JPH041572B2 - - Google Patents
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- JPH041572B2 JPH041572B2 JP2018781A JP2018781A JPH041572B2 JP H041572 B2 JPH041572 B2 JP H041572B2 JP 2018781 A JP2018781 A JP 2018781A JP 2018781 A JP2018781 A JP 2018781A JP H041572 B2 JPH041572 B2 JP H041572B2
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 81
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Description
本発明は超電導発電機などに好適なギヤツプワ
インデイング回転電機に係り、特にその多相電機
子巻線のコイル配置に関する。 従来、この種ギヤツプワインデイング回転電機
の固定子巻線、すなわち多相電機子巻線は、超電
導回転界磁体と固定子鉄心の間に形成されたエア
ギヤツプ内において、第１図に示すように、Ｕ相
コイルU1，U2、Ｖ相コイルV1，V2、Ｗ相コイル
W1，W2が２層に配置され、これらの２層がその
コイル渡り接続部で矢印に示す様に、互に逆方向
によじられているのが一般的である。 ところで、例えば昇圧用の変圧器を使用せずに
出力を直接送電するような超高圧の超電導発電機
の電機子巻線では、多数のコイルを巻回しなけれ
ばならないため、コイルを多層に配置することが
必要となる。このようにコイルを多層に配置しよ
うとする場合、第１図に示した従来技術の延長
で、第２図に示す様に、互に逆方向によじれた２
層のコイルグループU1，U2；V1，V2；W1，W2
とU3，U4；V3，V4；W3，W4を単に積重ねるこ
とが考えられる。しかし、このようなコイル配置
では、第３図に示すように、異相の各コイル、例
えばU2，U4およびW1，W3が交互に交差するこ
とになるため、これらすべての層間、すなわち３
箇所で相間絶縁を施こさなければならず、過大な
絶縁寸法を必要とする。 また、第４図に示すように、４層のコイルのう
ち、径方向の内側に配置された２層のコイルグル
ープU1，U2；V1，V2；W1，W2を互に同一方向
によじると共に、径方向の外側に配置された２層
のコイルグループU3，U4；V3，V4；W3，W4も
互に同一方向によじり、かつこれら内側および外
側の各コイルグループ間では互に逆のよじれ方向
となるようにしたものが提案されている。このコ
イル配置によれば、第５図からも判るように、異
相のコイルが交差するのは、第２層のコイル（第
５図ではW3）と第３層のコイル（第５図では
U3）のみであるから、この層間においてのみ相
間絶縁を施こし、その他の層間では同相のコイル
間電圧に対する絶縁を施こすだけですみ、その結
果、前記第２図および第３図のコイル配置に比べ
て絶縁寸法を大幅に節減することができる。しか
し、このコイル配置では、よじれる方向が反対の
コイルを交互に接続するためには、例えば第５図
に示すように、互に離れて配置された第１層のコ
イル（第５図ではU1，W1）と第４層のコイル
（第５図ではU4，W4）、および互に隣接して配置
された第２層のコイル（第５図ではU2，W2）と
第３層のコイル（第５図ではU3，W3）を接続し
なければならないので、これら接続部での渡り線
が互に重なり合い、接続部が複雑になると共に、
接続部の軸方向突出寸法が大きくなるという欠点
があつた。また、多層のコイル配置では、径方向
の外側に配置される層ほど、周方向のスペースが
大きいため、多数のコイルを配列することが可能
となるが、第４図および第５図のコイル配置で
は、第１層と第４層のコイル、第２層と第３層の
コイルを互に接続しているため、これら各層のコ
イル数を互に等しくなければならず、寸法上可能
な数のコイルを配置することができないので、コ
イルの占積率が低いという欠点もあつた。 なお、第３図および第５図において、各コイル
間に渡つて描かれた実線は手前側の端部における
