KR100348975B1 - 회전전기기계 - Google Patents

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KR100348975B1
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Abstract

자속의 맥동을 억제하여 출력의 변동을 작게 하고, 또 소음을 저감하는 회전전기기계를 얻는다.
이 발명은 9의 수의 슬롯(51)이 형성된 스테이터코어(52) 및 슬롯(51)에 넣어진 제 1 의 3상 스테이터코일(53) 및 제 2 의 3상 스테이터코일(54)을 갖는 스테이터(50)와 스테이터(50)의 안쪽에 설치되고 8개의 자극이 형성되는 로터를 구비하며, 제 1 의 3상 스테이터코일(53) 및 제 2 의 3상 스테이터코일(54)은 티즈 (teeth)부(55)에 도선이 감겨진 U상 코일부(56), (57), V상 코일부(58), (59) 및 W상 코일부(60), (61)로 구성된 회전전기기계로서, 제 1 의 3상 스테이터코일 (53)의 각상 코일부(56), (58), (60)와, 이 각상 코일부(56), (58), (60)에 대응한 제 2의 3상 스테이터코일(54)의 각상 코일부(57), (59), (61)은 원주방향으로 하나의 티즈부(55)분 어긋난 위치관계에 있다.

Description

회전전기기계 {DYNAMO-ELECTRIC MACHINE}
자속의 맥동 및 스테이터와 로터사이의 자기흡인력에 큰영향을 주는 고차수의 스테이터기자력고조파를 저감할 수 있고, 발생전압의 변동 및 소음을 저감할 수 있는 회전전기기계를 얻는 것을 목적으로 한다.
이 발명은, 예컨데 로터의 회전에 의해 스테이터에 교류전압이 발생하는 회전전기기계에 관한 것이다.
도 5는 종래의 회전기기계인 차량용 교류발전기(이하, 발전기로 약칭한다)의 측단면도이다.
이 발전기는 알루미늄제의 프론트부래킷(1) 및 리어브래킷(2)으로 구성된 케이스(3)와, 이 케이스(3)내에 회전자재로 설치되고, 일단부에 플리(4)가 고정된 샤프트(5)와, 이 샤프트(5)에 고정된 런델(Lundell)형의 로터(6)와, 이 로터(6)의 양측에 고정된 팬(7)과 케이스(3)의 내벽면에 고정된 스테이터(8)와, 샤프트의 타단부에 고정되고, 로터(6)에 전류를 공급하는 슬립링(9)과, 슬립링(9)에 슬라이드 접속하는 브러시(10)와, 이 브러시(10)를 수납한 브러시홀더(11)와 스테이터(8)와 전기적으로 접속되고, 스테이터(8)에서 발생한 교류를 직류로 정류하는 정류기(12)와, 브러시홀더(11)에 끼워맞춰진 히트싱크(13)와 히트싱크(13)에 접착되고, 스테이터(8)에서 발생한 교류전압의 크기를 조정하는 레귤레이터(14)를 구비하고 있다.
로터(6)는 전류를 흘려서 자속을 발생하는 로터코일(15)과, 이 로터코일(15)을 덮고 자속에 의해 자극이 형성되는 폴코어(16)를 구비하고 있다.
폴코어(16)는, 한쌍의 교대로 맞물린 제 1 의 폴코어체(17) 및 제 2 의 폴코어체(18)를 구비하고 있다.
제 1 의 폴코어체(17) 및 제 2 의 폴코어체(18)는 철제이며, 또한 단부에 전부 합쳐서 8개이 클로상 자극(19), (20)을 가지고 있다.
인접하는 클로상자극(19), (20)사이에는 클로상자극(19), (20)사이에서 자속이 누설되지 않도록, 또 로터코일(15)을 냉각하기 위한 냉각통로로 되는 틈새(도시하지 않음)가 형성되어있다.
스테이터(8)는, 스테이터코어(22)와 이 스테이터코어(22)에 도선이 감겨진 3상 스테이터코일(23)을 구비하고 있다.
스테이터코어(22)는 강판의 얇은 시트를 등간격으로 요철형상으로 구멍을 뚫어서 포개서 감거나, 적층하여 원환형상으로 구성되어 있다.
