JPWO2019021408A1

JPWO2019021408A1 - 回転電機

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Publication number: JPWO2019021408A1
Application number: JP2019532282A
Authority: JP
Inventors: 信之空
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2020-06-18
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Abstract

回転電機は、２極を有する回転子と、８４個のスロットが形成されている固定子と、を備え、第１のＵ相直列回路、第１のＶ相直列回路、および第１のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 1（t）、導体Ｘ- 1（b）、導体Ｘ+ 3（t）、導体Ｘ- 4（b）、導体Ｘ+ 6（t）、導体Ｘ- 6（b）、導体Ｘ+ 8（t）、導体Ｘ- 8（b）、導体Ｘ+ 10（t）、導体Ｘ- 10（b）、導体Ｘ+ 11（t）、導体Ｘ- 11（b）、導体Ｘ+ 13（t）、導体Ｘ- 13（b）の順で、結線されており、第２のＵ相直列回路、第２のＶ相直列回路、および第２のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 2（t）、導体Ｘ- 2（b）、導体Ｘ+ 4（t）、導体Ｘ- 3（b）、導体Ｘ+ 5（t）、導体Ｘ- 5（b）、導体Ｘ+ 7（t）、導体Ｘ- 7（b）、導体Ｘ+ 9（t）、導体Ｘ- 9（b）、導体Ｘ+ 12（t）、導体Ｘ- 12（b）、導体Ｘ+ 14（t）、導体Ｘ- 14（b）の順で、結線されている。

Description

本発明は、回転電機に関わり、特に、固定子が８４個のスロットを備えた、３相２極の回転電機に関する。

中、大容量回転電機、タービン発電機などの回転電機は、固定子コイルを設置するためのスロットを備えた固定子鉄心を有している。中、大容量の回転電機、タービン発電機などでは、固定子コイルのインピーダンスの低減、漏れリアクタンスの低減、あるいは電圧の低減などの目的で、固定子コイルを並列回路で構成することが一般に行われている（例えば、特許文献１と特許文献２を参照）。特に、大容量の２極タービン発電機では、３並列を超える並列回路数の結線が必要とされている。

これらの回転電機の固定子コイルでは、１つのスロットに上口コイル(内周側巻き線)と下口コイル(外周側巻き線)が形成されている。スロット内に配置された上口コイルと下口コイルは、二層巻きと呼ばれる結線方法によって、コイルエンドで接続されている。２極４並列巻き線構造では、並列回路に発生する電圧に回路間で差があれば、この電圧差を０にするように循環電流が流れる。

循環電流により発熱が生じると、コイルの温度上昇やエネルギー効率の低下などが発生する。この循環電流によるエネルギー効率の損失を低減するためには、並列回路の発生電圧に生じる不平衡をできる限り小さくすることが肝要である。そのためには、各相帯中の各々の直列回路に属するコイルの配置に、特別な配慮を必要とする。

２極４並列巻き線構造の回転電機において、循環電流を抑制する方法として、コイル接続の組合せを変更する方法が知られている。例えば、特許文献１には、８４個のスロットを備えた固定子鉄心を有する回転電機について、循環電流を減らすための結線方法が開示されている。

特許文献１による回転電機では、並列回路を解放した時に生じる電圧のバランスを考慮して、コイル接続の組合せが変更されている。このようにコイル接続の組合せを変更して配置することで、並列回路の不平衡を抑制している。ここでは、コイル接続の組合せを変更するために、ジャンパ線が、相帯１つにつき２本使用されている。この配置は、部品点数が少なく、工作作業も少なくできる特長を有する。

特開２００９ - 1８３１０２号公報特開２００９ - 1００５４９号公報

２極４並列巻き線構造では、出力を取り出すための口出し線とコイル端部は、リード線で接続されている。特許文献１による結線では、このリード線の近傍にジャンパ線が取り付けられている。ジャンパ線の取り付けには複雑な工作作業と、大きな取り付けスペースが必要となる。このため、リード線の近傍にジャンパ線を取り付ける場合、ジャンパ線の配置は、リード線の設計に大きく影響する。

本発明は、回転電機における、上述の点を、鑑みて、なされたものである。その目的とするところは、２極４並列巻き線構造の固定子コイルを備えた回転電機において、回路間の循環電流を抑制することにある。

本発明に係わる回転電機は、２極を有する回転子と、
８４個のスロットが形成されている固定子と、を備え、
前記固定子の各々のスロットには、（t）で表される第１のコイル片および（b）で表される第２のコイル片が配置され、
この第１のコイル片および第２のコイル片は、どちらも、Ｕ相+帯、Ｕ相-帯、Ｖ相+帯、Ｖ相-帯、Ｗ相+帯およびＷ相-帯からなる６相帯を形成し、
この６相帯を形成する第１のコイル片を、１から１４の自然数ｎを使って、導体Ｕ+ n（t）、導体Ｗ- n（t）、導体Ｖ+ n（t）、導体Ｕ- n（t）、導体Ｗ+ n（t）、導体Ｖ- n（t）、と表し、
また、第２のコイル片を、１から１４の自然数ｎを使って、導体Ｕ+ n（b）、導体Ｗ- n（b）、導体Ｖ+ n（b）、導体Ｕ- n（b）、導体Ｗ+ n（b）、導体Ｖ- n（b）、と表すと、
導体Ｕ+ 1（t）〜導体Ｕ+ 14（t）、導体Ｕ- 1（b）〜導体Ｕ- 14（b）、導体Ｕ+ 1（b）〜導体Ｕ+ 14（b）および導体Ｕ- 1（t）〜導体Ｕ- 14（t）は、第１のＵ相直列回路、第２のＵ相直列回路、第３のＵ相直列回路、および第４のＵ相直列回路からなるＵ相の４列並列巻き線構造を形成し、
導体Ｖ+ 1（t）〜導体Ｖ+ 14（t）、導体Ｖ- 1（b）〜導体Ｖ- 14（b）、導体Ｖ+ 1（b）〜導体Ｖ+ 14（b）および導体Ｖ- 1（t）〜導体Ｖ- 14（t）は、第１のＶ相直列回路、第２のＶ相直列回路、第３のＶ相直列回路、および第４のＶ相直列回路からなるＶ相の４列並列巻き線構造を形成し、
導体Ｗ+ 1（t）〜導体Ｗ+ 14（t）、導体Ｗ- 1（b）〜導体Ｗ- 14（b）、導体Ｗ+ 1（b）〜導体Ｗ+ 14（b）および導体Ｗ- 1（t）〜導体Ｗ- 14（t）は、第１のＷ相直列回路、第２のＷ相直列回路、第３のＷ相直列回路、および第４のＷ相直列回路からなるＷ相の４列並列巻き線構造を形成し、
ＸをＵ、Ｖ、Ｗのいずれかであるとすると、
前記第１のＵ相直列回路、前記第１のＶ相直列回路、および前記第１のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 1（t）、導体Ｘ- 1（b）、導体Ｘ+ 3（t）、導体Ｘ- 4（b）、導体Ｘ+ 6（t）、導体Ｘ- 6（b）、導体Ｘ+ 8（t）、導体Ｘ- 8（b）、導体Ｘ+ 10（t）、導体Ｘ- 10（b）、導体Ｘ+ 11（t）、導体Ｘ- 11（b）、導体Ｘ+ 13（t）、導体Ｘ- 13（b）の順で、結線されており、
前記第２のＵ相直列回路、前記第２のＶ相直列回路、および前記第２のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 2（t）、導体Ｘ- 2（b）、導体Ｘ+ 4（t）、導体Ｘ- 3（b）、導体Ｘ+ 5（t）、導体Ｘ- 5（b）、導体Ｘ+ 7（t）、導体Ｘ- 7（b）、導体Ｘ+ 9（t）、導体Ｘ- 9（b）、導体Ｘ+ 12（t）、導体Ｘ- 12（b）、導体Ｘ+ 14（t）、導体Ｘ- 14（b）の順で、結線されているものである。

