JP6173842B2

JP6173842B2 - 回転電機

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Publication number: JP6173842B2
Application number: JP2013183663A
Authority: JP
Inventors: 裕司辻; 尾畑　功治; 功治尾畑; 牧　晃司; 牧　　晃司; 鈴木　啓司; 啓司鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-09-05
Also published as: JP2015050919A

Description

本発明は、回転電機に関する。

近年、省エネルギー化の観点からインバータ装置を用いて回転電機を可変速運転することが盛んに行われている。しかしながら、インバータ装置を用いて回転電機を駆動した場合、インバータ装置の動作により発生する急峻なサージ電圧が原因となり、従来の商用周波電源駆動時に比べて高い電圧が、回転電機が備えるコイル間に発生する。このような問題に対して従来技術では、サージ電圧に対するコイル間の分担電圧を均一に近づけることにより解決を図っていた。

特開昭５０−３０１号公報（特許文献１）には、コイルの外部からコイル間の分布静電容量調整用のコンデンサを直接接続し、コイル間の分担電圧を均一に近づける技術が記載されている。

特開昭５０−３０１号公報

特許文献１に記載された技術では、直接コンデンサをコイルに並列接続しており、電流が流れることで発熱したコイルの熱がコンデンサに伝わり、コンデンサが破損する可能性があった。

本発明の目的は、コイルの熱が伝わることでコンデンサが破損することを防止しつつ、急峻なサージ電圧が発生した時にコイル間の分担電圧を均一に近づけることを可能にする技術を提供することである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。

本発明の一実施の形態は、回転磁界を作るための固定子と、前記固定子によって作られた回転磁界に応じて回転する回転子と、を有する回転電機であって、前記固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻かれるコイルと、前記固定子鉄心に巻かれる補助巻線とを有する。また、前記補助巻線は、前記コイルに発生する磁束の流路の少なくとも一部に鎖交する位置に設けられ、前記補助巻線の両端同士がコンデンサを介して接続される。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

本発明の一実施の形態によれば、コイルの熱が伝わることでコンデンサが破損することを防止しつつ、急峻なサージ電圧が発生した時にコイル間の分担電圧を均一に近づけることが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る、回転電機の縦断面図である。本発明の一実施の形態に係る、回転電機の固定子鉄心の横断面を拡大した図である。本発明の一実施の形態に係る、回転電機のコイルと補助巻線とを示した図である本発明の一実施の形態に係る、回転電機の固定子鉄心の一部を示した図である。本発明の一実施の形態に係る、回転電機の各相のコイルと補助巻線とを用いた等価回路を示す図である。本発明の変形例に係る、回転電機の各相のコイルと補助巻線とを用いた等価回路を示す図である。本発明の変形例に係る、回転電機の各相のコイルと補助巻線とを用いた等価回路を示す図である。本発明の変形例に係る、回転電機の各相のコイルと補助巻線とを用いた等価回路を示す図である。本発明の変形例に係る、回転電機の固定子鉄心の横断面を拡大した図である。本発明の変形例に係る、回転電機の固定子鉄心の横断面を拡大した図である。本発明の変形例に係る、回転電機の固定子鉄心の横断面を拡大した図である。本発明の変形例に係る、回転電機の固定子鉄心の横断面を拡大した図である。本発明の変形例に係る、回転電機のコイルへの分担電圧と従来の回転電機のコイルへの分担電圧との測定結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜全体構成＞
図１に示されるように、本発明の一実施の形態に係る回転電機１００（例えば、モータ）は、ケーブル２００を介してインバータ装置３００により電源供給を受ける。

回転電機１００の筐体であるハウジング１１０には、三相交流電圧によって回転磁界を作るための固定子１２０と、固定子１２０によって作られた回転磁界に応じて回転する回転子１１２とが収容されている。

