WO2024176804A1 - 回転電機 - Google Patents

Abstract

［課題］２つの三相コイルを有する回転電機において、同種の相どうしの位相を一致させるように設計された巻線構造を有する回転電機を提供する。 ［解決手段］回転電機１は、複数のスロット２３の各々において巻線３０が奇数回通過するように構成されたステータ２０と、第１Ｕ相線３１Ｕと、第１Ｖ相線３１Ｖと、第１Ｗ相線３１Ｗと、第２Ｕ相線３２Ｕと、第２Ｖ相線３２Ｖと、第２Ｗ相線３２Ｗと、ステータ２０の発生する磁界により回転するロータ１０と、を備え、第２Ｕ相線３２Ｕは、第１Ｕ相線３１Ｕに対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回され、第２Ｖ相線３２Ｖは、第１Ｖ相線３１Ｖに対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回され、第２Ｗ相線３２Ｗは、第１Ｗ相線３１Ｗに対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回される。

Description

回転電機

　本発明は、回転電機に関する。

　特許文献１には、２つの三相コイルを有する多相モータ（回転電機）の固定子構造が開示されている。

特開２００５－０８６８７９号公報

　ところで、複数のスロットの各々において巻線が奇数回通過する奇数ターンの構成とすると、１つのスロット内において同種の相の巻線を同じ数に揃えることが難しい。そのため、２つの同種の相の巻線どうしは異なる形式で巻回されることになり、誘電電圧の波形における正の頂点が互いにずれることになるのが通常である。

　本発明は、２つの三相コイルを有する回転電機において、同種の相どうしの位相を一致させるように設計された巻線構造を有する回転電機を提供することを目的とする。

　本発明のある態様によれば、回転電機は、複数のスロットの各々において巻線が奇数回通過するように構成された固定子と、前記複数のスロットに巻回された第１Ｕ相線と、前記複数のスロットに巻回された第１Ｖ相線と、前記複数のスロットに巻回された第１Ｗ相線と、前記複数のスロットに巻回された第２Ｕ相線と、前記複数のスロットに巻回された第２Ｖ相線と、前記複数のスロットに巻回された第２Ｗ相線と、前記第１Ｕ相線と前記第１Ｖ相線と前記第１Ｗ相線と前記第２Ｕ相線と前記第２Ｖ相線と前記第２Ｗ相線との発生する磁界により回転する共通回転子と、を備え、前記第２Ｕ相線は、前記第１Ｕ相線に対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回され、前記第２Ｖ相線は、前記第１Ｖ相線に対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回され、前記第２Ｗ相線は、前記第１Ｗ相線に対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回される。

　本発明のある態様によれば、２つの三相コイルを有する回転電機において、同種の相どうしの位相を一致させるように設計された巻線構造を有する回転電機を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る回転電機を反リード線側から見た状態を示す構成図である。 図２は、図１において第１三相コイルのみを示す構成図である。 図３は、図１において第２三相コイルのみを示す構成図である。 図４は、回転電機においてリード線側を上として内周から見た巻線の展開図である。 図５は、２つの同種の相の巻線どうしが異なる形式で巻回された場合の誘起電圧の時間変化を示すグラフである。 図６は、図５から２つの同種の相の巻線どうしを電気角で１８０度ずらした場合の誘起電圧の時間変化を示すグラフである。 図７は、図６から１つの相の電流通過方向を反転させた場合の誘起電圧の時間変化を示すグラフである。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る回転電機１について説明する。

　まず、図１から図３を参照して、回転電機１の構成について説明する。図１は、回転電機１を反リード線側から見た状態を示す構成図である。図２は、図１において第１三相コイル３１のみを示す構成図である。図３は、図１において第２三相コイル３２のみを示す構成図である。

　図１から図３において、×が中に描かれている○は、手前から奥に向かって巻線３０が巻回され、手前から奥に向かって電流が流れることを示している。●が中に描かれている○は、奥から手間に向かって巻線３０が巻回され、奥から手間に向かって電流が流れることを示している。

