JP7292441B2 - 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、及び固定子の製造方法 - Google Patents

固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、及び固定子の製造方法 Download PDF

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Description

本開示は、電動機用の固定子に関する。
一般に、3相コイルを有する固定子が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に開示された固定子鉄心は、24個のスロットを持ち、3相コイルは8磁極を形成し、1磁極に対するスロット数は、3である。この固定子では、各相のコイルが3スロット毎(3スロットピッチとも称する)に配置されており、重ね巻きで固定子鉄心に取り付けられており、各スロットに同じ相の2つのコイルが配置されている。この場合、この固定子は、回転子からの磁束を100%利用できるという利点がある。
実開昭53-114012号公報
しかしながら、従来の技術では、1つのスロットに2つのコイルを配置した場合、コイルの位置によってコイル間におけるインダクタンスに差が生じ、3相コイルに流れる電流間でバランスを失う。その結果、電動機におけるトルクリップルが増加し、銅損などの損失が増加する。
本開示の目的は、3相コイルにおけるインダクタンスのバランスを改善し、電動機におけるトルクリップルの増加及び損失の増加を抑えることである。
本開示の一態様に係る固定子は、
固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられた3相コイルと
を備え、
前記固定子鉄心は、9×n個(nは1以上の整数)のスロットを有し、
前記9×n個のスロットの各々は、前記3相コイルのうちの1つのコイルが配置される内層と、径方向における前記内層の外側に設けられており前記3相コイルのうちの1つのコイルが配置される外層とを含み、
前記3相コイルは、前記3相コイルのコイルエンドにおいて3×n個のU相コイル、3×n個のV相コイル、及び3×n個のW相コイルを有し、4×n個の磁極を形成し、
前記3×n個のU相コイル、前記3×n個のV相コイル、及び前記3×n個のW相コイルの各々は、第1から第3のコイルを一組とするn組のコイル群を含み、
前記コイルエンドにおいて、前記第1から第3のコイルは、周方向にこの順に2スロットピッチで配列されており、
前記コイルエンドにおいて、少なくとも1つの相のうちの前記第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、前記径方向において互いに隣接している。
本開示の他の態様に係る電動機は、
前記固定子と、
前記固定子の内側に配置された回転子と
を備える。
本開示の他の態様に係る圧縮機は、
密閉容器と、
前記密閉容器内に配置された圧縮装置と、
前記圧縮装置を駆動する前記電動機と
を備える。
本開示の他の態様に係る空気調和機は、
前記圧縮機と、
熱交換器と
を備える。
本開示の他の態様に係る固定子の製造方法は、
9×n個(nは1以上の整数)のスロットを有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心に取り付けられた3相コイルとを有する固定子の製造方法であって、
前記9×n個のスロットの各々は、前記3相コイルのうちの1つのコイルが配置される内層と、径方向における前記内層の外側に設けられており前記3相コイルのうちの1つのコイルが配置される外層とを含み、
前記3相コイルは、前記3相コイルのコイルエンドにおいて3×n個のU相コイル、3×n個のV相コイル、及び3×n個のW相コイルを有し、4×n個の磁極を形成し、
前記3×n個のU相コイル、前記3×n個のV相コイル、及び前記3×n個のW相コイルの各々は、第1から第3のコイルを一組とするn組のコイル群を含み、
前記コイルエンドにおいて、前記第1から第3のコイルを、前記周方向にこの順に2スロットピッチで分布巻きで配列することと、
前記コイルエンドにおいて、少なくとも1つの相のうちの前記第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが前記径方向において互いに隣接するように前記第1から第3のコイルを配列することと
を備える。
本開示によれば、3相コイルにおけるインダクタンスのバランスが改善され、電動機におけるトルクリップルの増加及び損失の増加を抑えることができる。
実施の形態1に係る電動機の構造を概略的に示す上面図である。 回転子の構造を概略的に示す断面図である。 固定子の構造を概略的に示す上面図である。 スロット内の3相コイルの配置を示す図である。 コイルエンド及びスロット内の3相コイルの配置を示す図である。 コイルエンドに配置された絶縁部材の位置の例を示す図である。 コイルエンドに配置された絶縁部材の位置の他の例を示す図である。 スロット内に配置された絶縁部材の位置の例を示す図である。 固定子の製造工程の一例を示すフローチャートである。 3相コイルを固定子鉄心内に挿入するための挿入器具の例を示す図である。 ステップS11における第3のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS12における第2のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS14における第1のコイルの挿入工程を示す図である。 比較例に係る電動機を示す上面図である。 図14に示される固定子のスロット内の3相コイルの配置を示す図である。 実施の形態2に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。 コイルエンド及びスロット内の3相コイルの配置を示す図である。 固定子の製造工程の一例を示すフローチャートである。 ステップS21における第2のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS22における第3のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS24における第1のコイルの挿入工程を示す図である。 実施の形態3に係る電動機の構造を概略的に示す上面図である。 スロット内の3相コイルの配置を示す図である。 コイルエンド及びスロット内の3相コイルの配置を示す図である。 固定子の製造工程の一例を示すフローチャートである。 ステップS31における第2のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS32におけるU相コイルの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS34におけるV相コイルの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS36におけるW相コイルの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。 実施の形態4に係る電動機の構造を概略的に示す上面図である。 コイルエンド及びスロット内の3相コイルの配置を示す図である。 固定子の製造工程の一例を示すフローチャートである。 ステップS41におけるU相コイルの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS43におけるV相コイルの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS45におけるW相コイルの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS46における各相のコイルの第2のコイルの挿入工程を示す図である。 実施の形態5に係る電動機の構造を概略的に示す上面図である。 図37に示される電動機に対応する電動機を示す上面図である。 実施の形態6に係る電動機の構造を概略的に示す上面図である。 図39に示される電動機に対応する電動機を示す上面図である。 実施の形態7に係る電動機の構造を概略的に示す上面図である。 図41に示される電動機に対応する電動機を示す上面図である。 実施の形態8に係る電動機の構造を概略的に示す上面図である。 図43に示される電動機に対応する電動機を示す上面図である。 実施の形態9に係る圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。 実施の形態10に係る冷凍空調装置の構成を概略的に示す図である。
実施の形態1.
各図に示されるxyz直交座標系において、z軸方向(z軸)は、電動機1の軸線Axと平行な方向を示し、x軸方向(x軸)は、z軸方向(z軸)に直交する方向を示し、y軸方向(y軸)は、z軸方向及びx軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Axは、固定子3の中心であり、回転子2の回転中心でもある。軸線Axと平行な方向は、「回転子2の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、回転子2又は固定子3の半径方向であり、軸線Axと直交する方向であり、軸線Axから離れる方向である。xy平面は、軸方向と直交する平面である。矢印D1は、軸線Axを中心とする周方向を示す。回転子2又は固定子3の周方向を、単に「周方向」ともいう。
〈電動機1〉
図1は、実施の形態1に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。
電動機1は、複数の磁極を持つ回転子2と、固定子3と、回転子2に固定されたシャフト4とを有する。電動機1は、例えば、永久磁石同期電動機である。
回転子2は、固定子3の内側に回転可能に配置されている。回転子2と固定子3との間には、エアギャップが存在する。回転子2は、軸線Axを中心として回転する。
図2は、回転子2の構造を概略的に示す断面図である。
回転子2は、回転子鉄心21と、複数の永久磁石22とを有する。
回転子鉄心21は、複数の磁石挿入孔211と、シャフト4が配置されるシャフト孔212とを有する。回転子鉄心21は、各磁石挿入孔211に連通する空間である少なくとも1つのフラックスバリア部をさらに有してもよい。
本実施の形態では、回転子2は、複数の永久磁石22を有する。各永久磁石22は、各磁石挿入孔211内に配置されている。
1つの永久磁石22が、回転子2の1磁極、すなわち、N極又はS極を形成する。ただし、2以上の永久磁石22が回転子2の1磁極を形成してもよい。
本実施の形態では、xy平面において、回転子2の1磁極を形成する1つの永久磁石22は、真っ直ぐに配置されている。ただし、xy平面において、回転子2の1磁極を形成する1組の永久磁石22が、V字形状を持つように配置されていてもよい。
回転子2の各磁極の中心は、回転子2の各磁極(すなわち、回転子2のN極又はS極)の中心に位置する。回転子2の各磁極(単に「各磁極」又は「磁極」とも称する)とは、回転子2のN極又はS極の役目をする領域を意味する。
〈固定子3〉
図3は、固定子3の構造を概略的に示す上面図である。
図4は、スロット311内の3相コイル32の配置を示す図である。
図5は、コイルエンド32a及びスロット311内の3相コイル32の配置を示す図である。図5は、図4に示される固定子3の展開図である。図5において、破線は、コイルエンド32aにおける各相のコイルを示し、鎖線は、各スロット311内の内層と外層との間の境界を示す。
図3に示されるように、固定子3は、固定子鉄心31と、固定子鉄心31に分布巻きで取り付けられた3相コイル32とを有する。
固定子鉄心31は、3相コイル32が配置される9×n個(nは1以上の整数)のスロット311を有する。図4及び図5に示されるように、9×n個のスロット311の各々は、3相コイル32のうちの1つのコイルが配置される内層と、径方向における内層の外側に設けられており3相コイル32のうちの1つのコイルが配置される外層とを含む。すなわち、図4及び図5に示される例では、各スロット311内の空間は、内層及び外層に分けられている。本実施の形態では、n=2である。したがって、図3から図5に示される例では、固定子鉄心31は、18個のスロット311を有する。
3相コイル32(すなわち、各相のコイル)は、スロット311内に配置されたコイルサイドと、スロット311内に配置されていないコイルエンド32aとを持つ。各コイルエンド32aは、軸方向における3相コイル32の端部である。
3相コイル32は、各コイルエンド32aにおいて、3×n個のU相コイル32U、3×n個のV相コイル32V、及び3×n個のW相コイル32Wを有する(図1)。すなわち、3相コイル32は、第1相、第2相、及び第3相の3相を持つ。例えば、第1相はU相であり、第2相はV相であり、第3相はW相である。本実施の形態では、3相の各々を、U相、V相、及びW相と称する。図1に示される各U相コイル32U、各V相コイル32V、及び各W相コイル32Wを、単にコイルとも称する。
本実施の形態では、n=2である。したがって、図1に示される例では、コイルエンド32aにおいて、3相コイル32は、6個のU相コイル32U、6個のV相コイル32V、及び6個のW相コイル32Wを持っている。ただし、各相のコイルの数は、6個に限定されない。本実施の形態では、固定子3は、2つのコイルエンド32aにおいて、図3に示される構造を持っている。ただし、固定子3は、2つのコイルエンド32aの一方において、図3に示される構造を持っていればよい。
3相コイル32に電流が流れたとき、3相コイル32は、4×n個の磁極を形成する。本実施の形態では、n=2である。したがって、本実施の形態では、3相コイル32に電流が流れたとき、3相コイル32は、8磁極を形成する。
図3に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのU相コイル32Uを、それぞれ、第1のコイルU1、第2のコイルU2、第3のコイルU3と称する。図3に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのV相コイル32Vを、それぞれ、第1のコイルV1、第2のコイルV2、第3のコイルV3と称する。図3に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのW相コイル32Wを、それぞれ、第1のコイルW1、第2のコイルW2、第3のコイルW3と称する。各第1のコイルU1、各第2のコイルU2、各第3のコイルU3、各第1のコイルV1、各第2のコイルV2、各第3のコイルV3、各第1のコイルW1、各第2のコイルW2、及び各第3のコイルW3を、単にコイルとも称する。
〈U相コイル32U〉
図5に示されるように、6個のU相コイル32Uは、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1から第3のコイルU1,U2,及びU3を一組とする2組のコイル群Ugを含む。言い換えると、6個のU相コイル32Uは2組のコイル群Ugを含み、6個のU相コイル32Uのうちの各コイル群Ugは、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1のコイルU1、第2のコイルU2、及び第3のコイルU3を含む。
各コイルエンド32aにおいて、6個のU相コイル32Uのうちのn組のコイル群Ugは、固定子3の周方向に等間隔で配列されている。各コイルエンド32aにおいて、各コイル群Ugのうちの第1のコイルU1、第2のコイルU2、及び第3のコイルU3は、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。
2スロットピッチとは、「2スロット毎」を意味する。すなわち、2スロットピッチとは、隣接するコイルが2スロット毎にスロット311に配置されることを意味する。言い換えると、2スロットピッチとは、隣接するコイルが1スロットおきにスロット311に配置されることを意味する。
本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、各コイル群Ugのうちの第1のコイルU1、第2のコイルU2、及び第3のコイルU3は、固定子3の径方向にこの順に配列されている。言い換えると、各コイルエンド32aにおいて、各コイル群Ugのうちの第1のコイルU1、第2のコイルU2、及び第3のコイルU3は、固定子3の径方向に固定子鉄心31の内側よりこの順に配列されている。各コイル群Ugのうちの第1のコイルU1、第2のコイルU2、及び第3のコイルU3は、直列に接続されている。各コイル群Ugのうちの第2のコイルU2は、他の2つのコイルU1及びU3とは逆向きに固定子鉄心31に巻かれている。
各コイル群Ugのうちの第1のコイルU1の一部及び第2のコイルU2の一部は、18個のスロット311のうちの1つのスロット311に配置されている。この場合において、各コイル群Ugのうちの第2のコイルU2の他の一部及び第3のコイルU3の一部は、18個のスロット311のうちのもう1つのスロット311に配置されている。
各コイル群Ugのうちの第1のコイルU1の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。各コイル群Ugのうちの第3のコイルU3の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。
例えば、図4及び図5において、第1のコイルU1の一部は第1のコイルU1の第1の部分U1aであり、第1のコイルU1の他の一部は第1のコイルU1の第2の部分U1bであり、第2のコイルU2の一部は第2のコイルU2の第1の部分U2aであり、第2のコイルU2の他の一部は第2のコイルU2の第2の部分U2bであり、第3のコイルU3の一部は第3のコイルU3の第1の部分U3aであり、第3のコイルU3の他の一部は第3のコイルU3の第2の部分U3bである。
ただし、本出願において、第1のコイルU1の一部を第1のコイルU1の第2の部分U1bと読み替えてもよく、第1のコイルU1の他の一部を第1のコイルU1の第1の部分U1aと読み替えてもよく、第2のコイルU2の一部を第2のコイルU2の第2の部分U2bと読み替えてもよく、第2のコイルU2の他の一部を第2のコイルU2の第1の部分U2aと読み替えてもよく、第3のコイルU3の一部を第3のコイルU3の第2の部分U3bと読み替えてもよく、第3のコイルU3の他の一部を第3のコイルU3の第1の部分U3aと読み替えてもよい。
〈V相コイル32V〉
図5に示されるように、6個のV相コイル32Vは、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1から第3のコイルV1,V2,及びV3を一組とする2組のコイル群Vgを含む。言い換えると、6個のV相コイル32Vは2組のコイル群Vgを含み、6個のV相コイル32Vのうちの各コイル群Vgは、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1のコイルV1、第2のコイルV2、及び第3のコイルV3を含む。