固定子１２０は、固定子鉄心１２１と、固定子鉄心１２１に巻かれるコイル１２３とからなる。

回転子１１２は、シャフト１１１によって固定されており、シャフト１１１は、ベアリング１１３によって回転自在に軸支されている。

＜詳細構成＞
図２は、本発明の一実施の形態に係る、回転電機１００の固定子鉄心１２１の横断面を拡大した図である。図２に示されるように、固定子鉄心１２１の内周側には、所定間隔ごとにコイルスロット１２２が設けられている。以下、固定子鉄心１２１の内周側の方向を内周方向といい、外周側の方向を外周方向と呼ぶ場合がある。

コイル１２３は、導体１２４と導体１２４を覆う絶縁被膜１２５とからなる。

コイルスロット１２２は、固定子鉄心１２１の内周側の面を塞ぐための、くさび１２９と、コイル１２３が通る外周側コイル部１２６と内周側コイル部１２７とを有する。

また、各コイルスロット１２２は、各コイルスロット１２２から外周側コイル部１２６および内周側コイル部１２７を除外した空隙１２８が存在する。

コイル１２３は、２つのコイルスロット１２２のうち、一方のコイルスロット１２２が有する外周側コイル部１２６と、他方のコイルスロット１２２が有する内周側コイル部１２７とを交互に介して固定子鉄心１２１に巻かれる。

補助巻線１５１は、２つのコイルスロット１２２のうち、一方のコイルスロット１２２の空隙１２８と、他方のコイルスロット１２２の空隙１２８とを交互に介して固定子鉄心１２１に巻かれる。

より詳細には、補助巻線１５１は、一方のコイルスロット１２２の外周側コイル部１２６の外周方向に存在する空隙１２８と、他方のコイルスロットの内周側コイル部１２７の内周方向に存在する空隙１２８とを交互に介して固定子鉄心１２１に巻かれる。これによって、固定子鉄心１２１にコイル１２３が巻かれている方向に沿わせて補助巻線１５１を固定子鉄心１２１に巻くことができるようになる。

なお、補助巻線１５１とコイル１２３との間は、絶縁被膜１２５などによって絶縁されている。

また、補助巻線１５１は、固定子鉄心１２１に渦巻状に巻かれるようにしても良いし、固定子鉄心１２１に螺旋状に巻かれるようにしても良い。さらに、渦巻状に巻かれることと螺旋状に巻かれることとを組み合わせて固定子鉄心１２１に巻かれるようにしても良い。

図３は本発明の一実施の形態に係る、回転電機１００のコイル１２３と補助巻線１５１とを示した図である。図３に示されるように、補助巻線１５１は、コイル１２３に隣接して配置させる。

また、図４は、本発明の一実施の形態に係る、回転電機１００の固定子鉄心１２１の一部を示した図である。図４に示されるように、例えば、補助巻線１５１の両端に接続されたコンデンサ１５２は、鉄心押え板５００に溶接されることで固定される。または、コンデンサ１５２は、ねじ止して固定された治具４００を用いて鉄心押え板５００に取り付けられることで固定される。

＜等価回路の説明＞
図５は、本発明の一実施の形態に係る、回転電機１００のコイル１２３と補助巻線１５１とを用いた等価回路を示す図である。図５において、等価回路は、中性点１３１とＵ相とＶ相とＷ相との入力点１３２，１３３，１３４とを有し、Ｕ相のコイル群とＶ相のコイル群とＷ相のコイル群とがＹ結線されている。

Ｕ相のコイル群を構成する各コイルは、入力点１３２に近い位置から順番に、入力点１３２から中性点１３１までの間に設けられる。また、Ｖ相のコイル群を構成する各コイルは、Ｖ相の入力点１３３に近い位置から順番に、入力点１３３から中性点１３１までの間に設けられる。また、Ｗ相のコイル群を構成する各コイルは、Ｗ相の入力点１３４に近い位置から順番に、入力点１３４から中性点１３１までの間に複数設けられる。

