずれて周期的に配置されない。具体的には、接続箇所TVとTWは、周方向に120度ずれて配置され、接続箇所TUとTWは、周方向に略同一の位置に配置される。また、接続箇所TYとTZは、周方向に120度ずれて配置され、接続箇所TXとTZは、周方向に略同一の位置に配置される。また、接続箇所TVp1とTWp1は、周方向に120度ずれて配置され、接続箇所TUp1とTVp1は、周方向に略同一の位置に配置される。また、接続箇所TVp2とTWp2は、周方向にそれぞれ120度ずれて配置され、接続箇所TUp2とTVp2は、周方向に略同一の位置に配置される。 FIG. 17 shows a view of the connecting points of the crossover wires and the coil viewed from the axial direction. As a result, the connecting points of the crossing lines between the V-phase and W-phase coils are arranged 120 degrees apart in the circumferential direction, but the connecting parts of the U-phase coils and the crossing lines are 120 degrees each other phase. It is not out of place. In other words, the connection locations of the coil and the crossover line are not periodically arranged with a 120 degree shift between the three phases. Specifically, the connection locations TV and TW are arranged so as to be shifted by 120 degrees in the circumferential direction, and the connection locations TU and TW are arranged at substantially the same position in the circumferential direction. In addition, the connection locations TY and TZ are arranged so as to be shifted by 120 degrees in the circumferential direction, and the connection locations TX and TZ are arranged at substantially the same position in the circumferential direction. In addition, the connection locations TVp1 and TWp1 are arranged so as to be shifted by 120 degrees in the circumferential direction, and the connection locations TUp1 and TVp1 are arranged at substantially the same position in the circumferential direction. In addition, the connection locations TVp2 and TWp2 are arranged 120 degrees apart from each other in the circumferential direction, and the connection locations TUp2 and TVp2 are arranged at substantially the same position in the circumferential direction.
以上のように、各相の電機子巻線を構成することで、図18に示すように、亘り線101を、4列で構成することが可能となる。
As described above, by configuring the armature windings of the respective phases, as shown in FIG. 18, the
ここで、従来技術による2極24スロット1Y結線の3相分の電機子巻線の展開図の一例を図25に、図26にはそのU相分を、図27にはそのV相分を、図28にはそのW相分をそれぞれ示す。また、図29に、従来技術を適用した場合の各亘り線とコイルの接続箇所を軸方向から見た図を示す。 Here, FIG. 25 shows an example of a development diagram of the armature winding for three phases of the 2-pole 24-slot 1Y connection according to the prior art, FIG. 26 shows the U phase, and FIG. 27 shows the V phase. FIG. 28 shows the W phase. In addition, FIG. 29 shows a view in which the connecting portions of the crossover wires and the coil when the conventional technology is applied are viewed from the axial direction.
従来例によれば、コイルと亘り線のそれぞれの接続箇所は、3相間で120度ずつずれて周期的に配置される。また、亘り線は、5列で構成される。 According to the conventional example, each connection location of the coil and the crossover wire is periodically arranged with a shift of 120 degrees between the three phases. Moreover, the crossover line is composed of five rows.
これより、従来技術では、U相回路において、亘り線UL1、UP1、UN1が干渉する箇所があり、これにより、亘り線列数が増えていることが確認される。 As a result, in the prior art, in the U-phase circuit, there are portions where the crossing lines UL1, UP1, UN1 interfere with each other, thereby confirming that the number of crossing lines increases.
本実施例は、亘り線UL1、UP1、UN1の干渉を低減することを目的になされたものである。 The present embodiment is intended to reduce the interference of the crossover lines UL1, UP1, UN1.
本実施例によれば、U相において、線路側端子及び中性点側端子とコイルを繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置と、極間を繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置を、他の相と周期的に配置される場合から入れ替えている。これにより、亘り線UL1、UP1、UN1の位置が従来例から変わることで、その干渉が緩和され、亘り線列数は、4列に低減される。 According to the present embodiment, in the U phase, the connection position of the line-side terminal and the neutral point-side terminal and the connecting coil connecting the coils and the connecting position of the connecting coil connecting the poles are different from each other. It is replaced from the case where it is periodically arranged with the phase. Thereby, the position of the crossover lines UL1, UP1, UN1 is changed from the conventional example, so that the interference is mitigated, and the number of crossover lines is reduced to 4.
