JPWO2017085861A1 - Rotating electric machine - Google Patents
Rotating electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2017085861A1 JPWO2017085861A1 JP2017551488A JP2017551488A JPWO2017085861A1 JP WO2017085861 A1 JPWO2017085861 A1 JP WO2017085861A1 JP 2017551488 A JP2017551488 A JP 2017551488A JP 2017551488 A JP2017551488 A JP 2017551488A JP WO2017085861 A1 JPWO2017085861 A1 JP WO2017085861A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- winding
- teeth
- rotor
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/18—Windings for salient poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
Abstract
この発明は、2組の三相巻線に給電される交流電流の振幅に差異が生じても、騒音の発生を抑制できる回転電機を得る。この発明に係る回転電機は、磁極数が8n(nは1以上の整数)の回転子と、12n本のティースが、それぞれ、円環状のヨークの内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで配設された固定子鉄心と、上記ティースに装着された集中巻コイルを交流結線して構成されている第1および第2の三相巻線を備えた固定子巻線と、上記第1および第2の三相巻線のそれぞれに給電する第1および第2の三相交流回路と、を備え、上記第1の三相巻線を構成する上記集中巻コイルと上記第2の三相巻線を構成する上記集中巻コイルとが周方向に交互に配列され、周方向に隣り合う上記ティースに装着された上記集中巻コイルの相が異なり、上記固定子鉄心の軸心を挟んで相対する上記ティースに装着されている上記集中巻コイルの相が同じである。The present invention provides a rotating electrical machine that can suppress the generation of noise even if there is a difference in the amplitude of an alternating current supplied to two sets of three-phase windings. In the rotating electrical machine according to the present invention, a rotor having a magnetic pole number of 8n (n is an integer of 1 or more) and 12n teeth protrude radially inward from the inner peripheral surface of the annular yoke, Stator winding provided with first and second three-phase windings formed by alternating current connection of stator cores arranged at equiangular pitches in the circumferential direction and concentrated winding coils mounted on the teeth. A concentrated winding coil comprising: a wire; and first and second three-phase AC circuits that feed power to the first and second three-phase windings, respectively, and constituting the first three-phase winding; The concentrated winding coils constituting the second three-phase winding are alternately arranged in the circumferential direction, the phases of the concentrated winding coils mounted on the teeth adjacent in the circumferential direction are different, and the stator core The phase of the concentrated winding coil mounted on the teeth facing each other across the axis is Flip it.
Description
この発明は、電動機や発電機などの回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine such as an electric motor or a generator.
従来、独立した2つの三相交流回路を備え、固定子巻線を2組の三相巻線により構成し、2組の三相巻線のそれぞれに専用の三相交流回路により電力を供給するように構成された回転電機が知られていた。 Conventionally, two independent three-phase AC circuits are provided, the stator winding is composed of two sets of three-phase windings, and power is supplied to each of the two sets of three-phase windings by a dedicated three-phase AC circuit. A rotating electric machine configured as described above has been known.
例えば、特許文献1に記載の従来の回転電機では、12本のティースのそれぞれに巻装された集中巻コイルを、周方向の並び順に、U1相,U1相,V1相,V1相,W1相,W1相,U2相,U2相,V2相,V2相,W2相,W2相とし、U1相,U1相,W1相,W1相,V1相およびV1相の集中巻コイルにより第1の三相巻線を構成し、U2相,U2相,W2相,W2相,V2相およびV2相の集中巻コイルにより第2の三相巻線を構成していた。
For example, in the conventional rotating electric machine described in
また、特許文献2に記載の従来の回転電機では、6本のティースのそれぞれに巻装された集中巻コイルを、周方向の並び順に、U1相,W2相,V1相,U2相,W1相,V2相とし、U1相,W1相およびV1相の集中巻コイルにより第1の三相巻線を構成し、W2相,U2相およびV2相の集中巻コイルにより第2の三相巻線を構成していた。
Moreover, in the conventional rotating electrical machine described in
特許文献1に記載された従来の回転電機では、第1の三相巻線を構成する集中巻コイルが周方向の半分の領域に存在するティース群に巻装され、第2の三相巻線を構成する集中巻コイルが周方向の残る半分の領域に存在するティース群に巻装されていた。そこで、第1および第2の三相巻線に給電される交流電流の振幅に差異が生じると、第1の三相巻線を構成する集中巻コイルが巻装されている周方向の半分の領域に存在するティース群に発生する磁気吸引力と、第2の三相巻線を構成する集中巻コイルが巻装されている周方向の残る半分の領域に存在するティース群に発生する磁気吸引力との間に差異が生じる。これにより、回転子が偏心し、騒音が発生するという課題があった。
In the conventional rotating electric machine described in
また、特許文献2に記載された従来の回転電機では、固定子鉄心の軸心を挟んで相対するティースには、異なる三相巻線を構成する集中巻コイルが巻装されていたので、第1および第2の三相巻線に給電される交流電流の振幅に差異が生じると、固定子鉄心の軸心を挟んで相対するティースに発生する磁気吸引力に差異が生じる。これにより、回転子が偏心し、騒音が発生するという課題があった。
Further, in the conventional rotating electric machine described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、2組の三相巻線に給電される交流電流の振幅に差異が生じても、騒音の発生を抑制できる回転電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a rotating electrical machine capable of suppressing the generation of noise even if a difference occurs in the amplitude of an alternating current supplied to two sets of three-phase windings. The purpose is to obtain.