도 6은 티즈부(26) 및 슬롯(27)이 9개소 형성된 스테이터(8)를 평탄하게 전개한 때의 도면이나, 스테이터코어(22)의 내주부에는, 축선방향으로 뻗은 슬롯(25) 및 티즈부(26)가 형성되어 있다.
티즈부(26)는 원환상에서는 기계각 360°/9로 40°의 균등간격으로 형성되어 있다.
이 예에서는 8극에 균등하게 슬롯(27)이 대응하므로, 슬롯(27)의 개구부(29)의 직경방향으로 뻗은 중심선(A)간의 전기각은 160°이다.
슬롯(27)에는, 3상 스테이터코일(23)이 넣어져 있다.
이 3상 스테이터코일(23)은, 티즈부(26)에 도선이 감겨진 U상 코일부(31), V상 코일부(32) 및 W상 코일부(33)로 구성되어 있다.
이 3상 스테이터코일(23)은 소위 「집중권선」이라는 방법으로 형성되나,이하 그 수순을 설명한다.
먼저, No. 1의 티즈부(26)에 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No.2의 티즈부(26)에 도선을 반시계방향으로 감는다.
또, No.3의 티즈부(26)에 시계방향으로 도선을 감아서 U상 코일부(31)를 형성한다.
마찬가지로, No.4의 티즈부(26)에 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No.5의 티즈부(26)에 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No.6의 티즈부(26)에 시계방향으로 도선을 감아서 V상 코일부를 형성한다.
마찬가지로, No. 7의 티즈부(26)에 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No.8의 티즈부(26)에 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 9의 티즈부(26)에 시계방향으로 감아서 W상 코일부(33)를 형성한다.
최후에, U상 코일부(31), V상 코일부(32) 및 W상 코일부(33)의 각각의 일단부를 출력단자에 접속하고 타단부를 중성점에 전기적으로 접속한다.
상기 구성의 차량용 교류발전기에서는 배터리(도시하지 않음)로부터 브러시(10), 슬립링(9)을 통하여 로터코일(15)에 전류가 공급되어 자속이 발생하고, 제 1 의 폴코어체(17)의 클로상자극(19)에는 N극이 착자되며, 제 2 의 폴코어체(18)에는 S극이 착자된다.
한편, 엔진에 의해 풀리(4)는 회전되고, 샤프트(5)와 함께 로터(6)가 회전한다.
이 때문에, 스테이터코일(23)에는 회전자계가 주어지고, 기전력이 생긴다.
이 교류의 기전력은, 정류기(12)를 통하여 직류로 정류되는 동시에 레귤레이터(14)에 의해 그 크기가 조정되어서 배터리에 충전된다.
종래의 8극의 로터(6) 및 슬롯수 9, 집중권선의 스테이터(8)를 갖는 차량용 교류발전기에서는, 모든 도선이 티즈부(26)에 집중하여 감겨지기 때문에 분포권선이나 웨이브(wave)권선등과 비교하여 로터코일 엔드부를 작게할 수 있고, 도선의 사용량을 저감할 수 있으며, 동손을 저감하는 이점이 있으나, 자속밀도파형의 각 차수의 고조파가 나타나기 쉽다.
그리고, 이 고조파가 서로 간섭함으로써 자속의 맥동이 크고, 발생전압의 변동이 크게 된다는 문제점이 있었다.
또, 로터(6)의 클로상자극(19), (20)과 스테이터(8)사이에서는 자기흡인력이생기나, 이 고조파에 기인하여 스테이터(8)나 케이스(3)등이 공진하던가 로터(6)의 클로상자극(19), (20)이 진동하므로, 승객에 대하여 불쾌한 음이 생긴다는 문제점이 있었다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 교류발전기의 스테이터의 평탄 전개도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 차량용 교류발전기의 스테이터의 평탄 전개도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 차량용 교류발전기의 스테이터의 평탄 전개도.
도 4는 슬롯의 개구부의 중심선간의 간격이 불균등한 예를 표시하는 도면.
도 5는 종래의 차량용 교류발전기의 측단면도.