各コイルエンド32aにおいて、6個のV相コイル32Vのうちのn組のコイル群Vgは、固定子3の周方向に等間隔で配列されている。各コイルエンド32aにおいて、各コイル群Vgのうちの第1のコイルV1、第2のコイルV2、及び第3のコイルV3は、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。
本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、各コイル群Vgのうちの第1のコイルV1、第2のコイルV2、及び第3のコイルV3は、固定子3の径方向にこの順に配列されている。言い換えると、各コイルエンド32aにおいて、各コイル群Vgのうちの第1のコイルV1、第2のコイルV2、及び第3のコイルV3は、固定子3の径方向に固定子鉄心31の内側よりこの順に配列されている。各コイル群Vgのうちの第1のコイルV1、第2のコイルV2、及び第3のコイルV3は、直列に接続されている。各コイル群Vgのうちの第2のコイルV2は、他の2つのコイルV1及びV3とは逆向きに固定子鉄心31に巻かれている。
各コイル群Vgのうちの第1のコイルV1の一部及び第2のコイルV2の一部は、18個のスロット311のうちの1つのスロット311に配置されている。この場合において、各コイル群Vgのうちの第2のコイルV2の他の一部及び第3のコイルV3の一部は、18個のスロット311のうちのもう1つのスロット311に配置されている。
各コイル群Vgのうちの第1のコイルV1の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。各コイル群Vgのうちの第3のコイルV3の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。
例えば、図4及び図5において、第1のコイルV1の一部は第1のコイルV1の第1の部分V1aであり、第1のコイルV1の他の一部は第1のコイルV1の第2の部分V1bであり、第2のコイルV2の一部は第2のコイルV2の第1の部分V2aであり、第2のコイルV2の他の一部は第2のコイルV2の第2の部分V2bであり、第3のコイルV3の一部は第3のコイルV3の第1の部分V3aであり、第3のコイルV3の他の一部は第3のコイルV3の第2の部分V3bである。
ただし、本出願において、第1のコイルV1の一部を第1のコイルV1の第2の部分V1bと読み替えてもよく、第1のコイルV1の他の一部を第1のコイルV1の第1の部分V1aと読み替えてもよく、第2のコイルV2の一部を第2のコイルV2の第2の部分V2bと読み替えてもよく、第2のコイルV2の他の一部を第2のコイルV2の第1の部分V2aと読み替えてもよく、第3のコイルV3の一部を第3のコイルV3の第2の部分V3bと読み替えてもよく、第3のコイルV3の他の一部を第3のコイルV3の第1の部分V3aと読み替えてもよい。
〈W相コイル32W〉
図5に示されるように、6個のW相コイル32Wは、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1から第3のコイルW1,W2,及びW3を一組とする2組のコイル群Wgを含む。言い換えると、6個のW相コイル32Wは2組のコイル群Wgを含み、6個のW相コイル32Wのうちの各コイル群Wgは、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1のコイルW1、第2のコイルW2、及び第3のコイルW3を含む。
各コイルエンド32aにおいて、6個のW相コイル32Wのうちのn組のコイル群Wgは、固定子3の周方向に等間隔で配列されている。各コイルエンド32aにおいて、各コイル群Wgのうちの第1のコイルW1、第2のコイルW2、及び第3のコイルW3は、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。
本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、各コイル群Wgのうちの第1のコイルW1、第2のコイルW2、及び第3のコイルW3は、固定子3の径方向にこの順に配列されている。言い換えると、各コイルエンド32aにおいて、各コイル群Wgのうちの第1のコイルW1、第2のコイルW2、及び第3のコイルW3は、固定子3の径方向に固定子鉄心31の内側よりこの順に配列されている。各コイル群Wgのうちの第1のコイルW1、第2のコイルW2、及び第3のコイルW3は、直列に接続されている。各コイル群Wgのうちの第2のコイルW2は、他の2つのコイルW1及びW3とは逆向きに固定子鉄心31に巻かれている。
各コイル群Wgのうちの第1のコイルW1の一部及び第2のコイルW2の一部は、18個のスロット311のうちの1つのスロット311に配置されている。この場合において、各コイル群Wgのうちの第2のコイルW2の他の一部及び第3のコイルW3の一部は、18個のスロット311のうちのもう1つのスロット311に配置されている。
各コイル群Wgのうちの第1のコイルW1の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。各コイル群Wgのうちの第3のコイルW3の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。
例えば、図4及び図5において、第1のコイルW1の一部は第1のコイルW1の第1の部分W1aであり、第1のコイルW1の他の一部は第1のコイルW1の第2の部分W1bであり、第2のコイルW2の一部は第2のコイルW2の第1の部分W2aであり、第2のコイルW2の他の一部は第2のコイルW2の第2の部分W2bであり、第3のコイルW3の一部は第3のコイルW3の第1の部分W3aであり、第3のコイルW3の他の一部は第3のコイルW3の第2の部分W3bである。
ただし、本出願において、第1のコイルW1の一部を第1のコイルW1の第2の部分W1bと読み替えてもよく、第1のコイルW1の他の一部を第1のコイルW1の第1の部分W1aと読み替えてもよく、第2のコイルW2の一部を第2のコイルW2の第2の部分W2bと読み替えてもよく、第2のコイルW2の他の一部を第2のコイルW2の第1の部分W2aと読み替えてもよく、第3のコイルW3の一部を第3のコイルW3の第2の部分W3bと読み替えてもよく、第3のコイルW3の他の一部を第3のコイルW3の第1の部分W3aと読み替えてもよい。
〈コイルエンド32aにおけるコイルの配置〉
各コイルエンド32aにおける3相コイル32の配置について具体的に以下に説明する。上述のように、3×n個のU相コイル32U、3×n個のV相コイル32V、及び3×n個のW相コイル32Wの各々は、第1から第3のコイルを一組とするn組のコイル群を含む。各コイルエンド32aにおいて、n組のコイル群は、固定子3の周方向に等間隔で配列されている。各相において、1組のコイル群(各コイル群とも称する)は、周方向に連続的に配列された3つのコイルである。言い換えると、各相において、1組のコイル群は、周方向に隣接する3つのコイルである。
各相の各コイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。各相の各コイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の径方向にこの順に配置されている。
各コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、各相の第1のコイル及び第2のコイルが、径方向において互いに隣接しており、各相の第2のコイル及び第3コイルが、径方向において互いに隣接している。
各相の各コイルエンド32aにおいて、n組のコイル群の各々の第1から第3のコイルが配置される領域は、内側領域、中間領域、及び外側領域に分かれている。内側領域は、固定子鉄心31の中心に最も近い領域であり、外側領域は、固定子鉄心31の中心から最も離れている領域であり、中間領域は、内側領域と外層との間の領域である。本実施の形態では、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第1のコイルは内側領域に配置されており、第2のコイルは中間領域に配置されており、第3のコイルは外側領域に配置されている。すなわち、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第1のコイルは、径方向における第2のコイルの内側に配置されており、第3のコイルは、径方向における第2のコイルの外側に配置されており、第2のコイルは、第1のコイルと第3のコイルとの間に配置されている。
〈スロット311内のコイルの配置の概要〉
図4及び図5に示されるように、3相コイル32の各相のコイルの第1のコイルは、スロット311の内層に配置されている。3相コイル32の各相のコイルの第2のコイルは、スロット311の内層又は外層に配置されている。3相コイル32の各相のコイルの第3のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
したがって図4及び図5に示されるように、各相のコイルは、スロット311の6箇所の外層に配置されており、スロット311の6箇所の内層に配置されている。
〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉
スロット311内のU相コイル32Uの配置を以下に具体的に説明する。
U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第3のコイルの内側に配置されている。
U相コイル32Uのうちの各第2のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。U相コイル32Uのうちの各第2のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。
U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるV相コイル32Vの第1のコイルの外側に配置されている。
〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉
スロット311内のV相コイル32Vの配置を以下に具体的に説明する。
V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるU相コイル32Uの第3のコイルの内側に配置されている。
V相コイル32Vのうちの各第2のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。V相コイル32Vのうちの各第2のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。
V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第1のコイルの外側に配置されている。
〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉
スロット311内のW相コイル32Wの配置を以下に具体的に説明する。
W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるV相コイル32Vの第3のコイルの内側に配置されている。
W相コイル32Wのうちの各第2のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。W相コイル32Wのうちの各第2のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。
W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるU相コイル32Uの第1のコイルの外側に配置されている。
〈コイルの配置の変形例〉
各コイル群の第1のコイルの位置と第3のコイルの位置とを互いに入れ替えてもよい。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群の第3のコイル、第2のコイル、及び第1のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列され、固定子3の径方向にこの順に配置される。
〈巻線係数〉
本実施の形態では、電動機1における巻線係数kwは、(短節巻係数kp)×(分布巻係数kd)で求められる。
分布巻きの3相コイル32の短節巻係数kpは、1つのコイルが鎖交できる磁束量の比率を示す係数である。Pを3相コイル32の磁極の数、Qをスロット311の数、Sをスロットピッチの数とすると、短節巻係数kpは、次の式で求められる。
kp=sin[{P/(Q/S)}×(π/2)]
本実施の形態では、P=8、Q=18、S=2である。よって、kp=0.985である。
分布巻きの3相コイル32の分布巻係数kdは、3相コイル32に鎖交する磁束の位相差を補正する係数である。qを毎極毎相スロット数とすると、分布巻係数kdは、次の式で求められる。
kd={sin(π/6)}/{q×sin(π/6q)}
本実施の形態では、q=3である。よって、kd=0.960である。
したがって、本実施の形態では、電動機1の巻線係数kwは、0.985×0.960=0.945である。
〈絶縁部材33〉
図6は、コイルエンド32aに配置された絶縁部材33の位置の例を示す図である。
図7は、コイルエンド32aに配置された絶縁部材33の位置の他の例を示す図である。
固定子3は、3相コイル32の各相のコイルを絶縁する絶縁部材33を有してもよい。絶縁部材33は、例えば、絶縁紙である。図6に示される例では、周方向において隣接している2つのコイルの間に固定子鉄心31のティースが存在しているので、周方向において隣接している2つのコイルは互いに絶縁されている。例えば、U相コイル32Uの第1のコイルU1及びW相コイル32Wの第1のコイルW1は、互いに絶縁されている。
したがって、図6に示される例では、コイルエンド32aにおいて、第1のコイルと第2のコイルとの間に絶縁部材33が配置され、第2のコイルと第3のコイルとの間に絶縁部材33が配置されている。これにより、絶縁部材33のコストを低減することができ、絶縁部材33を効率的にコイルエンド32aに配置することができる。
図7に示される例では、コイルエンド32aにおいて、互いに隣接する相間に絶縁部材33が配置されている。例えば、U相コイル32UとV相コイル32Vとの間に絶縁部材33が配置されており、U相コイル32UとW相コイル32Wとの間に絶縁部材33が配置されており、V相コイル32VとW相コイル32Wとの間に絶縁部材33が配置されている。これにより、絶縁部材33のコストを低減することができ、絶縁部材33を効率的にコイルエンド32aに配置することができる。
図8は、スロット311内に配置された絶縁部材33の位置の例を示す図である。
図8に示されるように、1つのスロット311内に異なる相のコイルが配置される場合、そのスロット311の外層と内層との間に絶縁部材33が配置される。これにより、1つのスロット311内に配置された異なる相のコイルが互いに絶縁される。
〈固定子3の製造方法〉
固定子3の製造方法の一例について説明する。
固定子3の製造方法は、各コイルエンド32aにおいて、第1から第3のコイルを、周方向にこの順に2スロットピッチで分布巻きで配列することと、各コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが径方向において互いに隣接するように第1から第3のコイルを配置することとを含む。n=2の場合、固定子3の製造方法は、各相のコイルエンド32aにおいて、2組のコイル群を、固定子3の周方向に等間隔で配列することを含む。
固定子3の製造方法の一例についてより具体的に以下に説明する。
図9は、固定子3の製造工程の一例を示すフローチャートである。
図10は、3相コイル32を固定子鉄心31内に挿入するための挿入器具9の例を示す図である。
図11は、ステップS11における第3のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS11では、図11に示されるように、予め作製された固定子鉄心31に、各相の第3のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、固定子鉄心31のスロット311の外層に、各相の第3のコイルを分布巻きで配置する。すなわち、U相コイル32Uの第3のコイル、V相コイル32Vの第3のコイル、及びW相コイル32Wの第3のコイルを、分布巻きでスロット311の外層に配置する。
例えば、U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。したがって、U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるV相コイル32Vの第1のコイルの外側に配置される。
V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第2のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。したがって、V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第1のコイルの外側に配置される。
W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第2のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。したがって、W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるU相コイル32Uの第1のコイルの外側に配置される。
図10に示される挿入器具9で3相コイル32を固定子鉄心31に挿入する場合、挿入器具9のブレード91間にコイルを配置し、コイルと共にブレード91を固定子鉄心31の内側に挿入する。次に、コイルを軸方向にスライドさせ、スロット311内に配置する。後述するステップS12及びS14においても同じ方法で3相コイル32を固定子鉄心31に挿入する。
図12は、ステップS12における第2のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS12では、図12に示されるように、固定子鉄心31に各相の第2のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、スロット311の外層又は内層に各相の第2のコイルを分布巻きで配置する。
例えば、U相コイル32Uのうちの各第2のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。U相コイル32Uのうちの各第2のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。
V相コイル32Vのうちの各第2のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。V相コイル32Vのうちの各第2のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。
