JP6490550B2 - 回転電機の電機子巻線 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、3相で1極あたり45スロットを備えた偶数極の回転電機に適用される6並列回路を有する電機子巻線に関する。
大容量の回転電機においては、電機子巻線は上コイル片と下コイル片を積層鉄心に設けられたスロットに2層に配置し、これを直列に接続することによって発生電圧を高め、機器容量を増大している。しかし、電機子巻線の電圧が高くなると耐電圧のために電機子巻線の主絶縁厚さが厚くなり、その結果として導体部分の断面積が減少して電流密度が増加し、損失増加を招く。
また、特に電機子巻線を主絶縁の外側から冷却するような間接冷却方式の機械では、主絶縁厚さが厚くなることは熱抵抗の増加を招き、電機子巻線の温度上昇が大きくなる問題がある。このため、電機子巻線を複数の並列回路に分割することにより、機器の容量はそのままにして電機子巻線の電圧を低減して主絶縁厚さを薄くし、損失低減および冷却能力の向上を図ることが実施されている。また、間接冷却方式の大容量機ではスロット数を多くして電機子巻線の冷却周長を増加することが一般的であるため、3並列回路を超えるような並列回路を有する電機子巻線が必要となっている。
このように2極機において3並列回路を超えるような並列回路を有する電機子巻線を適用した場合には、各並列回路毎の発生電圧を完全に同一にすることができないため、並列回路間の循環電流が発生し、電機子巻線の損失を増加する問題が発生する。
この循環電流損失を低減するためには、各並列回路の発生電圧の不平衡をできる限り小さくすることが肝要であり、このために各相帯中の各並列回路に属するコイル配置に特別な配慮を必要とする。
このようなコイル配置を改善した例を図15に示す電機子巻線の1相分の展開模式図を参照して説明する。
図13はハミルトン・テイラーの米国特許に基づく3相2極72スロットを有する回転電機に適用可能な4並列回路を有する電機子巻線の例である(特許文献1)。
なお図13では1相分のみを示しているが他の2相については、図示された相の電機子巻線の構成をそれぞれ120度および240度ずらしたものであることは容易に理解できる。
同特許においては、並列回路を1〜4の番号で表した場合に第1の相帯17の12個の上コイル片15、下コイル片16の並列回路番号をそれぞれ極中心側から順に122121121221とし、第2の相帯18の上コイル片15、下コイル片16の並列回路番号をそれぞれ極中心側から順に344343343443とするようにし、並列回路毎の電圧の大きさの偏差(平均的な相電圧よりの偏差の絶対値)および並列回路毎の電圧の位相差の偏差(平均的な相電圧の位相角の偏差)を小さくなるようにしている。
また、このような接続を実現するため、図13においては接続側のコイルエンド19aに14本/相のジャンパ線20aを設けている。
一方、並列回路毎の電圧の大きさの偏差および位相角の偏差を小さくすることについては、ルドルフ・ヘイバーマンの米国特許が知られている(特許文献2)。
同特許においては、並列回路毎の電圧の大きさの偏差については0.4%以内、位相角の偏差については0.15度以内という基準が示されているが、上述したハミルトン・テイラー特許においては並列回路毎の電圧の大きさの偏差が0.12%、位相角の偏差が0度と、同基準からみても高度な平衡度を示しており、循環電流を低減する効果は十分なものと考えられる。
米国特許第2,778,962号明細書 米国特許第2,778,963号明細書 特許第5367436号公報
上述した特許文献1(ハミルトン・テイラーの米国特許)における接続方法は、3相2極72スロットを有する回転電機に適用可能な4並列回路を有する電機子巻線を提供するものであるが、間接冷却方式の大容量回転電機においてはさらに並列回路数の多い電機子巻線が必要となる。そこで、図14に示すように2極72スロットを有する回転電機に適用される6並列回路を有する回転電機の電機子巻線の接続方法が知られている(特許文献3)。
上述した特許文献3における接続方法は、3相2極72スロットを有する回転電機に適用可能な6並列回路を有する電機子巻線を提供するものであるが、適用が3相2極72スロットを有する回転電機に限られる。
今後、間接冷却方式の大容量回転電機は、さらなる大容量化が見込まれ、巻数をさらに多くして発生電圧を確保することが求められる。そのためには、さらにスロット数の多い電機子巻線を実現することが望まれる。例えば、3相で1極あたり45スロットを有する回転電機に適用される6並列回路を有する回転電機の電機子巻線を実現することが望まれる。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、間接冷却方式の大容量回転電機に好適なスロット数の多い電機子巻線を提供することを目的とする。
実施形態によれば、積層鉄心に設けられた1極あたり45個のスロットに納められる3相偶数極の2層巻き電機子巻線であって、当該巻線の各相は、第1及び第2の相帯からなる2つの相帯に分割した6つの並列回路を有し、各並列回路は接続側コイルエンド及び反接続側コイルエンドでそれぞれ互いに直列接続される上コイル片と下コイル片とからなり、一つの相帯中の上コイル片、下コイル片のそれぞれの相対位置を極中心から順に数えた位置で表した場合に、当該上コイル片、下コイル片のそれぞれを、極中心から1から3番目、4から6番目、7から9番目、10から12番目、13から15番目に位置する5つのコイル片グループに分け、前記第1の相帯の各コイル片グループに第1、第2、第3の並列回路に対応する3つのコイル片を配置し、前記第2の相帯の各コイル片グループに第4、第5、第6の並列回路に対応する3つのコイル片を配置し、各相帯の各コイル片グループにおいて、前記第2及び第5の並列回路の位置が、コイル片グループの3つのコイル片のうち、極中心側から数えて2番目の位置となるようにし、各相帯の10個のコイル片グループのうち、6グループもしくは4グループにおいて、前記第1あるいは第4の並列回路の位置が極中心側から数えて1番目の位置となるようにし、各相帯の各コイル片グループのうち、極中心から1番目のグループと2番目のグループとの間で、前記第1あるいは第4の並列回路のコイル片の極中心側から数えた位置が互いに異なるように接続したことを特徴とする回転電機の電機子巻線が提供される。
本発明によれば、間接冷却方式の大容量回転電機に好適なスロット数の多い電機子巻線を提供することができる。
第1の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第2の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第3の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第4の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第5の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第6の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第7の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第8の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第9の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第10の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第11の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 第12の実施形態の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 従来の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。 従来の回転電機の電機子巻線の2極1相分の展開模式図。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
最初に、図1を参照して、第1の実施形態について説明する。
図1は第1の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図1に示す回転電機の電機子11は、3相偶数極の2層巻き電機子巻線により構成される。図1の例では、積層鉄心よりなる電機子鉄心12に1極あたり45個のスロット13が設けられており、当該スロット13に2極3相6並列回路の電機子巻線が2層に納められている。3相2極の回転電機(2極機)の場合、全スロット数は90個となる。
各相の電機子巻線は、スロット13内の上部に納められる上コイル片15と、スロット13内の下部に納められる下コイル片16とを有し、これら上下コイル片15,16の端部同士を巻線口出し部に接続される接続側コイルエンド19aと、その軸方向反対側で巻線口出し部に接続されない反接続側コイルエンド19bにおいてそれぞれ直列に接続してなる。さらに電機子巻線は、上下コイル片15,16のそれぞれを電機子鉄心12に設けられた15個のスロット13に納める第1の相帯17と、同じく15個のスロット13に納める第2の相帯18とを有している。
ここで、第1及び第2の相帯とは、3相各相を2つに分割して割り当てられた積層鉄心(電機子鉄心)に有する1極あたり45個のスロットにそれぞれ上コイル片及び下コイル片を2層に収めてこれらを順次直列接続して同一相を形成する巻線部分を言う。
各相の電機子巻線はそれぞれ6つの並列回路を有しており、この各並列回路には図示したように○の中に1、2、3、4、5、6という回路番号をつけて識別している。なお、この回路番号は単に説明の便宜上、その並列回路を特定するためにつけた符号であって、特にどのような符号をどのような順番につけてもかまわないものである。
