JPS5986445A - 三相電機子巻線 - Google Patents

三相電機子巻線

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JPS5986445A
JPS5986445A JP19558182A JP19558182A JPS5986445A JP S5986445 A JPS5986445 A JP S5986445A JP 19558182 A JP19558182 A JP 19558182A JP 19558182 A JP19558182 A JP 19558182A JP S5986445 A JPS5986445 A JP S5986445A
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JP
Japan
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phase
coil
coils
coil group
slot
Prior art date
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Pending
Application number
JP19558182A
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English (en)
Inventor
Satoshi Matsuda
松田 智
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5986445A publication Critical patent/JPS5986445A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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)
  • 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、交流回転電機に使用される三相電機子巻線の
改良に関する。
〔発明の技術的背景〕
三相反流回転電機では電機子鉄心の周上に沿って複数の
スロットを設け、これに電機子巻線を巻装している。そ
の電機子巻線の巻き方には多くの種頑があるが、従来の
三相交流回転電機においては、二層重ね巻方式が多く採
用されていた。
しかし、最近の多極構造の回転電機においては、単層鎖
巻方式が多く採用されている。この理由は、上記単層鎖
巻方式では、総コイル数の減少、コイル相互11J3の
接続箇所の減少、コイル絶縁の容易化、スロットへの収
納の容易化等の電機子巻線の製造時における生産性向上
を図れるからである。
さらに、電機子巻線の巻き方には、分数スロット巻と整
数スロット巻がめる。すなわち、毎極毎相のスロット数
q 75Kq = m+ y、 (但し、b/は既約分
数)で表わ嘔れる場合が分数スロット巻であり、一方、
q−mで表わされる場合が整数スロット巻である。
上記分数スロット巻は、整数スロット巻より並列回路数
の選定範囲は狭いが、極数の整数倍でない毎極毎相のス
ロット数を選定できるので、回転電機の足格が与えられ
た場合、設計上の自由度を大きくとることができる。さ
らにスロット高調波に起因する誘導電圧波形の変歪も減
少させることができる。したがって、前述した多極構造
の回転電機においては、上記分数スロット巻が多く採用
されている。
本発明は、上記の’/=’Aの場合に関し、具体的にf
d、30スロット44f、、42スロツト4極、45ス
ロツト6極、60スロツト8極、90スロツト12極、
63スロツト6極等の三相電機子巻線に関する。
このような単層鎖巻でかつ分数スロット巻の三相電機子
巻線の一例を図面を用いて説明する。
すなわち、第1図は、45スロツト6極の三相′電機子
巻線の展開接続図であり、この場合、毎■ 極毎相のスロット数qはq=2+7(n=1)となる。
U、V、Wの3相のうちたとえばU相について着目する
と、1個(n=1)のコーfルで形成をれる第1のコイ
ル群(例えばコイルUs  )と2個のコイルを回心的
に連続巻きした第2のコイルn(例えばコイルlJ2 
 、U3)とを交互に隣接して電機子鉄心の同上に連続
配置している。そして各コイルを図示するように配列順
(’J1+ U2  r U3 r U4・・・LJ9
  )に直列接続し、外部への引出し線をコイルU、の
巻き始め位置に接続している。
他のV相、W相も上記と同様な構成である。
ただし、■相の外部への引出線を上記U相のコイルU、
  より電気角で480°位相が離れたコイルに接続し