以上から本実施例では、従来技術と比較して、亘り線列数を1列低減できる。ここで、図18に示した亘り線の配置は、亘り線列数を低減できる構成の1例であり、亘り線列を入れ替えるなどして、様々な配置が可能であり、本発明は、図に示した形態に限定されるものではない。 From the above, in this embodiment, the number of crossover lines can be reduced by one as compared with the prior art. Here, the arrangement of the crossover lines shown in FIG. 18 is an example of a configuration that can reduce the number of crossover lines, and various arrangements are possible by replacing the crossover lines. It is not limited to the form shown in.
これより、実施例3においても、実施例1及び2と同様の効果が得られる。 From this, also in Example 3, the effect similar to Example 1 and 2 is acquired.
以上、各実施例を用いて説明したように、本発明を適用することにより、回転電機の電機子巻線において、亘り線の列数が低減される。亘り線の列数の低減は、異なる2極を有する巻線回路において、線路側端子及び中性点側端子とコイルを繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置と、極間を繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置を、他の相と周期的に配置される場合から入れ替えて、亘り線の干渉を低減することで実現している。 As described above with reference to the embodiments, by applying the present invention, the number of crossover lines in the armature winding of the rotating electrical machine is reduced. In the winding circuit having two different poles, the number of connecting lines is reduced by connecting the line side terminal and neutral point side terminal to the coil of the connecting line connecting the coil and the connecting line coil connecting the poles. This is realized by reducing the crossover interference by replacing the connection position with the other phase from the case where it is periodically arranged.
これにより、亘り線間の絶縁性が確保され、小型の発電機が提供される。また、亘り線の列数が低減されることで、近接効果の低減による亘り線における損失の低減、亘り線の支持などの作業が容易になることによる作業性の向上が達成される。
本明細書で示した実施形態は、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または改良をすることが可能であり、これらもまた本発明の技術の範囲内にある。例えば、本明細書内では、ある特定の極数、スロット数、並列回路数、巻線ピッチに関して発明の詳細を述べたが、本発明は、それらの要素に限定されるものではない。
Thereby, the insulation between crossing wires is ensured and a small generator is provided. In addition, by reducing the number of rows of crossovers, workability is improved by reducing the loss in crossovers by reducing the proximity effect and facilitating operations such as support of crossovers.
The embodiments shown in the present specification can be variously modified or improved without departing from the gist thereof, and these are also within the scope of the technology of the present invention. For example, while details of the invention have been described herein with respect to certain number of poles, number of slots, number of parallel circuits, and winding pitch, the invention is not limited to those elements.
具体的には、2極で構成される実施例のみを述べたが、4極以上でも本発明による構成が可能である。また、各実施例において、上コイルと底コイルの接続順を入れ替えて構成してもよい。また、図12などにおいて、亘り線を径方向に1つの段に並べて構成したが、径方向に複数の段にわたって構成することを可能である。また、各実施例において、線路側端子及び中性点側端子、亘り線をコレクタリング側に配置したが、タービン側に配置してもよい。この場合も亘り線を限られた空間に配置する必要があるため、本発明により各実施例と同様の効果が得られる。また、複数の同相の亘り線を、1つの亘り線に置き換えるなどしてもよい。 Specifically, although only the embodiment configured with two poles has been described, the configuration according to the present invention is possible with four or more poles. In each embodiment, the connection order of the upper coil and the bottom coil may be changed. Further, in FIG. 12 and the like, the connecting wires are arranged in one step in the radial direction. However, it is possible to configure the connecting wires in a plurality of steps in the radial direction. Moreover, in each Example, although the track | line side terminal, the neutral point side terminal, and the connecting wire were arrange | positioned at the collector ring side, you may arrange | position at the turbine side. Also in this case, since it is necessary to arrange the connecting lines in a limited space, the present invention can provide the same effects as those of the embodiments. A plurality of in-phase crossover lines may be replaced with one crossover line.
