JP2003274594A - 回転電機の固定子 - Google Patents
回転電機の固定子Info
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Abstract
部の長さを大幅に短縮する。 【解決手段】固定子コイルが、固定子鉄心の複数スロッ
トに装着されている回転電機の固定子において、予めU
字型に成形したU字コイルをスロットの径方向に複数積
層するように、固定子歯部を挟んで隣接するスロットに
直線二辺を挿入し、該コイルの直線二辺の端末間をそれ
ぞれ接続することにより、所定巻回数を形成する固定子
コイルにあって、前記コイルの所定巻回数の半数または
概半数のコイルを、固定子鉄心の一端からスロットに挿
入し、残り半数または概半数のコイルを、固定子鉄心の
他端からスロットに挿入して構成したことを特徴とする
回転電機の固定子。
Description
に係り、特に同期機に好適な回転電機の固定子に関す
る。
に、図14に示すように、円周方向に並んで配列されて
いる歯部3aと、これらの間に存在しているスロット3
を有する固定子鉄心2を用い、スロット3内に絶縁スロ
ットライナ3b(以下、スロットライナという)を装着
した上で、その内部に予め巻回成形したコイル4を挿入
し、更に、同じく予め成形しておいたウェッジ3cを装
着して作られている。また、図15は、スロット3内を
断面で示したものである。一方、固定子コイル4は、図
16に示すような形状をしており、この形状とほぼ相似
の形状を有する図示しない巻枠を予め作り、この巻枠に
コイル4を所定回数だけ巻回形成することで作ってい
た。そして、該固定子コイル4は、手作業あるいは機械
装置を用いて、スロット3の開口部3dからスロット内
部へ挿入されていた。また、従来は、固定子の電気的絶
縁強化のために、コイル挿入が終了して所定の接続が終
了した後に、ポリエステル系やエポキシ系ワニスを固定
子に含浸して加熱乾燥するワニス絶縁処理を行ってい
た。
ルエンド部の長さの短縮について充分に配慮がされてい
るとはいえず、回転電機の更なる小型化の点に問題があ
った。この従来技術におけるコイルエンド部の長さが長
くなる問題について詳しく説明すると以下の通りであ
る。固定子コイル4は、固定子の極数から定まる所定の
スロット跨り(以下跨りという)を有し、コイルエンド
の長さは跨りの大きさで支配される。一般に、極数が多
いとコイルの跨りが小さいからコイルエンドの長さは、
極数の小さなものに比べて短くなる。また、コイルを巻
回するときに使用する巻枠のコイルエンド部の形状を工
夫することによってある程度短く形成することができ
る。しかしながら、コイルエンドを大幅に短くすると、
挿入済みコイルのコイルエンドに、これから挿入しよう
とするコイルのコイルエンドが干渉して、コイルが挿入
できなくなる。そこで、コイル巻回時にはコイル挿入に
支障がない長さにとどめて全てのコイル挿入が終了して
から外力を使用してコイルエンドを軸方向と径方向に強
制的に成形して短縮する方法が用いられていた。この方
法によると、コイルエンドを大きな機械力で成形するた
めに、スロットライナやコイル被覆エナメル絶縁を傷つ
け、固定子の耐圧不良が発生するだけではなく、強制成
形しても短縮長さに限度があった。
目的は、固定子コイルのコイルエンド部の長さを短縮し
た回転電機の固定子を提供することにある。
に本発明では、平角線コイルを用いて構成する四辺のう
ち、一辺の径方向部位のみ分離して、残る三辺はU字形
状に形成し、前記コイルの所定巻回数の半数または概半
数のコイルを、各コイル間に前記コイル板厚相当の径方
向隙間を設けて固定子鉄心の一端からスロットに挿入
し、残り半数または概半数のコイルを、スロット内の前
記隙間へ固定子鉄心の他端から挿入して、反U字側開口
端を交互に曲げ成形し、先端を順次接続することにより
コイルが閉回路としてしかも所定巻回数一巡するように
