JPWO2018131408A1 - 回転電機の固定子、及び回転電機 - Google Patents

Abstract

固定子巻線の温度を高精度で測定することができ、かつ温度検知部の取付けでの作業性に優れる回転電機の固定子と回転電機を提供する。環状の固定子鉄心２０と、固定子鉄心２０に配置されており、固定子鉄心２０から突出したコイルエンド４２を構成する部分とコイルエンド４２から離れて延伸した部分とを有する固定子巻線４と、固定子巻線４のコイルエンド４２から離れて延伸した部分であり、端部に出力端子４５Ｕを備える出力線４３Ｕと、出力線４３Ｕに設置された温度検知部５とを備える。

Description

本発明は、回転電機の固定子と回転電機に関する。

回転電機は、固定子と回転子を備えており、固定子は、固定子鉄心と固定子巻線を備える。回転電機の運転により固定子巻線の温度が高くなると、回転電機に故障が発生したり回転電機の寿命が短くなったりするおそれがある。このため、固定子巻線の温度を高精度に測定することが重要である。固定子巻線の温度上昇による回転電機への影響を防止するには、固定子巻線のうち最も温度が高い部位での温度を測定するのが有効である。そこで、固定子巻線の温度を高精度に測定するには、固定子巻線の最も温度が高い部位（又は最も温度が高いと推測される部位）を含む高温部での温度を、固定子巻線の温度として測定するのが好ましい。

固定子巻線の温度を高精度に測定する技術として、例えば特許文献１に記載の回転電機が知られている。特許文献１に記載の回転電機は、コイル（固定子巻線）を形成するコイル導線と、コイルを中性点に接続する中性線と、中性線の温度を検出する温度センサとを有する。温度センサに巻き付いている中性線の部分と、中性線が巻き付いている温度センサの部分は、モールド材に埋め込まれており、埋込型の温度検出部が形成されている。

特開２０１３−２１９９６１号公報

上述したように、回転電機の故障の発生や寿命の短縮を防止するためには、固定子巻線の温度を高精度に測定し、固定子巻線を高温から保護するとともに、固定子巻線の温度上昇による回転電機への影響を防止することが重要である。

特許文献１に記載の回転電機では、コイルに冷却液を掛けて冷却を行う液冷式の場合でも、埋込型の温度検出部を用いることにより、温度センサ及びその周辺の中性線に直接冷却液が掛からなくなるので、これらの中性線の冷却液による温度低下が避けられる。このため、実際に知りたい温度であるスロット内のコイル導線（冷却液が掛からない又は掛かりにくく温度が高くなる部分）の温度を、精度良く測定することができる。

しかし、特許文献１に記載の回転電機では、埋込型の温度検出部を用いても、モールド材で覆われていないコイルエンドは、冷却液による冷却が促進される。このため、樹脂で覆われていないコイル導線が冷却され、冷却されたコイル導線からの伝熱（熱引き）により埋込型の温度検出部の内部でコイル導線の温度が低下し、コイル導線の温度の検出精度が低下する懸念がある。

また、特許文献１に記載の回転電機では、温度センサがコイルエンドに設置されているため、温度センサをコイルに取付ける際に必要なスペースが周囲に十分なく、温度センサの取付作業が行いにくい。また、温度センサを取付けた後に、コイルの固定や絶縁のためにコイルにワニスを塗布する際には、コイルエンド上でマスキング等の付帯作業をする必要がある。このため、特許文献１に記載のように温度センサをコイルエンドに設置する回転電機では、温度センサなどの温度検知部の取付けでの作業性に課題がある。

本発明の目的は、固定子巻線の温度を高精度で測定することができ、かつ温度検知部の取付けでの作業性に優れる回転電機の固定子と回転電機を提供することである。

本発明による回転電機の固定子は、環状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心に配置されており、前記固定子鉄心から突出したコイルエンドを構成する部分と前記コイルエンドから離れて延伸した部分とを有する固定子巻線と、前記固定子巻線の前記コイルエンドから離れて延伸した前記部分であり、端部に出力端子を備える出力線と、前記出力線に設置された温度検知部とを備える。

