JPS5963961A - 多相電機子巻線 - Google Patents

多相電機子巻線

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JPS5963961A
JPS5963961A JP17103482A JP17103482A JPS5963961A JP S5963961 A JPS5963961 A JP S5963961A JP 17103482 A JP17103482 A JP 17103482A JP 17103482 A JP17103482 A JP 17103482A JP S5963961 A JPS5963961 A JP S5963961A
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JP
Japan
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phase
coils
winding
coil
grooves
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Sadayoshi Hibino
日々野 定良
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Toshiba Corp
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Induction Machinery (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は分数溝巻線となる交流回転電機の多相電機子巻
線に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
多相交流回転電機では、円筒状の電機子鉄心の内周面に
複数個の軸方向i)゛りを設け1.これに1様子巻線を
巻装し、電機子を形成する。そのwL機壬子巻線巻き方
には重ね巻、波巻、鎖巻の3種類がらり、回転電機の種
類、特性に応じて選定される。
又、溝故については毎極毎相当勺の溝数が整数の場合と
不整数即ち分数になるものとがあり、前者を整数溝巻、
後者を不整故溝巻又tよ分数溝巻と称1て共に広く用い
られている。分数溝巻は概して極数の比較的多い回転電
機に採用さiする場合が多い。この理由は、ei溝巻は
並列回路数の、ツク定範叩は狭いが、極数の整θ倍でな
い音数を選定できるので、設計上の自由度が大きく、又
、電圧波形を良好にしやすいなどの利点があるためであ
る。
分数溝巻線において、毎極毎相当シの溝数?は一般IC
1p=a+/b(但しa 、 b 、 c ld&n数
テc/bは既約分数)なる式で表わされる。又、溝数を
Z1相数をmとすると毎相の溝数NはN = 27mで
表わされる。本発明は毎極毎相の溝数?がi=α+/b
となる分数溝巻線で、かつ、毎相の溝数Nが奇数の場合
に関する。具体的な例として、極数、溝数、相数で述べ
ると6極、45溝、3相の場合である。
この場合、従来の3相重ね巻方式ではN二45/3=1
5  となシ、コイル配置はM1図に示すようになシ、
1相外のコイルは2個、3個、2個、3個2個、3個の
組合せから成シ、1相当j015個のコイルになる。第
1図で(1)〜G19は連番号を表わし、U、V、Wは
それぞれU相、■相、W相のコイ〜を表わし、U、V、
WはU、V、Wのコイ〜に対し電流の向きが逆方向とな
ることを表わす。第1図の例ではコイルピッチは+1〜
φ8で93.33 %の短節巻となっている。このコイ
ルを並列に接続する場合は、第2図Vこ示すように、2
個、3個、2個をシリーズに接続した第1のシリーズコ
イル群(5)と、3個、2個、3個をシリーズに接続し
た第2のシリーズコイル群拝(Blとに外けられ、両群
(A)。
(B)のコイル数が同一とならず、不平衡となり実用に
供し得ない。尚第2図において各上コイルUには連番号
1,2等を添字として付し、どの溝Vこ入っているコイ
ルかを明らかにした。又、Uは電源端子、Xは反対側の
端子である。
これ、を改良するためにN−1個のコイlしを用いて実
用上使用可能な巻線を枯成することを発明者は考えた。
この場合について第3図および第4図を参照して説明す
る。
第3図は前記した従来例のh”r 1図と同じ溝数45
゜極数6極、相数3相の場合のコイル配置図である。
コイルピッチは+1〜÷8で93.33チの短節巻−C
ちることも第1図と同様である。即ぢ溝す1に入る上コ
イルU、はY4す8に入る下コイ〜とで1個のコイルを
形成している。図中にはU、V、Wで表わし、連番号に
相当する添字の数字は省略しである。そして、従来の重
ね巻による第1図に対し、毎相のコイrv数は毎相の溝
数N−15より1個少なくしである。即ち毎相のコイル
数をN−1個とする。従ってこの例の場合は15−1 
= 14個のコイル数となる。従って8g3図から分る
ようにU相については連番号す25のコイルが歯抜けと
なる。即ち+25の上コイルから÷32の下コイルに入
るコイルを省くことになる。
■相についても同様に14個のコイル数になるように連
番号45のコイIしが歯抜けとなる。即ち÷45の上コ
イルから≠7の下コイルに入るコイVを省くことになる
同様にW相については連番号す5q上コイルからす12
の下コイIl+/に入るコイ〜を省き、14個のコイル
数とする。
このコイルを2並列回路に接続する場合、U相について
みれば第4図に示すように、2個、3個2個とシリーズ