도 6은 도 5의 스테이터의 평탄전개도 이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
16 : 폴코어 19, 20 : 클로(claw)상 자극
50, 65, 75 : 스테이터 52, 67, 77 : 스테이터코어
51, 66,76 : 슬롯 53, 78 : 제 1 의 3상 스테이터코일
54, 79 : 제 2 의 3상 스테이터코일 55, 69, 80 : 티즈(teeth)부
56, 57, 70, 81, 82 : U상 코일부 58, 59, 71, 83, 84 : V상 코일부
60, 61, 72, 85, 86 : W상 코일부 87 : 개구부
88 : 플랜지 A : 중심선
이 발명의 청구항 1에 의한 회전전기기계는, 내주에 축선방향으로 뻗은 9n(n : 1 이상의 정수)의 수의 슬롯이 형성된 스테이터코어 및 상기 스롯에 넣어진 제 1 의 3상 스테이터코일 및 제 2 의 3상 스테이터코일을 갖는 스테이터와 상기 스테이터의 내측에 회전자재로 설치되고, 전류를 흘려서 자속을 발생하는 로터코일 및 이 로터코일을 덮고 자속에 의해 8n개의 자극이 형성되는 폴코어를 갖는 로터를 구비하며, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일 및 상기 제 2 의 3상 스테이터코일은 각각 상기 스롯간을 구획하는 티즈부에 도선이 감겨진 U상 코일부, V상 코일부 및 W상 코일부로 구성된 것으로서, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일의 상기 각상 코일부와, 이 각상 코일부에 대응한 상기 제 2 의 3상 스테이터코일의 상기 각상 코일부는 원주방향으로 하나의 상기 티즈부분 어긋난 관계에 있다.
이 발명의 청구항 2에 의한 회전전기기계는, 내주에 축선방향으로 뻗은 9n(n : 1이상의 정수)의 수의 슬롯이 형성된 스테이터코어 및 상기 슬롯에 넣어진 3상 스테이터코일을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터의 내측에 회전자재로 설치되고, 전류를 흘려서 자속을 발생하는 로터코일 및 이 로터코일을 덮고 자속에 의해 8n개의 자극이 형성되는 폴코어를 갖는 로터를 구비하며, 상기 3상 스테이터코일은, 각각 상기 슬롯간을 구획하는 티즈부에 도선이 감겨진 U상 코일부, V상 코일부, W상 코일부로 구성된 것으로서, 간격을 두고 3n개의 티즈부의 각각에는 상기 U상 코일부, 상기 V상 코일부 및 상기 W상 코일부중에서 2개의 상코일부의 일부가 감겨져 있는 것이다.
이 발명의 청구항 3에 의한 회전전기기계는 내측에 축선방향으로 뻗은 18n(n : 1이상의 정수)의 수의 슬롯이 형성된 스테이터코어 및 상기 슬롯에 넣어진 제 1 의 3상 스테이터코일 및 제 2 의 3상 스테이터코일을 갖는 스테이터와 상기 스테이터의 내측에 회전자재로 설치되고, 전류를 흘려서 자속을 발생하는 로터코일 및 이 로터코일을 덮고 자속에 의해 8n개의 자속의 형성되는 폴코어를 갖는 로터를 구비하며, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일 및 상기 제 2 의 3상 스테이터 코일은, 각각 상기 슬롯간을 구획하는 인접한 한쌍의 티즈부에 걸쳐서 도선이 감겨진 U상 코일부, V상 코일부 및 W상 코일부로 구성되고, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일의 상기 각상 코일부와, 이 각상 코일부에 대응한 상기 제 2 의 3상 스테이터코일의 상기 각상 코일부는 원주방향으로 하나의 상기 티즈부분 어긋난 위치관계에 있는 것으로서 인접한 각 상기 슬롯의 개구부의 직경방향으로 뻗은 중심선간의 간격이 불균등하다.
실시의 형태 1
도 1은 이 발명의 실시의 형태 1에 의한 회전전기기계인 차량용 교류발전기의 스테이터(50)의 설명도이며, 원환상의 스테이터(50)를 평탄화하여 표시하고 있다.
