KR101827690B1 - 회전 전기 기기 - Google Patents

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Abstract

이 회전 전기 기기에서는, 제1 동심 권취 코일, 제2 동심 권취 코일, 제3 동심 권취 코일 및 제4 동심 권취 코일은 각각, 코일 중심이, 자극에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 타방측 동심 권취 코일을 갖는다.

Description

회전 전기 기기 {ROTATING ELECTRICAL MACHINE}
본 발명은, 회전 전기 기기에 관한 것이다.
종래, 서로 병렬로 접속된 동상의 동심 권취 코일을 구비하는 회전 전기 기기가 알려져 있다.
종래에는, 환선이 동심 권취됨으로써 형성되고, 서로 병렬로 접속된 복수의 동심 권취 코일(예를 들어, 제1 환선 동심 권취 코일∼제4 환선 동심 권취 코일)이 알려져 있다. 여기서, 제1 환선 동심 권취 코일∼제4 환선 동심 권취 코일은 각각, 서로 직렬로 접속된 복수의 코일(이하, 코일 부분이라고 칭함)을 포함하고 있다. 그리고, 제1 환선 동심 권취 코일∼제4 환선 동심 권취 코일은, 제1 환선 동심 권취 코일의 복수의 코일 부분, 제2 환선 동심 권취 코일의 복수의 코일 부분, 제3 환선 동심 권취 코일의 복수의 코일 부분 및 제4 환선 동심 권취 코일의 복수의 코일 부분의 순(즉, 인극 권취)으로, 스테이터 코어의 슬롯에 배치되어 있었다.
여기서, 로터의 축의 중심과 스테이터의 축의 중심이 어긋난 경우 등에 있어서는, 로터에 설치된 영구 자석과, 제1 환선 동심 권취 코일∼제4 환선 동심 권취 코일 각각의 위치 관계가 불균등해지는 경우가 있다. 이 때문에, 동심 권취 코일 내에 있어서 순환 전류가 발생하여, 노이즈나 진동이 발생하는 등의 문제가 있었다.
이 문제를 해소하기 위해, 종래에는, 제1 환선 동심 권취 코일의 하나의 코일 부분, 제2 환선 동심 권취 코일의 하나의 코일 부분, 제3 환선 동심 권취 코일의 하나의 코일 부분 및 제4 환선 동심 권취 코일의 하나의 코일 부분의 순으로 스테이터 코어의 슬롯에 배치하는 것(격극 권취)이 행해지고 있었다. 이에 의해, 영구 자석과, 제1 환선 동심 권취 코일∼제4 환선 동심 권취 코일 각각의 위치 관계의 불균등이 해소되어, 동심 권취 코일 내에서의 순환 전류에 기인하는 노이즈나 진동의 발생이 저감되고 있었다.
또한, 종래, 평각도선이 동심 권취된 동심 권취 코일을 구비하는 회전 전기 기기가 알려져 있다. 이러한 회전 전기 기기는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2012-125043호 공보에 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2012-125043호 공보에서는, 평각도선이 동심 권취된 제1 동심 권취 코일 및 제2 동심 권취 코일을 구비하는 모터가 개시되어 있다. 제1 동심 권취 코일은, 권회된 인접하는 평각도선의 사이에, 제2 동심 권취 코일의 평각도선이 삽입 가능하도록 간극을 가진 상태에서 평각도선이 권회되어 있다. 즉, 일본 특허 공개 제2012-125043호 공보에서는, 스테이터 코어의 하나의 슬롯에, 제1 동심 권취 코일의 평각도선과 제2 동심 권취 코일의 평각도선이 스테이터 코어의 반경 방향을 따라 교대로 배치되어 있다.
일본 특허 공개 제2012-125043호 공보
그러나, 일본 특허 공개 제2012-125043호 공보의 모터에서는, 하나의 슬롯 내에, 제1 동심 권취 코일의 평각도선과 제2 동심 권취 코일의 평각도선이 혼재하므로, 영구 자석과, 제1 동심 권취 코일 및 제2 동심 권취 코일 각각의 위치 관계의 불균등을 해소하도록, 격극 권취를 행하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 평각도선이 동심 권취된 동심 권취 코일을 구비하는 회전 전기 기기에 있어서, 동심 권취 코일 내에서의 순환 전류에 기인하는 노이즈나 진동의 저감이 요망되고 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 하나의 목적은, 평각도선이 동심 권취된 동심 권취 코일을 구비하는 회전 전기 기기에 있어서, 동심 권취 코일 내에서의 순환 전류에 기인하는 노이즈나 진동의 발생을 저감시키는 것이 가능한 회전 전기 기기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 국면에 있어서의 회전 전기 기기는, 영구 자석이 설치되는 로터 코어와, 로터 코어와 반경 방향으로 대향하도록 배치되고, 복수의 슬롯이 설치되는 스테이터 코어와, 스테이터 코어의 슬롯에 배치되고, 평각도선이 동심 권취된 동심 권취 코일을 구비하고, 동심 권취 코일은, 서로 병렬로 접속된 동상의 제1 동심 권취 코일, 제2 동심 권취 코일, 제3 동심 권취 코일 및 제4 동심 권취 코일을 포함하고, 제1 동심 권취 코일, 제2 동심 권취 코일, 제3 동심 권취 코일 및 제4 동심 권취 코일은 각각, 코일 중심이, 자극의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 타방측 동심 권취 코일을 갖는다.