　図１に示すように、回転電機１は、回転子としてのロータ１０と、固定子としてのステータ２０と、を備える。ここでは、回転電機１は、２つの三相コイル（第１三相コイル３１及び第２三相コイル３２）を有する電動モータである（図２及び図３参照）。回転電機１は、例えば車両に搭載され、駆動力を発生する電動モータと、被駆動されることで回生電力を発生する発電機と、の双方に利用可能である。以下では、回転電機１の中心軸方向を「軸方向」と称し、回転電機１におけるロータ１０の回転方向を「周方向」と称し、回転電機１の中心軸から放射状に延びる方向を「径方向」と称する。

　ロータ１０は、ロータコア１１と、ロータシャフト１２と、複数の永久磁石１３と、を有する。ロータ１０は、後述する第１Ｕ相線３１Ｕと第１Ｖ相線３１Ｖと第１Ｗ相線３１Ｗと第２Ｕ相線３２Ｕと第２Ｖ相線３２Ｖと第２Ｗ相線３２Ｗとの発生する磁界により回転する共通回転子である。

　ロータコア１１は、軸方向に延在する略円筒状に形成される。ロータコア１１は、軸方向に貫通する貫通孔を有する。貫通孔には、ロータシャフト１２が設けられる。ロータコア１１は、ロータシャフト１２によって回転可能に支持される。

　複数の永久磁石１３は、ロータコア１１内に収容される。永久磁石１３は、ここでは４極に対応して４組（８個）設けられるが、この数に限定されるものではない。

　ステータ２０は、４極の固定子である。ステータ２０は、共通コアとしてのステータコア２１と、巻線３０と、を有する。ステータ２０は、後述する第１Ｕ相線３１Ｕと第１Ｖ相線３１Ｖと第１Ｗ相線３１Ｗと第２Ｕ相線３２Ｕと第２Ｖ相線３２Ｖと第２Ｗ相線３２Ｗとがステータコア２１に巻回されてなる。

　ステータコア２１は、軸方向に延在する略円筒状に形成される。ステータコア２１は、軸方向に貫通する貫通孔が設けられる。貫通孔には、ロータ１０が相対回転自在に配置される。ステータコア２１は、複数（ここでは２４個）のティース２２と、複数（ここでは２４個）のスロット２３と、を有する。

　ティース２２は、ステータコア２１の内周面から径方向内側に突出する。複数のティース２２は、ステータコア２１の内周面において、周方向に等間隔に配置される。

　スロット２３は、周方向に隣り合う一対のティース２２の間に各々形成される。スロット２３は、ステータコア２１の貫通孔に開口する。複数のスロット２３は、ステータコア２１の内周面において、周方向に等間隔に配置される。

　具体的には、スロット２３は、第１スロット２３ａと、第２スロット２３ｂと、第３スロット２３ｃと、第４スロット２３ｄと、第５スロット２３ｅと、第６スロット２３ｆと、第７スロット２３ｇと、第８スロット２３ｈと、第９スロット２３ｉと、第１０スロット２３ｊと、第１１スロット２３ｋと、第１２スロット２３ｌと、第１３スロット２３ｍと、第１４スロット２３ｎと、第１５スロット２３ｏと、第１６スロット２３ｐと、第１７スロット２３ｑと、第１８スロット２３ｒと、第１９スロット２３ｓと、第２０スロット２３ｔと、第２１スロット２３ｕと、第２２スロット２３ｖと、第２３スロット２３ｗと、第２４スロット２３ｘと、を有する。第１～２４スロット２３ａ～２３ｘは、周方向に隣り合うように順に設けられ、第２４スロット２３ｘと第１スロット２３ａとが周方向に隣り合うことで、全周に等間隔に配置される。複数のスロット２３は、各々において巻線３０が奇数回通過するように構成される。

　ここでは、ステータ２０は、複数のスロット２３の各々において巻線３０が３回通過するように構成されている。これにより、巻線回数を最小限にとどめて製造性の向上を狙うことができる。即ち、本発明の一態様は、このような場合に特に好適に作用し、各スロット２３の巻線３０の通過回数を揃えやすくなる。