W相コイル32Wのうちの各第2のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。W相コイル32Wのうちの各第2のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。
ステップS13では、3相コイル32の各相のコイルを絶縁するように、絶縁部材33がスロット311内に配置される。例えば、各第1のコイルを固定子鉄心31に挿入する前に、絶縁部材33を第3のコイルが配置されたスロット311内に配置する。
図13は、ステップS14における第1のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS14では、図13に示されるように、固定子鉄心31に各相の第1のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、スロット311の内層に、各相の第1のコイルを分布巻きで配置する。すなわち、U相コイル32Uの第1のコイル、V相コイル32Vの第1のコイル、及びW相コイル32Wの第1のコイルを、分布巻きでスロット311の内層に配置する。
例えば、U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。したがって、U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第3のコイルの内側に配置される。
V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。したがって、V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第3のコイルの内側に配置される。
W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。したがって、W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるV相コイル32Vの第3のコイルの内側に配置される。
ステップS11からステップS14では、3相コイル32の各コイルエンド32a及びスロット311において3相コイル32が上述の配列を持つように、3相コイル32が分布巻きで固定子鉄心31に取り付けられる。
例えば、各相のコイルエンド32aにおいて、n組のコイル群は、固定子3の周方向に等間隔で配列され、且つ、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルが固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されるように、3相コイル32が分布巻きで固定子鉄心31に取り付けられる。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルが固定子3の径方向において固定子鉄心31の内側よりこの順に配置されるように、3相コイル32が分布巻きで固定子鉄心31に取り付けられる。
これにより、3相コイル32の各コイルエンド32aにおいて、第2のコイルが第1のコイルの外側に位置し、第3のコイルが第2のコイルの外側に位置するように、3相コイル32が固定子鉄心31に取り付けられる。
ステップS15では、U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wを互いに接続する。例えば、U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wは、Y結線又はデルタ結線で接続される。さらに、接続された3相コイル32の形を整える。その結果、図3に示される固定子3が得られる。
〈比較例〉
図14は、比較例に係る電動機1aを示す上面図である。
図15は、図14に示される固定子3aのスロット内の3相コイル32の配置を示す図である。図15は、図14に示される固定子3aの展開図である。
比較例では、3相コイル32が重ね巻きで固定子鉄心31に取り付けられている。この場合、各コイルエンド32aにおいて、各コイルの片側がスロット311の外層に配置され、そのコイルの他方側が他のスロット311の内層に配置されている。
したがって、3相コイル32を重ね巻きで固定子鉄心31に取り付ける場合、挿入器具(例えば、図10に示される挿入器具9)を用いて、3相コイル32を固定子鉄心31に取り付けることが難しい。そのため、通常、比較例のような重ね巻きで3相コイル32を固定子鉄心31に取り付ける場合、手で3相コイル32を固定子鉄心に取り付ける。この場合、固定子3の生産性が下がる。
各スロットに2つのコイルを配置する場合、各スロット内の2つのコイル間にインダクタンスの差が生じる。この場合、電動機の駆動中に3相コイルに流れる電流のばらつきが相間に生じ、インダクタンスの大きい相に電流が流れにくく、インダクタンスの小さい相に電流が流れやすい。その結果として、トルクリップルが生じる。例えば、電気角周期の2倍のトルクリップルが生じる。8磁極を形成する固定子を有する電動機では、回転速度の8倍の周波数のトルクリップルが生じる。
コイル群の間にインダクタンスの差が生じている場合、電流がコイル群に均等に流れず、電流の不平衡が生じる。この場合、インダクタンスの小さいコイル群に流れる電流の振幅は大きくなり、電流の位相が進む。インダクタンスの大きいコイル群に流れる電流の振幅は小さくなり、電流の位相が遅れる。その結果、位相がずれた状態で電動機のトルクが出力されるので、各コイル群に流れる電流の振幅のピーク値の和が、相電流の振幅のピーク値の和よりも大きくなるため、コイルの抵抗によって発生する銅損などの損失が増加する。
〈固定子3の利点〉
本実施の形態における固定子3によれば、3相コイル32におけるインダクタンスのバランスが改善される。したがって、固定子3を有する電動機1におけるトルクリップルの増加及び損失の増加を抑えることができる。
さらに、固定子3では、コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。すなわち、径方向に同じ相のコイルが重なっている。そのため、各相のコイルを絶縁するための絶縁部材33を削減することができる。
固定子3の製造方法によれば、上述の利点を持つ固定子3を製造することができる。さらに、固定子3の製造方法によれば、挿入器具9を用いて3相コイル32を固定子鉄心31に取り付けることができる。そのため、例えば、比較例として説明した固定子3aに比べて、固定子3を効率的に製造することができる。
実施の形態2.
図16は、実施の形態2に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。
実施の形態2では、3相コイル32の配置が、実施の形態1で説明した配置と異なる。実施の形態2では、実施の形態1と異なる構成について説明する。本実施の形態において説明されない構成は、実施の形態1と同じ構成とすることができる。
〈固定子3〉
図17は、コイルエンド32a及びスロット311内の3相コイル32の配置を示す図である。図17は、図16に示される固定子3の展開図である。図17において、破線は、コイルエンド32aにおける各相のコイルを示し、鎖線は、各スロット311内の内層と外層との間の境界を示す。
図16及び図17に示される例では、実施の形態1と同様に、固定子鉄心31は、18個のスロット311を有する。
〈コイルエンド32aにおけるコイルの配置〉
各コイルエンド32aにおいて、n組のコイル群は、固定子3の周方向に等間隔で配列されている。各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。各コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、各相の第2のコイル及び第3のコイルが、径方向において互いに隣接している。
各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの外側に配置されており、第1のコイル及び第3のコイルの一方が他方よりも固定子鉄心31の中心に近い。すなわち、各相のコイルエンド32aにおいて、第1のコイル及び第3のコイルの一方が他方よりも軸線Axに近い。具体的には、各相のコイルエンド32aにおいて、第3のコイルよりも第1のコイルの方が固定子鉄心31の中心に近い。
本実施の形態では、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第1のコイルは内側領域に配置されており、第2のコイルは外側領域に配置されており、第3のコイルは中間領域に配置されている。すなわち、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第1のコイルは、径方向における第2のコイルの内側に配置されており、第2のコイルは、径方向における第3のコイルの外側に配置されており、第3のコイルは、第1のコイルと第2のコイルとの間に配置されている。
各第3のコイルは、隣接する他の相の第1のコイルとその他の相の第2のコイルとの間に配置されている。例えば、V相の第3のコイルは、U相の第1のコイルとU相の第2のコイルとの間に配置されている。したがって、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第1のコイルは、第2のコイルから離間している。
〈スロット311内のコイルの配置の概要〉
3相コイル32の各相のコイルの第1のコイルは、スロット311の内層に配置されている。3相コイル32の各相のコイルの第2のコイルは、スロット311の外層に配置されている。3相コイル32の各相のコイルの第3のコイルは、スロット311の内層又は外層に配置されている。
すなわち、各第1のコイルは、スロット311の内層に配置されており、各第2のコイルは、スロット311の外層に配置されている。各第3のコイルの一端は、スロット311の内層に配置されており、他端は、他のスロット311の外層に配置されている。
したがって、各相のコイルは、スロット311の外層に6箇所配置されており、スロット311の内層に6箇所配置されている。
〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉
スロット311内のU相コイル32Uの配置を以下に具体的に説明する。
U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第3のコイルの内側に配置されている。
U相コイル32Uのうちの各第2のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。U相コイル32Uのうちの各第2のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。
U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるV相コイル32Vの第1のコイルの外側に配置されている。
〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉
スロット311内のV相コイル32Vの配置を以下に具体的に説明する。
V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるU相コイル32Uの第3のコイルの内側に配置されている。
V相コイル32Vのうちの各第2のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。V相コイル32Vのうちの各第2のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。
V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第1のコイルの外側に配置されている。
〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉
スロット311内のW相コイル32Wの配置を以下に具体的に説明する。
W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるV相コイル32Vの第3のコイルの内側に配置されている。
W相コイル32Wのうちの各第2のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。W相コイル32Wのうちの各第2のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。
W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるU相コイル32Uの第1のコイルの外側に配置されている。
絶縁部材33は、実施の形態1と同じように配置できる。
〈コイルの配置の変形例〉
各コイル群の第1のコイルの位置と第3のコイルの位置とを互いに入れ替えてもよい。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群の第3のコイル、第2のコイル、及び第1のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列され、第1のコイルよりも第3のコイルの方が固定子鉄心31の中心に近い。この場合、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第3のコイルは、第2のコイルから離間している。
〈固定子3の製造方法〉
実施の形態2で説明した固定子3の製造方法の一例について説明する。
図18は、固定子3の製造工程の一例を示すフローチャートである。
図19は、ステップS21における第2のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS21では、図19に示されるように、予め作製された固定子鉄心31に、各相の第2のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、固定子鉄心31のスロット311の外層に、各相の第2のコイルを分布巻きで配置する。すなわち、U相コイル32Uの第2のコイル、V相コイル32Vの第2のコイル、及びW相コイル32Wの第2のコイルを、分布巻きでスロット311の外層に配置する。
図20は、ステップS22における第3のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS22では、図20に示されるように、固定子鉄心31に各相の第3のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、スロット311の外層又は内層に各相の第3のコイルを分布巻きで配置する。
例えば、U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。
V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。
W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。
ステップS23では、3相コイル32の各相のコイルを絶縁するように、絶縁部材33がスロット311内に配置される。例えば、各第1のコイルを固定子鉄心31に挿入する前に、絶縁部材33を第3のコイルが配置されたスロット311内に配置する。この場合、第3のコイルの一部及び第2のコイルが、スロット311の外層に配置されているので、実施の形態1と比べて、絶縁部材33をスロット311内に配置しやすい。
図21は、ステップS24における第1のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS24では、図21に示されるように、固定子鉄心31に各相の第1のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、固定子鉄心31のスロット311の内層に、各相の第1のコイルを分布巻きで配置する。すなわち、U相コイル32Uの第1のコイル、V相コイル32Vの第1のコイル、及びW相コイル32Wの第1のコイルを、分布巻きでスロット311の内層に配置する。
例えば、U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。
V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。
W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの一部は、W相コイル32Wのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。
ステップS21からステップS24では、3相コイル32の各コイルエンド32a及びスロット311において3相コイル32が上述の配列を持つように、3相コイル32が分布巻きで固定子鉄心31に取り付けられる。
例えば、各相のコイルエンド32aにおいて、n組のコイル群は、固定子3の周方向に等間隔で配列され、且つ、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルが固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されるように、3相コイル32が分布巻きで固定子鉄心31に取り付けられる。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1のコイル、第3のコイル、及び第2のコイルが固定子3の径方向において固定子鉄心31の内側よりこの順に配置されるように、3相コイル32が分布巻きで固定子鉄心31に取り付けられる。
したがって、3相コイル32の各コイルエンド32aにおいて、第2のコイルが、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの外側に配置され、第1のコイル及び第3のコイルの一方が他方よりも固定子鉄心31の中心に近くに配置されるように、3相コイル32が固定子鉄心31に取り付けられる。
ステップS25では、U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wを互いに接続する。例えば、U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wは、Y結線又はデルタ結線で接続される。さらに、接続された3相コイル32の形を整える。その結果、図16に示される固定子3が得られる。
〈固定子3の利点〉
本実施の形態における固定子3によれば、3相コイル32におけるインダクタンスのバランスが改善される。したがって、固定子3を有する電動機1におけるトルクリップルの増加及び損失の増加を抑えることができる。
さらに、固定子3では、コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。具体的には、径方向に同じ相のコイルが部分的に重なっている。そのため、各相のコイルを絶縁するための絶縁部材33を削減することができる。
固定子3の製造方法によれば、上述の利点を持つ固定子3を製造することができる。さらに、固定子3の製造方法によれば、挿入器具9を用いて3相コイル32を固定子鉄心31に取り付けることができる。そのため、例えば、比較例として説明した固定子3aに比べて、固定子3を効率的に製造することができる。
実施の形態3.
