JPH08205444A

JPH08205444A - 三相電機子巻線

Info

Publication number: JPH08205444A
Application number: JP860395A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hanai; 隆花井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 1996-08-09
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: JP3494729B2

Abstract

(57)【要約】【目的】単層同心巻と同等のコイル挿入性で生産性
に優れ、しかも重ね巻と同等の優れた電気的諸特性をも
つ三相電機子巻線を提供することである。【構成】電機子巻線は、各極各相の巻線が単層コイ
ルと二相コイルの組み合わせからなり、１コイル群の中
でコイルピッチが最大のコイルが二相コイルとなる構成
とし、且つ、コイル群の数が極数の１／２にする。この
構成により各極各相の巻線はスロット内のコイル配置が
８０％前後の重ね巻と同じになり、漏れリアクタンスが
低下する。また、８０％前後の％ピッチでは空隙磁束の
高調波成分が最も小さくなり、高調波磁束によるトルク
特性の悪化がなく、電気的諸特性が大幅に改善される。
同心巻であるからコイルの挿入作業も簡単に自動化で
き、一部が二層同心巻化されているため、コイルが集中
しておらずコイル周長が短くなるとともにコイルエンド
成形も容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は整数スロット巻の三相電
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の一方法とし
て同心巻がある。この方式は、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同心状に配置される。この
方式は自動挿入機を使用したコイル挿入が容易で生産性
に優れるため広く利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、次のよ
うな問題がある。（１）コイルピッチが大きいため、短節巻の重ね巻と比
べ漏れリアクタンスが大きくなる。また、コイルエンド
長さが重ね巻に比べ長くなるため巻線抵抗やコイルエン
ド漏れリアクタンスが大きくなり、重ね巻に比べトルク
特性が低下し、損失も増加する。

【０００４】（２）１スロットに１個のコイルが収納さ
れる単層巻であるため、コイル体積の大きな機種ではコ
イル挿入性が悪くなり、また、コイルエンドの成形が困
難になり軸方向寸法が長くなったりコイル表面を損傷す
る要因になる。従って、コイルエンドの成形工程に十分
耐えることができるように絶縁物を十分に厚くする必要
がある。本発明の目的は単層同心巻と同等のコイル挿入
性で生産性に優れ、しかも重ね巻と同等の優れた電気的
諸特性をもつ三相電機子巻線を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電機子巻線は、
各極各相の巻線が単層コイルと二相コイルの組み合わせ
からなり、１コイル群の中でコイルピッチが最大のコイ
ルが二相コイルとなる構成とし、且つ、コイル群の数が
極数の１／２であることを特徴とする。

【０００６】

【作用】上記構成とすることにより、各極各相の巻線は
スロット内のコイル配置が８０％前後の重ね巻と同じに
なり、漏れリアクタンスが低下する。また、８０％前後
の％ピッチでは空隙磁束の高調波成分が最も小さくな
り、高調波磁束によるトルク特性の悪化がなく、電気的
諸特性が大幅に改善される。

【０００７】同心巻であるからコイルの挿入作業も簡単
に自動化でき、一部が二層同心巻化されているため、コ
イルが集中しておらずコイル周長が短くなるとともにコ
イルエンド成形も容易となる。

【０００８】

【実施例】８極４８スロットの場合を例に図１及び図２
を使用して説明する。図１はコイル展開図、図２はスロ
ット内のコイル配置を示す。図の番号１〜４８はスロッ
ト番号、Ｕ１〜Ｕ４はＵ相の第１〜第４の各極巻線、Ｖ
１〜Ｖ４はＶ相の第１〜第４の各極巻線、Ｗ１〜Ｗ４は
Ｗ相の第１〜第４の各極巻線を示す。

【０００９】各極各層の巻線は各々３個のコイル（Ｕ１
の場合はＵ１１〜Ｕ１３）から構成されている。このＵ
１１はスロット１からスロット９にわたるコイルピッチ
８のコイルで、スロットには異相のコイルと二層に納め
られる。Ｕ１２はスロット２からスロット８にわたるコ
イルピッチ６のコイルでスロット内に単層で納められ、
Ｕ１３はスロット３からスロット７にわたるコイルピッ
チ７のコイルであり、スロットには異相のコイルと二層
に納められる。他の極、他の層についても同様であり、
説明は省略する。