、このコイルをvl と設定している。
なお、ここで言う電気角とは1磁極ピツチ(360°/
極数)を180°として表わした角度であり、たとえば
単1図の場合■スロット間は24°となり、全周は10
80°となる。1らに、W相の引出し線を上記コイルU
、よりt気色で240°位相が離れたコイルに接続して
いる。そして、各相毎に直列接続された各相の終端コイ
ルU9  + ” 9r W g (r)端末x’、y
、zはY結線されている。
なお、各相(U、V、W)の堡いに隣接する第2のコイ
ル群の内側のコイルどうしは、片方のスロットを共用す
るので、コイルの巻数が他のコイルの巻数の約半分に設
定さ)1でいる。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上記のように構成された三相電機子巻線
にあっては、次のような問題がめった。
すなわち、第1図の第2のコイル群の内側のコイル(U
31UII  IU9 1V3  TV6 1v91W
1.W6  、Wg  )の両1【1りのコイル辺はい
ずれも異なる位相のコイル辺と同一スロット内に納めら
れているので、スロット内の各コイル辺間に絶縁物を挿
入してコイル間。の絶縁を強化する必要がある。
第2図は各相(U、V、W)の引出し線から電源電圧E
。の三相交流を印加した場合の、同一スロット内に納め
られたコイル相互間の′電位差を求めるための電位分布
図である。ただし、図中斜線で示すコイルは前述したよ
うに、巻数が他のコイルの約半分であるのでコイル両端
の電位差も他のコイルの半分として計算する。
電源電圧がE。で、Y結線された巻線において、電位が
それぞれA、Bで示さiする120°位相が異った二つ
のコイル間の電位差)41、第3図に示すように幾何学
的手法で求めると次式のようになる。
たとえば、スロットN024内に収納されたU相のコイ
ルU6とW相のコイルW3との間の電位差E24U、斜
線を施したコイルU6+U9+W9 、W6 、W3の
両端の電位差は他のコイルの半分であるので、 となる。
このように1位相が異る2個のコイルが収納された全ス
ロット内のコイル相互間の電位差Eを求めると第1表の
ようになる0 第1表 第1表で示すように、異相コイル相互間の最大電圧は電
源電圧EOの0.57倍に達する。その結果、前述した
ように、同一スロット内に異相のコイルを収納する場合
には、特別の絶縁物を挿入してコイル相互間の絶縁を強
化する必要がある。したがって、コイルをスロット内に
収納する作業を自動化することが1唯となり、収納作業
時間が長くなり、結局、三相電機子巻線の製造費が増加
する問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は、このような事情に基づいてなをれたもので、
その目的とするところは、同一スロット内に収納された
二つのコイル相互間の電位差を減少させることによって
、上記コイル間の絶縁処理作業の容易化を図れ、もって
、製造費の低減を図ることができる三相市、81:!子
巻線を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記の目的を達成するために、本発明の三相電機子巻線
を次のように構成したことを特徴としている。すなわち
、毎極毎相のスロット数がq=m+%[m:2以上の自
然数〕で表わされる分数スロット巻の三相軍、機子巻線
において、外部へ取り出す第1%第2.2p、3相のそ
れぞれの引出し線を、複数の第1のニーイル群のうち一
つの基準とする第1のコイル群と、この第1のコイル群
に対して電気角で120°および240°の位相差を有
する位IWにそれぞれ配置された他の二つのifのコイ
ル群とに接続している。さらに各相毎に上記引出し線が
接続された第1のコイル群から一方向へ隣接するq↓[
のコイル群を順次接続し、最終端に位置する第1、第2
、第3相のそれぞれの第1のコイル群と、互いどうしで
スロットを共用しない三つの第2のコイル群とをそれぞ
れ接Kyt”F、 L、こflら各組2のコイル群から
各相の残りの第2のコイル群を11[次接続している。
〔発明の実施例〕
第4図は本発明の一実施例に係る三4’[] ’に機子
巻線の展開接続図である。
この実施例の三相11L機子巻線は、前・ボした従来の
巻線と同じく、45スロツト6極構成であり、各スロッ
ト1〜45内に収納するコイルもU31図の従来巻線と
同じ配列である。しかし、各相(U、V、W)の外部へ
の引出し線を次のように接続している。すなわち、U相
の引出し線を、基準となるコイルU1の巻始め位置(ス
ロッ) A l )に接続し、■相の引出し線をコイル
Ulから雷、気色で120°(5スロット間隔分少位相
