KR100385678B1 - 회전전기의 전기자 - Google Patents

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KR100385678B1
KR100385678B1 KR10-2001-0016955A KR20010016955A KR100385678B1 KR 100385678 B1 KR100385678 B1 KR 100385678B1 KR 20010016955 A KR20010016955 A KR 20010016955A KR 100385678 B1 KR100385678 B1 KR 100385678B1
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 소형화 고출력화 및 고생산성을 겸한 회전전기를 얻는다.
고정자권선(16)을 각각 1턴의 웨이브와인딩으로 권상된 제 1내지 제 6 권선 (31 ~ 36)을 구비하고 있다.
그리고, 제 1 제 3 및 제 5 권선(31),(33),(35)을 직렬로 접속해서 제 1 직렬접속권선(162a)을 구성하고 제 2,제 4 및 제 6 권선(32),(34),(36)을 직렬로 접속해서 제 2 직렬접속권선(162b)을 구성하고 제 1 및 제 2 직렬접속권선 (162a), (162b)을 병렬접속해서 각상의 고정자권선군(161)을 형성하고 있다.

Description

회전전기의 전기자{DYNAMO-ELECTRIC MACHINE}
본 발명은 회전전기의 전기자권선구조에 관해, 특히 내연기관에 의해 구동되는 교류발전기, 예를 들면 승용차나 특럭 등에 탑재 가능한 차량용 교류발전기의 고정자권선구조에 관한 것이다.
근년, 교류발전기에서 소형고출력 및 품질의 향상이 점점 요구되고 있다. 소형고출력을 실현하는데는 자기장타와의 분배를 여하히 최적하게 또 제한된 용적 중에서 여하히 고밀도로 구성하는가가 중요하게 된다.
예를 들면, 차량용 교류발전기에서는 차량엔진룸이 점점 형소화 해가는데 탑재스페이스에 여유가 없어져가고, 차량부하의 증대에 의한 발전출력의 향상이 요구되고 있다.
또, 차내의 모두 소음저감의 필요가 높고 엔진소음이 저하해가고 있으나, 차량에의 전기부하 공급을 위해 상시 발전가동하고 있는 차량용 교류발전기의 소음기 문제가 되고 있다.
또, 차량용 교류발전기는 상시 발전가동하고 있으므로 출력전류의 쥴열때문에 그 발열량이 많고 노출되는 열적환경은 엄격해 극히 높은 내열성이 요구되고 있다.
특히, 교류발전기의 소형고출력에 대해서는 고정자권선의 권선저항치의 저감, 고정자의 자기회로내에 수납되는 전지도체의 점적율의 향상, 또 고정자권선의브리지부(고정자철심외의 브리지부를 코일엔드라 부른다)의 정렬화 및 고밀도화가 필요하고 여기에 더해 상기와 같은 저소음, 내열환경성등의 요구에 보답할 필요가 있다.
그리고, 고정자권선의 전기도체에 단면적이 큰 단척의 도체세그먼트를 사용해서 권선 저항치(열소실)의 저감, 전기도체의 점적율 향상, 또는 코일엔드의 정열화 및 고밀도화를 도모하는 구조가 WO92/06527호 등에 제안되어있다.
또, 이 종류의 교류발전기에서는 고속회전역(예를 들면 2000 ~ 5000rpm)에서의 출력저하의 요인이 되는 전기자반작용을 저감시키기 위해 고정자권선의 각상의 턴수를 감소시키는 것이 유효하다.
구체적으로는 슬롯내에 수납되는 전기도체수를 감소시킴으로써 턴수를 감소시킬 수가 있으나, 이는 전기도체의 편평도(단명의 슬롯깊이방향길이/단면의 슬롯 폭 방향길이)가 크게 되는 것을 의미한다.
그러나, 전기도체에 사용되는 단척의 도체세그먼트는 평각단면을 갖는 도체를 대략 U자 상으로 굴곡 성형되어있으므로 편평도가 커질수록 턴부의 성형성이 악화해 버리게 된다.
그래서 슬롯내에 수납되는 전기도체수를 많이 해서 전기도체의 편평도를 작게 해서 턴부의 성형성의 악화를 억제하고, 또 전기도체를 결선해서 형성된 권선을 병렬접속해서 고정자권선의 각상의 턴수를 감소시키는 것이 유효하게 된다.
단척의 도체세그먼트를 사용해 겹쳐감기(루프감기)의 권선과 웨이브와인딩의 권선을 병렬접속해서 고정자권선의 각상의 권선을 구성한 것이 예를 들면 일본특개2000-92766을 공보에 기재되어있다.
이 종래의 고정자권선은, 도 19에 표시된 바와 같이 평각도체를 대략 U자 상으로 굴곡 성형된 3종류의 도체세그먼트(311),(312),(313)를 사용하고 있다.
그리고 도체세그먼트(311),(312),(313)가 3슬롯(1자극피치)떨어진 각 조의 슬롯에 고정자철심의 축방향의 일단측에서 삽입되고, 고정자철심의 축 방향의 타단측에 연출하는 단부끼리를 용접 등에 의해 접합해서, 고정자철심의 주위를 4주하는 코일로 형성하고 있다.
또, 각 슬롯내에는 도체세그먼트(311),(312),(313)의 각 슬롯수납부(311a), (312a),(313a)를 구성하는 도체가 고정자철심의 경방향에 관해 일렬에 6개 배열되어있다. 여기서 슬롯내의 도체위치를 내주측에서 1번지,2번지 … 6번지라고 한다.
또, 고정자철심의 축방향의 일단측에서는 도체세그먼트(312)의 턴부(312b)가 도체세그먼트(313)의 턴부(313b)를 둘러싸고 도체세그먼트(311)의 턴부(311b)가 도체세그먼트(312)의 턴부(312b)를 둘러싸고 있다.
그리고, 고정자철심의 축방향의 타단측에서 하나의 슬롯의 3번지에서 연출하는 도체세그먼트(313)의 단부(313c)가 3슬롯 떨어진 다른 슬롯의 4번지에서 연출하는 도체세그먼트(313)의 단부(313c)에 접합되어서 슬롯당 1턴의 웨이브와인딩의 권선(301),(303)을 2개 형성하고 있다.
또, 하나의 슬롯의 1번지에서 연출하는 도체세그먼트(311)의 단부(311c)가 3슬롯 떨어진 다른 슬롯의 2번지에서 연출하는 도체세그먼트(312)의 단부(312c)에 접합되어, 또 하나의 슬롯의 5번지에서 연출하는 도체세그먼트(312)의 단부(312c)가 3슬롯 떨어진 다른 슬롯의 6번지에서 연출하는 도체세그먼트(311)의 단부(311c)에 접합되어서 슬롯당 2턴의 겹쳐감기의 권선(302),(304)을 2개 형성하고 있다.
그리고 도 20에 표시된 바와 같이 2개의 웨이브와인딩한 권선(301),(303)과 2개의 겹쳐감기의 권선(302),(304)을 직렬로 접속함으로써, 각상 6턴의 고정자권선이 구성된다. 또 도 21에 표시된 바와 같이 웨이브와인딩의 권선(301)과 겹쳐감기의 권선(302)을 직렬로 접속하고, 웨이브와인딩의 권선(303)과 겹쳐감기의 권선 (304)을 직렬에 접속하고 양자를 병렬로 접속해서 각상 3턴의 고정자권선군이 구성된다. 이들의 고정자권선군이 교류결선 되어서 한조의 3상 교류권선으로된 고정자권선의 구성되어있다. 이 고정자권선이 정류기에 접속되어있다.
이 종래의 차량용 교류발전기의 고정자권선은 이상과 같이 대중소의 3종류의 도체세그먼트(311),(312),(313)를 고정자철심의 일단측에서 1자극피치 떨어진 각 조의 슬롯에 슬롯수납부(311a),(312a),(313a)를 겹쳐 쌓는 식으로 삽입하고 고정자철심의 타단측으로 연출하는 단부끼리를 접합해서 구성되어있다.
그래서 도 22에 표시된 바와 같이 고정자철심(15)의 일단측에서의 고정자권선의 코일엔드의 높이가 높게되므로, 소형화가 도모 될 수 없다는 것 뿐아니라, 권선저항치가 상승하고 열손실이 커지고 권선에서의 발열량이 증가해 버리고, 또 코일엔드의 누설리엑턴스가 증가해 버려 고출력화가 도모될 수 없다는 과제가 있었다.
또, 턴부(313b)가 턴부(312b)에 덮이고 턴부(312b)가 턴부(311b)에 덮혀 있으므로 고정자철심(15)의 일단측에서의 고정자권의 코일엔드의 노출표면적이 저감되고, 고정자권선이 효율적으로 냉각되지 않게 된다.
이 결과, 고정자권선의 온도가 고온이 되고 고출력화가 도모될 수 없다는 문제도 있었다.
또 매극매상당 하나의 슬롯수를 갖는 고정자철심에 한조의 3상 교류권선이 권장되고 그 출력이 한조의 정류기에 의해 정류되고 있으므로, 코일엔드에서 각 슬롯에서 연출하는 턴부가 주방향으로 정렬하는 수가 적고 냉각성이 나쁘다.
이로써, 고정자권선의 온도가 고온으로 되고, 고출력화가 도모될 수 없다는 과제가 있었다.
또, 정류기도 1조만 구비하고 있으므로, 정류다이오드 1개당의 손실이 커지고 고온이 되어 고출력화가 곤란했었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 기술의 과제를 생각하여 슬롯당 1턴의 웨이브와인딩의 제 1 권선으로 구성된 제 1 웨이브와인딩 권선군과, 이 제 1 권선에 대해 전기각으로 180°밀려서 반전권장된 슬롯당 1턴의 웨이브와인딩의 제 2 권선으로 구성된 제 2 웨이브와인딩 권선군을 n쌍 권장하고, 각상을 구성하는 제 1 및 제 2 권선으로 된 2n개의 권선을 n개씩 직렬로 결선해서 구성된 2개의 n턴의 직렬접속권선을 병렬로 접속하도록 해, 소형고출력, 고생산성을 겸비한 회전전기를 얻는 것을 목적으로 한다.
