JPS63213435A - Three-phase armature winding - Google Patents
Three-phase armature windingInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は1相分の巻線を複数のコイル群がら構成し、こ
のコイル群の接続換えにより複数の電圧に対応できるよ
うにした三相電機子巻線に関する。[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention consists of a winding for one phase consisting of a plurality of coil groups, and can handle a plurality of voltages by changing the connections of the coil groups. Regarding the three-phase armature winding.
(従来の技術)
単一の電機子巻線により複数の電圧に対応できることは
回転電機の応用の自由度を高めて好ましいことであるか
ら、従来より、様々な構成が供されている。その−例と
して4極24スロツトとしたものの巻線配置図を第8図
に示す。ここでは、各相の巻線は計4個のコイルから構
成され、2個づつのコイルにて第1及び第2の2つのコ
イル群を構成している。例えば、U相巻線を構成する4
つのコイルをU1〜U4とし、第1のコイル群をUa、
第2のコイル群をUbとすると、互いに陽極に位置する
コイルUl % U2にて第1のコイル群Uaが構成さ
れて両端に端子U1、Xlが形成され、やはり互いに陽
極に位置するtr3、U、にて第2のコイル群Ubが構
成されて両端に端子U2、X2が形成されている。他の
V相及びW相も全く同様であり、結局、各相の巻線は2
個のコイル群Ua、Ub、Va、Vb、Wa、Wbから
構成されると共に゛これらの各コイル群は陽極接続され
た2個のコイルから構成されている。斯かる構成の巻線
を相毎に示すと第7図に示すようになり、これを次の第
1表のように接続すると3種類の電圧に対応することが
できる。この第1表において、「低電圧」接続では線間
に各相の2つのコイル群が並列接続され、「中電圧」接
続では線間に各相の2つのコイル群が直列接続され、「
高電圧」接続では線間に異なる相のコイル群1つを含め
て計3つのコイル群が直列接続され、結局、電圧比はベ
クトル値から計算すると1:272.5となる。(Prior Art) Being able to handle a plurality of voltages with a single armature winding is desirable because it increases the degree of freedom in the application of a rotating electric machine, so various configurations have been provided heretofore. As an example, FIG. 8 shows a winding layout diagram of a device with 4 poles and 24 slots. Here, each phase winding is composed of a total of four coils, and two coil groups each constitute a first and a second coil group. For example, 4
The two coils are U1 to U4, and the first coil group is Ua,
Assuming that the second coil group is Ub, the first coil group Ua is composed of the coils Ul % U2 which are located at the anodes of each other, terminals U1 and Xl are formed at both ends, and tr3 and U which are also located at the anodes of each other. , constitutes a second coil group Ub, and terminals U2 and X2 are formed at both ends. The other V and W phases are exactly the same, and in the end, each phase has two windings.
It is composed of coil groups Ua, Ub, Va, Vb, Wa, and Wb, and each of these coil groups is composed of two anode-connected coils. The windings having such a configuration are shown for each phase as shown in FIG. 7, and by connecting them as shown in Table 1 below, it is possible to correspond to three types of voltages. In Table 1, in the "low voltage" connection, two coil groups of each phase are connected in parallel between the lines, and in the "medium voltage" connection, two coil groups of each phase are connected in series between the lines.
In the "high voltage" connection, a total of three coil groups are connected in series, including one coil group of a different phase between the lines, and the voltage ratio is eventually calculated from the vector value to be 1:272.5.