本発明に係わる回転電機は、２極を有する回転子と、
８４個のスロットが形成されている固定子と、を備え、
前記固定子の各々のスロットには、（t）で表される第１のコイル片および（b）で表される第２のコイル片が配置され、
この第１のコイル片および第２のコイル片は、どちらも、Ｕ相+帯、Ｕ相-帯、Ｖ相+帯、Ｖ相-帯、Ｗ相+帯およびＷ相-帯からなる６相帯を形成し、
この６相帯を形成する第１のコイル片を、１から１４の自然数ｎを使って、導体Ｕ+ n（t）、導体Ｗ- n（t）、導体Ｖ+ n（t）、導体Ｕ- n（t）、導体Ｗ+ n（t）、導体Ｖ- n（t）、と表し、
また、第２のコイル片を、１から１４の自然数ｎを使って、導体Ｕ+ n（b）、導体Ｗ- n（b）、導体Ｖ+ n（b）、導体Ｕ- n（b）、導体Ｗ+ n（b）、導体Ｖ- n（b）、と表すと、
導体Ｕ+ 1（t）〜導体Ｕ+ 14（t）、導体Ｕ- 1（b）〜導体Ｕ- 14（b）、導体Ｕ+ 1（b）〜導体Ｕ+ 14（b）および導体Ｕ- 1（t）〜導体Ｕ- 14（t）は、第１のＵ相直列回路、第２のＵ相直列回路、第３のＵ相直列回路、および第４のＵ相直列回路からなるＵ相の４列並列巻き線構造を形成し、
導体Ｖ+ 1（t）〜導体Ｖ+ 14（t）、導体Ｖ- 1（b）〜導体Ｖ- 14（b）、導体Ｖ+ 1（b）〜導体Ｖ+ 14（b）および導体Ｖ- 1（t）〜導体Ｖ- 14（t）は、第１のＶ相直列回路、第２のＶ相直列回路、第３のＶ相直列回路、および第４のＶ相直列回路からなるＶ相の４列並列巻き線構造を形成し、
導体Ｗ+ 1（t）〜導体Ｗ+ 14（t）、導体Ｗ- 1（b）〜導体Ｗ- 14（b）、導体Ｗ+ 1（b）〜導体Ｗ+ 14（b）および導体Ｗ- 1（t）〜導体Ｗ- 14（t）は、第１のＷ相直列回路、第２のＷ相直列回路、第３のＷ相直列回路、および第４のＷ相直列回路からなるＷ相の４列並列巻き線構造を形成し、
ＸをＵ、Ｖ、Ｗのいずれかであるとすると、
前記第１のＵ相直列回路、前記第１のＶ相直列回路、および前記第１のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 1（t）、導体Ｘ- 1（b）、導体Ｘ+ 3（t）、導体Ｘ- 4（b）、導体Ｘ+ 6（t）、導体Ｘ- 6（b）、導体Ｘ+ 8（t）、導体Ｘ- 8（b）、導体Ｘ+ 10（t）、導体Ｘ- 10（b）、導体Ｘ+ 11（t）、導体Ｘ- 11（b）、導体Ｘ+ 13（t）、導体Ｘ- 13（b）の順で、結線されており、
前記第２のＵ相直列回路、前記第２のＶ相直列回路、および前記第２のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 2（t）、導体Ｘ- 2（b）、導体Ｘ+ 4（t）、導体Ｘ- 3（b）、導体Ｘ+ 5（t）、導体Ｘ- 5（b）、導体Ｘ+ 7（t）、導体Ｘ- 7（b）、導体Ｘ+ 9（t）、導体Ｘ- 9（b）、導体Ｘ+ 12（t）、導体Ｘ- 12（b）、導体Ｘ+ 14（t）、導体Ｘ- 14（b）の順で、結線されているものであることにより、固定子は、２極４並列巻き線構造を備えており、回路間の循環電流を抑制することが可能である。また、一つの相帯につきジャンパ線の接続箇所を２箇所で済ますことができる。さらに、取り付けたジャンパ線がリード線の構造設計へ影響しない回転電機を提供することができる。

本発明の実施の形態に関わる回転電機の内部構造を示す片側断面図である。本発明の実施の形態に関わる回転電機の回転子を表している模式構成図である。本発明の実施の形態に関わる回転電機の固定子を表している模式構成図である。本発明の実施の形態に関わるスロットに形成された３相の電機子巻き線の配置を表している図である。本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線の構造を模式的に表している図である。本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線の構造を簡略化して表している第１の図である。本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線の構造を簡略化して表している第２の図である。本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線（Ｕ相：Ｖ相：Ｗ相）の構造を簡略化して表している第３の図である。本発明の実施の形態に関わる第１のＸ相直列回路と第２のＸ相直列回路の構造を表している図である。本発明の実施の形態に関わる第３のＸ相直列回路と第４のＸ相直列回路の構造を表している図である。本発明の実施の形態に関わるＵ相電機子巻き線の構造を簡略化して表している図である。本発明の実施の形態に関わるＶ相電機子巻き線の構造を簡略化して表している図である。本発明の実施の形態に関わるＷ相電機子巻き線の構造を簡略化して表している図である。本発明の実施の形態に関わる第１のＸ相直列回路と第２のＸ相直列回路の構造を表している図である。本発明の実施の形態に関わる第３のＸ相直列回路と第４のＸ相直列回路の構造を表している図である。本発明の実施の形態に関わるＵ相電機子巻き線の具体的な配線構造を表している図である。本発明の実施の形態に関わるＶ相電機子巻き線の具体的な配線構造を表している図である。本発明の実施の形態に関わるＷ相電機子巻き線の具体的な配線構造を表している図である。

本発明の実施の形態に係わる回転電機について、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズや縮尺はそれぞれ独立している。例えば、構成の一部を変更した断面図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズや縮尺が異なっている場合もある。また、回転電機は、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。

実施の形態．
以下、本発明の実施の形態に関わる回転電機を、図を用いて説明する。なお、各位実施例において、同一構成部品には同符号を使用している。図１は、回転電機１００の内部構造を示す片側断面図である。本発明の実施の形態に関わる回転電機１００は、固定子１と回転子２とケース１０とを備えている。固定子１は、固定子鉄心３と、ヨーク４と、コイル６などから構成されている。回転子２は、回転軸２ａ（シャフト）を有している。回転子２と固定子１は、ケース１０に収納されている。固定子１（および固定子鉄心３）は、回転子２の外周側に配置されている。ヨーク４は、固定子鉄心３の外周側に配置されている。

コイル６は、積層された固定子鉄心の回りに、回転磁界を発生させるために巻き回されている。固定子鉄心３に巻き回されたコイル６は、例えば外部のインバータに接続される。コイル６に、例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電流が供給されることにより、固定子１に回転磁界が発生する。このような回転電機１００は、家庭用電器に設けられるブラシレスモーター、あるいは一般的な産業用機械に使用される駆動モーター、あるいは中、大容量回転電機、タービン発電機などに適用できる。

図２は、本発明の実施の形態に関わる回転電機１００の回転子２を表している模式構成図である。本発明の実施の形態に関わる回転子２は、２極ロータ構造を有する。鉄製の回転軸２ａ（シャフト）には、導線２ｂが巻き付けられている。この導線２ｂ（巻き線）に直流電流を通電することで、回転子２は、２極（Ｎ極とＳ極）の電磁石になる。楔２ｃは、回転子２の導線２ｂ（巻き線）が回転中に飛び出さないように、導線２ｂをスロットに固定している。