또, 매극매상당의 슬롯수를 2개로 하고, 고정자권선이 각상의 고정자권선군을 교류결선해서 2조의 교류권선으로 구성하고, 각조의 교류권선을 독립정류하도록 해, 고정자권선의 코일엔드의 냉각성을 높이고, 또 정류다이오드의 손실을 저감하고 고출력을 실현할 수 있는 회전전기를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 회전전기는 축방향으로 뻗는 슬롯가 주방향으로 다수 설치된 전기자철심과, 이 전기자철심의 상기 슬롯에 권장된 전기자권선을 갖는 전기자를 구비한 회전전기에서 상기 전기자권선은 소선을 소정 슬롯수마다에 슬롯내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 취하도록 웨이브상으로 권장해서 구성된 1턴의 제 1 권선이 1슬롯피치로 상기 소정 슬롯수와 같은 개수분 배열해서된 제 1 웨이브와인딩 권선군과, 상기 소선을 상기 소정 슬롯수마다에 상기 슬롯내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 취하도록 웨이브상으로 또 상기 제 1 권선에 대해, 전기각으로 180°밀려서 반전하도록 권장해서 구성된 1턴의 제 2 권선이 1슬롯피치로 상기 소정 슬롯수와 같은 개수분 배열해서된 제 2 웨이브와인딩 권선군이 각각의 상기 슬롯내에 슬롯깊이방향으로 상기 제 1 권선의 슬롯수납부위와 상기 제 2 권선의 슬롯수납부위를 교호로 또 1열로 나란히 하도록 n쌍(n:자연수)배치되어 구성되고 상기 전기자권선의 각상은 상기 소정 슬롯수마다의 슬롯으로 구성되는 동일슬롯군에 권장되어있는 2n개의 상기 제 1 및 제 2 권선을 n개씩 직렬로 결선해서 구성된 2개의 n턴의 직렬접속권선을 병렬에 접속해서 구성되어 있는 것이다.
또, 상기 2개의 직렬접속권선은 상기 동일슬롯군에 권장되어있는 n개의 상기 제 1 권선을 직렬로 결선해서 구성된 n턴의 제 1 직렬접속권선과 상기 동일슬롯군에 권장 되어있는 n개의 상기 제 2 권선을 직렬로 결선해서 구성된 n턴의 제 2 직렬접속권선으로 구성되어 있는 것이다.
또, 상기 N가 2m+1(m:자연수)이다.
또, 상기 소선은 대략 U자상의 도체세그먼트이고, 상기 제 1 및 제 2 권선은 각각 다수의 상기 도체세그먼트의 개방단끼리를 접합해서 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어 있는 것이다.
또, 상기소선은 연속도체선이고, 상기 제 1 및 제 2 권선은 각각 하나의 상기 연속도체선으로 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어 있는 것이다.
또, 상기 제 1 및 제 2 웨이브와인딩 권선군의 각 쌍이 각각 다수의 상기 제 1 및 제 2 권선을 집합한 권선어셈블리로 구성되어 있는 것이다.
또, 상기소선은 대략 원형단면을 갖는 도체이다.
또 상기 전기자권선의 각상을 구성하는 상기 2개의 직렬접속권선이 금속제터미널을 통해서 결선되어 있는 것이다.
또, 상기 전기자철심은 적층철심으로 된 원통상의 고정자철심이고, 상기 고정자철심의 내부에 동축으로 배치된 회전주방향을 따라 NS극을 형성하는 회전자와 상기 회전자의 축방향 단부에 고착된 팬을 구비하고, 냉각풍이 상기 팬의 회전에 의해 상기 전기자권선의 코일엔드부에 송풍되도록 한 것이다.
또, 상기 제 1 웨이브와인딩 권선군과, 상기 제 2 웨이브와인딩 권선군과의 n쌍은 상기 고정자철심으로 부터의 축방향 연출높이가 경방향외측을 향해 점차 낮게 되어있는 것이다.
또 축방향으로 뻗는 슬롯이 주방향으로 다수 설치된 전기자철심과 이 전기자철심의 상기 슬롯에 권장된 전기자권선을 갖는 전기자를 구비한 회전전기에서 상기 슬롯은 상기 전기자철심에 매극당 2개 형성되고, 상기 전기자권선은 각상의 권선을 교류결선해서된 2조의 교류권선으로 구성되고, 상기 각상의 권선은 소선이 상기 슬롯의 각각에 슬롯깊이방향으로 2n개(n:자연수)배열되고, 또 슬롯 외에서 소정 슬롯수 떨어진 각 슬롯쌍의 슬롯깊이방향의 다른 층끼리를 연결하도록 권장되어서 구성된 2조의 n턴권선을 병렬로 접속해서 구성되고, 또 상기 2조의 교류권선의 교류출력이 각각 제 1 및 제 2의 정류기에 의해 독립해서 정류된 후 합성되어 출력 되도록 구성되어 있는 것이다.
또 상기 전기자철심의 적어도 일단측에서, 소정 슬롯수 떨어진 각 슬롯쌍의 슬롯깊이방향이 다른 층끼리를 연결하는 상기 소선의 코일엔드부가 경방향으로 n열 나란히 되도록 형성되고, 또 n열의 상기 코일엔드부의 축방향높이가 경방향외측을 향해 점차 낮게되어 있는 것이다.
또, 상기 전기자철심의 적어도 일단측에서 소정 슬롯수 떨어진 각 슬롯쌍의 슬롯깊이방향이 다른 층끼리를 연결하는 상기소선의 코일엔드부가 경방향으로 n열 나열되도록 형성하고, 또 n열의 상기 코일엔드부가 주방향으로 대략 균일하게 배열되어 있는 것이다.
또 상기 전기자철심의 적어도 일단측에서 소정 슬롯수 떨어진 각 슬롯쌍의 슬롯깊이방향이 다른 층끼리를 연결하는 상기소선의 코일엔드부가 축방향으로 층상으로 n층으로 나열되게 형성되고 또 n층의 상기 코일엔드부가 주방향으로 대략 균일하게 배열되어 있는 것이다.
또, 상기 소선이 대략 U자상의 도체세그먼트로 구성되어 있는 것이다.
또, 상기 소선이 연속도체선으로 구성되어 있는 것이다.
또 상기 전기자철심의 적어도 일단측에서 상기 각상의 권선을 구성하는 2조의 상기 n턴권선간에 절연성수지를 개재시키고 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 고정자를 표시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 고정자를 표시하는 사시도.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자권성의 1상분의 결선상태를 설명하는 리어측 단면도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 회로도.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 금속제터미널 실장상태를 표시하는 사시도.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 교부를 표시하는 사시도.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 배열을 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 권선어셈블리를 표시하는 도면.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 배열을 설명하는 사시도.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기의 고정자를 표시하는 사시도.
도 12는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 요부를 표시하는 사시도.
도 13은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 요부를 표시하는 단면도.
도 14는 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 요부를 표시하는 단면도.
도 15는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 단면도.
도 16은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 배열을 설명하는 사시도.
도 17은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 요부를 표시하는 단면도.
도 18은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 차량용 교류발전기의 회로도.
도 19는 종래의 차량용교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의배열을 설명하는 사시도.
도 20은 종래의 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선의 직렬결선도.
도 21은 종래의 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선의 병렬결선도.
도 22는 종래의 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 요부단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
5 : 팬 7 : 회전자
8A : 고정자(전기자) 12 : 정류기
15 : 고정자철심(전기자철심) 15a : 슬롯
16,16A 고정자권선(전기자권선) 30,40,45 : 소선
30a,40a,45a,51b,52b,53b : 턴부(코일엔드부)
30b,40b,45b,51a,52a,53a : 직선부(슬롯수납부위)
31 : 제 1 권선 32 : 제 2 권선
33 : 제 3 권선 34 : 제 4 권선
35 : 제 5 권선 36 : 제 6 권선
38 : 절연성수지 39 : 권선어셈블리
50 : 금속제터미널 51,52,53 : 도체세그먼트(소선)
160 : 3상 교류권선 161 : 고정자권선군(각상의 권선)
162a : 제 1 직렬접속권선 162b : 제 2 직렬접속권선
163a,163b : 3턴권선
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 따라 설명한다.
실시의 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도, 도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 고정자를 표시하는 단면도 및 사시도, 도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자권선의 1상분의 결선상태를 설명하는 리어측 단면도, 도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 회로도, 도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 금속제터미널 실장상태를 표시하는 사시도, 도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에서의 고정자의 금속제터미널 실장상태를 표시하는 사시도.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 요부를 표시하는 사시도, 도 8은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 배열을 설명하는 도면, 도 9는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 권선어셈블리를 표시하는 도면이고, 도 9의(a)는 그 단면도, 도 9의(b)는 그 평면도이다. 또, 도 2 및 도 3에서는 인출선 등이 생략되어있다.
또 도 4중 실선은 리어측권선을, 점선은 프론트측 권선을 표시하고 있다.
도 1에서 차량용 교류발전기는 런델형의 회전자(7)가 알루미늄제의 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)에서 구성된 케이스(3)내에 샤프트(6)를 통해서 회전이 자유롭게 장착되고 전기자로서 작동하는 고정자(8)가 계자로서 작동하는 회전자(7)의 외주측을 덮도록 케이스(3)의 내벽면에 고착되어 구성되어있다.