が離れたコイルの巻始め位置(スロット扁6)に接続し
、このコイルをvl と設定しているっなお、W相の引
出し#7!はit図と同じくコイルU1より電気角で2
40°帰れたコイルW。
の巻始め位置(スロッ) J%、 l 1 )に接続し
ている。
そして、各相(U 、 V 、 W )の各コイル間の
接続(1次のようになっている。すなわち、U4flの
第1のコイル群としてのコイルU1  r U2  +
U3を順次接続し、上記第1のコイル群の最終溝に位置
するコイルU3と、itJ記引き出し線が接続されたコ
イルUl  とコイルU2との間に配置された第2のコ
イルノ(!・とじてのコイルU4+U 、  とを接続
している。嘔らに、上記コイルU5とコイルU3とUI
 との間に位1;tする第2のコイル群としてのコイル
U 6  + U 7  とを接続し、このコイルU7
とコイルU2とU3との間に位置する第2のコイル群と
してのコイルU 8+U、とを接続している。
一方、■相についても第1のコイル群としてのコイルv
l 、v2 、V3を1llc4次接続し、最終端のコ
イル■3と、コ・イルv2とコイルv3との間に配置坏
れた第2のコイル群としてのコイルV 4  + V 
5  とを接続している。上記コイルv5カも、コ(ル
Vl 、V3+’Aの:1イ#V61 v。
およびコイルV、、V2間のコイルV 8+ V gを
順次接続している。
また、W相についても、iG lのコイル群としてのコ
イルw、、w2 、W3を順次接続し、最終端のコイル
W3 と、コイルWl とコイル〜v2との間に配置さ
れた第2のコイル群としてのコイルW4 +W5 とを
接続している。上記コイルW5から、コイルW2 、W
s間のコイルW6 。
W7およびコイルw、、w3間のコイルW81W9を順
次接続している。そして各相毎に直列接続された各相の
終端コイルU9 、Vo、W9の端末X、Y、ZはY結
線されている。
このような構成の三相電1幾子巻線の各相(U e V
 + W )の引き出し線から電源電圧E。
O三相交流を印加した場合の各相の電位分布は第5図の
ようになる。次に第2図の従来例と同じ計眸法にて位相
が異る二つのコイルが収納されたスロット内のコイル相
互間の電位差Eを求めると第2表のようになる。
第2表 第2表に示すように、同一スロット内の異相コイル相互
間の最大電圧は電源11L圧E。の0.37倍である。
第2図に示す従来の巻線の最大電圧にE。の0.57 
倍であったので、上記最大電圧を従来のそれに比較して
35係以上低下させることができる。
以上のように、2個の構成コイ、ルのうち1個の構成コ
イルが異相のコイルとスロットを共用する各相の第2の
コイル群としてのコイルU4〜U9  、v4〜V、、
W4〜w9を、各相の第1のコイル群としてコイルUl
””U3 t v、〜V3 、W、〜W3よりY結線さ
れた各相の端末x、y、zに近接して接続しているので
、スロットを共用するコイル(U5 + U7  + 
U9  +V5+ V7  r Vg  、W5  、
 W7  +Wq  )(7)上n己Y結線点からの電
位を全体的に低く抑え得る。
さらに、上記スロットを共用するコイルのうち各相の−
に記Y結線点から最も高電位となるコイルU5  p 
Vs  t Wsが相互間でスロットを共用しないよう
妬第2のコイル群を接続している。
このため、全体的に電位が低く抑えられたスロットを共
用するコイルのうち、高“電位どうしのコイルが同一ス
ロット内に配置ii嘔れないものとなる。、 したがって、上述のように、コイル間の最大電圧を従来
のそれに比較して低下させることができるので、スロッ
ト内におけるコイル相互間の絶縁耐圧を低下させること
ができる。したがって、絶縁処理作業の容易化を図れ、
コイルをスロット内に収納する作業を自動化することも
可能となり、結局、三相電機子巻線の製造費を低減する
ことができる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、前記実施例では第2のコイル群のコイル
USから、コイルU3 。
Ul 間+7)コイルU61U、およびコイルU2+U
3間のコイルU@+Ug をIlj次接縦接続いるが、
製造技術等を考慮して、コイルU5からコイルU2+(
J3間のコイルU8tU9およびコイルU3 、Ul間
のコイルU6+U7 を順次接続しても前記実施例と同
様な効果が得られる。
■相、W相についても同様な事が言える。
また、前記実施例においては、毎極毎相のスロット数q
がq=2嶌+’7’!(n−1、したがってq=2+L
/2)で表わされる場合について述べたが、q = 2
 n + 1 + 恥で表わ烙れる場合、たとえば63