本発明によると、固定子巻線の温度を高精度で測定することができ、かつ温度検知部の取付けでの作業性に優れる回転電機の固定子と回転電機を提供することができる。

本発明の実施例１による回転電機の全体構成を示す模式図。 本発明の実施例１による回転電機の固定子の構成を示す斜視図。 固定子巻線との間にワニスが付着した温度検知部を示す模式図。 固定子巻線との間にワニスが付着するのを避け、信号線にマスキングをした温度検知部を示す模式図。 本発明の実施例１による回転電機の固定子における、出力線に設置された温度検知部を示す模式図。 本発明の実施例１による回転電機の固定子の別の構成を示す斜視図。 本発明の実施例２による回転電機の全体構成を示す模式図。

固定子巻線の温度として、固定子巻線の最も温度が高い部位（又は最も温度が高いと推測される部位）を含む高温部の温度を測定すると、固定子巻線の温度上昇による回転電機への影響を防止するのに有効な固定子巻線の温度を高精度に測定できる。

本発明による回転電機の固定子及び回転電機は、固定子巻線の温度を測定する温度検知部を、コイルエンドから離れて延伸した出力線に備える。コイルエンドは冷却源により冷却が促進されるが、温度検知部は、コイルエンドから離れた部分の固定子巻線の温度を測定するので、冷却された部分の影響を受けず高温部での固定子巻線の温度を測定できる。また、温度検知部は、コイルエンドから離れているところに設置するため、取付作業が行い易い。このように、本発明による回転電機の固定子及び回転電機は、固定子巻線の温度を高精度で測定することができるとともに、温度検知部の取付けでの作業性に優れるという効果を奏する。

以下、図面を用いて、本発明の実施例による回転電機の固定子及び回転電機の構成及び作用を説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一の要素には同一の符号を付け、これらの要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の実施例１による回転電機の全体構成を示す模式図である。図１では、一部分が回転電機１の内部を示す断面図である。

回転電機１は、ハウジング１０と、ハウジング１０に固定された固定子鉄心２０を有する固定子２と、固定子２の内周側に回転自在に設けられた回転子３とを備える。回転電機１の筐体は、フロントブラケット１１、ハウジング１０、リアブラケット１２、及びターミナルボックス１３により構成される。ハウジング１０は、ウォータージャケット１４とともに、回転電機の冷却液の流路１５を構成している。

回転子３は、フロントブラケット１１の軸受３０Ａとリアブラケット１２の軸受３０Ｂにより支持されるシャフト３１に固定されており、固定子鉄心２０の内周側において回転可能に配置される。

固定子２は、流路１５を流れる冷却液によりハウジング１０を介して間接的に冷却される。固定子鉄心２０は、環状の部材であり、焼嵌め等によりハウジング１０に固定されており、スロットを有する。固定子鉄心２０のスロットには、絶縁樹脂材でシート状に形成されたインシュレータが配置され、このインシュレータを介して固定子巻線４が配置されている。固定子鉄心２０の延伸方向（長さ方向）を「軸方向」と呼ぶ。この軸方向は、シャフト３１の延伸方向と同じである。

固定子巻線４は、略Ｕ字状の銅製の平角導体が軸方向に沿って固定子鉄心２０のスロットに配置されて構成されている。略Ｕ字状の平角導体は、開口側の端部が折り曲げられた折曲部を有し、平角導体同士の折曲部が溶接等により互いに電気的に接続されている。固定子巻線４は、固定子鉄心２０から突出したコイルエンド４２を構成する部分と、コイルエンド４２から離れて延伸した部分とを有する。コイルエンド４２は、固定子鉄心２０の軸方向両端から突出した固定子巻線４から構成され、スロット間を跨る固定子巻線４が密集した部位である。固定子巻線４のコイルエンド４２から離れて延伸した部分を出力線４３と呼ぶ。コイルエンド４２を構成する固定子巻線４の長さと出力線４３の長さは、固定子巻線４の相によって異なることがある。