이 실시의 형태에서는, 이 스테이터(50)이외의 구성은 도 5 및 도 6에 표시한 구성과 같고, 이하의 설명에서는 동일부호를 붙여서 설명한다.
스테이터(50)는 내주에 축선방향으로 뻗은 9개소의 수의 슬롯(51)이 형성된 스테이터코어(52) 및 슬롯(51)에 넣어진 제 1 의 3상 스테이터코일(53) 및 제 2 의 3상 스테이터코일(54)을 가지고 있다.
제 1 의 3상 스테이터코일(53) 및 제 2 의 3상 스테이터코일(54)은, 각각 슬롯(51)간을 구획하는 티즈부955)에 도선이 감겨진 U상 코일부(56), (57), V상 코일부(58), (59) 및 W상 코일부(60) < (61)로 구성되어 있다.
제 1 의 3상 스테이터코일(53)의 각상 코일부(56), (58), (60)와, 이 각상 코일부(56), (58), (60)에 대응한 제 2 의 3상 스테이터코일(54)의 각상 코일부 (57), (59), (61)는 원주방향으로 1티즈부(55) 어긋난 위치관계에 있고, 제 1 의 3상 스테이터코일(53)과 제 2 의 3상 스테이터코일(54)은 20°(160°)의 위상차의 출력전류가 각각 흐르도록 되어 있다.
이하, 스테이터코어(52)에 제 1 의 3상 스테이터코일(53) 및 제 2 의 3상 스테이터코일(54)의 넣는 수순에 대하여 설명한다.
먼저, No. 1의 티즈부(55)에 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 2의 티즈부(55)에 도선을 반시계방향으로 감으며 또, No. 3의 티즈부(55)에 시계방향으로 도선을 감아서 제 1 의 3상 스테이터코일(53)의 U상 코일부(56)를 형성한다.
마찬가지로, No. 4의 티즈부(55)에 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No.5의 티즈부(55)에 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 6의 티즈부(55)에 시계방향으로 도선을 감아서 제 1 의 3상 스테이터코일(53)의 V상 코일부(58)를 형성한다.
마찬가지로, No. 7의 티즈부(55)에 도선은 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 8의 티즈부(55)에 도선을 반시계방향으로 감는다.
또, No. 9의 티즈부(55)에 시계방향으로 감아서 제 1 의 3상 스테이터코일 (53)의 W상 코일부(60)를 형성한다.
그 후, U상 코일부(56), V상 코일부(58) 및 W상 코일부(60)의 각각의 일단부를 출력단자에 접속하고, 타단부를 중성점에 전기적으로 접속한다.
다음에, No. 2의 티즈부(55)에 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 3의 티즈부(55)에 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 4의 티즈부(55)에 시계방향으로 도선을 감아서 제 2 의 3상 스테이터 코일(54)의 U상 코일부(57)를 형성한다.
마찬가지로, No. 5의 티즈부(55)에 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 6의 티즈부(55)에 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 7의 티즈부(55)에 시계방향으로 도선을 감아서 제 2 의 스테이터코일(54)의 V상 코일부(59)를 형성한다.
마찬가지로, No. 8의 티즈부(55)에 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 9의 티즈부(55)에 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 1의 티즈부(55)에 시계방향으로 감아서 제 2 의 3상 스테이터코일(54)의 W상 코일부(61)를 형성한다.
그 후, U상 코일부(57), V상 코일부(59) 및 W상 코일부(61)의 각각의 일단부를 출력단자에 접속하고, 타단부를 중성점에 전기적으로 접속한다.
이 실시의 형태에서는 제 1 의 3상 스테이터코일(53) 및 제 2 의 3상 스테이터코일(54)은 스테이터코어(52)에 제 1 의 3상 스테이터코일(53)의 각상 코일부 (56), (58), (60)와, 이 각상 코일부(56), (58), (60)에 대응한 제 2 의 3상 스테이터코일(54)의 각상 코일부(57), (59), (61)가 원주방향으로 1 티즈부(55) 어긋난 위치관계로 티즈부(55)에 넣어져 있으며, 표 1에서 아는 바와 같이, 스테이터 기자력 고조파의 발생비율(기본파에 대하여)은 종래예에서 표시한 소위 집중권선과 비교하여 저감할 수 있다.
