JPH05316698A - 極数変換三相電機子巻線 - Google Patents
極数変換三相電機子巻線Info
- Publication number
- JPH05316698A JPH05316698A JP11293992A JP11293992A JPH05316698A JP H05316698 A JPH05316698 A JP H05316698A JP 11293992 A JP11293992 A JP 11293992A JP 11293992 A JP11293992 A JP 11293992A JP H05316698 A JPH05316698 A JP H05316698A
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- JP
- Japan
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- pole
- phase
- coils
- poles
- winding
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 単一巻線で端子の切換えにより高速と低速
の極数を得る極数変換電機子巻線において、電機子巻線
を挿入する電機子スロット数Ｎを高速側極数Ｐ1と低速
側極数Ｐ2 と連続コイル数Ｎとに対してＺ＝Ｎ（Ｐ1 ＋
２Ｐ2 ）の関係とし、且つ高速側の一極一相のコイル数
ｑをｍ等分し（ｍ＝相数）ｑ／ｍ＝Ｎとし、このｍ等分
された連続コイルの間に、同様にｍ等分した異なる他の
相の連続コイルをそれぞれ配置することにより、１：４
の極数比を持ち、端子数が少ない単一巻線で形成でき、
低速時の運転特性が良く小形で安価な極数変換三相電機
子巻線を提供する。 【効果】以上の如く配置した巻線の各相コイルを２つの
コイル群に分割し、一方のコイル群の電流方向を高速側
と低速側で反転させることにより１：４極数比が得られ
る。
の極数を得る極数変換電機子巻線において、電機子巻線
を挿入する電機子スロット数Ｎを高速側極数Ｐ1と低速
側極数Ｐ2 と連続コイル数Ｎとに対してＺ＝Ｎ（Ｐ1 ＋
２Ｐ2 ）の関係とし、且つ高速側の一極一相のコイル数
ｑをｍ等分し（ｍ＝相数）ｑ／ｍ＝Ｎとし、このｍ等分
された連続コイルの間に、同様にｍ等分した異なる他の
相の連続コイルをそれぞれ配置することにより、１：４
の極数比を持ち、端子数が少ない単一巻線で形成でき、
低速時の運転特性が良く小形で安価な極数変換三相電機
子巻線を提供する。 【効果】以上の如く配置した巻線の各相コイルを２つの
コイル群に分割し、一方のコイル群の電流方向を高速側
と低速側で反転させることにより１：４極数比が得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単一の電機子巻線で極
数変換を可能にした極数変換三相電機子巻線に関する。
数変換を可能にした極数変換三相電機子巻線に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の単一巻線で１：４の極数比が得ら
れる方法としては、特公昭６２−３８９４６が有り、そ
の４／１６極−３６スロットの巻線展開図を図２６に、
１６極運転時の起磁力波形を図２７に示した。
れる方法としては、特公昭６２−３８９４６が有り、そ
の４／１６極−３６スロットの巻線展開図を図２６に、
１６極運転時の起磁力波形を図２７に示した。
【０００３】この概要は（１）単一巻線で一極一相当り
のスロット数ｑが偶数で１対４の極数比でコイルピッチ
を極ピッチよりｑ／２だけ小さく選んだ三相電機子巻線
で、前記スロット数ｑで夫々成る各相の第一群及び第２
群のコイルをｑ個連続して溝に装着して低極を形成し、
前記第一群及び第二群のコイルの内夫々ｑ／２個連のコ
イルの電流方向を各極各相で夫々接続変更により交互に
反転させることにより４倍の極数を得る極数変換可能な
三相電機子巻線。
のスロット数ｑが偶数で１対４の極数比でコイルピッチ
を極ピッチよりｑ／２だけ小さく選んだ三相電機子巻線
で、前記スロット数ｑで夫々成る各相の第一群及び第２
群のコイルをｑ個連続して溝に装着して低極を形成し、
前記第一群及び第二群のコイルの内夫々ｑ／２個連のコ
イルの電流方向を各極各相で夫々接続変更により交互に
反転させることにより４倍の極数を得る極数変換可能な
三相電機子巻線。
【０００４】（２）単一巻線で一極一相当りのスロット
数ｑが奇数で１対４の極数比でコイルピッチを極ピッチ