接続部の渡り線を、破線は反対側の端部における
接続部の渡り線をそれぞれ示しており、また各コ
イルはエアギヤツプ内でよじられている。 本発明の目的は、多層コイルからなる電機子巻
線の各層コイルを絶縁、コイル占積率、コイル接
続などの各面からみて良好に配置することのでき
るギヤツプワインデイング回転電機を提供するに
ある。 この目的を達成するため、本発明は、４以上の
偶数の層として配置されたコイルからなる多相電
機子巻線の多層のうち、内側から数えて奇数番目
の層（例えば第１層あるいは第３層）とこの層の
次の偶数番目の層（例えば第２層あるいは第４
層）ではコイルのよじれる方向が互に反対に、内
側から数えて偶数番目の層（例えば第２層）とこ
の層の次の奇数番目の層（例えば第３層）ではコ
イルのよじれる方向が同一となるように、各層コ
イルを配置し、かつ同相内における内側から数え
て奇数番目の層とこの層の次の偶数番目の層に配
置された互に隣接する各コイルをグループとして
順次直列に接続することにより、異相のコイルが
交差する層間を少なくすると共に、コイル接続部
での渡り線の重なりをなくし、さらに外側の層で
は内側の層よりコイル数を多く配置できるように
したことを特徴とする。 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。 第６図は本発明の一実施例に係る３相２極超電
導発電機のエアギヤツプに配置される電機子巻線
における各層コイルの配置状態およびよじれ方向
を示す模式図である。この電機子巻線は、４層配
置のコイルからなり、各コイルはエアギヤツプ内
において180゜よじられているが、そのよじれ方向
は第１層と第４層のコイルが時計方向、第２層と
第３層のコイルが反時計方向になつている。 また、第７図は第６図に示した電機子巻線の各
コイル間の接続方法を示す斜視図である。同相内
における第１層と第２層のコイル（例えばU1，
U2あるいはW1，W2）、および第３層と第４層の
コイル（例えばU3，U4あるいはW3，W4）はそ
れぞれ１つのグループとして、周方向で隣接する
コイルが直列になるように、順次接続され、さら
に例えば第６図にＢ，Ｅで示すコイル間が渡り線
により接続されて、第８図に示す如き結線状態と
なつている。なお、図において、Ａは中性点側、
Ｈは線路側の口出しを示す。また、上記した接続
方法は各相とも同様であり、かつ第３層と第４層
のグループ内のコイル数は、第１層と第２層のグ
ループ内のコイル数よりも多くなつている。 この実施例と従来例における各層間にかかる電
圧の最大値を算出すると、概略第１表のようにな
る。
インデイング回転電機に係り、特にその多相電機
子巻線のコイル配置に関する。 従来、この種ギヤツプワインデイング回転電機
の固定子巻線、すなわち多相電機子巻線は、超電
導回転界磁体と固定子鉄心の間に形成されたエア
ギヤツプ内において、第１図に示すように、Ｕ相
コイルU1，U2、Ｖ相コイルV1，V2、Ｗ相コイル
W1，W2が２層に配置され、これらの２層がその
コイル渡り接続部で矢印に示す様に、互に逆方向
によじられているのが一般的である。 ところで、例えば昇圧用の変圧器を使用せずに
出力を直接送電するような超高圧の超電導発電機
の電機子巻線では、多数のコイルを巻回しなけれ
ばならないため、コイルを多層に配置することが
必要となる。このようにコイルを多層に配置しよ
うとする場合、第１図に示した従来技術の延長
で、第２図に示す様に、互に逆方向によじれた２
層のコイルグループU1，U2；V1，V2；W1，W2
とU3，U4；V3，V4；W3，W4を単に積重ねるこ
とが考えられる。しかし、このようなコイル配置
では、第３図に示すように、異相の各コイル、例
えばU2，U4およびW1，W3が交互に交差するこ
とになるため、これらすべての層間、すなわち３
箇所で相間絶縁を施こさなければならず、過大な
絶縁寸法を必要とする。 また、第４図に示すように、４層のコイルのう
ち、径方向の内側に配置された２層のコイルグル
ープU1，U2；V1，V2；W1，W2を互に同一方向
によじると共に、径方向の外側に配置された２層
のコイルグループU3，U4；V3，V4；W3，W4も
互に同一方向によじり、かつこれら内側および外