補助巻線１５１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の入力点１３２，１３３，１３４に最も近い第１コイル１３５が作る磁束の流路に鎖交して設けられる。また、補助巻線１５１の両端子間は、コンデンサ１５２によって接続される。

以下、図５を用いて急峻なサージ電圧（例えば、立ち上がり時間が短い高周波の電圧）が入力された場合を例に、等価回路の動作について説明する。

まず、インバータ装置３００のスイッチング素子のスイッチング動作後に、Ｕ相の入力点１３２には、インバータ装置３００から急峻なサージ電圧が入力される。このようなサージ電圧が入力されると、第１コイル１３５のインピーダンスが大きくなり、第１コイル１３５に電流が流れにくくなる。その結果、サージ電圧が中性点１３１まで伝播するのに時間的な遅れが生じ、対地間静電容量Ｃ_ｇ（コンデンサ１３８）が充電され、第１コイル１３５の入口（第１コイル１３５の端子の始点）と出口（第１コイル１３５の端子の終点）との間に高い電位差が生じる。また、第１コイル１３５には、第１方向の磁束が発生する。

ここで、コンデンサ１５２が両端子間に接続された補助巻線１５１と、第１コイル１３５とは、磁気結合している。よって、補助巻線１５１には、サージ電圧が誘起されることで誘導電流が流れる。

また、補助巻線１５１には、この誘導電流によって、第１方向とは逆方向である第２方向の磁束が発生する。そして、この第２方向の磁束は、第１コイル１３５に発生した磁束を打ち消す。

これによって、第１コイル１３５によって作られる磁束の変化が抑えられ、第１コイル１３５には、高周波の電流が流れるようになり、コンデンサ１４０が充電され、第１コイル１３５の入口と出口の電位差を低くできる。

ここで、補助巻線１５１の両端子間に接続されるコンデンサ１５２の静電容量Ｃの上限値は、インバータ装置３００のキャリア周波数をｆ_ｃとし、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかの相のコイル群を構成する一つのコイルのインダクタンスをＬとし、分布静電容量をＣ_ｐとし、対地間静電容量をＣ_ｇとし、このコイルの巻数に対する補助巻線１５１の巻数の比率をｎとすると（式１）を満足する。なお、コイルに対する補助巻線の巻数を増やし、ｎの値を大きくすることで、補助巻線１５１のインダクタンスＬ’は、コイルのインダクタンスＬに比べて大きくなる。

また、補助巻線１５１に接続されるコンデンサ１５２の静電容量Ｃの下限は、例えば、第１コイル１３５に発生することが許容される絶縁静電容量Ｖ_ｍａｘを超えないという条件のもと決定され、絶縁静電容量Ｖ_ｍａｘは、（式３）で定義される。

そして、電圧の立ち上がり時間を０、ステップ電圧の大きさをＵとした場合、第１コイル１３５の電圧Ｖ_１は、（式２）で定義される。

また、補助巻線１５１に接続されるコンデンサ１５２の静電容量Ｃの下限は、コイル群を構成するコイルの数をＮとし、コイル群を構成する一つのコイルのターン間絶縁の許容電圧をＶ_ｉとし、ターン数をｐとし、印加したステップ電圧の大きさをＵとし、コイル内部における電圧不平等係数をγ（この電圧不平等係数γは、１以上１．５以下）とすると（式４）と（式５）とを満足する。

なお、上述したコンデンサ１５２の静電容量Ｃの上限および下限は、ｎの値に反比例することから、補助巻線１５１の巻数を増やすことで、コンデンサ１５２の静電容量を小さくすることができ、コンデンサ１５２を小型化できるようになる。例えば、ｎの値が１の場合、コンデンサ１５２の静電容量Ｃの範囲は、１００ｐＦ〜１００００ｐＦとなる。