샤프트(6)은 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)에 회전 가능하게 지지되어있다.
이 샤프트(6)의 일단에는 풀리(4)가 고착되고 엔진의 회전토크를 벨트(도시하지 않음)를 통해서 샤프트(6)에 전달할 수 있도록 되어있다.
회전자(7)에 전류를 공급하는 슬립링(9)이 샤프트(6)의 타단부에 고착되고 한쌍의 브러시(10)가 이 슬립링(9)에 접하도록 케이스(3)내에 배치된 브러시홀더 (11)에 수납되어있다.
고정자(8)에서 생긴 교류전압의 크기를 조정하는 레귤레이터(18)가 브로시홀더(11)에 감착된 히트싱크(17)에 접착되어있다.
고정자(8)에 전기적으로 접속되고 고정자(8)에서 생긴 교류를 직류로 정류하는 정류기(12)가 케이스(3)내에 장착되어있다.
회전자(7)는 전류를 흘려서 자속을 발생하는 회전자코일(13)과 이 회전자코일(13)을 덮도록 설치되고, 회전자코일(13)에서 발생된 자속에 의해 자극이 형성되는 한쌍의 폴코어(20),(21)로 구성되어있다. 한쌍의 폴코어(20),(21)는 철제로 각각 8개의 클로상의 클로상자극(22),(23)이 외주연에 주방향으로 등각피치로 돌출설치되고 클로상자극(22),(23)을 맞물리도록 대향해서 샤프트(6)에 고착되어있다.
또, 팬(5)이 회전자(7)의 축방향의 양단에 고착되어있다.
또, 흡기공(1a),(2a)이 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)의 축방향의 단면에 설치되고 배기공(1b),(2b)가 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)의 외주양견부에 고정자권선(16)의 프론트측 및 리어측의 코일엔드군(16f),(16r)의 경방향외측에 대량해서 설치되어있다.
고정자(8)는 도 2 및 도 3에 표시된 바와 같이 축방향으로 뻗는 슬롯(15a)이 주방향으로 소정피치로 다수 형성된 원통상의 적충철심으로된 고정자철심(15)과 고정자철심(15)에 권장된 고정자권선(16)과 각 슬롯(15a)내에 장착되어 고정자권선 (16)과 고정자철심(15)을 전기적으로 절연하는 인슐레이터(19)를 구비하고 있다.
그리고, 고정자권선(16)은 후술하는 바와 같이 하나의 소선(30)이 고정자철심(15)의 단면측의 슬롯(15a)외에서 되돌려져 소정 슬롯수(1자극피치)마다에 슬롯 (15a)내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 채택하도록 웨이브와인딩 되어 권장된 권선을 다수 구비하고 있다.
여기서는 고정자철심(15)에는 회전자(7)의 자극수 16에 대응해서 3상 교류권선을 2조 수용하도록 96개의 슬롯(15a)이 등간격으로 형성되어있다.
즉, 슬롯수는 매극매상당 2이다. 또 소선(30)에는 예를 들면 절연피막 (49)이 피복된 장방형의 단면을 갖는 장척의 동선재가 사용된다.
다음 1상분의 고정자권선군(161)의 권선구조에 대해 도 4를 참조해서 구체적으로 설명한다.
1상분의 고정자권선군(161)은 각각 하나의 소선(30)으로된 제 1내지 제 6의 권선(31 ~ 36)으로 구성되어있다.
그리고, 제 1 권선(31)은 하나의 소선(30)을 슬롯번호의 1번에서 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(15a)내의 내주측에서 첫번째의 위치(이하, 1번지라함)과 내주측에서 두번째의 위치(이하, 2번지라함)를 교호로 채택하도록, 웨이브와인딩하고 그 권선단끼리를 접합해서 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어있다.
제 2 권선(32)는 소선(30)을 슬롯번호의 1번에서 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(15a)내의 2번지와 1번지를 교호로 채택하도록 웨이브와인딩하고 그 권선단끼리를 접합해 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어있다.
제 3 권선(33)은, 소선(30)을 슬롯번호의 1번에서 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(15a)내의 내주측에 세번째의 위치(이하 3번지라함)와 내주측에서 4번째의 위치(이하, 4번지라함)을 교호로 채택하도록 웨이브와인딩하고 그 권선단끼리를 접합해서 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어있다.
제 4 권선(34)은 슬롯번호의 1번에서 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(15a)내의 4번지와 3번지를 교호로 채택하도록 웨이브와인딩하고 그 권선단끼리를 접합해서 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어있다.
제 5 권선(35)은 소선(30)을 슬롯번호의 1번에서 91번까지 6슬롯마다에 슬롯(15a)내의 내주측에서 5번째의 위치(이하, 5번지라고 한다)과 내주측에서 6번째의 위치(이하, 6번지라고 함)을 교호로 채택하도록 웨이브와인딩 하고 그 권선단끼리를 접합해서 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어있다.
제 6 권선(36)은 소선(30)를 슬롯번호의 1번에서 91번까지 6슬롯마다 슬롯 (15a)내의 6번지와 5번지를 교호로 채택하도록 웨이브와인딩하고 그 권선단끼리를 접합해서 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어있다.
그리고 각 슬롯(15a)내에는 소선(30)이 장방형단면의 길이방향을 경방향으로 나란히 해서 경방향으로 1열에 16개 나란히 배열되어있다.
계속해 슬롯번호의 61번과 67번에서 고정자철심(15)의 일단측으로 연출하는 제 2,제 4 및 제 6 권선(32),(34),(36)의 소선(30)의 부분이 절단되어, 슬롯번호의 67번과 73번에서 고정자철심(15)의 일단측으로 연출하는 제 1,제 3 및 제 5 권선 (31),(33),(35)의 소선(30)의 부분이 절단된다.
그리고 제 1 권선(31)의 절단단(31a)와 제 3 권선(33)의 절단단(33b)이 접합되어서 제 3 권선(33)의 절단단(33a)과 제 5 권선(35)의 절단단(35b)이 접합되어서 제 1,제 3 및 제 5 권선(31),(33),(35)가 직렬절속해서된 3턴의 제 1 직렬접속권선 (162a)이 형성된다.
마찬가지로 제 2 권선(32)의 절단단(32a)과 제 4 권선(34)의 절단단(34b)가 접합되고 제 4 권선(34)의 절단단(34a)와 제 6 권선(36)의 절단단(36b)가 접합되어서 제 2, 제 4 및 제 6 권선(32),(34),(36)이 직렬접속해서된 3턴의 제 2 직렬접속권선(162b)가 형성된다. 계속해 제 1 권선(31)의 절단단(31b)과 제 6 권선(36)의 절단단(36a)을 접합하고, 제 2 권선(32)의 절단단(32b)과 제 5 권선(35)의 절단단 (35a)을 접합하고 3턴의 제 1 및 제 2 직렬접속권선(162a),(162b)이 병렬접속된 1상분의 고정자권선군(161)이 구성된다.
또, 제 1 및 제 6 권선(31),(36)의 절단단(31b),(36a)의 접합부와 제 2 및 제 5 권선(32),(35)의 절단단(32b),(35a)의 접합부가 각각 중성점(N) 및 유도선(0)이 된다.
마찬가지로 해서, 소선(30)이 권장되는 슬롯(15a)을 하나씩 밀려서 6상분의 고정자권선군(161)이 형성되어있다. 그리고 도 5에 표시된 바와 같이 고정자권선군(161)이 형성되어있다.
그리고 도 5에 표시된 바와 같이 고정자권선군(161)이 형성되어있다.
그리고 도 5에 표시된 바와 같이 고정자권선군(161)이 3상분씩 성형결선 되어서 2조의 3상 교류권선군(160)을 형성하고 각 3상 교류권선(160)이 각각 정류기 (12)에 접속되어있다. 각 정류기(12)의 직류출력은 병렬로 접속해서 합성된다.
여기서 제 1내지 제 6 권선(31 ~ 36)을 구성하는 각각의 소선(30)은 하나의 슬롯(15a)에서 고정자철심(15)의 단면측으로 연출하고, 되돌려져서 6슬롯 떨어진 슬롯(15a)에 들어가도록 웨이브와인딩으로 권장되어있다.
그리고 각각의 소선(30)은 6슬롯마다에 슬로내에서 슬롯깊이방향(경방향)에 관해 내층과 외층을 교호로 취하도록 권장되어있다.
또, 고정자철심(15)의 단면측으로 연출해서 되돌려진 소선(30)의 턴부(30a)가 코일엔드부를 형성하고 있다. 그래서 고정자철심(15)의 양단에서 대략 같은 형상으로 형성된 턴부(30a)가 주방향으로 또 경방향으로 서로 이간에서 3열이 되어 주방향으로 정연하게 배열되어 코일엔드군(16f),(16r)를 형성하고 있다.
계속해 금속제터미널을 사용한 고정자권선(16)의 결선구조에 대해 도 4내지 도 6을 참조하면서 설명한다.
금속제터미널(50)는 a상 인출선(51a), b상 인출선(51b), c상 인출선(51b) 및 중성점 인출선(52)이 절연성수지(53)에 의해 일체로 성형되어 구성되어있다.
그리고, a상 인출선(51a)에는 2개의 접속편(51a1),(51a2)가 일체로 형성되어있다. 또 b상 인출선(51b)에는 2개의 접속편(51b1),(51b2)가 일체로 형성되어있다.
또 C상 인출선(51C)에는 2개의 접속편(51C1),(52C2)가 일체로 형성되어있다. 또 중성 인출선(52)에는 6개의 접속편(51a1),(51a2),(52b1),(52b2),(52c1),(52c2)가 일체로 형성되어있다.