또한, 표 1은 본원의 발명자가 전자계 해석에 의해 구한 표이다.
실시의 형태 2
도 2는 이 발명의 실시의 형태 2에 의한 회전전기기계인 차량용 교류발전기의 스테이터(65)의 설명도이고, 원환상의 스테이터(65)를 평탄화하여 표시하고 있다.
이 스테이터(65)는 내주에 축선방향으로 뻗은 9의 수의 슬롯(66)이 형성된 스테이터코어(67) 및 슬롯(66)에 넣어진 3상 스테이터코일(68)을 가지고 있다.
3상 스테이터코일(68)은 각각 슬롯(66)간을 구획하는 티즈부(69)에 도선이 감겨진 U상 코일부(70), V상 코일부(71) 및 W상 코일부(72)로 구성되어 있다.
No. 1의 티즈부(69)에는 U상 코일부(70)의 일부 및 W상 코일부(72)의 일부가 감겨져 있다.
No. 4의 티즈부(69)에는 U상 코일부(70)의 일부 및 V상 코일부(71)의 일부가 감겨져 있다.
No. 7의 티즈부(69)에는 V상 코일부(71)의 일부 및 W상 코일부(72)의 일부가 감겨져 있다.
이하, 스테이터코어(67)에 3상 스테이터코일(68)을 넣는 수순에 대하여 설명한다.
먼저, No. 1의 티즈부(69)에 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 2의 티즈부(69)에 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 3의 티즈부(69)에 시계방향으로 도선을 감고, 또 No. 4의 티즈부(69)의 도중까지 도선을 반시계방향으로 감아서 3상 스테이터코일(68)의 U상 코일부(70)를 형성한다.
마찬가지로, No. 4의티즈부(69)의 도중으로부터 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 5의 티즈부(69)에 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 6의 티즈부(69)에 시계방향으로 도선을 감고, 또 No. 7의 티즈부(69)의 도중까지 도선을 반시계방향으로 감아서 3상 스테이터코일(68)의 V상 코일부(71)를 형성한다.
마찬가지로, No. 7의 티즈부(69)에 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 8의 티즈부(69)에 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 9의 티즈부(69)에 시계방향으로 도선을 감고, 또 No. 1의 티즈부969)의 도중까지 도선을 감아서 3상 스테이터코일(68)의 W상 코일부(72)를 형성한다.
그 후, U상 코일부(70), V상 코일부(71) 및 W상 코일부(72)의 각각의 일단부를 출력단자에 접속하고, 타단부를 중성점에 전기적으로 접속한다.
이 실시의 형태 2에서는, No. 1의 티즈부(69)에는 U상 코일부(70)의 일부 및 W상 코일부(72)의 일부가 감겨지고, No. 4의 티즈부(69)에는, U상 코일부(70)의 일부 및 V상 코일부(71)의 일부가 감겨지며, 또 No. 7의 티즈부(69)에는 V상 코일부(71)의 일부 및 W상 코일부(72)의 일부가 감겨져 있으며, 표 1에서 알 수 있는 바와같이 스테이터 기자력 고조파의 발생비율(기본파에 대하여)은 종래예에서 표시한 소위 집중권선과 비교하여 저감할 수 있다.
실시의 형태 3
도 3은 이 발명의 실시의 형태 3에 의한 회전전기기게인 차량용 교류발전기의 스테이터(75)의 설명도이며, 원환상의 스테이터(75)를 평탄화하여 표시하고 있다.
이 스테이터(75)는 내주에 축선방향으로 뻗은 18의 수의 슬롯(76)이 형성된 스테이터코어(77) 및 슬롯(76)에 넣어진 제 1 의 3상 스테이터코일(78) 및 제 2 의 3상 스테이터코일(79)을 가지고 있다.
스테이터(75)의 내측에는 회전자재로 설치되고, 전류를 흘려서 자속을 발생하는 로터코일(15) 및 이 로터코일(15)을 덮고 자속에 의해 8자극이 형성되는 폴코어(16)를 갖는 로터(6)를 가지고 있다.