この発明に係る回転電機は、磁極数が8n(nは1以上の整数)の回転子と、円環状のヨーク、およびそれぞれ、上記円環状のヨークの内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで配設された12n本のティースを備え、上記回転子との間に一定の隙間を確保して、上記回転子の外周に同軸に配設された固定子鉄心と、上記ティースのそれぞれに装着された集中巻コイルの半数の集中巻コイルを交流結線して構成されている第1の三相巻線、および上記集中巻コイルの残る集中巻コイルを交流結線して構成されている第2の三相巻線を備えた固定子巻線と、上記第1の三相巻線に給電する第1の三相交流回路と、上記第2の三相巻線に給電する第2の三相交流回路と、を備える。上記第1の三相巻線を構成する上記集中巻コイルと上記第2の三相巻線を構成する上記集中巻コイルとが、上記ティースに装着されて周方向に交互に配列しており、周方向に隣り合う上記ティースに装着された上記集中巻コイルの相が異なり、上記固定子鉄心の軸心を挟んで相対する上記ティースに装着されている上記集中巻コイルの相が同じである。 The rotating electrical machine according to the present invention has a rotor having a number of magnetic poles of 8n (n is an integer of 1 or more), an annular yoke, and an inner circumferential surface of the annular yoke that protrudes radially inward. A stator core provided with 12n teeth arranged at an equiangular pitch in the circumferential direction, with a certain clearance between the teeth and the rotor arranged coaxially on the outer circumference of the rotor; The first three-phase winding constituted by AC connection of half of the concentrated winding coils mounted on each of the teeth and the remaining concentrated coil of the concentrated winding coil are AC connected. A stator winding having a second three-phase winding that is configured, a first three-phase AC circuit that feeds power to the first three-phase winding, and a power feed to the second three-phase winding. A second three-phase AC circuit. The concentrated winding coil constituting the first three-phase winding and the concentrated winding coil constituting the second three-phase winding are mounted on the teeth and alternately arranged in the circumferential direction, The phases of the concentrated winding coils mounted on the teeth adjacent in the circumferential direction are different, and the phases of the concentrated winding coils mounted on the teeth facing each other across the axis of the stator core are the same.
この発明では、第1の三相巻線を構成する集中巻コイルと第2の三相巻線を構成する集中巻コイルとが、ティースに装着されて周方向に交互に配列しており、周方向に隣り合うティースに装着された集中巻コイルの相が異なっているので、周方向に隣り合うティースに発生する磁気吸引力に差異が生じる。そこで、大きさの異なる磁気吸引力を発生するティースが周方向に偏ることなく分散しているので、磁気吸引力に起因して固定子鉄心に発生する円環振動の次数が高くなり、振動が発生しにくくなり、騒音の発生が抑制される。さらに、磁気吸引力に起因する力が、周方向から満遍なく回転子の軸心に作用するので、回転子の偏心の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。 In this invention, the concentrated winding coil constituting the first three-phase winding and the concentrated winding coil constituting the second three-phase winding are mounted on the teeth and alternately arranged in the circumferential direction. Since the phases of the concentrated winding coils mounted on the teeth adjacent in the direction are different, a difference is generated in the magnetic attractive force generated in the teeth adjacent in the circumferential direction. Therefore, the teeth that generate magnetic attractive forces of different sizes are distributed without being biased in the circumferential direction, so the order of the ring vibration generated in the stator core due to the magnetic attractive force is increased, and the vibration is It becomes difficult to generate and the generation of noise is suppressed. Furthermore, since the force resulting from the magnetic attraction force acts on the rotor center evenly from the circumferential direction, the occurrence of eccentricity of the rotor is suppressed, and the generation of noise is suppressed.