図３は、本発明の実施の形態に関わる回転電機１００の固定子１を表している模式構成図である。固定子１は、固定子鉄心３ａの内側に、８４個のスロット１１が等間隔で配置されている。１つのスロットには、上口コイル(内周側コイル)と下口コイル(外周側コイル)が配置されている。このため、それぞれのスロットには、上層巻き線と上層巻き線が配置された、２層巻き線が形成されている。発電機は、スロット内に２本の導体（コイル）が配置された２層巻き構造を有する。発電機の導体は、１本が１/２ターンなので、８４個のスロット１１には１６８個のハーフコイルが配置されている。

上口コイル（第１のコイル片）と下口コイル（第２のコイル片）は、交互に接続されて、３相（Ｕ相：Ｖ相：Ｗ相）の電機子巻き線を形成している。電機子巻き線は、１相につき２個の相帯を有している。このため、本発明の実施の形態に関わる固定子１は、Ｕ相+帯と、Ｗ相-帯と、Ｖ相+帯と、Ｕ-相帯と、Ｗ相+帯と、Ｖ-相帯とからなる６相帯を有している。電機子巻き線構造の各相帯は、反時計回りに、数えるものとする。

図４は、スロットに形成された３相の電機子巻き線の構成の一例を表している。図には、８４個のスロット（第１スロット〜第８４スロット）が４段にわたって、表現されている。第１段目には、第１スロット〜第２１スロットに収容されている４２個の導体が図示されている。第２段目には、第２２スロット〜第４２スロットに収容されている４２個の導体が図示されている。第３段目には、第４３スロット〜第６３スロットに収容されている４２個の導体が図示されている。第４段目には、第６４スロット〜第８４スロットに収容されている４２個の導体が図示されている。

各々のスロットには、２本の導体（上口コイルと下口コイル）が配置されている。上口コイル（第１のコイル片）は、（t）で表すことにする。下口コイル（第２のコイル片）は、（b）で表すことにする。導体Ｘ+ n（t）は、Ｘ相+帯のｎ番目の上口コイルであることを示している。導体Ｘ+ n（b）は、Ｘ相+帯のｎ番目の下口コイルであることを示している。導体Ｘ- n（t）は、Ｘ相-帯のｎ番目の上口コイルであることを示している。導体Ｘ- n（b）は、Ｘ相-帯のｎ番目の下口コイルであることを示している。ここで、ｎは、１から１４の自然数である。また、Ｘ相は、３相（Ｕ相：Ｖ相：Ｗ相）の何れかを指している。

上口コイルは、導体Ｕ+ 1（t）〜導体Ｕ+ 14（t）、導体Ｗ- 1（t）〜導体Ｗ- 14（t）、導体Ｖ+ 1（t）〜導体Ｖ+ 14（t）、導体Ｕ- 1（t）〜導体Ｕ- 14（t）、導体Ｗ+ 1（t）〜導体Ｗ+ 14（t）、導体Ｖ- 1（t）〜導体Ｖ- 14（t）から構成されている。下口コイルは、導体Ｕ+ 1（b）〜導体Ｕ+ 14（b）、導体Ｗ- 1（b）〜導体Ｗ- 14（b）、導体Ｖ+ 1（b）〜導体Ｖ+ 14（b）、導体Ｕ- 1（b）〜導体Ｕ- 14（b）、導体Ｗ+ 1（b）〜導体Ｗ+ 14（b）、導体Ｖ- 1（b）〜導体Ｖ- 14（b）から構成されている。導体Ｕ+ 1（b）と、導体Ｕ+ 9（b）が、同じスロットに配置されている。図では、導体Ｕ+ 1（t）と導体Ｕ- 1（b）は、反時計まわりで３４スロット離れているが、スロットピッチは、これに限定されるものではない。

図５は、本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線の構造を模式的に表している。本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線は、２極３相巻き線構造を有している。２極３相電機子巻き線は、Ｕ相帯（Ｕ相+帯およびＵ相-帯）、Ｖ相帯（Ｖ相+帯およびＶ相-帯）、Ｗ相帯（Ｗ相+帯およびＷ相-帯）からなり、各位相が１２０°ずつ異なるように配置されている。発電機の場合、回転電機１００のコイルには、分布巻きが採用されている。Ｕ相+端子と、Ｖ相+端子と、Ｗ相+端子とは、系統に接続され、電力供給を行う。Ｕ相-端子と、Ｖ相-端子と、Ｗ相-端子とは、中性点となる。

図６は、本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線の構造を簡略化して表している図である。導体Ｕ+ 1（t）〜導体Ｕ+ 14（t）と、導体Ｕ- 1（b）〜導体Ｕ- 14（b）は、循環電流を減らすために、本発明の実施の形態に関わる結線方法によって接続されていて、２個の直列回路を形成している。それぞれの直列回路は、プラス側がＵ相+端子に接続され、マイナス側が中性点に接続される。導体Ｕ- 1（t）〜導体Ｕ- 14（t）と、導体Ｕ+ 1（b）〜導体Ｕ+ 14（b）は、循環電流を減らすために、本発明の実施の形態に関わる結線方法によって接続されていて、２個の直列回路を形成している。それぞれの直列回路は、プラス側がＵ相+端子に接続され、マイナス側が中性点に接続される。したがって、Ｕ相電機子巻き線は、４個の直列回路からなる４列並列巻き線構造を備えている。ここで、Ｕ相の一つの直列回路は、１４個の導体から構成されている。

導体Ｖ+ 1（t）〜導体Ｖ+ 14（t）と、導体Ｖ- 1（b）〜導体Ｖ- 14（b）は、循環電流を減らすために、本発明の実施の形態に関わる結線方法によって接続されていて、２個の直列回路を形成している。それぞれの直列回路は、プラス側がＵ相+端子に接続され、マイナス側が中性点に接続される。導体Ｖ- 1（t）〜導体Ｖ- 14（t）と、導体Ｖ+ 1（b）〜導体Ｖ+ 14（b）は、循環電流を減らすために、本発明の実施の形態に関わる結線方法によって接続されていて、２個の直列回路を形成している。それぞれの直列回路は、プラス側がＵ相+端子に接続され、マイナス側が中性点に接続される。したがって、Ｖ相電機子巻き線は、４個の直列回路からなる４列並列巻き線構造を備えている。ここで、Ｖ相の一つの直列回路は、１４個の導体から構成されている。

導体Ｗ+ 1（t）〜導体Ｗ+ 14（t）と、導体Ｗ- 1（b）〜導体Ｗ- 14（b）は、循環電流を減らすために、本発明の実施の形態に関わる結線方法によって接続されていて、２個の直列回路を形成している。それぞれの直列回路は、プラス側がＵ相+端子に接続され、マイナス側が中性点に接続される。導体Ｗ- 1（t）〜導体Ｗ- 14（t）と、導体Ｗ+ 1（b）〜導体Ｗ+ 14（b）は、循環電流を減らすために、本発明の実施の形態に関わる結線方法によって接続されていて、２個の直列回路を形成している。それぞれの直列回路は、プラス側がＵ相+端子に接続され、マイナス側が中性点に接続される。したがって、Ｗ相電機子巻き線は、４個の直列回路からなる４列並列巻き線構造を備えている。ここで、Ｗ相の一つの直列回路は、１４個の導体から構成されている。

