JPWO2020170422A1 - Stator, motor and compressor - Google Patents
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Abstract
本発明に係る固定子は、中空円筒形状をしており、内周側に複数のスロットが周方向に規定の間隔を空けて配置された固定子鉄心と、前記スロットを通って巻かれた分布巻で同心巻の巻線と、を備え、毎極毎相スロット数が1であり、同一相の前記巻線は極数と同数のコイルを備え、これらの前記コイルのうちの半分は外周側コイルであり、これらの前記コイルのうちの残りの半分である内周側コイルよりも外周側に配置され、前記外周側コイルと前記内周側コイルとは、前記周方向に交互に配置されており、隣接する前記外周側コイルと前記内周側コイルとを観察した際、当該外周側コイルの一部と当該内周側コイルの一部とは同一の前記スロットに収納され、同一層の前記巻線を構成する前記コイルのコイルエンドは円環状に配置されている。The stator according to the present invention has a hollow cylindrical shape, and has a stator core in which a plurality of slots are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner peripheral side, and a distribution wound through the slots. The windings are concentric with windings, each pole has one phase slot, the same-phase windings have the same number of coils as the number of poles, and half of these coils are on the outer circumference side. It is a coil, and is arranged on the outer peripheral side of the inner peripheral side coil which is the other half of these coils, and the outer peripheral side coil and the inner peripheral side coil are arranged alternately in the circumferential direction. When the adjacent outer peripheral side coil and the inner peripheral side coil are observed, a part of the outer peripheral side coil and a part of the inner peripheral side coil are housed in the same slot, and the said in the same layer. The coil ends of the coils constituting the winding are arranged in an annular shape.
Description
本発明は、分布巻の巻線を有する固定子、該固定子を備えた電動機、及び該電動機を備えた圧縮機に関する。 The present invention relates to a stator having a distributed winding winding, an electric motor equipped with the stator, and a compressor equipped with the electric motor.
冷凍サイクル装置に用いられる圧縮機は、同期電動機等の電動機を備えている。また、電動機は、巻線が巻かれた中空円柱形状の固定子と、固定子の内周側に配置された回転子と、を備えている。このような電動機の固定子の巻線の巻き方には、集中巻が多く採用されている(特許文献1参照)。集中巻は、分布巻と比べ、コイルエンドを小さくでき、巻線の抵抗を低減できるからである。一方、圧縮機の能力の拡大に従って電動機の出力を大きくするために該電動機の体格を大きくすると、集中巻と比べ、分布巻の方が有利になる場合がある。分布巻は、集中巻と比べ、巻線係数が高く、回転子の磁束を有効に利用できるからである。このため、大きな能力が要求される圧縮機の電動機では、分布巻の巻線を有する固定子が用いられることが多い。 The compressor used in the refrigeration cycle device includes an electric motor such as a synchronous motor. Further, the electric motor includes a hollow cylindrical stator in which a winding is wound and a rotor arranged on the inner peripheral side of the stator. Concentrated winding is often used for winding the winding of the stator of such an electric motor (see Patent Document 1). This is because the centralized winding can make the coil end smaller and reduce the resistance of the winding as compared with the distributed winding. On the other hand, if the physique of the motor is increased in order to increase the output of the motor as the capacity of the compressor is expanded, the distributed winding may be more advantageous than the concentrated winding. This is because the distributed winding has a higher winding coefficient than the concentrated winding, and the magnetic flux of the rotor can be effectively used. For this reason, a stator having distributed winding windings is often used in a compressor motor that requires a large capacity.
近年、同期電動機及び誘導電動機等の電動機は、小型高性能化が求められている。このため、分布巻の巻線を有する固定子を備えた高性能な電動機の小型化を図るため、例えば、ループを形成せずに固定子鉄心に巻線を巻いてコイルを形成する波巻を用い、1スロットに同一相を構成する1つのコイルを配置し、コイル周長の小型化と巻線の抵抗値の低減とを図る方法が提案されている。 In recent years, electric motors such as synchronous motors and induction motors are required to be compact and have high performance. Therefore, in order to reduce the size of a high-performance motor equipped with a stator having a distributed winding winding, for example, a wave winding in which a winding is wound around a stator core to form a coil without forming a loop is used. A method has been proposed in which one coil constituting the same phase is arranged in one slot to reduce the coil circumference and the resistance value of the winding.
しかしながら、固定子に波巻の巻線を用いた電動機は、信頼性が低下してしまうという課題があった。具体的には、波巻の巻線を形成する際、巻線を円環状に巻き回し、円環状コイルを形成する。そしてこの円環状コイルの外周部の複数箇所を内周側へ押し込み、凹凸形状を有する星型コイルを形成する。波巻の巻線は、この星型コイルの形成時に巻線へ加えられる外力によって、巻線の絶縁被膜が損傷等して絶縁性能が低下し、信頼性が低下してしまう場合がある。 However, an electric motor using a wave winding winding as a stator has a problem that reliability is lowered. Specifically, when forming a wave winding, the winding is wound in an annular shape to form an annular coil. Then, a plurality of locations on the outer peripheral portion of the annular coil are pushed toward the inner peripheral side to form a star-shaped coil having an uneven shape. The reliability of the wave winding winding may be lowered due to damage to the insulating coating of the winding due to the external force applied to the winding during the formation of the star coil.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、電動機の小型高性能化を図ることができ、電動機の信頼性の低下を抑制することもできる固定子を得ることを第1の目的とする。また、本発明は、このような固定子を備えた電動機及び圧縮機を得ることを第2の目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is the first aspect to obtain a stator capable of improving the size and performance of an electric motor and suppressing a decrease in reliability of the electric motor. The purpose of 1. A second object of the present invention is to obtain an electric motor and a compressor provided with such a stator.
本発明に係る固定子は、中空円筒形状をしており、内周側に複数のスロットが周方向に規定の間隔を空けて配置された固定子鉄心と、前記スロットを通って巻かれた分布巻で同心巻の巻線と、を備え、毎極毎相スロット数が1であり、同一相の前記巻線は極数と同数のコイルを備え、これらの前記コイルのうちの半分は外周側コイルであり、これらの前記コイルのうちの残りの半分である内周側コイルよりも外周側に配置され、前記外周側コイルと前記内周側コイルとは、前記周方向に交互に配置されており、隣接する前記外周側コイルと前記内周側コイルとを観察した際、当該外周側コイルの一部と当該内周側コイルの一部とは同一の前記スロットに収納され、同一層の前記巻線を構成する前記コイルのコイルエンドは円環状に配置されている。 The stator according to the present invention has a hollow cylindrical shape, and has a stator core in which a plurality of slots are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner peripheral side, and a distribution wound through the slots. The windings are concentric with windings, each pole has one phase slot, the same-phase windings have the same number of coils as the number of poles, and half of these coils are on the outer circumference side. It is a coil, and is arranged on the outer peripheral side of the inner peripheral side coil which is the other half of these coils, and the outer peripheral side coil and the inner peripheral side coil are arranged alternately in the circumferential direction. When the adjacent outer peripheral side coil and the inner peripheral side coil are observed, a part of the outer peripheral side coil and a part of the inner peripheral side coil are housed in the same slot, and the said in the same layer. The coil ends of the coils constituting the winding are arranged in an annular shape.
また、本発明に係る電動機は、本発明に係る固定子と、前記固定子の内周側に配置された回転子と、を備えている。 Further, the motor according to the present invention includes a stator according to the present invention and a rotor arranged on the inner peripheral side of the stator.