各相帯17、18の上コイル片15は、接続側および反接続側のコイルエンド19a,19bで所定のコイルピッチだけ離れた位置にある対応する下コイル片16と接続されて6つの並列回路をなし、各回路は接続側コイルエンド19aに設けられる口出し導体21を介して並列接続されて電機子巻線14を形成している。図1は、コイルピッチに2/3という小さ目の値を採用した例であるが、これは図を見やすくする目的のためであって、特にこのコイルピッチに特定されるものではない。
図1に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに4本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに4本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,1,2,3,3,2,1となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に1,2,3,3,2,1,3,2,1,1,2,3,1,2,3となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,4,5,6,6,5,4となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に4,5,6,6,5,4,6,5,4,4,5,6,4,5,6となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表1のようになる。
表1に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,7,10,15番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から1,6,9,10,13番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,9,12,13番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から3,4,7,12,15番目の位置にそれぞれ配置されている。
次に1相中の発生電圧の不平衡について説明するが、ここではその不平衡度を数値評価する手段として、一般に次の定義を採用する。つまり、一相中の多数の並列回路のうちの1回路のみの電圧をp.u.表示で表わしたものは、その並列回路の開放電圧と相全体としての平均電圧(相電圧)との比であって、その並列回路と相全体の電圧の大きさの不平衡の程度を表わす。同様に、1つの並列回路に発生する開放電圧と相電圧との位相角偏差はその並列回路と相全体の電圧の位相角の不平衡の程度を表わす。
表2は第1の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表2では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表2に示すように第1の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.19%、位相角の偏差が0.08度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表3は第1の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。巻線ピッチが35/45〜45/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第1の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
また、第1の実施形態においてはジャンパ線20aの総数が8本/相であるのに対して、図13に示す電機子巻線の1相分のジャンパ線が14本/相であり、第1の実施形態の方が少ないことがわかる。また、第1の実施形態においてはジャンパ線20aが接続側コイルエンド19aと反接続側コイルエンド19bにそれぞれ4本/相であるのに対して、図14に示す電機子巻線の1相分のジャンパ線は片側コイルエンドのみであるが8本/相であり、第1の実施形態の方が少ないことがわかる。これらのことから、ジャンパ線20aの間の距離が拡大し、ジャンパ線20aの接続のための作業性が改善され、接続部の絶縁性、固定強度の確保が容易になってより信頼性の高い電機子巻線を提供できる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
(第2の実施形態)
次に、図2を参照して、第2の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図2は第2の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図2に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに4本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに4本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,3,2,1,3,2,1となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に1,2,3,3,2,1,3,2,1,3,2,1,1,2,3となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,6,5,4,6,5,4となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に4,5,6,6,5,4,6,5,4,6,5,4,4,5,6となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表4のようになる。
表4に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,7,12,15番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から1,6,9,12,13番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,9,10,13番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から3,4,7,10,15番目の位置にそれぞれ配置されている。
表5は第2の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表5では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表5に示すように第2の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.19%、位相角の偏差が0.08度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表6は第2の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。巻線ピッチが35/45〜45/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第2の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしても入れ替えたりしてもよい。
(第3の実施形態)
次に、図3を参照して、第3の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図3は第3の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図3に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに8本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに12本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,3,2,1,1,2,3,3,2,1となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,3,2,1,3,2,1となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,6,5,4,4,5,6,6,5,4となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,6,5,4,6,5,4となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表7のようになる。
表7に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,9,10,15番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から3,4,7,12,15番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,7,12,13番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から1,6,9,10,13番目の位置にそれぞれ配置されている。
表8は第3の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表8では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表8に示すように第3の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.16%、位相角の偏差が0.03度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表9は第3の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。表に示していない巻線ピッチも含めて巻線ピッチが33/45〜45/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第3の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