ここで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかの相のコイル群を構成する各コイルにかかる平等電圧（この平等電圧は、各コイルにかかる電圧の値が等しい場合の、いずれか一つのコイルにかかる分担電圧の値を意味する）は、高圧回転電機であっても２００Ｖ程度である。そして、本発明の一実施の形態に係る、コンデンサ１５２の耐電圧は、平等電圧と巻数比とを乗算した値以上である。

また、固定子鉄心１２１の温度は２００度以上にはならない。そして、本発明の一実施の形態に係る、コンデンサ１５２の耐熱性は、稼働時に想定される固定子鉄心１２１の最高温度以上である。

次に、補助巻線１５１の断面積をＳ、巻数をｍ、長さをｌ、電気抵抗率をρとし、許容電流密度をＪ_ｍａｘとし、所定の電圧に達するまでの電圧立ち上がりの傾きをｄＶ／ｄｔとし、電圧の立ち上がり時間をＴ_ｒとし、立ち上がり時の周波数帯域をｆ_Ｔｒ（０．３５／Ｔ_ｒと等しい）とすると、前記補助巻線の許容寸法面積Ａは（式６）と（式７）と（式８）とを満足する。断面積Ｓと静電容量Ｃの値とは、比例する。よって、静電容量Ｃの値を小さくすることで、補助巻線１５１の直径を１ｍｍ以下にすることができるようになる。これにより、空隙１２８を介してコイルを固定子鉄心１２１に巻くことができるようになる。

また、本発明の一実施の形態に係る、コイルの導体１２４を覆う絶縁被膜１２５の耐電圧は、平等電圧と巻数比とを乗算した値以上である。

また、本発明の一実施の形態に係る、絶縁被膜１２５の耐熱性は、回転電機１００の稼働時に想定される固定子鉄心１２１の最高温度以上である。

ここで、図１３には、上述した条件で立ち上がり時間０．１μｓのステップ電圧を印加し、分布静電容量Ｃ_ｐを１１３ｐＦ、コイル各部の対地静電容量Ｃ_ｇを３７５ｐＦとし、コンデンサ１５２の静電容量を７ｎＦとし、ｎを１とした場合の第１コイル１３５の分担電圧の測定結果（図１３、実施例１）が示される。なお、この測定結果（図１３、実施例１）では、第１コイル１３５の分担電圧をステップ電圧の波高値を１００％とした場合の割合で示される。さらに、両端子間にコンデンサ１５２を接続した補助巻線１５１を持たない場合の測定結果（図１３、比較例１）が示される。さらに、実施例１のコンデンサと同じ７ｎＦの容量を持つコンデンサを第１コイルに直接並列接続した場合の測定結果（図１３、比較例２）が示される。図１３に示されるように、比較例１では第１コイルへの分担電圧率は７８．２％となった。また、図１３に示されるように、実施例１においては、分担電圧率は１８．５％となり、比較例１と比べて約６０％、分担電圧率を低減できている。

＜変形例＞
図６は、本発明の変形例に係る、回転電機１００のコイル１２３と補助巻線１５１とを用いた等価回路を示す図である。図６において、補助巻線１５１が鎖交して設けられるのは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の第１コイル１３５が作る磁束の流路だけではなく、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の第２コイル１３６以降のコイルが作る磁束の流路に対しても、入力点１３２，１３３，１３４に近い位置から順番に各コイルの分担電圧が絶縁許容電圧以下になるまで設けられる。

図６の例では、補助巻線１５１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の入力点１３２，１３３，１３４から最も近い第１コイル１３５から順番に、第１コイル１３５が作る磁束の流路と、第２コイル１３６が作る磁束の流路と、第３コイル１３７が作る磁束の流路ごとに設けられる。なお、Ｕ相に設けられる補助巻線１５１の数と、Ｖ相に設けられる補助巻線１５１の数と、Ｗ相に設けられる補助巻線１５１との数は等しい。これによって、第１コイル１３５だけではなく、第２コイル１３６および第３コイル１３７についても入口と出口の電位差を低くできるようになる。なお、各相に設けられる補助巻線１５１は、各コイルの分担電圧が絶縁許容電圧以下になるまで、追加される。