본 발명의 일 국면에 의한 회전 전기 기기에서는, 상기한 바와 같이 제1 동심 권취 코일, 제2 동심 권취 코일, 제3 동심 권취 코일 및 제4 동심 권취 코일은 각각, 코일 중심이, 자극의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 타방측 동심 권취 코일을 갖는다. 이에 의해, 동심 권취 코일이, 자극의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측으로만, 또는 타방측으로만 치우치는 것이 방지되므로, 영구 자석과 동심 권취 코일의 위치 관계의 불균등을 해소할 수 있다. 그 결과, 평각도선이 동심 권취된 동심 권취 코일을 구비하는 회전 전기 기기에 있어서, 동심 권취 코일 내에서의 순환 전류에 기인하는 노이즈나 진동의 발생을 저감할 수 있다. 또한, 동심 권취 코일 내에서의 순환 전류에 기인하는 회전 전기 기기의 토크에의 악영향을 저감할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 평각도선이 동심 권취된 동심 권취 코일을 구비하는 회전 전기 기기에 있어서, 동심 권취 코일 내에서의 순환 전류에 기인하는 노이즈나 진동의 발생을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 회전 전기 기기의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 Y 결선된 3상의 동심 권취 코일의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 U상의 동심 권취 코일이 슬롯에 배치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 부분 확대도에 있어서, 제1 동심 권취 코일만을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 부분 확대도이다.
도 6은 도 3의 부분 확대도에 있어서, 제1∼제4 동심 권취 코일의 배치 상태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
[본 실시 형태]
(회전 전기 기기의 구조)
도 1∼도 6을 참조하여, 본 실시 형태에 의한 회전 전기 기기(100)의 구조에 대해 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 회전 전기 기기(100)는, 로터 코어(10)를 구비하고 있다. 로터 코어(10)에는, 원주 방향을 따라 복수(예를 들어, 16개)의 영구 자석(11)이 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 복수의 영구 자석(11)은, 로터 코어(10)의 원주 방향을 따라 대략 등각도 간격(약 22.5도 간격)으로 설치되어 있다.
또한, 회전 전기 기기(100)는, 스테이터 코어(20)를 구비하고 있다. 스테이터 코어(20)는, 로터 코어(10)와 반경 방향으로 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 스테이터 코어(20)에는, 복수(예를 들어, 96개)의 슬롯(21)이 설치되어 있다. 또한, 인접하는 슬롯(21) 사이에는, 티스(22)가 설치되어 있다.
또한, 회전 전기 기기(100)는, 평각도선이 동심 권취된 동심 권취 코일(30)을 구비하고 있다. 동심 권취 코일(30)은, 스테이터 코어(20)의 슬롯(21)에 배치되어 있다.
여기서, 동심 권취 코일(30)이라 함은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 소정의 슬롯(21)에 수용되는 제1 슬롯 수용부(30a)와, 소정의 슬롯(21)과는 상이한 슬롯(21)에 수용되는 제2 슬롯 수용부(30b)가, 코일 엔드의 축방향의 일방측의 제1 코일 엔드부(30c)와, 코일 엔드의 축방향의 타방측의 제2 코일 엔드부(30d)를 통해, 연속해서 권회되는 코일이다. 구체적으로는, 동심 권취 코일(30)이라 함은, 제1 슬롯 수용부(30a), 제1 코일 엔드부(30c), 제2 슬롯 수용부(30b) 및 제2 코일 엔드부(30d)가 연속해서 하나의 도선에 의해 권회되어 있는 코일이다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 동심 권취 코일(30)은, U상의 동심 권취 코일(40)과, V상의 동심 권취 코일(50)과, W상의 동심 권취 코일(60)을 포함한다. 또한, U상의 동심 권취 코일(40)은, 서로 병렬로 접속된 U상의 제1 동심 권취 코일(41), 제2 동심 권취 코일(42), 제3 동심 권취 코일(43) 및 제4 동심 권취 코일(44)을 포함한다. 또한, V상의 동심 권취 코일(50)은, 서로 병렬로 접속된 V상의 제1 동심 권취 코일(51), 제2 동심 권취 코일(52), 제3 동심 권취 코일(53) 및 제4 동심 권취 코일(54)을 포함한다. 또한, W상의 동심 권취 코일(60)은, 서로 병렬로 접속된 W상의 제1 동심 권취 코일(61), 제2 동심 권취 코일(62), 제3 동심 권취 코일(63) 및 제4 동심 권취 코일(64)을 포함한다. 그리고, 본 실시 형태에서는, U상의 동심 권취 코일(40), V상의 동심 권취 코일(50) 및 W상의 동심 권취 코일(60)은 Y 결선되어 있다.
또한, U상의 동심 권취 코일(40), V상의 동심 권취 코일(50) 및 W상의 동심 권취 코일(60)은, 마찬가지의 구성에 의해 슬롯(21)에 배치되어 있다. 그래서, 이하에서는, U상의 동심 권취 코일(40)에 대해 설명한다.