図７は、本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線の構造を簡略化して表している図である。Ｕ相電機子巻き線、Ｖ相電機子巻き線、およびＷ相電機子巻き線は、それぞれ、４列並列巻き線構造を備えている。４列並列巻き線構造は、４個の直列巻き線を並列に結線した構成となっている。各直列巻き線に誘起される電圧の絶対値および位相が異なると、回路間に循環電流が流れる。Ｕ相電機子巻き線、Ｖ相電機子巻き線、およびＷ相電機子巻き線は、マイナス側端子（Ｕ相-端子、Ｖ相-端子、およびＷ相-端子）が中性点で接続されている。Ｕ相+端子と、Ｖ相+端子と、Ｗ相+端子とは、それぞれが系統に接続しており、電力供給を行う。本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線は、循環電流を低減して、電機子巻き線の発生損失を低下させるために、特殊な結線構造が適用されている。

図８は、本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線の構造を簡略化して表している図である。電機子巻き線（Ｕ相：Ｖ相：Ｗ相）は、それぞれ、４列並列巻き線構造を備えている。４列並列巻き線構造は、第１のＸ相直列回路２０ａと、第２のＸ相直列回路２０ｂと、第３のＸ相直列回路２０ｃと、第４のＸ相直列回路２０ｄから構成されている。ここで、Ｘ相は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかを表している。マイナス側端子（Ｕ相-端子、Ｖ相-端子、およびＷ相-端子）は、中性点で接続されている。プラス側端子（Ｕ相+端子、Ｖ相+端子、およびＷ相+端子）は、系統に接続されている。この並列回路に発生する電圧に、回路間で差があれば、この電圧差を０にするように循環電流が流れる。この循環電流による発熱で、コイルの温度上昇やエネルギー効率の低下などが発生する。本発明の実施の形態に関わる電機子巻き線は、循環電流を低減するために、特殊な結線構造を適用している。

図９は、本発明の実施の形態に関わる第１のＸ相直列回路と第２のＸ相直列回路の構造を表している図である。図中、Ｘ相は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかを表している。第１のＸ相直列回路２０ａと第２のＸ相直列回路２０ｂは、導体Ｘ+ 1（t）〜導体Ｘ+ 14（t）と導体Ｘ- 1（b）〜導体Ｘ- 14（b）から構成されている。第１のＸ相直列回路２０ａと第２のＸ相直列回路２０ｂでは、２８個の導体が、循環電流を減らすための結線方法によって、結線されている。各導体は、コイルエンドを有しており、図中上側を接続側コイルエンドと、図中下側を反接続側コイルエンドと、呼ぶことにする。第１のＸ相直列回路２０ａと第２のＸ相直列回路２０ｂから引き出されたリード線２１は、口出し線２２によって、Ｘ相+端子または中性点に繋がっている。

一つの相帯中の上口コイルおよび下口コイルの位置を、プラス端子側から中性点側に向かって数えた位置で表すとする。実線で表示されている第１のＸ相直列回路２０ａでは、１番目、３番目、６番目、８番目、１０番目、１１番目、１３番目の上口コイルを、順番に接続している。また、１番目、４番目、６番目、８番目、１０番目、１１番目、１３番目の下口コイルを、順番に接続している。点線で表示されている第２のＸ相直列回路２０ｂでは、２番目、４番目、５番目、７番目、９番目、１２番目、１４番目の上口コイルを順番に接続している。また、２番目、３番目、５番目、７番目、９番目、１２番目、１４番目の下口コイルを、順番に接続している。

このため、第１のＸ相直列回路２０ａでは、導体Ｘ+ 1（t）、導体Ｘ- 1（b）、導体Ｘ+ 3（t）、導体Ｘ- 4（b）、導体Ｘ+ 6（t）、導体Ｘ-6（b）、導体Ｘ+ 8（t）、導体Ｘ- 8（b）、導体Ｘ+ 10（t）、導体Ｘ- 10（b）、導体Ｘ+ 11（t）、導体Ｘ- 11（b）、導体Ｘ+ 13（t）、導体Ｘ- 13（b）の順で、導体が結線されている。また、第２のＸ相直列回路２０ｂでは、導体Ｘ+ 2（t）、導体Ｘ-2（b）、導体Ｘ+ 4（t）、導体Ｘ- 3（b）、導体Ｘ+ 5（t）、導体Ｘ- 5（b）、導体Ｘ+ 7（t）、導体Ｘ- 7（b）、導体Ｘ+ 9（t）、導体Ｘ- 9（b）、導体Ｘ+ 12（t）、導体Ｘ- 12（b）、導体Ｘ+ 14（t）、導体Ｘ- 14（b）の順で、導体が結線されている。

なお、第２のＸ相直列回路２０ｂにおいて、導体Ｘ- 9（b）と導体Ｘ+ 12（t）は、接続側コイルエンドで交差しており、ジャンパ線９を使って、結線されている。そこで、第１のＸ相直列回路２０ａにおいて、導体Ｘ- 10（b）と導体Ｘ+ 11（t）は、接続側コイルエンドで、ジャンパ線９を使って、結線されている。また、第２のＸ相直列回路２０ｂにおいて、導体Ｘ+ 4（t）と導体Ｘ- 3（b）は、反接続側コイルエンドで交差しており、ジャンパ線９を使って、結線されている。そこで、第１のＸ相直列回路２０ａにおいて、導体Ｘ+ 3（t）と導体Ｘ- 4（b）は、反接続側コイルエンドで、ジャンパ線９を使って、結線されている。ジャンパ線の設置個所を相帯１つあたり２箇所のみで済ますことができている。ジャンパ線の取り付けには複雑な工作作業と、大きな取り付けスペースが必要である。本発明の実施の形態に関わる結線方法によれば、ジャンパ線の接続箇所が、リード線２１から離れているため、ジャンパ線とリード線の干渉を回避できる。

図１０は、本発明の実施の形態に関わる第３のＸ相直列回路と第４のＸ相直列回路の構造を表している図である。図中、Ｘ相は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかを表している。第３のＸ相直列回路２０ｃと第４のＸ相直列回路２０ｄは、導体Ｘ+ 1（b）〜導体Ｘ+ 14（b）と導体Ｘ- 1（t）〜導体Ｘ- 14（t）から構成されている。第１のＸ相直列回路２０ａと第２のＸ相直列回路２０ｂでは、２８個の導体が、循環電流を減らすための結線方法によって、結線されている。各導体は、コイルエンドを有しており、図中上側を接続側コイルエンドと、図中下側を反接続側コイルエンドと、呼ぶことにする。第３のＸ相直列回路２０ｃと第４のＸ相直列回路２０ｄから引き出されたリード線２１は、口出し線２２によって、Ｘ相+端子または中性点に繋がっている。

一つの相帯中の上口コイルおよび下口コイルの位置を、プラス端子側から中性点側に向かって数えた位置で表すとする。実線で表示されている第３のＸ相直列回路２０ｃでは、１番目、３番目、６番目、８番目、１０番目、１１番目、１３番目の上口コイルを、順番に接続している。また、１番目、４番目、６番目、８番目、１０番目、１１番目、１３番目の下口コイルを、順番に接続している。点線で表示されている第４のＸ相直列回路２０ｄでは、２番目、４番目、５番目、７番目、９番目、１２番目、１４番目の上口コイルを順番に接続している。また、２番目、３番目、５番目、７番目、９番目、１２番目、１４番目の下口コイルを、順番に接続している。