【００１０】これらのコイルはＵ相の４コイル（Ｕ１〜
Ｕ４）が電機子鉄心の最外周に位置するように配置さ
れ、次にＷ１〜Ｗ４、最後にＶ１〜Ｖ４が納められる。
この結果スロット内のコイルの配置は図２に示すよう
に、同心巻の巻線ピッチが最大と最小のコイルがスロッ
トに異相のコイルと二層で納められる。このコイルの配
置はスロット内の上下の位置を除けば８３．３％ピッチ
の重ね巻と同一となる。

【００１１】スロット内のコイル配置は８３．３％ピッ
チの重ね巻とスロット内のコイルの上下を除いて同じ配
置となり、漏れリアクタンスが低減し、トルク特性のほ
か効率や力率も大幅に改善されることになる。また５次
や７次の空隙磁束高調波起磁力成分が２乃至３割低減さ
れ、漂遊トルクや漂遊損が低下する。

【００１２】コイルの挿入性については、同相のコイル
を一度に全て挿入可能であり、３回の挿入で全コイルが
納められる。また、従来の同心巻では一極分のコイルが
単層２コイルであったため、コイルエンド部でかたまり
コイル周長を重ね巻より長くする必要があったが、本方
式ではコイルピッチが最大と最小のコイルが２層とな
り、コイルエンドの集中が少なく、コイル周長を短くで
きる。その結果、コイル抵抗，コイルエンド漏れリアク
タンスが低減でき、トルク特性，効率を改善できる。

【００１３】本実施例では、漏れリアクタンスや抵抗の
低下、空隙高調波磁束の低下により効率，力率が改善さ
れる。また、漂遊トルク低下や漏れリアクタンスの低下
により最大トルクやプルアップトルクが改善され、モー
タの加速特性が向上する。さらに、空隙高調波磁束の低
下により回転子表面の漂遊損も低下する。

【００１４】コイル挿入の面から考えると、コイルエン
ドの銅量の低減によりコイルエンド成形が容易になる。
また、挿入回数が相数の３回ですみ製作に要する時間も
短くなる。

【００１５】（他の実施例）上記実施例では相毎に３回
に別けて挿入する機械納めに適した方法を説明したが、
１コイル群をスロットに挿入後順次隣接したコイル群を
挿入する方法においても図３に示すようにコイルの配置
はスロット内の上下の位置を除けば８３．３％ピッチの
重ね巻と同一となり、本方法においても同様の効果が得
られる。

【００１６】上記実施例は８極で説明したが、４極、１
２極など４の倍数の極数であれば同様の効果が得られ
る。また、１極１相のスロット数が２について上記実施
例で説明したが１極１相のスロット数が整数であれば同
様の効果が得られる。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の電機子巻線
はスロット内のコイル配置が８０％程度の重ね巻と同じ
になるため、トルクや効率などの特性が単層同心巻に比
べて大幅に改善される。また、二相巻であることから、
１スロット当たりの１コイルの量が減少でき、コイル挿
入性が改善されコイル成形も容易になり、コイル表面の
絶縁不良も生じにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の巻線展開図、

【図２】スロット内の巻線配置図、

【図３】本発明の他の実施例の巻線配置図。

【符号の説明】

Ｕ１〜Ｕ４：Ｕ相コイル、Ｖ１〜Ｖ４：Ｕ相コイル、Ｗ１〜Ｗ４：Ｕ相コイル、Ｕ１１〜Ｕ１３：Ｕ１を構成するコイル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】整数スロット巻の三相電機子巻線におい
て、各極各相の巻線が単層コイルと二層コイルの組み合
わせからなり、１コイル群の中でコイルピッチが最大の
コイルが二層コイルとなる構成とし、且つ、コイル群の
数が極数の１／２であることを特徴とする三相電機子巻
線。
【請求項２】極数が４ｎ（ｎは正の整数）である請求
項１記載の三相電機子巻線。
【請求項３】相毎に３回に分けてスロットに挿入され
る請求項２記載の三相電機子巻線。
【請求項４】１コイル群をスロットに挿入後に順次隣
接したコイル群を挿入する請求項２記載の三相電機子巻
線。