に接続した第1のシリーズコイル群間と、同様vc2個
、3個、2個とシリーズに接続した第2のシリーズコイ
ル群(B)とに分けられ、両者(Al 、 (131の
7リーズコイlし式はそ〕Lぞiし7個宛であり等しい
ので、はば平衡する。しかしこの場合、第1のシリーズ
コイル群間とi:ir 2のシリーズコイル群、(B)
にレリ起される電圧ベクトルは位相差か若干必9、元金
には平衡しない。これを更に詳しく説明する。
第3図のコイル配置により、各jイリにおける上コイル
にて代表される各コイルにJA起される1匡圧ベクトル
を、eVc溝番号を添字してel + C2・・・・C
44とし示すと?Jf、 5図のようになる。第5図に
おいて破線矢印で示したペクト〜は実線矢印しで示した
ベクトルと逆方向に電流が流れることを示す。これを第
4図のように各相を2並列回路(第4図はU相のみを示
す)に接続した場合の合成ベクトルは第1のシリーズコ
イル群(Alの方は(4,第2のシリーズコイル群(B
10方はeB  となシ、それぞれ120°、240°
の位相差をもってV相、W相のベクトルと平衡している
。しかし、g l 、 iA 2のシリーズコイル群(
A) 、 (B)のベク)ze人、eHには位相差があ
る。次にこれを求めてみる。
溝ピッチθは であるから、あるコイルの誘起電圧の絶対値をEとする
と各コイルの電圧ベクトルおよび合成ベクトルは次のよ
うになる。el = Eejo、 e2= E’j24
゜jo               −j+4e16
7− Eg  、 el7 = E gC’ 、 e3
0= Eg   、 esl =Eεj0゜eB2 =
 E、 j 24の合成がeムであシ、e6=E、−j
12j12       jag      −j12
     1128g = pig  、 el6 :
 El  、 e2s = Ee   、 e24 ”
ミε 。
−jsz       ju e3B = Ee  、eB。=Eε の合成がeBで
ある。これを計算すると、 ek”e1+e2 +e1@ +elフ+e3o+e3
1 +e3g=3E+3EεJ +4 +Eε−j“=
1シ(3+3(cos24°十jsin24°)+(c
os24°−jsin24°)〕=(6,65418+
j O,813474)E=6.703719 El6
.96982゜eB”:eg +e@ +eB)+e2
s+e2++eg +esgju    −jtz  
 jss −3Eε  +3Eε  十Eε =B (3(cos12°+jsin12°)+3 (
cos 12°−jsin12°)+(cos36°+
jsin36°)〕 = (6,677905+j O,587785) E
= 6.7037232ff75.03017゜となシ
両合成屯圧ペクト” eAteBの大きさは殆ど同一で
あるが位相差αは αモロ、97  =5.03°= 1.94゜となシ、
若干の不平衡かあ’) 、第1 g、 ’J”; 2の
シリーズコイル併置、(B)から成る並列回路には循環
電流が流れ、実用に供し得ない程ではないが損失を増加
する原因となる。これは各相共に同様でおる。
〔発明の目的〕
本発明は毎相の溝数Nが奇般個の場合でも平衡した並列
回路を作ることを可能とする多相tIi、4幾子巻線全
子巻線ることを目的とする。
〔発明のa要〕
本発明においては、複数個の溝を有する電機子鉄、心に
巻装され、毎極毎相の溝数?が?=α14(α、b、c
は整数でかつ%は既約分数)となる分数溝巻線で、かつ
毎相の0数Nが奇数個となる多相電機子巻線において、
毎相のコイル数をN−1個として電機子鉄心の溝内に重
ね巻に巻装し5、各相のコイルをそれぞれ2並列に形成
した場合、両並列回路の電圧ベクトルがほぼ等しくなる
ように巻回数の異なるコイνを混在させることによシ、
両並列回路の電圧の大きさを等しくすると共に位相差を
無くし、平衡した並列回路を形成するものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例について第3図ないし第5図を
参照して説明する。コイル配置は本発明に至る技術的背
景にて述べた第3図の通シであり、並列回路も第4図の
通シである。そして第5図に示す位相差αを零にするた
めに、U相についてみれば第1のシリーズコイル群間の
内のe2 s el7 HeB2の電圧ベクトルを生ず
るコイn、r U、 、 U、γ、U32  と、第2
のシリーズコイヤ群(B)の内のeg + e23 H
essの4圧ベクトルを生ずるコイルu8. U、 、
 U38の各コイルの巻回数を% el g e16y
e110+e31+e9+e10+e241e3G の
電圧ベクトルを生ずるコイルU、 、 U、6. Uw
、 U3. 、 U、 、 U、o。
U24. U3゜等の各コイルの巻回数の約0.88倍
にする。
■相、W相もこれに準する。即ち、■相ではv7゜v2
2+Vst、VIs、’bs 、V431 (7):I
イルヲ、w 相−c uW12− W2? 、 W4□
、 W3. W、8. W、、3のコイルをそれぞれ他
のコイルの巻回数の約0.88倍とする。
次に作用について説明する。
0.88とした巻回数比をXとしてeA= eHの条件
を求めてみる。
0人”3B+3EZ’! j ” +BE−j”=:E
 (3,913545+2 、740635Z+ j 
(1、220211−T−0,406737))又、 eB=31: ””+3ExPニーj 12 +、g 
Ejag= E 〔3,743457+2.93444
4!+ j (−(1,62373G、z−+ 1.2