그리고, a상의 고정자권선군(161)을 구성하는 제 5 및 제 2 권선(35),(32)의 절단단(35a),(32b)가 각각 접속편(51a1),(52a2)에 용접되고 a상의 고정자권선군 (161)을 구성하는 제 1 및 제 6 권선(31),(36)의 절단단(31b),(36a)가 각각 접속편 (52a1),(52a2)에 용접되어있다. 또 b상의 고정자권선군(161)을 구성하는 제 5 및 제 2 권선(35),(32)의 절단단(35a),(32b)가 각각 접속편(51b1),(51b2)에 용접되고, b상의 고정자권선군(161)을 구성하는 제 1 및 제 6 권선(31),(36)의 절단단(31b),(36a)이 각각 접속편(52b1),(52b2)에 용접되어있다. 또 C상의 고정자권선군(161)을 구성하는 제 5 및 제 2 권선(35),(32)의 절단단(35a),(32b)가 각각 접속편(51C1), (51C2)에 용접되고 C상의 고정자권선군(161)을 구성하는 제 1 및 제 6 권선(31), (36)의 절단단(31b),(36a)가 각각 접속편(52C1),(52C2)에 용접되어있다.
이로 인해, 각상의 고정자권선군(161)이 제 1,제 3 및 제 5 권선(31),(33), (35)의 제 1 직렬접속권선(162a)과 제 2, 제 4 및 제 6 권선(32),(34),(36)의 제 2 직렬접속권선(162b)을 병렬로 접속해서 구성된다.
또, 각상의 고정자권선군(161)의 중성점이 중성점 인출선(52)에 정돈되어 a상, b상 및 c상의 고정자권선군(160)이 교류결선(성형결선)된다.
그리고 금속제터미널(150)의 a상 인출선(51a), b상 인출선(51b), c상 인출선 (51c) 및 중성점 인출선(52)를 정류기(12)에 결선해서, 도 5에 표시되는 회로구성이 얻어진다.
여기서, 제 1내지 제 6 권선(31 ~ 36)은 각각 소선(30)을 6슬롯마다의 슬롯 (15a)에 슬롯깊이방향에 내층과 외층을 교호로 취하도록 파형상으로 권장되어있다. 그리고 제 2,제 4 및 제 6 권선(32),(34),(36)은 각각 제 1,제 3 및 제 5 권선 (31),(33),(35)에 대해 전기각으로 180°밀리게 해서 반전하도록 권장되어있다.
여기서 이와 같이 구성된 고정자권선(16)은 제 1 권선(31)으로 구성된 제 1 웨이브와인딩 권선군과 제 2 권선(32)으로 구성된 제 2 웨이브와인딩 권선군과의 쌍을 경방향으로 3쌍 나란히 배치한 것과 등가의 구성이 된다.
이 제 1 및 제 2 웨이브와인딩 권선군의 쌍은 12개의 연속도체선으로된 소선 (30)을 파형상으로 성형하면서 짜넣은 권선어셈블리로 제공된다.
이하, 이 권선어셈블리의 구조를 도 7내지 도 9를 참조하면서 설명한다.
도 7은 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 요부를 표시하는 사시도, 도 8은 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 배열을 설명하는 도면, 도 9는 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 권선어셈블리를 표시하는 도면이고, 도 9의 (a)는 그 단면도, 도 9의 (b)는 그 평면도이다.
소선(30)은 절연피막(49)이 피복된 장방형의 단면을 갖는 하나의 동연속선이 사용된다.
이 소선(30)은 도 7에 표시된 바와 같이 턴부(30a)에서 연결된 슬롯수납부위 로서의 직선부(30b)가 6슬롯피치(6p)로 배열된 평면상패턴으로 구부려 형성되고 있다.
그리고 인접한 직선부(30b)가 턴부(30a)에 의해 소선(30)의 폭(W)만큼 밀려져 있다.
이같은 패턴으로 형성된 2개의 소선(30)은 도 8에 표시된 바와 같이 6슬롯피치 어긋나게 해 직선부(30b)를 겹쳐 배열되어 소선쌍을 구성하고 있다.
이 소선쌍이 제 1 및 제 2 권선(31),(32)의 쌍에 상당하고 있다.
이 소선쌍이 1슬롯피치씩 밀리게 해 6쌍 배열되어서 도 9에 표시되는 권선어셈블리(39)를 구성하고 있다.
그리고, 소선(30)의 단부가 소선어셈블리(39)의 양단의 양측에 6개씩 연출되어있다.
또 턴부(30a)가 권선어셈블리(39)의 양측부에 정렬되어 배열되어있다.
이 권선어셈블리(39)를 3층으로 겹쳐서 고정자철심(15)의 슬롯(15a)에 권장함으로써 결선전의 고정자가 얻어진다. 그리고 도 4에 표시된 결선방법에 따라 각 소선(30)의 단부끼리를 결선해서 고정자권선(16)을 형성한다.
이와 같이 구성된 차량용 교류발전기에서는 전류가 배터리(도시 않음)로 부터 브러시(10) 및 슬립 링(9)을 통해서 회전자코일(13)에 공급되고 자속이 발생된다.
이 자속에 의해 한쪽의 폴코어(20)의 클로상자극(22)이 N극에 착자되고 다른 쪽의 폴코어(21)의 클로상자극(23)이 S극에 착자된다.
한편, 엔진의 회전토크가 벨트 및 풀리(4)를 통해서 샤프트(6)에 전달되고 회전자(7)가 회전된다.
그래서 고정자권선(16)에 회전자계가 부여되고 고정자권선(16)에 기전력이 발생한다.
이 교류의 기전력이 정류기(12)를 통해서 직류로 정류되는 동시에 정류기 (12)의 출력전압의 크기가 레귤레이터(18)에 의해 조정되고 배터리에 충전된다.
그리고, 리어측에서는 팬(5)의 회전에 의해 외기가 정류기(12)의 히트싱크 및 레귤레이터(18)의 히트싱크(17)에 각각 대향해서 설치된 흡기공(2a)을 통해서 흡입되고 샤프트(6)의 축을 따라 흘려서, 정류기(12) 및 레귤레이터(18)를 냉각하고, 그 후 팬 5에 의해 원심방향으로 구부려져서 고정자권선(16)의 리어측의 코일엔드군(16r)을 냉각하고, 배기공(2b)으로 부터 외부로 배출된다.
한편, 프론트측에서는 팬(5)의 회전에 의해 외기가 흡기공(1a)에서 축방향으로 흡입되고, 그 후 팬(5)에 의해 원심방향으로 구부려져서 고정자권선(16)의 프론트측의 코일엔드군(16f)을 냉각하고 배기공(1b)로 부터 외부로 배출된다.
이와 같이, 이 실시의 형태 1에 의하면 고정자권선(16)은 2개의 3상 교류권선군(160)을 구비하고 각 3상 교류권선(160)은 3개의 고정자권선군(161)을 교류결선해서 구성되어있다.
또, 각 고정자권선군(161)은 제 1내지 제 6 권선 31 ~ 36으로 구성되어있다.
그리고 제 1 권선(31)은 소선(30)을 6슬롯마다에 슬롯(15a)내의 1번지와 2번지를 교호로 채택하도록 파상으로 권장되어서 1턴의 권선에 구성되어있다.
즉, 제 1 권선(31)은 소선(30)을 6슬롯마다에 슬롯(15a)내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 채택하도록 웨이브와인딩된 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어있다.
또 제 2 권선(32)은 소선(30)을 6슬롯마다에 슬롯(15a)내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 채택하도록 파형상으로 또 제 1 권선(31)에 대해 전기각으로 180°밀리게해서 반전해서 권장되어 1턴의 웨이브와인딩 권선구성되어있다.
마찬가지로 제 3 및 제 4 권선(33),(34)이 각각 소선(30)을 6슬롯트 마다에 슬롯(15a)내의 3번지와 4번지를 교호로 채택하도록 파형상으로 권장되고 제 5 및 제 6 권선(35),(36)이 각각 소선(30)을 6슬롯마다에 슬롯(15a)내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 채택하도록 웨이브와인딩되어서 1턴의 웨이브와인딩 권선에 구성되어있다.
그리고 제 1,제 3 및 제 5 권선(31),(33),(35)를 직렬접속한 직렬접속권선 (162a)과 제 2,제 4 및 제 6 권선(32),(34),(36)을 직렬접속한 직렬접속권선(162b)을 병렬로 접속해서 고정자권선군(161)을 구성하고 있다.
이로서 고정자권선(16)이 웨이브와인딩 권선만으로 구성되어있으므로 겹쳐감기 권선과 웨이브와인딩 권선을 혼재시킨 종래기술에 비해 코일엔드의 높이를 낮게 할 수 있는 동시에, 코일엔드의 노출면적을 크게 할 수 있다.
그리고 코일엔드의 높이가 낮아지므로 소형화가 도모된다.
또 권선저항치가 작아지고 열손실이 작아지므로 고정자권선(16)에서의 발열량이 감소되고, 또 코일엔드의 누설 리엑턴스가 적어지고 고출력화가 도모된다.
또, 코일엔드의 노출면적이 커지므로 고정자권선(16)이 효율적으로 냉각되고 고정자권선(16)의 온도상승이 억제되고 고출력화가 도모된다.
또, 각각 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성된 6개의 권선으로 부터 3턴의 고정자권선군(161)을 형상할 수가 있다.
즉, (2m+1)쌍(m:자연수)의 웨이브와인딩 권선군을 권장함으로써, 홀수턴의 고정자권선군(161)을 형성할 수가 있다.
즉 고정자권선이 다수쌍의 웨이브와인딩 권선군으로 구성되고 있는 경우, 종래 각상의 고정자권선군(161)을 홀수턴으로 구성할 수 없었으나, 권선군을 2분할해서 병렬접속함으로써, 홀수턴을 각상의 고정자권선군(161)을 실현하고 있다.