このため、第３のＸ相直列回路２０ｃでは、導体Ｘ+ 1（b）、導体Ｘ- 1（t）、導体Ｘ+ 3（b）、導体Ｘ- 4（t）、導体Ｘ+ 6（b）、導体Ｘ- 6（t）、導体Ｘ+ 8（b）、導体Ｘ- 8（t）、導体Ｘ+ 10（b）、導体Ｘ- 10（t）、導体Ｘ+ 11（b）、導体Ｘ- 11（t）、導体Ｘ+ 13（b）、導体Ｘ- 13（t）の順で、導体が結線されている。また、第４のＸ相直列回路２０ｄでは、導体Ｘ+ 2（b）、導体Ｘ- 2（t）、導体Ｘ+ 4（b）、導体Ｘ- 3（t）、導体Ｘ+ 5（b）、導体Ｘ- 5（t）、導体Ｘ+ 7（b）、導体Ｘ- 7（t）、導体Ｘ+ 9（b）、導体Ｘ- 9（t）、導体Ｘ+ 12（b）、導体Ｘ- 12（t）、導体Ｘ+ 14（b）、導体Ｘ- 14（t）の順で、導体が結線されている。

なお、第４のＸ相直列回路２０ｄにおいて、導体Ｘ- 9（t）と導体Ｘ+ 12（b）は、接続側コイルエンドで交差しており、ジャンパ線９を使って、結線されている。そこで、第３のＸ相直列回路２０ｃにおいて、導体Ｘ- 10（t）と導体Ｘ+ 11（b）は、接続側コイルエンドで、ジャンパ線９を使って、結線されている。また、第４のＸ相直列回路２０ｄにおいて、導体Ｘ+4（b）と導体Ｘ- 3（t）は、反接続側コイルエンドで交差しており、ジャンパ線９を使って、結線されている。そこで、第３のＸ相直列回路２０ｃにおいて、導体Ｘ+ 3（b）と導体Ｘ- 4（t）は、反接続側コイルエンドで、ジャンパ線９を使って、結線されている。ジャンパ線の設置個所を相帯１つあたり２箇所のみで済ますことができている。ジャンパ線の取り付けには複雑な工作作業と、大きな取り付けスペースが必要である。本発明の実施の形態に関わる結線方法によれば、ジャンパ線の接続箇所が、リード線２１から離れているため、ジャンパ線とリード線の干渉を回避できる。

図１１は、本発明の実施の形態に関わるＵ相電機子巻き線の構造を簡略化して表している図である。Ｕ相電機子巻き線は、４列並列巻き線構造を備えている。第１のＵ相直列回路２０ａと第２のＵ相直列回路２０ｂは、導体Ｕ+ 1（t）〜導体Ｕ+ 14（t）と導体Ｕ- 1（b）〜導体Ｕ- 14（b）から構成されている。第３のＵ相直列回路２０ｃと第４のＵ相直列回路２０ｄは、導体Ｕ+ 1（b）〜導体Ｕ+ 14（b）と導体Ｕ- 1（t）〜導体Ｕ- 14（t）から構成されている。第１のＵ相直列回路２０ａ、第２のＵ相直列回路２０ｂ、第３のＵ相直列回路２０ｃおよび第４のＵ相直列回路２０ｄは、４列並列巻き線構造を備えている。

図１２は、本発明の実施の形態に関わるＶ相電機子巻き線の構造を簡略化して表している図である。Ｖ相電機子巻き線は、４列並列巻き線構造を備えている。第１のＶ相直列回路２０ａと第２のＶ相直列回路２０ｂは、導体Ｖ+ 1（t）〜導体Ｖ+ 14（t）と導体Ｖ- 1（b）〜導体Ｖ- 14（b）から構成されている。第３のＶ相直列回路２０ｃと第４のＶ相直列回路２０ｄは、導体Ｖ+ 1（b）〜導体Ｖ+ 14（b）と導体Ｖ- 1（t）〜導体Ｖ- 14（t）から構成されている。第１のＶ相直列回路２０ａ、第２のＶ相直列回路２０ｂ、第３のＶ相直列回路２０ｃおよび第４のＶ相直列回路２０ｄは、４列並列巻き線構造を備えている。

図１３は、本発明の実施の形態に関わるＷ相電機子巻き線の構造を簡略化して表している図である。Ｗ相電機子巻き線は、４列並列巻き線構造を備えている。第１のＷ相直列回路２０ａと第２のＷ相直列回路２０ｂは、導体Ｗ+ 1（t）〜導体Ｗ+ 14（t）と導体Ｗ- 1（b）〜導体Ｗ- 14（b）から構成されている。第３のＷ相直列回路２０ｃと第４のＷ相直列回路２０ｄは、導体Ｗ+ 1（b）〜導体Ｗ+ 14（b）と導体Ｗ- 1（t）〜導体Ｗ- 14（t）から構成されている。第１のＷ相直列回路２０ａ、第２のＷ相直列回路２０ｂ、第３のＷ相直列回路２０ｃおよび第４のＷ相直列回路２０ｄは、４列並列巻き線構造を備えている。

図１４は、本発明の実施の形態に関わる第１のＸ相直列回路と第２のＸ相直列回路の構造を表している図である。ここで、Ｘ相は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかを表している。図中、「第１」および「第２」は、それぞれ、第１のＸ相直列回路および第２のＸ相直列回路を表している。第１のＸ相直列回路２０ａと第２のＸ相直列回路２０ｂは、導体Ｘ+ 1（t）〜導体Ｘ+ 14（t）と導体Ｘ- 1（b）〜導体Ｘ- 14（b）から構成されている。第１のＸ相直列回路２０ａと第２のＸ相直列回路２０ｂでは、２８個の導体が、循環電流を減らすための結線方法によって、結線されている。各導体は、コイルエンドを有しており、図中上側を接続側コイルエンドと、図中下側を反接続側コイルエンドと、呼ぶことにする。第１のＸ相直列回路２０ａと第２のＸ相直列回路２０ｂから引き出されたリード線２１は、口出し線２２によって、Ｘ相+端子または中性点に繋がっている。

本発明の実施の形態に関わる回転電機は、２極の回転子、８４個のスロット、３相の電機子巻き線を有している。スロットの内径側に上口コイルが、スロットの外径側に下口コイルが収容されている。上口コイルと下口コイルは、接続されて３相の電機子巻き線を形成している。この電機子巻き線は、１相につき２個の相帯（プラス相帯およびマイナス相帯）を有している。該相帯は、２個の直列回路から成り、前記相帯を構成する全ての上口コイル及び下口コイルの円周方向平均位置を相帯の中心とする。

ここで、少なくとも１個の相帯における第１のＸ相直列回路及び第２のＸ相直列回路の配置を相帯の中心に近い順に見た時、上口コイルが、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路の順に配置されている。

また、上口コイルと接続される下口コイルは、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路、第１のＸ相直列回路、第２のＸ相直列回路の順に配置されている。

図１５は、本発明の実施の形態に関わる、第３のＸ相直列回路と第４のＸ相直列回路の構造を表している図である。ここで、Ｘ相は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかを表している。図中、「第３」および「第４」は、それぞれ、第３のＸ相直列回路および第４のＸ相直列回路を表している。第３のＸ相直列回路２０ｃと第４のＸ相直列回路２０ｄは、導体Ｘ+ 1（b）〜導体Ｘ+ 14（b）と導体Ｘ- 1（t）〜導体Ｘ- 14（t）から構成されている。第３のＸ相直列回路２０ｃと第４のＸ相直列回路２０ｄでは、２８個の導体が、循環電流を減らすための結線方法によって、結線されている。各導体は、コイルエンドを有しており、図中上側を接続側コイルエンドと、図中下側を反接続側コイルエンドと、呼ぶことにする。第３のＸ相直列回路２０ｃと第４のＸ相直列回路２０ｄから引き出されたリード線２１は、口出し線２２によって、Ｘ相+端子または中性点に繋がっている。