11521 ))ここで0人−eB =: 0を求める
と、実数部から(1,170088−0,193809
3:= 0又、虚数部から 1.618258−1.843947−T二〇即ち−Z
−0,88の時に第lのシリーズコイlし群(Alと第
2のシリーズコイル群(B)との電圧ベクトルeAトe
Bは大きさが殆ど等しく、位相差αが零に近すき、循5
4 ’lj’i流は殆ど流れない平衡した巻線となる。
■相、W相も同様である。
このように2並列回路が可能となることにょシ、車源屯
圧が1:2のもの、例えば200■と400 Vとに共
用にすることができる。即ち、2oovでは2倍の回路
、例えば2XYの結線とし、400 Vの場合はj14
−一の回路、例えばIXYの結線にすればよい。
又、200vで2倍の回路を採用することにょシ、40
0 V級に改造する場合、wL機壬子巻線巻替えること
なく、コイルの接続替え、即ち2XYからIXYにする
のみで改造が可能となシ、改造に要する時間が短く、短
納期で経済的な対応が可能となる。
、上記は溝数45個の場合について述べたが、溝数27
即ぢN = 27/3 = 9や、溝数51即ちN=5
1/3=17  等、Nが奇数となシ3相分数溝巻線が
可能な重ね巻線については、上記のように毎相のコイル
数を毎相の溝数Nより11園少なくすることにより、2
倍の並列回路数を採用することが可能となる。
一般的には電機子鉄心の溝数は偶数が採用されているが
、小容量小形機種では寸法上の制限からこの溝数を多く
とれない。これを)・イ決するために奇数の溝数が必要
となる。例えば6極では11・f数36個の上では54
個を一般的vcIts用しているが、前記のように寸法
上54個の溝数がとれない場合、その中間として45個
の溝数が必要となシ、この場合に本発明が有効となる。
又、一方、この奇数個の溝数の場合は必らず分数溝巻線
となるが、巻線の応用範囲が広くなる。
例えば溝数27個の場合では、2,4,6,8,10,
12,14゜16極等に平衡3相巻線かり能である。又
、45溝の場合も27溝と同様に上記極数の平衡3相巻
線かり能である等、巻線の応用範囲が広く、鉄心の共用
化、従って標準化の点からも効果が大である。
〔発明の効果〕  。
以上説明したよう、に、本発明によJ”Lばlσ相の溝
数Nが奇数個の場合であシながら、平衡した並列回路を
作ることが可能であシ、2重屯圧に対応したり、他の電
圧のものに改造したシ、或いは鉄心のQp fQ4化が
できる等、設計製作上の効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の多相Q壬子巻線を示すコイル配置図、第
2図は第1図の巻線の並列回路を2とした場合の1相分
を示す結線図、第3図は本発明の多相電機子巻線の一実
施例を示すコイル配置図、第4図は第3図の巻線の並列
回路を2とした場合の1相分を示す結線図、第5図は第
3図の巻線の誘起電圧ベクトル図である。 1〜45は連番号、 U、V、W、U、V、W U 各相(7) :ff イ
ル、Ul、U2等溝番号を添字として付したものは、そ
の溝に上コイルが入っているコイル、Aは並列回路の第
1のシリーズコイル群、Bは並列回路の第2のシリーズ
コイル群。 ガ 11、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 整数でかつC/bは既約分数)となる分数溝巻線で、か
    つ毎相の溝数Nが奇数個となる多相電機子巻線において
    、毎相のコイル数をN−1個として屯(2子鉄心の溝内
    に重ね巻に巻装し、各相のコイルをそれぞれ2並列に形
    成した場合、両皿列回路の紙圧ベクトルがほぼ等しくな
    るように巻回数の異なるコイルを混在させたことをlf
    !j徴とする多相電機子巻線。 (2)溝数を45.相数を3.極数を6とし、6溝の上
    コイルにて代表する各コイルを相符号に溝番号を添字し
    、電流方向の逆のものはバーを付して呼称するとき、U
    2. U、7. [J32と染、U2. 、 U、8の
    ヨイにの巻回数をUl 1 Uta l U 3G +
     U 31とU、 、 U、o、 U24. U8゜の
    コイルの巻回数の約0.88倍とし、他の相もこれに準
    じたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の多相
    屯4幾子巻線。
JP17103482A 1982-10-01 1982-10-01 多相電機子巻線 Granted JPS5963961A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61144563U (ja) * 1985-02-27 1986-09-06
WO2017187817A1 (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 アイシン精機株式会社 三相同期機およびその製造方法

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JPS61144563U (ja) * 1985-02-27 1986-09-06
WO2017187817A1 (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 アイシン精機株式会社 三相同期機およびその製造方法
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