固定子巻線４は、三相Ｙ結線の巻線であり、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の固定子巻線が平角導体によって構成される。各相の固定子巻線は、一端が中性点で互いに接続されてコイルエンド４２に配置され、他端を含む一部が出力線４３を構成する。中性点に接続する、各相の固定子巻線の一部を、中性線と呼ぶ。

出力線４３は、電気エネルギーを授受するために回転電機１の外部と接続する線であり、端部に出力端子４５を備える。出力線４３は、コイルエンド４２から引出されて延伸し、出力端子４５がターミナルボックス１３内の端子台２１に接続される。出力線４３は、端子台２１上において出力端子４５を介して、ターミナルボックス１３に挿入された外部の配線、例えばインバータと繋がるパワーケーブルと接続する。なお、出力線４３は、コイルエンド４２から延伸した固定子巻線４の部分であるが、一部はコイルエンド４２にも位置する。

出力線４３には、固定子巻線４の温度測定のために、温度検知部５が設けられている。温度検知部５には、例えばサーミスタや熱電対を用いることができる。サーミスタは、温度センサであり、温度の変化に対して電気抵抗値が大きく変化する半導体から成る温度検出素子を有する。回転電機１のコントロールユニット（例えば、インバータ）は、温度検知部５からの信号（例えば、サーミスタの電気抵抗値や熱電対に発生する熱起電力）をモニタすることで、固定子巻線４の温度を検出することができる。

温度検知部５が測定した固定子巻線４の温度が予め定めた規定値を超えた場合、固定子巻線４の絶縁被膜や固定子２に塗布されたワニスの寿命への影響、ひいては故障の発生や寿命の短縮といった回転電機への影響が懸念される。このため、コントロールユニットは、回転電機１の運転を制限したり停止したりして、固定子巻線４が異常過熱することを防止する。したがって、温度検知部５は、冷却液による冷却の影響を受けにくく、固定子巻線４の中で最も温度が高い部位に設置することが望まれる。実際には、最も温度が高い部位を特定するのが困難な場合が多いので、最も温度が高い部位（又は最も温度が高いと推測される部位）を含む部位である高温部に、温度検知部５を設置するのが好ましい。

回転電機１が動作して固定子巻線４に電流が流れているとき、固定子巻線４には銅損が生じて発熱する。コイルエンド４２は、固定子巻線４が密集しているため、銅損によって発生した熱がこもり、温度が高くなる。

コイルエンド４２は、ハウジング１０に構成された流路１５を流れる冷却液により、間接的に冷却される。すなわち、コイルエンド４２は、ハウジング１０、固定子鉄心２０、固定子鉄心２０のスロットに配置されたインシュレータ、及び固定子鉄心２０のスロットに配置された固定子巻線４を伝熱経路とする熱伝達により、流路１５を流れる冷却液によって冷却される。冷却源からの伝熱経路の距離が長い程温度が高くなるので、冷却液の流路１５からの伝熱経路の距離が長くなる順、すなわち、ハウジング１０、固定子鉄心２０、固定子２（固定子鉄心２０のスロット）内の固定子巻線４、コイルエンド４２の固定子巻線４、コイルエンド４２から延伸した固定子巻線４（出力線４３）の順に温度が高くなる。

温度検知部５は、出力線４３、すなわちコイルエンド４２から延伸した固定子巻線４に設置されている。出力線４３は、コイルエンド４２の温度の影響を受けづらく、固定子巻線４の中で最も温度が高い部位（又は最も温度が高いと推測される部位）を含む高温部である。したがって、出力線４３に設置された温度検知部５は、コイルエンド４２の温度の影響を受けづらく、かつ高温部の温度を測定できるため、固定子巻線４の温度を高精度で測定可能である。

図２は、本発明の実施例１による回転電機１の固定子２の構成を示す斜視図である。図２を用いて、固定子２と温度検知部５の設置位置の詳細について説明する。

固定子２は、複数のスロットを有する固定子鉄心２０と、固定子巻線４と、固定子巻線４の温度を測定する温度検知部５を備える。

固定子鉄心２０は、所定の厚さの磁性鋼板が軸方向に積層された環状の部材であり、軸方向に延伸する複数のスロットが内周側に設けられている。複数のスロットは、固定子鉄心２０の周方向に並んで配置されている。