(U상의 동심 권취 코일의 구조)
<제1 동심 권취 코일의 구조>
도 3 및 도 4를 참조하여, 제1 동심 권취 코일(41)(도 3 및 도 4의 실선으로 나타내어진 코일)에 대해 설명한다. 도 4에서는, U상의 동심 권취 코일(40) 중, U상의 제1 동심 권취 코일(41)만 나타나 있다. 또한, 도 4의 (a)에서는, 슬롯(21)과, 슬롯(21)에 배치되는 제1 동심 권취 코일(41)을 나타내고 있다. 또한, 도 4의 (b)에서는, 자극(70)의 중심(이점 쇄선)과, 자극(70)의 중심(A1, A2, A3)에 대한 코일 중심(C11, C12) 및 접속 중심(C2, C3)의 위치를 나타내고 있다. 또한, 도 4의 (c)에서는, 슬롯(21)에 배치되는 평각도선으로 형성된 제1 동심 권취 코일(41)을 나타내고 있다. 또한, 도 4의 (c)에서는, 슬롯(21)에 대한 영구 자석(11)의 위치 관계가 나타나 있다. 또한, 도 4의 (c)의 슬롯(21)의 번호는, 슬롯 번호를 나타내고 있다.
또한, 코일 중심(C11, C12)이라 함은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 동심 권취 코일(30)에 있어서, 소정의 슬롯(21)에 수용되는 제1 슬롯 수용부(30a)와, 소정의 슬롯(21)과는 상이한 슬롯(21)에 수용되는 제2 슬롯 수용부(30b)의 원주 방향의 중앙을 지나는 축 방향을 따른 선분을 의미한다. 본 실시 형태에서는, 동심 권취 코일(30)이 대략 육각 형상을 가지므로, 제1 코일 엔드부(30c) 및 제2 코일 엔드부(30d)의 굴곡부가 코일 중심으로 되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 어디까지나 소정의 슬롯(21)에 수용되는 제1 슬롯 수용부(30a)와, 소정의 슬롯(21)과는 상이한 슬롯(21)에 수용되는 제2 슬롯 수용부(30b)의 원주 방향의 중앙을 지나는 축 방향을 따른 선분을 의미한다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 동심 권취 코일(41)은, 코일 중심(C11)이, 제1 자극(71)의 중심(A1)에 대해, 원주 방향의 일방측(X1 방향측)에 위치하는 일방측 동심 권취 코일(41a)과, 제3 자극(73)의 중심(A3)에 대해 원주 방향의 타방측(X2 방향측)에 위치하는 타방측 동심 권취 코일(41b)을 갖는다. 이하, 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에서는, 제1 동심 권취 코일(41)의 대표적인 부분(하나의 일방측 동심 권취 코일(41a), 후술하는 하나의 제1 접속부(41c), 하나의 타방측 동심 권취 코일(41b) 및 후술하는 하나의 제2 접속부(41d))에 대해 설명하지만, 다른 부분도 마찬가지로 구성되어 있다.
자극의 중심에 대해 설명한다. 먼저, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상이한 동심 권취 코일(30)로 이루어지는 복수의 상(예를 들어, 3상이면, U상, V상 및 W상으로 이루어지는 3개의 상) 중의, 동일한 상의 동심 권취 코일이 인접하는 슬롯(21)에 수용되는 제1 슬롯 수용부(30a)를 각각 가짐과 함께, 원주 방향으로 소정의 간격을 둔 인접하는 슬롯(21)에 각각 수용되는 제2 슬롯 수용부(30b)를 갖고, 제1 슬롯 수용부(30a) 및 제2 슬롯 수용부(30b)가 동일한 도선에 의해 연속해서 권회되는, 원주 방향으로 인접하는 동일한 상의 동심 권취 코일(30)인, 제1 동심 권취 코일(301) 및 제2 동심 권취 코일(302)이 있다. 그리고, 자극의 중심(A1)이라 함은, 원주 방향으로 인접하는 동일한 상의 동심 권취 코일(301) 및 제2 동심 권취 코일(302)의 각각의 코일 중심의 원주 방향의 중앙을 지나는 축 방향을 따른 선분을 의미한다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 자극의 중심(A2)이라 함은, 제1 동심 권취 코일(301)이 또한 원주 방향으로 이격된 슬롯(21)에 수용되는 동일한 상의 제1 동심 권취 코일(303)과 제1 접속부(41c)를 통해 접속되고, 제1 접속부(41c)를 포함한 동심 권취 코일의 중심끼리의 원주 방향의 중앙을 지나는 축 방향을 따른 선분을 의미한다.
일방측 동심 권취 코일(41a)은, 슬롯 번호 24인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 18인 슬롯(21)에 배치되어 있다. 즉, 일방측 동심 권취 코일(41a)이 배치되는 슬롯(21)의 피치는, 6이다. 타방측 동심 권취 코일(41b)은, 슬롯 번호 13인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 7인 슬롯(21)에 배치되어 있다. 즉, 타방측 동심 권취 코일(41b)이 배치되는 슬롯(21)의 피치는, 6이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 일방측 동심 권취 코일(41a)의 코일 중심(C11)은, 인접하는 3개의 제1 자극(71), 제2 자극(72) 및 제3 자극(73) 중, 제1 자극(71)의 중심(A1)의 일방측(X1 방향측)에 위치한다. 즉, 제1 자극(71)의 중심(A1)(슬롯 번호 22와 슬롯 번호 21 사이의 위치)으로부터 X1 방향측으로 대략 1/2 슬롯분 어긋난 슬롯 번호 21인 슬롯(21)에 위치한다.