제 1 의 3상 스테이터코일(78) 및 제 2 의 3상 스테이터코일(79)은, 각각 슬롯(76)간을 구획하는 인접한 한쌍의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선이 감겨진 U상 코일부(81), (82), V상 코일부(83), (84) 및 W상 코일부(85), (86)로 구성되어 있다.
제 1 의 3상 스테이터코일(78)의 각상 코일부(81), (83), (85)와, 이 각상 코일부(81), (83), (85)에 대응한 제 2 의 3상 스테이터코일(79)의 각상 코일부(82), (84), (86)는 원주방향으로 하나의 티즈부(80)분 어긋난 배치관계에 있다.
인접한 각 슬롯(76)은, 개구부(87)의 직경방향으로 뻗은 중심선(A)간의 간격 T1, T2, T3의 값을 불균등하게 되도록 형성되어 있다.
도 4는 간격 T1, T2, T3의 값을 전기각 150°, 180°, 150°로 한 경우의 예이다.
이 예에서는 티즈부(80)의 중간부의 원주방향의 폭치수를 a : b = 5 : 6의 관계로 되도록 설정하여, 간격 T1, T2, T3를 정하고 있다.
또한, 간격 T1, T2, T3은 티즈부(80)의 선단부의 플랜지(88)의 원주방향의 길이치수를 조정함으로써 정할 수도 있다.
또, 플랜지(88)는 얇은 시트에 구멍을 뚫을 때, 형성할 필요는 없고, 3상 스테이터코일(78), (79)을 스테이터코어(77)에 넣은 후 티즈부(80)의 선단부를 가공하여 형성하여도 된다.
이하, 스테이터코어(77)에 제 1 의 3상 스테이터코일(78) 및 제 2 의 3상 스테이터코일(79)의 넣는 수순에 대하여 설명한다.
먼저, No. 1의 티즈부(80) 및 No. 2의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 3 및 No. 4의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 5 및 No. 6의 티즈부(80)에 걸쳐서 시계방향으로 도선을 감아서 제 1 의 3상 스테이터코일(78)의 U상 코일부(81)를 형성한다.
다음에, No. 7의 티즈부(80) 및 No. 8의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 9 및 No. 10의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 11 및 No. 12의 티즈부(80)에 걸쳐서 시계방향으로 도선을 감아서 제 1 의 3상 스테이터코일(78)의 V상 코일부(83)를 형성한다.
그 다음에, No. 13의 티즈부(80) 및 No. 14의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 15 및 No. 16의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 17 및 No. 18의 티즈부(80)에 걸쳐서 시계방향으로 도선을 감아서 제 1 의 3상 스테이터코일(78)의 W상 코일부(85)를 형성한다.
그 후, U상 코일부(81), V상 코일부(83), W상 코일부(85)의 각각의 일단부를 출력단자에 접속하고, 타단부를 중성점에 전기적으로 접속한다.
다음에, No. 2의 티즈부(80) 및 No. 3의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 4 및 No. 5의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 6 및 No. 7의 티즈부(80)에 걸쳐서 시계방향으로 도선을 감아서 제 2 의 3상 스테이터코일(79)의 U상 코일부(82)를 형성한다.
다음에, No. 8의 티즈부(80) 및 No. 9의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 10 및 No. 11의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 12 및 No. 13의 티즈부(80)에 걸쳐서 시계방향으로 도선을 감아서 제 2 의 3상 스테이터코일(79)의 V상 코일부(84)를 형성한다.
그 다음에, No. 14의 티즈부(80) 및 No. 15의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 시계방향으로 감고, 계속해서 No. 16 및 No. 17의 티즈부(80)에 걸쳐서 도선을 반시계방향으로 감으며, 또 No. 18 및 No. 1의 티즈부(80)에 걸쳐서 시계방향으로 도선을 감아서 제 2 의 3상 스테이터코일(79)의 W상 코일부(86)를 형성한다.
그 후, U상 코일부(82), V상 코일부(84) 및 W상 코일부(86)의 각각의 일단부를 출력단자에 접속하고, 타단부를 중성점에 전기적으로 접속한다.