固定子巻線４は、主として銅からなる導電性の芯線部と芯線部を覆う絶縁被膜とにより構成される。固定子巻線４は、絶縁樹脂材でシート状に形成されたインシュレータ４１を介して、固定子鉄心２０のスロットに配置されている。上述したように、固定子鉄心２０の軸方向両端から突出した固定子巻線４から構成され、固定子巻線４が密集した部位がコイルエンド４２である。

固定子巻線４は、上述したように、三相Ｙ結線の巻線であり、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の固定子巻線を備える。これら各相の固定子巻線の一端は、これら各相の中性線が互いに接続された中性点４４としてコイルエンド４２に配置される。Ｕ相の固定子巻線の他端を含む一部は、Ｕ相の出力線４３Ｕを構成する。Ｖ相の固定子巻線の他端を含む一部は、Ｖ相の出力線４３Ｖを構成する。Ｗ相の固定子巻線の他端を含む一部は、Ｗ相の出力線４３Ｗを構成する。

回転電機１が外部との間で電気エネルギーを授受できるように、出力線４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗは、コイルエンド４２から離れて延伸する。出力線４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗの端部には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の出力端子４５Ｕ、４５Ｖ、４５Ｗがそれぞれ設けられている。出力線４３Ｕには、温度検知部５が設置されている。なお、本実施例では、出力線４３（４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗ）の端部に出力線４３とは別体の出力端子４５（４５Ｕ、４５Ｖ、４５Ｗ）が設けられているが、出力端子４５は、出力線４３と別体ではなくて、出力線４３の一部が出力端子４５を構成していても構わない。

固定子２がハウジング１０に構成された流路１５を流れる冷却液により間接的に冷却される間接冷却方式の場合、固定子２は、ハウジング１０と接している固定子鉄心２０の外周面から冷却される。この場合、固定子２は、上述したように、固定子鉄心２０、固定子２（固定子鉄心２０のスロット）内の固定子巻線４、コイルエンド４２の固定子巻線４、コイルエンド４２から延伸した固定子巻線４（出力線４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗ）の順に温度が高くなる。出力線４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗは、コイルエンド４２の温度の影響を受けづらく、固定子巻線４の中で最も温度が高い部位（又は最も温度が高いと推測される部位）を含む高温部である。

温度検知部５は、コイルエンド４２から延伸した出力線４３Ｕに設置されているので、コイルエンド４２の温度の影響（冷却液による冷却の影響）を受けづらく、高温部の温度を測定できるため、固定子巻線４の温度を高精度で測定可能である。したがって、温度検知部５を出力線４３Ｕに設置することで、固定子巻線４を高温から保護するとともに、固定子巻線４の温度上昇による回転電機１への影響を防止することができる。なお、温度検知部５は、出力線４３Ｕにではなく、出力線４３Ｖ、又は出力線４３Ｗに設置してもよい。

出力線４３（４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗ）の、コイルエンド４２の固定子巻線４に繋がる部分を繋ぎ部４３１とし、出力端子４５（４５Ｕ、４５Ｖ、４５Ｗ）を備える部分を端子部４３２とする。温度検知部５は、出力線４３において、繋ぎ部４３１よりも端子部４３２に近い位置に設置するのが好ましい。さらに、温度検知部５は、出力線４３の端子部４３２の近くに設置するのが好ましく、出力線４３の先端部（出力端子４５の設置位置）にできるだけ近い部位に設置するのがより好ましい。温度検知部５をこのような位置に設置すると、温度検知部５は、冷却源からの伝熱経路がより長い部位、すなわち固定子巻線４の温度がより高い部位の温度を測定できるからである。

間接冷却方式では、冷却源から温度検知部５の設置位置までの伝熱距離が長い程、温度検知部５の設置位置での温度が高くなる。したがって、間接冷却方式では、温度検知部５を、コイルエンド４２を構成する部分の長さと出力線４３（４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗ）の長さとの和が最も長い固定子巻線４の相の出力線４３に設置すると、各相の出力線４３の中で最も温度の高い部位での温度を測定することができる。