図22は、実施の形態3に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。
実施の形態3では、3相コイル32の配置が、実施の形態1で説明した配置と異なる。実施の形態3では、実施の形態1と異なる構成について説明する。本実施の形態において説明されない構成は、実施の形態1と同じ構成とすることができる。
〈固定子3〉
図23は、スロット311内の3相コイル32の配置を示す図である。
図24は、コイルエンド32a及びスロット311内の3相コイル32の配置を示す図である。図24は、図23に示される固定子3の展開図である。図24において、破線は、コイルエンド32aにおける各相のコイルを示し、鎖線は、各スロット311内の内層と外層との間の境界を示す。
図23及び図24に示される例では、実施の形態1と同様に、固定子鉄心31は、18個のスロット311を有する。
〈コイルエンド32aにおけるコイルの配置〉
各コイルエンド32aにおいて、n組のコイル群は、固定子3の周方向に等間隔で配列されている。各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。各コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、U相の第1のコイル及び第2のコイルが、径方向において互いに隣接しており、U相の第2のコイル及び第3コイルが、径方向において互いに隣接しており、V相の第1のコイル及び第2のコイルが、径方向において互いに隣接している。
各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの外側に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、W相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルは、3相コイル32の中で最も固定子鉄心31の中心に近い。
図22に示される例では、各コイルエンド32aにおいて、U相コイル32Uの各第1のコイル及び各第3のコイルは、中間領域に配置されており、U相コイル32Uの各第2のコイルは、外側領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、V相コイル32Vの各第1のコイルの一部は、内側領域に配置されており、V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、中間領域に配置されており、V相コイル32Vの各第2のコイルは、外側領域に配置されており、V相コイル32Vの各第3のコイルの一部は、内側領域に配置されており、V相コイル32Vの各第3のコイルの他の一部は、中間領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、W相コイル32Wの各第1のコイル及び各第3のコイルは、内側領域に配置されており、W相コイル32Wの各第2のコイルは、外側領域に配置されている。
〈スロット311内のコイルの配置の概要〉
各相の各第2のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
U相コイル32Uの第1のコイルの一部は、スロット311の内層に配置されており、U相コイル32Uの第1のコイルの他の一部は、他のスロット311の外層に配置されている。U相コイル32Uの第3のコイルの一部は、スロット311の内層に配置されており、U相コイル32Uの第3のコイルの他の一部は、他のスロット311の外層に配置されている。
V相コイル32Vの第1のコイルは、スロット311の内層に配置されている。V相コイル32Vの第3のコイルの一部は、スロット311の内層に配置されており、V相コイル32Vの第3のコイルの他の一部は、他のスロット311の外層に配置されている。
W相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルは、スロット311の内層に配置されている。
〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉
スロット311内のU相コイル32Uの配置を以下に具体的に説明する。
U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第3のコイルの外側に配置されている。
U相コイル32Uのうちの各第2のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるV相コイル32Vの第1のコイルの外側に配置されている。
〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉
スロット311内のV相コイル32Vの配置を以下に具体的に説明する。
V相コイル32Vのうちの各第1のコイルは、スロット311の内層に配置されている。具体的には、V相コイル32Vの各第1のコイルの一部は、V相コイル32Vの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、U相コイル32Uの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、U相コイル32Uの第3のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるU相コイル32Uの第3のコイルの内側に配置されている。
V相コイル32Vのうちの各第2のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの一部は、スロット311の内層に配置されており、V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの他の一部は、他のスロット311の外層に配置されている。具体的には、V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの一部は、V相コイル32Vの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されており、V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの他の一部は、W相コイル32Wの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、V相コイル32Vの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第1のコイルの外側に配置されている。
〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉
スロット311内のW相コイル32Wの配置を以下に具体的に説明する。
W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第2のコイルの内側に配置されている。W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるV相コイル32Vの第3のコイルの内側に配置されている。
W相コイル32Wのうちの各第2のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第2のコイルの内側に配置されている。W相コイル32Wの各第3のコイルの他の一部は、U相コイル32Uの第1のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、W相コイル32Wの各第3のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第1のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるU相コイル32Uの第1のコイルの内側に配置されている。
絶縁部材33は、実施の形態1と同じように配置できる。
〈コイルの配置の変形例〉
各コイル群の第1のコイルの位置と第3のコイルの位置とを互いに入れ替えてもよい。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群の第3のコイル、第2のコイル、及び第1のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されており、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの外側に配置されている。
〈固定子3の製造方法〉
実施の形態3で説明した固定子3の製造方法の一例について説明する。
図25は、固定子3の製造工程の一例を示すフローチャートである。
図26は、ステップS31における第2のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS31では、図26に示されるように、予め作製された固定子鉄心31に、各相の第2のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、スロット311の外層に各相の第2のコイルを分布巻きで配置する。すなわち、U相コイル32Uの第2のコイル、V相コイル32Vの第2のコイル、及びW相コイル32Wの第2のコイルを、分布巻きでスロット311の外層に配置する。
図27は、ステップS32におけるU相コイル32Uの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS32では、図27に示されるように、固定子鉄心31にU相コイル32Uの第1のコイル及び第3のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、スロット311の外層又は内層にU相コイル32Uの第1のコイル及び第3のコイルを分布巻きで配置する。
例えば、U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、W相コイルのうちの第3のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。
U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。
ステップS33では、3相コイル32の各相のコイルを絶縁するように、絶縁部材33がスロット311内に配置される。例えば、U相コイル32Uの第1のコイル及び第3のコイルが絶縁されるように、固定子鉄心31の4箇所に絶縁部材33が配置される。
図28は、ステップS34におけるV相コイル32Vの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS24では、図28に示されるように、固定子鉄心31にV相コイル32Vの第1のコイル及び第3のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、スロット311の外層又は内層にV相コイル32Vの第1のコイル及び第3のコイルを分布巻きで配置する。
例えば、V相コイル32Vの各第1のコイルの一部は、V相コイル32Vの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、U相コイル32Uの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの一部は、V相コイル32Vの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。V相コイル32Vの各第3のコイルの他の一部は、W相コイル32Wの第1のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。
ステップS35では、3相コイル32のV相コイル32Vを絶縁するように、絶縁部材33がスロット311内に配置される。具体的には、V相コイル32Vの第3のコイルの他の一部が配置されたスロット311内において、その第3のコイルの内側に絶縁部材33が配置される。
図29は、ステップS36におけるW相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS36では、図29に示されるように、固定子鉄心31にW相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、スロット311の内層にW相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルを分布巻きで配置する。
例えば、W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。W相コイル32Wの各第3のコイルの他の一部は、U相コイル32Uの第1のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。
ステップS31からステップS36では、3相コイル32の各コイルエンド32a及びスロット311において3相コイル32が上述の配列を持つように、3相コイル32が分布巻きで固定子鉄心31に取り付けられる。
例えば、各相のコイルエンド32aにおいて、n組のコイル群は、固定子3の周方向に等間隔で配列され、且つ、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されるように、3相コイル32が分布巻きで固定子鉄心31に取り付けられる。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの外側に配置され、各コイルエンド32aにおいて、W相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルは、3相コイル32の中で最も固定子鉄心31の中心に近く配置される。
ステップS37では、U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wを互いに接続する。例えば、U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wは、Y結線又はデルタ結線で接続される。さらに、接続された3相コイル32の形を整える。その結果、図22に示される固定子3が得られる。
〈固定子3の利点〉
本実施の形態における固定子3によれば、3相コイル32におけるインダクタンスのバランスが改善される。したがって、固定子3を有する電動機1におけるトルクリップルの増加及び損失の増加を抑えることができる。
さらに、固定子3では、コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。具体的には、径方向に同じ相のコイルが部分的に重なっている。そのため、各相のコイルを絶縁するための絶縁部材33を削減することができる。
固定子3の製造方法によれば、上述の利点を持つ固定子3を製造することができる。さらに、固定子3の製造方法によれば、挿入器具9を用いて3相コイル32を固定子鉄心31に取り付けることができる。そのため、例えば、比較例として説明した固定子3aに比べて、固定子3を効率的に製造することができる。
さらに、固定子3の製造方法によれば、各相の各コイル群の第1のコイルと第3のコイルとを直列に接続した状態で、各相のコイルを固定子鉄心31に取り付けることができる。そのため、各相のコイルをスロット311に配置した後に第1のコイルと第3のコイルとを接続する必要がない。
さらに、固定子3の製造方法によれば、ステップS32、S34、及びS36において、各コイルエンド32aに、4つのコイルを同時に配置する。そのため、各コイル群のうちの2つのコイルを挿入器具9に設置した状態で、これらの2つのコイルを互いに接続することができ、接続されたコイルを挿入器具9で固定子鉄心31に取り付けることができる。したがって、3相コイル32を固定子鉄心31に取り付けた後の結線作業を減らすことができる。
さらに、xy平面において、同じスロット311内に配置された異なる相のコイル間に、他の相のコイルが存在しない。例えば、xy平面において、1つのスロット311内に配置されたV相コイル32Vの第3のコイルとW相コイル32Wの第1のコイルとの間にU相コイルが存在しない。したがって、スロット311内に絶縁部材33を配置するときに、絶縁部材33をスロット311内に軸方向に容易に挿入することができる。
実施の形態4.