또한, 타방측 동심 권취 코일(41b)의 코일 중심(C12)은, 제3 자극(73)의 중심(A3)의 타방측(X2 방향측)에 위치한다. 즉, 제3 자극(73)의 중심(A3)(슬롯 번호 10과 슬롯 번호 9 사이의 위치)으로부터 X2 방향측으로 대략 1/2 슬롯분 어긋난 슬롯 번호 10인 슬롯(21)에 위치한다.
또한, 일방측 동심 권취 코일(41a)과 타방측 동심 권취 코일(41b)을 접속하는 제1 접속부(41c)가 설치되어 있다. 그리고, 제1 접속부(41c)는, 슬롯 번호 18인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 13인 슬롯(21)에 걸쳐 있도록 배치되어 있다. 즉, 제1 접속부(41c)가 배치되는 슬롯(21)의 피치는, 5이다. 그리고, 일방측 동심 권취 코일(41a)과 타방측 동심 권취 코일(41b)을 접속하는 제1 접속부(41c)의 접속 중심(C2)은, 제2 자극(72)의 중심(A2)(슬롯 번호 16과 슬롯 번호 15 사이의 위치)에 위치한다.
그리고, 본 실시 형태에서는, 일방측 동심 권취 코일(41a), 제1 접속부(41c) 및 타방측 동심 권취 코일(41b)의 조(41e)는, 원주 방향을 따라 복수 조(4조) 배치되어 있다. 또한, 제1 동심 권취 코일(41)은, 인접하는 조(41e) 중 한쪽 조(41e)의 타방측 동심 권취 코일(41b)과, 다른 쪽 조(41e)의 일방측 동심 권취 코일(41a)을 접속하는 제2 접속부(41d)를 포함한다. 제2 접속부(41d)는, 제1 접속부(41c)의 길이와 상이한 길이를 갖는다. 구체적으로는, 제2 접속부(41d)는, 슬롯 번호 31인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 24인 슬롯(21)에 걸쳐 있도록 배치되어 있다. 즉, 제2 접속부(41d)가 배치되는 슬롯(21)의 피치는, 7이다. 즉, 제2 접속부(41d)의 길이(피치 7)는, 제1 접속부(41c)의 길이(피치 5)보다 길다. 또한, 제2 접속부(41d)의 접속 중심 C3은, 제4 자극(74)의 중심 A4(슬롯 번호 28과 슬롯 번호 27 사이의 위치)에 위치한다.
그리고, 제1 동심 권취 코일(41)에서는, 제1 동심 권취 코일(41)의 전체 영역에 걸쳐, 일방측 동심 권취 코일(41a), 제1 접속부(41c), 타방측 동심 권취 코일(41b), 제2 접속부(41d)가 이 순서로 배치되도록 구성되어 있다.
<제2∼제4 동심 권취 코일의 구조>
제2 동심 권취 코일(42), 제3 동심 권취 코일(43) 및 제4 동심 권취 코일(44)은 각각, 제1 동심 권취 코일(41)과 마찬가지의 구성을 갖는다. 즉, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제2 동심 권취 코일(42)(도 5의 파선으로 나타내어진 코일)은, 일방측 동심 권취 코일(42a)과, 타방측 동심 권취 코일(42b)과, 제1 접속부(42c)와, 제2 접속부(42d)를 포함한다. 또한, 제3 동심 권취 코일(43)(도 5의 일점 쇄선으로 나타내어진 코일)은, 일방측 동심 권취 코일(43a)과, 타방측 동심 권취 코일(43b)과, 제1 접속부(43c)와, 제2 접속부(43d)를 포함한다. 또한, 제4 동심 권취 코일(44)(도 5의 점선으로 나타내어진 코일)은, 일방측 동심 권취 코일(44a)과, 타방측 동심 권취 코일(44b)과, 제1 접속부(44c)와, 제2 접속부(44d)를 포함한다.
이하, 도 6을 참조하여, 제2 동심 권취 코일(42), 제3 동심 권취 코일(43) 및 제4 동심 권취 코일(44)의 대표적인 부분에 대해 구체적으로 설명한다. 또한, 도 6의 (c)에서는, 제1 동심 권취 코일(41)∼제4 동심 권취 코일(44)의 배치 상태를 모식적으로 나타내고 있다. 또한, 복수의 슬롯(21)에 걸쳐 있도록 배치되는 일방측 동심 권취 코일 및 타방측 동심 권취 코일을 「타원」으로 나타내고, 제1 접속부 및 제2 접속부를 「직선」으로 나타내고 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 제2 동심 권취 코일(42)의 일방측 동심 권취 코일(42a)은 슬롯 번호 36인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 30인 슬롯(21)(6 피치)에 배치되어 있다. 타방측 동심 권취 코일(42b)은, 슬롯 번호 25인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 19인 슬롯(21)(6 피치)에 배치되어 있다. 제1 접속부(42c)는, 슬롯 번호 30인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 25인 슬롯(21)(5 피치)에 걸쳐 있도록 배치되어 있다. 제3 접속부(42d)는 슬롯 번호 19인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 12인 슬롯(21)(7 피치)에 걸쳐 있도록 배치되어 있다.