次に、温度検知部５の出力線４３（固定子巻線４）への設置について説明する。

図３Ａは、固定子巻線４との間にワニス７が付着した温度検知部５を示す模式図である。温度検知部５には、測定した温度の信号を回転電機１のコントロールユニットに伝達するための信号線５１が接続されている。固定子巻線４は、中心部に導電性の芯線部６１を備え、表面に芯線部６１を覆う絶縁被膜６２を備え、固定子鉄心２０に設置される。コイルエンド４２での固定子巻線４は、固定子巻線４の固定や絶縁を目的に、表面にワニス７が塗布される。

図３Ａに示すように、固定子巻線４の表面にワニス７が付着した状態で、固定子巻線４に温度検知部５を取付けると、固定子巻線４と温度検知部５との間にワニス７が付着し、固定子巻線４と温度検知部５との間の熱抵抗が増加する。すると、固定子巻線４と温度検知部５との間で温度差が発生し、固定子巻線４の温度変化に対する温度検知部５の応答性に影響が出てしまい、温度検知部５は、固定子巻線４の温度を正確に測定できなくなる。したがって、固定子巻線４の温度をより正確に測定するためには、温度検知部５は、固定子巻線４の表面に直に接して固定子巻線４の温度を測定することが望ましい。

図３Ｂは、固定子巻線４との間にワニス７が付着するのを避け、信号線５１にマスキングをした温度検知部５を示す模式図である。固定子巻線４と温度検知部５との間にワニス７が付着するのを避けるためには、温度検知部５を固定子巻線４の表面に設置した後で、固定子巻線４の表面にワニス７を塗布する。この場合には、ワニス７を塗布する前に、温度検知部５の信号線５１にマスキングテープ５２を貼るマスキング作業等の付帯作業を行う必要があり、温度検知部５の取付けでの作業性に課題がある。

図３Ｃは、本実施例による回転電機１の固定子２における、出力線４３に設置された温度検知部５を示す模式図である。本実施例による回転電機の固定子２では、温度検知部５は、コイルエンド４２から延伸した固定子巻線４である出力線４３に、出力線４３の表面に直に接して取付けられている。すなわち、温度検知部５は、出力線４３の表面を覆う絶縁被膜６２に設置されている。温度検知部５は、図３Ｃには示していないが、樹脂等の封止材や熱収縮チューブを用いて出力線４３の絶縁被膜６２に設置することができる。

コイルエンド４２から延伸した出力線４３にはワニス７を塗布する必要がないので、温度検知部５の信号線５１へのマスキング作業等の付帯作業をコイルエンド４２上で行う必要がない。また、温度検知部５は、ワニス７の塗布部であるコイルエンド４２から離れた位置に設置されるため、ワニス７の塗布作業後でも出力線４３に設置できる。さらに、出力線４３は、コイルエンド４２から離れて延伸しているため、密集した固定子巻線４が周囲に存在せず、周囲に空間が十分にあるため、温度検知部５の取付作業が行い易い。このように、本実施例による回転電機１の固定子２は、温度検知部５の取付けでの作業性に優れる。

以上説明したように、本実施例による回転電機１の固定子２は、温度検知部５の取付けでの作業性に優れるとともに、温度検知部５を出力線４３（固定子巻線４）の表面に直に接して設置することができるので、固定子巻線４の温度を高精度で測定することができる。

温度検知部５は、１つだけでなく、複数を備えることができる。以下では、複数の温度検知部５を備える構成の固定子２について説明する。なお、間接冷却方式では、複数の温度検知部５の１つを、コイルエンド４２を構成する部分の長さと出力線４３の長さとの和が最も長い固定子巻線４の相の出力線４３に設置すると、各相の出力線４３の中で最も温度の高い部位での温度を測定することができる。