(第4の実施形態)
次に、図4を参照して、第4の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図4は第4の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図4に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに8本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに12本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,3,2,1,3,2,1となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,3,2,1,1,2,3,3,2,1となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,6,5,4,6,5,4となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に6,5,4,4,5,6,6,5,4,4,5,6,6,5,4となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表10のようになる。
表10に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,7,12,15番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から3,4,9,10,15番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,9,10,13番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から1,6,7,12,13番目の位置にそれぞれ配置されている。
表11は第4の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表11では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表11に示すように第4の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.16%、位相角の偏差が0.03度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表12は第4の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。表に示していない巻線ピッチも含めて巻線ピッチが33/45〜45/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第4の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
(第5の実施形態)
次に、図5を参照して、第5の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図5は第5の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図5に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに8本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに12本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,3,2,1,1,2,3,3,2,1となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に1,2,3,3,2,1,3,2,1,1,2,3,3,2,1となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,6,5,4,4,5,6,6,5,4となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に4,5,6,6,5,4,6,5,4,4,5,6,6,5,4となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表13のようになる。
表13に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,9,10,15番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から1,6,9,10,15番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,7,12,13番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から3,4,7,12,13番目の位置にそれぞれ配置されている。
表14は第5の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表14では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表14に示すように第5の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.18%、位相角の偏差が0.10度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表15は第5の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。表に示していない巻線ピッチも含めて巻線ピッチが34/45〜45/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第5の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
(第6の実施形態)
次に、図6を参照して、第6の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図6は第6の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図6に示すように相帯17、18の反接続側コイルエンド19bのみに12本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,3,2,1,3,2,1となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に1,2,3,3,2,1,3,2,1,1,2,3,3,2,1となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,6,5,4,6,5,4となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に4,5,6,6,5,4,6,5,4,4,5,6,6,5,4となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表16のようになる。
表16に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,7,12,15番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から1,6,9,10,15番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,9,10,13番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から3,4,7,12,13番目の位置にそれぞれ配置されている。
表17は第6の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表17では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表17に示すように第6の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.29%、位相角の偏差が0.07度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表18は第6の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。表に示していない巻線ピッチも含めて巻線ピッチが29/45〜40/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第6の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
(第7の実施形態)
次に、図7を参照して、第7の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図7は第7の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図7に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに4本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに12本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,1,2,3,3,2,1となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,3,2,1,1,2,3,1,2,3となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,4,5,6,6,5,4となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に6,5,4,4,5,6,6,5,4,4,5,6,4,5,6となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表19のようになる。