또한, 제3 동심 권취 코일(43)의 일방측 동심 권취 코일(43a)은 슬롯 번호 18인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 12인 슬롯(21)(6 피치)에 배치되어 있다. 타방측 동심 권취 코일(43b)은 슬롯 번호 31인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 25인 슬롯(21)(6 피치)에 배치되어 있다. 제1 접속부(43c)는, 슬롯 번호 36인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 31인 슬롯(21)(5 피치)에 걸쳐 있도록 배치되어 있다. 제2 접속부(43d)는, 슬롯 번호 25인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 18인 슬롯(21)(7 피치)에 걸쳐 있도록 배치되어 있다.
또한, 제4 동심 권취 코일(44)의 일방측 동심 권취 코일(44a)은, 슬롯 번호 30인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 24인 슬롯(21)(6 피치)에 배치되어 있다. 타방측 동심 권취 코일(44b)은, 슬롯 번호 19인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 13인 슬롯(21)(6 피치)에 배치되어 있다. 제1 접속부(44c)는, 슬롯 번호 24인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 19인 슬롯(21)(5 피치)에 걸쳐 있도록 배치되어 있다. 제2 접속부(44d)는, 슬롯 번호 37인 슬롯(21)과, 슬롯 번호 30인 슬롯(21)(7 피치)에 걸쳐 있도록 배치되어 있다.
이와 같이, 회전 전기 기기(100)에서는, 하나의 슬롯(21)에, 제1 동심 권취 코일(41), 제2 동심 권취 코일(42), 제3 동심 권취 코일(43) 및 제4 동심 권취 코일(44) 중 2개의 동심 권취 코일이 혼재하고 있다.
그리고, 본 실시 형태에서는, 동심 권취 코일(40)은, 제1 동심 권취 코일(41)의 타방측 동심 권취 코일(41b), 제2 동심 권취 코일(42)의 일방측 동심 권취 코일(42a), 제3 동심 권취 코일(43)의 타방측 동심 권취 코일(43b) 및 제4 동심 권취 코일(44)의 일방측 동심 권취 코일(44a)이 이 순서로 슬롯(21)에 배치되는 제1 그룹(45a)을 포함한다. 또한, 동심 권취 코일(40)은, 제2 동심 권취 코일(42)의 타방측 동심 권취 코일(42b), 제1 동심 권취 코일(41)의 일방측 동심 권취 코일(41a), 제4 동심 권취 코일(44)의 타방측 동심 권취 코일(44b) 및 제3 동심 권취 코일(43)의 일방측 동심 권취 코일(43a)이 이 순서로 슬롯(21)에 배치되는 제2 그룹(45b)을 포함한다. 그리고, 제1 그룹(45a)과, 제2 그룹(45b)이 원주 방향(X 방향)을 따라 교대로 슬롯(21)에 배치되어 있다.
또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 동심 권취 코일(41), 제2 동심 권취 코일(42), 제3 동심 권취 코일(43) 및 제4 동심 권취 코일(44)에는, 동력선(46)이 접속되어 있다. 또한, 제1 동심 권취 코일(41)과 제2 동심 권취 코일(42)이 중성선(47a)에 접속되어 있다. 또한, 제3 동심 권취 코일(43)과 제4 동심 권취 코일(44)이 중성선(47b)에 접속되어 있다. 구체적으로는, 복수의 제1 동심 권취 코일(41) 중, 한쪽 단부에 설치되는 제1 동심 권취 코일(41)에 접속되는 제1 접속부(41c)(또는, 제2 접속부(41d))에 상당하는 부분이 동력선(46)에 접속되어 있다. 또한, 복수의 제1 동심 권취 코일(41) 중, 다른 쪽 단부에 설치되는 제1 동심 권취 코일(41)에 접속되는 제1 접속부(41c)(또는, 제2 접속부(41d))에 상당하는 부분이 중성선(47a(47b))에 접속되어 있다. 또한, 제2 동심 권취 코일(42), 제3 동심 권취 코일(43) 및 제4 동심 권취 코일(44)에 대해서도 마찬가지이다.
(V상 및 W상의 동심 권취 코일의 구조)
또한, V상의 동심 권취 코일(50) 및 W상의 동심 권취 코일(60)은, U상의 동심 권취 코일(40)과 마찬가지의 구성을 갖는다. 즉, 본 실시 형태에서는, V상의 동심 권취 코일(50)의 제1 동심 권취 코일(51), 제2 동심 권취 코일(52), 제3 동심 권취 코일(53) 및 제4 동심 권취 코일(54)은 각각, 코일 중심이, 자극(70)의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 타방측 동심 권취 코일을 갖는다. 또한, W상의 동심 권취 코일(60)의 제1 동심 권취 코일(61), 제2 동심 권취 코일(62), 제3 동심 권취 코일(63) 및 제4 동심 권취 코일(64)은 각각, 코일 중심이, 자극(70)의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 타방측 동심 권취 코일을 갖는다.
[본 실시 형태의 효과]
본 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이하에서는, U상의 동심 권취 코일(40)에 대한 효과를 기재하고 있지만, V상의 동심 권취 코일(50) 및 W상의 동심 권취 코일(60)에 대해서도 마찬가지의 효과를 발휘한다.