図７は、本発明の変形例に係る、回転電機１００の各相のコイルと補助巻線１５１とを用いた等価回路を示す図である。図７において、補助巻線１５１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のすべてのコイルが作る磁束の流路ごとに設けられる。これによって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のすべてのコイルについて、入口と出口の電位差を低くできるようになり、平等分布に近い分担電圧が得られるようになる。

図８は、本発明の変形例に係る、回転電機１００の各相のコイルと補助巻線１５１とを用いた等価回路を示す図である。図８に示されるように、Ｕ相のコイル群とＶ相のコイル群とＷ相のコイル群は、Δ結線されていても良い。

ここで、補助巻線１５１と第１コイル１３５との結合係数ｋが１に近いほど、第１コイル１３５の入口と出口の電位差を低くできるようになるところ、結合定数ｋを１に近づけるためには、補助巻線１５１と第１コイル１３５が作る磁束との鎖交磁束量を大きくする必要がある。補助巻線１５１を、対象コイルが収められるコイルスロット１２２へ収容する場合、結合係数ｋが最大となる補助巻線１５１の配置を図９に示す。

図９は、本発明の変形例に係る、回転電機１００の固定子鉄心１２１の横断面を拡大した図である。図９に示されるように、補助巻線１５１は、２つのコイルスロット１２２の一方のコイルスロット１２２が有する外周側コイル部１２６の外周方向に存在する空隙１２８と、他方のコイルスロット１２２が有する内周側コイル部１２７と外周側コイル部１２６との間に存在する空隙１２８とを交互に介して固定子鉄心１２１に巻かれる。これによって、コイルスロット１２２内部への漏れ磁束の影響を受けにくい。

図１０は、本発明の変形例に係る、回転電機１００の固定子の変形例を示す固定子鉄心１２１の横断面を拡大した図である。

図１０に示されるように、補助巻線１５１は、２つのコイルスロット１２２の一方のコイルスロット１２２が有する外周側コイル部１２６の外周方向に存在する空隙１２８と、他方のコイルスロット１２２が有する外周側コイル部１２６の外周方向に存在する空隙１２８とを交互に介して固定子鉄心１２１に巻かれる。これによって、補助巻線１５１を容易に固定子鉄心１２１に巻くことができる。

図１１は、本発明の変形例に係る、回転電機１００の固定子の変形例を示す固定子鉄心１２１の横断面を拡大した図である。

図１１に示されるように、補助巻線１５１は、２つのコイルスロット１２２の一方のコイルスロット１２２が有する外周側コイル部１２６の外周方向に存在する空隙１２８と、他方のコイルスロット１２２が有するくさび１２９とを交互に介して固定子鉄心１２１に巻かれる。補助巻線１５１の片側がくさび１２９内に配置されていることにより、空隙１２８が小さい場合にも適用できる。

図１２は、本発明の変形例に係る、回転電機１００の固定子の変形例を示す固定子鉄心１２１の横断面を拡大した図である。

図１２に示される例では、コイル１２３に替えて乱巻された乱巻コイル９０１が固定子鉄心１２１に巻かれる。

＜本実施の形態の効果＞
以上説明した本実施の形態における回転電機１００によれば、コイル１２３に発生する磁束の流路の少なくとも一部に鎖交する位置に、両端がコンデンサ１５２を介して接続された補助巻線１５１を設けることで、コイル間の分担電圧を均一に近づけることができるようになるとともに、コイル１２３の熱がコンデンサ１５２に直接伝わることを防止できるようになる。そして、急峻なサージ電圧が発生した場合であってもコンデンサ１５２が破損することを防止できるようになる。