コイルを形成するものである。しかも、接続部の絶縁性
を充分良好なものに保って確実な接合とするため、折り
曲げるコイルと折り曲げないコイルを交互にスロットの
径方向に積み重ねる。そして、折り曲げたコイルの先端
を折り曲げないコイルの先端に合わせ接続することで、
該接続部は、該コイルを積み重ねた状態にあってスロッ
トの径方向においてコイル板厚分の空間が確保される。
エンド長さを短縮した固定子が提供できる。しかも、コ
イルエンド長さが短縮されたことで充分な電気絶縁性能
が得られる。
定子について、図示の実施形態により詳細に説明する。
一実施形態で、固定子鉄心2のスロット3に固定子コイ
ル4が挿入された状態を示した固定子1の正面図であ
る。図2は、固定子1の側面図であり、図3は固定子1
をその内径側から展開して見た部分正面図で、固定子1
は、固定子鉄心2と固定子鉄心2に設けた複数スロット
3に所定本数の固定子コイル4を挿入したところを示
す。固定子コイル4は、平角線コイルを用いて構成する
四辺のうち、一辺の径方向部位のみ分離して、残る三辺
はU字形状に形成し、前記コイルの所定巻回数の半数ま
たは概半数のコイル4を、各コイル間に前記コイル板厚
相当の径方向隙間45を設けて固定子鉄心2の一端から
スロット3に挿入する。
概半数のコイル44を、前記スロット3内に予め設けら
れた径方向隙間45へ固定子鉄心2の他端から挿入す
る。次に、挿入された複数コイルの反U字側開口端4a
と4b及び44aと44bをそれぞれ図7に示すように
折り曲げ成形する。この折り曲げ成形する目的は、コイ
ルが閉回路の所定巻回数を有するように単独コイル同志
を接続する時の接続部を接続し易い形状になるようにす
るためである。
いて詳しく説明する。
す側面図である。コイル同志の接続においては、以下の
ように行う。
うち、固定子鉄心の一端側すなわち図7では上部から挿
入した約半数のコイルは、上部側で接続し、固定子鉄心
の他端側すなわち図7では下部から挿入した残り約半数
のコイルは下部側で接続する。
された複数コイルのうち、入り口となるコイル41の先
端を41aとすると、同コイル41の他端は41bで示
す。該先端41bは、コイル41の上層に挿入されるコ
イル42の先端42aと接続する。
上層に挿入されるコイル43の先端43aと接続され
る。更に上層に挿入されるコイルについて以下この順序
で接続を繰り返す。
ルとは、固定子鉄心の一方側から挿入されたコイルを指
す。言い換えると、当該コイルのすぐ上部には、固定子
鉄心の他方側から挿入されたコイルが位置することにな
るがこのコイルを飛び越した上に位置するコイルのこと
を指す。一方、他端側から挿入された約半数のコイル
は、上記と同様な接続を行う。
片側方向から挿入された各々複数コイルを直列に接続す
ることが完了しているがまだ所定の巻回数を形成してい
ない。
て図8に示す固定子鉄心2の上部から挿入した約半数の
コイル郡の入り口41aと固定子鉄心2の下部から挿入
した残り約半数のコイル群の出口46bを直列に接続す
る。しかして所定巻回数を形成することができる。尚、
接続には例えばTIG溶接を用いると良好である。
前に行われる成形では、上記の接続が容易になるように
図11で示すようにコイルエンド部を成形する。なお、
図10に接続箇所6を現わした固定子の側面図を示す。
に示す。最後に所望の結線にするための一実施形態を図
13により説明する。渡り線7は、コイル材と同じもの
から形成し、例えば3相のY結線であれば、U相,V
相,W相と中性点を構成するように配置し接続する。
ス処理工程を経て、電気的絶縁を施し固定子1を形成す
る。
コイルを固定子鉄心の両端面方向から交互に挿入するこ
とによって、コイルを接続する箇所が、スロット内にあ
って固定子鉄心径方向においてコイル板厚相当だけ離す
ことができる。そのためTIG溶接する際、充分空隙が保