　続いて、図４を併せて参照して、巻線３０について説明する。図４は、回転電機１においてリード線側を上として内周から見た巻線３０の展開図である。

　巻線３０は、第１三相コイル３１と、第２三相コイル３２と、を有する。即ち、回転電機１は、単一のステータ２０に巻回される２つの三相コイル（第１三相コイル３１及び第２三相コイル３２）を有して二重三相巻線とした多相モータである。

　第１三相コイル３１は、第１Ｕ相線３１Ｕと、第１Ｖ相線３１Ｖと、第１Ｗ相線３１Ｗと、を有する。第１三相コイル３１は、三相４極コイルを構成する。第２三相コイル３２は、第２Ｕ相線３２Ｕと、第２Ｖ相線３２Ｖと、第２Ｗ相線３２Ｗと、を有する。第２三相コイル３２は、三相４極コイルを構成する。第１Ｕ相線３１Ｕと第１Ｖ相線３１Ｖと第１Ｗ相線３１Ｗと第２Ｕ相線３２Ｕと第２Ｖ相線３２Ｖと第２Ｗ相線３２Ｗとは、互いに電気的に独立している。

　図１及び図４に示すように、第１Ｕ相線３１Ｕは、複数のスロット２３に巻回される。第１Ｕ相線３１Ｕは、第１巻線３１Ｕ１と、第２巻線３１Ｕ２と、第３巻線３１Ｕ３と、第４巻線３１Ｕ４と、第５巻線３１Ｕ５と、第６巻線３１Ｕ６と、を有する。

　第１巻線３１Ｕ１は、三相交流電源（図示省略）に接続される第１Ｕ相リード線Ｕ１ｉｎから入力された巻線３０が、第１３スロット２３ｍと第８スロット２３ｈとの間に巻回されて構成される。第２巻線３１Ｕ２は、第８スロット２３ｈに巻回された第１巻線３１Ｕ１から連続して、第１３スロット２３ｍと第８スロット２３ｈとの間に巻回されて構成される。第３巻線３１Ｕ３は、第８スロット２３ｈに巻回された第２巻線３１Ｕ２から連続して、第１２スロット２３ｌと第７スロット２３ｇとの間に巻回されて構成される。

　第４巻線３１Ｕ４は、第７スロット２３ｇに巻回された第３巻線３１Ｕ３から連続して、第１スロット２３ａと第２０スロット２３ｔとの間に巻回されて構成される。第５巻線３１Ｕ５は、第２０スロット２３ｔに巻回された第４巻線３１Ｕ４から連続して、第１スロット２３ａと第２０スロット２３ｔとの間に巻回される。第６巻線３１Ｕ６は、第２０スロット２３ｔに巻回された第５巻線３１Ｕ５から連続して、第２４スロット２３ｘと第１９スロット２３ｓとの間に巻回される。第６巻線３１Ｕ６は、第１９スロット２３ｓに巻回された後、第１中性点Ｍｉｄ１に接続される。

　このように、第１Ｕ相線３１Ｕは、第１３スロット２３ｍと第８スロット２３ｈとの間に２回巻回され、第１２スロット２３ｌと第７スロット２３ｇとの間に１回巻回される第１コイル３１ＵＡと、第１スロット２３ａと第２０スロット２３ｔとの間に２回巻回され、第２４スロット２３ｘと第１９スロット２３ｓとの間に１回巻回される第２コイル３１ＵＢと、を有する。

　第１Ｖ相線３１Ｖは、第１巻線３１Ｖ１と、第２巻線３１Ｖ２と、第３巻線３１Ｖ３と、第４巻線３１Ｖ４と、第５巻線３１Ｖ５と、第６巻線３１Ｖ６と、を有する。

　第１巻線３１Ｖ１は、三相交流電源に接続される第１Ｖ相リード線Ｖ１ｉｎから入力された巻線３０が、第１７スロット２３ｑと第１２スロット２３ｌとの間に巻回されて構成される。第２巻線３１Ｖ２は、第１２スロット２３ｌに巻回された第１巻線３１Ｖ１から連続して、第１７スロット２３ｑと第１２スロット２３ｌとの間に巻回されて構成される。第３巻線３１Ｖ３は、第１２スロット２３ｌに巻回された第２巻線３１Ｖ２から連続して、第１６スロット２３ｐと第１１スロット２３ｋとの間に巻回されて構成される。