98…タービン発電機、99…電機子巻線、1〜24…スロット番号、T1〜T24…上コイル、B1〜B24…底コイル、101…亘り線、102…スロット部、103、104…コイルエンド部、1C〜12C…亘り線列番号、110…第一の極、111…第二の極、200…発電機フレーム、201…電機子鉄心、202…鉄心押板、203…固定子、204…回転子、U1〜U3、V1〜V3、W1〜W3…線路側端子、X1〜X3、Y1〜Y3、Z1〜Z3…中性点側端子、UL1〜UL3、VL1〜VL3、WL1〜WK3…線路側端子とコイルを接続する亘り線、UN1〜UN3、VN1〜VN3、WN1〜WN3…中性点側端子とコイルを接続する亘り線、UP1〜UP3、VP1〜VP3、WP1〜WP3…対となる極を接続する極間亘り線、TU1〜TU3、TV1〜TV3、TW1〜TW3…U相、V相、W相の線路側端子に繋がる亘り線とコイルの接続箇所、TX1〜TX3、TY1〜TY3、TZ1〜TZ3…U相、V相、W相の中性点側端子に繋がる亘り線とコイルの接続箇所、TUp11〜TUp13、TVp11〜TVp13、TWp11〜TWp13…U相、V相、W相の対となる極を繋ぐ亘り線とコイルの線路側の接続箇所、TUp21〜TUp23、TVp21〜TVp23、TWp21〜TWp23…U相、V相、W相の対となる極を繋ぐ亘り線とコイルの中性点側の接続箇所。 98 ... Turbine generator, 99 ... Armature winding, 1 to 24 ... Slot number, T1 to T24 ... Top coil, B1 to B24 ... Bottom coil, 101 ... Crossover, 102 ... Slot part, 103, 104 ... Coil end Part, 1C to 12C ... crossover row number, 110 ... first pole, 111 ... second pole, 200 ... generator frame, 201 ... armature core, 202 ... iron core pressing plate, 203 ... stator, 204 ... Rotor, U1 to U3, V1 to V3, W1 to W3 ... Line side terminal, X1 to X3, Y1 to Y3, Z1 to Z3 ... Neutral point side terminal, UL1 to UL3, VL1 to VL3, WL1 to WK3 ... Line Crossing lines connecting the side terminals and the coils, UN1 to UN3, VN1 to VN3, WN1 to WN3... Crossing lines connecting the neutral side terminals and the coils, UP1 to UP3, VP1 to VP3, WP1 to WP3. The pole Continued inter-pole crossing lines, TU1 to TU3, TV1 to TV3, TW1 to TW3 ... Connection points between the connecting lines and coils connected to the U-phase, V-phase, and W-phase line side terminals, TX1 to TX3, TY1 to TY3, TZ1 ~ TZ3 ... U-phase, V-phase, W-phase connecting point connecting to the neutral point side terminal and coil, TUp11-TUp13, TVp11-TVp13, TWp11-TWp13 ... U-phase, V-phase, W-phase pair Neutral point of the connecting wire and coil connecting the connecting pole on the line side of the coil and the connecting side of the coil, Tup21 to TUp23, TVp21 to TVp23, TWp21 to TWp23... Side connection point.
Claims (10)
前記線路側亘り線とコイルが接続される周方向位置が、異相間で略一致する箇所を少なくとも1つ有し、かつ、前記中性点側亘り線とコイルが接続する周方向位置が異相間で略一致する箇所を1つ有することを特徴とする回転電機。
焼器。 A plurality of slots extending in the axial direction are provided in the armature core at predetermined intervals in the circumferential direction, two coils are accommodated in the slots, and at least one of the coils is sequentially connected in series. A plurality of winding circuits, each having a pole, a line side connecting line connecting the line side terminal and the coil, and a neutral point side connecting line connecting the neutral point side terminal and the coil; Rotation with at least one winding circuit in each phase comprising a three-phase armature winding having a spanning wire connecting two different poles constructed by sequentially connecting the coils in series In electric
The circumferential position where the line-side crossover line and the coil are connected has at least one location that is substantially the same between the different phases, and the circumferential position where the neutral point-side crossover line and the coil are connected is between the different phases A rotating electrical machine characterized by having one location that substantially matches.
Pottery.
前記巻線回路は、各相で並列に接続されていることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electrical machine, wherein the winding circuit is connected in parallel in each phase.
各相に有する前記巻線回路の並列数が3であることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 2,
A rotating electrical machine, wherein the number of parallel winding circuits in each phase is three.