본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 제1 동심 권취 코일(41), 제2 동심 권취 코일(42), 제3 동심 권취 코일(43) 및 제4 동심 권취 코일(44)은 각각, 코일 중심(C11 및 C12)이, 자극(70)의 중심(제1 자극(71)의 중심(A1) 및 제3 자극(73)의 중심(A3))에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 일방측 동심 권취 코일(41a(42a, 43a, 44a))과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 타방측 동심 권취 코일(41b(42b, 43b, 44b))을 갖는다. 이에 의해, 동심 권취 코일(40)이, 자극(70)의 중심에 대해 원주 방향의 일방측으로만, 또는 타방측으로만 치우치는 것이 방지되므로, 영구 자석(11)과 동심 권취 코일(40)의 위치 관계의 불균등을 해소할 수 있다. 그 결과, 평각도선이 동심 권취된 동심 권취 코일(40)을 구비하는 회전 전기 기기(100)에 있어서, 동심 권취 코일(40) 내에서의 순환 전류에 기인하는 노이즈나 진동의 발생을 저감할 수 있다. 또한, 동심 권취 코일(40) 내에서의 순환 전류에 기인하는 회전 전기 기기(100)의 토크에의 악영향을 저감할 수 있다.
이하에서는, 제1 동심 권취 코일(41)의 효과에 대해 설명하지만, 제2 동심 권취 코일(42), 제3 동심 권취 코일(43) 및 제4 동심 권취 코일(44)도 마찬가지의 효과를 발휘한다.
본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 일방측 동심 권취 코일(41a)과 타방측 동심 권취 코일(41b)을 접속하는 제1 접속부(41c)를 설치하여, 일방측 동심 권취 코일(41a)의 코일 중심(C11)은, 인접하는 3개의 제1 자극(71), 제2 자극(72) 및 제3 자극(73) 중, 제1 자극(71)의 중심(A1)의 일방측에 위치하고, 타방측 동심 권취 코일(41b)의 코일 중심(C12)은, 제3 자극(73)의 중심(A3)의 타방측에 위치하고, 제1 접속부(41c)의 접속 중심(C2)은, 제2 자극(72)의 중심(A2) 상에 위치한다. 이에 의해, 일방측 동심 권취 코일(41a), 제1 접속부(41c) 및 타방측 동심 권취 코일(41b)을 하나의 조(41e)로 한 경우, 하나의 조(41e)의 중심은, 제2 자극(72)의 중심(A2) 상에 위치하므로, 영구 자석(11)과 하나의 조(41e)의 위치 관계의 밸런스를 유지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 일방측 동심 권취 코일(41a), 제1 접속부(41c) 및 타방측 동심 권취 코일(41b)의 조(41e)를 원주 방향을 따라 복수 조(4조) 배치한다. 이에 의해 원주 방향의 전체 주위에 걸쳐, 영구 자석(11)과 동심 권취 코일(40)의 위치 관계의 불균등을 해소할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 인접하는 조(41e) 중 한쪽 조(41e)의 타방측 동심 권취 코일(41b)과, 다른 쪽 조(41e)의 일방측 동심 권취 코일(41a)을 접속하고, 제1 접속부(41c)의 길이와 상이한 길이를 갖는 제2 접속부(41d)를 설치한다. 이에 의해, 제1 접속부(41c)의 길이와 제2 접속부(41d)의 길이를 평균한 경우, 평균한 길이는, 코일 중심을 자극(70)의 중심에 대해 어긋나게 하지 않는 경우에 있어서의 접속부의 길이와 동일해진다. 즉, 코일 중심(C11 및 C12)을 자극(70)의 중심에 대해 원주 방향의 일방측과 타방측으로 어긋나게 한 경우라도, 접속부의 전체의 길이를 변화시키지 않도록 구성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 동심 권취 코일(40)은 제1 동심 권취 코일(41)의 타방측 동심 권취 코일(41b), 제2 동심 권취 코일(42)의 일방측 동심 권취 코일(42a), 제3 동심 권취 코일(43)의 타방측 동심 권취 코일(43b) 및 제4 동심 권취 코일(44)의 일방측 동심 권취 코일(44a)이 이 순서로 슬롯(21)에 배치되는 제1 그룹(45a)을 포함한다. 또한, 동심 권취 코일(40)은, 제2 동심 권취 코일(42)의 타방측 동심 권취 코일(42b), 제1 동심 권취 코일(41)의 일방측 동심 권취 코일(41a), 제4 동심 권취 코일(44)의 타방측 동심 권취 코일(44b) 및 제3 동심 권취 코일(43)의 일방측 동심 권취 코일(43a)이 이 순서로 슬롯(21)에 배치되는 제2 그룹(45b)을 포함한다. 그리고, 제1 그룹(45a)과, 제2 그룹(45b)을 원주 방향을 따라 교대로 슬롯(21)에 배치한다. 이에 의해, 영구 자석(11)과 동심 권취 코일(40)의 위치 관계의 불균등을, 원주 방향을 따라(전체 주위에 있어서) 해소할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 영구 자석(11)을 로터 코어(10)의 원주 방향을 따라 대략 등각도 간격으로 복수 설치한다. 이에 의해, 영구 자석(11)과 동심 권취 코일(40)의 위치 관계가, 영구 자석(11)마다 상이한 것이 방지되므로, 제1 동심 권취 코일(41)을 일방측 동심 권취 코일(41a)과 타방측 동심 권취 코일(41b)을 갖도록 구성함으로써, 복수의 영구 자석(11) 각각과 동심 권취 코일(40)의 위치 관계의 불균등을 해소할 수 있다.
