JP7325650B2 - 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

Info

Publication number
JP7325650B2
JP7325650B2 JP2022548331A JP2022548331A JP7325650B2 JP 7325650 B2 JP7325650 B2 JP 7325650B2 JP 2022548331 A JP2022548331 A JP 2022548331A JP 2022548331 A JP2022548331 A JP 2022548331A JP 7325650 B2 JP7325650 B2 JP 7325650B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
phase
coils
stator
stator core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022548331A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022054219A1 (ja
Inventor
淳史 石川
篤 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2022054219A1 publication Critical patent/JPWO2022054219A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7325650B2 publication Critical patent/JP7325650B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/08Compressors specially adapted for separate outdoor units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/02Compressor arrangements of motor-compressor units
    • F25B31/026Compressor arrangements of motor-compressor units with compressor of rotary type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/065Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves
    • H02K15/067Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves inserted in parallel to the axis of the slots or inter-polar channels
    • H02K15/068Strippers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

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
3相コイルを重ね巻きで固定子鉄心に取り付ける場合、挿入器具(例えば、後述する図9に示される挿入器具9)を用いて、3相コイルを固定子鉄心に取り付けることが難しい。そのため、通常、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相コイルを固定子鉄心に取り付ける。したがって、固定子の生産性が下がる。さらに、3相コイルが重ね巻きで取り付けられた固定子では、互いに異なる相である2つのコイルが配置されたスロットが多い。互いに異なる相である2つのコイルが配置されたスロットに、絶縁部材を配置する必要がある。この場合、絶縁部材をスロットに配置する手間がかかり、その結果、固定子の生産性がさらに下がる。
本開示の目的は、固定子の生産性を改善することである。
本開示の一態様に係る固定子は、
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、
前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられており、4×n個の磁極を形成する3相コイルと、
前記3相コイルを絶縁する第1の絶縁部材と
を備え、
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、2×n個のU相コイル、2×n個のV相コイル、及び2×n個のW相コイルを有し、
前記2×n個のU相コイルは直列に接続されており、
前記2×n個のV相コイルは直列に接続されており、
前記2×n個のW相コイルは直列に接続されており、
前記2×n個のU相コイル、前記2×n個のV相コイル、及び前記2×n個のW相コイルの各々は、2スロットピッチで前記固定子鉄心に配置されたn個の第1のコイルと、3スロットピッチで前記固定子鉄心に配置されたn個の第2のコイルとを含み、
前記n個の第1のコイルは、前記コイルエンドにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されており、
前記n個の第2のコイルは、前記コイルエンドにおいて、前記周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されており、
前記n個の第2のコイルは、前記コイルエンドにおいて、径方向における前記n個の第1のコイルの外側に配置されており、
前記第1の絶縁部材は、前記9×n個のスロットのうちの、前記第2のコイルが配置されたスロットに配置されている。
本開示の他の態様に係る固定子は、
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、
前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられており、4×n個の磁極を形成する3相コイルと、
前記3相コイルを絶縁する第1の絶縁部材と
を備え、
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、2×n個のU相コイル、2×n個のV相コイル、及び2×n個のW相コイルを有し、
前記2×n個のU相コイルは直列に接続されており、
前記2×n個のV相コイルは直列に接続されており、
前記2×n個のW相コイルは直列に接続されており、
前記2×n個のU相コイル、前記2×n個のV相コイル、及び前記2×n個のW相コイルの各々は、2スロットピッチで前記固定子鉄心に配置されたn個の第1のコイルと、3スロットピッチで前記固定子鉄心に配置されたn個の第2のコイルとを含み、
前記n個の第1のコイルは、前記コイルエンドにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されており、
前記n個の第2のコイルは、前記コイルエンドにおいて、前記周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されており、
前記n個の第1のコイルは、前記コイルエンドにおいて、径方向における前記n個の第2のコイルの外側に配置されており、
前記第1の絶縁部材は、前記9×n個のスロットのうちの、前記第2のコイルが配置されたスロットに配置されている。
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、
スロットを有する固定子鉄心と、コイルエンドにおいて2×n個(nは1以上の整数)のU相コイル、2×n個のV相コイル、及び2×n個のW相コイルを有する3相コイルと有する固定子の製造方法であって、
前記2×n個のU相コイル、前記2×n個のV相コイル、及び前記2×n個のW相コイルの各々は、n個の第1のコイルとn個の第2のコイルとを含み、
前記n個の第2のコイルを、3スロットピッチで前記固定子鉄心に配置することと、
前記n個の第2のコイルを絶縁するように、絶縁部材を、前記第2のコイルが配置された前記スロットに配置することと、
前記n個の第1のコイルを、2スロットピッチで径方向における前記n個の第2のコイルの内側に配置することと
を備える。
本開示の他の態様に係る固定子の製造方法は、
スロットを有する固定子鉄心と、コイルエンドにおいて2×n個(nは1以上の整数)のU相コイル、2×n個のV相コイル、及び2×n個のW相コイルを有する3相コイルと有する固定子の製造方法であって、
前記2×n個のU相コイル、前記2×n個のV相コイル、及び前記2×n個のW相コイルの各々は、n個の第1のコイルとn個の第2のコイルとを含み、
前記n個の第1のコイルを、2スロットピッチで前記固定子鉄心に配置することと、
前記n個の第2のコイルを、3スロットピッチで径方向における前記n個の第1のコイルの内側に配置することと、
前記n個の第2のコイルを絶縁するように、絶縁部材を、前記第2のコイルが配置された前記スロットに配置することと
を備える。
本開示によれば、固定子の生産性を改善することができる。
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。 3相コイルを概略的に示す図である。 スロット内の3相コイルの配置を模式的に示す図である。 スロットにおける絶縁部材(第1の絶縁部材とも称する)の配置の例を示す図である。 コイルエンドにおける絶縁部材(第2の絶縁部材とも称する)の配置の例を示す図である。 実施の形態1におけ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2のコイルの挿入工程を示す図である。 ステップS13における追加の第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13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1の変形例に係る電動機の構造を概略的に示す上面図である。 実施の形態1の変形例に係る電動機の固定子の構造を概略的に示す上面図である。 実施の形態1の変形例に係る電動機の3相コイルを概略的に示す図である。 実施の形態1の変形例におけ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S11a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S13a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2に係る電動機の構造を概略的に示す平面図である。 実施の形態2に係る電動機の固定子の構造を概略的に示す上面図である。 スロットにおける絶縁部材(第1の絶縁部材とも称する)の配置の例を示す図である。 コイルエンドにおける絶縁部材(第2の絶縁部材とも称する)の配置の例を示す図である。 実施の形態2における固定子3の製造工程の一例を示すフローチャートである。 ステップS21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S22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S24における追加の第2のコイルの挿入工程を示す図である。 実施の形態2の変形例に係る電動機の構造を概略的に示す上面図である。 実施の形態2の変形例に係る電動機の固定子の構造を概略的に示す上面図である。 実施の形態2の変形例におけ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S21a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S22aにおける第2のコイルの挿入工程を示す図である。 実施の形態3に係る圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。 実施の形態4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、3相コイル32を概略的に示す図である。