より（ｑ＋１）／２だけ小さく選んだ三相電機子巻線
で、各相を構成するコイルの各群は（ｑ＋１）／２個連
で成る第１コイルと（ｑ−１）／２個連で成る第２コイ
ルとの連続により形成され、これらの各群のコイルを奇
数個連続する溝に夫々装着することにより低極を形成
し、前記各群の第１コイルの内で低極時に負極を形成す
るコイルの電流方向とこの負極を形成するコイルと同一
溝に装着した前記各群の第２コイルの電流方向を各極各
相で夫々接続変更により交互に反転させることにより４
倍の極数を得る極数変換可能な三相電機子巻線である。
数ｑが奇数で１対４の極数比でコイルピッチを極ピッチ
より（ｑ＋１）／２だけ小さく選んだ三相電機子巻線
で、各相を構成するコイルの各群は（ｑ＋１）／２個連
で成る第１コイルと（ｑ−１）／２個連で成る第２コイ
ルとの連続により形成され、これらの各群のコイルを奇
数個連続する溝に夫々装着することにより低極を形成
し、前記各群の第１コイルの内で低極時に負極を形成す
るコイルの電流方向とこの負極を形成するコイルと同一
溝に装着した前記各群の第２コイルの電流方向を各極各
相で夫々接続変更により交互に反転させることにより４
倍の極数を得る極数変換可能な三相電機子巻線である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来方法は低速時
の巻線係数が低く高調波成分が大きいので低速時の特性
が悪く、このために電機子鉄心の寸法を大きくする必要
が有る。又極数を交換するための巻線端子の数が多く、
極数交換をさせる接触器の数が多くなる等の問題があっ
た。本発明は１：４の極数比を持ち、端子数が少ない単
一巻線で形成でき、低速時の運転特性が良く小形で安価
な極数変換三相電機子巻線を提供する。
の巻線係数が低く高調波成分が大きいので低速時の特性
が悪く、このために電機子鉄心の寸法を大きくする必要
が有る。又極数を交換するための巻線端子の数が多く、
極数交換をさせる接触器の数が多くなる等の問題があっ
た。本発明は１：４の極数比を持ち、端子数が少ない単
一巻線で形成でき、低速時の運転特性が良く小形で安価
な極数変換三相電機子巻線を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、単一巻線で端
子の切換えにより高速と低速の極数を得る極数変換電機
子巻線において、電機子巻線を挿入する電機子スロット
数Ｎを高速側極数Ｐ1 と低速側極数Ｐ2 と連続コイル数
Ｎとに対してＺ＝Ｎ（Ｐ1 ＋２Ｐ2 ）の関係とし、且つ
高速側の一極一相のコイル数ｑをｍ等分し（ｍ＝相数）
ｑ／ｍ＝Ｎとし、このｍ等分された連続コイルの間に、
同様にｍ等分した異なる他の相の連続コイルをそれぞれ
配置することを特徴とするものである。
子の切換えにより高速と低速の極数を得る極数変換電機
子巻線において、電機子巻線を挿入する電機子スロット
数Ｎを高速側極数Ｐ1 と低速側極数Ｐ2 と連続コイル数
Ｎとに対してＺ＝Ｎ（Ｐ1 ＋２Ｐ2 ）の関係とし、且つ
高速側の一極一相のコイル数ｑをｍ等分し（ｍ＝相数）
ｑ／ｍ＝Ｎとし、このｍ等分された連続コイルの間に、
同様にｍ等分した異なる他の相の連続コイルをそれぞれ
配置することを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】以上の如く配置した巻線の各相コイルを２つの
コイル群に分割し、一方のコイル群の電流方向を高速側
と低速側で反転させることにより１：４極数比が得られ
る。
コイル群に分割し、一方のコイル群の電流方向を高速側
と低速側で反転させることにより１：４極数比が得られ
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図１を参照
して説明する。
して説明する。
【０００９】１〜３６は電機子スロットの番号を示し、
スロット数Ｚは３６個である。極数は高速側極数Ｐ1 を
４極とし、低速側極数Ｐ2 を１６極とし、連続コイル数
Ｎを１とする。その関係はＺ＝Ｎ×（Ｐ1 ＋２×Ｐ2 ）
すなわち３６＝１×（４＋２×１６）としたものであ
る。
スロット数Ｚは３６個である。極数は高速側極数Ｐ1 を
４極とし、低速側極数Ｐ2 を１６極とし、連続コイル数
Ｎを１とする。その関係はＺ＝Ｎ×（Ｐ1 ＋２×Ｐ2 ）
すなわち３６＝１×（４＋２×１６）としたものであ
る。
【００１０】図１において実線はＵ相コイル，破線はＶ
相コイル，一点鎖線はＷ相コイルを示し、Ｕ1 ，Ｕ2 ，
Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｗ1 ，Ｗ2 はＵ相，Ｖ相，Ｗ相の端子をそ
れぞれ示すものである。コイルピッチはスロット１〜８
である。Ｕ，Ｖ，Ｗ相の接続順序は、Ｕ相巻線はＵ1 端
子から入りスロット１→８，５→１２，１９→１２，１
９→２６，２３→３０，１→３０の順でＵ2 端子へ出
て、更にＵ2 端子からスロット３→１０，１７→１０，
２１→１４，２１→２８，３５→２８，３→３２の順で
中性点へ出る。
相コイル，一点鎖線はＷ相コイルを示し、Ｕ1 ，Ｕ2 ，
Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｗ1 ，Ｗ2 はＵ相，Ｖ相，Ｗ相の端子をそ
れぞれ示すものである。コイルピッチはスロット１〜８
である。Ｕ，Ｖ，Ｗ相の接続順序は、Ｕ相巻線はＵ1 端
子から入りスロット１→８，５→１２，１９→１２，１
９→２６，２３→３０，１→３０の順でＵ2 端子へ出
て、更にＵ2 端子からスロット３→１０，１７→１０，
２１→１４，２１→２８，３５→２８，３→３２の順で
中性点へ出る。
【００１１】他のＶ相，Ｗ相は電気角でそれぞれ１２０
°間隔の位置にＵ相と同様に、Ｖ相はＶ1 端子から入り
Ｖ2 へ出て更にＶ2 端子から入り中性点へ出る。Ｗ相は
Ｗ1端子から入りＷ2 端子へ出て更にＷ2 端子から入り
中性点へ出る構成とする。
°間隔の位置にＵ相と同様に、Ｖ相はＶ1 端子から入り
Ｖ2 へ出て更にＶ2 端子から入り中性点へ出る。Ｗ相は
Ｗ1端子から入りＷ2 端子へ出て更にＷ2 端子から入り
中性点へ出る構成とする。
【００１２】上記構成において高速運転を行うには、図
２に示すとおり各相端子Ｕ1 ，Ｖ1，Ｗ1 を夫々電源に
接続し、他のＵ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 は開放とする。これによ
り、各相コイルがＵ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 から夫々中性点まで
直列接続された形態となり１×Ｙの結線構成となる。
２に示すとおり各相端子Ｕ1 ，Ｖ1，Ｗ1 を夫々電源に
接続し、他のＵ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 は開放とする。これによ
り、各相コイルがＵ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 から夫々中性点まで
直列接続された形態となり１×Ｙの結線構成となる。
【００１３】この場合にＵ1 端子に１に相当する電流、
Ｖ1 ，Ｗ1 端子から夫々０．５に相当する電流が出ると
した時、スロット内コイルの電流の流れ方向は図３に示
す通りとなり、この時の起磁力波形は図４に示す通り４
極が出ている。電圧ベクトルは図５に示すとおり平衡し
ている。
Ｖ1 ，Ｗ1 端子から夫々０．５に相当する電流が出ると
した時、スロット内コイルの電流の流れ方向は図３に示
す通りとなり、この時の起磁力波形は図４に示す通り４
極が出ている。電圧ベクトルは図５に示すとおり平衡し
ている。
【００１４】一方、低速運転を行うには、図６に示すよ
うに、各相端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 を夫々電源に接続し、
他のＵ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 を互いに接続する。これによりＵ
相のＵ1 端子からＵ2 端子のコイル、Ｖ相Ｖ1 端子から
Ｖ2 端子のコイルＷ相のＷ1端子からＷ2 端子のコイル
の電流方向を高速時と反転させた２×Ｙ結線となる。こ
の場合にＵ2 端子に１に相当する電流を入れ、Ｖ2 ，Ｗ
2 端子から夫々０．５に相当する電流が出るとした時、
スロット内コイル電流の流れ方向は図７に示す通りとな
り、このとき起磁力波形は図８に示す通り１６極が出
る。電圧ベクトルは図９に示す通り平衡している。
うに、各相端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 を夫々電源に接続し、
他のＵ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 を互いに接続する。これによりＵ
相のＵ1 端子からＵ2 端子のコイル、Ｖ相Ｖ1 端子から
Ｖ2 端子のコイルＷ相のＷ1端子からＷ2 端子のコイル
の電流方向を高速時と反転させた２×Ｙ結線となる。こ