　第４巻線３１Ｖ４は、第１１スロット２３ｋに巻回された第３巻線３１Ｖ３から連続して、第５スロット２３ｅと第２４スロット２４ｘとの間に巻回されて構成される。第５巻線３１Ｖ５は、第２４スロット２３ｘに巻回された第４巻線３１Ｖ４から連続して、第５スロット２３ｅと第２４スロット２３ｘとの間に巻回される。第６巻線３１Ｖ６は、第２４スロット２３ｘに巻回された第５巻線３１Ｖ５から連続して、第４スロット２３ｄと第２３スロット２３ｗとの間に巻回される。第６巻線３１Ｖ６は、第２３スロット２３ｗに巻回された後、第１中性点Ｍｉｄ１に接続される。

　このように、第１Ｖ相線３１Ｖは、第１７スロット２３ｑと第１２スロット２３ｌとの間に２回巻回され、第１６スロット２３ｐと第１１スロット２３ｋとの間に１回巻回される第１コイル３１ＶＡと、第５スロット２３ｅと第２４スロット２３ｘとの間に２回巻回され、第４スロット２３ｄと第２３スロット２３ｗとの間に１回巻回される第２コイル３１ＶＢと、を有する。

　第１Ｗ相線３１Ｗは、第１巻線３１Ｗ１と、第２巻線３１Ｗ２と、第３巻線３１Ｗ３と、第４巻線３１Ｗ４と、第５巻線３１Ｗ５と、第６巻線３１Ｗ６と、を有する。

　第１巻線３１Ｗ１は、三相交流電源に接続される第１Ｗ相リード線Ｗ１ｉｎから入力された巻線３０が、第２１スロット２３ｕと第１６スロット２３ｐとの間に巻回されて構成される。第２巻線３１Ｗ２は、第１６スロット２３ｐに巻回された第１巻線３１Ｗ１から連続して、第２１スロット２３ｕと第１６スロット２３ｐとの間に巻回されて構成される。第３巻線３１Ｗ３は、第１６スロット２３ｐに巻回された第２巻線３１Ｗ２から連続して、第２０スロット２３ｔと第１５スロット２３ｏとの間に巻回されて構成される。

　第４巻線３１Ｗ４は、第１５スロット２３ｏに巻回された第３巻線３１Ｗ３から連続して、第９スロット２３ｉと第４スロット２４ｄとの間に巻回されて構成される。第５巻線３１Ｗ５は、第４スロット２３ｄに巻回された第４巻線３１Ｗ４から連続して、第９スロット２３ｉと第４スロット２３ｄとの間に巻回される。第６巻線３１Ｗ６は、第４スロット２３ｄに巻回された第５巻線３１Ｗ５から連続して、第８スロット２３ｈと第３スロット２３ｃとの間に巻回される。第６巻線３１Ｖ６は、第３スロット２３ｃに巻回された後、第１中性点Ｍｉｄ１に接続される。

　このように、第１Ｗ相線３１Ｗは、第２１スロット２３ｕと第１６スロット２３ｐとの間に２回巻回され、第２０スロット２３ｔと第１５スロット２３ｏとの間に１回巻回される第１コイル３１ＷＡと、第９スロット２３ｉと第４スロット２３ｄとの間に２回巻回され、第８スロット２３ｈと第３スロット２３ｃとの間に１回巻回される第２コイル３１ＷＢと、を有する。

　図１及び図４に示すように、第２Ｕ相線３２Ｕは、複数のスロット２３に巻回される。第２Ｕ相線３２Ｕは、第１巻線３２Ｕ１と、第２巻線３２Ｕ２と、第３巻線３２Ｕ３と、第４巻線３２Ｕ４と、第５巻線３２Ｕ５と、第６巻線３２Ｕ６と、を有する。