(発明が解決しようとする問題点)
ところが、上記従来の電機子巻線を第1表のr高電圧」
接続にて運転させると、低速域にトルクの落込みが生ず
るため始動の円滑性に欠け、また運転中の振動が大きい
という問題があった。その原因を調査したところによれ
ば、「高電圧」接続状態における起磁力分布の不平衡に
あることが判明した。即ち、「高電圧」接続状態におけ
るU相巻線のみの起磁力分布図は第9図に示すようにな
り、U相巻線に1.0、V相及びW相巻線に一〇、5に
相当する電流が流れたときの全体の起磁力分布を調べる
と第10図に示すようになり、いずれも比較的大きな磁
気的不平衡が存在することが明らかである。斯かる磁気
的不平衡により振動が発生し、また、この分布は基本波
に近い低次高調波(6極、12極の極数に相当する高調
波)を含むため、それが低速域でのトルク異常の原因と
なっているのである。(Problem to be solved by the invention) However, the above conventional armature winding is
When the engine is connected, there is a problem that the torque drops in the low speed range, resulting in a lack of smooth startup and large vibrations during operation. An investigation into the cause revealed that the magnetomotive force distribution in the "high voltage" connection state was unbalanced. That is, the magnetomotive force distribution diagram of only the U-phase winding in the "high voltage" connection state is shown in Figure 9, with 1.0 for the U-phase winding and 10, 5 for the V- and W-phase windings. Examining the overall magnetomotive force distribution when a current corresponding to . Vibration occurs due to such magnetic imbalance, and since this distribution includes low-order harmonics (corresponding to the number of poles of 6 and 12 poles), this distribution causes vibrations in the low-speed range. This is the cause of torque abnormality.
そこで、本発明の目的は、4極以上の極数を有し、1相
分の巻線を複数のコイル群から構成すると共に、そのコ
イル群の接続換えにより多電圧に対応できるようにした
ものにおいて、高電圧に対応する接続状態でも円滑に始
動できると共に運転時の振動を極力低減させることがで
きる三相電機子巻線を提供するにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a device having four or more poles, in which the winding for one phase is composed of a plurality of coil groups, and which can handle multiple voltages by changing the connections of the coil groups. An object of the present invention is to provide a three-phase armature winding that can be started smoothly even in a connected state corresponding to high voltage, and can reduce vibrations during operation as much as possible.
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明の三相電機子巻線は、4極以上の極数を有し、1
相分の巻線を複数のコイル群から構成すると共に、その
コイル群の接続換えにより複数の電圧に対応できるよう
にしたものであって、前記各コイル群を、電気角で2n
π(nは自然数)だけ離れたコイルを直列接続すること
により構成したところに特徴を有するものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The three-phase armature winding of the present invention has a number of poles of 4 or more, and 1
The windings for the phases are composed of a plurality of coil groups, and the coil groups can be connected to each other to correspond to a plurality of voltages, and each coil group has an electrical angle of 2n
The feature is that the coils are connected in series, separated by π (n is a natural number).
(作用)
同一のコイル群を構成する電気角で2nπだけ離れた各
コイルには共通の電流が流れるから、全周にわたって磁
気的バランスが改善され、磁気的不平衡が減少すると共
に低次高調波が小さくなる。(Function) Since a common current flows through the coils that are separated by 2nπ in electrical angle and make up the same coil group, the magnetic balance is improved over the entire circumference, reducing magnetic imbalance and reducing low-order harmonics. becomes smaller.
(実施例)
以下、本発明の第1実施例につき第1図乃至第3図を参
照して説明する。(Example) Hereinafter, a first example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
この第1実施例は4極24スロツトとした例であり、巻
線配置は第1図に示す通りである。同図において、1〜
24はスロット番号、実線はU相巻線、破線はV相巻線
、一点鎖線はW相巻線を表わしており、第8図に示した
従来例と同様な記載方式に従っている。ここで、U相巻
線に注目すると、これは計4個のコイルU1〜U4にて
構成され、コイルU1は番号が1,6のスロット間にわ
たって収納され、コイルU2は番号が7,12のスロッ
ト間にわたって収納され、コイルU、は番号が13.1
8のスロット間にわたって収納され、コイルU4は番号
が19.24のスロット間にわたって収納されている。This first embodiment is an example of 4 poles and 24 slots, and the winding arrangement is as shown in FIG. In the same figure, 1 to
Reference numeral 24 indicates a slot number, a solid line indicates a U-phase winding, a broken line indicates a V-phase winding, and a dashed line indicates a W-phase winding, following the same description system as the conventional example shown in FIG. Here, if we pay attention to the U-phase winding, it is composed of a total of four coils U1 to U4. Coil U1 is housed between the slots numbered 1 and 6, and coil U2 is housed between the slots numbered 7 and 12. The coil U, which is stored between the slots, is numbered 13.1.