이하에서는, 3상의 동심 권취 코일(40, 50 및 60)의 효과에 대해 설명한다.
본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 동심 권취 코일(30)은 3상의 동심 권취 코일(40, 50 및 60)을 포함하고, 3상의 동심 권취 코일(40, 50 및 60) 각각이, 서로 병렬로 접속된 동상의 제1 동심 권취 코일(41, 51 및 61), 제2 동심 권취 코일(42, 52 및 62), 제3 동심 권취 코일(43, 53 및 63) 및 제4 동심 권취 코일(44, 54 및 64)을 포함한다. 그리고, 3상의 동심 권취 코일(40, 50 및 60) 각각의 제1 동심 권취 코일(41, 51 및 61), 제2 동심 권취 코일(42, 52 및 62), 제3 동심 권취 코일(43, 53 및 63) 및 제4 동심 권취 코일(44, 54 및 64)은 각각, 코일 중심이, 자극(70)의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 타방측 동심 권취 코일을 갖는다. 이에 의해, 3상의 동심 권취 코일(40, 50 및 60) 전부에 있어서, 영구 자석(11)과 동심 권취 코일(40, 50 및 60)의 위치 관계의 불균등을 해소할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 동심 권취 코일(30)은 3상의 동심 권취 코일(40, 50 및 60)을 포함하고, 3상의 동심 권취 코일(40, 50 및 60)을 Y 결선한다. 이에 의해, Y 결선된 3상의 동심 권취 코일(40, 50 및 60)에 있어서, 영구 자석(11)과 동심 권취 코일(40, 50 및 60)의 위치 관계의 불균등을 해소할 수 있다.
[변형예]
또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아닌 청구범위에 의해 나타내어지고, 또한 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경(변형예)이 포함된다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 일방측 동심 권취 코일 및 타방측 동심 권취 코일이 각각, 자극의 중심의 일방측 및 타방측으로 대략 1/2 슬롯분 어긋난 위치에 위치하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 일방측 동심 권취 코일 및 타방측 동심 권취 코일이 각각, 자극의 중심의 일방측 및 타방측으로 대략 1/2 슬롯분 이외의 거리만큼 어긋난 위치에 위치해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 스테이터 코어에 96개의 슬롯이 설치되어 있는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 슬롯의 수는, 96개 이외여도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 일방측 동심 권취 코일의 피치 및 타방측 동심 권취 코일의 피치가 6인 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 일방측 동심 권취 코일의 피치 및 타방측 동심 권취 코일의 피치는, 6 이외여도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 제1 접속부의 피치가 5이고, 제2 접속부의 피치가 7인 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제1 접속부의 피치가 5 이외의 피치이고, 제2 접속부의 피치가 7 이외의 피치여도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 동심 권취 코일은, 3상의 동심 권취 코일을 포함하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 동심 권취 코일이 3상 이외의 상의 동심 권취 코일을 포함하고 있어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 3상의 동심 권취 코일이 Y 결선되어 있는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 3상의 동심 권취 코일이 Δ 결선되어 있어도 된다.
10 : 로터 코어
11 : 영구 자석
20 : 스테이터 코어
21 : 슬롯
30, 40, 50, 60 : 동심 권취 코일
41, 51, 61 : 제1 동심 권취 코일
41a, 42a, 43a, 44a : 일방측 동심 권취 코일
41b, 42b, 43b, 44b : 타방측 동심 권취 코일
41c, 42c, 43c, 44c : 제1 접속부
41d, 42d, 43d, 44d : 제2 접속부
41e : 조
42, 52, 62 : 제2 동심 권취 코일
43, 53, 63 : 제3 동심 권취 코일
44, 54, 64 : 제4 동심 권취 코일
45a : 제1 그룹
45b : 제2 그룹
70 : 자극
71 : 제1 자극
72 : 제2 자극
73 : 제3 자극
100 : 회전 전기 기기
A1 : (제1 자극(71)의) 중심
A2 : (제2 자극(72)의) 중심
A3 : (제3 자극(73)의) 중심
A4 : (제4 자극(74)의) 중심
C2 : (제1 접속부의) 접속 중심
C3 : (제2 접속부의) 접속 중심
C11, C12 : 코일 중심

Claims (12)

  1. 영구 자석이 설치되는 로터 코어와,
    상기 로터 코어와 반경 방향으로 대향하도록 배치되고, 복수의 슬롯이 설치되는 스테이터 코어와,
    상기 스테이터 코어의 상기 슬롯에 배치되고, 평각도선이 동심 권취된 동심 권취 코일을 구비하고,
    상기 동심 권취 코일은, 서로 병렬로 접속된 동상의 제1 동심 권취 코일, 제2 동심 권취 코일, 제3 동심 권취 코일 및 제4 동심 권취 코일을 포함하고,
    상기 제1 동심 권취 코일, 상기 제2 동심 권취 코일, 상기 제3 동심 권취 코일 및 상기 제4 동심 권취 코일은 각각, 코일 중심이, 자극의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 타방측 동심 권취 코일을 갖는, 회전 전기 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일방측 동심 권취 코일과 상기 타방측 동심 권취 코일을 접속하는 제1 접속부를 더 구비하고,
    상기 일방측 동심 권취 코일의 코일 중심은, 인접하는 3개의 제1 자극, 제2 자극 및 제3 자극 중, 상기 제1 자극의 중심의 일방측에 위치하고, 상기 타방측 동심 권취 코일의 코일 중심은, 상기 제3 자극의 중심의 타방측에 위치하고, 상기 제1 접속부의 접속 중심은, 상기 제2 자극의 중심 상에 위치하는, 회전 전기 기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일방측 동심 권취 코일, 상기 제1 접속부 및 상기 타방측 동심 권취 코일의 조는, 원주 방향을 따라 복수 조 배치되어 있는, 회전 전기 기기.