　第１巻線３２Ｕ１は、三相交流電源に接続される第２Ｕ相リード線Ｕ２ｉｎから入力された巻線３０が、第１３スロット２３ｍと第１８スロット２３ｒとの間に巻回されて構成される。第２巻線３２Ｕ２は、第１８スロット２３ｒに巻回された第１巻線３２Ｕ１から連続して、第１４スロット２３ｎと第１９スロット２３ｓとの間に巻回されて構成される。第３巻線３２Ｕ３は、第１９スロット２３ｓに巻回された第２巻線３２Ｕ２から連続して、第１４スロット２３ｎと第１９スロット２３ｓとの間に巻回されて構成される。

　第４巻線３２Ｕ４は、第１９スロット２３ｓに巻回された第３巻線３２Ｕ３から連続して、第１スロット２３ａと第６スロット２３ｆとの間に巻回されて構成される。第５巻線３２Ｕ５は、第６スロット２３ｆに巻回された第４巻線３２Ｕ４から連続して、第２スロット２３ｂと第７スロット２３ｇとの間に巻回される。第６巻線３２Ｕ６は、第７スロット２３ｇに巻回された第５巻線３２Ｕ５から連続して、第２スロット２３ｂと第７スロット２３ｇとの間に巻回される。第６巻線３２Ｕ６は、第７スロット２３ｇに巻回された後、第２中性点Ｍｉｄ２に接続される。

　このように、第２Ｕ相線３２Ｕは、第１３スロット２３ｍと第１８スロット２３ｒとの間に１回巻回され、第１４スロット２３ｎと第１９スロット２３ｓとの間に２回巻回される第１コイル３２ＵＡと、第１スロット２３ａと第６スロット２３ｆとの間に１回巻回され、第２スロット２３ｂと第７スロット２３ｇとの間に２回巻回される第２コイル３２ＵＢと、を有する。

　また、図４に示すように、第２Ｕ相線３２Ｕは、第１Ｕ相線３１Ｕに対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度（機械角で９０度）ずれるスロット位置に巻回される。

　第２Ｖ相線３２Ｖは、第１巻線３２Ｖ１と、第２巻線３２Ｖ２と、第３巻線３２Ｖ３と、第４巻線３２Ｖ４と、第５巻線３２Ｖ５と、第６巻線３２Ｖ６と、を有する。

　第１巻線３２Ｖ１は、三相交流電源に接続される第２Ｖ相リード線Ｖ２ｉｎから入力された巻線３０が、第１７スロット２３ｑと第２２スロット２３ｖとの間に巻回されて構成される。第２巻線３２Ｖ２は、第２２スロット２３ｖに巻回された第１巻線３２Ｖ１から連続して、第１８スロット２３ｒと第２３スロット２３ｗとの間に巻回されて構成される。第３巻線３２Ｖ３は、第２３スロット２３ｗに巻回された第２巻線３２Ｖ２から連続して、第１８スロット２３ｒと第２３スロット２３ｗとの間に巻回されて構成される。

　第４巻線３２Ｖ４は、第２３スロット２３ｗに巻回された第３巻線３２Ｖ３から連続して、第５スロット２３ｅと第１０スロット２４ｊとの間に巻回されて構成される。第５巻線３２Ｖ５は、第１０スロット２３ｊに巻回された第４巻線３２Ｖ４から連続して、第６スロット２３ｆと第１１スロット２３ｋとの間に巻回される。第６巻線３２Ｖ６は、第１１スロット２３ｋに巻回された第５巻線３２Ｖ５から連続して、第６スロット２３ｆと第１１スロット２３ｋとの間に巻回される。第６巻線３２Ｖ６は、第１１スロット２３ｋに巻回された後、第２中性点Ｍｉｄ２に接続される。

　このように、第２Ｖ相線３２Ｖは、第１７スロット２３ｑと第２２スロット２３ｖとの間に１回巻回され、第１８スロット２３ｒと第２３スロット２３ｗとの間に２回巻回される第１コイル３２ＶＡと、第５スロット２３ｅと第１０スロット２３ｊとの間に１回巻回され、第６スロット２３ｆと第１１スロット２３ｋとの間に２回巻回される第２コイル３２ＶＢと、を有する。