スロツト6極(n−1、q=3 +1/2)の三相電極
子巻線においても前記実施例と同様な効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、外部へ取り出す各
相の引出し線を異相のコイルとはスロットを共用しない
各相の第1のコイル群に接続し、この第1のコイル群か
ら各相の第1のコイル群を順次接続したのちに、各相の
第2のコイル群を順接続しているので、スロットヲ共用
するコイルを有する第2のコイル群がY結線の結合点の
近傍に位置し、上記第2のコイル群の上記結合点からの
電位を全体的に低くすることができる。したがって、同
一スロット内に収容されたコイル相互間の電位差を低減
することができる。
さらに、各相の第1のコイル群の接続方向の一最終端に
位置する第1のコイル群にそれぞれ接続される各相の第
2のコイル群を、互いどうしでスロットを共用しないよ
うに選択しているので、前記Y結線の結合点から最も高
1蝋位となるスロットを共用する各相3個のコイルどう
しでスロットを共用することはない。したがって、同一
スロット内に収容されたコイル相互間の電位差をさらに
低減することができる。
このように、同一スロット内のコイル間の最大電圧を従
来のそれに比較して大幅に低下させることができるので
、スロット内におけるコイル相互間の絶縁耐圧を低下さ
せることができる。
したがって、絶縁処理作業の容易化を図れ、コイルをス
ロット内に収容する作業を自動化することも可能とfr
、り、結局、三相電機子巻線の製造費全低減することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の三相電機子巻線の接続展開図、第2図は
同巻線における゛電位分布図、第3図は同電位分布を説
明するだめの説明図、第4図は本発明の一実施例に係る
三(’ll ¥’h’、磯子巻線の接続展開図、第5図
は同巻線における′凋位分布図である。 Ul  * U2  p・・・IU、・・・U相のコイ
ル、v、  e V2  + ”’ r Vg ・・・
V相のコイル、w! 。 W2 、・・・2w、・・・w相のコイル。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  構成コイルが異相のコイルとはスロy)を共
    用しない1個以上のコイルで構成嘔れた第1のコイル群
    と、構成コイルが異相のコイルと共に一部のスロットを
    共用する1個以上のコイルで構成された第2のコイル群
    とが反圧に配置でれ、毎極毎相のスロット数qがq=m
    十捧(m;2以上の自然数)で表わされる三相電機子巻
    線において、外部へ取り出す第1、第2、第3相のそれ
    ぞれの引出線を、複数の第1のコイル群のうち一つの基
    準とする第1のコイル群と、この第1のコイル群に対し
    て″屯気角で120°および240°の位相差を有する
    位置にそれぞれ配置された他の二つの第1のコイル群と
    にそれぞれ接続すると共に、各相毎に上記引出し線が接
    続された第1のコイル群から一方向へ隣接する第1のコ
    イル群を順次縁!pMし、最終端に位置する第1.第2
    、第3相のそれぞれの第1のコイル群と、相牝間でスロ
    ットを共用しない三つの第2のコイル群とをそれぞれ接
    続し、これら各第2のコイル群から各相の残りの第2の
    コイル群を1((目次接続したことを特徴とする三相電
    機子巻線、
  2. (2)前記第1のコイル群および第2のコイル群は、前
    記毎極毎相のスロット数qが q二2 n + ’A (n :自然数)で表わされる
    場合。 それぞれn個および(n+1)個のコイルで構成てれる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の三相
    電機子巻線。
  3. (3)  前記第1のコイル群および第2のコイル群は
    、前記毎極毎相のスロット数qが q = 2 n +1 + ’/I (n :自然数)
    で表わされる場合、それぞれ(n + 1 )個の=!
    イルで構成をれることを特徴とする特許hcj求の範囲
    第(1)項記載の三相電機子巻線。
JP19558182A 1982-11-08 1982-11-08 三相電機子巻線 Pending JPS5986445A (ja)

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Cited By (5)

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