또 턴수를 감소해도 소선의 편평도를 작게 할 수 있으므로, 소선의 성형성의 악화를 억제할 수 있다.
예를 들면, 4턴의 고정자권선군(161)으로 고정자권선(16)을 구성한 고정자에서 전기자반작용에 의해 고속회전역에서의 출력이 충분하지 않은 경우, 고정자권선 (161)의 턴수를 감소시키는 것이 하나의 대책이 된다.
이때, 홀수턴의 고정자권선군을 제작할 수 없다면, 그 턴의 고정자권선군을 사용하게 되나, 턴수를 대폭적으로 과도하게 내리면 저속회전역에서의 출력이 나지 않는다는 새로운 문제가 발생한다.
따라서 홀수턴의 고정자권선군을 제작할 수 있는 것은, 전기자반작용에 의해 고속회전역에서의 출력이 충분하지 않은 고정자권선에 대해 각상의 턴수를 1턴 감소시켜 대체할 수 있고, 저속회전역에서의 출력저하를 억제하면서 고속회전역에서의 출력증가를 실현할 수 있는 것을 의미하고 있다.
또 제 1 직렬접속권선(162a)이 제 1,제 3 및 제 5 권선(31),(33),(35)로 구성되고 제 2 직렬접속권선(162b)이 제 2,제 4 및 제 6 권선(32),(34),(36)으로 구성되어있으므로, 제 1 및 제 2 직렬접속권선(162a),(162a)는, 각각 내층, 중층, 및 외층의 권선으로 구성된다.
여기서, 냉각풍이 코일엔드를 통풍할 때에 제 1 및 제 2 직렬접속권선 (162a),(162b)는 균등하게 냉각되게 되어 고정자권선의 온도상승을 억제할 수가 있다.
또, 소선(30)이 연속선이므로, 소선에 도체세그먼트를 사용하는 종래기술에비해 용접장소가 현저하게 삭감된다. 그래서 번잡한 용접작업이 경감되고 작업성이 향상되는 동시에 용접불량의 발생도 현저하게 저감되고 높은 수율을 실현 할 수가 있다.
또 도체세그먼트의 단부끼리를 접합하는 경우, 도체세그먼트의 개방단측을 지그로 보존해서 용접이 되므로 접합측의 코일엔드 높이가 높아져 버린다.
이 실시의 형태 1에서는 소선(30)이 연속선이므로 코일엔드가 소선(30)의 턴부(30a)로 구성되고 코일엔드 형성에서의 용접이 불필요하게 되고 코일엔드의 높이를 낮게 할 수 있다.
또 웨이브와인딩 권선군의 쌍을 권선어셈블리(39)로 구성하고 있으므로, 고정자권선의 권장작업이 간소화되고 고정자의 조립성이 향상된다.
또 턴수를 증가하는 경우, 권선어셈블리(39)를 다층으로 겹쳐서 고정자철심으로 조립내장시키므로 대응할 수 있다.
또 U자상의 도체세그먼트를 사용하는 경우 도체세그먼트를 고정자철심의 일단측에서 슬롯내에 꽂을 필요가 있으므로, 도체세그먼트는 슬롯내에서 슬롯길이이상 이동하게 된다.
한편, 권선어셈블리(39)는 예를 들면 고정자철심의 내주측에서 슬롯내에 꽂게 되므로, 권선어셈블리(39)는 슬롯내에서 슬롯깊이이상 이동하는 일은 없다.
따라서, 고정자철심에의 조립시에 소선과 슬롯내벽면과의 스침으로 인한 절연피막의 손상의 발생하기 힘들고 우수한 절연성이 확보된다.
또, 금속제터미널(50)을 사용해서 각상의 고정자권선군(161)을 결선하고 있으므로 권선의 결선작업이 간소화된다. 또 금속제터미널(50)을 변경시킴으로써, 하나의 권선군 구성에서 턴수가 3턴과 6턴의 2종류의 고정자권선군을 갖는 고정자권선을 구성할 수가 있다.
즉 금속제터미널(50)에서 2개의 접속편(51a1),(51a2)를 a상 인출선(51a)에서 분리해서 일체로 형성하고, 접속편(52a2)를 중성점 인출선(52)에서 분리해서 a상 인출선(51a)에 일체로 형성하고, 2개의 접속편(51b1),(51b2)를 b상 인출선(51b)에서 분리해서 일체로 형성하고, 접속편(52b2)를 중성점 인출선(52)에서 분리해서 b상 인출선(51b)에 일체로 형성하고, 또 2개의 접속편(51c1),(51c2)를 c상 인출선(51c)에서 분리해서 일체로 형성하고, 접속편(52c2)를 중성점 인출선(52)에서 분리해서 c상 인출선(51c)에 일체로 형성함으로써 제 1내지 제 6 권선(31 ~ 36)이 직렬로 접속된 6턴의 고정자권선군이 구성된다.
또 이 고정자권선(16)에서는 각 소선(30)의 턴부(30a)가 주방향으로 또 경방향으로 서로 이간해서, 3열이 되어 주방향으로 정연하게 배열되어서 코일엔드군 (16f),(16r)를 구성하고 있으므로, 코일엔드군(16f),(16r)에서의 고정자철심(15)의 단면에서의 연출높이가 낮아진다.
이로써, 회전자(7)의 회전에 기인하는 바람소리를 저감시킬 수가 있다.
코일엔드의 코일의 누설리엑턴스가 감소하고 출력 효율이 향상된다.
또 이 고정자권선(16)에서는 각 소선(30)의 턴부(30a)가 주방향으로, 또 경방향으로 서로 이간해서 3열이 되어 주방향으로 정연하게 배열되어서 코일엔드군 (16f),(16r)를 구성하고 있으므로, 코일엔드군(16f),(16r)에서의 통풍저항이 주방향에서 균등해진다. 이로써 코일엔드군(16f),(16r)가 주방향에서 균일하게 냉각되고 고정자권선(16)의 온도상승이 억제된다.
또, 회전자(7)의 축단에 고착된 팬(5)에 의해 냉각풍이 코일엔드군(16f), (16r)에 송풍되도록 되어있으므로, 고정자권선(16)의 온도상승을 효과적으로 억제 할 수가 있다.
또, 제 1 및 제 2 직렬접속권선(162a),(162b)는 각각 내층, 중층, 및 외층의 권선으로 구성되어있으므로, 3개의 어셈블리(39)간에 생기는 제조상의 저항치 및 인덕틴스의 오차가 제 1 및 제 2 직렬접속권선(162a),(162b)에 균등하게 분산되고 제 1 및 제 2 직렬접속권선(162a),(162b)간의 저항치 및 인덕턴스의 차가 작게 억제된다.
이로써, 예를 들면 제 1 직렬접속권선(162a)를 흐른 전류의 일부가 제 2 직렬접속권선(162b)에 흐르는 것이 억제되므로, 제 1 직렬접속권선(162a)에서 제 2 직렬접속권선(162b)에 흐르는 순환전류에 기인하는 출력 저하가 억제된다.
또, 고정자권선군(161)이 3상분씩 성형결선되어서 2조의 3상 교류권선(160)을 형성하고, 96개의 슬롯(매극매상당 2의 슬롯수)으로부터 각각 연출하는 턴부(30a)가 주방향으로 정렬해서 배열되고, 각 3상 교류권선(160)이 각각 정류기(12)에 접속되어있다.
각 정류기(12)의 직류출력은 병렬로 접속되어 합성된다. 그리고 각 코일엔드군(16f),(16r)는 주방향으로 정렬되어 배열된 96개의 턴부(30a)를 중방향으로 3열로 나란히 해서 구성되고, 각 코일엔드군(16f),(16r)을 구성하는 턴부(30a)의 총수는 288개가 되므로, 냉각성이 극히 높아지고 고정자권선의 온도상승이 억제되고 고출력화가 도모된다.
또, 2조의 30도 위상 어긋나 있는 전류가 발생하므로, 코일엔드군내의 온도분포도 종래의 것에 비해 균일한 것이 되고, 고정자권선의 온도상승이 억제되고, 고출력화가 도모된다.
또, 2조의 정류기에 의해 정류되므로 정류다이오드 1개당의 손실이 종래에 비해 반감하므로 정류 다이오드의 온도도 낮아지고, 또 고출력화가 도모된다.
또 2조의 권선을 30도 위상차로 권장하므로써 발전기의 자기소음의 원인이 되는 고조파 기자력성분을 켄슬할 수 있는 것은 주지의 사실이나 본 실시의 형태와 같이 턴부(30a)를 경방향으로 3열로 정렬해서 배열함으로써 코일엔드의 강성을 높혀 자기소음을 더욱 저감한다는 효과도 있다.
실시의 형태 2.
상기 실시의 형태 1에서는 소선으로서 연속등선을 사용하는 것으로 하고 있으나 이 실시의 형태 2에서는 소선으로서 대략 U자상의 도체세그먼트를 사용하는 것으로 하고 있다.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 배열을 설명하는 사시도, 도 11은 본 발명의 실시의형태 2에 관한 차량용 교류발전기의 고정자를 표시하는 사시도이다. 또, 도 11에서는 유도선이 생략되어있다.
소선(40)에서 절연피막(49)이 피복된 장방형의 단면을 갖는 단척의 동선재가 사용되고, 슬롯수납부위로서의 한쌍의 직선부(40b)를 V자상의 턴부(40a)에서 연결한 대략 U자상으로 성형되어있다.
그리고, 소선(40)은 6슬롯(1자극피치)떨어진 각 조의 슬롯(15a)에 고정자철심(15)의 축방향의 일단측에서 3개씩 삽입되고, 고정자철심(15)의 축방향의 타단측에 연출한 개방단부(40c)측이 외부개방 상태로 구부려진다.