図1及び図2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。本実施の形態では、n=2である。したがって、図1及び図2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、2×n個のU相コイル32U、2×n個のV相コイル32V、及び2×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。2×n個のU相コイル32Uを「U相コイル群」とも称し、2×n個のV相コイル32Vを「V相コイル群」とも称し、2×n個のW相コイル32Wを「W相コイル群」とも称する。U相コイル群、V相コイル群、及びW相コイル群の各々を、「各相のコイル群」とも称する。
各相のコイル群は、n個の第1のコイルと、n個の第2のコイルとを含む。各第1のコイルは、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。各第2のコイルは、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。各相の各第1のコイル及び各相の各第2のコイルを単に「コイル」とも称する。
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、1つのコイルが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、1つのコイルが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。
3スロットピッチとは、「3スロット毎」を意味する。すなわち、3スロットピッチとは、1つのコイルが3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、3スロットピッチとは、1つのコイルが2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、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、4個のU相コイル32U、4個のV相コイル32V、及び4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、4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1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1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4に示されるように、2×n個のU相コイル32U(すなわち、第1のコイルU1及び第2のコイルU2)、2×n個のV相コイル32V(すなわち、第1のコイルV1及び第2のコイルV2)、及び2×n個のW相コイル32W(すなわち、第1のコイルW1及び第2のコイルW2)は、例えば、Y結線で接続されている。ただし、2×n個のU相コイル32U、2×n個のV相コイル32V、及び2×n個のW相コイル32Wは、Y結線以外の結線、例えば、デルタ結線で接続されていてもよい。
各相のn個の第1のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。本実施の形態では、例えば、U相の2個の第1のコイルU1は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に180度ごとに等間隔に配置されている。言い換えると、n個の第1のコイルU1は、各コイルエンド32aにおいて、互いに360/n度ずれて等間隔に配置されている。本実施の形態では、U相の2個の第1のコイルU1は、各コイルエンド32aにおいて、互いに180度ずれて等間隔に配置されている。n=1の場合、各相の第1のコイルは、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。
各相のn個の第2のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。本実施の形態では、例えば、U相の2個の第2のコイルU2は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に180度ごとに等間隔に配置されている。言い換えると、n個の第2のコイルU2は、各コイルエンド32aにおいて、互いに360/n度ずれて等間隔に配置されている。本実施の形態では、U相の2個の第2のコイルU2は、各コイルエンド32aにおいて、互いに180度ずれて等間隔に配置されている。n=1の場合、各相の第2のコイルは、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。
各コイルエンド32aにおいて、周方向に隣接する2つの第1のコイルは、互いに電気角で240度(すなわち、機械角で60度)周方向にずれている。各コイルエンド32aにおいて、周方向に隣接する2つの第2のコイルは、互いに電気角で240度(すなわち、機械角で60度)周方向にずれている。
3相コイル32の各コイルエンド32aにおいて各コイルが配置される領域は、複数の領域、例えば、内側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る。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る。すなわち、外側領域は、xy平面において内側領域の外側に位置する領域であり、内側領域は、xy平面において外側領域の外側に位置する領域である。内側領域及び外側領域の各々は、周方向に延在する領域である。
本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、各第1のコイルは内側領域に配置されており、各第2のコイルは外側領域に配置されている。すなわち、第1のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、径方向における第2のコイルの内側に配置されている。第2のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、径方向における第1のコイルの外側に配置されている。
本実施の形態では、第2のコイルが配置される外側領域を、第1の外側領域及び第2の外側領域に分けてもよい。第2の外側領域は、xy平面において内側領域の外側に位置する領域であり、第1の外側領域は、xy平面において第2の外側領域の外側に位置する領域である。すなわち、第2の外側領域は、内側領域と第1の外側領域との間の領域である。第1の外側領域及び第2の外側領域の各々は、周方向に延在する領域である。この場合、図1及び図3に示されるように、各相の1つの第2のコイルは、第1の外側領域に配置されており、各相のもう1つの第2のコイルは、第2の外側領域に配置されている。したがって、各相において、1つの第2のコイルは、もう1つの第2のコイルに比べて径方向における外側に配置されている。
各コイルエンド32aにおいて、U相の第1のコイルU1、W相の第1のコイルW1、及びV相の第1のコイルV1は、周方向(図3では、反時計回り)にこの順に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、U相の第2のコイルU2、W相の第2のコイルW2、及びV相の第2のコイルV2は、周方向(図3では、反時計回り)にこの順に配置されている。各第2のコイルは、他の相の第2のコイルと共にスロット311に配置されている。
周方向に見た場合に、各コイルは、同じ向きに固定子鉄心31に巻かれている。
〈U相コイル32U〉
図3に示されるように、2×n個のU相コイル32Uは、n個の第1のコイルU1と、n個の第2のコイルU2とを含む。本実施の形態では、2個のU相コイル32Uは、1個の第1のコイルU1と、1個の第2のコイルU2とで構成されている。2×n個のU相コイル32Uは、直列に接続されている。したがって、本実施の形態では、2個の第1のコイルU1及び2個の第2のコイルU2は、直列に接続されている。第1のコイルU1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルU2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
図3に示されるように、U相の第1のコイルU1は、固定子鉄心31の一端側において、1スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、U相の第1のコイルU1は、固定子鉄心31の一端側において、1つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
図3に示されるように、U相の第2のコイルU2は、固定子鉄心31の一端側において、2スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、U相の第2のコイルU2は、固定子鉄心31の一端側において、2つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
U相のn個の第1のコイルU1は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第1のコイルU1は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。U相のn個の第2のコイルU2は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第2のコイルU2は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。
各第1のコイルU1は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第2のコイルの内側に配置されている。各第2のコイルU2は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第1のコイルの外側に配置されている。
〈V相コイル32V〉
図3に示されるように、2×n個のV相コイル32Vは、n個の第1のコイルV1と、n個の第2のコイルV2とを含む。本実施の形態では、2個のV相コイル32Vは、1個の第1のコイルV1と、1個の第2のコイルV2とで構成されている。2×n個のV相コイル32Vは、直列に接続されている。したがって、本実施の形態では、2個の第1のコイルV1及び2個の第2のコイルV2は、直列に接続されている。第1のコイルV1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルV2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
図3に示されるように、V相の第1のコイルV1は、固定子鉄心31の一端側において、1スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、V相の第1のコイルV1は、固定子鉄心31の一端側において、1つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
図3に示されるように、V相の第2のコイルV2は、固定子鉄心31の一端側において、2スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、V相の第2のコイルV2は、固定子鉄心31の一端側において、2つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
V相のn個の第1のコイルV1は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第1のコイルV1は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。V相のn個の第2のコイルV2は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第2のコイルV2は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。