また、本発明に係る圧縮機は、本発明に係る電動機と、前記電動機の駆動力によって冷媒を圧縮する圧縮機構と、を備えている。 Further, the compressor according to the present invention includes the electric motor according to the present invention and a compression mechanism that compresses the refrigerant by the driving force of the electric motor.
本発明に係る固定子は、分布巻の巻線を備えている。また、本発明に係る固定子のように同一相の巻線の各コイルを配置することにより、コイルエンドを小型化でき、巻線の抵抗値を低減できる。このため、本発明に係る固定子を用いることにより、電動機の小型高性能化を図ることができる。また、本発明に係る固定子の巻線は、同心巻となっている。同心巻の巻線を形成する際、波巻の巻線の星型コイルを作成する際に加えられる外力は不要となる。このため、本発明に係る固定子を用いることにより、電動機の信頼性の低下を抑制することもできる。 The stator according to the present invention includes a distributed winding winding. Further, by arranging the coils of the windings having the same phase as the stator according to the present invention, the coil end can be miniaturized and the resistance value of the windings can be reduced. Therefore, by using the stator according to the present invention, it is possible to improve the size and performance of the motor. Further, the windings of the stator according to the present invention are concentric windings. When forming a concentric winding, the external force applied when creating a star coil of a wave winding is not required. Therefore, by using the stator according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in reliability of the motor.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る固定子を説明するための斜視図であり、固定子鉄心と巻線の一部とを示す斜視図である。
ここで、本実施の形態1に係る固定子20は、相毎に巻線を備えている。このため、固定子20の用いられる電動機が三相交流電源に接続されるものの場合、図1では、三相のうちの1つの相の巻線を図示していることとなる。なお、本実施の形態1では、固定子20の用いられる電動機が三相交流電源に接続されるものとして説明していく。また、以下では、三相のそれぞれを、U相、V相及びW相と称することとする。また、後述のように、本実施の形態1に係る固定子20は、該固定子20の外周側から内周側へ向かって、U相巻線7、V相巻線8及びW相巻線9の順で配置される。すなわち、図1は、U相巻線7を図示している。
FIG. 1 is a perspective view for explaining a stator according to the first embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a stator core and a part of a winding.
Here, the
固定子20は、中空円筒形状の固定子鉄心1を備えている。固定子鉄心1は、中心部に貫通孔1dが形成された中空円筒形状のバックヨーク1aを備えている。固定子20を用いる電動機では、該貫通孔1dに回転子が配置されることとなる。また、固定子鉄心1は、バックヨーク1aの内周面から突出した複数のティース1bを備えている。各ティース1bは、貫通孔1dの軸心方向に沿って延びている。換言すると、各ティース1bは、固定子鉄心1の軸心方向に沿って延びている。また、各ティース1bは、固定子鉄心1の周方向に規定の間隔を空けて配置されている。これにより、隣接するティース1bとの間にスロット1cが形成されることとなる。すなわち、各スロット1cは、固定子鉄心1の内周側において、固定子鉄心1の周方向に規定の間隔を空けて配置されている。固定子鉄心1は、電磁鋼板を円環状に打ち抜き、円環状の電磁鋼板を積層することによって構成されている。また、各スロット1cの内部は、スロットフィルム2で絶縁されている。
The
固定子20は、毎極毎相スロット数が1となっている。そして、同一相の巻線は、極数に等しい数のコイルを備えている。具体的には、U相巻線7は極数に等しい数のコイルを備えており、V相巻線8も極数に等しい数のコイルを備えており、W相巻線9も極数に等しい数のコイルを備えている。なお、本実施の形態1では、スロット1cの数が18個であり、三相で6極の固定子20を例示している。この場合、U相巻線7は、6つのコイルを備えている。また、これら6つのコイルは、3スロットおきに配置されている。V相巻線8及びW相巻線9の6つのコイルも同様である。スロット1cのピッチは機械角で360度×3/18=60度となり、巻線係数は1である。
The
図2は、本発明の実施の形態1に係る固定子におけるU相巻線の外周側コイルを示す斜視図である。図3は、本発明の実施の形態1に係る固定子におけるU相巻線の内周側コイルを示す斜視図である。また、図4は、本発明の実施の形態1に係る固定子におけるU相巻線の外周側コイル及び内周側コイルを示す斜視図である。
以下、これら図2〜図4と、上述の図1とを用いて、U相巻線7の詳細について説明する。なお、V相巻線8及びW相巻線9の構成は、U相巻線7と同様の構成となるため、説明は省略する。また、図1〜図4及び本実施の形態1において後述する図では、U相巻線7のコイル間を接続する渡り線、U相巻線7の口出線、V相巻線8のコイル間を接続する渡り線、V相巻線8の口出線、W相巻線9のコイル間を接続する渡り線、及びW相巻線9の口出線の図示を省略している。FIG. 2 is a perspective view showing an outer peripheral coil of the U-phase winding in the stator according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing an inner peripheral coil of the U-phase winding in the stator according to the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 4 is a perspective view showing an outer peripheral side coil and an inner peripheral side coil of the U-phase winding in the stator according to the first embodiment of the present invention.
Hereinafter, the details of the U-phase winding 7 will be described with reference to FIGS. 2 to 4 and FIG. 1 described above. Since the configurations of the V-phase winding 8 and the W-phase winding 9 are the same as those of the U-phase winding 7, the description thereof will be omitted. Further, in FIGS. 1 to 4 and the drawings described later in the first embodiment, the crossover wire connecting the coils of the U-phase winding 7, the outlet wire of the U-phase winding 7, and the coil of the V-phase winding 8 The crossing wire connecting the coils, the head wire of the V-phase winding 8, the cross wire connecting the coils of the W-phase winding 9, and the head wire of the W-phase winding 9 are not shown.
U相巻線7は、スロット1cを通って巻かれた分布巻で同心巻の巻線である。上述のように、U相巻線7は、6つのコイルを備えている。これらの6つのコイルのうちの半分は外周側コイル3である。また、これらの6つのコイルのうちの残りの半分は、内周側コイル4である。そして、外周側コイル3は、内周側コイル4よりも外周側に配置されている。また、外周側コイル3と内周側コイル4とは、固定子鉄心1の周方向に交互に配置されている。
The U-phase winding 7 is a distributed winding concentric winding wound through the
ここで、上述のように、U相巻線7の6つのコイルは、3スロットおきに配置されている。すなわち、外周側コイル3と内周側コイル4とは、3スロットおきに交互に配置されている。このため、隣接する外周側コイル3と内周側コイル4とを観察した際、当該外周側コイル3の一部と当該内周側コイル4の一部とは同一のスロット1cに収納されている。換言すると、外周側コイル3、内周側コイル4、及びこれらの一部が収納されたスロット1cを固定子鉄心1の内周側から観察した際、外周側コイル3は、スロット1cを基準として内周側コイル4とは反対側に配置されている。
Here, as described above, the six coils of the U-phase winding 7 are arranged every three slots. That is, the outer
図5は、本発明の実施の形態1に係る固定子を説明するための平面図であり、固定子鉄心とU相巻線とを示す斜視図である。図6は、本発明の実施の形態1に係る固定子を説明するための平面図であり、固定子鉄心とU相巻線とV相巻線とを示す斜視図である。図7は、本発明の実施の形態1に係る固定子を説明するための平面図であり、固定子鉄心とU相巻線とV相巻線とW相巻線とを示す斜視図である。 FIG. 5 is a plan view for explaining the stator according to the first embodiment of the present invention, and is a perspective view showing the stator core and the U-phase winding. FIG. 6 is a plan view for explaining a stator according to the first embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a stator core, a U-phase winding, and a V-phase winding. FIG. 7 is a plan view for explaining a stator according to the first embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a stator core, a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding. ..