　また、図４に示すように、第２Ｖ相線３２Ｖは、第１Ｖ相線３１Ｖに対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度（機械角で９０度）ずれるスロット位置に巻回される。

　第２Ｗ相線３２Ｗは、第１巻線３２Ｗ１と、第２巻線３２Ｗ２と、第３巻線３２Ｗ３と、第４巻線３２Ｗ４と、第５巻線３２Ｗ５と、第６巻線３２Ｗ６と、を有する。

　第１巻線３２Ｗ１は、三相交流電源に接続される第２Ｗ相リード線Ｗ２ｉｎから入力された巻線３０が、第２１スロット２３ｕと第２スロット２３ｂとの間に巻回されて構成される。第２巻線３２Ｗ２は、第２スロット２３ｂに巻回された第１巻線３２Ｗ１から連続して、第２２スロット２３ｖと第３スロット２３ｃとの間に巻回されて構成される。第３巻線３２Ｗ３は、第３スロット２３ｃに巻回された第２巻線３２Ｗ２から連続して、第２２スロット２３ｖと第３スロット２３ｃとの間に巻回されて構成される。

　第４巻線３２Ｗ４は、第３スロット２３ｃに巻回された第３巻線３２Ｗ３から連続して、第９スロット２３ｉと第１４スロット２４ｎとの間に巻回されて構成される。第５巻線３２Ｗ５は、第１４スロット２３ｎに巻回された第４巻線３２Ｗ４から連続して、第１０スロット２３ｊと第１５スロット２３ｏとの間に巻回される。第６巻線３２Ｗ６は、第１５スロット２３ｏに巻回された第５巻線３２Ｗ５から連続して、第１０スロット２３ｊと第１５スロット２３ｏとの間に巻回される。第６巻線３２Ｖ６は、第１５スロット２３ｏに巻回された後、第２中性点Ｍｉｄ２に接続される。

　このように、第２Ｗ相線３２Ｗは、第２１スロット２３ｕと第２スロット２３ｂとの間に１回巻回され、第２２スロット２３ｖと第３スロット２３ｃとの間に２回巻回される第１コイル３２ＷＡと、第９スロット２３ｉと第１４スロット２３ｎとの間に１回巻回され、第１０スロット２３ｊと第１５スロット２３ｏとの間に２回巻回される第２コイル３２ＷＢと、を有する。

　また、図４に示すように、第２Ｗ相線３２Ｗは、第１Ｗ相線３１Ｗに対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回される。

　図２及び図３に示すように、第１Ｕ相線３１Ｕ，第１Ｖ相線３１Ｖ，第１Ｗ相線３１Ｗ，第２Ｕ相線３２Ｕ，第２Ｖ相線３２Ｖ，及び第２Ｗ相線３２Ｗは、磁極ピッチがコイルピッチと異なる短節巻として構成されている。これにより、全節巻と比較して、コイルピッチを可変に設定できる短節巻であれば各スロット２３の巻線３０の通過回数をより揃えやすくなる。

　続いて、図５から図７を併せて参照して、回転電機１の作用について説明する。図５は、２つの同種の相の巻線３０どうしが異なる形式で巻回された場合の誘起電圧の時間変化を示すグラフである。図６は、図５から２つの同種の相の巻線３０どうしを電気角で１８０度ずらした場合の誘起電圧の時間変化を示すグラフである。図７は、図６から１つの相の電流通過方向を反転させた場合の誘起電圧の時間変化を示すグラフである。

　なお、図５から図７には、第１Ｕ相線３１Ｕと第２Ｕ相線３２Ｕとの場合のみを示しているが、第１Ｖ相線３１Ｖと第２Ｖ相線３２Ｖの場合、第１Ｗ相線３１Ｗと第２Ｗ相線３２Ｗの場合も同様である。

　複数のスロット２３の各々において巻線３０が奇数回通過する奇数ターンの構成とすると、１つのスロット２３内において同種の相の巻線３０を同じ数に揃えることが難しい。そのため、図５に示すように、２つの同種の相の巻線３０どうしは異なる形式で巻回されることになり、誘電電圧の波形における正の頂点が互いにずれることになるのが通常である。誘電電圧の波形における正の頂点が互いにずれる場合には、ロータ１０をスムーズに回転させるために第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相線３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗの制御と、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相線３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの制御と、の協調制御を精密に行う必要があり、制御設計の難易度が上がる。