図４は、本発明の実施例１による回転電機１の固定子２の別の構成を示す斜視図である。図４に示す固定子２は、温度検知部５を２つ備え、１つの温度検知部５がＵ相の出力線４３Ｕに、もう１つの温度検知部５がＶ相の出力線４３Ｖに設置されている。なお、２つの温度検知部５は、出力線４３Ｕ、４３Ｖ、及び４３Ｗのうち任意のいずれか２つの出力線に設置することができる。

回転電機１が通常の回転動作をしている場合、固定子巻線４には三相平衡電流が流れている。この場合、Ｕ相とＶ相とＷ相の固定子巻線４の銅損は互いにほぼ等しいので、各相の固定子巻線４の温度は互いにほぼ等しく、２つの温度検知部５が測定する温度は互いにほぼ等しい。２つの温度検知部５が測定した温度が互いに異なる場合には、温度検知部５に異常が発生したと判断することができる。

一方、回転電機１がロックした状態の場合、固定子巻線４には三相不平衡電流が流れている。この場合、各相の固定子巻線４の通電量が互いに異なるため、各相の固定子巻線４の銅損も互いに異なり、中性点４４又はその近傍を除いては、各相の固定子巻線４の温度が互いに異なる（中性点４４では、電流の総和がゼロであり、各相の固定子巻線４の熱伝導により温度が平均化される）。

回転電機１がロックした状態のときに固定子巻線４の温度を測定するには、中性点４４に温度検知部５を設置して固定子巻線４の温度を推定する方法が考えられる。しかし、中性点４４は、面積が小さいうえに、固定子巻線４が集中しているコイルエンド４２に位置するので、温度検知部５を取付ける作業スペースが周囲に十分になく、温度検知部５を設置するのに適当な場所ではない。

本実施例では、２つの温度検知部５が、異なる２つの出力線４３Ｕ、４３Ｖに設置されているので、回転電機１がロックした状態でも、各相の固定子巻線４の温度を求めることができる。Ｕ相とＶ相の固定子巻線４の温度は、２つの温度検知部５が測定して求め、Ｗ相の固定子巻線４の温度は、Ｕ相とＶ相の固定子巻線４の温度から推定できる。

以下、回転電機１がロックした状態で、２つの相（Ｕ相とＶ相）の固定子巻線４の温度から、他の１つの相（Ｗ相）の固定子巻線４の温度を推定する方法を簡単に説明する。回転電機１がロックする前は、各相の固定子巻線４は、流れる電流量が互いに等しく、温度も互いにほぼ等しい。回転電機１がロックすると、各相の固定子巻線４に流れる電流量が互いに異なる。Ｕ相とＶ相の固定子巻線４に流れる電流量は、Ｕ相とＶ相の固定子巻線４のロック前からの温度の上昇値から、固定子巻線４の物性値（例えば、抵抗や熱容量）を用いてそれぞれ求められる。Ｗ相の固定子巻線４に流れる電流量は、Ｕ相とＶ相の固定子巻線４に流れる電流量から求められる。すると、Ｗ相の固定子巻線４の温度は、Ｗ相の固定子巻線４のロック前の温度と固定子巻線４の物性値を用いて、Ｗ相の固定子巻線４に流れる電流量から求められる。

以上説明したように、２つの温度検知部５を異なる２つの出力線４３Ｕ、４３Ｖに設置すると、回転電機１がロックした状態でも、３つの相の固定子巻線４の温度を求めることができる。以上に説明した方法では、２つの相（Ｕ相とＶ相）の固定子巻線４の温度を測定し、他の１つの相（Ｗ相）の固定子巻線４の温度を推定するので、図２を用いて説明したように温度検知部５を１つだけ出力線４３Ｕに設置する場合よりも、３つの相の固定子巻線４の温度をより高精度に求めることができる（温度検知部５を１つだけ設置した場合は、この温度検知部５の測定温度から他の２つの相の固定子巻線４の温度を推定するので、推定精度が低くなる）。

また、固定子２は、３つの温度検知部５を備えてもよい。固定子２が温度検知部５を３つ備え、１つの温度検知部５がＵ相の出力線４３Ｕに、１つの温度検知部５がＶ相の出力線４３Ｖに、もう１つの温度検知部５がＷ相の出力線４３Ｗに設置されていると、固定子巻線４の温度を推定しなくてもよいので、３つの相の固定子巻線４の温度をさらに高精度に求めることができる。