の場合にＵ2 端子に１に相当する電流を入れ、Ｖ2 ，Ｗ
2 端子から夫々０．５に相当する電流が出るとした時、
スロット内コイル電流の流れ方向は図７に示す通りとな
り、このとき起磁力波形は図８に示す通り１６極が出
る。電圧ベクトルは図９に示す通り平衡している。
【００１５】本実施例の低速時（１６極）の巻線係数，
高調波起磁力等の値を従来技術の特公昭６２−３８９４
６の値と比較して表１に示す。表１の基本波の巻線係数
を比較すると０．９４５２／０．７２５１＝１．３とな
り、従来技術に対し３０％改善され基本波の他に含まれ
る８極，３２極の高調波巻線係数は従来技術に対し低く
なる。これら８極，３２極の他の高調波については従来
技術と本実施例共に小さい値となっているので省略す
る。又、図２６に示す従来技術の１６極時起磁力波形
と、本実施例の１６極時起磁力波形の図８を比較しても
本実施例の方が高調波成分が少ないことが理解できる。
以上のことから本実施例は従来技術に対し低速時の特性
が改善され、振動，騒音が小さくトルク特性も良く、温
度上昇が低いものが得られる。高速時に関しては、詳細
説明するまでもなく図４の起磁力波形，図５の電圧ベク
トル等を見ても理解できるとおり良い特性が得られる。
高調波起磁力等の値を従来技術の特公昭６２−３８９４
６の値と比較して表１に示す。表１の基本波の巻線係数
を比較すると０．９４５２／０．７２５１＝１．３とな
り、従来技術に対し３０％改善され基本波の他に含まれ
る８極，３２極の高調波巻線係数は従来技術に対し低く
なる。これら８極，３２極の他の高調波については従来
技術と本実施例共に小さい値となっているので省略す
る。又、図２６に示す従来技術の１６極時起磁力波形
と、本実施例の１６極時起磁力波形の図８を比較しても
本実施例の方が高調波成分が少ないことが理解できる。
以上のことから本実施例は従来技術に対し低速時の特性
が改善され、振動，騒音が小さくトルク特性も良く、温
度上昇が低いものが得られる。高速時に関しては、詳細
説明するまでもなく図４の起磁力波形，図５の電圧ベク
トル等を見ても理解できるとおり良い特性が得られる。
【００１６】図２７に従来技術の巻線構成を示すが従来
技術の巻線端子９本である。本実施例は図１に示すとお
り６本となり、モータを電源へ接続する接触器の数も少
なくなる。
技術の巻線端子９本である。本実施例は図１に示すとお
り６本となり、モータを電源へ接続する接触器の数も少
なくなる。
【００１７】
【表１】 （他の実施例）
【００１８】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、電機子スロット数Ｚ，高速側極数Ｐ1 ，低速側極
数Ｐ2 ，連続コイル数Ｎ，高速側の一極一相のコイル数
ｑ，相数ｍをＺ＝Ｎ（Ｐ1 ＋２Ｐ2 ）ｑ／ｍ＝Ｎの関係
において、表２の組合わせは要旨を変更しない範囲で種
々変更して実施することができる。表２にそれぞれの組
合わせにおける、巻線構成図，起磁力波形，電圧ベクト
ル図の図番を示す。作用・効果については４／１６極−
３６スロット、Ｎ＝１と同様になるのは勿論である。
なく、電機子スロット数Ｚ，高速側極数Ｐ1 ，低速側極
数Ｐ2 ，連続コイル数Ｎ，高速側の一極一相のコイル数
ｑ，相数ｍをＺ＝Ｎ（Ｐ1 ＋２Ｐ2 ）ｑ／ｍ＝Ｎの関係
において、表２の組合わせは要旨を変更しない範囲で種
々変更して実施することができる。表２にそれぞれの組
合わせにおける、巻線構成図，起磁力波形，電圧ベクト
ル図の図番を示す。作用・効果については４／１６極−
３６スロット、Ｎ＝１と同様になるのは勿論である。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、単一
巻線で端子の切換えにより１：４の速度比を持ち、高速
側と同様に低速側が低騒音，低振動でトルク特性が良
く、且つ温度上昇が低い小形で安価な極数変換三相電機
子巻線を提供できる優れた効果がある。
巻線で端子の切換えにより１：４の速度比を持ち、高速
側と同様に低速側が低騒音，低振動でトルク特性が良
く、且つ温度上昇が低い小形で安価な極数変換三相電機
子巻線を提供できる優れた効果がある。
【図１】本発明の４／１６極−３６スロットの巻線展開
図、
図、
【図２】本発明の４極運転時を示す結線図、
【図３】本発明の４極運転時におけるスロット内コイル
電流の流れ方向を示す図、
電流の流れ方向を示す図、
【図４】４極運転時における起磁力波形図、
【図５】４極運転時における電圧ベクトル図、