図30は、実施の形態4に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。
実施の形態4では、3相コイル32の配置が、実施の形態1で説明した配置と異なる。実施の形態4では、実施の形態1と異なる構成について説明する。本実施の形態において説明されない構成は、実施の形態1と同じ構成とすることができる。
〈固定子3〉
図31は、コイルエンド32a及びスロット311内の3相コイル32の配置を示す図である。図31は、図30に示される固定子3の展開図である。図31において、破線は、コイルエンド32aにおける各相のコイルを示し、鎖線は、各スロット311内の内層と外層との間の境界を示す。
図30に示される例では、実施の形態1と同様に、固定子鉄心31は、18個のスロット311を有する。
〈コイルエンド32aにおけるコイルの配置〉
コイルエンド32aにおいて、n組のコイル群は、固定子3の周方向に等間隔で配列されている。各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。各コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、W相の第1のコイル及び第2のコイルが、径方向において互いに隣接しており、W相の第2のコイル及び第3コイルが、径方向において互いに隣接しており、V相の第2のコイル及び第3のコイルが、径方向において互いに隣接している。
各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの内側に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、U相コイル32Uのうちの第1のコイル及び第3のコイルは、3相コイル32の中で固定子鉄心31の中心から最も離れている。
図30に示される例では、各コイルエンド32aにおいて、U相コイル32Uの各第1のコイル及び各第3のコイルは、外側領域に配置されており、U相コイル32Uの各第2のコイルは、内側領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、V相コイル32Vの各第1のコイルの一部は、中間領域に配置されており、V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、外側領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、V相コイル32Vの各第2のコイルは、内側領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、V相コイル32Vの各第3のコイルの一部は、中間領域に配置されており、V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、外側領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、W相コイル32Wの各第1のコイル及び各第3のコイルは、中間領域に配置されており、W相コイル32Wの各第2のコイルは、内側領域に配置されている。
〈スロット311内のコイルの配置の概要〉
各相の各第2のコイルは、スロット311の内層に配置されている。
U相コイル32Uの第1のコイル及び第3のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
V相コイル32Vの第1のコイルの一部は、スロット311の内層又は外層に配置されている。V相コイル32Vの第3のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
W相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルは、スロット311の内層又は外層に配置されている。
〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉
スロット311内のU相コイル32Uの配置を以下に具体的に説明する。
U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、U相コイル32Uのうちの各第1のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第3のコイルの外側に配置されている。
U相コイル32Uのうちの各第2のコイルは、スロット311の内層に配置されている。
U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、U相コイル32Uのうちの各第3のコイルの他の一部は、スロット311内において、径方向におけるV相コイル32Vの第1のコイルの外側に配置されている。
〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉
スロット311内のV相コイル32Vの配置を以下に具体的に説明する。
V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第3のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるU相コイル32Uの第3のコイルの内側に配置されている。
V相コイル32Vのうちの各第2のコイルは、スロット311の内層に配置されている。
V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの一部は、V相コイル32Vのうちの第2のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。V相コイル32Vの各第3のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、V相コイル32Vの各第3のコイルの他の一部は、W相コイル32Wのうちの第1のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第1のコイルの外側に配置されている。
〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉
スロット311内のW相コイル32Wの配置を以下に具体的に説明する。
W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第2のコイルの外側に配置されている。W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるV相コイル32Vの第3のコイルの内側に配置されている。
W相コイル32Wのうちの各第2のコイルは、スロット311の内層に配置されている。
W相コイル32Wの各第3のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の内層に配置されている。したがって、W相コイル32Wの各第3のコイルの一部は、U相コイル32Uのうちのその第1のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるU相コイル32Uのその第1のコイルの内側に配置されている。W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの他の一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されたスロット311の外層に配置されている。したがって、W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの他の一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるW相コイル32Wの第2のコイルの外側に配置されている。
絶縁部材33は、実施の形態1と同じように配置できる。
〈コイルの配置の変形例〉
各コイル群の第1のコイルの位置と第3のコイルの位置とを互いに入れ替えてもよい。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群の第3のコイル、第2のコイル、及び第1のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されており、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの内側に配置されている。
〈固定子3の製造方法〉
実施の形態4で説明した固定子3の製造方法の一例について説明する。
図32は、固定子3の製造工程の一例を示すフローチャートである。
図33は、ステップS41におけるU相コイル32Uの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS41では、図33に示されるように、予め作製された固定子鉄心31に、U相コイル32Uの第1のコイル及び第3のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、スロット311の外層にU相コイル32Uの第1のコイル及び第3のコイルを分布巻きで配置する。
ステップS42では、3相コイル32の各相のコイルを絶縁するように、絶縁部材33がスロット311内に配置される。例えば、U相コイル32Uの第1のコイル及び第3のコイルが絶縁されるように、固定子鉄心31の4箇所に絶縁部材33が配置される。
図34は、ステップS43におけるV相コイル32Vの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS43では、図34に示されるように、予め作製された固定子鉄心31に、V相コイル32Vの第1のコイル及び第3のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、スロット311の外層又は内層にV相コイル32Vの第1のコイル及び第3のコイルを分布巻きで配置する。
例えば、V相コイル32Vのうちの各第1のコイルの一部は、スロット311の外層に配置される。V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。したがって、V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第3のコイルが配置されたスロット311内において、径方向におけるU相コイル32Uのうちの第3のコイルの内側に配置される。V相コイル32Vのうちの各第3のコイルの一部は、スロット311の外層に配置される。V相コイル32Vの各第3のコイルの他の一部も、スロット311の外層に配置される。
ステップS44では、3相コイル32の各相のコイルを絶縁するように、絶縁部材33がスロット311内に配置される。例えば、コイル群が絶縁されるように、固定子鉄心31の4箇所に絶縁部材33が配置される。
図35は、ステップS45におけるW相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS45では、図35に示されるように、予め作製された固定子鉄心31に、W相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、固定子鉄心31のスロット311の内層又は外層に、W相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルを分布巻きで挿入する。
例えば、W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。W相コイル32Wのうちの各第1のコイルの他の一部は、V相コイル32Vのうちの第3のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの一部は、W相コイル32Wの第2のコイルが配置されるスロット311の外層に配置される。W相コイル32Wのうちの各第3のコイルの他の一部は、U相コイル32Uのうちの第1のコイルが配置されたスロット311の内層に配置される。
図36は、ステップS46における各相のコイルの第2のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS46では、図36に示されるように、予め作製された固定子鉄心31に、各相のコイルの第2のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、スロット311の内層に、各相の第2のコイルを分布巻きで配置する。すなわち、U相コイル32Uの第2のコイル、V相コイル32Vの第2のコイル、及びW相コイル32Wの第2のコイルを、スロット311の内層に分布巻きで配置する。
ステップS41からステップS46では、3相コイル32の各コイルエンド32a及びスロット311において3相コイル32が上述の配列を持つように、3相コイル32が分布巻きで固定子鉄心31に取り付けられる。
例えば、各相のコイルエンド32aにおいて、n組のコイル群は、固定子3の周方向に等間隔で配列され、且つ、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されるように、3相コイル32が分布巻きで固定子鉄心31に取り付けられる。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの内側に配置され、各コイルエンド32aにおいて、U相コイル32Uのうちの第1のコイル及び第3のコイルは、3相コイル32の中で固定子鉄心31の中心から最も離れている。
ステップS47では、U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wを互いに接続する。例えば、U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wは、Y結線又はデルタ結線で接続される。さらに、接続された3相コイル32の形を整える。その結果、図30に示される固定子3が得られる。
〈固定子3の利点〉
本実施の形態における固定子3によれば、3相コイル32におけるインダクタンスのバランスが改善される。したがって、固定子3を有する電動機1におけるトルクリップルの増加及び損失の増加を抑えることができる。
さらに、固定子3では、コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。具体的には、径方向に同じ相のコイルが部分的に重なっている。そのため、各相のコイルを絶縁するための絶縁部材33を削減することができる。
固定子3の製造方法によれば、上述の利点を持つ固定子3を製造することができる。さらに、固定子3の製造方法によれば、挿入器具9を用いて3相コイル32を固定子鉄心31に取り付けることができる。そのため、例えば、比較例として説明した固定子3aに比べて、固定子3を効率的に製造することができる。
さらに、固定子3の製造方法によれば、各相の各コイル群の第1のコイルと第3のコイルとを直列に接続した状態で、各相のコイルを固定子鉄心31に取り付けることができる。そのため、各相のコイルをスロット311に配置した後に第1のコイルと第3のコイルとを接続する必要がない。
さらに、固定子3の製造方法によれば、ステップS41、S43、及びS45において、各コイルエンド32aに、4つのコイルを同時に配置する。そのため、各コイル群のうちの2つのコイルを挿入器具9に設置した状態で、これらの2つのコイルを互いに接続することができ、接続されたコイルを挿入器具9で固定子鉄心31に取り付けることができる。したがって、3相コイル32を固定子鉄心31に取り付けた後の結線作業を減らすことができる。
さらに、xy平面において、同じスロット311内に配置された異なる相のコイル間に、他の相のコイルが存在しない。例えば、xy平面において、1つのスロット311内に配置されたV相コイル32Vの第3のコイルとW相コイル32Wの第1のコイルとの間にU相コイルが存在しない。したがって、スロット311内に絶縁部材33を配置するときに、絶縁部材33をスロット311内に軸方向に容易に挿入することができる。
実施の形態5.
〈電動機1〉
図37は、実施の形態5に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。
本実施の形態では、「n」の値が、実施の形態1で説明した「n」の値と異なる。本実施の形態では、n=1である。本実施の形態では、実施の形態1と異なる構成について説明する。本実施の形態において説明されない詳細は、実施の形態1と同じ詳細とすることができる。
〈固定子3〉
固定子鉄心31は、3相コイル32が配置される9×n個のスロット311を有する。実施の形態1で説明したように、9×n個のスロット311の各々は、3相コイル32のうちの1つのコイルが配置される内層と、径方向における内層の外側に設けられており3相コイル32のうちの1つのコイルが配置される外層とを含む。本実施の形態では、n=1である。したがって、本実施の形態では、固定子鉄心31は、9個のスロット311を有する。
3相コイル32(すなわち、各相のコイル)は、スロット311内に配置されたコイルサイドと、スロット311内に配置されていないコイルエンド32aとを持つ。各コイルエンド32aは、軸方向における3相コイル32の端部である。
3相コイル32は、各コイルエンド32aにおいて、3×n個のU相コイル32U、3×n個のV相コイル32V、及び3×n個のW相コイル32Wを有する(図1)。すなわち、3相コイル32は、第1相、第2相、及び第3相の3相を持つ。例えば、第1相はU相であり、第2相はV相であり、第3相はW相である。本実施の形態では、3相の各々を、U相、V相、及びW相と称する。図1に示される各U相コイル32U、各V相コイル32V、及び各W相コイル32Wを、単にコイルとも称する。
本実施の形態では、n=1である。したがって、図1に示される例では、コイルエンド32aにおいて、3相コイル32は、3個のU相コイル32U、3個のV相コイル32V、及び3個のW相コイル32Wを持っている
3相コイル32に電流が流れたとき、3相コイル32は、4×n個の磁極を形成する。本実施の形態では、n=1である。したがって、本実施の形態では、3相コイル32に電流が流れたとき、3相コイル32は、4磁極を形成する。
図38は、図37に示される電動機1に対応する電動機1を示す上面図である。
図38に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのU相コイル32Uを、それぞれ、第1のコイルU1、第2のコイルU2、第3のコイルU3と称する。図38に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのV相コイル32Vを、それぞれ、第1のコイルV1、第2のコイルV2、第3のコイルV3と称する。図38に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのW相コイル32Wを、それぞれ、第1のコイルW1、第2のコイルW2、第3のコイルW3と称する。各第1のコイルU1、各第2のコイルU2、各第3のコイルU3、各第1のコイルV1、各第2のコイルV2、各第3のコイルV3、各第1のコイルW1、各第2のコイルW2、及び各第3のコイルW3を、単にコイルとも称する。
〈U相コイル32U〉
実施の形態1で説明したように、3×n個のU相コイル32Uは、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1から第3のコイルU1,U2,及びU3を一組とするn組のコイル群を含む。言い換えると、3×n個のU相コイル32Uはn組のコイル群を含み、3×n個のU相コイル32Uのうちの各コイル群は、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1のコイルU1、第2のコイルU2、及び第3のコイルU3を含む。