各第1のコイルV1は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第2のコイルの内側に配置されている。各第2のコイルV2は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第1のコイルの外側に配置されている。
〈W相コイル32W〉
図3に示されるように、2×n個のW相コイル32Wは、n個の第1のコイルW1と、n個の第2のコイルW2とを含む。本実施の形態では、2個のW相コイル32Wは、1個の第1のコイルW1と、1個の第2のコイルW2とで構成されている。2×n個のW相コイル32Wは、直列に接続されている。したがって、本実施の形態では、2個の第1のコイルW1及び2個の第2のコイルW2は、直列に接続されている。第1のコイルW1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルW2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
図3に示されるように、W相の第1のコイルW1は、固定子鉄心31の一端側において、1スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、W相の第1のコイルW1は、固定子鉄心31の一端側において、1つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
図3に示されるように、W相の第2のコイルW2は、固定子鉄心31の一端側において、2スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、W相の第2のコイルW2は、固定子鉄心31の一端側において、2つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
W相のn個の第1のコイルW1は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第1のコイルW1は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。W相のn個の第2のコイルW2は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第2のコイルW2は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。
各第1のコイルW1は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第2のコイルの内側に配置されている。各第2のコイルW2は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第1のコイルの外側に配置されている。
〈スロット311内のコイルの配置の概要〉
図5は、スロット311内の3相コイル32の配置を模式的に示す図である。
1つのスロット311に異なる2つの相のコイルが配置される場合、そのスロット311の領域は、2つの領域に分けられる。この場合、スロット311の領域は、内層と、内層の外側に位置する外層とに分けられる。
〈絶縁部材〉
図6は、スロット311における絶縁部材34(第1の絶縁部材とも称する)の配置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34を有してもよい。絶縁部材34は、例えば、絶縁紙である。図6に示される例では、絶縁部材34は、9×n個のスロット311のうちの、第2のコイルが配置されたスロット311に配置されている。具体的には、各絶縁部材34は、スロット311において、2つの第2のコイルの間に配置されている。
1つのスロット311に異なる2つの相のコイルが配置される場合、回転子2の回転中、これらの2つのコイル間において電位差が発生する。そのため、これらの2つのコイル間に絶縁部材34が配置されている場合、電位差による各コイルを覆う被膜に対する絶縁破壊を防止することができる。
図7は、コイルエンド32aにおける絶縁部材34(第2の絶縁部材とも称する)の配置の例を示す図である。
固定子3は、コイルエンド32aにおける3相コイル32の各相のコイルを絶縁する絶縁部材34を有してもよい。この絶縁部材34は、例えば、絶縁紙である。図7に示される例では、絶縁部材34は、コイルエンド32aにおいて、第1のコイルと第2のコイルとの間に配置されている。
〈巻線係数〉
本実施の形態では、各相の第1のコイルの巻線係数kw1及び各相の第2のコイルの巻線係数kw2は、互いに異なる。そこで、電動機1の固定子3の巻線係数kwを算出するために、各相の第1のコイルの巻線係数kw1及び各相の第2のコイルの巻線係数kw2を算出する。
各相の第1のコイルの短節巻線係数Kp1及び各相の第2のコイルの短節巻線係数Kp2は、次の式(1),(2),(3)、及び(4)で求められる。
β1=2[スロットピッチ]/(18[スロット]/8[磁極])
=8/9 ・・・(1)
Kp1=sin{(β1×π)/2)}
=sin{(8/9)×(π/2)}
=sin80°
=0.985 ・・・(2)
β2=3[スロットピッチ]/(18[スロット]/8[磁極])
=4/3 ・・・(3)
Kp2=sin{(β2×π)/2)}
=sin{(4/3)×(π/2)}
=sin120°
=0.866 ・・・(4)
電動機1の固定子3の分布巻係数kdは、1である。したがって、電動機1の固定子3の巻線係数kwは、次の式(5)のように求められる。
kw={(2/3)×kp1+(1/3)×kp2}×kd1
={(2/3)×0.985+(1/3)×0.866}×1
=0.945 ・・・(5)
〈実施の形態1における固定子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の製造方法の一例についてより具体的に以下に説明する。
図8は、実施の形態1における固定子3の製造工程の一例を示すフローチャートである。
図9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10は、ステップS11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S11では、図10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、コイルエンド32aにおいて各相の1つの第2のコイルを周方向に等間隔(具体的には、120度)に配置し、固定子鉄心31のスロット311の外層に、各相の1つの第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1つの第2のコイルU2、V相コイル32Vの1つの第2のコイルV2、及びW相コイル32Wの1つの第2のコイルW2を、分布巻きでスロット311の外層に配置する。その結果、各相の1つの第2のコイルは、コイルエンド32aの外側領域(具体的には、第1の外側領域)に配置され、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置される。
図9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。
ステップS12では、各相の第2のコイルを絶縁するように、絶縁部材34が、各相の第2のコイルが配置されたスロット311に配置される。具体的には、次のステップにおいて異なる相の第2のコイルが配置されるスロット311に絶縁部材34を配置する。
図11は、ステップS13における追加の第2のコイルの挿入工程を示す図である。
ステップS13では、図11に示されるように、固定子鉄心31に各相のもう1つの第2コイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、コイルエンド32aにおいて各相のもう1つの第2のコイルを周方向に等間隔に配置し、すでに第2のコイルが配置されたスロット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、各相のもう1つの第2のコイルは、コイルエンド32aの外側領域(具体的には、第2の外側領域)に配置される。
その結果、各相の第2のコイルは、コイルエンド32aの外側領域に配置され、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置される。各相の第2のコイルは、各相の第2のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、U相の第2のコイルU2、W相の第2のコイルW2、及びV相の第2のコイルV2は、周方向(図11では、反時計回り)にこの順に配置される。各第2のコイルは、他の相の第2のコイルと共にスロット311に配置される。
図12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11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、コイルエンド32aにおいて各相の第1のコイルを周方向に等間隔に配置し、各相の第1のコイルを分布巻きでスロット311に配置する。すなわち、U相コイル32Uの第1のコイルU1、V相コイル32Vの第1のコイルV1、及びW相コイル32Wの第1のコイルW1を、分布巻きでスロット311に配置する。その結果、各相の第1のコイルは、コイルエンド32aの内側領域に配置され、2スロットピッチで径方向における第2のコイルの内側に配置される。
上述のように、ステップS11からステップS14では、各第1のコイルは、2スロットピッチで固定子鉄心31に分布巻きで配置され、各第2のコイルは、3スロットピッチで固定子鉄心31に分布巻きで配置される。その結果、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が本実施の形態で説明された配列を持つように、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。
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。各相のコイルは、直列に接続される。すなわち、2×n個のU相コイル32Uは直列に接続され、2×n個のV相コイル32Vは直列に接続され、2×n個のW相コイル32Wは直列に接続される。U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wは、例えば、Y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13は、比較例に係る電動機1aを示す上面図である。
図14は、図13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14は、図13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9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。
本実施の形態では、固定子3が上述の配置を持つので、挿入器具(例えば、図9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に容易に取り付けることができる。したがって、固定子3の生産性を改善することができる。さらに、本実施の形態では、固定子3が上述の配置を持つので、絶縁部材34をスロット311に容易に配置することができ、固定子3の生産性をさらに改善することができる。
実施の形態1における固定子3の製造方法によれば、本実施の形態で説明した利点を持つ固定子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。さらに、最初に第2のコイルが外側領域に配置されるので、第1のコイルを容易に固定子鉄心31に配置することができ、軸方向におけるコイルエンド32aの高さを抑えることができる。
実施の形態1における変形例.