図5に示すように、固定子鉄心1に設けられたU相巻線7は、平面視において内周側コイル4のコイルエンドと外周側コイル3のコイルエンドとが重なるように成形され、U相巻線7を構成するコイルのコイルエンドが円環状に配置されている。なお、コイルエンドとは、コイルのうちで、スロット1cに収納されていない部分である。同様に、図6に示すように、U相巻線7の内周側において固定子鉄心1に設けられたV相巻線8は、平面視において内周側コイル4のコイルエンドと外周側コイル3のコイルエンドとが重なるように成形され、V相巻線8を構成するコイルのコイルエンドが円環状に配置されている。同様に、図7に示すように、V相巻線8の内周側において固定子鉄心1に設けられたW相巻線9は、平面視において内周側コイル4のコイルエンドと外周側コイル3のコイルエンドとが重なるように成形され、W相巻線9を構成するコイルのコイルエンドが円環状に配置されている。
As shown in FIG. 5, the U-phase winding 7 provided in the
続いて、固定子鉄心1のスロット1cにU相巻線7を挿入する工程の一例について説明する。なお、固定子鉄心1のスロット1cにV相巻線8を挿入する工程、及び固定子鉄心1のスロット1cにW相巻線9を挿入する工程は、固定子鉄心1のスロット1cにU相巻線7を挿入する工程と同様となるので、説明を省略する。
Subsequently, an example of a step of inserting the U-phase winding 7 into the
図8〜図10は、本発明の実施の形態1に係る固定子の固定子鉄心のスロットにU相巻線を挿入する工程を説明するための斜視図である。
なお、図8〜図10では、3つの外周側コイル3を区別するため、3つの外周側コイル3のそれぞれを、外周側第1コイル3a、外周側第2コイル3b、及び外周側第3コイル3cとして示している。同様に、図8〜図10では、3つの内周側コイル4を区別するため、3つの内周側コイル4のそれぞれを、内周側第1コイル4a、内周側第2コイル4b、及び内周側第3コイル4cとして示している。8 to 10 are perspective views for explaining a step of inserting the U-phase winding into the slot of the stator core of the stator according to the first embodiment of the present invention.
In addition, in FIGS. 8 to 10, in order to distinguish the three outer peripheral side coils 3, each of the three outer peripheral side coils 3 is used as the outer peripheral side
図8〜図10に示すように、固定子鉄心1のスロット1cにU相巻線7を挿入する際に用いられるコイル挿入治具は、棒状の挿入ブレード13を複数備えている。これらの挿入ブレード13は、円環状に配置されている。
As shown in FIGS. 8 to 10, the coil insertion jig used when inserting the U-phase winding 7 into the
固定子鉄心1のスロット1cにU相巻線7を挿入する際、まず、図示せぬ巻型に電線を巻き回し、内周側第1コイル4a、内周側第2コイル4b及び内周側第3コイル4cを形成する。その後、図8に示すように、内周側第1コイル4a、内周側第2コイル4b及び内周側第3コイル4cを挿入ブレード13の間に挿入し、内周側第1コイル4a、内周側第2コイル4b及び内周側第3コイル4cを配置する。
When inserting the U-phase winding 7 into the
次に、円環状に配置された複数の挿入ブレード13を中心として、図示せぬ巻型を3スロット分回転させる。そして、図9に示すように、図示せぬ巻型に電線を巻き回し、外周側第1コイル3a、外周側第2コイル3b、及び外周側第3コイル3cを形成する。その後、図10に示すように、外周側第1コイル3a、外周側第2コイル3b、及び外周側第3コイル3cを挿入ブレード13の間に挿入し、外周側第1コイル3a、外周側第2コイル3b、及び外周側第3コイル3cを配置する。これにより、U相巻線7の外周側コイル3及び内周側コイル4の巻き回し形成が完了し、U相巻線7の外周側コイル3及び内周側コイル4がスロット1cに挿入される前の位置に配置された状態となる。
Next, the winding mold (not shown) is rotated by 3 slots around the plurality of
なお、電動機の特性上、外周側コイル3と内周側コイル4とは巻数が同じで、抵抗値が等しいこと望ましい。例えば、外周側コイル3及び内周側コイル4を同じ直径の電線で形成し、外周側コイル3及び内周側コイル4の周長を同じにすることで、外周側コイル3と内周側コイル4とは、巻数が同じとなり、抵抗値が等しくなる。また例えば、外周側コイル3及び内周側コイル4のうちの一方を、他方よりも小さい直径の電線で形成し、他方よりも周長を短くすることによっても、外周側コイル3と内周側コイル4とは、巻数が同じとなり、抵抗値が等しくなる。
Due to the characteristics of the motor, it is desirable that the outer
図11は、従来の波巻の巻線の形成工程を説明するための説明図である。この図11は、波巻の巻線の巻き回し形成が完了するまでの工程を示している。
波巻の巻線を形成する際、まず、図11(a)に示すように、電線を円環状に巻き回し、円環状コイル10を形成する。その後、図11(b)に示すように、円環状コイル10の外周部の複数箇所を内周側へ押し込み、凹凸形状を有する星型コイル11を形成する。これにより、波巻の巻線の巻き回し形成が完了し、巻線がスロットに挿入される前の状態となる。波巻の巻線はこのように形成されるため、星型コイル11の形成時に巻線へ加えられる外力によって、巻線の絶縁被膜が損傷等して絶縁性能が低下し、信頼性が低下してしまう場合がある。FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a process of forming a conventional wave winding winding. FIG. 11 shows a process until the winding formation of the winding winding of the wave winding is completed.
When forming the winding of the wave winding, first, as shown in FIG. 11A, the electric wire is wound in an annular shape to form the
一方、図8〜図10で上述したように、本実施の形態1に係るU相巻線7は、巻き回し形成が完了するまでの工程において、波巻の巻線の星型コイル11を作成する際に加えられる外力は不要となる。このため、本実施の形態1に係るU相巻線7は、巻線の絶縁被膜が損傷等して絶縁性能が低下することを抑制できる。同様に、本実施の形態1に係るV相巻線8及びW相巻線9は、巻線の絶縁被膜が損傷等して絶縁性能が低下することを抑制できる。すなわち、固定子20及び該固定子20を用いた電動機の信頼性が低下することを抑制できる。
On the other hand, as described above with reference to FIGS. 8 to 10, the U-phase winding 7 according to the first embodiment creates a star-shaped
再び図10に着目すると、上述のように、図10は、U相巻線7の外周側コイル3及び内周側コイル4の巻き回し形成が完了し、U相巻線7の外周側コイル3及び内周側コイル4がスロット1cに挿入される前の位置に配置された状態を示している。U相巻線7の外周側コイル3及び内周側コイル4が図10の状態になった後、図10に示すコイル挿入治具の挿入ストリッパ14を用いて、外周側コイル3及び内周側コイル4をスロット1cに挿入していく。具体的には、まず、外周側コイル3及び内周側コイル4の上方に、固定子鉄心1を配置する。その後、外周側コイル3及び内周側コイル4の下方に配置された挿入ストリッパ14を上昇させていき、該挿入ストリッパ14で外周側コイル3及び内周側コイル4を押し上げていく。これにより、外周側コイル3及び内周側コイル4がスロット1cに挿入される。なお、挿入ブレード13の一部又は全部を挿入ストリッパ14に固定して、外周側コイル3及び内周側コイル4を押し上げていく際、挿入ストリッパ14と共に挿入ブレード13を移動させてもよい。
Focusing again on FIG. 10, as described above, in FIG. 10, the winding formation of the outer
図12は、従来の同心巻の巻線の形成工程を説明するための説明図である。
スロット数が18個であり、三相で6極の固定子に設けられる従来の同心巻の巻線は、各相の巻線のそれぞれが3つのコイル12を備えている。図12は、同心巻の従来のU相巻線の3つのコイル12を示している。FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a process of forming a conventional concentric winding.