また、補助巻線１５１を、コイルスロット１２２を介して固定子鉄心１２１に巻くことができるようになる。

また、補助巻線１５１を、固定子鉄心１２１に渦巻状に巻くことで、空隙１２８が小さい場合でも補助巻線１５１の巻数を増やせるようになる。

また、補助巻線１５１を、外周側コイル部１２６の外周方向に存在する空隙１２８と、内周側コイル部１２７の内周方向に存在する空隙１２８とを交互に介して固定子鉄心１２１に巻くことで、固定子鉄心１２１にコイル１２３が巻かれている方向に沿わせて補助巻線１５１を固定子鉄心１２１に巻くことができるようになる。

また、補助巻線１５１を、外周側コイル部１２６の外周方向に存在する空隙１２８と、内周側コイル部１２７と外周側コイル部との間に存在する空隙１２８とを交互に介して固定子鉄心１２１に巻くことで、コイルスロット１２２内部への漏れ磁束の影響を受けにくく、コイル１２３との鎖交磁束量を最大にできる。

また、補助巻線１５１を、外周側コイル部１２６の外周方向に存在する空隙１２８と、外周側コイル部１２６の外周方向に存在する空隙１２８とを交互に介して固定子鉄心１２１に巻くことで、補助巻線１５１を容易に固定子鉄心１２１に巻くことができる。

また、補助巻線１５１を、外周側コイル部１２６の外周方向に存在する空隙１２８と、くさび１２９とを交互に介して固定子鉄心１２１に巻くことで、空隙１２８が小さい場合にも補助巻線１５１を巻くことができる。

また、乱巻コイル９０１を固定子鉄心１２１に巻くことができるようになる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１００回転電機
１１０ハウジング
１１１シャフト
１１２回転子
１１３ベアリング
１２０固定子
１２１固定子鉄心
１２２コイルスロット
１２３コイル
１２４導体
１２５絶縁被膜
１２６外周側コイル部
１２７内周側コイル部
１２８空隙
１２９くさび
１３１中性点
１３２，１３３，１３４入力点
１３５第１コイル
１３６第２コイル
１３７第３コイル
１３８，１３９，１４０，１５２コンデンサ
１５１補助巻線
２００ケーブル
３００インバータ装置
４００治具
５００鉄心押え板
９０１乱巻コイル