이때, 각 조의 슬롯(15a)내에서 하나의 소선(40)이 하나의 슬롯(15a)내의 1번지와 다른 슬롯(15a)내의 2번지에 삽입되고 다른 하나의 소선(40)이 하나의 소선 슬롯(15a)내의 3번지와 다른 슬롯(15a)내의 4번지에 삽입되고 또 하나의 소선(40)이 하나의 슬롯(15a)내의 5번지와 다른 슬롯(15a)내의 6번지에 삽입되어있다.
그리고, 소선(40)의 직선부(40b)가 각 슬롯(15a)내에 경방향에 관해서 일렬에 6개 배열되어있다.
그리고 고정자철심(15)의 타단측에서 하나의 슬롯(15a)의 1번지로부터 연출하는 개방단부(40c)가 6슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)의 2번지로부터 연출하는 개방단부(40c)에 접합되고 2개의 1턴의 웨이브와인딩 권선이 얻어진다.
이들 웨이브와인딩 권선은 상기 실시의 형태 1에서의 제 1 권선(31) 및 제 2 권선(32)에 상당하고 있다.
또 하나의 슬롯(15a)의 3번지에서 연출하는 개방단부(40c)가 6슬롯 떨어진다른 슬롯(15a)의 4번지에서 연출하는 개방단부(40c)에 접합되고, 2개의 1턴의 웨이브와인딩 권선이 얻어진다.
이들 웨이브와인딩 권선은 상기 실시의 형태 1에서의 제 3 권선(33) 및 제 4 권선(34)에 상당하고 있다.
또 하나의 슬롯(15a)의 5번지에서 연출하는 개방단부(40c)가 6슬롯 떨어진 다른 슬롯(15a)의 6번지에서 연출하는 개방단부(40c)에 접합되어 2개의 1턴의 웨이브와인딩선이 얻어진다.
이들, 웨이브와인딩 권선은 상기 실시의 형태 1에서의 제 5 권선(35) 및 제 6 권선(36)에 상당하고 있다.
이로써, 도 11에 표시된 바와 같이 각각 1턴의 웨이브와인딩 권선으로된 고정자권선(16A)이 고정자철심(15)에 권장된 고정자(8A)를 얻는다.
계속해 도 4에 표시된 결선방법에 따라, 각각 1턴의 웨이브와인딩 권선을 3개씩 직렬로 접속하고, 그 직렬접속권선을 병렬로 접속해서 3턴의 고정자권선군을 얻는다.
따라서, 이 실시의 형태 2에서도, 상기 실시의 형태 1과 같은 효과가 얻어진다.
또 이 실시의 형태 2에서는 소선(40)으로 대략 U자상의 도체세그먼트를 사용해서 웨이브와인딩 권선을 구성하고 있으므로, 도체세그먼트의 종류가 한 종류로 되고 3종류의 도체세그먼트를 사용하는 종래기술에 비해 생산성이 향상된다.
또, 턴부(40a)에서 구성되는 코일엔드가 경방향으로 1열로 나란히 되어있으므로 턴부(311a),(312a),(313a)로 구성되는 코일엔드부가 3층으로 겹쳐 있는 종래기술에 비해 코일엔드의 높이가 낮아지는 동시에 노출면적이 커진다.
그래서 종래기술에 비해 소형화 및 고출력화가 도모된다.
실시의 형태 3.
이 실시의 형태 3에서는 소선(45)으로 절연피막(49)이 피복된 원형단면을 갖는 하나의 동연속선을 사용하고 있다.
이 소선(45)는 도 12에 표시된 바와 같이 턴부(45a)에서 연결된 슬롯수납부위로서의 직선부(45b)가 6슬롯피치(69)로 배열된 평면상 패턴으로 구부려서 형성되어있다.
그리고 인접한 직선부(45b)가 턴부(45a)에 의해 소선(45)의 폭(W)만큼 밀려져 있다. 또 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어있다.
그래서 이 실시의 형태 3에의 하면 소선(45)이 원형단면을 갖고 있으므로 장방형단면을 갖는 소선(30)에 비해 구부림 가공성이 향상된다.
이로써, 턴부(45a)(코일엔드부)의 성형이 용이해지고 권선어셈블리(39)를 쉽게 제작하게 된다.
또 제 1내지 제 6 권선(31 ~ 36)의 절단단을 금속터미널(50)의 각 접속편에 용접할 때에 제 1내지 제 6 권선(31 ~ 36)의 절단단을 구부려서 접속편에 위치맞춤하는 작업이 쉬워지고 용접작업성이 향상된다.
또, 장방형 단면을 갖는 소선(36)을 사용하였을 때 권선어셈블리(39)의 성형공정이나 권선어셈블리(39)의 고정자철심(15)에의 장착공정에서 그 각부가 간섭해서 절연피막(49)의 손상을 일으키기 쉬우나, 이 실시의 형태 3에서는, 소선(45)이 원형단면을 갖고 있으므로 소선 끼리의 간섭에 기인하는 절연피막(49)의 손상발생을 억제 할 수 있고 절연성을 향상시킬 수가 있다.
또 상기 실시의 형태 3에서는 상기 실시의 형태 1에서 소선(30)을 원형단면을 갖는 동연속선을 대신하는 것으로 하고 있으나, 상기 실시의 형태 2에서 소선(40)을 원형단면을 갖는 도체세그먼트를 대신해도 같은 효과가 얻어진다.
실시의 형태 4.
이 실시의 형태 4에서는 도 13에 표시된 바와 같이 권선어셈블리(39)가 턴부(30a)의 축방향높이를 경방향높이를 경방향외측을 향해 점차 낮게 해서 경방향으로 3열로 배열되어 있는 것으로 하고 있다.
또 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어있다.
상기 실시의 형태 1에서는 권선어셈블리(39)가 턴부(30a)의 축방향높이를 같게 해서 경방향으로 3열로 배열되어있다.
그래서 제 1내지 제 6 권선(31 ~ 36)의 저항치는 거의 같아지고 제 1내지 제 6 권선(31 ~ 36)에서의 발열량도 거의 같아진다.
또 제 1내지 제 6 권선(31 ~ 36)은 팬(5)으로부터의 냉각풍에 의해 내층측에 위치하도록 냉각되게 된다.
이로써, 고정자권선(16)에는 경방향외측을 향해 온도가 점차 높아지는 온도분포가 생겨, 고정자권선(16)의 냉각성을 저하시킨다는 문제가 있다.
한편, 이 실시의 형태 4에서는 권선어셈블리(39)가 턴부(30a)의 축방향높이를 경방향외측을 향해 점차 낮아지도록 경방향으로 3열로 배열되어있으므로 제 1내지 제 6 권선(31 ~ 36)의 저항치는 경방향외측을 향해 점차 작아지고, 제 1내지 제 6 권선(31 ~ 36)의 발열량은 경방향내측일수록 커진다.
그래서 발열량이 큰 권선일수록 냉각되게 되어 고정자권선(16)의 경방향에서의 온도분포가 균일하게 되고 고정자권선(16)이 효율 좋게 냉각되게 된다.
실시의 형태 5.
이 실시의 형태 5에서는 도 14에 표시된 바와 같이 소선(40)이 턴부(40a)및 개방단부(40c)끼리의 접합부의 축방향높이를 경방향외측을 향해서 점차 낮게 해서 경방향으로 3열로 배열되어 있는 것으로 하고 있다. 또 다른 구성은 상기 실시의 형태 2와 같이 구성되어있다.
이 실시의 형태 5에서도 소선(40)의 턴부(40a) 및 개방단부(40c)끼리의 접합부가 그 축방향높이를 경방향외측을 향해 점차 낮아지도록 경방향으로 3열로 배열되어있으므로 상기 실시의 형태 4와 같은 효과가 얻어진다.
실시의 형태 6.
이 실시의 형태 6에서는 도 15에 표시된 바와 같이 경방향으로 3열로 배열된 권선어셈블리(39)의 정부간에 절연성수지(38)를 배치하는 것으로 되어있다.
또 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같게 구성되어있다.
이 실시의 형태 6에 의하면 제 1,제 3 및 제 5 권선(31),(33),(35)에서 구성된 제 1 직렬접속권선(162a)와 제 2 제 4 및 제 6 권선(32),(34),(36)에서 구성된 제 2 직렬접속권선(162b)가 절연성수지(38)를 통해서 접촉해 있고, 제 1 및 제 2 직렬접속권선(162a),(162b)에서 발생한 열이 절연성수지(38)를 통해서 서로 전달되고 제 1 및 제 2 직렬접속권선(162a),(162b)의 온도가 거의 같아진다. 이로써, 고정자권선의 코일엔드군(16f),(16r)의 온도분포가 균일화된다.
또 절연성수지(38)는 코일엔드군(16f),(16r)의 정부에 배치되어있으므로 코일엔드(16f),(16r)내를 경방향으로 유통하는 냉각풍 통로가 확보되어 냉각풍에 의한 냉각성의 악화가 억제된다.
실시의 형태 7.
이 실시의 형태 7은 도 16에 표시되는 바와 같이 절연피막(49)이 피복된 원형단면을 갖는 대략 U자상의 도체세그먼트(71),(72),(73)를 소선으로 사용하고 있다.
그리고 도체세그먼트(71),(72),(73)가 6슬롯 떨어진 각 조의 슬롯에 고정자철심의 축방향의 일단측에서 삽입되고 고정자철심의 축방향의 타단측으로 연출하는 단부끼리를 용접에 의해 접합해서 고정자철심의 주위를 4주하는 코일로 형성되어있다.