이 실시의 형태 3에서는 제 1 의 3상 스네이터코일(78)의 각상 코일부(81), (83), (85)와 이 각상 코일부(81), (83), (85)에 대응한 제 2 의 3상 스테이터코일(79)의 각상 코일부(82), (84), (86)는 원주방향으로 하나의 티즈부(80)분 어긋난 위치관계에 있으며, 또 인접한 각 슬롯(76)은 개구부(87)의 직경방향으로 뻗은 중심선(A)간의 간격 T1, T2, T3이 부등간격으로 되도록 형성되어 있다.
이 때문에, 표 2에서 알 수 있는 바와같이, 스테이터 기자력 고조파의 발생비율(기본파에 대하여)은, 등간격과 비교하여 고조파차수가 0.25일 때 저감한다.
또한, 표 2는 본원의 발명자가 3차원 전자계해석에 의해 구한 표이다.
또, 표 3에 표시하는 바와같이 간격이 균등할 때와 비교하여, 간격이 불균등할 때에는 권선계수가 크게되고, 발전출력이 향상되는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 각 실시의 형태에서는 회전전기기계로서 차량용 교류발전기에 대하여 설명하였으나, 이 발명은 전동기에도 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와같이, 이 발명의 청구항 1에 의한 회전전기기계에 의하면, 내주에 축성방향으로 뻗은 9n(n : 1이상의 정수)의 수의슬롯이 형성된 스테이터코어 및 상기 슬롯에 넣어진 제 1 의 3상 스테이터코일 및 제 2 의 3상 스테이터코일을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터의내측에 회전자재로 설치되고, 전류를 흘려서자속을 발생하는 로터코일 및 이 로터코일을 덮고 자속에 의해 8n개의 자극이 형성되는 폴코어를 갖는 로터를 구비하고, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일 및 상기 제 2 의 3상 스테이터코일은, 각각 상기 슬롯간을 구획하는 티즈부에 도선이 감겨진 U상 코일부, V상 코일부 및 W상 코일부로 구성된 것으로서, 제 1 의 3상 스테이터코일의 상기 각상 코일부와, 이 각상 코일부에 대응한 제 2 의 3상 스테이터코일부의 상기 각상 코일부와는 원주방향에 하나의 상기 티즈부분 어긋난 위치관계에 있고, 제 1 의 3상 스테이터코일과, 제 2 의 3상 스테이터코일과는 20°(160°)의 위상차의 출력이 얻어지도록 되어 있으므로, 집중권선이라도 스테이터 기지력 고조파의 발생이 억제되어, 출력의 변동 및 소음의 발상을 저감할 수 있다.
또, 청구항 2에 의한 회전전기기계에 의하면 내주에 축선방향으로 뻗은 9n(n : 1이상의 정수)의 수의 슬롯이 형성된 스테이터코어 및 상기 슬롯에 넣어진 3상 스테이터코일을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터의 내측에 회전자재로 설치되고, 전류를 흘러서 자속을 발생하는 로터코일 및 이 로터코일을 덮으며, 지속에 의해 8n개의 자극이 형성되는 폴코어를 갖는 로터를 구비하고, 상기 3상 스테이터코일은, 각각 상기 슬롯간을 구획하는 티즈부에 도선이 감겨진 U상 코일부, V상 코일부 및 W상 코일부로 구성된 것으로서, 간격을 두고 3n개의 티즈부의 각각에는 상기 U상 코일부, 상기 V상 코일부 및 상기 W상 코일부중에서 2개의 상코일부의 일부가 감겨져 있으므로, 집중권선이라도 스테이터 기자력 고조파의 발생이 억제되어, 발생출력의 변동 및 소음의 발생을 저감할 수 있다.