ここで、少なくとも１個の相帯における第３のＸ相直列回路及び第４のＸ相直列回路の配置を相帯の中心に近い順に見た時、上口コイルが、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路の順に配置されている。

また、上口コイルと接続される下口コイルは、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路、第３のＸ相直列回路、第４のＸ相直列回路の順に配置されている。

図１６は、本発明の実施の形態に関わるＵ相電機子巻き線の具体的な配線構造を表している図である。第１のＵ相直列回路２０ａと第２のＵ相直列回路２０ｂは、導体Ｕ+ 1（t）〜導体Ｕ+ 14（t）と導体Ｕ- 1（b）〜導体Ｕ- 14（b）から構成されている。第１のＵ相直列回路２０ａにおいて、導体Ｕ+ 1（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 1（b）と接続されている。導体Ｕ- 1（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 3（t）と接続されている。導体Ｕ+ 3（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 4（b）と接続されている。導体Ｕ- 4（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 6（t）と接続されている。導体Ｕ+ 6（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 6（b）と接続されている。導体Ｕ- 6（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 8（t）と接続されている。

導体Ｕ+ 8（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 8（b）と接続されている。導体Ｕ- 8（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 10（t）と接続されている。導体Ｕ+ 10（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 10（b）と接続されている。導体Ｕ- 10（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 11（t）と接続されている。導体Ｕ+ 11（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 11（b）と接続されている。導体Ｕ- 11（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 13（t）と接続されている。導体Ｕ+ 13（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 13（b）と接続されている。

第２のＵ相直列回路２０ｂにおいて、導体Ｕ+ 2（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 2（b）と接続されている。導体Ｕ- 2（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 4（t）と接続されている。導体Ｕ+ 4（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 3（b）と接続されている。導体Ｕ- 3（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 5（t）と接続されている。導体Ｕ+ 5（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 5（b）と接続されている。導体Ｕ- 5（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 7（t）と接続されている。導体Ｕ+ 7（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 7（b）と接続されている。

導体Ｕ- 7（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 9（t）と接続されている。導体Ｕ+ 9（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 9（b）と接続されている。導体Ｕ- 9（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 12（t）と接続されている。導体Ｕ+ 12（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 12（b）と接続されている。導体Ｕ- 12（b）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 14（t）と接続されている。導体Ｕ+ 14（t）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 14（b）と接続されている。

第３のＵ相直列回路２０ｃにおいて、導体Ｕ+ 1（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 1（t）と接続されている。導体Ｕ- 1（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 3（b）と接続されている。導体Ｕ+ 3（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 4（t）と接続されている。導体Ｕ- 4（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 6（b）と接続されている。導体Ｕ+ 6（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 6（t）と接続されている。導体Ｕ- 6（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 8（b）と接続されている。

導体Ｕ+ 8（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 8（t）と接続されている。導体Ｕ- 8（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 10（b）と接続されている。導体Ｕ+ 10（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 10（t）と接続されている。導体Ｕ- 10（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 11（b）と接続されている。導体Ｕ+ 11（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 11（t）と接続されている。導体Ｕ- 11（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 13（b）と接続されている。導体Ｕ+ 13（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 13（t）と接続されている。

第４のＵ相直列回路２０ｄにおいて、導体Ｕ+ 2（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 2（t）と接続されている。導体Ｕ- 2（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 4（b）と接続されている。導体Ｕ+ 4（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 3（t）と接続されている。導体Ｕ- 3（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 5（b）と接続されている。導体Ｕ+ 5（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 5（t）と接続されている。導体Ｕ- 5（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 7（b）と接続されている。導体Ｕ+ 7（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 7（t）と接続されている。

導体Ｕ- 7（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 9（b）と接続されている。導体Ｕ+9（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ-9（t）と接続されている。導体Ｕ-9（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 12（b）と接続されている。導体Ｕ+ 12（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 12（t）と接続されている。導体Ｕ- 12（t）は、接続側コイルエンドで、導体Ｕ+ 14（b）と接続されている。導体Ｕ+ 14（b）は、反接続側コイルエンドで、導体Ｕ- 14（t）と接続されている。

図１７は、本発明の実施の形態に関わるＶ相電機子巻き線の具体的な配線構造を表している図である。第１のＶ相直列回路２０ａと第２のＶ相直列回路２０ｂは、導体Ｖ+ 1（t）〜導体Ｖ+ 14（t）と導体Ｖ- 1（b）〜導体Ｖ- 14（b）から構成されている。第３のＶ相直列回路２０ｃと第４のＶ相直列回路２０ｄは、導体Ｖ+ 1（b）〜導体Ｖ+ 14（b）と導体Ｖ- 1（t）〜導体Ｖ- 14（t）から構成されている。

第１のＶ相直列回路では、導体が、導体Ｖ+ 1（t）、導体Ｖ- 1（b）、導体Ｖ+ 3（t）、導体Ｖ- 4（b）、導体Ｖ+ 6（t）、導体Ｖ- 6（b）、導体Ｖ+ 8（t）、導体Ｖ- 8（b）、導体Ｖ+ 10（t）、導体Ｖ- 10（b）、導体Ｖ+ 11（t）、導体Ｖ- 11（b）、導体Ｖ+ 13（t）、導体Ｖ- 13（b）の順で、結線されており、第２のＶ相直列回路では、導体が、導体Ｖ+ 2（t）、導体Ｖ- 2（b）、導体Ｖ+ 4（t）、導体Ｖ- 3（b）、導体Ｖ+ 5（t）、導体Ｖ- 5（b）、導体Ｖ+ 7（t）、導体Ｖ- 7（b）、導体Ｖ+ 9（t）、導体Ｖ- 9（b）、導体Ｖ+ 12（t）、導体Ｖ- 12（b）、導体Ｖ+ 14（t）、導体Ｖ- 14（b）の順で、結線されている。

第３のＶ相直列回路では、導体が、導体Ｖ+ 1（b）、導体Ｖ- 1（t）、導体Ｖ+ 3（b）、導体Ｖ- 4（t）、導体Ｖ+ 6（b）、導体Ｖ- 6（t）、導体Ｖ+ 8（b）、導体Ｖ- 8（t）、導体Ｖ+ 10（b）、導体Ｖ- 10（t）、導体Ｖ+ 11（b）、導体Ｖ- 11（t）、導体Ｖ+ 13（b）、導体Ｖ- 13（t）の順で、結線されており、第４のＶ相直列回路では、導体が、導体Ｖ+ 2（b）、導体Ｖ- 2（t）、導体Ｖ+ 4（b）、導体Ｖ- 3（t）、導体Ｖ+ 5（b）、導体Ｖ- 5（t）、導体Ｖ+ 7（b）、導体Ｖ- 7（t）、導体Ｖ+ 9（b）、導体Ｖ- 9（t）、導体Ｖ+ 12（b）、導体Ｖ- 12（t）、導体Ｖ+ 14（b）、導体Ｖ- 14（t）の順で、結線されている。

図１８は、本発明の実施の形態に関わるＷ相電機子巻き線の具体的な配線構造を表している図である。第１のＷ相直列回路２０ａと第２のＷ相直列回路２０ｂは、導体Ｗ+ 1（t）〜導体Ｗ+ 14（t）と導体Ｗ- 1（b）〜導体Ｗ- 14（b）から構成されている。第３のＷ相直列回路２０ｃと第４のＷ相直列回路２０ｄは、導体Ｗ+ 1（b）〜導体Ｗ+ 14（b）と導体Ｗ- 1（t）〜導体Ｗ- 14（t）から構成されている。