【図６】１６極運転時を示す結線図、
【図７】１６極運転時におけるスロット内コイル電流の
流れ方向を示す図、
流れ方向を示す図、
【図８】１６極運転時における起磁力波形図、
【図９】１６極運転時における電圧ベクトル図、
【図１０】２／８極−１８スロットの巻線展開図、
【図１１】２極運転時における起磁力波形図、
【図１２】２極運転時における電圧ベクトル図、
【図１３】８極運転時における起磁力波形図、
【図１４】８極運転時における電圧ベクトル図、
【図１５】２／８極−３６スロットの巻線展開図、
【図１６】２極運転時における起磁力波形図、
【図１７】２極運転時における電圧ベクトル図、
【図１８】８極運転時における起磁力波形図、
【図１９】８極運転時における電圧ベクトル図、
【図２０】４／１６極−７２スロットでの１〜３６スロ
ット巻線展開図、
ット巻線展開図、
【図２１】４／１６極−７２スロットでの３７〜７２ス
ロット巻線展開図、
ロット巻線展開図、
【図２２】４極運転時における起磁力波形図、
【図２３】４極運転時運転時における電圧ベクトル図、
【図２４】１６極運転時における起磁力波形図、
【図２５】１６極運転時における電圧ベクトル図、
【図２６】従来技術の４／１６極−３６スロットの巻線
展開図、
展開図、
【図２７】１６極運転時の起磁力波形図。
１〜７２…スロット番号 Ｕ1 ，Ｕ2 ，Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｗ1 ，Ｗ2 …端子記号 Ｘ1 ，Ｘ2 ，Ｙ1 ，Ｙ2 ，Ｚ1 ，Ｚ2 …端子記号
Claims (1)
- 【請求項１】 単一巻線で端子の切換えにより高速と低
速の極数比１：４を得る極数変換三相電機子巻線におい
て、電機子巻線を挿入する電機子スロット数Ｚを高速側
極数Ｐ1 と低速側極数Ｐ2 と連続コイル数Ｎとに対して
Ｚ＝Ｎ（Ｐ1＋２Ｐ2 ）の関係とし、且つ高速側の一極
一相のコイル数ｑをｍ等分し（ｍ＝相数）ｑ／ｍ＝Ｎと
し、このｍ等分された連続コイルの間に同様にｍ等分し
た異なる他の相の連続コイルをそれぞれ配置することを
特徴とする極数変換三相電機子巻線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11293992A JPH05316698A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 極数変換三相電機子巻線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11293992A JPH05316698A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 極数変換三相電機子巻線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05316698A true JPH05316698A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14599286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11293992A Pending JPH05316698A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 極数変換三相電機子巻線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05316698A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103929030A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 哈尔滨理工大学 | 塔机用单绕组三速变极绕组及基于所述绕组的变极控制方法 |
-
1992
- 1992-05-06 JP JP11293992A patent/JPH05316698A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103929030A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 哈尔滨理工大学 | 塔机用单绕组三速变极绕组及基于所述绕组的变极控制方法 |
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