また、固定子鉄心の軸心を挟んで相対するティースに装着されている集中巻コイルが同じ三相巻線の同じ相であるので、固定子鉄心の軸心を挟んで相対するティースには、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生する。これにより、固定子鉄心の軸心を挟んで相対するティースに発生する磁気吸引力に起因して回転子の軸心に作用する力は互いに打ち消し合い、回転子の偏心の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。 In addition, since the concentrated winding coils mounted on the teeth facing each other across the stator core axis are the same phase of the same three-phase winding, the teeth facing the stator core axis are The same amount of magnetic attractive force is generated in the opposite direction. As a result, the forces acting on the rotor shaft due to the magnetic attractive force generated on the teeth facing each other across the stator core axis cancel each other, and the occurrence of rotor eccentricity is suppressed and noise is reduced. Is suppressed.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る回転電機を示す横断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における電気回路図である。なお、横断面図とは、回転電機の回転軸の軸心と直交する平面における断面図である。また、図1では、便宜上、ハッチングを省略している。
1 is a transverse sectional view showing a rotating electrical machine according to
図1において、回転電機100は、ハウジング(図示せず)内に配設された回転子1と、回転子1との間に一定の空隙を確保して、回転子1を囲繞するようにハウジングに同軸に保持された固定子10と、を備えている。
In FIG. 1, a rotating
回転子1は、軸心位置に挿入された回転軸2に固着された回転子鉄心3と、回転子鉄心3の外周側を軸方向に貫通する磁石収納穴4内に収納された磁石5と、を備えている。ここでは、8個の磁石5が回転子鉄心3の外周側に周方向に等角ピッチで配設されている。
The
固定子10は、ティース13が、それぞれ、円環状に構成されたヨーク12の内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで12個配設された固定子鉄心11と、それぞれ、導体線を各ティース13に複数回巻き回して作製された集中巻コイル16から構成される固定子巻線15と、固定子鉄心11と集中巻コイル16との間に介在する絶縁体(図示せず)と、を備える。
The
ここで、集中巻コイル16は、ティース13の周方向の配列順に、U11相,V21相,W11相,U21相,V11相,W21相,U12相,V22相,W12相,U22相,V12相,W22相とする。そして、U11相とU12相の集中巻コイル16を直列に接続してU1相コイルとし、V11相とV12相の集中巻コイル16を直列に接続してV1相コイルとし、W11相とW12相の集中巻コイル16を直列に接続してW1相コイルとする。そして、U1相コイル、V1相コイルおよびW1相コイルを、交流結線であるスター結線して、第1の三相巻線151を構成する。
Here, the concentrated
U21相とU22相の集中巻コイル16を直列に接続してU2相コイルとし、V21相とV22相の集中巻コイル16を直列に接続してV2相コイルとし、W21相とW22相の集中巻コイル16を直列に接続してW2相コイルとする。そして、U2相コイル、V2相コイルおよびW2相コイルをスター結線して、第2の三相巻線152を構成する。
The U21 phase and U22 phase concentrated
このように、固定子巻線15は、第1の三相巻線151と、第2の三相巻線152と、から構成される。 As described above, the stator winding 15 is composed of the first three-phase winding 151 and the second three-phase winding 152.
回転電機100は、図2に示されるように、三相交流回路17と、制御回路20と、を備える。
The rotating
三相交流回路17は、第1の三相巻線151に給電する第1の三相交流回路171と、第2の三相巻線152に給電する第2の三相交流回路172と、を備える。第1の三相交流回路171および第2の三相交流回路172は、それぞれ、並列に接続されたスイッチング素子18とダイオード19の組を2組直列に接続したものを並列に3つ配置して構成されたインバータ回路である。
The three-
並列に接続されたスイッチング素子18とダイオード19の2組を直列に接続する接続点が、それぞれ、給電線23を介して、U1相コイル、V1相コイルおよびW1相コイルの給電部に接続されている。電流センサ21が、第1の三相交流回路171からU1相コイルとW1相コイルの給電部への給電線23のそれぞれに流れる電流値を検出するように配設されている。
Connection points for connecting two sets of the switching
また、並列に接続されたスイッチング素子18とダイオード19の2組を直列に接続する接続点が、それぞれ、給電線23を介して、U2相コイル、V2相コイルおよびW2相コイルの給電部に接続されている。電流センサ21が、第2の三相交流回路172からU2相コイルとW2相コイルの給電部への給電線23のそれぞれに流れる電流値を検出するように配設されている。
Moreover, the connection point which connects two sets of the switching
制御回路20は、電流センサ21から得られる電流値と、回転センサ22から得られる回転子1の回転角度と、に基づいて、第1の三相交流回路171と第2の三相交流回路172との駆動を制御する。そして、第1および第2の三相交流回路171,172のスイッチング素子18が制御回路20によりON/OFF制御され、電源24の直流電力が三相交流電力に変換される。この三相交流電力が給電線23を介して第1および第2の三相巻線151,152に供給される。そして、回転子1の磁石5の周囲に回転磁界が与えられ、回転子1が回転駆動される。
The
このように構成された回転電機100では、第1の三相巻線151と第2の三相巻線152には、それぞれ、独立した第1の三相交流回路171と第2の三相交流回路172から、交流電力が給電される。そこで、電流センサ21の検出誤差が生じたり、第1の三相交流回路171と第2の三相交流回路172との間で、スイッチング素子18のスイッチング特定やON抵抗にバラツキが生じたりすると、第1の三相巻線151と第2の三相巻線152に流れる電流にアンバランスが生じることになる。
In the rotating
ここで、第1の三相巻線151と第2の三相巻線152に流れる電流波形について、図3から図6を参照しつつ説明する。図3はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における第1の三相交流回路に流れる電流波形を示す図、図4はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における第2の三相交流回路に流れる電流波形の第1の具体例を示す図、図5はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における第2の三相交流回路に流れる電流波形の第2の具体例を示す図、図6はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における第2の三相交流回路に流れる電流波形の第3の具体例を示す図である。
Here, the waveform of the current flowing through the first three-phase winding 151 and the second three-phase winding 152 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing a waveform of a current flowing through the first three-phase AC circuit in the rotary electric machine according to
第1の電流波形モードは、第1の三相巻線151に図3に示される電流波形が流れ、第2の三相巻線152に図4に示される電流波形が流れる場合である。この第1の電流波形モードは、第1の三相巻線151に流れる電流波形と第2の三相巻線152に流れる電流波形との振幅が等しく、理想的なモードである。 The first current waveform mode is a case where the current waveform shown in FIG. 3 flows in the first three-phase winding 151 and the current waveform shown in FIG. 4 flows in the second three-phase winding 152. This first current waveform mode is an ideal mode in which the amplitude of the current waveform flowing through the first three-phase winding 151 and the current waveform flowing through the second three-phase winding 152 are equal.