The coil U4 is housed between slots numbered 19.24.
そして、電気角で2nπ(nは任意の自然数で、本実施
例では1としている)だけ離れた2つのコイルUl、U
3は直列接続されて第1のコイル群UAを構成し、この
第1のコイル群UAの両端に端子Ul、Xiが設けられ
ている。また、やはり電気角で2nπ(同前)だけ離れ
た2つのコイルU2.U4は直列接続されて第2のコイ
ル群UBを構成し、両端に端子U2、X2が設けられて
いる。ここで、第8図に示した従来例と比較すると、U
相巻線を4個のコイルU1〜U4にて構成すると共に、
夫々2個のコイルにて第1及び第2のコイル群を構成し
たところは従来例と同様であるが、従来例の第1及び第
2の各コイル群Ua、Ubは2つのコイルを陽極接続し
て構成したのに対し、本実施例における第一1及び第2
の各コイル群UA、UBは互いに電気角で2πの位置関
係にあるコイル(UlとU3+U2とUa)を直列接続
して構成した点で相違する。一方、V相及びW相の各巻
線もU相巻線と同様に構成され、V相巻線はU相巻線と
は電気角で2/3πずれて位置し、W相巻線はそのV相
巻線とは電気角でやはり2/3πずれて位置している。Then, two coils Ul and U are separated by 2nπ (n is any natural number, and is set to 1 in this example) in electrical angle.
3 are connected in series to form a first coil group UA, and terminals Ul and Xi are provided at both ends of the first coil group UA. Also, two coils U2. U4 is connected in series to constitute a second coil group UB, and terminals U2 and X2 are provided at both ends. Here, when compared with the conventional example shown in FIG.
The phase winding is composed of four coils U1 to U4, and
It is the same as the conventional example in that the first and second coil groups are each made up of two coils, but in the conventional example, each of the first and second coil groups Ua and Ub has two coils connected to anodes. In contrast, the first and second
The coil groups UA and UB are different in that they are constructed by connecting coils (Ul and U3+U2 and Ua) in series that have a positional relationship of 2π in electrical angle. On the other hand, each of the V-phase and W-phase windings is constructed in the same way as the U-phase winding, with the V-phase winding being located at an electrical angle of 2/3π shifted from the U-phase winding, and the W-phase winding being located at its V-phase winding. It is also located 2/3π out of electrical angle from the phase winding.
また、各コイル群の端子は固定子の全周に均等に配置さ
れている。具体的には、端子U1.Zl。Further, the terminals of each coil group are arranged evenly around the entire circumference of the stator. Specifically, terminal U1. Zl.
Z2.V2は番号が1〜4のスロットに夫々対応する位
置に設けられ、端子Wl、Yl、Y2.’U2は番号が
9〜12のスロットに夫々対応する位置に設けられ、ま
た端子Vl、X1.X2.W2は番号が17〜20のス
ロットに対応する位置に設けられていて、各端子群は固
定子の全周に空間的に120°の角度間隔で均等に配置
されている。Z2. V2 is provided at positions corresponding to slots numbered 1 to 4, respectively, and terminals Wl, Yl, Y2 . 'U2 are provided at positions corresponding to slots numbered 9 to 12, respectively, and terminals Vl, X1 . X2. W2 is provided at positions corresponding to slots numbered 17 to 20, and each terminal group is evenly spaced at angular intervals of 120° around the entire circumference of the stator.
さて、以上の構成とした三相電機子巻線において、第1
表のr高電圧」接続とした場合のU相巻線にのみ生ずる
起磁力波形は第2図に示すようになり、U相巻線に1、
V相巻線及びW相巻線に−0,5に相当する電流が流れ
たときの全体の起磁力波形は第3図に示す通りとなる。Now, in the three-phase armature winding configured as above, the first
The waveform of the magnetomotive force generated only in the U-phase winding when the connection is “r high voltage” in the table is shown in Figure 2.