各コイルエンド32aにおいて、各コイル群のうちの第1のコイルU1、第2のコイルU2、及び第3のコイルU3は、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。
本実施の形態では、n=1である。したがって、図38に示されるように、各コイルエンド32aにおいて、3個のU相コイル32Uは、周方向に隣接する第1から第3のコイルU1,U2,及びU3を一組とする1組のコイル群で構成されている。
本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、3個のU相コイル32Uのうちの第1のコイルU1、第2のコイルU2、及び第3のコイルU3は、固定子3の径方向にこの順に配列されている。言い換えると、各コイルエンド32aにおいて、3個のU相コイル32Uのうちの第1のコイルU1、第2のコイルU2、及び第3のコイルU3は、固定子3の径方向に固定子鉄心31の内側よりこの順に配列されている。3個のU相コイル32Uのうちの第1のコイルU1、第2のコイルU2、及び第3のコイルU3は、直列に接続されている。3個のU相コイル32Uのうちの第2のコイルU2は、他の2つのコイルU1及びU3とは逆向きに固定子鉄心31に巻かれている。
3個のU相コイル32Uのうちの第1のコイルU1の一部及び第2のコイルU2の一部は、9個のスロット311のうちの1つのスロット311に配置されている。この場合において、3個のU相コイル32Uのうちの第2のコイルU2の他の一部及び第3のコイルU3の一部は、9個のスロット311のうちのもう1つのスロット311に配置されている。
3個のU相コイル32Uのうちの第1のコイルU1の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。3個のU相コイル32Uのうちの第3のコイルU3の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。
〈V相コイル32V〉
実施の形態1で説明したように、3×n個のV相コイル32Vは、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1から第3のコイルV1,V2,及びV3を一組とするn組のコイル群を含む。言い換えると、3×n個のV相コイル32Vはn組のコイル群を含み、3×n個のV相コイル32Vのうちの各コイル群は、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1のコイルV1、第2のコイルV2、及び第3のコイルV3を含む。
各コイルエンド32aにおいて、各コイル群のうちの第1のコイルV1、第2のコイルV2、及び第3のコイルV3は、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。
本実施の形態では、n=1である。したがって、図38に示されるように、各コイルエンド32aにおいて、3個のV相コイル32Vは、周方向に隣接する第1から第3のコイルV1,V2,及びV3を一組とする1組のコイル群で構成されている。
本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、3個のV相コイル32Vのうちの第1のコイルV1、第2のコイルV2、及び第3のコイルV3は、固定子3の径方向にこの順に配列されている。言い換えると、各コイルエンド32aにおいて、3個のV相コイル32Vのうちの第1のコイルV1、第2のコイルV2、及び第3のコイルV3は、固定子3の径方向に固定子鉄心31の内側よりこの順に配列されている。3個のV相コイル32Vのうちの第1のコイルV1、第2のコイルV2、及び第3のコイルV3は、直列に接続されている。3個のV相コイル32Vのうちの第2のコイルV2は、他の2つのコイルV1及びV3とは逆向きに固定子鉄心31に巻かれている。
3個のV相コイル32Vのうちの第1のコイルV1の一部及び第2のコイルV2の一部は、9個のスロット311のうちの1つのスロット311に配置されている。この場合において、3個のV相コイル32Vのうちの第2のコイルV2の他の一部及び第3のコイルV3の一部は、9個のスロット311のうちのもう1つのスロット311に配置されている。
3個のV相コイル32Vのうちの第1のコイルV1の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。3個のV相コイル32Vのうちの第3のコイルV3の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。
〈W相コイル32W〉
実施の形態1で説明したように、3×n個のW相コイル32Wは、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1から第3のコイルW1,W2,及びW3を一組とするn組のコイル群Wgを含む。言い換えると、6個のW相コイル32Wはn組のコイル群を含み、3×n個のW相コイル32Wのうちの各コイル群は、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する第1のコイルW1、第2のコイルW2、及び第3のコイルW3を含む。
各コイルエンド32aにおいて、各コイル群のうちの第1のコイルW1、第2のコイルW2、及び第3のコイルW3は、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。
本実施の形態では、n=1である。したがって、図38に示されるように、各コイルエンド32aにおいて、3個のW相コイル32Wは、周方向に隣接する第1から第3のコイルW1,W2,及びW3を一組とする1組のコイル群で構成されている。
本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、3個のW相コイル32Wのうちの第1のコイルW1、第2のコイルW2、及び第3のコイルW3は、固定子3の径方向にこの順に配列されている。言い換えると、各コイルエンド32aにおいて、3個のW相コイル32Wのうちの第1のコイルW1、第2のコイルW2、及び第3のコイルW3は、固定子3の径方向に固定子鉄心31の内側よりこの順に配列されている。3個のW相コイル32Wのうちの第1のコイルW1、第2のコイルW2、及び第3のコイルW3は、直列に接続されている。3個のW相コイル32Wのうちの第2のコイルW2は、他の2つのコイルW1及びW3とは逆向きに固定子鉄心31に巻かれている。
3個のW相コイル32Wのうちの第1のコイルW1の一部及び第2のコイルW2の一部は、9個のスロット311のうちの1つのスロット311に配置されている。この場合において、3個のW相コイル32Wのうちの第2のコイルW2の他の一部及び第3のコイルW3の一部は、9個のスロット311のうちのもう1つのスロット311に配置されている。
3個のW相コイル32Wのうちの第1のコイルW1の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。3個のW相コイル32Wのうちの第3のコイルW3の他の一部は、他の相のコイルの一部とともに1つのスロット311に配置されている。
〈コイルエンド32aにおけるコイルの配置〉
各コイルエンド32aにおける3相コイル32の配置について具体的に以下に説明する。上述のように、3×n個のU相コイル32U、3×n個のV相コイル32V、及び3×n個のW相コイル32Wの各々は、第1から第3のコイルを一組とするn組のコイル群を含む。各相において、1組のコイル群(各コイル群とも称する)は、周方向に連続的に配列された3つのコイルである。言い換えると、各相において、1組のコイル群は、周方向に隣接する3つのコイルである。
各相の各コイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。各相の各コイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の径方向にこの順に配置されている。
各コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、各相の第1のコイル及び第2のコイルが、径方向において互いに隣接しており、各相の第2のコイル及び第3コイルが、径方向において互いに隣接している。
本実施の形態では、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第1のコイルは内側領域に配置されており、第2のコイルは中間領域に配置されており、第3のコイルは外側領域に配置されている。すなわち、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第1のコイルは、径方向における第2のコイルの内側に配置されており、第3のコイルは、径方向における第2のコイルの外側に配置されており、第2のコイルは、第1のコイルと第3のコイルとの間に配置されている。
〈スロット311内のコイルの配置の概要〉
3相コイル32の各相のコイルの第1のコイルは、スロット311の内層に配置されている。3相コイル32の各相のコイルの第2のコイルは、スロット311の内層又は外層に配置されている。3相コイル32の各相のコイルの第3のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
したがって、各相のコイルは、スロット311の3箇所の外層に配置されており、スロット311の3箇所の内層に配置されている。
〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉
スロット311内のU相コイル32Uの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態1における〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉で説明した配置と同じである。
〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉
スロット311内のV相コイル32Vの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態1における〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉で説明した配置と同じである。
〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉
スロット311内のW相コイル32Wの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態1における〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉で説明した配置と同じである。
〈コイルの配置の変形例〉
各コイル群の第1のコイルの位置と第3のコイルの位置とを互いに入れ替えてもよい。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群の第3のコイル、第2のコイル、及び第1のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列され、固定子3の径方向にこの順に配置される。
〈巻線係数〉
本実施の形態では、電動機1における巻線係数kwは、(短節巻係数kp)×(分布巻係数kd)で求められる。
分布巻きの3相コイル32の短節巻係数kpは、1つのコイルが鎖交できる磁束量の比率を示す係数である。Pを3相コイル32の磁極の数、Qをスロット311の数、Sをスロットピッチの数とすると、短節巻係数kpは、次の式で求められる。
kp=sin[{P/(Q/S)}×(π/2)]
本実施の形態では、P=4、Q=9、S=2である。よって、kp=0.985である。
分布巻きの3相コイル32の分布巻係数kdは、3相コイル32に鎖交する磁束の位相差を補正する係数である。毎極毎相スロット数をqとすると、分布巻係数kdは、次の式で求められる。
kd={sin(π/6)}/{q×sin(π/6q)}
本実施の形態では、q=3である。よって、kd=0.960である。
したがって、本実施の形態では、電動機1の巻線係数kwは、0.985×0.960=0.945である。
〈絶縁部材33〉
絶縁部材33は、実施の形態1と同じように配置できる。
〈固定子3の製造方法〉
固定子3の製造方法は、実施の形態1における〈固定子3の製造方法〉で説明した方法と同じである。
〈固定子3の利点〉
本実施の形態における固定子3によれば、実施の形態1における〈固定子3の利点〉で説明した利点と同じ利点が得られる。
実施の形態6.
〈電動機1〉
図39は、実施の形態6に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。
本実施の形態では、「n」の値が、実施の形態2で説明した「n」の値と異なる。本実施の形態では、n=1である。本実施の形態では、n=1の場合において実施の形態5と異なる構成、方法などの詳細について説明する。本実施の形態において説明されない詳細は、実施の形態2又は5と同じ詳細とすることができる。
〈固定子3〉
本実施の形態で説明されない固定子3の詳細は、実施の形態5における〈固定子3〉で説明した詳細を採用可能である。
図40は、図39に示される電動機1に対応する電動機1を示す上面図である。
図40に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのU相コイル32Uを、それぞれ、第1のコイルU1、第2のコイルU2、第3のコイルU3と称する。図40に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのV相コイル32Vを、それぞれ、第1のコイルV1、第2のコイルV2、第3のコイルV3と称する。図40に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのW相コイル32Wを、それぞれ、第1のコイルW1、第2のコイルW2、第3のコイルW3と称する。各第1のコイルU1、各第2のコイルU2、各第3のコイルU3、各第1のコイルV1、各第2のコイルV2、各第3のコイルV3、各第1のコイルW1、各第2のコイルW2、及び各第3のコイルW3を、単にコイルとも称する。
〈コイルエンド32aにおけるコイルの配置〉
各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。各コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、各相の第2のコイル及び第3のコイルが、径方向において互いに隣接している。
各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの外側に配置されており、第1のコイル及び第3のコイルの一方が他方よりも固定子鉄心31の中心に近い。すなわち、各相のコイルエンド32aにおいて、第1のコイル及び第3のコイルの一方が他方よりも軸線Axに近い。具体的には、各相のコイルエンド32aにおいて、第3のコイルよりも第1のコイルの方が固定子鉄心31の中心に近い。
本実施の形態では、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第1のコイルは内側領域に配置されており、第2のコイルは外側領域に配置されており、第3のコイルは中間領域に配置されている。すなわち、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第1のコイルは、径方向における第2のコイルの内側に配置されており、第2のコイルは、径方向における第3のコイルの外側に配置されており、第3のコイルは、第1のコイルと第2のコイルとの間に配置されている。
各第3のコイルは、隣接する他の相の第1のコイルとその他の相の第2のコイルとの間に配置されている。例えば、V相の第3のコイルは、U相の第1のコイルとU相の第2のコイルとの間に配置されている。したがって、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第1のコイルは、第2のコイルから離間している。
〈スロット311内のコイルの配置の概要〉
3相コイル32の各相のコイルの第1のコイルは、スロット311の内層に配置されている。3相コイル32の各相のコイルの第2のコイルは、スロット311の外層に配置されている。3相コイル32の各相のコイルの第3のコイルは、スロット311の内層又は外層に配置されている。
すなわち、各第1のコイルは、スロット311の内層に配置されており、各第2のコイルは、スロット311の外層に配置されている。各第3のコイルの一端は、スロット311の内層に配置されており、他端は、他のスロット311の外層に配置されている。
したがって、各相のコイルは、スロット311の外層に3箇所配置されており、スロット311の内層に3箇所配置されている。
〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉
スロット311内のU相コイル32Uの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態2における〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉で説明した配置と同じである。
〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉
スロット311内のV相コイル32Vの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態2における〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉で説明した配置と同じである。
〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉
スロット311内のW相コイル32Wの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態2における〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉で説明した配置と同じである。
〈コイルの配置の変形例〉
各コイル群の第1のコイルの位置と第3のコイルの位置とを互いに入れ替えてもよい。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群の第3のコイル、第2のコイル、及び第1のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列され、第1のコイルよりも第3のコイルの方が固定子鉄心31の中心に近い。この場合、各コイル群のコイルエンド32aにおいて、第3のコイルは、第2のコイルから離間している。
〈巻線係数〉
電動機1における巻線係数kwは、実施の形態5で説明した巻線係数kwと同じである。
〈固定子3の製造方法〉
固定子3の製造方法は、実施の形態2における〈固定子3の製造方法〉で説明した方法と同じである。
〈固定子3の利点〉
本実施の形態における固定子3によれば、実施の形態2における〈固定子3の利点〉で説明した利点と同じ利点が得られる。
実施の形態7.