The conventional concentric winding, which has 18 slots and is provided in a three-phase, six-pole stator, has three
固定子鉄心のスロットに同心巻の従来のU相巻線を挿入する際、まず、図示せぬ巻型に電線を巻き回し、3つのコイル12を形成する。その後、図12に示すように、各コイル12を円環状に配置された挿入ブレード13の間に挿入する。その後、図示せぬ挿入ストリッパ14で各コイル12を押し上げ、各コイル12をスロットに挿入する。このように、本実施の形態1に係る固定子20のU相巻線7、V相巻線8及びW相巻線9は、従来と同様のコイル挿入治具を用いて、固定子鉄心1のスロット1cに挿入することができる。
When inserting a concentric conventional U-phase winding into a slot of a stator core, first, an electric wire is wound in a winding mold (not shown) to form three coils 12. Then, as shown in FIG. 12, each
図8〜図10で上述したようにU相巻線7の外周側コイル3及び内周側コイル4がスロット1cに挿入され、U相巻線7のコイルエンドが円環状に形成されると、図5に示した状態となる。また、この状態から上述したようにV相巻線8の外周側コイル3及び内周側コイル4がスロット1cに挿入され、V相巻線8のコイルエンドが円環状に形成されると、図6に示した状態となる。また、この状態から上述したようにW相巻線9の外周側コイル3及び内周側コイル4がスロット1cに挿入され、W相巻線9のコイルエンドが円環状に形成されると、図7に示した状態となる。なお、U相巻線7、V相巻線8及びW相巻線9のうちの少なくとも2つを同時にスロット1cに挿入し、これらの巻線のコイルエンドを円環状に形成してもよい。
When the outer
図13は、本発明の実施の形態1に係る固定子の平面図である。また、図14は、従来の同心巻の巻線を用いた固定子の平面図である。
図14に示すように、従来の同心巻の巻線を用いた固定子において、同一相の巻線のコイルの平面視の幅をLとする。換言すると、従来の同心巻の巻線を用いた固定子において、同一相の巻線のコイルの直径をLとする。この場合、従来の同心巻の巻線を用いた固定子においては、同一相の巻線のコイルエンドの平面視の幅もLとなる。また、従来の同心巻の巻線を用いた固定子は、固定子鉄心の径方向において、最大で2つの相の巻線のコイルエンドが重なり合う。このため、従来の同心巻の巻線を用いた固定子は、コイルエンドの平面視の幅が最大で2Lとなる。FIG. 13 is a plan view of the stator according to the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 14 is a plan view of a stator using a conventional concentric winding.
As shown in FIG. 14, in a stator using a conventional concentric winding, the width of the coil of the winding of the same phase in a plan view is L. In other words, in the stator using the conventional concentric winding, the diameter of the coil of the winding of the same phase is L. In this case, in the stator using the conventional concentric winding, the width in the plan view of the coil ends of the windings having the same phase is also L. Further, in the stator using the conventional concentric winding, the coil ends of the windings of two phases overlap at the maximum in the radial direction of the stator core. Therefore, in the stator using the conventional concentric winding, the width of the coil end in a plan view is 2 L at the maximum.
一方、本実施の形態1に係る固定子20においては、同一相の巻線のコイル数は、従来の2倍となる。このため、本実施の形態1に係る固定子20においては、同一相の巻線のコイルの巻数は従来の半分となり、同一相の巻線のコイルの平面視の幅はL/2となる。したがって、本実施の形態1に係る固定子20においては、同一相の巻線のコイルにおける固定子鉄心1の軸方向の長さを従来と同様とした場合、同一相の巻線のコイルエンドの平面視の幅がL/2となる。また、本実施の形態1に係る固定子20においては、固定子鉄心1の径方向において、3つの相の巻線のコイルエンドが重なり合う。このため、本実施の形態1に係る固定子20においては、コイルエンドの平面視の幅が3L/2となる。このように、本実施の形態1に係る固定子20は、従来の同心巻の巻線を用いた固定子と比べ、コイルエンドを小型化できる。このため、本実施の形態1に係る固定子20は、従来の同心巻の巻線を用いた固定子と比べ、巻線の抵抗値を低減できる。すなわち、本実施の形態1に係る固定子20は、従来の同心巻の巻線を用いた固定子と比べ、電動機の小型高性能化を図ることができる。
On the other hand, in the
なお、同一相の巻線のコイルにおける固定子鉄心1の軸方向の長さを従来と同様とした場合とは、外周側コイル3のコイルエンドと内周側コイル4のコイルエンドとを固定子鉄心1の軸方向に重ね合わせ、同一相の巻線のコイルエンドにおける固定子鉄心1の軸方向の長さをLにした場合である。
In addition, when the axial length of the
以上、本実施の形態1に係る固定子20は、中空円筒形状をしており、内周側に複数のスロット1cが周方向に規定の間隔を空けて配置された固定子鉄心1と、スロット1cを通って巻かれた分布巻で同心巻の巻線と、を備えている。また、本実施の形態1に係る固定子20は、毎極毎相スロット数が1であり、同一相の巻線は極数と同数のコイルを備えている。また、同一相の巻線のコイルのうちの半分は外周側コイル3であり、同一相の巻線のコイルのうちの残りの半分である内周側コイル4よりも外周側に配置されている。また、外周側コイル3と内周側コイル4とは、固定子鉄心1の周方向に交互に配置されている。また、隣接する外周側コイル3と内周側コイル4とを観察した際、当該外周側コイル3の一部と当該内周側コイル4の一部とは同一のスロット1cに収納され、同一層の巻線を構成するコイルのコイルエンドは円環状に配置されている。
As described above, the
本実施の形態1に係る固定子20は、分布巻の巻線を備えている。また、本実施の形態1に係る固定子20のように同一相の巻線の各コイルを配置することにより、コイルエンドを小型化でき、コイル周長を短くできるので、巻線の抵抗値を低減できる。このため、本実施の形態1に係る固定子20を用いることにより、電動機の小型高性能化を図ることができる。また、本実施の形態1に係る固定子20の巻線は、同心巻となっている。同心巻の巻線を形成する際、波巻の巻線の星型コイルを作成する際に加えられる外力は不要となる。このため、本実施の形態1に係る固定子20を用いることにより、電動機の信頼性の低下を抑制することもできる。
The
また、本実施の形態1に係る固定子20は、従来の同心巻の巻線を用いた固定子と比べ、コイルエンドを小型化できるので、電線の使用量を削減することもできる。このため、本実施の形態1に係る固定子20は、従来の同心巻の巻線を用いた固定子と比べ、安価に製造することができる。
Further, since the
また、本実施の形態1に係る固定子20は、同心巻の巻線を用いているので、コイル周長を短くできる波巻の優位点と、コイルエンドを小型化できる重ね巻の優位点を兼ね備えつつ、波巻及び重ね巻の巻線を用いている固定子と比べ、安価に製造することもできる。詳しくは、波巻の巻線を形成するには、上述のように、電線を巻回して円環状コイル10を形成する工程に加えて、星型コイル11を形成する工程も必要となる。このため、波巻の巻線を形成する巻線装置が大型化し、生産現場の占拠率が増加してしまう。さらに、星型コイル11を形成する治具は、構造が複雑である。このため、異なるスロット数の固定子を製造することとなった際、星型コイル11の凹凸部を形成する治具の数を変更する等の作業が容易ではない。このため、波巻の巻線を用いる固定子は、高価となってしまう。
Further, since the
また、重ね巻の巻線を形成するには、螺旋状に電線が巻き回された巻線ユニットを所定の巻き回し数量毎に分割する工程を有する。また、重ね巻の巻線を形成するには、固定子鉄心の同一スロット挿入された2つのコイルの位置を、外周側と内周側とに規則性を持たせて配置する必要がある。このため、コイル挿入治具へのコイル装着は、全コイルと共に同様な状態に規則性を持たせて配置することを要する。このコイル挿入治具へコイルを装着する際のコイル位置の補正は、手動で行われたり、複雑な構造の補正機構を備えた高価な巻線装置で行われる。このため、重ね巻の巻線を用いる固定子は、高価となってしまう。 Further, in order to form a lap winding winding, there is a step of dividing a winding unit in which an electric wire is spirally wound into a predetermined winding quantity. Further, in order to form the winding of the lap winding, it is necessary to arrange the positions of the two coils inserted in the same slot of the stator core with regularity on the outer peripheral side and the inner peripheral side. Therefore, when mounting the coil on the coil insertion jig, it is necessary to arrange all the coils in the same state with regularity. The correction of the coil position when mounting the coil on the coil insertion jig is performed manually or by an expensive winding device equipped with a correction mechanism having a complicated structure. For this reason, a stator using a lap winding winding becomes expensive.