When a current corresponding to -0,5 flows through the V-phase winding and the W-phase winding, the overall magnetomotive force waveform is as shown in FIG.
これによれば、空間的に180°の対称位置にある例え
ば番号が1と13或は7と19の各スロットにおける起
磁力は同一の強さであり、固定子の全周にわたってバラ
ンスがとれていることが明らかである。従って、同一条
件における従来構成の起磁力波形を示す第9図及び第1
0図との比較を待つまでもなく、固定子全周の磁気的不
平衡が改善され、その分、運転時の振動を低減させるこ
とができるのである。According to this, the magnetomotive forces in the slots numbered 1 and 13 or 7 and 19, which are spatially symmetrical at 180°, have the same strength and are balanced over the entire circumference of the stator. It is clear that there are Therefore, Figures 9 and 1 show the magnetomotive force waveforms of the conventional configuration under the same conditions.
There is no need to wait for a comparison with Figure 0. The magnetic unbalance around the stator is improved, and vibrations during operation can be reduced accordingly.
また、この起磁力分布は6極、12極に相当する低次高
調波成分が第9図及び第10図のものに比べて少なく、
従って低速域でのトルクの落込みが少なくなって円滑な
始動が可能になる。In addition, this magnetomotive force distribution has fewer low-order harmonic components corresponding to 6 poles and 12 poles than those in Figures 9 and 10.
Therefore, the drop in torque in the low speed range is reduced, allowing smooth starting.
第4図は本発明の第2実施例を示す巻線配置図であり、
これは6極36スロツトとした例である。FIG. 4 is a winding arrangement diagram showing a second embodiment of the present invention,
This is an example of 6 poles and 36 slots.
この場合、U相巻線はU1〜U、の6個のコイルから構
成され、電気角で2πづつ離れたところに位置するコイ
ルUl、U3.U6が直列接続されて第1のコイル群U
Aが構成されて両端に端子U1、Xlが設けられている
。また、やはり電気角で2πづつ離れた残りのコイルU
2 、Ua + tr。In this case, the U-phase winding is composed of six coils U1 to U, and the coils U1, U3, . U6 are connected in series to form the first coil group U.
A is constructed, and terminals U1 and Xl are provided at both ends. Also, the remaining coils U are separated by 2π in electrical angle.
2, Ua + tr.
も直列接続されて第2のコイル群UBが構成され、その
両端に端子X2.U2が設けられている。即ち、U相巻
線を第1及び第2の2つのコイル群UA、UBから構成
すると共に、各コイル群UA。are also connected in series to form a second coil group UB, with terminals X2. U2 is provided. That is, the U-phase winding is composed of two coil groups UA and UB, a first and a second coil group, and each coil group UA.
UBを電気角で2πだけ離れたコイルを直列接続するこ
とにより構成するようにした点で前記第1実施例と同様
であり、残りのV相及びW相の巻線もこれに準じて構成
されている。This is similar to the first embodiment in that UB is constructed by connecting coils in series separated by 2π in electrical angle, and the remaining V-phase and W-phase windings are constructed in accordance with this. ing.
斯かる構成とした三相電機子巻線において、第1表の「
高電圧」接続とした場合のU相巻線によってのみ作られ
る起磁力波形は第5図に示すようになり、U相巻線に1
、V相及びW相に−0,5に相当する電流が流れたとき
の全体の起磁力分布は第6図に示すようになる。この場
合も、空間的に180′″の対称位置では起磁力は同一
の強さであり、従って固定子の全周にわたって磁気的平
衡が得られている。。また、低次高調波も少なく、異常
トルクの発生も抑えられる。In the three-phase armature winding with such a configuration, the "
The magnetomotive force waveform created only by the U-phase winding in the case of "high voltage" connection is shown in Figure 5.