全ての前記巻線回路が、前記極間亘り線を有することを特徴とする回転電機。 In the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3,
All the said winding circuits have the said crossing wire, The rotary electric machine characterized by the above-mentioned.
各相に有する前記巻線回路のうち1つの極のみを構成している前記巻線回路を少なくとも1つ有していることを特徴とする回転電機。 In the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3 ,
A rotating electrical machine comprising at least one winding circuit that constitutes only one pole among the winding circuits in each phase.
亘り線列数が10列以下に構成されることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to any one of claims 3 to 5,
A rotating electrical machine characterized in that the number of crossover lines is 10 or less.
前記極間亘り線を有する巻線回路の線路側亘り線とコイルが接続される周方向位置、及び前記極間亘り線を有する巻線回路の中性点側亘り線とコイルが接続される周方向位置が、3相間で周方向に周期的に配置されないことを特徴とする回転電機。 A plurality of slots extending in the axial direction are provided in the armature core at predetermined intervals in the circumferential direction, two coils are accommodated in the slots, and at least one of the coils is sequentially connected in series. A plurality of winding circuits, each having a pole, a line side connecting line connecting the line side terminal and the coil, and a neutral point side connecting line connecting the neutral point side terminal and the coil; Rotation with at least one of the winding circuits in each phase comprising a three-phase armature winding having a span-to-pole connection line connecting two different poles configured by sequentially connecting the coils in series In electric
A circumferential position where the coil is connected to the line-side crossover line of the winding circuit having the inter-electrode crossing line, and a circumference where the neutral-point crossing line and the coil are connected to the winding circuit having the inter-electrode crossing line A rotating electrical machine characterized in that the direction position is not periodically arranged in the circumferential direction between three phases.
前記巻線回路は、各相で並列に接続されていることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 7,
The rotating electrical machine, wherein the winding circuit is connected in parallel in each phase.
前記電機子巻線の3相のうちの1相は、前記線路側端子及び中性点側端子と前記コイルを繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置と、極間を繋ぐ亘り線のコイルとの接続位置とが、他の相と120度ずつ周期的に配置されていないことを特徴とする回転電機。 A plurality of slots extending in the axial direction are provided in the armature core at predetermined intervals in the circumferential direction, and the upper coil and the bottom coil are accommodated in the slots, and the upper coil and the bottom coil are sequentially connected in series. A plurality of poles configured, a line side connecting line connecting the line side terminal and the upper coil and the bottom coil, and a neutral point side connecting line connecting the neutral point side terminal and the upper coil and the bottom coil. A plurality of winding circuits, wherein at least one winding circuit in each phase of the winding circuits connects two different poles formed by sequentially connecting the coils in series. In a rotating electrical machine having a three-phase armature winding having a wire,
One of the three phases of the armature winding is a connection position between the line side terminal and the neutral point side terminal and the connecting coil connecting the coil, and a connecting coil connecting the poles. A rotating electrical machine characterized in that the connection position is not periodically arranged 120 degrees apart from other phases.
前記電機子巻線の3相のうちの2相は、前記コイルと亘り線の接続箇所が周方向に120度ずつずれて配置されていると共に、前記電機子巻線の3相のうちの前記2相と異なる1相は、前記コイルと亘り線の接続箇所が他の2相と周方向に120度ずれて配置されていないことを特徴とする回転電機。 A plurality of slots extending in the axial direction are provided in the armature core at predetermined intervals in the circumferential direction, and the upper coil and the bottom coil are accommodated in the slots, and the upper coil and the bottom coil are sequentially connected in series. A plurality of poles configured, a line side connecting line connecting the line side terminal and the upper coil and the bottom coil, and a neutral point side connecting line connecting the neutral point side terminal and the upper coil and the bottom coil. A plurality of winding circuits, wherein at least one winding circuit in each phase of the winding circuits connects two different poles formed by sequentially connecting the coils in series. In a rotating electrical machine having a three-phase armature winding having a wire,
Two of the three phases of the armature winding are arranged such that the connecting portions of the crossover wire are shifted by 120 degrees in the circumferential direction, and the three of the three phases of the armature winding One phase different from the two phases is a rotating electrical machine characterized in that the connecting part of the crossover wire with the coil is not arranged with a difference of 120 degrees in the circumferential direction from the other two phases.
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