表19に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,7,10,15番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から3,4,9,10,13番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,9,12,13番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から1,6,7,12,15番目の位置にそれぞれ配置されている。
表20は第7の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表20では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表20に示すように第7の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.24%、位相角の偏差が0.03度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表21は第7の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。巻線ピッチが31/45〜40/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第7の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
(第8の実施形態)
次に、図8を参照して、第8の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図8は第8の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図8に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに4本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに12本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,3,2,1,1,2,3,1,2,3となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,1,2,3,3,2,1となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,6,5,4,4,5,6,4,5,6となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,4,5,6,6,5,4となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表22のようになる。
表22に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,9,10,13番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から3,4,7,10,15番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,7,12,15番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から1,6,9,12,13番目の位置にそれぞれ配置されている。
表23は第8の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表23では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表23に示すように第8の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.24%、位相角の偏差が0.03度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表24は第8の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。巻線ピッチが31/45〜40/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第8の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
(第9の実施形態)
次に、図9を参照して、第9の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図9は第9の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図9に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに12本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに12本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,1,2,3,3,2,1となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,3,2,1,1,2,3となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,4,5,6,6,5,4となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,6,5,4,4,5,6となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表25のようになる。
表25に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,7,10,15番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から3,4,7,12,13番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,9,12,13番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から1,6,9,10,15番目の位置にそれぞれ配置されている。
表26は第9の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表26では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表26に示すように第9の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.24%、位相角の偏差が0.01度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表27は第9の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。巻線ピッチが36/45〜45/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第9の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
(第10の実施形態)
次に、図10を参照して、第10の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図10は第10の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図10に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに12本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに12本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,3,2,1,1,2,3となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,1,2,3,1,2,3,3,2,1となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,6,5,4,4,5,6となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に6,5,4,4,5,6,4,5,6,4,5,6,6,5,4となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表28のようになる。
表28に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,7,12,13番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から3,4,7,10,15番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,9,10,15番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から1,6,9,12,13番目の位置にそれぞれ配置されている。