側の各コイルグループ間では互に逆のよじれ方向
となるようにしたものが提案されている。このコ
イル配置によれば、第５図からも判るように、異
相のコイルが交差するのは、第２層のコイル（第
５図ではW3）と第３層のコイル（第５図では
U3）のみであるから、この層間においてのみ相
間絶縁を施こし、その他の層間では同相のコイル
間電圧に対する絶縁を施こすだけですみ、その結
果、前記第２図および第３図のコイル配置に比べ
て絶縁寸法を大幅に節減することができる。しか
し、このコイル配置では、よじれる方向が反対の
コイルを交互に接続するためには、例えば第５図
に示すように、互に離れて配置された第１層のコ
イル（第５図ではU1，W1）と第４層のコイル
（第５図ではU4，W4）、および互に隣接して配置
された第２層のコイル（第５図ではU2，W2）と
第３層のコイル（第５図ではU3，W3）を接続し
なければならないので、これら接続部での渡り線
が互に重なり合い、接続部が複雑になると共に、
接続部の軸方向突出寸法が大きくなるという欠点
があつた。また、多層のコイル配置では、径方向
の外側に配置される層ほど、周方向のスペースが
大きいため、多数のコイルを配列することが可能
となるが、第４図および第５図のコイル配置で
は、第１層と第４層のコイル、第２層と第３層の
コイルを互に接続しているため、これら各層のコ
イル数を互に等しくなければならず、寸法上可能
な数のコイルを配置することができないので、コ
イルの占積率が低いという欠点もあつた。 なお、第３図および第５図において、各コイル
間に渡つて描かれた実線は手前側の端部における
接続部の渡り線を、破線は反対側の端部における
接続部の渡り線をそれぞれ示しており、また各コ
イルはエアギヤツプ内でよじられている。 本発明の目的は、多層コイルからなる電機子巻
線の各層コイルを絶縁、コイル占積率、コイル接
続などの各面からみて良好に配置することのでき
るギヤツプワインデイング回転電機を提供するに
ある。 この目的を達成するため、本発明は、４以上の
偶数の層として配置されたコイルからなる多相電
機子巻線の多層のうち、内側から数えて奇数番目
の層（例えば第１層あるいは第３層）とこの層の
次の偶数番目の層（例えば第２層あるいは第４
層）ではコイルのよじれる方向が互に反対に、内
側から数えて偶数番目の層（例えば第２層）とこ
の層の次の奇数番目の層（例えば第３層）ではコ
イルのよじれる方向が同一となるように、各層コ
イルを配置し、かつ同相内における内側から数え
て奇数番目の層とこの層の次の偶数番目の層に配
置された互に隣接する各コイルをグループとして
順次直列に接続することにより、異相のコイルが
交差する層間を少なくすると共に、コイル接続部
での渡り線の重なりをなくし、さらに外側の層で
は内側の層よりコイル数を多く配置できるように
したことを特徴とする。 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。 第６図は本発明の一実施例に係る３相２極超電
導発電機のエアギヤツプに配置される電機子巻線
における各層コイルの配置状態およびよじれ方向
を示す模式図である。この電機子巻線は、４層配
置のコイルからなり、各コイルはエアギヤツプ内
において180゜よじられているが、そのよじれ方向
は第１層と第４層のコイルが時計方向、第２層と
第３層のコイルが反時計方向になつている。 また、第７図は第６図に示した電機子巻線の各
コイル間の接続方法を示す斜視図である。同相内
における第１層と第２層のコイル（例えばU1，
U2あるいはW1，W2）、および第３層と第４層の
コイル（例えばU3，U4あるいはW3，W4）はそ
れぞれ１つのグループとして、周方向で隣接する
コイルが直列になるように、順次接続され、さら
に例えば第６図にＢ，Ｅで示すコイル間が渡り線
により接続されて、第８図に示す如き結線状態と
なつている。なお、図において、Ａは中性点側、
Ｈは線路側の口出しを示す。また、上記した接続
方法は各相とも同様であり、かつ第３層と第４層
のグループ内のコイル数は、第１層と第２層のグ
ループ内のコイル数よりも多くなつている。 この実施例と従来例における各層間にかかる電
圧の最大値を算出すると、概略第１表のようにな
