JPH05161291A - 三相電機子巻線 - Google Patents

三相電機子巻線

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JPH05161291A
JPH05161291A JP31566991A JP31566991A JPH05161291A JP H05161291 A JPH05161291 A JP H05161291A JP 31566991 A JP31566991 A JP 31566991A JP 31566991 A JP31566991 A JP 31566991A JP H05161291 A JPH05161291 A JP H05161291A
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JP
Japan
Prior art keywords
coil
phase
coils
pole
winding
Prior art date
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Pending
Application number
JP31566991A
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English (en)
Inventor
Masanori Kato
正則 加藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 コイル挿入性を改善でき、また各相間のイ
ンピーダンス不平衡をなくすことができる三相電機子巻
線を提供する。 【効果】 1個のスロットに2個のコイル辺が収納さ
れる二層巻であるから、単層巻に比べて1個づつのコイ
ルの挿入作業が容易になり、コイルエンドの成形性も向
上して軸方向寸法が短くなると共にコイル表面を傷付け
ることが少くなる。また、各相のコイルのコイルエンド
は周方向に均等配置されるから、特定の相に属するコイ
ルエンドだけが外周に位置することがなく、各相コイル
のコイルエンド長さが略等しくなり、各相コイルのイン
ピーダンスが均一化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は同心巻方式の三相電機子
巻線に関する。
【0002】
【従来の技術】三相電機子巻線の巻装方式として、一般
に重ね巻と同心巻とがある。
【0003】重ね巻は、同一形状で同一のコイルピッチ
のコイルを順次重ねてスロットに収納して構成される。
これは各コイルの形状が同一であって、各相の巻線抵
抗,漏洩リアクタンスが等しくなるため、各相の電気的
特性が平衡するという利点がある。しかし、全てのスロ
ットに異相のコイルが二層に重ねて収納されるため、コ
イル挿入作業を自動化することができず、作業者が手作
業でそれらを行わなければならないという欠点がある。
【0004】一方同心巻は、各相各極の巻線が互いにコ
イルピッチが相違する複数個の同心巻コイルから構成さ
れ、これらが極中心に対して同心状に配置される。これ
は各巻線をインサータと称する自動コイル挿入機を使用
してコイルの挿入が可能で、生産性に優れるため広く利
用れている。その一例を図4に示す。
【0005】例示した巻線は4極の単層同心巻であっ
て、各相のコイルは例えばU,V,W相の順に相毎にス
ロット内に収納されている。従って、各コイルのコイル
エンドは外周側からU相,V相,W相の順に並び、各相
の各極コイルは共に回転子を取り囲む環状領域を4等分
した約90度の角度範囲内に順次位置するようになって
いる。図中、U相のコイルは第1極〜第4極をU1〜U
4と表し、V相及びW相についても同様にV1〜V4,
W1〜W4と表してある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では次のような問題がある。
【0007】1スロットに1個のコイルが収納される単
層巻であるから、コイル体積の大きな機種ほどコイルの
挿入性が悪く、また、挿入後のコイルエンドの成形が困
難になって軸方向寸法が長くなったりコイル表面を損傷
させたりする。
【0008】更に、各相のコイルエンドは相毎に径方向
に順に配置される形態であるから、コイルエンドの長さ
寸法が各相毎に相違することになる。このため、相毎の
インピーダンスに不平衡が生じ、励磁電流の不平衡と電
気的な種々の不具合をもたらす。そこで、本発明の目的
は、コイル挿入性を改善でき、また各相間のインピーダ
ンス不平衡をなくすことができる三相電機子巻線を提供
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の三相電機子巻線
は毎極毎相のスロット数qが奇数である三相電機子巻線