그리고 고정자철심의 축방향의 타단측에서 하나의 슬롯의 3번지에서 연출하는 도체세그먼트(73)의 단부(73c)가 6슬롯 떨어진 다른 슬롯의 4번지에서 연출하는 도체세그먼트(73)의 단부(73c)에 접합되어서, 슬롯당 1턴의 웨이브와인딩의 권선 (61),(63)을 2개 형성하고 있다.
또 하나의 슬롯의 1번지에서 연출하는 도체세그먼트(71)의 단부(71c)가 6슬롯 떨어진 다른 슬롯의 2번지에서 연출하는 도체세그먼트(72)의 단부(72c)에 접합되고 또 하나의 슬롯의 5번지에서 연출하는 도체세그먼트(72)의 단부(72c)가 6슬롯 떨어진 다른 슬롯의 6번지에서 연출하는 도체세그먼트(71)의 단부(71c)에 접합되어서 슬롯당 2턴의 겹쳐감기의 권선(62),(64)을 2개 형성하고 있다.
여기서 각 슬롯내에는 도체세그먼트(71),(72),(73)의 각 슬롯수납부로서의 직선부(71a),(72a),(73a)가 고정자철심의 경방향에 관해 일렬에 6개 배열되어있다.
또 고정자철심의 축방향의 일단측에서는, 도 17에 표시된 바와 같이 도체세그먼트(72)의 턴부(72b)가 도체세그먼트(73)의 턴부(73b)를 둘러싸고 도체세그먼트 (71)의 턴부(71b)가 도체세그먼트(72)의 턴부(72b)를 둘러싸고 있다. 그리고 턴부 (71b),(72b),(73b)가 축방향으로 층상, 3층이 되어 주방향으로 정연하게 배열되어 코일엔드군을 구성하고 있다.
한편, 고정자철심의 축방향의 타단측에서는, 도체세그먼트(72)의 단부(71c), (72c)의 접합부, 단부(73c),(73c)의 접합부 및 단부(72c),(71c)의 접합부가 도 17에 표시된 바와 같이 경방향으로 1열로 배열되어있다.
그리고 단부(71c),(72c),(73c)의 접합부가 3열이 되어 주방향으로 정연히 배열되어서 코일엔드군을 구성하고 있다.
그리고 도 18에 표시된 바와 같이 웨이브와인딩의 권선(61)과 겹쳐감기의 권선(62)을 직렬로 접속해서 3턴권선(163a)을 구성하고 웨이브와인딩의 권선(63)과 겹쳐감기의 권선(64)을 직렬로 접속해서 3턴권선(163b)을 구성하고 3턴권선(163a), (163b)을 병렬로 접속해서 3턴의 각상의 고정자권선군(161)을 구성하고 있다.
이와 같이, 구성된 고정자권선군(161)이 3상분씩 교류결선되어서 2조의 3상 교류권선(160)을 형성하고 각 3상 교류권선(160)이 각각 정류기(12)에 접속되어있다. 그리고 각 정류기(12)의 직류출력이 병렬로 접속되어 합성된다.
이 실시의 형태 7에서는 소선으로서 원형단면을 갖는 도체세그먼트(71), (72),(73)를 사용하고 있으므로 장방형단면을 갖는 소선에 비해 구부림가공성이 향상된다.
이로써, 턴부(71b),(72b),(73b)(코일엔드부)의 성형이 용이해지고, 도체세그먼트(71),(72),(73)를 쉽게 제작할 수 있게 된다.
또 도체세그먼트(71),(72),(73)의 단부측의 구부림가공이 쉬워지고 단부 (71c),(72c),(73c)끼리를 용접할 때 나아가서는 단부(71c),(72c),(73c)를 금속제터미널(50)의 각 접속편에 용접할 때에 도체세그먼트(71),(72),(73)의 단부측을 구부려서 단부(71c),(72c),(73c)의 위치맞춤작업이 쉬어지고 용접작업성이 향상된다.
또 장방형단면을 갖는 소선을 사용한 경우, 그 각부의 간섭해서 절연피막 (49)의 손상이 발생하기 쉬우나, 이 실시의 형태 7에서는 소선이 원형단면을 갖고 있으므로 소선끼리의 간섭에 기인하는 절연피막(49)의 손상의 발생을 억제할 수 있고 절연성을 향상시킬 수 있다.
또 코일엔드부를 구성하는 턴부(71b),(72b),(73b)가 축방향으로 층상이 되게 3층으로 나란히 하도록 형성되고 또 3층의 턴부(71b),(72b),(73b)가 주방향으로 균일하게 배열되어있으므로, 코일엔드군에서의 통풍저항이 주방향에서 균등해진다.
이로 인해, 코일엔드군이 주방향에서 균일하게 냉각되고 고정자권선의 온도상승이 억제된다.
또, 이 실시의 형태 7에서는 도체세그먼트(71),(72),(73)의 직선부(71a), (72a),(73a)가 슬롯의 각각에 슬롯깊이방향으로 1열에 6개 배열되고 또 슬롯외에서 6슬롯 떨어진 각 슬롯쌍의 슬롯깊이방향이 다른 층의 단부(71c),(72c),(73c)끼리가 접합되어서 2개의 3턴권선(163a),(163b)를 형성하고 3턴권선(163a),(163b)를 병렬로 접속해서 각상의 고정자권선군(161)을 구성하고 있다.
그리고 고정자권선군(161)을 3상분씩 교류결선(성형결선)해서 2조의 3상교류권선(160)을 구성하고 2조의 3상교류권선(160)의 교류출력을 각각 정류기(12)에 의해 독립해서 정류한 후, 합성해서 출력하도록 하고 있다.
여기서 고정자철심의 축방향의 일단측에서는 96개의 슬롯(매극매상당 2개의 슬롯수)에서 각각 연출하는 턴부(71b),(72b),(73b)가 축방향으로 3층이 되어 주방향에 정연하게 배열되어서 코일엔드군을 구성하고 있다.
한편, 고정자철심의 축방향의 타단측에서는, 96개의 슬롯으로부터 각각 연출하는 도체세그먼트(52)의 단부(71c),(72c),(73c)의 접합부가 경방향으로 3열로 나란히 주방향으로 정연하게 배열되어서 코일엔드군을 구성하고 있다.
즉 각 코일엔드군을 구성하는 턴부(71b),(72b),(73b) 및 단부(71c),(72c),(73c)의 접합부의 총수는 각각 288개가 되므로 냉각성이 극히 높아지고 고정자권선의 온도상승이 억제되고 고출력화가 도모된다. 또 2조의 30도 위상 어긋난 전류가 발생하므로 코일엔드군내의 온도분포도 종래의 것에 비해 균일한 것이 되고 고정자권선의 온도상승이 억제되고 고출력화가 도모된다.
또 2조의 정류기에 의해 정류되므로, 정류다이오드 1개당의 손실이 종래에 비해 반감하므로, 정류다이오드의 온도도 낮아지고 또 고출력화가 도모된다.
또 2조의 권선을 30도 위상차로 권장함으로써 발전기의 자기소음의 원인이 되는 고조파 기자력성분을 캔슬할 수 있는 것은 주지하는 바와 같으나, 본 실시의 형태와 같이 턴부(71b),(72b),(73b)를 3층으로 정렬해서 배열함으로써, 또 단부 (71c),(72c),(73c)의 접합부를 경방향으로 3열로 정렬해서 배열함으로써 코일엔드의 강성을 높여서, 자기소음을 더욱 저감한다는 효과도 있다.
여기서, 상기 실시의 형태 7에서는 겹쳐감기의 권선과 웨이브와인딩의 권선을 병렬접속해서 고정자권선의 각상의 권선을 형성하는 것으로 하고 있으나, 권선의 구성은 여기에 한정되는 것은 아니다.
또 상기 각 실시의 형태에서는 동재를 소선에 사용하는 것으로 설명하고 있으나, 소선은 동재에 한정되는 것은 아니고 예를 들면 알루미늄재라도 된다.
또 상기 각 실시의 형태에서는 차량용 교류발전기의 고정자권선에 적용하는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 다른 교류발전기나 전동기에 적용해도 같은 효과를 나타내는 것이다.
또 상기 각 실시의 형태에서는 전기자로서 작용하는 고정자에 적용하는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 전기자로서 작용하는 회전자에 적용할 수 있는 것은 말할 것도 없다.
본 발명은 이상과 같이 구성되어있으므로 아래에 기재되는 바와 같은 효과를 나타낸다.
본 발명에 의하면 축방향으로 뻗는 슬롯이 주방향으로 다수 설치된 전기자 철심과 이 전기자철심의 상기 슬롯에 권장된 전기자권선을 갖는 전기자를 구비한 회전전기에서 상기 전기자권선은, 소선을 소정 슬롯수마다에 슬롯내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 취하도록 웨이브상으로 권장해서 구성된 1턴의 제 1 권선이 1슬롯피치로 상기 소정 슬롯수와 같은 수만큼 배열해서된 제 1 웨이브와인딩 권선군과, 상기 소선을 상기 소정 슬롯수마다에 상기 슬롯내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 취하도록 웨이브상으로 또 상기 제 1 권선에 대해 전기각으로 180°밀려서 반전하도록 권장해서 구성된 1턴의 제 2 권선이 1슬롯피치로 상기 소정 슬롯수와 같은 개수가 배열되어서 된 제 2 웨이브와인딩 권선군이 각각의 상기 슬롯내에 슬롯깊이방향으로 상기 제 1 권선의 슬롯수납부위와 상기 제 2 권선의 슬롯수납부위를 교호로 또 1열에 나란히 되도록 n쌍(n:자연수) 배치되어서 구성되고 상기 전기자권선의 각상은 상기 소정 슬롯수마다의 슬롯으로 구성되는 동일 슬롯군에 권장되어 있는 2n개의 상기 제 1 및 제 2 권선을 n개씩 직렬로 결선해서 구성된 2개의 n턴의 직렬접속권선을 병렬로 접속해서 구성되어있다.