또, 청구항 3에 의한 회전전기기계에 의하면 내주에 축선방향으로 뻗은18n(n : 1이상의 정수)의 수의 슬롯이 형성된 스테이터코어 및 상기 슬롯에 넣어진 제 1 의 3상 스테이터코일 및 제 2 의 3상 스테이터코일을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터의 내측에 회전자재로 설치되고, 전류를 흘려서 자속을 발생하는 로터코일 및 이 로터코일을 덮고 자속에 의해 8n개의 자극이 형성되는 폴코어를 갖는 로터를 구비하며, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일 및 상기 제 2 의 3상 스테이터코일은, 각각 상기 슬롯간을 구획하는 인접한 한쌍의 티즈부에 걸쳐서 도선이 감겨진 U상 코일부, V상 코일부 및 W상 코일부로 구성되고, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일의 상기 각상 코일부와, 이 각상 코일부에 대응한 상기 제 2 의 3상 스테이터코일의 각상 코일부와는 원주방향으로 하나의 상기 티즈부분 어긋난 위치관계에 있는 것으로서, 인접한 각 상기 슬롯의 개구부의 직경방향으로 뻗은 중심선간의 간격이 불균등하므로 집중권선이라도 차수가 0.25의 고정자 기자력 고조파의 발생이 억제되어, 발생전압의 변동 및 소음의 발생을 저감할 수 있다.
또, 권선계수가 크게 되고, 출력이 향상된다.
또, 슬롯수에 좌우되지 않고 목적으로 하는 저감맥동에 따라서 출력위상차각도를 설정할 수 있다.

Claims (3)

  1. 내주에 축선방향으로 뻗은 9n(n : 1이상의 정수)의 수의 슬롯이 형성된 스테이터코어 및 상기 슬롯에 넣어진 제 1 의 3상 스테이터코일 및 제 2 의 3상 스테이터코일을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터의 내측에 회전자재로 설치되고, 전류를 흘려서 자속을 발생하는 로터코일 및 이 로터코일을 덮고 자속에 의해 8n개의 자극이 형성되는 폴코어를 갖는 로터를 구비하고, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일 및 상기 제 2 의 3상 스테이터코일은, 각각 상기 슬롯간을 구획하는 티즈부에 도선이 감겨진 U상 코일부, V상 코일부 및 W상 코일부로 구성된 회전전기기계로서, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일의 상기 각상 코일부와, 이 각상 코일부에 대응한 상기 제 2 의 3상 스테이터코일의 상기 각상 코일부는 원주방향으로 하나의 상기 티즈부분 어긋난 위치관계에 있는 회전전기기계.
  2. 내주에 축선방향으로 뻗은 9n(n : 1이상의 정수)의 수의 슬롯이 형성된 스테이터코어 및 상기 슬롯에 넣어진 3상 스테이터코일을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터의 내측에 회전자재로 설치되고, 전류를 흘려서 자속을 발생하는 로터코일 및 이 로터코일을 덮고 자속에 의해 8n개의 자극이 형성되는 폴코어를 갖는 로터를 구비하고, 상기 3상 스테이터코일을 각각 상기 슬롯간을 구획하는 티즈부에 도선이 감겨진 U상 코일부, V상 코일부 및 W상 코일부로 구성된 회전전기기계로서, 간격을두고 3n개의 태즈부의 각각에는 상기 U상 코일부, 상기 V상 코일부 및 상기 W상 코일부중에서 2개의 상 코일부의 일부가 감겨진 회전전기기계.
  3. 내측에 축선방향으로 뻗은 18n(n : 1이상의 정수)의 수의 슬롯이 형성된 스테이터코어 및 상기 슬롯에 넣어진 제 1 의 3상 스테이터코일 및 제 2 의 3상 스테이터코일을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터의 내측에 회전자재로 설치되고, 전류를 흘려서 자속을 발생하는 로터코일 및 이 로터코일을 덮고 자속에 의해 8n개의 자극이 형성되는 폴코어를 갖는 로터를 구비하고, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일 및 상기 제 2 의 3상 스테이터코일은, 각각 상기 슬롯간을 구획하는 인접한 한쌍의 티즈부에 걸쳐서 도선이 감겨진 U상 코일부, V상 코일부 및 W상 코일부로 구성되며, 상기 제 1 의 3상 스테이터코일의 상기 각상 코일부와, 이 각상 코일부에 대응한 상기 제 2 의 3상 스테이터코일의 상기 각상 코일부는, 원주방향으로 하나의 상기 티즈부분 어긋난 위치관계에 있는 회전전기기계로서, 인접한 각 상기 슬롯의 개구부의 직경방향으로 뻗은 중심선간의 간격이 불균등한 회전전기기계.
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