において、q個の連続コイルが{(q/2)+0.5}
個と{(q/2)−0.5}個の2種類の同心コイルで
構成されている。そのq個の連続コイルからなる毎極毎
相のコイルを二層同心巻に収納すると共に、U,V,W
の各相の第1極のコイルを全スロット領域を三分した各
分割領域内に分散配置され、且つ、順に各相の次極コイ
ルがスロット領域を三分した領域であって、前の極に対
応する各分割領域とは空間的に2π/p(pは極数)だ
けずれた分割領域に順次分散配置したところに特徴を有
する。
【0010】
【作用】1個のスロットに2個のコイル辺が収納される
二層巻であるから、単層巻に比べて1個づつのコイルの
挿入作業が容易になり、コイルエンドの成形性も向上し
て軸方向寸法が短くなると共にコイル表面を傷付けるこ
とが少くなる。
【0011】また、各相のコイルのコイルエンドは周方
向に均等配置されるから、特定の相に属するコイルエン
ドだけが外周に位置することがなく、各相コイルのコイ
ルエンド長さが略等しくなり、各相コイルのインピーダ
ンスが均一化される。又、1種類の同心状にコイルがq
個連続配置される二層同心巻に比べても、コイルエンド
の軸方向寸法が短くなる。
【0012】
【実施例】電機子鉄心のスロット数が60で極数を4と
した実施例について、図1及び図2を参照して説明す
る。
【0013】図中、番号1〜60はスロット番号、U1
〜U4はU相の第1極〜第4極の各コイル、V1〜V4
はV相の第1極〜第4極の各コイル、W1〜W4はW相
の第1極〜第4極の各コイルを示す。
【0014】毎極毎相のスロット数qは60/(3×
4)=5で、各相各極のコイルは3個連続コイルと2個
連続コイルとの2種類の同心状コイルが連続(合計5個
連続)に構成された二層同心巻である。この5個連続コ
イルにおいて、同心状の3個連続コイルは3種類のコイ
ルピッチがそれぞれ8,10,12である。他方の同心
状の2個連続コイルは2種類のコイルピッチがそれぞれ
9,11である。
【0015】例えばU相の第1極のコイルU1は、番号
が3から11のスロット(以下「#3〜#11」と表記
する。以下同様。),#2〜#12,#1〜#13にわ
たって収納した同心状の3個連続コイルと#5〜#1
4,#4〜#15にわたって収納した同心状の2個連続
コイルとを順に連続させて、構成されている。U相の他
の極及び他相のコイルについても同様に2種類の同心状
の3個連続コイルと2連続コイルとを連続させて構成さ
れている。
【0016】そして、各相の同一極の3個のコイルは電
機子鉄心の全スロット領域を三分した各分割領域内に配
置されるもので、例えば、U相の第1極のコイルU1
は、#1〜#15に、V相の第1極のコイルV1は#2
1〜#35の分割領域内に、W相の第1極のコイルW1
は#41〜#55の分割領域内に配置されている。
【0017】また、U,V,Wの各相の次の極である第
2極のコイルU2,V2,W2も電機子鉄心の全スロッ
ト領域を三分した領域であって、前の第1極に対応する
各分割領域とは空間的に2π/p(pは極数)に相当す
るπ/2だけずれた分割領域内に配置される。その次の
極である第3極のコイルU3,V3,W3も電機子鉄心
の全スロット領域を三分した領域であって、前の第2極
に対応する各分割領域とは空間的にπ/2だけずれた分
割領域内に配置される。更にその次の極である第4極の
コイルU4,V4,W4も電機子鉄心の全スロット領域
を三分した領域であって、前の第3極に対応する各分割
領域とは空間的にπ/2だけずれた分割領域内に配置さ
れている。
【0018】上記コイル群のスロットへの挿入順序は次
の通りである。即ち、まず電気角で4π/3だけ隔たる
各相コイルであるU1,V1,W1の各コイルを同時に
挿入し、次にやはり電気角で4π/3だけ隔たる各相コ
イルであるU2,V2,W2の各コイルを同時に挿入
し、以下同様に、U3,V3,W3及びU4,V4,W
4,の各コイル群を順次挿入する。これにより極数回数
分、即ち4回の挿入作業によって全てのコイルが挿入さ
れることになり、この後、コイルエンドの成形工程に移
ることになる。
【0019】上述した各コイルの配置関係と挿入順序に
基づき巻装された電機子巻線にあっては、各スロットに
2個のコイル辺が収納され二層同心巻となる。図2に示
したコイル展開図では、各スロットの下部(電機子鉄心
の外径側)に収納されたコイル辺はそのスロット番号の
右側に位置するように描いてあり、各スロットの上部
(電機子鉄心の内径側)に収納されたコイル辺はそのス
ロット番号の左側に位置するように描いてある。また、
全コイルのスロット内の位置関係をまとめると表1に示
すようになる。なお、同表において、「下」はスロット
下部(電機子鉄心の外径側)に収納されていることを示
し、「上」はスロットの上部(電機子鉄心の内径側)に