第2の電流波形モードは、第1の三相巻線151に図3に示される電流波形が流れ、第2の三相巻線152に図5に示される電流波形が流れる場合である。この第2の電流波形モードは、第2の三相巻線152に流れる電流波形の振幅が、第1の三相巻線151に流れる電流波形の振幅より小さいモードである。 The second current waveform mode is a case where the current waveform shown in FIG. 3 flows in the first three-phase winding 151 and the current waveform shown in FIG. 5 flows in the second three-phase winding 152. The second current waveform mode is a mode in which the amplitude of the current waveform flowing through the second three-phase winding 152 is smaller than the amplitude of the current waveform flowing through the first three-phase winding 151.
第3の電流波形モードは、第1の三相巻線151に図3に示される電流波形が流れ、第2の三相巻線152に図6に示される電流波形が流れる場合である。この第3の電流波形モードでは、第1の三相巻線151に電流が流れ、第2の三相巻線152に電流が流れていないモードである。 The third current waveform mode is a case where the current waveform shown in FIG. 3 flows in the first three-phase winding 151 and the current waveform shown in FIG. 6 flows in the second three-phase winding 152. The third current waveform mode is a mode in which current flows through the first three-phase winding 151 and no current flows through the second three-phase winding 152.
つぎに、回転電機100のティース13に発生する磁気吸引力について図7を参照しつつ説明する。図7はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に第2の電流波形モードの電流波形を流した場合のティース13に発生する磁気吸引力を示す図である。なお、図7中、矢印はティースに発生する磁気吸引力を示し、矢印の長さは磁気吸引力の大きさを表している。
Next, the magnetic attractive force generated in the
まず、第2の電流波形モードの電流波形が回転電機100に流れると、時間t0において、磁気吸引力が、図7に矢印で示されるように、回転電機100の各ティース13に発生する。第1の三相巻線151を構成する集中巻コイル16と第2の三相巻線152を構成する集中巻コイル16とが周方向に交互に配設され、かつ隣接する集中巻コイル16に流れる電流位相が異なっているので、大きな磁気吸引力が発生するティース13と小さな磁気吸引力が発生するティース13が、固定子10の周方向に偏りなく分散している。そこで、磁気吸引力に起因して固定子10に発生する円環振動の次数が高くなり、振動が発生しにくくなる。さらに、磁気吸引力に起因する力が、周方向から満遍なく回転子1の軸心Oに作用するので、回転子1の偏心の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。
First, when the current waveform in the second current waveform mode flows to the rotating
また、回転子1の軸心Oを挟んで相対するティース13には、同じ三相巻線の同じ相の集中巻コイル16が装着されているので、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生する。そこで、回転子1の軸心Oを挟んで相対するティース13に発生する磁気吸引力に起因して回転子1の軸心Oに作用する力は互いに打ち消し合う。これにより、回転子1が偏心せず、騒音の発生が抑制される。
Further, since the concentrated winding
また、第3の電流波形モードの電流波形が回転電機100に流れると、電流が第2の三相巻線152に流れないので、第2の三相巻線152を構成する集中巻コイル16が巻装されているティース13には起磁力が発生しない。しかし、磁束が、第2の三相巻線152を構成する集中巻コイル16が巻装されているティース13を通るので、磁束の2乗に比例する磁気吸引力が、第2の三相巻線152を構成する集中巻コイル16が巻装されているティース13に発生する。この第2の三相巻線152を構成する集中巻コイル16が巻装されているティース13に発生する磁気吸引力は、第1の三相巻線151を構成する集中巻コイル16が巻装されているティース13に発生する磁気吸引力に比べて小さい。そこで、大きな磁気吸引力が発生するティース13と小さな磁気吸引力が発生するティース13が、固定子10の周方向に偏りなく分散している。これにより、磁気吸引力に起因して固定子10に発生する円環振動の次数が高くなり、振動が発生しにくくなる。さらに、磁気吸引力に起因する力が、周方向から満遍なく回転子1の軸心Oに作用するので、回転子1の偏心の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。また、回転子1の軸心Oを挟んで相対するティース13には、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生するので、回転子1が偏心せず、騒音の発生が抑制される。