이로써, 코일엔드의 높이가 낮아지고 권선저항치가 작아지고 또, 코일엔드의 노출표면적이 커지므로 소형화 및 고출력화가 실현되는 회전전기가 얻어진다. 또 소선의 단면의 편평도를 극단적으로 크게 하지 않고 병렬권선을 구성할 수가 있다.
또 상기 2개의 직렬접속권선은 상기 동일슬롯군에 권장되어 있는 n개의 상기 제 1 권선을 직렬에 결선해서 구성된 n턴의 제 1 직렬접속권선과 상기 동일슬롯군에 권장되어 있는 n개의 상기 제 2 권선을 직렬에 결선해서 구성된 n턴의 제 2 직렬접속권선으로 구성되어있으므로, 제 1 직렬접속권선과 제 2직렬접속권선이 밸런스 좋게 냉각 되게되어 전기자권선의 냉각성을 향상시킬 수가 있다.
또 상기 n이 2m+1(m:자연수)이므로, 저속회전역에서의 출력의 저하를 억제하고 전기자반작용을 적게 해서 고속회전역에서의 출력을 향상시킬 수가 있다.
또 상기소선은 대략 U자상의 도체세그먼트이고, 상기 제 1 및 제 2 권선은 각각 다수의 상기 도체세그먼트의 개방단끼리를 접합해서 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어있으므로, 코일엔드의 높이가 낮아지고 또 코일엔드의 노출면적이 커지고 고출력화 및 소형화가 도모되는 동시에 형상이 다른 도체세그먼트를 다수 준비할 필요가 없고 생산성을 향상할 수 있다.
또 상기 소선은 연속도체선이고 상기 제 1 및 제 2 권선은 각각 하나의 상기 연속도체선으로 1턴의 웨이브와인딩 권선으로 구성되어있으므로 접합장소가 현저하게 삭감되고 생산성 및 수율의 향상을 시킬 수 있고 코일엔드의 높이가 낮아지고, 또 코일엔드의 노출면적이 커지고 고출력화 및 소형화가 도모된다.
또 상기 제 1 및 제 2 웨이브와인딩 권선군의 각 쌍의 각각 다수의 상기 제1 및 제 2 권선을 집합한 권선어셈블리로 구성되어있으므로 전기자철심에의 내장시킬 때에 절연피막의 손상발생이 억제되고 절연성이 확보되는 동시에, 턴 수의 증가에도 쉽게 대응할 수 있다.
또 상기 소선은 대략원형단면을 갖는 도체이므로, 소선의 성형성이 쉬워지는 동시에 소선끼리의 간섭에 기인하는 절연피막의 손상발생이 억제된다.
또 상기 전기자권선의 각상을 구성하는 상기 2개의 직렬접속권선이 금속제터미널을 통해서 결선되어있으므로, 결선작업이 쉬워진다.
또 상기 전기자철심은 적층철심으로 된 원통상의 고정자철심이고, 상기 고정자철심의 내부에 동축으로 배치된 회전주방향을 따라 NS극을 형성하는 회전자와 상기 회전자의 축방향단부에 고착된 팬을 구비하고 냉각풍이 상기 팬의 회전에 의해 상기 전기자권선의 코일엔드부에 송풍되도록 하였으므로 고정자권선의 냉각성이 향상된다.
또 상기 제 1 웨이브와인딩 권선군과 상기 제 2 웨이브와인딩 권선군과의 n쌍은 상기 고정자철심으로부터의 축방향연출높이가 경방향외측으로 향해서 점차 낮게 되므로 고정자권선의 경방향의 온도분포가 균일화된다.
또 축방향으로 뻗는 슬롯이 주방향으로 다수 설치된 전기자철심과 이 전기자철심의 상기 슬롯에 권장된 전기자권선을 갖는 전기자를 구비한 회전전기에서, 상기 슬롯은 상기 전기자철심에 매극당 매상당 2개 형성되고 상기 전기자권선은 각상의 권선을 교류결선해서 되는 2조의 교류권선으로 구성되고 상기 각상의 권선은 소선의 상기 슬롯의 각각에 슬롯깊이방향에 2n개(n:자연수)배열되고 또 슬롯외에서소정 슬롯수 떨어진 각 슬롯쌍의 슬롯깊이방향이 다른 층끼리를 연결하도록 권장되어서 구성된 2조의 n턴권선을 병렬로 접속해서 구성되고 또 상기 2조의 교류권선의 교류출력이 각각 제 1 및 제 2의 정류기에 의해 독립해서 정류된 후 합성되어서 출력되게 구성되어있으므로 고출력의 회전전기가 얻어진다.
또 상기 전기자철심의 적어도 일단측에서 소정 슬롯수 떨어진 각 슬롯쌍의 슬롯깊이방향이 다른 층끼리를 연결하는 상기 소선의 코일엔드부가 경방향으로 n열 나란히 하도록 형성되고 또 n열의 상기 코일엔드부의 축방향높이가 경방향외측을 향해 점차 낮게 되어있으므로 전기자권선의 경방향의 온도분포가 균일화된다.
또 상기 전기자철심의 적어도 일단측에서 소정 슬롯수 떨어진 각 슬롯쌍의 슬롯깊이방향이 다른 층끼리를 연결하는 상기 소선의 코일엔드부가 경방향으로 n열 나란히 하도록 형성되고 또 n열의 상기 코일엔드부가 주방향으로 대략 균일화게 배열되어있으므로 코일엔드군에서의 통풍저항이 주방향에서 균등해지고 코일엔드군이 주방향에서 균일하게 냉각되고 전기자권선의 온도상승이 억제된다.
또 상기 전기자철심의 적어도 일단측에서 소정 슬롯수 떨어진 각 슬롯쌍의 슬롯깊이방향이 다른 층끼리를 연결하는 상기 소선의 코일엔드부가 축방향으로 층상으로 n층 나란히 하도록 형성되고 또 n층의 상기 코일엔드부가 주방향으로 대략 균일하게 배열되어있으므로 코일엔드군에서의 통풍저항이 주방향에서 균등해지고 코일엔드군이 주방향에서 균일하게 냉각되어 전기자권선의 온도 상승이 억제된다.
또 상기 소선이 대략 U자상의 도체세그먼트로 구성되어있으므로 권선저항치의 저감, 코일엔드의 정렬화 및 고밀도화가 도모된다.
또 상기 소선이 연속도체선으로 구성되어있으므로 접합개소가 현저히 삭감되고 생산성 및 수율을 향상시킬 수가 있다.
또 상기 전기자철심의 적어도 일단측에서, 상기 각상의 권선을 구성하는 2조의 상기 n턴권선간에 절연성수지를 개재시키고 있으므로 n턴권선간의 온도차가 적어지고 전기자권선의 온도분포가 균일화된다.

Claims (3)

  1. 축방향으로 뻗는 슬롯이 주방향으로 다수 설치된 전기자철심과 이 전기자철심의 상기 슬롯에 권장된 전기자권선을 갖는 전기자를 구비한 회전전기에서, 상기 전기자권선은, 소선을 소정 슬롯수마다에 슬롯내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층으로 교호로 채택하도록 웨이브상으로 권장해서 구성된 1턴의 제 1 권선이 1슬롯피치로 상기 소정 슬롯수와 같은 개수만큼 배열해서된 제 웨이브와인딩 권선군과, 상기 소선을 상기 소정 슬롯수마다에 상기 슬롯내에서 슬롯깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 채택하도록 웨이브상으로 또 상기 제 1 권선에 대해 전기각으로 180°밀려서 반전하도록 권장해서 구성된 1턴의 제 2 권선이 1슬롯피치에서 상기 소정 슬롯수와 같은 개수만큼 배열해서된 제 2 웨이브와인딩 권선군이 각각의 상기 슬롯내에 슬롯깊이방향으로 상기 제 1 권선의 슬롯수납부위와 상기 제 2 권선의 슬롯수납부위를 교호로 또 1열로 나란히 하도록 n쌍(n:자연수)배치되어 구성되고 상기 전기자권선의 각상은 상기 소정 슬롯수마다의 슬롯으로 구성되는 동일슬롯군에 권장되어 있는 2n개의 상기 제 1 및 제 2 권선을 n개씩 직렬로 결선해서 구성된 2개의 n턴의 직렬접속권선을 병렬로 접속해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전전기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 2개의 직렬접속권선은, 상기 동일슬롯군에 권장되어있는 n개의 상기 제 1 권선을 직렬에 결선해서 구성된 n턴의 제 1 직렬접속권선과 상기 동일슬롯군에 권장되어 있는 n개의 상기 제 2 권선을 직렬에 결선해서 구성된 n턴의 제 2 직렬접속권선으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전전기.
  3. 축방향으로 뻗은 슬롯이 주방향으로 다수 설치된 전기자철심과 이 전기자철심의 상기 슬롯에 권장된 전기자권선을 갖는 전기자를 구비한 회전전기에서, 상기 슬롯은 상기 전기자철심에 매극매상당 2개 형성되고 상기 전기자권선은 각상의 권선을 성형결선해서된 2개조의 교류권선으로 구성되고, 상기 각상의 권선은 소선이 상기 슬롯의 각각에 슬롯깊이방향으로 2n개(n:자연수) 배열되고 또 슬롯외에서 소정 슬롯수만큼 떨어진 각 슬롯쌍의 슬롯깊이방향이 다른 층끼리를 연결하도록 권장되어 구성된 2조의 n턴권선을 병렬로 접속해서 구성되고, 또 상기 2조의 교류권선의 교류출력이 각각 제 1 및 제 2의 정류기에 의해 독립해서 정류된 후 합성되어 출력되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전전기.
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