収納されている事を示す。
【0020】
【表1】
【0021】また、各コイルはコイルエンド側から見る
と、図1に示すように配置されることになる。この配置
関係は、各相のコイルエンドが相毎に径方向に順に配置
される従来形態とは異なり、各相のコイルエンドが極毎
に径方向に順に配置され、同一の環状領域に相毎に分散
配置された形態である。
【0022】上記構成の本実施例によれば、二層同心巻
であるから、1個のコイルは単層同心巻とした従来の導
体数の半分の導体数にて構成されることになる。従っ
て、コイル体積は従来の半分になって、スロットへの挿
入作業が容易となり、且つ挿入後のコイルエンド成形作
業も容易になる。このようにコイルエンド成形作業が容
易であることは、コイルエンドの長さに十分な余裕を与
えておかなくとも成形が可能になることを意味するか
ら、各コイルの軸方向寸法が短くなって、使用銅量や重
量の削減が可能になり、コイルエンドと外被構造物との
間に十分な絶縁距離を確保することが可能になる。ま
た、成形圧力が低くて済むから、コイルの絶縁被覆を損
傷することが少なくなる。
【0023】又、2種類の同心状のコイルをq個連続配
置されることによって、1種類の同心状にコイルがq個
連続配置される二層同心巻に比べてもコイルエンドの軸
方向寸法が短くなる。
【0024】しかも本実施例によれば、図1に示した様
に3相のコイルエンドは周方向に均等配置されるから、
そのコイルエンドの長さ寸法は各相で略等しくなる。こ
のため各コイルのインピーダンスが略等しくなり、イン
ピーダンス不平衡による励磁電流の不平衡や電気特性の
悪化を防ぐ事が出来る。
【0025】図3は本発明の第2実施例を示す。前記第
1実施例との相違は毎極毎相のコイルをコイルピッチが
10,12,14の同心状の3個連続コイルとコイルピ
ッチが11,13の同心状の2個連続コイルとを連続さ
せて構成したところにある。スロットへの挿入関係その
他は前記第1実施例と同様であり、第1実施例と同様な
効果を奏する。 その他、本発明は上記各実施例に限定
されるものではなく、図2及び図3に示したような1×
Yの結線に限らず、2×Y,4×Y,1×△,2×△,
4×△等の結線であっても良いことは勿論である。ま
た、各コイルのコイルピッチは各実施例に示した例に限
定されず、異常トルクを発生させない範囲内で種々変更
できるものである。
【0026】
【発明の効果】以上述べた様に本発明の三相電機子巻線
によれば、二層巻であって1個のコイル当りの断面積は
単層同心巻の半分になるから、コイル体積の大きな機種
でもコイルの挿入性を良好に維持する事が出来る。又、
一種類の同心状にコイルがq個連続配置される二層同心
巻に比べても、コイルエンドの軸方向寸法が短くなり、
コイル挿入後におけるコイルエンドの成形が容易となっ
てコイル表面の絶縁不良が生じにくい。また、三相分の
コイルを極数回数だけスロットに同時挿入して二層巻と
するから、コイル挿入作業の自動化が容易で生産性に優
れる。しかも、それでいながら各相巻線のスロットへの
挿入位置関係は、各相毎に同一になって巻線インピーダ
ンスが三相間で平衡するから、不平衡励磁電流の発生を
制御して電気的諸特性が向上する等の優れた効果を奏す
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る三相電機子巻線のコ
イルエンド側からの側面図、
【図2】同コイル展開図、
【図3】本発明の第2実施例を示す図2相当図、
【図4】従来例を示す図1相当図。
【符号の説明】
図中、U1〜U4はU相の第1極〜第4極の各コイル、
V1〜V4はV相の第1極〜第4極の各コイル、W1〜
W4はW相の第1極〜第4極の各コイル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 毎極,毎相のスロット数qが奇数である
    三相電機子巻線において、q個の連続コイルが{(q/
    2)+0.5}個と{(q/2)−0.5}個の2種類
    の同心コイルで構成され、そのq個の連続コイルからな
    る毎極毎相のコイルを二層同心巻に収納すると共に、各
    相の第1極のコイルを全スロット領域の三分割領域内に
    分散配置し、且つ、順に各相の次極コイルがスロット領
    域を三分した領域であって前の極に対応する各分割領域
    とは空間的に2π/P(P:極数)だけずれた分割領域
    に順次分散配置された状態となっていることを特徴とす
    る三相電機子巻線。
JP31566991A 1991-11-29 1991-11-29 三相電機子巻線 Pending JPH05161291A (ja)

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