JP2004153874A

JP2004153874A - Stator for motor

Info

Publication number: JP2004153874A
Application number: JP2002313183A
Authority: JP
Inventors: Masaru Owada; 優大和田; Hisashi Sakata; 坂田　　尚志; Mitsuo Uchiyama; 光夫内山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stator for a motor which can reduce eddy current loss. SOLUTION: In this stator (10) for a motor which is constituted by winding a first field coil (16) and a second field coil (18) adjacently in the longitudinal direction of a field iron core on the field iron core (14) where field poles (12) are arranged circularly to constitute the field pole concerned, the second field coil wound on the side of the magnetic pole piece (15) of the field pole is constituted of a coil whose width in the longitudinal direction of the field iron core is smaller than the width in the longitudinal direction of the coil constituting the first field coil so that an eddy current generated by leaked magnetic flux within the second field coil is divided. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、渦電流損を減少させることができるモータの固定子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータの固定子を構成する界磁極の界磁鉄心に、１層目のコイルとこの１層目のコイルの隣にこの１層目のコイルとは巻回方向が逆の２層目のコイルとを巻回し、渦電流損を減少させるようにした、下記の特許文献１および特許文献２が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０５−２４３０３６号公報
【特許文献２】
特開平０８−３１７６１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、１つの界磁鉄心に相互に巻回方向の異なるコイルを２層巻回すれば、界磁極などからの漏れ磁束は各コイルに別々に鎖交することになるから、１つのコイルに発生する渦電流損が減少し、固定子全体としての渦電流損も減少する。ところが、漏れ磁束は、固定子の内周側に位置するコイルとより多く鎖交することから、外周側に位置するコイルと比較すると内周側に位置するコイルには比較的大きな渦電流が発生する。コイルに渦電流が発生すると、渦電流損と称する損失が発生し、この損失がモータの効率や出力性能の低下を引き起こす。
【０００５】
モータを駆動源とする自動車の場合、搭載されているバッテリや燃料電池で作り出される電気エネルギーを有効に利用することが求められる。したがって、モータの効率を少しでも向上させる必要がある。
【０００６】
本発明は、以上のような従来の技術の問題点および現在の要望に鑑みてなされたものであり、渦電流損を減少させることができるモータの固定子の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるモータの固定子は、界磁極が円環状に配列され、当該界磁極を構成する界磁鉄心には当該界磁鉄心の長手方向に相隣接して第１界磁コイルと第２界磁コイルとが巻回されてなるモータの固定子であって、前記界磁極の磁極片側に巻回される前記第２界磁コイルは、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が分断されるように、前記第２界磁コイルを構成する巻線の前記界磁鉄心の長手方向の幅が前記第１界磁コイルを構成する巻線の当該長手方向の幅よりも小さい巻線で構成される。