　そこで、本発明の一態様における概念として、次の概念を導入する。即ち、図６に示すように、２つの同種の相の巻線３０どうしを、電気角で１８０度ずらすことにより、正の頂点と負の頂点を一致させる。しかしながら、図６に示すように、正の頂点と負の頂点が一致する場合には、誘導電圧が相殺されることになる。そこで、図７に示すように、電流通過方向を反転させることにより、負の頂点を正の頂点に反転させる。これにより、２つの同種の相の巻線３０どうしを異なる形式にせざるを得ない奇数ターンの構成においても、２つの同種の相の巻線３０どうしの頂点を一致させることができる。即ち、同種の相どうしの位相を一致させるような設計とすることができる。

　これにより、例えば、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相線３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗの制御ユニットと、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相線３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの制御ユニットと、が異なる制御ユニット（インバータ回路を制御するコントロールユニット）である場合には、制御設計の難易度を下げることができる。若しくは、例えば、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相線３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗの制御ユニットと、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相線３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの制御ユニットと、を共通ユニットにして、同種の相の制御素子（例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ））に同一信号を供給する対応をとることもでき、部品点数を削減することが可能となる。

　なお、インバータ回路（ＩＧＢＴ、平滑コンデンサ部分）については、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相線３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ及び第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相線３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗで共通にすることも可能であるし、別々に設けることも可能である。インバータ回路を共通にする場合には、部品点数削減のメリットを享受できる。一方、インバータ回路を別々にする場合には、インバータ回路を共通にした場合と比較して各々の電流量を下げることができる。つまり、インバータ回路を共通にした場合は、例えば、第１Ｕ相線３１Ｕに必要な電流量と第２Ｕ相線３２Ｕに必要な電流量とを一つの配線（電源線）で供給する必要があるが、インバータ回路を別々にすれば、配線を分けることができ、一つの配線に供給される電流量を下げることができるようになる。

　また、インバータ回路を別々にする場合には、各インバータ回路の電源を共通にすることもできるし、別々にすることもできる。各インバータ回路の電源を共通にする場合には、部品点数削減のメリットを享受できる。一方、各インバータ回路の電源を別々にする場合は、電源を共通にした場合と比較して電流量を下げることができる。つまり、インバータ回路の電源を共通にした場合は、例えば、２つのインバータ回路に必要な電流量を一つの配線（電源線）で供給する必要があるが、インバータ回路の電源を別々にすれば、配線を分けることができ、一つの配線に供給される電流量を下げることができるようになる。

　また、電源を２つに分けた場合において、２つの電源に性能差がある場合でも、同種の相どうしの位相を一致させることにより、誘起電圧の正負の頂点の位置が一致するので、特段の困難な制御をしなくても、ロータ１０を引き続きスムーズに回転させることができるようになる。これは、異なる型式の２つの電源を用いることすら意に介さないということもあるが、何より、同じ型式の２つの電源を用いた場合であっても、２つの電源の製造ばらつきに起因した経時劣化による性能差の発生すら意に介さないということである。したがって、経時劣化を見込んだ制御設計（イニシャルの制御設計や経時劣化をモニタリングした学習制御設計など）の難易度を下げることに大きく貢献をすることになる。

　以上の本実施形態の構成及び作用効果について、まとめて説明する。

　（１）回転電機１は、複数のスロット２３の各々において巻線３０が奇数回通過するように構成されたステータ２０と、複数のスロット２３に巻回された第１Ｕ相線３１Ｕと、複数のスロット２３に巻回された第１Ｖ相線３１Ｖと、複数のスロット２３に巻回された第１Ｗ相線３１Ｗと、複数のスロット２３に巻回された第２Ｕ相線３２Ｕと、複数のスロット２３に巻回された第２Ｖ相線３２Ｖと、複数のスロット２３に巻回された第２Ｗ相線３２Ｗと、第１Ｕ相線３１Ｕと第１Ｖ相線３１Ｖと第１Ｗ相線３１Ｗと第２Ｕ相線３２Ｕと第２Ｖ相線３２Ｖと第２Ｗ相線３２Ｗとの発生する磁界により回転するロータ１０と、を備え、第２Ｕ相線３２Ｕは、第１Ｕ相線３１Ｕに対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回され、第２Ｖ相線３２Ｖは、第１Ｖ相線３１Ｖに対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回され、第２Ｗ相線３２Ｗは、第１Ｗ相線３１Ｗに対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回される。