図５は、本発明の実施例２による回転電機の全体構成を示す模式図である。図５では、図１と同様に、一部分が回転電機１の内部を示す断面図である。以下では、主に、実施例１による回転電機１と異なる点について説明する。

回転電機１は、ハウジング１０と、固定子鉄心２０を有する固定子２と、回転子３とを備える。固定子鉄心２０は、スロットを有し、このスロットに固定子巻線４が配置されている。ハウジング１０の内周側にあるモータ室内には、冷却液が流れる冷却管１６が設置されている。冷却管１６は、冷却液をコイルエンド４２と固定子鉄心２０に掛けることで、冷却液を直接的にコイルエンド４２と固定子鉄心２０に供給する。

固定子２は、冷却管１６から供給された冷却液がコイルエンド４２と固定子鉄心２０の側面を流れることにより、直接的に冷却される。

出力線４３には、固定子巻線４の温度測定のために、温度検知部５が設けられている。回転電機１のコントロールユニットは、温度検知部５からの信号をモニタすることで、固定子巻線４の温度を検出することができる。

回転電機１が動作して固定子巻線４に電流が流れているとき、固定子巻線４には銅損が生じて発熱する。コイルエンド４２は、固定子巻線４が密集しているため、銅損によって発生した熱がこもり、温度が高くなる。

固定子鉄心２０とコイルエンド４２は、冷却管１６から供給された冷却液が表面を流れて冷却液と接触し、冷却液に直接伝熱することで冷却される。冷却源からの伝熱経路の距離が長い程温度が高くなるので、コイルエンド４２の固定子巻線４よりも、コイルエンド４２から延伸した固定子巻線４（出力線４３）の温度が高くなる。

温度検知部５は、出力線４３、すなわちコイルエンド４２から延伸した固定子巻線４に設置されている。出力線４３は、コイルエンド４２の温度の影響を受けづらく、固定子巻線４の中で最も温度が高い部位（又は最も温度が高いと推測される部位）を含む高温部である。したがって、出力線４３に設置された温度検知部５は、コイルエンド４２の温度の影響を受けづらく、かつ高温部の温度を測定できるため、固定子巻線４の温度を高精度で測定可能である。

固定子２が冷却管１６から供給された冷却液により直接的に冷却される直接冷却方式の場合、コイルエンド４２の固定子巻線４は、冷却液に接して冷却液により直接的に冷却される。このため、コイルエンド４２の固定子巻線４の長さが短い程、固定子巻線４から冷却液への熱伝達量が少なくなり（すなわち、冷却液で冷却される固定子巻線４の部分が少なくなり）、出力線４３の温度検知部５が設置された部位の温度が高くなる。したがって、直接冷却方式では、温度検知部５は、コイルエンド４２を構成する部分の長さが最も短い固定子巻線４の相の出力線４３に設置すると、各相の出力線４３の中で最も温度の高い部位での温度を測定することができる。

なお、固定子２が複数の温度検知部５を備える構成の場合は、直接冷却方式では、複数の温度検知部５の１つを、コイルエンド４２を構成する部分の長さが最も短い固定子巻線４の相の出力線４３に設置すると、各相の出力線４３の中で最も温度の高い部位での温度を測定することができる。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。

１…回転電機、２…固定子、３…回転子、４…固定子巻線、５…温度検知部、７…ワニス、１０…ハウジング、１１…フロントブラケット、１２…リアブラケット、１３…ターミナルボックス、１４…ウォータージャケット、１５…流路、１６…冷却管、２０…固定子鉄心、２１…端子台、３０Ａ、３０Ｂ…軸受、３１…シャフト、４１…インシュレータ、４２…コイルエンド、４３…出力線、４３Ｕ…Ｕ相の出力線、４３Ｖ…Ｖ相の出力線、４３Ｗ…Ｗ相の出力線、４４…中性点、４５…出力端子、４５Ｕ…Ｕ相の出力端子、４５Ｖ…Ｖ相の出力端子、４５Ｗ…Ｗ相の出力端子、５１…信号線、５２…マスキングテープ、６１…固定子巻線の芯線部、６２…固定子巻線の絶縁被膜、４３１…出力線の繋ぎ部、４３２…出力線の端子部。