〈電動機1〉
図15は、実施の形態1の変形例に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。
変形例では、「n」の値が、実施の形態1で説明した「n」の値と異なる。変形例では、n=1である。変形例では、実施の形態1と異なる構成について説明する。変形例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。
回転子2は、回転子鉄心21と、少なくとも1つの永久磁石22とを有する。回転子2は、4×n個(nは1以上の整数)の磁極を持つ。変形例では、回転子2は、4個の磁極を持つ。
〈固定子3〉
図16は、実施の形態1の変形例に係る電動機1の固定子3の構造を概略的に示す上面図である。
図17は、実施の形態1の変形例に係る電動機1の3相コイル32を概略的に示す図である。
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。変形例では、n=1である。したがって、変形例では、固定子鉄心31は、9個のスロット311を有する。
図16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、2個のU相コイル32U、2個のV相コイル32V、及び2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。変形例では、n=1である。したがって、変形例では、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。
実施の形態1の変形例では、各相のコイル群は、1個の第1のコイルと、1個の第2のコイルとを含む。各第1のコイルは、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。各第2のコイルは、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
図17に示されるように、2×n個のU相コイル32U(すなわち、1個の第1のコイルU1及び1個の第2のコイルU2)、2×n個のV相コイル32V(すなわち、1個の第1のコイルV1及び1個の第2のコイルV2)、及び2×n個のW相コイル32W(すなわち、1個の第1のコイルW1及び1個の第2のコイルW2)は、例えば、Y結線で接続される。ただし、2×n個のU相コイル32U、2×n個のV相コイル32V、及び2×n個のW相コイル32Wは、Y結線以外の結線、例えば、デルタ結線で接続されていてもよい。
〈U相コイル32U〉
2×n個のU相コイル32Uは、n個の第1のコイルU1と、n個の第2のコイルU2とを含む。変形例では、4個のU相コイル32Uは、2個の第1のコイルU1と、2個の第2のコイルU2とで構成されている。2×n個のU相コイル32Uは、直列に接続されている。したがって、変形例では、1個の第1のコイルU1及び1個の第2のコイルU2は、直列に接続されている。第1のコイルU1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルU2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
〈V相コイル32V〉
2×n個のV相コイル32Vは、n個の第1のコイルV1と、n個の第2のコイルV2とを含む。変形例では、4個のV相コイル32Vは、2個の第1のコイルV1と、2個の第2のコイルV2とで構成されている。2×n個のV相コイル32Vは、直列に接続されている。したがって、変形例では、1個の第1のコイルV1及び1個の第2のコイルV2は、直列に接続されている。第1のコイルV1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルV2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
〈W相コイル32W〉
2×n個のW相コイル32Wは、n個の第1のコイルW1と、n個の第2のコイルW2とを含む。変形例では、4個のW相コイル32Wは、2個の第1のコイルW1と、2個の第2のコイルW2とで構成されている。2×n個のW相コイル32Wは、直列に接続されている。したがって、変形例では、1個の第1のコイルW1及び1個の第2のコイルW2は、直列に接続されている。第1のコイルW1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルW2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
〈巻線係数〉
実施の形態1で説明した巻線係数は、変形例に係る電動機1の固定子3に適用可能である。
〈実施の形態1の変形例における固定子3の製造方法〉
実施の形態1の変形例における固定子3の製造方法の一例について説明する。
図18は、実施の形態1の変形例における固定子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S11a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S11aでは、図18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、コイルエンド32aにおいて各相の第2のコイルを周方向に等間隔(具体的には、120度)に配置し、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U2、V相コイル32Vの第2のコイルV2、及びW相コイル32Wの第2のコイルW2を、分布巻きでスロット311の外層に配置する。その結果、各相の第2のコイルは、コイルエンド32aの外側領域に配置され、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置される。
ステップS12aでは、各相の第2のコイルを絶縁するように、絶縁部材34が、各相の第2のコイルが配置されたスロット311に配置される。具体的には、異なる相の第2のコイルが配置されたスロット311に絶縁部材34を配置する。
図20は、ステップS13a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S13aでは、図20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、コイルエンド32aにおいて各相の第1のコイルを周方向に等間隔に配置し、各相の第1のコイルを分布巻きでスロット311に配置する。すなわち、U相コイル32Uの第1のコイルU1、V相コイル32Vの第1のコイルV1、及びW相コイル32Wの第1のコイルW1を、分布巻きでスロット311に配置する。その結果、各相の第1のコイルは、コイルエンド32aの内側領域に配置され、2スロットピッチで径方向における第2のコイルの内側に配置される。
上述のように、ステップS11aからステップS13aでは、各第1のコイルは、2スロットピッチで固定子鉄心31に分布巻きで配置され、各第2のコイルは、3スロットピッチで固定子鉄心31に分布巻きで配置される。その結果、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が本実施の形態の変形例で説明された配列を持つように、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。
ステップS14a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。各相のコイルは、直列に接続される。すなわち、2×n個のU相コイル32Uは直列に接続され、2×n個のV相コイル32Vは直列に接続され、2×n個のW相コイル32Wは直列に接続される。U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wは、例えば、Y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。
実施の形態1の変形例における固定子3は、実施の形態1で説明した利点を有する。したがって、実施の形態1の変形例に係る電動機1は、実施の形態1で説明した利点を有する。
実施の形態2.