〈電動機1〉
図41は、実施の形態7に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。
本実施の形態では、「n」の値が、実施の形態3で説明した「n」の値と異なる。本実施の形態では、n=1である。本実施の形態では、n=1の場合において実施の形態5と異なる構成、方法などの詳細について説明する。本実施の形態において説明されない詳細は、実施の形態3又は5と同じ詳細とすることができる。
〈固定子3〉
本実施の形態で説明されない固定子3の詳細は、実施の形態5における〈固定子3〉で説明した詳細を採用可能である。
図42は、図41に示される電動機1に対応する電動機1を示す上面図である。
図41に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのU相コイル32Uを、それぞれ、第1のコイルU1、第2のコイルU2、第3のコイルU3と称する。図41に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのV相コイル32Vを、それぞれ、第1のコイルV1、第2のコイルV2、第3のコイルV3と称する。図41に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのW相コイル32Wを、それぞれ、第1のコイルW1、第2のコイルW2、第3のコイルW3と称する。各第1のコイルU1、各第2のコイルU2、各第3のコイルU3、各第1のコイルV1、各第2のコイルV2、各第3のコイルV3、各第1のコイルW1、各第2のコイルW2、及び各第3のコイルW3を、単にコイルとも称する。
〈コイルエンド32aにおけるコイルの配置〉
各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。各コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、U相の第1のコイル及び第2のコイルが、径方向において互いに隣接しており、U相の第2のコイル及び第3コイルが、径方向において互いに隣接しており、V相の第1のコイル及び第2のコイルが、径方向において互いに隣接している。
各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの外側に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、W相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルは、3相コイル32の中で最も固定子鉄心31の中心に近い。
本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、U相コイル32Uの各第1のコイル及び各第3のコイルは、中間領域に配置されており、U相コイル32Uの各第2のコイルは、外側領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、V相コイル32Vの各第1のコイルの一部は、内側領域に配置されており、V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、中間領域に配置されており、V相コイル32Vの各第2のコイルは、外側領域に配置されており、V相コイル32Vの各第3のコイルの一部は、内側領域に配置されており、V相コイル32Vの各第3のコイルの他の一部は、中間領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、W相コイル32Wの各第1のコイル及び各第3のコイルは、内側領域に配置されており、W相コイル32Wの各第2のコイルは、外側領域に配置されている。
〈スロット311内のコイルの配置の概要〉
各相の各第2のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
U相コイル32Uの第1のコイルの一部は、スロット311の内層に配置されており、U相コイル32Uの第1のコイルの他の一部は、他のスロット311の外層に配置されている。U相コイル32Uの第3のコイルの一部は、スロット311の内層に配置されており、U相コイル32Uの第3のコイルの他の一部は、他のスロット311の外層に配置されている。
V相コイル32Vの第1のコイルは、スロット311の内層に配置されている。V相コイル32Vの第3のコイルの一部は、スロット311の内層に配置されており、V相コイル32Vの第3のコイルの他の一部は、他のスロット311の外層に配置されている。
W相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルは、スロット311の内層に配置されている。
したがって、各相のコイルは、スロット311の外層に3箇所配置されており、スロット311の内層に3箇所配置されている。
〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉
スロット311内のU相コイル32Uの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態3における〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉で説明した配置と同じである。
〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉
スロット311内のV相コイル32Vの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態3における〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉で説明した配置と同じである。
〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉
スロット311内のW相コイル32Wの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態3における〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉で説明した配置と同じである。
〈コイルの配置の変形例〉
各コイル群の第1のコイルの位置と第3のコイルの位置とを互いに入れ替えてもよい。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群の第3のコイル、第2のコイル、及び第1のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されており、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの外側に配置されている。
〈巻線係数〉
電動機1における巻線係数kwは、実施の形態5で説明した巻線係数kwと同じである。
〈固定子3の製造方法〉
固定子3の製造方法は、実施の形態3における〈固定子3の製造方法〉で説明した方法と同じである。
〈固定子3の利点〉
本実施の形態における固定子3によれば、実施の形態3における〈固定子3の利点〉で説明した利点と同じ利点が得られる。
実施の形態8.
〈電動機1〉
図43は、実施の形態8に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。
本実施の形態では、「n」の値が、実施の形態4で説明した「n」の値と異なる。本実施の形態では、n=1である。本実施の形態では、n=1の場合において実施の形態5と異なる構成、方法などの詳細について説明する。本実施の形態において説明されない詳細は、実施の形態4又は5と同じ詳細とすることができる。
〈固定子3〉
本実施の形態で説明されない固定子3の詳細は、実施の形態5における〈固定子3〉で説明した詳細を採用可能である。
図44は、図43に示される電動機1に対応する電動機1を示す上面図である。
図43に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのU相コイル32Uを、それぞれ、第1のコイルU1、第2のコイルU2、第3のコイルU3と称する。図43に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのV相コイル32Vを、それぞれ、第1のコイルV1、第2のコイルV2、第3のコイルV3と称する。図43に示されるように、各コイルエンド32aにおいて周方向に隣接する3つのW相コイル32Wを、それぞれ、第1のコイルW1、第2のコイルW2、第3のコイルW3と称する。各第1のコイルU1、各第2のコイルU2、各第3のコイルU3、各第1のコイルV1、各第2のコイルV2、各第3のコイルV3、各第1のコイルW1、各第2のコイルW2、及び各第3のコイルW3を、単にコイルとも称する。
〈コイルエンド32aにおけるコイルの配置〉
各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されている。各コイルエンド32aにおいて、少なくとも1つの相のうちの第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、径方向において互いに隣接している。本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、W相の第1のコイル及び第2のコイルが、径方向において互いに隣接しており、W相の第2のコイル及び第3コイルが、径方向において互いに隣接しており、V相の第2のコイル及び第3のコイルが、径方向において互いに隣接している。
各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの内側に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、U相コイル32Uのうちの第1のコイル及び第3のコイルは、3相コイル32の中で固定子鉄心31の中心から最も離れている。
本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、U相コイル32Uの各第1のコイル及び各第3のコイルは、外側領域に配置されており、U相コイル32Uの各第2のコイルは、内側領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、V相コイル32Vの各第1のコイルの一部は、中間領域に配置されており、V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、外側領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、V相コイル32Vの各第2のコイルは、内側領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、V相コイル32Vの各第3のコイルの一部は、中間領域に配置されており、V相コイル32Vの各第1のコイルの他の一部は、外側領域に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、W相コイル32Wの各第1のコイル及び各第3のコイルは、中間領域に配置されており、W相コイル32Wの各第2のコイルは、内側領域に配置されている。
〈スロット311内のコイルの配置の概要〉
各相の各第2のコイルは、スロット311の内層に配置されている。
U相コイル32Uの第1のコイル及び第3のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
V相コイル32Vの第1のコイルの一部は、スロット311の内層又は外層に配置されている。V相コイル32Vの第3のコイルは、スロット311の外層に配置されている。
W相コイル32Wの第1のコイル及び第3のコイルは、スロット311の内層又は外層に配置されている。
したがって、各相のコイルは、スロット311の外層に3箇所配置されており、スロット311の内層に3箇所配置されている。
〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉
スロット311内のU相コイル32Uの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態4における〈スロット311内のU相コイル32Uの配置〉で説明した配置と同じである。
〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉
スロット311内のV相コイル32Vの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態4における〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉で説明した配置と同じである。
〈スロット311内のW相コイル32Wの配置〉
スロット311内のV相コイル32Vの第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルの配置は、実施の形態4における〈スロット311内のV相コイル32Vの配置〉で説明した配置と同じである。
〈コイルの配置の変形例〉
各コイル群の第1のコイルの位置と第3のコイルの位置とを互いに入れ替えてもよい。この場合、各相のコイルエンド32aにおいて、各コイル群の第3のコイル、第2のコイル、及び第1のコイルは、固定子3の周方向にこの順に2スロットピッチで配列されており、各コイル群を構成する第1から第3のコイルのうちの第2のコイルは、固定子3の径方向において第1のコイル及び第3のコイルの内側に配置されている。
〈巻線係数〉
電動機1における巻線係数kwは、実施の形態5で説明した巻線係数kwと同じである。
〈固定子3の製造方法〉
固定子3の製造方法は、実施の形態4における〈固定子3の製造方法〉で説明した方法と同じである。
〈固定子3の利点〉
本実施の形態における固定子3によれば、実施の形態4における〈固定子3の利点〉で説明した利点と同じ利点が得られる。
実施の形態9.
実施の形態9に係る圧縮機300について説明する。
図45は、圧縮機300の構造を概略的に示す断面図である。
圧縮機300は、電動要素としての電動機1と、ハウジングとしての密閉容器307と、圧縮要素(圧縮装置とも称する)としての圧縮機構305とを有する。本実施の形態では、圧縮機300は、スクロール圧縮機である。ただし、圧縮機300は、スクロール圧縮機に限定されない。圧縮機300は、スクロール圧縮機以外の圧縮機、例えば、ロータリー圧縮機でもよい。
圧縮機300内の電動機1は、実施の形態1から8のうちの1つで説明した電動機1である。電動機1は、圧縮機構305を駆動する。
圧縮機300は、さらに、シャフト4の下端部(すなわち、圧縮機構305側と反対側の端部)を支持するサブフレーム308を備えている。
圧縮機構305は、密閉容器307内に配置されている。圧縮機構305は、渦巻部分を有する固定スクロール301と、固定スクロール301の渦巻部分との間に圧縮室を形成する渦巻部分を有する揺動スクロール302と、シャフト4の上端部を保持するコンプライアンスフレーム303と、密閉容器307に固定されてコンプライアンスフレーム303を保持するガイドフレーム304とを備える。
固定スクロール301には、密閉容器307を貫通する吸入管310が圧入されている。また、密閉容器307には、固定スクロール301から吐出される高圧の冷媒ガスを外部に吐出する吐出管306が設けられている。この吐出管306は、密閉容器307の圧縮機構305と電動機1との間に設けられた開口部に連通している。
電動機1は、固定子3を密閉容器307に嵌め込むことにより密閉容器307に固定されている。電動機1の構成は、上述した通りである。密閉容器307には、電動機1に電力を供給するガラス端子309が溶接により固定されている。
電動機1が回転すると、その回転が揺動スクロール302に伝達され、揺動スクロール302が揺動する。揺動スクロール302が揺動すると、揺動スクロール302の渦巻部分と固定スクロール301の渦巻部分とで形成される圧縮室の容積が変化する。そして、吸入管310から冷媒ガスが吸入され、圧縮されて、吐出管306から吐出される。
圧縮機300は、実施の形態1から8のうちの1つで説明した電動機1を有するので、実施の形態1から8のうちの1つで説明した利点を持つ。
さらに、圧縮機300は実施の形態1から8のうちの1つで説明した電動機1を有するので、圧縮機300の性能を改善することができる。
実施の形態10.