一方、本実施の形態1に係る固定子20は、従来より存在する同心巻の設備及び治具をそのまま流用することができる。また、同心巻のコイルを巻き回し形成する際に用いる治具自体の構造は簡単である。また、固定子鉄心1の形状違い、スロット1cの数量変更への対応には、上述したコイル挿入治具等の簡単な構造で安価な治具類の交換程度で可能である。巻線機は多機種対応が可能な汎用性がある。このため、本実施の形態1に係る固定子20は、同心巻の巻線を用いているので、コイル周長を短くできる波巻の優位点と、コイルエンドを小型化できる重ね巻の優位点を兼ね備えつつ、波巻及び重ね巻の巻線を用いている固定子と比べ、安価に製造することもできる。
On the other hand, as the
実施の形態2.
本実施の形態2では、実施の形態1で示した固定子20の各コイルの結線構造の一例について説明する。なお、本実施の形態2において、特に記述しない項目については実施の形態1と同様とし、実施の形態1と同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。
In the second embodiment, an example of the connection structure of each coil of the
図15は、本発明の実施の形態2に係る固定子の結線構造の一例を示す図である。
図1及び図4で示したように、スロット1cの数が18個の場合、U相巻線7、V相巻線8及びW相巻線9のそれぞれは、3つの外周側コイル3と3つの内周側コイル4とを備えている。図15に示すように、同一相の外周側コイル3のそれぞれは、隣接する外周側コイル3と渡り線3fで接続されている。換言すると、同一相の外周側コイル3のそれぞれは、渡り線3fで直列に接続されている。具体的には、同一相の外周側コイル3のそれぞれにおいて、外周側第1コイル3aの口出線と外周側第2コイル3bの口出線とが、渡り線3fで接続されている。同一相の外周側コイル3のそれぞれにおいて、外周側第2コイル3bの口出線と外周側第3コイル3cの口出線とが、渡り線3fで接続されている。FIG. 15 is a diagram showing an example of the connection structure of the stator according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 1 and 4, when the number of
また、図15に示すように、同一相の内周側コイル4のそれぞれは、隣接する内周側コイル4と渡り線4fで接続されている。換言すると、同一相の内周側コイル4のそれぞれは、渡り線4fで直列に接続されている。具体的には、同一相の内周側コイル4のそれぞれにおいて、内周側第1コイル4aの口出線と内周側第2コイル4bの口出線とが、渡り線4fで接続されている。同一相の内周側コイル4のそれぞれにおいて、内周側第2コイル4bの口出線と内周側第3コイル4cの口出線とが、渡り線4fで接続されている。
Further, as shown in FIG. 15, each of the inner
また、各相の外周側第3コイル3cの口出線3e同士が短絡され、中性点15aが形成されている。各相の内周側第1コイル4aの口出線4d同士が短絡され、中性点15bが形成されている。なお、本実施の形態2では、外周側第3コイル3cの口出線3eは、外周側第3コイル3cの巻き終わりの口出線となっている。内周側第1コイル4aの口出線4dは、内周側第1コイル4aの巻き始めの口出線となっている。
Further, the
さらに、同一相の外周側第1コイル3aの口出線3dと内周側第3コイル4cの口出線4eとが短絡され、短絡箇所がリード線16を介して電源に接続されている。具体的には、U相巻線7においては、外周側第1コイル3aの口出線3dと内周側第3コイル4cの口出線4eとが短絡され、短絡箇所がU相リード線16aを介して電源に接続されている。V相巻線8においては、外周側第1コイル3aの口出線3dと内周側第3コイル4cの口出線4eとが短絡され、短絡箇所がV相リード線16bを介して電源に接続されている。W相巻線9においては、外周側第1コイル3aの口出線3dと内周側第3コイル4cの口出線4eとが短絡され、短絡箇所がW相リード線16cを介して電源に接続されている。なお、本実施の形態2では、外周側第1コイル3aの口出線3dは、外周側第1コイル3aの巻き始めの口出線となっている。内周側第3コイル4cの口出線4eは、内周側第3コイル4cの巻き終わりの口出線となっている。
Further, the
このように、本実施の形態2に係る固定子20の各コイルは、2並列回路による3相Y結線構造となっている。2並列回路による3相Y結線は、2//Y結線と記載されることもある。
As described above, each coil of the
ここで、図12で示したように、スロット数が18個であり、三相で6極の固定子に設けられる従来の同心巻の巻線は、各相の巻線のそれぞれが奇数である3つのコイルを備えている。このため、このような従来の同心巻の巻線を用いた固定子においては、各コイルは、同一相の各コイルを直列に接続したY結線構造、あるいは、同一相の各コイルを並列に接続した3並列回路による3相Y結線構造となる。3並列回路による3相Y結線は、3//Y結線と記載されることもある。すなわち、このような従来の同心巻の巻線を用いた固定子においては、各コイルの結線構造は、2仕様しか選択肢がなかった。 Here, as shown in FIG. 12, the number of slots is 18, and in the conventional concentric winding provided in the three-phase, six-pole stator, each of the windings of each phase is an odd number. It has three coils. Therefore, in the stator using such a conventional concentric winding, each coil has a Y connection structure in which each coil of the same phase is connected in series, or each coil of the same phase is connected in parallel. It has a three-phase Y connection structure with a three-parallel circuit. A three-phase Y connection by a three-parallel circuit may be described as a 3 // Y connection. That is, in the stator using such a conventional concentric winding, there are only two options for the connection structure of each coil.