  4. 제3항에 있어서,
    인접하는 상기 조 중 한쪽 조의 상기 타방측 동심 권취 코일과, 다른 쪽 조의 상기 일방측 동심 권취 코일을 접속하고, 상기 제1 접속부의 길이와 상이한 길이를 갖는 제2 접속부를 더 구비하는, 회전 전기 기기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동심 권취 코일은,
    상기 제1 동심 권취 코일의 상기 타방측 동심 권취 코일, 상기 제2 동심 권취 코일의 상기 일방측 동심 권취 코일, 상기 제3 동심 권취 코일의 상기 타방측 동심 권취 코일 및 상기 제4 동심 권취 코일의 상기 일방측 동심 권취 코일이 이 순서로 상기 슬롯에 배치되는 제1 그룹과,
    상기 제2 동심 권취 코일의 상기 타방측 동심 권취 코일, 상기 제1 동심 권취 코일의 상기 일방측 동심 권취 코일, 상기 제4 동심 권취 코일의 상기 타방측 동심 권취 코일 및 상기 제3 동심 권취 코일의 상기 일방측 동심 권취 코일이 이 순서로 상기 슬롯에 배치되는 제2 그룹을 포함하고,
    상기 제1 그룹과, 상기 제2 그룹이 원주 방향을 따라 교대로 상기 슬롯에 배치되어 있는, 회전 전기 기기.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영구 자석은, 상기 로터 코어의 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 복수 설치되어 있는, 회전 전기 기기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 영구 자석은, 상기 로터 코어의 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 복수 설치되어 있는, 회전 전기 기기.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동심 권취 코일은, 3상의 동심 권취 코일을 포함하고,
    상기 3상의 동심 권취 코일 각각이, 서로 병렬로 접속된 동상의 상기 제1 동심 권취 코일, 상기 제2 동심 권취 코일, 상기 제3 동심 권취 코일 및 상기 제4 동심 권취 코일을 포함하고,
    상기 3상의 동심 권취 코일 각각의 상기 제1 동심 권취 코일, 상기 제2 동심 권취 코일, 상기 제3 동심 권취 코일 및 상기 제4 동심 권취 코일은 각각, 코일 중심이, 상기 자극의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 상기 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 상기 타방측 동심 권취 코일을 갖는, 회전 전기 기기.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 동심 권취 코일은, 3상의 동심 권취 코일을 포함하고,
    상기 3상의 동심 권취 코일 각각이, 서로 병렬로 접속된 동상의 상기 제1 동심 권취 코일, 상기 제2 동심 권취 코일, 상기 제3 동심 권취 코일 및 상기 제4 동심 권취 코일을 포함하고,
    상기 3상의 동심 권취 코일 각각의 상기 제1 동심 권취 코일, 상기 제2 동심 권취 코일, 상기 제3 동심 권취 코일 및 상기 제4 동심 권취 코일은 각각, 코일 중심이, 상기 자극의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 상기 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 상기 타방측 동심 권취 코일을 갖는, 회전 전기 기기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 동심 권취 코일은, 3상의 동심 권취 코일을 포함하고,
    상기 3상의 동심 권취 코일 각각이, 서로 병렬로 접속된 동상의 상기 제1 동심 권취 코일, 상기 제2 동심 권취 코일, 상기 제3 동심 권취 코일 및 상기 제4 동심 권취 코일을 포함하고,
    상기 3상의 동심 권취 코일 각각의 상기 제1 동심 권취 코일, 상기 제2 동심 권취 코일, 상기 제3 동심 권취 코일 및 상기 제4 동심 권취 코일은 각각, 코일 중심이, 상기 자극의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 상기 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 상기 타방측 동심 권취 코일을 갖는, 회전 전기 기기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 동심 권취 코일은, 3상의 동심 권취 코일을 포함하고,
    상기 3상의 동심 권취 코일 각각이, 서로 병렬로 접속된 동상의 상기 제1 동심 권취 코일, 상기 제2 동심 권취 코일, 상기 제3 동심 권취 코일 및 상기 제4 동심 권취 코일을 포함하고,
    상기 3상의 동심 권취 코일 각각의 상기 제1 동심 권취 코일, 상기 제2 동심 권취 코일, 상기 제3 동심 권취 코일 및 상기 제4 동심 권취 코일은 각각, 코일 중심이, 상기 자극의 중심에 대해, 원주 방향의 일방측에 위치하는 상기 일방측 동심 권취 코일과, 원주 방향의 타방측에 위치하는 상기 타방측 동심 권취 코일을 갖는, 회전 전기 기기.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동심 권취 코일은, 3상의 동심 권취 코일을 포함하고, 상기 3상의 동심 권취 코일은 Y 결선되어 있는, 회전 전기 기기.
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