【０００８】
また他の発明にかかるモータの固定子は、漏れ磁束の通過を抑制するために、少なくとも前記界磁極の磁極片側に巻回される前記第２界磁コイルと前記界磁鉄心との間の磁気抵抗を増加させる手段を備えている。
【０００９】
さらに他の発明にかかるモータの固定子は、界磁極の磁極片側に設けられる第２界磁コイルは、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が抑制されるように、前記第２界磁コイルを構成する巻線の抵抗率が第１界磁コイルを構成する巻線の抵抗率よりも大きい巻線が巻回されて構成される。
【００１０】
【発明の効果】
本発明にかかるモータの固定子によれば、界磁極の磁極片側に設けられる第２界磁コイルは、前記第２界磁コイルを構成する巻線の界磁鉄心の長手方向の幅が第１界磁コイルを構成する巻線の当該長手方向の幅よりも小さい巻線で構成したので、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が前記長手方向に分断されることになり、結果的に渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００１１】
また他の発明にかかるモータの固定子によれば、少なくとも界磁極の磁極片側に設けられる第２界磁コイルと界磁鉄心との間の磁気抵抗を増加させる手段を備えているので、漏れ磁束が前記第２界磁コイルに通過する数を減少させることができ、その結果、渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００１２】
さらに他の発明にかかるモータの固定子によれば、界磁極の磁極片側に設けられる第２界磁コイルは、前記第２界磁コイルを構成する巻線の抵抗率が前記第１界磁コイルを構成する巻線の抵抗率よりも大きい巻線で構成されるので、漏れ磁束により第２界磁コイル内に発生する渦電流が小さくなり、その結果、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるモータの固定子の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明にかかるモータの固定子の概略構成図である。
【００１５】
本発明にかかるモータの固定子１０は、各極ごとに分割可能な構造の界磁極１２が円環状に配列されて構成されている。この界磁極１２を構成する界磁鉄心１４には、界磁鉄心１４の長手方向に相隣接するように、界磁鉄心１４の根元側に第１界磁コイル１６が、界磁鉄心１４の磁極片側に第２界磁コイル１８がそれぞれ巻回されている。第１界磁コイル１６と第２界磁コイル１８とは電気的に接続されているが、その巻回方向は相互に異なっている。
【００１６】
界磁鉄心１４に第１界磁コイル１６と第２界磁コイル１８を巻回する前に、これらの界磁コイル１６、１８が巻回される界磁鉄心１４の巻回面１４Ａの部分に、これらの界磁コイル１６、１８と界磁鉄心１４との間の絶縁を確保するための絶縁材２０が取り付けられる。
【００１７】
第１界磁コイル１６は、図示されるように、平板状の巻線２２がその幅方向を界磁鉄心１４の巻回面１４Ａと平行にして巻回されて構成される。つまり、第１界磁コイル１６は平板状の巻線２２を平巻して構成される。また、第２界磁コイル１８は、モータの内部に生じる漏れ磁束によって第２界磁コイル１８内に発生する渦電流が分断されるように、第２界磁コイル１８を構成する巻線の界磁鉄心１４の長手方向の幅が第１界磁コイル１６を構成する巻線２２の当該長手方向の幅よりも小さい巻線で構成される。つまり、第２界磁コイル１８は、第１界磁コイル１６の巻線２２の幅よりも小さい幅の巻線２４（図１の場合は１／４）を複数列平板状に並べ（図１の場合４列）、平板状に並べた複数列の巻線を並べた状態で平巻して構成される。
【００１８】
第１界磁コイル１６および第２界磁コイル１８を界磁鉄心１４に巻回する手順などを図２から図４によって詳しく説明する。界磁極１２は、厚みの薄い電磁鋼板を磁極形状に打ち抜き、積層することによって製作する。界磁極１２を構成する界磁鉄心１４の巻回面１４Ａおよびその巻回面側面１４Ｃには、絶縁処理を施すため絶縁性を有する樹脂材料が塗布されている。本実施の形態では、いわゆるＰＰＳ樹脂を用いて界磁極１４を一体的にモールドすることで絶縁層を形成している。
【００１９】
なお、絶縁処理は、上記のように樹脂材料を塗布する方法以外に、界磁極１２の電磁鋼板積層方向両端部に絶縁樹脂製の鞍型キャップを取り付け、電磁鋼板積層方向の平行面にノーメックスなどの絶縁紙を貼り付けても良い。一般的には、電磁鋼板積層方向の平行面は、樹脂キャップと一体的に形成されたフランジ面などによって絶縁される。