一方、本実施の形態2に係る固定子20においては、各相の巻線のそれぞれが偶数である6つのコイルを備えている。このため、本実施の形態2に係る固定子20においては、従来の同心巻の巻線を用いた固定子の結線構造に加え、上述のように2//Y結線構造を採用することができる。したがって、本実施の形態2のように構成された固定子20は、実施の形態1で示した効果に加え、各コイルの結線構造の選択肢が増加し、設計の自由度が増加するという効果を得ることもできる。
On the other hand, the
実施の形態3.
本実施の形態3では、同一相の複数の外周側コイル3を巻き回し形成する際、各外周側コイル3間を切断せずに複数の外周側コイル3を形成し、巻き回し形成時に電線によって渡り線3fを形成する方法について説明する。同様に、本実施の形態3では、同一相の複数の内周側コイル4を巻き回し形成する際、各内周側コイル4間を切断せずに複数の内周側コイル4を形成し、巻き回し形成時に電線によって渡り線4fを形成する方法について説明する。また、本実施の形態3では、外周側コイル3及び内周側コイル4における電源と接続される口出線の、好適な配置について説明する。なお、本実施の形態3において、特に記述しない項目については実施の形態1又は実施の形態2と同様とし、実施の形態1又は実施の形態2と同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。
In the third embodiment, when a plurality of outer
図16は、本発明の実施の形態3に係る固定子の一例を説明するための斜視図であり、固定子鉄心と巻線の一部とを示す斜視図である。
なお、本実施の形態3では、図16に示す巻線は、U相巻線7となっている。
図16に示すように、外周側第1コイル3aと外周側第2コイル3bとが、渡り線3fで接続されている。外周側第2コイル3bと外周側第3コイル3cとが、渡り線3fで接続されている。これらの渡り線3fは、外周側第1コイル3a、外周側第2コイル3b、及び外周側第3コイル3cを巻き回し形成する際、各コイル間で電線を切断せず、各コイルを連続的に形成することによって形成されている。FIG. 16 is a perspective view for explaining an example of the stator according to the third embodiment of the present invention, and is a perspective view showing the stator core and a part of the winding.
In the third embodiment, the winding shown in FIG. 16 is a U-phase winding 7.
As shown in FIG. 16, the outer peripheral side
同様に、内周側第1コイル4aと内周側第2コイル4bとが、渡り線4fで接続されている。内周側第2コイル4bと内周側第3コイル4cとが、渡り線4fで接続されている。これらの渡り線4fは、内周側第1コイル4a、内周側第2コイル4b、及び内周側第3コイル4cを巻き回し形成する際、各コイル間で電線を切断せず、各コイルを連続的に形成することによって形成されている。
具体的には、以下のように、外周側コイル3及び内周側コイル4が巻き回し形成されている。Similarly, the inner peripheral side
Specifically, the outer
図17〜図19は、本発明の実施の形態3に係る固定子のU相巻線の巻き回し形成の工程を説明するための斜視図である。
なお、V相巻線8及びW相巻線9の巻き回し形成の工程も、U相巻線7の巻き回し形成の工程と同様となる。17 to 19 are perspective views for explaining a process of winding and forming a U-phase winding of a stator according to a third embodiment of the present invention.
The step of forming the winding of the V-phase winding 8 and the W-phase winding 9 is the same as the process of forming the winding of the U-phase winding 7.
図17に示すように、まず、口出線4dとなる電線部分を残して図示せぬ巻型に電線を巻き回し、内周側第1コイル4aを形成する。そして、内周側第1コイル4aを挿入ブレード13の間に挿入する。次に、円環状に配置された複数の挿入ブレード13を中心として、図示せぬ巻型を回転させる。そして、内周側第1コイル4a形成後に電線を切断することなく、図示せぬ巻型に電線を巻き回し、内周側第2コイル4bを形成する。そして、内周側第2コイル4bを挿入ブレード13の間に挿入する。次に、円環状に配置された複数の挿入ブレード13を中心として、図示せぬ巻型を回転させる。そして、内周側第2コイル4b形成後に電線を切断することなく、図示せぬ巻型に電線を巻き回し、内周側第3コイル4cを形成する。そして、内周側第3コイル4cを挿入ブレード13の間に挿入する。最後に、内周側第3コイル4cを挿入ブレード13の間に挿入した後、口出線4eとなる電線部分を残して、電線を切断する。
As shown in FIG. 17, first, the electric wire is wound in a winding mold (not shown), leaving the electric wire portion to be the
続いて、図18及び図19に示すように、外周側第1コイル3a、外周側第2コイル3b、及び外周側第3コイル3cを巻き回し形成し、挿入ブレード13の間にこれらのコイルを挿入する。具体的には、口出線3dとなる電線部分を残して図示せぬ巻型に電線を巻き回し、外周側第1コイル3aを形成する。そして、外周側第1コイル3aを挿入ブレード13の間に挿入する。次に、円環状に配置された複数の挿入ブレード13を中心として、図示せぬ巻型を回転させる。そして、外周側第1コイル3a形成後に電線を切断することなく、図示せぬ巻型に電線を巻き回し、外周側第2コイル3bを形成する。そして、外周側第2コイル3bを挿入ブレード13の間に挿入する。次に、円環状に配置された複数の挿入ブレード13を中心として、図示せぬ巻型を回転させる。そして、外周側第2コイル3b形成後に電線を切断することなく、図示せぬ巻型に電線を巻き回し、外周側第3コイル3cを形成する。そして、外周側第3コイル3cを挿入ブレード13の間に挿入する。最後に、外周側第3コイル3cを挿入ブレード13の間に挿入した後、口出線3eとなる電線部分を残して、電線を切断する。これにより、外周側コイル3及び内周側コイル4は、図19に示すように配置される。
Subsequently, as shown in FIGS. 18 and 19, the outer peripheral side
なお、図18では、外周側第1コイル3a、外周側第2コイル3b、及び外周側第3コイル3cの巻き回し形成完了後、これらのコイルが未だ挿入ブレード13の間に挿入されていない状態となっている。この図18は、外周側第1コイル3a、外周側第2コイル3b、及び外周側第3コイル3cの巻き回し形成完了後のイメージを表したものである。実際には、上述のように、外周側第2コイル3b、及び外周側第3コイル3cのそれぞれは、1つのコイルの巻き回し形成が完了後、挿入ブレード13の間に挿入される。
In FIG. 18, after the winding formation of the outer peripheral side
外周側コイル3及び内周側コイル4を図19に示すように配置した後、実施の形態1で示した様に外周側コイル3及び内周側コイル4をスロット1cに挿入することにより、固定子20は、図16に示す状態となる。図16では、外周側コイル3の口出線3dと内周側コイル4の口出線4eとが同一のスロット1cに配置されている。
After arranging the outer
なお、固定子鉄心1の軸心を回転中心として、内周側コイル4に対する外周側コイル3の位相を図16とは異ならせてもよい。
The phase of the outer
図20は、本発明の実施の形態3に係る固定子の別一例を説明するための斜視図であり、固定子鉄心とU相巻線とを示す斜視図である。
図16に示した固定子20は、内周側第1コイル4aと内周側第2コイル4bとの間に、外周側第2コイル3bが配置されていた。これに対して、図20に示す固定子20は、内周側第1コイル4aと内周側第2コイル4bとの間に、外周側第1コイル3aが配置されている。このような外周側コイル3及び内周側コイル4は、以下のように巻き回し形成される。FIG. 20 is a perspective view for explaining another example of the stator according to the third embodiment of the present invention, and is a perspective view showing the stator core and the U-phase winding.