Claims

回転磁界を作るための固定子と、前記固定子によって作られた回転磁界に応じて回転する回転子と、を有する回転電機であって、
前記固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻かれるコイルと、コイルスロットを介して前記固定子鉄心に巻かれる補助巻線と、を有し、
前記補助巻線は、前記コイルに発生する磁束の流路の少なくとも一部に鎖交する位置に設けられ、前記補助巻線の両端同士がコンデンサを介して接続され、
前記コイルスロットは、外周側コイル部と、内周側コイル部と、を有し、
前記補助巻線は、２つの前記コイルスロットの一方の前記コイルスロットが有する前記外周側コイル部の外周方向に存在する空隙と、他方の前記コイルスロットが有する前記内周側コイル部の内周方向に存在する空隙とを交互に介して前記固定子鉄心に巻かれる、回転電機。
回転磁界を作るための固定子と、前記固定子によって作られた回転磁界に応じて回転する回転子と、を有する回転電機であって、
前記固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻かれるコイルと、コイルスロットを介して前記固定子鉄心に巻かれる補助巻線と、を有し、
前記補助巻線は、前記コイルに発生する磁束の流路の少なくとも一部に鎖交する位置に設けられ、前記補助巻線の両端同士がコンデンサを介して接続され、
前記コイルスロットは、外周側コイル部と、内周側コイル部と、を有し、
前記補助巻線は、２つの前記コイルスロットの一方の前記コイルスロットが有する前記外周側コイル部の外周方向に存在する空隙と、他方の前記コイルスロットが有する前記内周側コイル部と前記外周側コイル部との間に存在する空隙とを交互に介して前記固定子鉄心に巻かれる、回転電機。
回転磁界を作るための固定子と、前記固定子によって作られた回転磁界に応じて回転する回転子と、を有する回転電機であって、
前記固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻かれるコイルと、コイルスロットを介して前記固定子鉄心に巻かれる補助巻線と、を有し、
前記補助巻線は、前記コイルに発生する磁束の流路の少なくとも一部に鎖交する位置に設けられ、前記補助巻線の両端同士がコンデンサを介して接続され、
前記コイルスロットは、外周側コイル部と、内周側コイル部と、を有し、
前記補助巻線は、２つの前記コイルスロットの一方の前記コイルスロットが有する前記外周側コイル部の外周方向に存在する空隙と、他方の前記コイルスロットが有する前記外周側コイル部の外周方向に存在する空隙とを交互に介して前記固定子鉄心に巻かれる、回転電機。
回転磁界を作るための固定子と、前記固定子によって作られた回転磁界に応じて回転する回転子と、を有する回転電機であって、
前記固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻かれるコイルと、コイルスロットを介して前記固定子鉄心に巻かれる補助巻線と、を有し、
前記補助巻線は、前記コイルに発生する磁束の流路の少なくとも一部に鎖交する位置に設けられ、前記補助巻線の両端同士がコンデンサを介して接続され、
前記コイルスロットは、前記固定子鉄心の内周側の面を塞ぐくさびと、外周側コイル部と、内周側コイル部と、を有し、
前記補助巻線は、２つの前記コイルスロットの一方の前記コイルスロットが有する前記外周側コイル部の外周方向に存在する空隙と、他方の前記コイルスロットが有する前記くさびとを交互に介して前記固定子鉄心に巻かれる、回転電機。
請求項１〜４に記載の回転電機において、
前記補助巻線は、前記固定子鉄心に渦巻状に巻かれる、回転電機。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記コイルは、乱巻された乱巻コイルである、回転電機。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機において、
インバータ装置のキャリア周波数をｆ_ｃとし、前記コイルのインダクタンスをＬとし、分布静電容量をＣ_ｐとし、対地間静電容量をＣ_ｇとし、この前記コイルの巻数に対する前記補助巻線の巻数の比率をｎとすると、前記補助巻線と接続される前記コンデンサの静電容量Ｃの上限は、（式１）を満足する、回転電機。
請求項７に記載の回転電機において、
前記コイルの数をＮとし、前記コイルのターン間絶縁の許容電圧をＶ_ｉとし、ターン数をｐとし、印加したステップ電圧の大きさをＵとし、前記コイルの内部における電圧不平等係数をγとすると、前記補助巻線に接続される前記コンデンサの静電容量Ｃの下限が、（式４）と（式５）とを満足する、回転電機。
請求項１〜８のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記補助巻線に接続される前記コンデンサの耐電圧が、平等電圧と巻数比とを乗算した値以上である、回転電機。
請求項１〜９のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記補助巻線に接続される前記コンデンサの耐熱性が、稼働時に想定される前記固定子鉄心の最高温度以上である、回転電機。
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記補助巻線の断面積をＳ、巻数をｍ、長さをｌ、電気抵抗率をρとし、許容電流密度をＪ_ｍａｘとし、電圧立ち上がりの傾きをｄＶ／ｄｔとし、電圧の立ち上がり時間をＴ_ｒとし、電圧立ち上がり時間のパルス電圧の周波数帯域をｆ_Ｔｒとすると、前記補助巻線の許容寸法面積Ａは（式６）と（式７）と（式８）とを満足する、回転電機。
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記コイルの導体の部分を覆う絶縁被膜の耐電圧は、平等電圧と巻数比とを乗算した値以上である、回転電機。
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記コイルの導体の部分を覆う絶縁被膜の耐熱性は、稼働時に想定される前記固定子鉄心の最高温度以上である、回転電機。