図21は、実施の形態2に係る電動機1の構造を概略的に示す平面図である。
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〉
図22は、実施の形態2に係る電動機1の固定子3の構造を概略的に示す上面図である。
図21及び図22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。本実施の形態では、n=2である。したがって、図21及び図22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は、各コイルエンド32aにおいて、2×n個のU相コイル32U、2×n個のV相コイル32V、及び2×n個のW相コイル32Wを有する(図21)。
各相のコイル群は、n個の第1のコイルと、n個の第2のコイルとを含む。各第1のコイルは、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。各第2のコイルは、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
本実施の形態では、n=2である。したがって、図21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、4個のU相コイル32U、4個のV相コイル32V、及び4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、4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21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21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。
2×n個のU相コイル32U(すなわち、第1のコイルU1及び第2のコイルU2)、2×n個のV相コイル32V(すなわち、第1のコイルV1及び第2のコイルV2)、及び2×n個のW相コイル32W(すなわち、第1のコイルW1及び第2のコイルW2)は、例えば、Y結線で接続されている。ただし、2×n個のU相コイル32U、2×n個のV相コイル32V、及び2×n個のW相コイル32Wは、Y結線以外の結線、例えば、デルタ結線で接続されていてもよい。
各相のn個の第1のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。n=1の場合、各相の第1のコイルは、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。
各相のn個の第2のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。n=1の場合、各相の第2のコイルは、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。
各コイルエンド32aにおいて、周方向に隣接する2つの第1のコイルは、互いに電気角で240度(すなわち、機械角で60度)周方向にずれている。各コイルエンド32aにおいて、周方向に隣接する2つの第2のコイルは、互いに電気角で240度(すなわち、機械角で60度)周方向にずれている。
本実施の形態では、各コイルエンド32aにおいて、各第1のコイルは外側領域に配置されており、各第2のコイルは内側領域に配置されている。すなわち、第1のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、径方向における第2のコイルの外側に配置されている。第2のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、径方向における第1のコイルの内側に配置されている。
本実施の形態では、第2のコイルが配置される内側領域を、第1の内側領域及び第2の内側領域に分けてもよい。第1の内側領域は、xy平面において外側領域の内側に位置する領域であり、第2の内側領域は、xy平面において第1の内側領域の内側に位置する領域である。すなわち、第1の内側領域は、外側領域と第2の内側領域との間の領域である。第1の内側領域及び第2の内側領域の各々は、周方向に延在する領域である。この場合、図21及び図22に示されるように、各相の1つの第2のコイルは、第1の内側領域に配置されており、各相のもう1つの第2のコイルは、第2の内側領域に配置されている。したがって、各相において、1つの第2のコイルは、もう1つの第2のコイルに比べて径方向における外側に配置されている。
各コイルエンド32aにおいて、U相の第1のコイルU1、W相の第1のコイルW1、及びV相の第1のコイルV1は、周方向(図22では、反時計回り)にこの順に配置されている。各コイルエンド32aにおいて、U相の第2のコイルU2、W相の第2のコイルW2、及びV相の第2のコイルV2は、周方向(図3では、反時計回り)にこの順に配置されている。各第2のコイルは、他の相の第2のコイルと共にスロット311に配置されている。
周方向に見た場合に、各コイルは、同じ向きに固定子鉄心31に巻かれている。
〈U相コイル32U〉
図22に示されるように、2×n個のU相コイル32Uは、n個の第1のコイルU1と、n個の第2のコイルU2とを含む。本実施の形態では、2個のU相コイル32Uは、1個の第1のコイルU1と、1個の第2のコイルU2とで構成されている。2×n個のU相コイル32Uは、直列に接続されている。したがって、本実施の形態では、2個の第1のコイルU1及び2個の第2のコイルU2は、直列に接続されている。第1のコイルU1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルU2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
図22に示されるように、U相の第1のコイルU1は、固定子鉄心31の一端側において、1スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、U相の第1のコイルU1は、固定子鉄心31の一端側において、1つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
図22に示されるように、U相の第2のコイルU2は、固定子鉄心31の一端側において、2スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、U相の第2のコイルU2は、固定子鉄心31の一端側において、2つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
U相のn個の第1のコイルU1は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第1のコイルU1は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。U相のn個の第2のコイルU2は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第2のコイルU2は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。
各第1のコイルU1は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第2のコイルの外側に配置されている。各第2のコイルU2は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第1のコイルの内側に配置されている。
〈V相コイル32V〉
図22に示されるように、2×n個のV相コイル32Vは、n個の第1のコイルV1と、n個の第2のコイルV2とを含む。本実施の形態では、2個のV相コイル32Vは、1個の第1のコイルV1と、1個の第2のコイルV2とで構成されている。2×n個のV相コイル32Vは、直列に接続されている。したがって、本実施の形態では、2個の第1のコイルV1及び2個の第2のコイルV2は、直列に接続されている。第1のコイルV1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルV2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
図22に示されるように、V相の第1のコイルV1は、固定子鉄心31の一端側において、1スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、V相の第1のコイルV1は、固定子鉄心31の一端側において、1つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
図22に示されるように、V相の第2のコイルV2は、固定子鉄心31の一端側において、2スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、V相の第2のコイルV2は、固定子鉄心31の一端側において、2つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
V相のn個の第1のコイルV1は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第1のコイルV1は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。V相のn個の第2のコイルV2は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第2のコイルV2は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。
各第1のコイルV1は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第2のコイルの外側に配置されている。各第2のコイルV2は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第1のコイルの内側に配置されている。