第１のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｗ+ 1（t）、導体Ｗ- 1（b）、導体Ｗ+ 3（t）、導体Ｗ- 4（b）、導体Ｗ+ 6（t）、導体Ｗ- 6（b）、導体Ｗ+ 8（t）、導体Ｗ- 8（b）、導体Ｗ+ 10（t）、導体Ｗ- 10（b）、導体Ｗ+ 11（t）、導体Ｗ- 11（b）、導体Ｗ+ 13（t）、導体Ｗ- 13（b）の順で、結線されており、第２のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｗ+ 2（t）、導体Ｗ- 2（b）、導体Ｗ+ 4（t）、導体Ｗ- 3（b）、導体Ｗ+ 5（t）、導体Ｗ- 5（b）、導体Ｗ+ 7（t）、導体Ｗ- 7（b）、導体Ｗ+ 9（t）、導体Ｗ- 9（b）、導体Ｗ+ 12（t）、導体Ｗ- 12（b）、導体Ｗ+ 14（t）、導体Ｗ- 14（b）の順で、結線されている。

第３のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｗ+ 1（b）、導体Ｗ- 1（t）、導体Ｗ+ 3（b）、導体Ｗ- 4（t）、導体Ｗ+ 6（b）、導体Ｗ- 6（t）、導体Ｗ+ 8（b）、導体Ｗ- 8（t）、導体Ｗ+ 10（b）、導体Ｗ- 10（t）、導体Ｗ+ 11（b）、導体Ｗ- 11（t）、導体Ｗ+ 13（b）、導体Ｗ- 13（t）の順で、結線されており、第４のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｗ+ 2（b）、導体Ｗ- 2（t）、導体Ｗ+ 4（b）、導体Ｗ- 3（t）、導体Ｗ+ 5（b）、導体Ｗ- 5（t）、導体Ｗ+ 7（b）、導体Ｗ- 7（t）、導体Ｗ+ 9（b）、導体Ｗ- 9（t）、導体Ｗ+ 12（b）、導体Ｗ- 12（t）、導体Ｗ+ 14（b）、導体Ｗ- 14（t）の順で、結線されている。

このような本実施例の構成とすることにより、２極４並列回路であっても、相帯１つあたりのジャンパ線の本数を２本のみで済ますことができる。ジャンパ線の数が低減されるので作業性の低下が抑制され、作業性が改善されることで製作コストの低減が可能となる。また、ジャンパ線の接続箇所がリード線から離れるため、ジャンパ線とリード線の干渉を回避できる。更に、ジャンパ線を用いているので、回路間の循環電流を抑制することができ、熱過大による巻き線焼損に至ることを回避できる。

すなわち、本発明に係わる回転電機は、２極を有する回転子と、
８４個のスロットが形成されている固定子と、を備え、
前記固定子の各々のスロットには、（t）で表される第１のコイル片および（b）で表される第２のコイル片が配置され、
この第１のコイル片および第２のコイル片は、どちらも、Ｕ相+帯、Ｕ相-帯、Ｖ相+帯、Ｖ相-帯、Ｗ相+帯およびＷ相-帯からなる６相帯を形成し、
この６相帯を形成する第１のコイル片を、１から１４の自然数ｎを使って、導体Ｕ+ n（t）、導体Ｗ- n（t）、導体Ｖ+ n（t）、導体Ｕ- n（t）、導体Ｗ+ n（t）、導体Ｖ- n（t）、と表し、
また、第２のコイル片を、１から１４の自然数ｎを使って、導体Ｕ+ n（b）、導体Ｗ- n（b）、導体Ｖ+ n（b）、導体Ｕ- n（b）、導体Ｗ+ n（b）、導体Ｖ- n（b）、と表すと、
導体Ｕ+ 1（t）〜導体Ｕ+ 14（t）、導体Ｕ- 1（b）〜導体Ｕ- 14（b）、導体Ｕ+ 1（b）〜導体Ｕ+ 14（b）および導体Ｕ- 1（t）〜導体Ｕ- 14（t）は、第１のＵ相直列回路、第２のＵ相直列回路、第３のＵ相直列回路、および第４のＵ相直列回路からなるＵ相の４列並列巻き線構造を形成し、
導体Ｖ+ 1（t）〜導体Ｖ+ 14（t）、導体Ｖ- 1（b）〜導体Ｖ- 14（b）、導体Ｖ+ 1（b）〜導体Ｖ+ 14（b）および導体Ｖ- 1（t）〜導体Ｖ- 14（t）は、第１のＶ相直列回路、第２のＶ相直列回路、第３のＶ相直列回路、および第４のＶ相直列回路からなるＶ相の４列並列巻き線構造を形成し、
導体Ｗ+ 1（t）〜導体Ｗ+ 14（t）、導体Ｗ- 1（b）〜導体Ｗ- 14（b）、導体Ｗ+ 1（b）〜導体Ｗ+ 14（b）および導体Ｗ- 1（t）〜導体Ｗ- 14（t）は、第１のＷ相直列回路、第２のＷ相直列回路、第３のＷ相直列回路、および第４のＷ相直列回路からなるＷ相の４列並列巻き線構造を形成し、
ＸをＵ、Ｖ、Ｗのいずれかであるとすると、
前記第１のＵ相直列回路、前記第１のＶ相直列回路、および前記第１のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 1（t）、導体Ｘ- 1（b）、導体Ｘ+ 3（t）、導体Ｘ- 4（b）、導体Ｘ+ 6（t）、導体Ｘ- 6（b）、導体Ｘ+ 8（t）、導体Ｘ- 8（b）、導体Ｘ+ 10（t）、導体Ｘ- 10（b）、導体Ｘ+ 11（t）、導体Ｘ- 11（b）、導体Ｘ+ 13（t）、導体Ｘ- 13（b）の順で、結線されており、
前記第２のＵ相直列回路、前記第２のＶ相直列回路、および前記第２のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 2（t）、導体Ｘ- 2（b）、導体Ｘ+ 4（t）、導体Ｘ- 3（b）、導体Ｘ+ 5（t）、導体Ｘ- 5（b）、導体Ｘ+ 7（t）、導体Ｘ- 7（b）、導体Ｘ+ 9（t）、導体Ｘ- 9（b）、導体Ｘ+ 12（t）、導体Ｘ- 12（b）、導体Ｘ+ 14（t）、導体Ｘ- 14（b）の順で、結線されているものである

本発明によれば、２極４並列巻き線構造であっても、ジャンパ線の本数を低減して回路間の循環電流を抑制することは勿論、取り付けたジャンパ線がリード線の構造設計へ影響しない回転電機を提供することができる。

本発明は、2極の回転子、８４個のスロット、３相の電機子巻き線を有し、積層鉄心に設けられたスロットに納められており、当該巻き線の各相帯は２つの並列回路から成り、各並列回路は直列コイルを有し、各直列コイルは接続側コイルエンド及び反接続側コイルエンドでそれぞれ互いに接続される上コイル片と下コイル片の２つのコイル片を有し、一つの相帯中の上コイル片および下コイル片の相対位置を極中心から数えた位置で表した場合に、各並列回路の半分の並列回路においては同一の並列回路に含まれる上コイル片および下コイル片の位置が極中心から１，３，６，８，１０，１１，１３番目の位置となるように接続し、各並列回路の残りの半分の並列回路においては同一の並列回路に含まれる上コイル片および下コイル片の位置が極中心から２，４，５，７，９，１２，１４番目の位置となるように接続したものである。