In the
図21及び図22は、図20で示した固定子のU相巻線の巻き回し形成の工程を説明するための斜視図である。
なお、V相巻線8及びW相巻線9の巻き回し形成の工程も、U相巻線7の巻き回し形成の工程と同様となる。21 and 22 are perspective views for explaining a process of winding and forming the U-phase winding of the stator shown in FIG. 20.
The step of forming the winding of the V-phase winding 8 and the W-phase winding 9 is the same as the process of forming the winding of the U-phase winding 7.
図20で示した固定子20のU相巻線7における外周側コイル3及び内周側コイル4の巻き回し形成は、内周側コイル4に対する外周側コイル3の配置位置以外、図17〜図19で示した工程と同様に行われる。具体的には、図17〜図19で示した工程では、内周側第1コイル4aと内周側第2コイル4bとの間に、外周側第2コイル3bが配置されていた。一方、図21及び図22に示すように、図20で示した固定子20のU相巻線7における外周側コイル3の巻き回し形成工程では、内周側第1コイル4aと内周側第2コイル4bとの間に、外周側第1コイル3aを配置する。
The winding formation of the outer
外周側コイル3及び内周側コイル4を図22に示すように配置した後、実施の形態1で示した様に外周側コイル3及び内周側コイル4をスロット1cに挿入することにより、固定子20は、図120に示す状態となる。図20では、外周側コイル3の口出線3eと内周側コイル4の口出線4dとが同一のスロット1cに配置されている。
After arranging the outer
本実施の形態3に係る固定子20のように、外周側コイル3の口出線と内周側コイル4の口出線とが同一のスロット1cに配置されていることにより、以下のような効果を得ることができる。
As in the
図16に示す固定子20においては、内周側第3コイル4cの口出線4eと同一のスロット1cに配置されている外周側第1コイル3aの口出線3dは、外周側第1コイル3aにおける固定子鉄心1の径方向の端部のうち、内周側第3コイル4c側の端部3gに配置されている。また、外周側第1コイル3aの口出線3dと同一のスロット1cに配置されている内周側第3コイル4cの口出線4eは、内周側第3コイル4cにおける固定子鉄心1の径方向の端部のうち、外周側第1コイル3a側の端部4gに配置されている。
In the
図16に示す固定子20の各コイルを図15のように結線する場合、同一相の外周側第1コイル3aの口出線3dと内周側第3コイル4cの口出線4eとを、1つの口出線とみなして結線作業を行うことができる。このため、口出線3dと口出線4eとの結線作業、及び、口出線3dと口出線4eとの接続部で用いられる絶縁部品を削減することができる。このため、図16に示す固定子20の各コイルを図15のように結線する場合、固定子20の組立作業性が向上し、固定子20を安価に製造することができる。
When each coil of the
図20に示す固定子20においては、内周側第1コイル4aの口出線4dと同一のスロット1cに配置されている外周側第3コイル3cの口出線3eは、外周側第3コイル3cにおける固定子鉄心1の径方向の端部のうち、内周側第1コイル4a側とは反対側の端部3hに配置されている。また、外周側第3コイル3cの口出線3eと同一のスロット1cに配置されている内周側第1コイル4aの口出線4dは、内周側第1コイル4aにおける固定子鉄心1の径方向の端部のうち、外周側第3コイル3c側とは反対側の端部4hに配置されている。
In the
図23は、図20で示した固定子の結線構造の一例を示す図である。
電動機の電流容量が大きい場合等には、同一相を構成する複数のコイルが複数のリード線で電源に接続される場合がある。例えば、図20に示す固定子20の各コイルを図23のように結線する場合がある。具体的には、同一相の外周側第3コイル3cの口出線3eと内周側第1コイル4aの口出線4dとを、異なるリード線16で電源に接続する場合がある。このような場合、図20のように固定子20を構成することにより、口出線3eと口出線4dとの区別が明確になるので、口出線3e及び口出線4dに間違ったリード線16を接続することを抑制でき、口出線3e及び口出線4dに正しいリード線16を接続することが容易となる。FIG. 23 is a diagram showing an example of the connection structure of the stator shown in FIG.
When the current capacity of the motor is large, a plurality of coils constituting the same phase may be connected to the power supply by a plurality of lead wires. For example, each coil of the
このため、図20に示す固定子20の各コイルを図23のように結線する場合、固定子20の組立作業性が向上し、固定子20を安価に製造することができる。また、図20に示す固定子20の各コイルを図23のように結線する場合、固定子20の信頼性を向上させることもできる。ここで、外周側コイル3と内周側コイル4とが異なる直径の電線で構成されている場合、外周側コイル3と内周側コイル4とには、異なる大きさの電流が供給される。このため、口出線3e及び口出線4dに正しいリード線16を接続することが容易となることは、外周側コイル3と内周側コイル4とが異なる直径の電線で構成されている場合に特に有用である。
Therefore, when the coils of the
実施の形態4.
本実施の形態4では、実施の形態1〜実施の形態3のいずれかで示した固定子20を用いた電動機の一例を紹介する。なお、本実施の形態4において、特に記述しない項目については実施の形態1〜実施の形態3のいずれかと同様とし、実施の形態1〜実施の形態3のいずれかと同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。
In the fourth embodiment, an example of an electric motor using the
図24は、本発明の実施の形態4に係る電動機の一例を示す断面図である。この図24は、回転子31の回転中心と平行な仮想平面で電動機30を切断した断面図となっている。
電動機30は、実施の形態1〜実施の形態3のいずれかで示した固定子20と、固定子20の内周側に回転自在に配置された回転子31とを備えている。回転子31の中心には、該回転子31の回転中心に沿って、出力軸が固定される貫通孔31aが形成されている。電動機30は、例えば、回転子31が永久磁石を備えた同期電動機である。固定子20のU相巻線7、V相巻線8及びW相巻線9に電流を流すと磁界が発生し、この磁界によって回転子31に回転トルクが発生する。これにより、回転子31が回転する。FIG. 24 is a cross-sectional view showing an example of the electric motor according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 24 is a cross-sectional view of the
The
以上、本実施の形態4に係る電動機30は、実施の形態1〜実施の形態3のいずれかで示した固定子20を備えている。このため、電動機30は、小型高性能化を図ることができ、信頼性の低下を抑制することもできる。
As described above, the
実施の形態5.
本実施の形態5では、実施の形態4で示した電動機30を用いた圧縮機の一例を紹介する。なお、本実施の形態5において、特に記述しない項目については実施の形態1〜実施の形態4のいずれかと同様とし、実施の形態1〜実施の形態4のいずれかと同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。Embodiment 5.
In the fifth embodiment, an example of the compressor using the
図25は、本発明の実施の形態5に係る圧縮機の一例を示す縦断面図である。
圧縮機40は、実施の形態4で示した電動機30と、圧縮機構41とを備えている。電動機30と圧縮機構41とは、回転子31に固定された駆動軸42で接続されている。駆動軸42は、図24で示した回転子31の貫通孔31aに固定された出力軸である。また、圧縮機40は、密閉容器43を備えている。電動機30、圧縮機構41及び駆動軸42は、密閉容器43内に収納されている。FIG. 25 is a vertical cross-sectional view showing an example of the compressor according to the fifth embodiment of the present invention.