〈W相コイル32W〉
図22に示されるように、2×n個のW相コイル32Wは、n個の第1のコイルW1と、n個の第2のコイルW2とを含む。本実施の形態では、2個のW相コイル32Wは、1個の第1のコイルW1と、1個の第2のコイルW2とで構成されている。2×n個のW相コイル32Wは、直列に接続されている。したがって、本実施の形態では、2個の第1のコイルW1及び2個の第2のコイルW2は、直列に接続されている。第1のコイルW1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルW2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
図22に示されるように、W相の第1のコイルW1は、固定子鉄心31の一端側において、1スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、W相の第1のコイルW1は、固定子鉄心31の一端側において、1つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
図22に示されるように、W相の第2のコイルW2は、固定子鉄心31の一端側において、2スロットおきに2つのスロット311に配置されている。言い換えると、W相の第2のコイルW2は、固定子鉄心31の一端側において、2つのスロット311をはさんで2つのスロット311に配置されている。
W相のn個の第1のコイルW1は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第1のコイルW1は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。W相のn個の第2のコイルW2は、各コイルエンド32aにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されている。ただし、n=1の場合、第2のコイルW2は、各コイルエンド32aにおいて任意の位置に配置されている。
各第1のコイルW1は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第2のコイルの外側に配置されている。各第2のコイルW2は、各コイルエンド32aにおいて、径方向における他の相の第1のコイルの内側に配置されている。
〈絶縁部材〉
図23は、スロット311における絶縁部材34(第1の絶縁部材とも称する)の配置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34を有してもよい。絶縁部材34は、例えば、絶縁紙である。図23に示される例では、絶縁部材34は、9×n個のスロット311のうちの、第2のコイルが配置されたスロット311に配置されている。具体的には、各絶縁部材34は、スロット311において、2つの第2のコイルの間に配置されている。
1つのスロット311に異なる2つの相のコイルが配置される場合、回転子2の回転中、これらの2つのコイル間において電位差が発生する。そのため、これらの2つのコイル間に絶縁部材34が配置されている場合、電位差による各コイルを覆う被膜に対する絶縁破壊を防止することができる。
図24は、コイルエンド32aにおける絶縁部材34(第2の絶縁部材とも称する)の配置の例を示す図である。
固定子3は、コイルエンド32aにおける3相コイル32の各相のコイルを絶縁する絶縁部材34を有してもよい。この絶縁部材34は、例えば、絶縁紙である。図24に示される例では、絶縁部材34は、コイルエンド32aにおいて、第1のコイルと第2のコイルとの間に配置されている。
〈巻線係数〉
実施の形態1で説明した巻線係数は、実施の形態2に適用可能である。
〈実施の形態2における固定子3の製造方法〉
実施の形態2における固定子3の製造方法の一例について説明する。
図25は、実施の形態2における固定子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S21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S21では、図26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、コイルエンド32aにおいて各相の第1のコイルを周方向に等間隔に配置し、各相の第1のコイルを分布巻きでスロット311に配置する。すなわち、U相コイル32Uの第1のコイルU1、V相コイル32Vの第1のコイルV1、及びW相コイル32Wの第1のコイルW1を、分布巻きでスロット311に配置する。その結果、各相の第1のコイルは、コイルエンド32aの外側領域に配置され、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置される。
図27は、ステップS22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では、図27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、コイルエンド32aにおいて各相の1つの第2のコイルを周方向に等間隔(具体的には、120度)に配置し、固定子鉄心31のスロット311の外層に、各相の1つの第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1つの第2のコイルU2、V相コイル32Vの1つの第2のコイルV2、及びW相コイル32Wの1つの第2のコイルW2を、分布巻きでスロット311の外層に配置する。その結果、各相の1つの第2のコイルは、コイルエンド32aの内側領域(具体的には、第1の内側領域)に配置される。すなわち、第1のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、径方向における第2のコイルの外側に配置され、第2のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、3スロットピッチで径方向における第1のコイルの内側に配置される。
ステップS23では、各相の第2のコイルを絶縁するように、絶縁部材34が、各相の第2のコイルが配置されたスロット311に配置される。具体的には、次のステップにおいて異なる相の第2のコイルが配置されるスロット311に絶縁部材34を配置する。
図28は、ステップS24における追加の第2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に各相のもう1つの第2コイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、コイルエンド32aにおいて各相のもう1つの第2のコイルを周方向に等間隔に配置し、すでに第2のコイルが配置されたスロット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、各相のもう1つの第2のコイルは、コイルエンド32aの内側領域(具体的には、第2の内側領域)に配置される。
その結果、各相の第2のコイルは、コイルエンド32aの内側領域に配置され、3スロットピッチで径方向における第1のコイルの内側に配置される。各相の第2のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、U相の第2のコイルU2、W相の第2のコイルW2、及びV相の第2のコイルV2は、周方向(図28では、反時計回り)にこの順に配置される。各第2のコイルは、他の相の第2のコイルと共にスロット311に配置される。その結果、第2のコイルは、各コイルエンド32aにおいて、径方向における第1のコイルの内側に配置される。
上述のように、ステップS21からステップS24では、各第1のコイルは、2スロットピッチで固定子鉄心31に分布巻きで配置され、各第2のコイルは、3スロットピッチで固定子鉄心31に分布巻きで配置される。その結果、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が本実施の形態で説明された配列を持つように、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。
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。各相のコイルは、直列に接続される。すなわち、2×n個のU相コイル32Uは直列に接続され、2×n個のV相コイル32Vは直列に接続され、2×n個のW相コイル32Wは直列に接続される。U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wは、例えば、Y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。
本実施の形態では、固定子3が上述の配置を持つので、挿入器具(例えば、図9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に容易に取り付けることができる。したがって、固定子3の生産性を改善することができる。さらに、本実施の形態では、固定子3が上述の配置を持つので、絶縁部材34をスロット311に容易に配置することができ、固定子3の生産性をさらに改善することができる。
実施の形態1における固定子3の製造方法によれば、本実施の形態で説明した利点を持つ固定子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。
各コイルエンド32aにおいて、各第2のコイルの直径は、各第1のコイルの直径よりも小さい。この場合、各第2のコイルの形を調整しやすい。したがって、最初に、第2のコイルよりも太い第1のコイルが外側領域に配置されるので、第1のコイルが外側領域に配置された後、第2のコイルを固定子鉄心31に容易に配置することができる。
実施の形態2における変形例.