また、本発明は、２極３相の２層巻き電機子巻き線であって、当該巻き線の各相は４つの並列回路を有し、２つの相帯に分割され積層鉄心に設けられた８４個のスロットに納められており、第１の相帯の上コイル片および下コイル片の極中心から数えた並列回路番号の配列が順に１，２，１，２，２，１，２，１，２，１，１，２，１，２となり、第２の相帯の上コイル片および下コイル片の極中心から数えた並列番号の配列が順に３，４，３，４，４，３，４，３，４，３，３，４，３，４となるように接続したものである。

本発明は、図９に示す如く、２極の回転子、８４個のスロット、３相の電機子巻き線を有し、スロットの内径側に上コイル及び外径側に下コイルが収容され、上コイルと下コイルが接続されて電機子巻き線を形成し、この電機子巻き線は１相につき２個の相帯を有し、該相帯は２個の並列巻き線から成り、前記相帯を構成する全ての上コイル及び下コイルの円周方向平均位置を相帯の中心としたとき、少なくとも１個の相帯における第１及び第２の並列巻き線の配置を相帯の中心に近い順に見た時、上コイルが第１、第２、第１、第２、第２、第１、第２、第１、第２、第１、第１、第２、第１、第２の並列巻き線の順に配置され、上コイルと接続される下コイルが第１、第２、第１、第２、第２、第１、第２、第１、第２、第１、第２、第１、第１、第２の並列巻き線の順に配置されているものである。

本発明は、８４個のスロットを備えた固定子鉄心と２極４並列巻き線構造を有し、循環電流を低減するだけでなく、作業性でも有利な回転電機を提供することを課題とする。本発明は、内周側に複数の固定子スロットを有し、前記複数の固定子スロットに固定子コイルが、並列接続されるコイル回路の数が同じ並列回路を各相で形成するように複数の固定子スロットに亘って巻回されかつ、各固定子スロットにおいて外周側に下口コイル、内周側に上口コイルを構成するよう二層巻きされた固定子鉄心を備えた回転電機であって、前記固定子コイルの上口コイルと下口コイルを接続するスロットピッチが回転電機の各極のコイル回路で等しく、極数を２、並列回路のコイル回路数を４、毎極毎相のスロット数が８４であり、コイル接続の組合せを変更するためのジャンパ線の数を低減し、ジャンパ線が他の構造物との干渉を回避できることを特徴とする回転電機に関わっている。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

本発明に係わる回転電機は、中、大容量の回転電機、タービン発電機などとして利用することができる。

１固定子、２回転子、２ａ回転軸、２ｂ導線、２ｃ楔、３固定子鉄心、３ａ固定子鉄心、４ヨーク、９ジャンパ線、１０ケース、１１スロット、２０ａＸ相直列回路、２０ｂＸ相直列回路、２０ｃＸ相直列回路、２０ｄＸ相直列回路、２１リード線、１００回転電機

Claims

２極を有する回転子と、
８４個のスロットが形成されている固定子と、を備え、
前記固定子の各々のスロットには、（t）で表される第１のコイル片および（b）で表される第２のコイル片が配置され、
この第１のコイル片および第２のコイル片は、どちらも、Ｕ相+帯、Ｕ相-帯、Ｖ相+帯、Ｖ相-帯、Ｗ相+帯およびＷ相-帯からなる６相帯を形成し、
この６相帯を形成する第１のコイル片を、１から１４の自然数ｎを使って、導体Ｕ+ n（t）、導体Ｗ- n（t）、導体Ｖ+ n（t）、導体Ｕ- n（t）、導体Ｗ+ n（t）、導体Ｖ- n（t）、と表し、
また、第２のコイル片を、１から１４の自然数ｎを使って、導体Ｕ+ n（b）、導体Ｗ- n（b）、導体Ｖ+ n（b）、導体Ｕ- n（b）、導体Ｗ+ n（b）、導体Ｖ- n（b）、と表すと、
導体Ｕ+ 1（t）〜導体Ｕ+ 14（t）、導体Ｕ- 1（b）〜導体Ｕ- 14（b）、導体Ｕ+ 1（b）〜導体Ｕ+ 14（b）および導体Ｕ- 1（t）〜導体Ｕ- 14（t）は、第１のＵ相直列回路、第２のＵ相直列回路、第３のＵ相直列回路、および第４のＵ相直列回路からなるＵ相の４列並列巻き線構造を形成し、
導体Ｖ+ 1（t）〜導体Ｖ+ 14（t）、導体Ｖ- 1（b）〜導体Ｖ- 14（b）、導体Ｖ+ 1（b）〜導体Ｖ+ 14（b）および導体Ｖ- 1（t）〜導体Ｖ- 14（t）は、第１のＶ相直列回路、第２のＶ相直列回路、第３のＶ相直列回路、および第４のＶ相直列回路からなるＶ相の４列並列巻き線構造を形成し、
導体Ｗ+ 1（t）〜導体Ｗ+ 14（t）、導体Ｗ- 1（b）〜導体Ｗ- 14（b）、導体Ｗ+ 1（b）〜導体Ｗ+ 14（b）および導体Ｗ- 1（t）〜導体Ｗ- 14（t）は、第１のＷ相直列回路、第２のＷ相直列回路、第３のＷ相直列回路、および第４のＷ相直列回路からなるＷ相の４列並列巻き線構造を形成し、
ＸをＵ、Ｖ、Ｗのいずれかであるとすると、
前記第１のＵ相直列回路、前記第１のＶ相直列回路、および前記第１のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 1（t）、導体Ｘ- 1（b）、導体Ｘ+ 3（t）、導体Ｘ- 4（b）、導体Ｘ+ 6（t）、導体Ｘ- 6（b）、導体Ｘ+ 8（t）、導体Ｘ- 8（b）、導体Ｘ+ 10（t）、導体Ｘ- 10（b）、導体Ｘ+ 11（t）、導体Ｘ- 11（b）、導体Ｘ+ 13（t）、導体Ｘ- 13（b）の順で、結線されており、
前記第２のＵ相直列回路、前記第２のＶ相直列回路、および前記第２のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 2（t）、導体Ｘ- 2（b）、導体Ｘ+ 4（t）、導体Ｘ- 3（b）、導体Ｘ+ 5（t）、導体Ｘ- 5（b）、導体Ｘ+ 7（t）、導体Ｘ- 7（b）、導体Ｘ+ 9（t）、導体Ｘ- 9（b）、導体Ｘ+ 12（t）、導体Ｘ- 12（b）、導体Ｘ+ 14（t）、導体Ｘ- 14（b）の順で、結線されていることを特徴とする回転電機。
前記第３のＵ相直列回路、前記第３のＶ相直列回路、および前記第３のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 1（b）、導体Ｘ- 1（t）、導体Ｘ+ 3（b）、導体Ｘ- 4（t）、導体Ｘ+ 6（b）、導体Ｘ- 6（t）、導体Ｘ+ 8（b）、導体Ｘ- 8（t）、導体Ｘ+ 10（b）、導体Ｘ- 10（t）、導体Ｘ+ 11（b）、導体Ｘ- 11（t）、導体Ｘ+ 13（b）、導体Ｘ- 13（t）の順で、結線されており、
前記第４のＵ相直列回路、前記第４のＶ相直列回路、および前記第４のＷ相直列回路では、導体が、導体Ｘ+ 2（b）、導体Ｘ- 2（t）、導体Ｘ+ 4（b）、導体Ｘ- 3（t）、導体Ｘ+ 5（b）、導体Ｘ- 5（t）、導体Ｘ+ 7（b）、導体Ｘ- 7（t）、導体Ｘ+ 9（b）、導体Ｘ- 9（t）、導体Ｘ+ 12（b）、導体Ｘ- 12（t）、導体Ｘ+ 14（b）、導体Ｘ- 14（t）の順で、結線されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。