The compressor 40 includes the
固定子20のU相巻線7、V相巻線8及びW相巻線9に電流を流すと磁界が発生し、この磁界によって回転子31に回転トルクが発生する。これにより、回転子31が回転する。この電動機30の駆動力は、回転子31に固定されて回転子31と共に回転する駆動軸42を介して、圧縮機構41に伝達される。そして、圧縮機構41は、電動機30の駆動力によって、内部へ冷媒を吸い込み、吸い込んだ冷媒を圧縮する。詳しくは、電動機30の駆動力が圧縮機構41へ伝達されると、吸入管44を介して、圧縮機構41の内部に冷媒が吸い込まれる。そして、この吸い込まれた冷媒は、圧縮機構41で圧縮された後、圧縮機構41から密閉容器43内へ吐出される。この吐出された冷媒は、固定子20と回転子31との間等を通過した後、吐出管45から圧縮機40の外部へ流出していく。
When a current is passed through the U-phase winding 7, the V-phase winding 8 and the W-phase winding 9 of the
なお、本実施の形態5に係る圧縮機構41はツインロータリー型の圧縮機構となっているが、圧縮機構41の種類は任意である。シングルロータリー型の圧縮機構、スクロール型の圧縮機構、スクリュー型の圧縮機構等、公知の種々の圧縮機構を圧縮機構41として用いることができる。
The
以上、本実施の形態5に係る圧縮機40は、実施の形態4で示した電動機30を備えている。このため、圧縮機40は、小型高性能化を図ることができ、信頼性の低下を抑制することもできる。
As described above, the compressor 40 according to the fifth embodiment includes the
また、電動機30の固定子20は、図13で示したように、各コイルのコイルエンド間に形成される隙間が小さくなる。このため、各コイルのコイルエンドの集まりは、内径側の壁が円筒状になる。したがって、固定子20と回転子31との間を通過する冷媒の流れが滑らかとなる。固定子20と回転子31との間を通過する冷媒の流れの改善によっても、本実施の形態5に係る圧縮機40は、性能が向上する。
Further, as shown in FIG. 13, the
1 固定子鉄心、1a バックヨーク、1b ティース、1c スロット、1d 貫通孔、2 スロットフィルム、3 外周側コイル、3a 外周側第1コイル、3b 外周側第2コイル、3c 外周側第3コイル、3d 口出線、3e 口出線、3f 渡り線、3g 端部、3h 端部、4 内周側コイル、4a 内周側第1コイル、4b 内周側第2コイル、4c 内周側第3コイル、4d 口出線、4e 口出線、4f 渡り線、4g 端部、4h 端部、7 U相巻線、8 V相巻線、9 W相巻線、10 円環状コイル、11 星型コイル、12 コイル、13 挿入ブレード、14 挿入ストリッパ、15a 中性点、15b 中性点、16 リード線、16a U相リード線、16b V相リード線、16c W相リード線、20 固定子、30 電動機、31 回転子、31a 貫通孔、40 圧縮機、41 圧縮機構、42 駆動軸、43 密閉容器、44 吸入管、45 吐出管。
1 Fixture iron core, 1a back yoke, 1b teeth, 1c slot, 1d through hole, 2 slot film, 3 outer peripheral side coil, 3a outer peripheral side first coil, 3b outer peripheral side second coil, 3c outer peripheral side third coil, 3d Exit line, 3e Exit line, 3f crossover line, 3g end, 3h end, 4 inner circumference side coil, 4a inner circumference side first coil, 4b inner circumference side second coil, 4c inner circumference side
Claims (8)
前記スロットを通って巻かれた分布巻で同心巻の巻線と、
を備え、
毎極毎相スロット数が1であり、
同一相の前記巻線は極数と同数のコイルを備え、
これらの前記コイルのうちの半分は外周側コイルであり、これらの前記コイルのうちの残りの半分である内周側コイルよりも外周側に配置され、
前記外周側コイルと前記内周側コイルとは、前記周方向に交互に配置されており、
隣接する前記外周側コイルと前記内周側コイルとを観察した際、当該外周側コイルの一部と当該内周側コイルの一部とは同一の前記スロットに収納され、
同一層の前記巻線を構成する前記コイルのコイルエンドは円環状に配置されている固定子。It has a hollow cylindrical shape, and has a stator core with multiple slots arranged on the inner circumference side at specified intervals in the circumferential direction.
Concentric windings with distributed windings wound through the slots,
With
The number of slots for each pole and each phase is 1,
The windings of the same phase have as many coils as there are poles.
Half of these coils are outer peripheral coils and are located on the outer peripheral side of the inner peripheral coil, which is the other half of these coils.
The outer peripheral coil and the inner coil are alternately arranged in the circumferential direction.
When observing the adjacent outer peripheral side coil and the inner peripheral side coil, a part of the outer peripheral side coil and a part of the inner peripheral side coil are housed in the same slot.
The coil ends of the coils constituting the windings of the same layer are stators arranged in an annular shape.
前記外周側コイルのそれぞれは、隣接する前記外周側コイルと渡り線で接続されており、
前記内周側コイルのそれぞれは、隣接する前記内周側コイルと渡り線で接続されている請求項1又は請求項2に記載の固定子。The winding of the same phase includes a plurality of the outer peripheral side coils and a plurality of the inner peripheral side coils.
Each of the outer peripheral side coils is connected to the adjacent outer peripheral side coil by a crossover.
The stator according to claim 1 or 2, wherein each of the inner peripheral side coils is connected to the adjacent inner peripheral side coil by a crossover.
前記外周側コイルの前記口出線と前記内周側コイルの前記口出線とが同一の前記スロットに配置されている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の固定子。The outer peripheral coil and the inner coil are provided with a lead wire.
The stator according to any one of claims 1 to 3, wherein the outlet wire of the outer peripheral coil and the outlet wire of the inner peripheral coil are arranged in the same slot.
前記内周側コイルの前記口出線は、該内周側コイルにおける前記径方向の端部のうち、前記外周側コイル側の端部に配置されている請求項4に記載の固定子。The outlet wire of the outer peripheral side coil is arranged at the end portion on the inner peripheral side coil side of the radial end portions of the stator core in the outer peripheral side coil.
The stator according to claim 4, wherein the outlet wire of the inner peripheral coil is arranged at the end of the inner coil on the outer peripheral side coil side among the radial ends.
前記内周側コイルの前記口出線は、該内周側コイルにおける前記径方向の端部のうち、前記外周側コイル側の端部とは反対側の端部に配置されている請求項4に記載の固定子。The outlet wire of the outer peripheral side coil is arranged at the end portion of the outer peripheral side coil in the radial direction of the stator core, which is opposite to the end portion on the inner peripheral side coil side. ,
4. The outlet wire of the inner peripheral side coil is arranged at the end portion of the inner peripheral side coil in the radial direction opposite to the end portion on the outer peripheral side coil side. Stator described in.
前記固定子の内周側に配置された回転子と、
を備えた電動機。The stator according to any one of claims 1 to 6 and the stator.
A rotor arranged on the inner peripheral side of the stator and
Motor equipped with.
前記電動機の駆動力によって冷媒を圧縮する圧縮機構と、
を備えた圧縮機。The motor according to claim 7 and
A compression mechanism that compresses the refrigerant by the driving force of the motor,
Compressor equipped with.
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