In addition, when the current waveform in the third current waveform mode flows to the rotating
また、第1の電流波形モードの電流波形が回転電機100に流れると、第1の三相巻線151に流れる電流波形と第2の三相巻線152に流れる電流波形との振幅が等しい。そして、第1の電流波形モードにおいても、大きな磁気吸引力が発生するティース13と小さな磁気吸引力が発生するティース13が、固定子10の周方向に偏りなく分散しているので、磁気吸引力に起因して固定子10に発生する円環振動の次数が高くなり、振動が発生しにくくなる。さらに、磁気吸引力に起因する力が、周方向から満遍なく回転子1の軸心Oに作用するので、回転子1の偏心の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。また、回転子1の軸心Oを挟んで相対するティース13には、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生するので、回転子1が偏心せず、騒音の発生が抑制される。
When the current waveform in the first current waveform mode flows through the rotating
つぎに、第2の電流波形モードの電流波形が特許文献1による回転電機200に流れた場合について説明する。図8は第1の従来の回転電機に第2の電流波形モードの電流波形を流した場合のティースに発生する磁気吸引力を示す図である。図8において、回転電機200は、回転子1と、固定子201と、を備える。固定子201は、固定子鉄心11と、それぞれ、導体線を各ティース13に複数回巻き回して作製された集中巻コイル16から構成される固定子巻線202と、を備える。集中巻コイル16は、ティース13の周方向の配列順に、U11相,U12相,V11相,V12相,W11相,W12相,U21相,U22相,V21相,V22相,W21相,W22相とし、U11相,U12相,V11相,V12相,W11相およびW12相の集中巻コイルにより第1の三相巻線を構成し、U21相,U22相,V21相,V22相,W21相およびW22相の集中巻コイルにより第2の三相巻線を構成している。この回転電機200は、特許文献1による回転電機に相当する。
Next, a case where the current waveform in the second current waveform mode flows through the rotating
第2の電流波形モードの電流波形が回転電機200に流れると、時間t0において、磁気吸引力が、図8に矢印で示されるように、回転電機200の各ティース13に発生する。このように、回転電機200では、同じ組の三相巻線の同じ相の集中巻コイル16が周方向に隣り合って固定子鉄心11に配設されているので、磁気吸引力に起因して固定子10に発生する円環振動の次数が低くなる。そこで、固定子201に低次の円環振動が発生しやすくなり、振動や騒音が大きくなる。
When the current waveform in the second current waveform mode flows through the rotating
また、大きな電流が流れる集中巻コイル16が巻装されているティース13が、固定子鉄心11の周方向の半分の領域に集中している。そこで、固定子鉄心11の周方向の半分の領域のティース13における起磁力が、固定子鉄心11の周方向の残りの半分の領域のティース13における起磁力より大きくなり、ティース13に発生する磁気吸引力に、固定子201の周方向における偏りが発生する。そこで、固定子201の周方向の半分の領域に偏った大きな力Fが回転子1に作用するので、回転子1が偏心し、振動や騒音が回転電機200に発生する。
Further, the
また、回転子1の軸心Oを挟んで相対するティース13には、異なる三相巻線の同じ相の集中巻コイル16が装着されているので、異なる大きさの磁気吸引力が逆向きに発生する。そこで、回転子1の軸心Oを挟んで相対するティース13に発生する磁気吸引力に起因する力が、回転子1の軸心Oに作用するので、回転子1が偏心し、騒音が発生する。
Further, since the
また、第3の電流波形モードの電流波形が回転電機200に流れた場合には、電流が第2の三相巻線に流れないので、第2の三相巻線の集中巻コイル16が装着されているティース13には、磁束が通ることに起因する磁気吸引力が発生する。この第2の三相巻線の集中巻コイル16が装着されているティース13に発生する磁気吸引力は、第2の電流波形モードの電流波形が回転電機200に流れた場合における第2の三相巻線の集中巻コイル16が装着されているティース13に発生する磁気吸引力より小さくなる。そこで、大きな磁気吸引力が、固定子鉄心11の周方向の半分の領域のティース13に集中する。これにより、固定子201の周方向の半分の領域に偏った力Fが、第2の電流波形モードの場合に比べて、さらに大きくなり、回転子1を偏心させ、大きな振動や騒音が発生する。また、回転子1の軸心Oを挟んで相対するティース13に発生する磁気吸引力に起因して回転子1の軸心Oに作用する力が大きくなり、回転子1を偏心させ、大きな振動や騒音が発生する。
Further, when the current waveform in the third current waveform mode flows to the rotating
なお、第1の電流波形モードの電流波形が回転電機200に流れた場合には、第1の三相巻線に流れる電流波形と第2の三相巻線に流れる電流波形との振幅が等しい。そこで、回転子1の軸心Oを挟んで相対するティース13には、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生するので、回転子1が偏心せず、騒音の発生が抑制される。