表29は第10の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表29では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表29に示すように第10の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.24%、位相角の偏差が0.01度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表30は第10の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。巻線ピッチが36/45〜45/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第10の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
(第11の実施形態)
次に、図11を参照して、第11の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図11は第11の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図11に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに12本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに12本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,3,2,1,1,2,3,1,2,3となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に1,2,3,3,2,1,1,2,3,1,2,3,3,2,1となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,6,5,4,4,5,6,4,5,6となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に4,5,6,6,5,4,4,5,6,4,5,6,6,5,4となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表31のようになる。
表31に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,9,10,13番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から1,6,7,10,15番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,7,12,15番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から3,4,9,12,13番目の位置にそれぞれ配置されている。
表32は第11の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表32では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表32に示すように第11の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.19%、位相角の偏差が0.13度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表33は第11の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。巻線ピッチが37/45〜45/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足している。
以上のように、第11の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
以下の第12〜第14の実施形態では、接続側コイルエンド19aに1極1相当たり8本のジャンパ線が設けられる場合の例について説明する。接続側コイルエンド19a側のジャンパ線の数は増加するものの、同じ形状の複数のジャンパ線を揃えて設置することができ、安定した接続状態を実現できる。
(第12の実施形態)
次に、図12を参照して、第12の実施形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施形態(図1)と共通する部分の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図12は第12の実施形態における回転電機の電機子巻線の2極1相分を示す展開模式図である。
図12に示すように相帯17、18の接続側コイルエンド19aに16本/相のジャンパ線20aを、反接続側コイルエンド19bに4本/相のジャンパ線20bを設けることにより、第1の相帯17における上コイル片15の回路番号が極中心側から順に3,2,1,1,2,3,3,2,1,1,2,3,1,2,3となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に1,2,3,3,2,1,1,2,3,3,2,1,1,2,3となり、第2の相帯18における上コイル片15の回路番号が順に6,5,4,4,5,6,6,5,4,4,5,6,4,5,6となり、下コイル片16の回路番号が極中心側から順に4,5,6,6,5,4,4,5,6,6,5,4,4,5,6となるようにして接続している。
これにより、相帯内の上下コイル片15,16の相対位置を極中心からの位置によって表した場合に、各並列回路の上下コイル片15,16の位置は表40のようになる。
表34に示すように、第1及び第4の並列回路の5個の上コイル片15が、極中心から3,4,9,10,13番目の位置に、5個の下コイル片16が極中心から1,6,7,12,13番目の位置に配置され、上記第2及び第5の並列回路の各5個の上下コイル片15,16については、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、上記第3及び第6の並列回路の5個の上コイル片15については、極中心から1,6,7,12,15番目の位置に、5個の下コイル片16については極中心から3,4,9,10,15番目の位置にそれぞれ配置されている。
表35は第12の実施形態における電機子巻線の発生電圧の平衡度を示すものである。ただし、本実施形態では平衡度は巻線ピッチによって変化するため、表35では38/45(84.44%)の巻線ピッチの場合を示している。表35に示すように第12の実施形態における電機子巻線では、電圧の大きさの偏差(p.u.電圧の1.0よりの偏差)は最大で0.29%、位相角の偏差が0.13度と、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足していることがわかる。
また、表36は第12の実施形態における巻線ピッチによる電圧の大きさの偏差、位相角の偏差の最大値の変化を示すものである。表に示していない巻線ピッチも含めて巻線ピッチが37/45〜40/45の範囲内の場合では平衡度は、ルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である、電圧の大きさの偏差で0.4%、位相角の偏差を0.15度以内という基準を満足しており、また、巻線ピッチが29/45〜36/45の範囲内の場合では、位相角の偏差はルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値である0.15度を越えているが、電圧の大きさの偏差は0.4%以内となっており、循環電流をある程度のレベルに抑える効果は期待できる。
以上のように、第12の実施形態においては並列回路毎の電圧について前述のルドルフ・ヘイバーマンの特許による基準値を満足する平衡度を実現でき、循環電流を低減することができる。
なお、本実施形態は図示した構成に限らず、口出し位置を図示したものと違う位置に配置したり、例えば並列回路1と並列回路4の電気的に等価な位置にあるコイル片を入れ替えたりしてもよい。
(各実施形態に共通する事項)
各実施形態の電機子巻線に共通する構成上の特徴点を以下に列挙する。
・積層鉄心に設けられた1極あたり45個のスロットに納められる3相偶数極の2層巻き電機子巻線である。
・当該巻線の各相は、第1及び第2の相帯17,18からなる2つの相帯に分割した6つの並列回路を有し、各並列回路は接続側コイルエンド19a及び反接続側コイルエンド19bでそれぞれ互いに直列接続される上コイル片15と下コイル片16とからなる。
・一つの相帯中の上コイル片15、下コイル片16のそれぞれの相対位置を極中心から順に数えた位置で表した場合に、当該上コイル片15、下コイル片16のそれぞれを、極中心から1から3番目、4から6番目、7から9番目、10から12番目、13から15番目に位置する5つのコイル片グループに分けている。
・第1の相帯17の各コイル片グループに第1、第2、第3の並列回路に対応する3つのコイル片を配置し、第2の相帯18の各コイル片グループに第4、第5、第6の並列回路に対応する3つのコイル片を配置している。
・各相帯の各コイル片グループにおいて、第2及び第5の並列回路の位置が、コイル片グループの3つのコイル片のうち、極中心側から数えて2番目の位置となるようにしている。
・各相帯の10個のコイル片グループのうち、6グループもしくは4グループにおいて、第1あるいは第4の並列回路の位置が極中心側から数えて1番目の位置となるようにしている。
・各相帯の各コイル片グループのうち、極中心から1番目のグループと2番目のグループとの間で、第1あるいは第4の並列回路のコイル片の極中心側から数えた位置が互いに異なるようにしている。