Claims (9)

1. 環状の固定子鉄心と、
   前記固定子鉄心に配置されており、前記固定子鉄心から突出したコイルエンドを構成する部分と前記コイルエンドから離れて延伸した部分とを有する固定子巻線と、
   前記固定子巻線の前記コイルエンドから離れて延伸した前記部分であり、端部に出力端子を備える出力線と、
   前記出力線に設置された温度検知部と、
   を備えることを特徴とする、回転電機の固定子。
2. 前記固定子巻線は、第１相、第２相、及び第３相からなる三相の巻線であり、前記第１相の前記出力線、前記第２相の前記出力線、及び前記第３相の前記出力線を有し、
   前記温度検知部は、複数が備えられ、前記第１相の前記出力線、前記第２相の前記出力線、及び前記第３相の前記出力線のうちいずれか２つ以上に設置される、
   請求項１に記載の回転電機の固定子。
3. 前記出力線は、前記コイルエンドの前記固定子巻線に繋がる部分である繋ぎ部を有し、
   前記温度検知部は、前記出力線において、前記繋ぎ部よりも前記出力端子が備えられた前記端部に近い位置に設置される、
   請求項１又は２に記載の回転電機の固定子。
4. 前記出力線は、表面が絶縁被膜で覆われており、
   前記温度検知部は、前記出力線の前記絶縁被膜に設置される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
5. 前記固定子鉄心を固定するハウジングに構成された、冷却液が流れる流路を備え、
   前記コイルエンドは、前記ハウジングからの熱伝達によって前記冷却液により冷却され、
   前記固定子巻線は、第１相、第２相、及び第３相からなる三相の巻線であり、前記第１相の前記出力線、前記第２相の前記出力線、及び前記第３相の前記出力線を有し、
   前記温度検知部は、前記第１相の前記出力線、前記第２相の前記出力線、及び前記第３相の前記出力線のうち、前記コイルエンドを構成する前記部分の長さと前記出力線の長さとの和が最も長い前記固定子巻線の相の前記出力線に設置される、
   請求項１に記載の回転電機の固定子。
6. 前記固定子鉄心を固定するハウジングに構成された、冷却液が流れる流路を備え、
   前記コイルエンドは、前記ハウジングからの熱伝達によって前記冷却液により冷却され、
   複数の前記温度検知部の１つは、前記第１相の前記出力線、前記第２相の前記出力線、及び前記第３相の前記出力線のうち、前記コイルエンドを構成する前記部分の長さと前記出力線の長さとの和が最も長い前記固定子巻線の相の前記出力線に設置される、
   請求項２に記載の回転電機の固定子。
7. 前記コイルエンドに冷却液を供給する冷却管を備え、
   前記コイルエンドは、前記冷却液との接触により冷却され、
   前記固定子巻線は、第１相、第２相、及び第３相からなる三相の巻線であり、前記第１相の前記出力線、前記第２相の前記出力線、及び前記第３相の前記出力線を有し、
   前記温度検知部は、前記第１相の前記出力線、前記第２相の前記出力線、及び前記第３相の前記出力線のうち、前記コイルエンドを構成する前記部分の長さが最も短い前記固定子巻線の相の前記出力線に設置される、
   請求項１に記載の回転電機の固定子。
8. 前記コイルエンドに冷却液を供給する冷却管を備え、
   前記コイルエンドは、前記冷却液との接触により冷却され、
   複数の前記温度検知部の１つは、前記第１相の前記出力線、前記第２相の前記出力線、及び前記第３相の前記出力線のうち、前記コイルエンドを構成する前記部分の長さが最も短い前記固定子巻線の相の前記出力線に設置される、
   請求項２に記載の回転電機の固定子。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の前記固定子を備えることを特徴とする回転電機。

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