When the current waveform in the first current waveform mode flows to the rotary
つぎに、第2の電流波形モードの電流波形が特許文献2による回転電機300に流れた場合について説明する。図9は第2の従来の回転電機に第2の電流波形モードの電流波形を流した場合のティースに発生する磁気吸引力を示す図である。図9において、回転電機300は、回転子301と、固定子310と、を備える。回転子301は、軸心位置に挿入された回転軸302に固着された回転子鉄心303と、回転子鉄心303の外周側を軸方向に貫通する磁石収納穴304内に収納された4個の磁石305と、を備えている。固定子310は、ティース313が、それぞれ、円環状に構成されたヨーク312の内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで6個配設された固定子鉄心311と、それぞれ、導体線を各ティース313に複数回巻き回して作製された集中巻コイル16から構成される固定子巻線315と、を備える。集中巻コイル16は、周方向の並び順に、U1相,W2相,V1相,U2相,W1相,V2相とし、U1相,V1相およびW1相の集中巻コイルにより第1の三相巻線を構成し、U2相,V2相およびW2相の集中巻コイルにより第2の三相巻線を構成している。この回転電機300であり、特許文献2による回転電機に相当する。
Next, a case where the current waveform in the second current waveform mode flows to the rotating
第2の電流波形モードの電流波形が回転電機300に流れると、時間t0において、磁気吸引力が、図9に矢印で示されるように、回転電機300の各ティース313に発生する。回転電機300では、第1の三相巻線を構成する集中巻コイル16と第2の三相巻線を構成する集中巻コイル16とが周方向に交互に配設され、かつ隣接する集中巻コイル16に流れる電流位相が異なっているので、大きな磁気吸引力が発生するティース313と小さな磁気吸引力が発生するティース313が、固定子310の周方向に偏りなく分散している。そこで、磁気吸引力に起因して固定子310に発生する円環振動の次数が高くなり、振動が発生しにくくなる。さらに、磁気吸引力に起因する力が、周方向から満遍なく回転子301の軸心Oに作用するので、回転子301の偏心の発生が抑制される。
When the current waveform in the second current waveform mode flows to the rotating
しかし、回転子301の軸心Oを挟んで相対するティース313には、異なる三相巻線の同じ相の集中巻コイル16が装着されているので、異なる大きさの磁気吸引力が逆向きに発生する。そこで、磁気吸引力に起因する力Fが、回転子301に偏って作用するので、回転子1が偏心し、振動や騒音が回転電機300に発生する。
However, since the concentrated winding
また、第3の電流波形モードの電流波形が回転電機300に流れた場合には、電流が第2の三相巻線に流れないので、第2の三相巻線の集中巻コイル16が装着されているティース313には、磁束が通ることに起因する磁気吸引力が発生する。この第2の三相巻線の集中巻コイル16が装着されているティース313に発生する磁気吸引力は、第2の電流波形モードの電流波形が回転電機300に流れた場合における第2の三相巻線の集中巻コイル16が装着されているティース313に発生する磁気吸引力より小さくなる。そこで、大きな磁気吸引力が、第1の三相巻線が巻装されているティース313に集中する。これにより、回転子301に作用する力Fが、第2の電流波形モードの場合に比べて、さらに大きくなり、回転子1を偏心させ、大きな振動や騒音が発生する。
In addition, when the current waveform in the third current waveform mode flows to the rotating
なお、第1の電流波形モードの電流波形が回転電機300に流れた場合には、第1の三相巻線に流れる電流波形と第2の三相巻線に流れる電流波形との振幅が等しい。そこで、回転子301の軸心Oを挟んで相対するティース313には、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生するので、回転子3011の軸心Oを挟んで相対するティース13に発生する磁気吸引力に起因して回転子1の軸心Oに作用する力は打ち消し合い、回転子301が偏心せず、騒音の発生が抑制される。
When the current waveform in the first current waveform mode flows to the rotating
このように、実施の形態1によれば、第1および第2の三相巻線151,152に給電される交流電流の振幅に差異が生じても、特許文献1,2に比べて、振動および騒音の発生を抑制することができる。
また、第1および第2の三相巻線151,152が三相の巻線をスター結線して構成されているので、循環電流が第1および第2の三相巻線151,152に発生しない。そこで、循環電流に起因するブレーキ力の発生がなく、回転電機100の性能を向上させることができる。As described above, according to the first embodiment, even if a difference occurs in the amplitude of the alternating current supplied to the first and second three-
Further, since the first and second three-
実施の形態2.