たれるので溶接スパッタで短絡したり、溶接接続しては
いけない部分を溶接することがない。従ってコイル同志
の接続において信頼性の高い接続が可能となる。
定子コイルのコイルエンド部の長さを大幅に短縮した回
転電機の固定子を提供することができる。
示す正面図である。
めの側面図である。
するための説明図である。
めの側面図である。
するための説明図である。
めの説明図である。
するための説明図である。
めの側面図である。
するための説明図である。
ための説明図である。
明するための説明図である。
実施形態を説明するための側面図である。
実施形態を説明するための側面図である。
ある。
ある。
明図である。
定子鉄心歯部、3b…スロットライナ、3c…ウェッ
ジ、3d…開口、4…固定子コイル、5…スロット内渡
り線、6…接続箇所、7…スロット外渡り線、41〜4
4,46…コイル、45…径方向隙間。
Claims (6)
- 【請求項1】固定子コイルが、固定子鉄心の複数スロッ
トに装着されている回転電機の固定子において、U字型
に成形したU字コイルをスロットの径方向に複数積層す
るように、固定子歯部を挟んで隣接するスロットに直線
二辺を挿入し、該コイルの直線二辺の端末間をそれぞれ
接続することにより、所定巻回数の固定子コイルを形成
し、前記コイルの所定巻回数の半数または概半数のコイ
ルを、固定子鉄心の一端からスロットに挿入し、残りの
コイルを、固定子鉄心の他端からスロットに挿入して構
成したことを特徴とする回転電機の固定子。 - 【請求項2】固定子コイルが、固定子鉄心の複数スロッ
トに装着されている回転電機の固定子において、U字型
に形成したU字コイルをスロットの径方向に複数積層す
るように、固定子歯部を挟んで隣接するスロットに直線
二辺を挿入し、該コイルの直線二辺の端末間をそれぞれ
接続することにより、所定巻回数の固定子コイルを形成
し、前記コイルの所定巻回数の半数または概半数のコイ
ルを、各コイル間に前記コイル板厚相当の径方向隙間を
設けて固定子鉄心の一端からスロットに挿入し、残りの
コイルを、スロット内の前記隙間へ固定子鉄心の他端か
らスロットに挿入して構成したことを特徴とする回転電
機の固定子。 - 【請求項3】請求項1において、前記固定子コイルが、
固定子鉄心の複数スロットに装着されている回転電機の
固定子であって、U字型に成形したU字コイルをスロッ
トの径方向に複数積層するように、固定子歯部を挟んで
隣接するスロットに直線二辺を挿入し、該コイルの直線
二辺の端末間をそれぞれ接続することにより、所定巻回
数の固定子コイルを形成し、前記コイル端部を折り曲げ
るコイルと折り曲げないコイルとで構成され、折り曲げ
るコイルは、折り曲げないコイルに対し、折り曲げ相当
分長く形成し、折り曲げるコイルと折り曲げないコイル
を交互に積層し、スロットに挿入後、固定子歯部を囲む
方向にコイル端部を交互に折り曲げ、コイル先端を接続
して構成したことを特徴とする回転電機の固定子。 - 【請求項4】請求項1において、前記積層されたU字コ
イルは、直線二辺がコイル一本分ずれる様、予めU字平
面方向に段違い成形したことを特徴とする回転電機の固
定子。 - 【請求項5】請求項1において、前記固定子鉄心に設け
たスロットの開口側から底に向かうにしたがってコイル
幅が増加するように構成したことを特徴とする回転電機
の固定子。 - 【請求項6】請求項1において、前記固定子のスロット
は、軸方向にスキューすることを特徴とする回転電機の
固定子。
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2002
- 2002-03-18 JP JP2002073475A patent/JP3744445B2/ja not_active Expired - Fee Related
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