実施の形態9に係る圧縮機300を有する、空気調和機としての冷凍空調装置7について説明する。
図46は、実施の形態10に係る冷凍空調装置7の構成を概略的に示す図である。
冷凍空調装置7は、例えば、冷暖房運転が可能である。図46に示される冷媒回路図は、冷房運転が可能な空気調和機の冷媒回路図の一例である。
実施の形態10に係る冷凍空調装置7は、室外機71と、室内機72と、室外機71及び室内機72を接続する冷媒配管73とを有する。
室外機71は、圧縮機300と、熱交換器としての凝縮器74と、絞り装置75と、室外送風機76(第1の送風機)とを有する。凝縮器74は、圧縮機300によって圧縮された冷媒を凝縮する。絞り装置75は、凝縮器74によって凝縮された冷媒を減圧し、冷媒の流量を調節する。絞り装置75は、減圧装置とも言う。
室内機72は、熱交換器としての蒸発器77と、室内送風機78(第2の送風機)とを有する。蒸発器77は、絞り装置75によって減圧された冷媒を蒸発させ、室内空気を冷却する。
冷凍空調装置7における冷房運転の基本的な動作について以下に説明する。冷房運転では、冷媒は、圧縮機300によって圧縮され、凝縮器74に流入する。凝縮器74によって冷媒が凝縮され、凝縮された冷媒が絞り装置75に流入する。絞り装置75によって冷媒が減圧され、減圧された冷媒が蒸発器77に流入する。蒸発器77において冷媒は蒸発し、冷媒(具体的には、冷媒ガス)が再び室外機71の圧縮機300へ流入する。室外送風機76によって空気が凝縮器74に送られると冷媒と空気との間で熱が移動し、同様に、室内送風機78によって空気が蒸発器77に送られると冷媒と空気との間で熱が移動する。
以上に説明した冷凍空調装置7の構成及び動作は、一例であり、上述した例に限定されない。
実施の形態10に係る冷凍空調装置7によれば、実施の形態1から8で説明した利点を持つ。
さらに、実施の形態10に係る冷凍空調装置7は、実施の形態9に係る圧縮機300を有するので、冷凍空調装置7の性能を改善することができる。
以上に説明した各実施の形態における特徴及び各変形例における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
1 電動機、 2 回転子、 3 固定子、 7 冷凍空調装置、 31 固定子鉄心、 32 3相コイル、 32a コイルエンド、 32U U相コイル、 32V V相コイル、 32W W相コイル、 71 室外機、 72 室内機、 300 圧縮機、 305 圧縮機構、 307 密閉容器、 74 凝縮器、 77 蒸発器。

Claims (19)

  1. 固定子鉄心と、
    前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられた3相コイルと
    を備え、
    前記固定子鉄心は、9×n個(nは1以上の整数)のスロットを有し、
    前記9×n個のスロットの各々は、前記3相コイルのうちの1つのコイルが配置される内層と、径方向における前記内層の外側に設けられており前記3相コイルのうちの1つのコイルが配置される外層とを含み、
    前記3相コイルは、前記3相コイルのコイルエンドにおいて3×n個のU相コイル、3×n個のV相コイル、及び3×n個のW相コイルを有し、4×n個の磁極を形成し、
    前記3×n個のU相コイル、前記3×n個のV相コイル、及び前記3×n個のW相コイルの各々は、第1から第3のコイルを一組とするn組のコイル群を含み、
    前記コイルエンドにおいて、前記第1から第3のコイルは、周方向にこの順に2スロットピッチで配列されており、
    前記コイルエンドにおいて、少なくとも1つの相のうちの前記第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが、前記径方向において互いに隣接している
    固定子。
  2. 前記コイルエンドにおいて、前記n組のコイル群は、前記周方向に等間隔で配列されており、前記nは2である請求項1に記載の固定子。
  3. 前記nは1である請求項1に記載の固定子。
  4. 前記第1のコイルは、前記内層に配置されており、
    前記第3のコイルは、前記外層に配置されており、
    前記U相コイルの前記各第2のコイルの一部は、前記U相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記U相コイルの前記各第2のコイルの他の一部は、前記U相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの内層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第2のコイルの一部は、前記V相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第2のコイルの他の一部は、前記V相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの内層に配置されており、
    前記W相コイルの前記各第2のコイルの一部は、前記W相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記W相コイルの前記各第2のコイルの他の一部は、前記W相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されている
    請求項1から3のいずれか1項に記載の固定子。
  5. 前記コイルエンドにおいて、前記第1から第3のコイルは、前記固定子の径方向にこの順に配置されている請求項4に記載の固定子。
  6. 前記第1のコイルは、前記内層に配置されており、
    前記第2のコイルは、前記外層に配置されており、
    前記U相コイルの前記各第3のコイルの一部は、前記U相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの内層に配置されており、
    前記U相コイルの前記各第3のコイルの他の一部は、前記V相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第3のコイルの一部は、前記V相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第3のコイルの他の一部は、前記W相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記W相コイルの前記各第3のコイルの一部は、前記W相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されており、
    前記W相コイルの前記各第3のコイルの他の一部は、前記U相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されている
    請求項1から3のいずれか1項に記載の固定子。
  7. 前記コイルエンドにおいて、前記第2のコイルは、前記固定子の径方向において前記第1のコイル及び前記第3のコイルの外側に配置されており、
    前記コイルエンドにおいて、前記第1のコイル及び前記第3のコイルの一方が他方よりも前記固定子鉄心の中心に近い
    請求項6に記載の固定子。
  8. 前記第2のコイルは、前記外層に配置されており、
    前記W相コイルの前記第1のコイル及び前記第3のコイルは、前記内層に配置されており、
    前記U相コイルの前記各第1のコイルの一部は、前記U相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されており、
    前記U相コイルの前記各第1のコイルの他の一部は、前記W相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記U相コイルの前記各第3のコイルの一部は、前記U相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されており、
    前記U相コイルの前記各第3のコイルの他の一部は、前記V相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第1のコイルの一部は、前記V相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第1のコイルの他の一部は、前記U相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第3のコイルの一部は、前記V相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第3のコイルの他の一部は、前記W相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されている
    請求項1から3のいずれか1項に記載の固定子。
  9. 前記コイルエンドにおいて、前記第2のコイルは、前記固定子の径方向において前記第1のコイル及び前記第3のコイルの外側に配置されており、
    前記コイルエンドにおいて、前記W相コイルの前記第1及び第3のコイルは、前記3相コイルの中で最も前記固定子鉄心の中心に近い
    請求項8に記載の固定子。
  10. 前記第2のコイルは、前記内層に配置されており、
    前記U相コイルの前記第1のコイル及び前記第3のコイルは、前記外層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第1のコイルの一部は、前記V相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第1のコイルの他の一部は、前記U相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第3のコイルの一部は、前記V相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記V相コイルの前記各第3のコイルの他の一部は、前記W相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記W相コイルの前記各第1のコイルの一部は、前記W相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されており、
    前記W相コイルの前記各第1のコイルの他の一部は、前記V相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されており、
    前記W相コイルの前記各第3のコイルの一部は、前記U相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置されており、
    前記W相コイルの前記各第3のコイルの他の一部は、前記W相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記外層に配置されている
    請求項1から3のいずれか1項に記載の固定子。
  11. 前記コイルエンドにおいて、前記第2のコイルは、前記固定子の径方向において前記第1のコイル及び前記第3のコイルの内側に配置されている請求項10に記載の固定子。
  12. 請求項1から11のいずれか1項に記載の固定子と、
    前記固定子の内側に配置された回転子と
    を備えた電動機。
  13. 密閉容器と、
    前記密閉容器内に配置された圧縮装置と、
    前記圧縮装置を駆動する請求項12に記載の電動機と
    を備えた圧縮機。
  14. 請求項11に記載の圧縮機と、
    熱交換器と
    を備えた空気調和機。
  15. 9×n個(nは1以上の整数)のスロットを有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心に取り付けられた3相コイルとを有する固定子の製造方法であって、
    前記9×n個のスロットの各々は、前記3相コイルのうちの1つのコイルが配置される内層と、径方向における前記内層の外側に設けられており前記3相コイルのうちの1つのコイルが配置される外層とを含み、
    前記3相コイルは、前記3相コイルのコイルエンドにおいて3×n個のU相コイル、3×n個のV相コイル、及び3×n個のW相コイルを有し、4×n個の磁極を形成し、
    前記3×n個のU相コイル、前記3×n個のV相コイル、及び前記3×n個のW相コイルの各々は、第1から第3のコイルを一組とするn組のコイル群を含み、
    前記コイルエンドにおいて、前記第1から第3のコイルを、周方向にこの順に2スロットピッチで分布巻きで配列することと、
    前記コイルエンドにおいて、少なくとも1つの相のうちの前記第1から第3のコイルのうちの少なくとも2つが前記径方向において互いに隣接するように前記第1から第3のコイルを配列することと
    を備えた固定子の製造方法。
  16. 9×n個(nは1以上の整数)のスロットを有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられた3相コイルとを有する固定子の製造方法であって、
    前記9×n個のスロットの各々は、内層と、径方向における前記内層の外側に設けられた外層とを含み、
    前記3相コイルは、前記3相コイルのコイルエンドにおいて3×n個のU相コイル、3×n個のV相コイル、及び3×n個のW相コイルを有し、4×n個の磁極を形成し、
    前記3×n個のU相コイル、前記3×n個のV相コイル、及び前記3×n個のW相コイルの各々は、第1から第3のコイルを一組とするn組のコイル群を含み、
    前記U相コイルの前記第1のコイル、前記V相コイルの前記第1のコイル、及び前記W相コイルの前記第1のコイルを、分布巻きで前記内層に配置することと、
    前記U相コイルの前記第3のコイル、前記V相コイルの前記第3のコイル、及び前記W相コイルの前記第3のコイルを、分布巻きで前記外層に配置することと、
    前記U相コイルの前記各第2のコイルの一部をもう1つの前記スロットの前記外層に配置し、前記U相コイルの前記各第2のコイルの他の一部を、前記U相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの内層に分布巻きで配置し、前記V相コイルの前記各第2のコイルの一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に配置し、前記V相コイルの前記各第2のコイルの他の一部を、前記V相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの前記内層に分布巻きで配置し、前記W相コイルの前記各第2のコイルの一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に配置し、前記W相コイルの前記各第2のコイルの他の一部を、前記W相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの前記内層に分布巻きで配置することと
    を備えた固定子の製造方法。
  17. 9×n個(nは1以上の整数)のスロットを有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられた3相コイルとを有する固定子の製造方法であって、
    前記9×n個のスロットの各々は、内層と、径方向における前記内層の外側に設けられた外層とを含み、
    前記3相コイルは、前記3相コイルのコイルエンドにおいて3×n個のU相コイル、3×n個のV相コイル、及び3×n個のW相コイルを有し、4×n個の磁極を形成し、
    前記3×n個のU相コイル、前記3×n個のV相コイル、及び前記3×n個のW相コイルの各々は、第1から第3のコイルを一組とするn組のコイル群を含み、
    前記U相コイルの前記第2のコイル、前記V相コイルの前記第2のコイル、及び前記W相コイルの前記第2のコイルを、分布巻きで前記外層に配置することと、
    前記U相コイルの前記第1のコイル、前記V相コイルの前記第1のコイル、及び前記W相コイルの前記第1のコイルを、分布巻きで前記内層に配置することと、
    前記U相コイルの前記各第3のコイルの一部を、前記U相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置し、前記U相コイルの前記各第3のコイルの他の一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に分布巻きで配置し、前記V相コイルの前記各第3のコイルの一部を、前記V相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置し、前記V相コイルの前記各第3のコイルの他の一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に分布巻きで配置し、前記W相コイルの前記各第3のコイルの一部を、前記W相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置し、前記W相コイルの前記各第3のコイルの他の一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に分布巻きで配置することと
    を備えた固定子の製造方法。
  18. 9×n個(nは1以上の整数)のスロットを有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられた3相コイルとを有する固定子の製造方法であって、
    前記9×n個のスロットの各々は、内層と、径方向における前記内層の外側に設けられた外層とを含み、
    前記3相コイルは、前記3相コイルのコイルエンドにおいて3×n個のU相コイル、3×n個のV相コイル、及び3×n個のW相コイルを有し、4×n個の磁極を形成し、
    前記3×n個のU相コイル、前記3×n個のV相コイル、及び前記3×n個のW相コイルの各々は、第1から第3のコイルを一組とするn組のコイル群を含み、
    前記U相コイルの前記第2のコイル、前記V相コイルの前記第2のコイル、及び前記W相コイルの前記第2のコイルを、分布巻きで前記外層に配置することと、
    前記W相コイルの前記第1のコイル及び前記第3のコイルを、分布巻きで前記内層に配置することと、
    前記W相コイルの前記第1のコイル及び前記第3のコイルを、分布巻きで前記内層に配置することと、
    前記U相コイルの前記各第1のコイルの一部を、前記U相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置し、前記U相コイルの前記各第1のコイルの他の一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に分布巻きで配置し、前記U相コイルの前記各第3のコイルの一部を、前記U相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置し、前記U相コイルの前記各第3のコイルの他の一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に分布巻きで配置することと、
    前記V相コイルの前記各第1のコイルの一部を、前記V相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置し、前記V相コイルの前記各第1のコイルの他の一部を、前記U相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの前記内層に分布巻きで配置し、前記V相コイルの前記各第3のコイルの一部を、前記V相コイルの前記第2のコイルが配置された前記スロットの前記内層に配置し、前記V相コイルの前記各第3のコイルの他の一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に分布巻きで配置することと
    を備えた固定子の製造方法。
  19. 9×n個(nは1以上の整数)のスロットを有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられた3相コイルとを有する固定子の製造方法であって、
    前記9×n個のスロットの各々は、内層と、径方向における前記内層の外側に設けられた外層とを含み、
    前記3相コイルは、前記3相コイルのコイルエンドにおいて3×n個のU相コイル、3×n個のV相コイル、及び3×n個のW相コイルを有し、4×n個の磁極を形成し、
    前記3×n個のU相コイル、前記3×n個のV相コイル、及び前記3×n個のW相コイルの各々は、第1から第3のコイルを一組とするn組のコイル群を含み、
    前記U相コイルの前記第1のコイル及び前記第3のコイルを、分布巻きで前記外層に配置することと、
    前記U相コイルの前記第2のコイル、前記V相コイルの前記第2のコイル、及び前記W相コイルの前記第2のコイルを、分布巻きで前記内層に配置することと、
    前記V相コイルの前記各第1のコイルの一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に配置し、前記V相コイルの前記各第1のコイルの他の一部を、前記U相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの前記内層に分布巻きで配置し、前記V相コイルの前記各第3のコイルの一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に配置し、前記V相コイルの前記各第3のコイルの他の一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に分布巻きで配置することと、
    前記W相コイルの前記各第1のコイルの一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に配置し、前記W相コイルの前記各第1のコイルの他の一部を、前記V相コイルの前記第3のコイルが配置された前記スロットの前記内層に分布巻きで配置し、前記W相コイルの前記各第3のコイルの一部を、もう1つの前記スロットの前記外層に配置し、前記W相コイルの前記各第3のコイルの他の一部を、前記U相コイルの前記第1のコイルが配置された前記スロットの前記内層に分布巻きで配置することと
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