図10はこの発明の実施の形態2に係る回転電機における電気回路図である。
FIG. 10 is an electric circuit diagram in the rotary electric machine according to
図10において、固定子巻線15Aが、第1の三相巻線153と第2の三相巻線154とから構成されている。集中巻コイル16は、ティース13の周方向の配列順に、U11相,V21相,W11相,U21相,V11相,W21相,U12相,V22相,W12相,U22相,V12相,W22相とする。そして、U11相とU12相の集中巻コイル16を直列に接続してU1相コイルとし、V11相とV12相の集中巻コイル16を直列に接続してV1相コイルとし、W11相とW12相の集中巻コイル16を直列に接続してW1相コイルとする。そして、U1相コイル、V1相コイルおよびW1相コイルをデルタ結線して、第1の三相巻線153を構成する。
In FIG. 10, the stator winding 15 </ b> A includes a first three-phase winding 153 and a second three-phase winding 154. The concentrated winding
U21相とU22相の集中巻コイル16を直列に接続してU2相コイルとし、V21相とV22相の集中巻コイル16を直列に接続してV2相コイルとし、W21相とW22相の集中巻コイル16を直列に接続してW2相コイルとする。そして、U2相コイル、V2相コイルおよびW2相コイルをデルタ結線して、第2の三相巻線154を構成する。
なお、このように構成された回転電機101は、固定子巻線15Aを用いている点を除いて、上記実施の形態1による回転電機100と同様に構成されている。The U21 phase and U22 phase concentrated winding
The rotating
したがって、この実施の形態2においても、上記実施の形態1と同様の効果を奏する。
この実施の形態2によれば、第1および第2の三相巻線153,154が三相の巻線をデルタ結線して構成されているので、三相の巻線をスター結線するときに必要な中性点の結線が不要となる。そこで、中性点を結線するための導体線が不要となり、部品点数を削減できるので、回転電機101の体格の増大を抑えて、低コスト化が図られる。Therefore, the second embodiment also has the same effect as the first embodiment.
According to the second embodiment, since the first and second three-
なお、上記各実施の形では、8極12スロットに回転電機について説明しているが、極数スロット数はこれに限定されず、8n極12nスロット(但し、nは1以上の自然数)の回転電機であればよい。
また、上記各実施の形態では、各相コイルが、同相の集中巻コイルを直列に接続して構成されているが、各相コイルは、同相の集中巻コイルを並列に接続して構成されてもよい。この場合、相コイルのターン数が固定子鉄心のスロット数に依らないので、構成の自由度が高くなる。また、集中巻コイルの線径を小さくできるので、巻線工程が容易となる。In each of the above embodiments, the rotary electric machine is described with 8 poles and 12 slots. However, the number of poles is not limited to this, and the rotation of 8n poles and 12n slots (where n is a natural number of 1 or more) is possible. What is necessary is just an electric machine.
In each of the above embodiments, each phase coil is configured by connecting in-phase concentrated winding coils in series, but each phase coil is configured by connecting in-phase concentrated winding coils in parallel. Also good. In this case, since the number of turns of the phase coil does not depend on the number of slots in the stator core, the degree of freedom in configuration is increased. Further, since the wire diameter of the concentrated winding coil can be reduced, the winding process is facilitated.
Claims (3)
円環状のヨーク、およびそれぞれ、上記円環状のヨークの内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで配設された12n本のティースを備え、上記回転子との間に一定の隙間を確保して、上記回転子の外周に同軸に配設された固定子鉄心と、
上記ティースのそれぞれに装着された集中巻コイルの半数の集中巻コイルを交流結線して構成されている第1の三相巻線、および上記集中巻コイルの残る集中巻コイルを交流結線して構成されている第2の三相巻線を備えた固定子巻線と、
上記第1の三相巻線に給電する第1の三相交流回路と、
上記第2の三相巻線に給電する第2の三相交流回路と、を備え、
上記第1の三相巻線を構成する上記集中巻コイルと上記第2の三相巻線を構成する上記集中巻コイルとが、上記ティースに装着されて周方向に交互に配列しており、
周方向に隣り合う上記ティースに装着された上記集中巻コイルの相が異なり、
上記固定子鉄心の軸心を挟んで相対する上記ティースに装着されている上記集中巻コイルの相が同じである回転電機。A rotor having 8n magnetic poles (n is an integer of 1 or more);
An annular yoke, and 12n teeth each projecting radially inward from the inner circumferential surface of the annular yoke and arranged at an equiangular pitch in the circumferential direction, between the rotor and the rotor Securing a certain gap to the stator core disposed coaxially on the outer periphery of the rotor,
A first three-phase winding configured by AC connection of half of the concentrated winding coils mounted on each of the teeth, and a concentrated winding coil remaining on the concentrated winding coil are AC connected. A stator winding with a second three-phase winding being applied;
A first three-phase AC circuit that feeds power to the first three-phase winding;
A second three-phase AC circuit that feeds power to the second three-phase winding,
The concentrated winding coil constituting the first three-phase winding and the concentrated winding coil constituting the second three-phase winding are mounted on the teeth and alternately arranged in the circumferential direction,
The phase of the concentrated winding coil mounted on the teeth adjacent in the circumferential direction is different.