, the entire magnetomotive force distribution when currents corresponding to -0 and 5 flow through the V and W phases are as shown in FIG. In this case as well, the magnetomotive force is of the same strength at the spatially symmetrical position of 180'', so magnetic equilibrium is obtained over the entire circumference of the stator.In addition, there are few low-order harmonics, The generation of abnormal torque can also be suppressed.
尚、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく、
極数を4極、6極以外に設定する等要旨を逸脱しない範
囲内で種々変形して実施することができるものである。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments,
Various modifications can be made without departing from the scope of the invention, such as setting the number of poles to other than four or six poles.
[発明の効果]
本発明は以上述べたように、1相分の巻線を複数のコイ
ル群から構成してそのコイル群の接続損えにより複数の
電圧に対応できるようにしたものにおいて、電気角で2
nπ(nは自然数)だけ離れたコイルを直列接続するこ
とにより各コイル群を構成するようにしたから、高電圧
印加時における起磁力分布が固定子の全周にわたって平
衡し、これにて運転時の振動が低減し、且つ低次高調波
が減少することから円滑な始動が可能になるという優れ
た効果を奏するものである。[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides an electrical 2 in the corner
Since each coil group is constructed by connecting coils in series that are separated by nπ (n is a natural number), the magnetomotive force distribution when high voltage is applied is balanced over the entire circumference of the stator. This has the excellent effect of reducing vibrations and reducing low-order harmonics, making smooth starting possible.
第1図乃至第3図は本発明の第1実施例を示し、第1図
は巻線配置図、第2図は「高電圧」接続状態におけるU
相巻線の起磁力波形図、第3図は同全体の起磁力波形図
1.第4図乃至第6図は本発明の第2実施例を示す第1
図乃至第3図相当図、第7図は第1表と共にコイル群の
接続状態を説明するための結線図、第8図乃至第10図
は従来例を示す第1図乃至第3図相当図である。
図面中、UASUBは第1及び第2のコイル群、U1〜
U6はコイルである。
出願人 株式会社 東 芝
第1 図1 to 3 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a winding arrangement diagram, and FIG. 2 is a U
The magnetomotive force waveform diagram of the phase winding, Figure 3 is the magnetomotive force waveform diagram of the entire phase winding. 4 to 6 show the first embodiment of the present invention.
7 is a wiring diagram for explaining the connection state of the coil group together with Table 1, and FIG. 8 to 10 is a diagram equivalent to FIGS. 1 to 3 showing the conventional example. It is. In the drawing, UASUB represents the first and second coil groups, U1 to UASUB.
U6 is a coil. Applicant Toshiba Corporation Figure 1
Claims (1)
ル群から構成すると共に、そのコイル群の接続換えによ
り複数の電圧に対応できるようにしたものにおいて、前
記各コイル群を、電気角で2nπ(nは自然数)だけ離
れたコイルを直列接続することにより構成したことを特
徴とする三相電機子巻線。In the case where the number of poles is 1, 4 or more, the winding for one phase is composed of a plurality of coil groups, and the coil groups can be connected to each other to correspond to a plurality of voltages, each of the coils A three-phase armature winding characterized in that a group is constructed by connecting coils in series separated by 2nπ (n is a natural number) in electrical angle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4737987A JPS63213435A (en) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Three-phase armature winding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4737987A JPS63213435A (en) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Three-phase armature winding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63213435A true JPS63213435A (en) | 1988-09-06 |
Family
ID=12773460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4737987A Pending JPS63213435A (en) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Three-phase armature winding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63213435A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009247196A (en) * | 2008-03-11 | 2009-10-22 | Hitachi Ltd | Rotating electrical machine |
-
1987
- 1987-03-02 JP JP4737987A patent/JPS63213435A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009247196A (en) * | 2008-03-11 | 2009-10-22 | Hitachi Ltd | Rotating electrical machine |
US8829754B2 (en) | 2008-03-11 | 2014-09-09 | Hitachi, Ltd. | Electric rotating machine |
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