以上詳述したように、各実施形態によれば、間接冷却方式の大容量回転電機に好適なスロット数の多い電機子巻線を提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
11…電機子、12…電機子鉄心、13…スロット、14…電機子巻線、15…上コイル片、16…下コイル片、17…第1の相帯、18…第2の相帯、19a…接続側コイルエンド、19b…反接続側コイルエンド、20a…接続側のジャンパ線、20b…反接続側のジャンパ線、21…口出し導体。

Claims (14)

  1. 積層鉄心に設けられた1極あたり45個のスロットに納められる3相偶数極の2層巻き電機子巻線であって、
    当該巻線の各相は、第1及び第2の相帯からなる2つの相帯に分割した6つの並列回路を有し、各並列回路は接続側コイルエンド及び反接続側コイルエンドでそれぞれ互いに直列接続される上コイル片と下コイル片とからなり、
    一つの相帯中の上コイル片、下コイル片のそれぞれの相対位置を極中心から順に数えた位置で表した場合に、当該上コイル片、下コイル片のそれぞれを、極中心から1から3番目、4から6番目、7から9番目、10から12番目、13から15番目に位置する5つのコイル片グループに分け、
    前記第1の相帯の各コイル片グループに第1、第2、第3の並列回路に対応する3つのコイル片を配置し、前記第2の相帯の各コイル片グループに第4、第5、第6の並列回路に対応する3つのコイル片を配置し、
    各相帯の各コイル片グループにおいて、前記第2及び第5の並列回路の位置が、コイル片グループの3つのコイル片のうち、極中心側から数えて2番目の位置となるようにし、
    各相帯の10個のコイル片グループのうち、6グループもしくは4グループにおいて、前記第1あるいは第4の並列回路の位置が極中心側から数えて1番目の位置となるようにし、
    各相帯の各コイル片グループのうち、極中心から1番目のグループと2番目のグループとの間で、前記第1あるいは第4の並列回路のコイル片の極中心側から数えた位置が互いに異なるように接続したことを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  2. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,7,10,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,9,10,13番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,9,12,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,7,12,15番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  3. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,7,12,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,9,12,13番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,9,10,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,7,10,15番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  4. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,9,10,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,7,12,15番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,7,12,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,9,10,13番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  5. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,7,12,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,9,10,15番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,9,10,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,7,12,13番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  6. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,9,10,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,9,10,15番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,7,12,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,7,12,13番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  7. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,7,12,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,9,10,15番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,9,10,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,7,12,13番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  8. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,7,10,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,9,10,13番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,9,12,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,7,12,15番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  9. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,9,10,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,7,10,15番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,7,12,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,9,12,13番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  10. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,7,10,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,7,12,13番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,9,12,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,9,10,15番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  11. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,7,12,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,7,10,15番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,9,10,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,9,12,13番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  12. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、
    前記第1及び第4の並列回路の上コイル片が、極中心から3,4,9,10,13番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から1,6,7,10,15番目の位置に配置され、前記第2及び第5の並列回路の上下コイル片が、極中心から2,5,8,11,14番目の位置に配置され、前記第3及び第6の並列回路の上コイル片が、極中心から1,6,7,12,15番目の位置に配置され、下コイル片が、極中心から3,4,9,12,13番目の位置に配置されていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  13. 請求項1に記載の回転電機の電機子巻線において、接続側コイルエンドに1極1相当たり8本のジャンパ線が設けられていることを特徴とする回転電機の電機子巻線。
  14. 請求項1乃至13のいずれか1項に記載の電機子巻線を備えたことを特徴とする回転電機。
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