　この構成によれば、２つの三相コイル（第１三相コイル３１及び第２三相コイル３２）を有する回転電機１において、同種の相どうしの位相を一致させるように設計された巻線構造を有する回転電機１を提供することができる。

　（２）また、ステータ２０は、複数のスロット２３の各々において巻線３０が３回通過するように構成されている。

　この構成によれば、巻線回数を最小限にとどめて製造性の向上を狙うことができる。本発明の一態様はこのような場合に特に好適に作用し、各スロットの巻線３０の通過回数を揃えやすくなる。

　（３）また、ステータ２０は、磁極ピッチがコイルピッチと異なる短節巻として構成されている。

　この構成によれば、全節巻と比較して、コイルピッチを可変に設定できる短節巻であれば各スロット２３の巻線３０の通過回数をより揃えやすくなる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　例えば、巻線３０が奇数回通過するとは、一本の巻線３０が奇数回通過する場合だけでなく、複数本の導線の束からなる巻線３０が奇数回通過する場合や、複数周巻回されてなる導線の組からなる巻線３０が奇数回通過する場合も含むものである。そのため、仮に、束を構成する本数や複数周巻回される回数が偶数であっても、導線の束若しくは導線の組が奇数回通過していれば、巻線３０が奇数回通過するものに該当する。

　また、同じスロット２３内を巻線３０が２回通過する場合と、２回分の巻線３０が一体にされたものが１回通過する場合とは、同じ状態である。よって、２回分の巻線３０が一体にされたものがスロット２３内を１回通過するものは、当該スロット２３内を巻線３０が２回通過するものに該当する。

１　　　　　回転電機
１０　　　　ロータ（回転子、共通回転子）
２０　　　　ステータ（固定子）
２３　　　　スロット
３０　　　　巻線
３１Ｕ　　　第１Ｕ相線
３１Ｖ　　　第１Ｖ相線
３１Ｗ　　　第１Ｗ相線
３２Ｕ　　　第２Ｕ相線
３２Ｖ　　　第２Ｖ相線
３２Ｗ　　　第２Ｗ相線

Claims (3)

1. 　回転電機であって、
   　複数のスロットの各々において巻線が奇数回通過するように構成された固定子と、
   　前記複数のスロットに巻回された第１Ｕ相線と、
   　前記複数のスロットに巻回された第１Ｖ相線と、
   　前記複数のスロットに巻回された第１Ｗ相線と、
   　前記複数のスロットに巻回された第２Ｕ相線と、
   　前記複数のスロットに巻回された第２Ｖ相線と、
   　前記複数のスロットに巻回された第２Ｗ相線と、
   　前記第１Ｕ相線と前記第１Ｖ相線と前記第１Ｗ相線と前記第２Ｕ相線と前記第２Ｖ相線と前記第２Ｗ相線との発生する磁界により回転する共通回転子と、
   を備え、
   　前記第２Ｕ相線は、前記第１Ｕ相線に対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回され、
   　前記第２Ｖ相線は、前記第１Ｖ相線に対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回され、
   　前記第２Ｗ相線は、前記第１Ｗ相線に対して電流通過方向が反転しかつ電気角で１８０度ずれるスロット位置に巻回される、
   回転電機。
2. 　請求項１に記載の回転電機であって、
   　前記固定子は、前記複数のスロットの各々において前記巻線が３回通過するように構成されている、
   回転電機。
3. 　請求項１又は２に記載の回転電機であって、
   　前記固定子は、磁極ピッチがコイルピッチと異なる短節巻として構成されている、
   回転電機。

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