A rotating electrical machine in which the phases of the concentrated winding coils mounted on the teeth facing each other across the axis of the stator core are the same.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2015/082687 WO2017085861A1 (en) | 2015-11-20 | 2015-11-20 | Rotating electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017085861A1 true JPWO2017085861A1 (en) | 2018-03-29 |
Family
ID=58718083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017551488A Pending JPWO2017085861A1 (en) | 2015-11-20 | 2015-11-20 | Rotating electric machine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2017085861A1 (en) |
CN (1) | CN108352747B (en) |
WO (1) | WO2017085861A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108539943A (en) * | 2018-06-19 | 2018-09-14 | 安徽美芝精密制造有限公司 | Permanent magnet synchronous motor and compressor |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7214895B2 (en) * | 2019-12-09 | 2023-01-30 | 株式会社東芝 | Armature winding of rotating electric machine and rotating electric machine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001211577A (en) * | 2000-12-20 | 2001-08-03 | Hitachi Ltd | Permanent magnet rotary electric machine |
JP2002315242A (en) * | 2001-04-05 | 2002-10-25 | Hitachi Ltd | Permanent magnet type rotary electric machine, power generation system utilizing the same and drive system |
JP2007244008A (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | Rotary electric machine |
JP2010115086A (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Toshiba Corp | Motor system and energization method of permanent magnet motor |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008236927A (en) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Electric motor system, its control method, and permanent magnet synchronous motor |
EP3121939B1 (en) * | 2014-03-20 | 2020-05-27 | NSK Ltd. | Electric motor, electric power steering device, and vehicle |
-
2015
- 2015-11-20 JP JP2017551488A patent/JPWO2017085861A1/en active Pending
- 2015-11-20 WO PCT/JP2015/082687 patent/WO2017085861A1/en active Application Filing
- 2015-11-20 CN CN201580084422.4A patent/CN108352747B/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001211577A (en) * | 2000-12-20 | 2001-08-03 | Hitachi Ltd | Permanent magnet rotary electric machine |
JP2002315242A (en) * | 2001-04-05 | 2002-10-25 | Hitachi Ltd | Permanent magnet type rotary electric machine, power generation system utilizing the same and drive system |
JP2007244008A (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | Rotary electric machine |
JP2010115086A (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Toshiba Corp | Motor system and energization method of permanent magnet motor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108539943A (en) * | 2018-06-19 | 2018-09-14 | 安徽美芝精密制造有限公司 | Permanent magnet synchronous motor and compressor |
CN108539943B (en) * | 2018-06-19 | 2024-03-29 | 广东威灵汽车部件有限公司 | Permanent magnet synchronous motor and compressor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108352747A (en) | 2018-07-31 |
CN108352747B (en) | 2021-09-24 |
WO2017085861A1 (en) | 2017-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5302527B2 (en) | Rotating electric machine and drive control device thereof | |
US10862355B2 (en) | Armature with a core having teeth of different circumferential widths and electric motor including the armature and a rotor | |
US10651700B2 (en) | Rotating electrical machine | |
JP2010531130A (en) | Synchronous motor having 12 stator teeth and 10 rotor poles | |
US10873226B2 (en) | Rotary electric machine | |
TWI647896B (en) | Large output and high efficiency single phase multipole generator | |
US20130069453A1 (en) | Mechanically commutated switched reluctance motor | |
US20130214623A1 (en) | Switched reluctance motor | |
JP2014045630A (en) | Rotary electric machine | |
JP2013021749A (en) | Rotary electric machine system | |
JP2014036448A (en) | Rotor of rotary electric machine | |
WO2019008848A1 (en) | Rotating electric machine and direct-acting electric motor | |
US10003222B2 (en) | Dual-accumulator electrical generation apparatus | |
JP2018082600A (en) | Double-rotor dynamoelectric machine | |
WO2017085861A1 (en) | Rotating electric machine | |
JP2010136523A (en) | Drive control device for rotary electric machine | |
JP6645351B2 (en) | Rotating electric machine | |
US10236756B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2012019605A (en) | Permanent magnet rotating electrical machine | |
JP5175699B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2018148675A (en) | Stator for rotary electric machine | |
KR101472056B1 (en) | Brushless synchronous generator having flat exciter | |
US10931183B2 (en) | Asynchronous machine | |
JP2010081670A (en) | Alternating current generator | |
JP5611094B2 (en) | Rotating electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171205 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180717 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180912 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20181225 |