る。
【表】
すなわち、本実施例では内側より数えて偶数番
目の層、つまり第２層とこの層の次の奇数番目の
層、つまり第３層との間にかかる電圧を低減でき
るので、この層間の絶縁寸法を節減することがで
きる。また、隣接する層、つまり第１層と第２
層、および第３層と第４層のコイルをそれぞれグ
ループとして順次接続しているため、接続部での
渡り線は重なることがなく、かつ外側の層、つま
り第３層と第４層のコイル数を内側の層、つまり
第１層と第２層のコイル数よりも多くすることが
できる。 なお前記実施例では、４層配置の場合について
述べたが、６層、８層配置等の場合にも、前記第
１表に示すように層間電圧を低減して、その絶縁
寸法を縮減し得ると共に、その他の効果について
も同様に得られる。 また、前記実施例において、各層のコイルのよ
じれ方向をすべて逆にした場合、極数を２極以外
にした場合、相数を３相以外の多相にした場合、
巻線の並列導体数を異ならせた場合、口出しＡを
線路側、口出しＨを中性点側にした場合、コイル
をエアギヤツプ内でよじらないで、両コイルエン
ド部でよじつた場合、あるいは、１つのコイル中
に互に直列接続された複数ターンを有するコイ
ル、いわゆるマルチターンコイルを用いた場合に
ついても、前記実施例と同様の効果が得られる。 以上説明したように、本発明によれば、異相の
コイルが交差する層間を少なくして、層間の絶縁
寸法を縮減することができると共に、コイル接続
部での渡り線の重なりをなくして、その構成を簡
略化し、かつ外側の層のコイル数を内側の層のコ
イル数よりも多くして、コイルの占積率を高める
ことが可能となる。
目の層、つまり第２層とこの層の次の奇数番目の
層、つまり第３層との間にかかる電圧を低減でき
るので、この層間の絶縁寸法を節減することがで
きる。また、隣接する層、つまり第１層と第２
層、および第３層と第４層のコイルをそれぞれグ
ループとして順次接続しているため、接続部での
渡り線は重なることがなく、かつ外側の層、つま
り第３層と第４層のコイル数を内側の層、つまり
第１層と第２層のコイル数よりも多くすることが
できる。 なお前記実施例では、４層配置の場合について
述べたが、６層、８層配置等の場合にも、前記第
１表に示すように層間電圧を低減して、その絶縁
寸法を縮減し得ると共に、その他の効果について
も同様に得られる。 また、前記実施例において、各層のコイルのよ
じれ方向をすべて逆にした場合、極数を２極以外
にした場合、相数を３相以外の多相にした場合、
巻線の並列導体数を異ならせた場合、口出しＡを
線路側、口出しＨを中性点側にした場合、コイル
をエアギヤツプ内でよじらないで、両コイルエン
ド部でよじつた場合、あるいは、１つのコイル中
に互に直列接続された複数ターンを有するコイ
ル、いわゆるマルチターンコイルを用いた場合に
ついても、前記実施例と同様の効果が得られる。 以上説明したように、本発明によれば、異相の
コイルが交差する層間を少なくして、層間の絶縁
寸法を縮減することができると共に、コイル接続
部での渡り線の重なりをなくして、その構成を簡
略化し、かつ外側の層のコイル数を内側の層のコ
イル数よりも多くして、コイルの占積率を高める
ことが可能となる。
第１図は従来のギヤツプワインデイング回転電
機の２層配置電機子巻線における各層コイルの配
置状態およびよじれ方向を示す模式図、第２図は
従来のギヤツプワインデイング回転電機の４層配
置電機子巻線における各層コイルの配置状態およ
びよじれ方向の一例を示す模式図、第３図は同電
機子巻線の各コイル間の接続方法を示す斜視図、
第４図は従来のギヤツプワインデイング回転電機
の４層配置電機子巻線における各層コイルの配置
状態およびよじれ方向の他例を示す模式図、第５
図は同電機子巻線の各コイル間の接続方法を示す
斜視図、第６図は本発明の一実施例に係るギヤツ
プワインデイング回転電機の４層配置電機子巻線
における各層コイルの配置状態およびよじれ方向
を示す模式図、第７図は同電機子巻線の各コイル
間の接続方法を示す斜視図、第８図は同電機子巻
線のＵ相部分の結線図である。 U1〜U4……Ｕ相の第１層〜第４層コイル、V1
〜V4……Ｖ相の第１層〜第４層コイル、W1〜W4
……Ｗ相の第１層〜第４層コイル。