〈電動機1〉
図29は、実施の形態2の変形例に係る電動機1の構造を概略的に示す上面図である。
変形例では、「n」の値が、実施の形態2で説明した「n」の値と異なる。実施の形態2の変形例では、n=1である。実施の形態2の変形例では、実施の形態2と異なる構成について説明する。実施の形態2の変形例において説明されない詳細は、実施の形態2と同じ詳細とすることができる。
回転子2は、回転子鉄心21と、少なくとも1つの永久磁石22とを有する。回転子2は、4×n個(nは1以上の整数)の磁極を持つ。変形例では、回転子2は、4個の磁極を持つ。
〈固定子3〉
図30は、実施の形態2の変形例に係る電動機1の固定子3の構造を概略的に示す上面図である。
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。変形例では、n=1である。したがって、変形例では、固定子鉄心31は、9個のスロット311を有する。
図30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、2個のU相コイル32U、2個のV相コイル32V、及び2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。変形例では、n=1である。したがって、変形例では、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。
実施の形態2の変形例では、各相のコイル群は、1個の第1のコイルと、1個の第2のコイルとを含む。各第1のコイルは、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。各第2のコイルは、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
図30に示されるように、2×n個のU相コイル32U(すなわち、1個の第1のコイルU1及び1個の第2のコイルU2)、2×n個のV相コイル32V(すなわち、1個の第1のコイルV1及び1個の第2のコイルV2)、及び2×n個のW相コイル32W(すなわち、1個の第1のコイルW1及び1個の第2のコイルW2)は、例えば、Y結線で接続される。ただし、2×n個のU相コイル32U、2×n個のV相コイル32V、及び2×n個のW相コイル32Wは、Y結線以外の結線、例えば、デルタ結線で接続されていてもよい。
〈U相コイル32U〉
2×n個のU相コイル32Uは、n個の第1のコイルU1と、n個の第2のコイルU2とを含む。変形例では、4個のU相コイル32Uは、2個の第1のコイルU1と、2個の第2のコイルU2とで構成されている。2×n個のU相コイル32Uは、直列に接続されている。したがって、変形例では、1個の第1のコイルU1及び1個の第2のコイルU2は、直列に接続されている。第1のコイルU1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルU2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
〈V相コイル32V〉
2×n個のV相コイル32Vは、n個の第1のコイルV1と、n個の第2のコイルV2とを含む。変形例では、4個のV相コイル32Vは、2個の第1のコイルV1と、2個の第2のコイルV2とで構成されている。2×n個のV相コイル32Vは、直列に接続されている。したがって、変形例では、1個の第1のコイルV1及び1個の第2のコイルV2は、直列に接続されている。第1のコイルV1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルV2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
〈W相コイル32W〉
2×n個のW相コイル32Wは、n個の第1のコイルW1と、n個の第2のコイルW2とを含む。変形例では、4個のW相コイル32Wは、2個の第1のコイルW1と、2個の第2のコイルW2とで構成されている。2×n個のW相コイル32Wは、直列に接続されている。したがって、変形例では、1個の第1のコイルW1及び1個の第2のコイルW2は、直列に接続されている。第1のコイルW1は、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。第2のコイルW2は、3スロットピッチで固定子鉄心31に配置されている。
〈巻線係数〉
実施の形態1で説明した巻線係数は、実施の形態2の変形例に係る電動機1の固定子3に適用可能である。
〈実施の形態2の変形例における固定子3の製造方法〉
実施の形態2の変形例における固定子3の製造方法の一例について説明する。
図31は、実施の形態2の変形例における固定子3の製造工程の一例を示すフローチャートである。
図32は、ステップS21a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S21aでは、図32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1のコイルを挿入器具9で取り付ける。具体的には、コイルエンド32aにおいて各相の1つの第1のコイルを周方向に等間隔に配置し、各相の1つの第1のコイルを分布巻きでスロット311に配置する。すなわち、U相コイル32Uの1つの第1のコイルU1、V相コイル32Vの1つの第1のコイルV1、及びW相コイル32Wの1つの第1のコイルW1を、分布巻きでスロット311に配置する。その結果、各相の第1のコイルは、コイルエンド32aの外側領域に配置され、2スロットピッチで固定子鉄心31に配置される。
図33は、ステップS22a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S22a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、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、コイルエンド32aにおいて各相の第2のコイルを周方向に等間隔(具体的には、120度)に配置し、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U2、V相コイル32Vの第2のコイルV2、及びW相コイル32Wの第2のコイルW2を、分布巻きでスロット311の外層に配置する。その結果、各相の第2のコイルは、コイルエンド32aの内側領域に配置され、3スロットピッチで径方向における第1のコイルの内側に配置される。
ステップS23aでは、各相の第2のコイルを絶縁するように、絶縁部材34が、各相の第2のコイルが配置されたスロット311に配置される。具体的には、異なる相の第2のコイルが配置されたスロット311に絶縁部材34を配置する。
上述のように、ステップS21aからステップS23aでは、各第1のコイルは、2スロットピッチで固定子鉄心31に分布巻きで配置され、各第2のコイルは、3スロットピッチで固定子鉄心31に分布巻きで配置される。その結果、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が本実施の形態の変形例で説明された配列を持つように、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。
ステップS24a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。各相のコイルは、直列に接続される。すなわち、2×n個のU相コイル32Uは直列に接続され、2×n個のV相コイル32Vは直列に接続され、2×n個のW相コイル32Wは直列に接続される。U相コイル32U、V相コイル32V、及びW相コイル32Wは、例えば、Y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。
実施の形態2の変形例における固定子3は、実施の形態2で説明した利点を有する。したがって、実施の形態2の変形例に係る電動機1は、実施の形態2で説明した利点を有する。
実施の形態3.
実施の形態3に係る圧縮機300について説明する。
図34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又は2(各変形例を含む)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又は2で説明した電動機1を有するので、実施の形態1又は2で説明した利点を持つ。
さらに、圧縮機300は実施の形態1又は2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4.
実施の形態3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35は、実施の形態4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35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4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4に係る冷凍空調装置7によれば、実施の形態1又は2で説明した利点を持つ。
さらに、実施の形態4に係る冷凍空調装置7は、実施の形態3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、 34 絶縁部材、 71 室外機、 72 室内機、 74 凝縮器、 77 蒸発器、 300 圧縮機、 305 圧縮機構、 307 密閉容器、 311 スロット、 U1,V1,W1 第1のコイル、 U2,V2,W2 第2のコイル。

Claims (10)

  1. 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ており、4×n個の磁極を形成する3相コイルと、
    前記3相コイルを絶縁する第1の絶縁部材と
    を備え、
    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、2×n個のU相コイル、2×n個のV相コイル、及び2×n個のW相コイルを有し、
    前記2×n個のU相コイルは直列に接続されており、
    前記2×n個のV相コイルは直列に接続されており、
    前記2×n個のW相コイルは直列に接続されており、
    前記2×n個のU相コイル、前記2×n個のV相コイル、及び前記2×n個のW相コイルの各々は、2スロットピッチで前記固定子鉄心に配置されたn個の第1のコイルと、3スロットピッチで前記固定子鉄心に配置されたn個の第2のコイルとを含み、
    前記n個の第1のコイルは、前記コイルエンドにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されており、
    前記n個の第2のコイルは、前記コイルエンドにおいて、前記周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されており、
    前記n個の第2のコイルは、前記コイルエンドにおいて、径方向における前記n個の第1のコイルの外側に配置されており、
    前記第1の絶縁部材は、前記9×n個のスロットのうちの、前記第2のコイルが配置されたスロットに配置されている