機の２層配置電機子巻線における各層コイルの配
置状態およびよじれ方向を示す模式図、第２図は
従来のギヤツプワインデイング回転電機の４層配
置電機子巻線における各層コイルの配置状態およ
びよじれ方向の一例を示す模式図、第３図は同電
機子巻線の各コイル間の接続方法を示す斜視図、
第４図は従来のギヤツプワインデイング回転電機
の４層配置電機子巻線における各層コイルの配置
状態およびよじれ方向の他例を示す模式図、第５
図は同電機子巻線の各コイル間の接続方法を示す
斜視図、第６図は本発明の一実施例に係るギヤツ
プワインデイング回転電機の４層配置電機子巻線
における各層コイルの配置状態およびよじれ方向
を示す模式図、第７図は同電機子巻線の各コイル
間の接続方法を示す斜視図、第８図は同電機子巻
線のＵ相部分の結線図である。 U1〜U4……Ｕ相の第１層〜第４層コイル、V1
〜V4……Ｖ相の第１層〜第４層コイル、W1〜W4
……Ｗ相の第１層〜第４層コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転界磁体と、固定子鉄心と、これらの間に
形成されたエアギヤツプ内において径方向に４以
上の偶数の層として配置されたコイルからなる多
相電機子巻線とを備えたものにおいて、前記４以
上の偶数の層のうち、径方向の内側から数えて奇
数番目の層とこの層の次の偶数番目の層ではコイ
ルのよじれる方向が互に反対に、径方向の内側か
ら数えて偶数番目の層とこの層の次の奇数番目の
層ではコイルのよじれる方向が同一になるよう
に、各層のコイルを配置し、かつ同相内における
内側から数えて奇数番目の層とこの層の次の偶数
番目の層に配置された各コイルをグループとして
順次直列に接続したことを特徴とするギヤツプワ
インデイング回転電機。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記コイル
はエアギヤツプ内でよじつたことを特徴とするギ
ヤツプワインデイング回転電機。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記グルー
プ内のコイル数は、径方向の内側に位置するグル
ープよりも外側に位置するグループの方が多いこ
とを特徴とするギヤツプワインデイング回転電
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018781A JPS57135644A (en) | 1981-02-16 | 1981-02-16 | Gap winding rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018781A JPS57135644A (en) | 1981-02-16 | 1981-02-16 | Gap winding rotary electric machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57135644A JPS57135644A (en) | 1982-08-21 |
| JPH041572B2 true JPH041572B2 (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=12020167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018781A Granted JPS57135644A (en) | 1981-02-16 | 1981-02-16 | Gap winding rotary electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57135644A (ja) |
-
1981
- 1981-02-16 JP JP2018781A patent/JPS57135644A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57135644A (en) | 1982-08-21 |
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