    固定子。
  2. 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ており、4×n個の磁極を形成する3相コイルと、
    前記3相コイルを絶縁する第1の絶縁部材と
    を備え、
    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、2×n個のU相コイル、2×n個のV相コイル、及び2×n個のW相コイルを有し、
    前記2×n個のU相コイルは直列に接続されており、
    前記2×n個のV相コイルは直列に接続されており、
    前記2×n個のW相コイルは直列に接続されており、
    前記2×n個のU相コイル、前記2×n個のV相コイル、及び前記2×n個のW相コイルの各々は、2スロットピッチで前記固定子鉄心に配置されたn個の第1のコイルと、3スロットピッチで前記固定子鉄心に配置されたn個の第2のコイルとを含み、
    前記n個の第1のコイルは、前記コイルエンドにおいて、周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されており、
    前記n個の第2のコイルは、前記コイルエンドにおいて、前記周方向に360/n度ごとに等間隔に配置されており、
    前記n個の第1のコイルは、前記コイルエンドにおいて、径方向における前記n個の第2のコイルの外側に配置されており、
    前記第1の絶縁部材は、前記9×n個のスロットのうちの、前記第2のコイルが配置されたスロットに配置されている
    固定子。
  3. 前記第1の絶縁部材は、2つの前記第2のコイルの間に配置されている請求項1又は2に記載の固定子。
  4. 前記3相コイルを絶縁する第2の絶縁部材をさらに備え、
    前記第2の絶縁部材は、前記コイルエンドにおいて、前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間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2×n個のU相コイル、前記2×n個のV相コイル、及び前記2×n個のW相コイルは、Y結線で接続されている請求項1から4のいずれか1項に記載の固定子。
  6. 請求項1から5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。
  7. 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6に記載の電動機と
    を備えた圧縮機。
  8. 請求項7に記載の圧縮機と、
    熱交換器と
    を備えた空気調和機。
  9. スロットを有する固定子鉄心と、コイルエンドにおいて2×n個(nは1以上の整数)のU相コイル、2×n個のV相コイル、及び2×n個のW相コイルを有する3相コイルと有する固定子の製造方法であって、
    前記2×n個のU相コイル、前記2×n個のV相コイル、及び前記2×n個のW相コイルの各々は、n個の第1のコイルとn個の第2のコイルとを含み、
    前記n個の第2のコイルを、3スロットピッチで前記固定子鉄心に配置することと、
    前記n個の第2のコイルを絶縁するように、絶縁部材を、前記第2のコイルが配置された前記スロットに配置することと、
    前記n個の第1のコイルを、2スロットピッチで径方向における前記n個の第2のコイルの内側に配置することと
    を備えた固定子の製造方法。
  10. スロットを有する固定子鉄心と、コイルエンドにおいて2×n個(nは1以上の整数)のU相コイル、2×n個のV相コイル、及び2×n個のW相コイルを有する3相コイルと有する固定子の製造方法であって、
    前記2×n個のU相コイル、前記2×n個のV相コイル、及び前記2×n個のW相コイルの各々は、n個の第1のコイルとn個の第2のコイルとを含み、
    前記n個の第1のコイルを、2スロットピッチで前記固定子鉄心に配置することと、
    前記n個の第2のコイルを、3スロットピッチで径方向における前記n個の第1のコイルの内側に配置することと、
    前記n個の第2のコイルを絶縁するように、絶縁部材を、前記第2のコイルが配置された前記スロットに配置することと
    を備えた固定子の製造方法。
JP2022548331A 2020-09-11 2020-09-11 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、及び固定子の製造方法 Active JP7325650B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/034397 WO2022054219A1 (ja) 2020-09-11 2020-09-11 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、及び固定子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2022054219A1 JPWO2022054219A1 (ja) 2022-03-17
JP7325650B2 true JP7325650B2 (ja) 2023-08-14

Family

ID=80631417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022548331A Active JP7325650B2 (ja) 2020-09-11 2020-09-11 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、及び固定子の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230318381A1 (ja)
JP (1) JP7325650B2 (ja)
CN (1) CN115997330A (ja)
WO (1) WO2022054219A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114731080A (zh) * 2019-12-02 2022-07-08 三菱电机株式会社 旋转电机的定子以及旋转电机

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011177012A (ja) 2010-02-18 2011-09-08 Tesla Motors Inc 二層巻き線パターンおよびその製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62188944U (ja) * 1986-05-19 1987-12-01
JPH0435643U (ja) * 1990-07-19 1992-03-25

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011177012A (ja) 2010-02-18 2011-09-08 Tesla Motors Inc 二層巻き線パターンおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022054219A1 (ja) 2022-03-17
CN115997330A (zh) 2023-04-21
JPWO2022054219A1 (ja) 2022-03-17
US20230318381A1 (en) 2023-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018029818A1 (ja) 電動機、圧縮機、冷凍空調装置および電動機の製造方法
JP7433447B2 (ja) 電動機、駆動装置、圧縮機、及び空気調和機
JP2001251825A (ja) 永久磁石式同期電動機及びこれを用いた空気調和機
JP7325650B2 (ja) 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、及び固定子の製造方法
WO2019073509A1 (ja) 固定子、電動機、圧縮機、空気調和装置および固定子の製造方法
US20230208232A1 (en) Stator, electric motor, compressor, and air conditioner
JP7337281B2 (ja) 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、及び固定子の製造方法
JP7292441B2 (ja) 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、及び固定子の製造方法
WO2021161403A1 (ja) 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、及び固定子の製造方法
US11888370B2 (en) Stator, motor, compressor, air conditioner, and manufacturing method of stator
JP7278474B2 (ja) 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、及び固定子の製造方法
CN102904358A (zh) 永久磁体转子和组装该永久磁体转子的方法
JP7113957B2 (ja) 固定子、電動機及び圧縮機
JP7419501B2 (ja) 着磁方法、電動機の製造方法、電動機、圧縮機、及び空気調和機
JP7237159B2 (ja) 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、固定子の製造方法、及び着磁方法
WO2023112076A1 (ja) 電動機、圧縮機、及び空気調和機
JP7353508B2 (ja) 固定子、電動機、圧縮機および空気調和装置
WO2023032134A1 (ja) 電動機、圧縮機および冷凍サイクル装置
JP3601288B2 (ja) 永久磁石型電動機の着磁方法
CN112913123B (zh) 定子、电动机、压缩机、空调装置及定子的制造方法
WO2023054580A1 (ja) 回転電機、送風機、圧縮機、冷凍装置
JP7415188B2 (ja) 電磁装置、回転電機、スラスト磁気軸受、送風機、圧縮機、冷凍装置、車両
WO2023152891A1 (ja) リラクタンスモータ駆動装置、リラクタンスモータユニット、圧縮機及び空気調和装置
JP2023149000A (ja) 回転電機、回転電機の製造方法、送風機、圧縮機、冷凍装置、車両
WO2023190377A1 (ja) 回転電機、送風機、圧縮機、冷凍装置、車両

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220812

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230801

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7325650

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150