【００２０】
図２に示すように、界磁極１２の電磁鋼板積層方向の一方の端面１４Ｂには、絶縁コーティングされていない渡線として機能する裸導体２６が樹脂材料内に埋め込まれている。裸導体２６に第１界磁コイル１６の巻線２２の端部を当接させる。巻線２２の表面は絶縁被覆されているので、当接させる前にその端部の絶縁被覆はグラインダで除去しておく。裸導体２６と巻線２２の端部とは超音波溶接機を用いて接合する。接合後、巻線２２を界磁極１４の周りに一周させると図３に示すような状態となる。巻線２２が裸導体２６と巻線２２との接合部分に達すると、２周目に入る巻線２２が接合部分に押し付けられることになる。２周目に入る前に巻線２２の端部のバリや接合時にできた突部が巻線２２の絶縁皮膜を壊すことのないように、接合部分には絶縁フィルム２８を挟む。その後は、巻線２２を界磁極１４の周りに所定回数巻回させる。
【００２１】
以上のようにして、巻線２２は界磁鉄心１４に巻回され、第１界磁コイル１６が形成される。
【００２２】
次に、第２界磁コイル１８を第１界磁コイル１６に隣接（磁極鉄心１４の長手方向の磁極片１５側）させて界磁鉄心１４に巻回する手順を説明する。第２界磁コイル１８に使用する巻線２４は、図４に示すように、巻線２２の長辺部分を複数に分割し、分割したそれぞれの導線に絶縁コーティングを施し、所望の幅となるように導線を複数列平板状に並べて相互に接着して形成したものである。
【００２３】
この巻線２４は、図４に示すように、第１界磁コイル１６を構成する巻線２２とは反対方向に巻回するが、その巻回の手順は巻線２２と同様に行われる。すなわち、巻線２４の端部の絶縁被覆をグラインダで除去し、裸導体２６に巻線２４の端部を当接させる。裸導体２６と巻線２４の端部とは超音波溶接機を用いて接合する。接合後、巻線２４を界磁極１４の周りに巻線２２とは反対の方向に一周させ、２周目に入る前に巻線２４の絶縁皮膜を壊すことのないように、接合部分に絶縁フィルムを挟む。その後は、巻線２４を界磁極１４の周りに所定回数巻回させる。
【００２４】
以上のようにして、巻線２４は界磁鉄心１４に巻回され、第２界磁コイル１６が形成される。巻線２２と巻線２４を界磁鉄心１４に巻回すると、図５に示すように、界磁極１２には第１界磁コイル１６と第２界磁コイル１８が形成されることになる。
【００２５】
モータに電源を接続してモータを回転させているとき、図１に示すように、第１界磁コイル１６および第２界磁コイル１８によって生じた磁束２５は回転子３０に向かう。このとき、回転子３０が備えているマグネット３２の磁力の影響を受けて、漏れ磁束２５Ａのように回転子３０の表面付近を迂回して隣の磁極片１５に入り込むものや、漏れ磁束２５Ｂのように回転子３０に達しないまま隣の界磁磁極１４に入り込むもの（磁束密度の高い運転領域）がある。
【００２６】
回転子３０まで達せずに隣の界磁磁極１４に入り込んだ漏れ磁束２５Ｂは、第１界磁コイル１６または第２界磁コイル１８と鎖交する。第２界磁コイル１８は界磁極１２の磁極片１５側に巻回されているので、漏れ磁束２５Ｂは第１界磁コイル１６よりも第２界磁コイル１８とより多く鎖交する。本実施の形態では、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４に、漏れ磁束２５Ｂの流れ方向に対して複数に分割された巻線を用いているので、図６に示すように、漏れ磁束２５Ｂが巻線２４と鎖交しても、漏れ磁束２５Ｂによって生じる渦電流２９は、各巻線２４内でそれぞれ分割されることになる。このため、界磁極１２全体としての渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００２７】
また、第２界磁コイル１８と比較するとほとんど漏れ磁束２５Ｂが通過しない第１界磁コイル１６の巻線２２は、１本の平板状導体を使用しているので、導体の占積率の低下を抑えながら渦電流対策が可能となっている。
【００２８】
請求項１または請求項２に対応する本実施の形態によれば、界磁極１２の磁極片１５側に巻回される第２界磁コイル１８は、漏れ磁束２５Ｂによって第２界磁コイル１８内に発生する渦電流２９が分断されるように、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４の界磁鉄心１４の長手方向の幅が第１界磁コイル１６を構成する巻線２２の長手方向の幅よりも小さい巻線で構成している。具体的には、第１界磁コイル１６は平板状の巻線を平巻して構成され、第２界磁コイル１８は第１界磁コイル１６の巻線２２の幅よりも小さい幅の巻線を複数列平板状に並べて平巻して構成している。したがって、漏れ磁束２５Ｂが通過する巻線２４の導体面が小さく分断されることになり、渦電流１９も小さく分断されて渦電流損の発生を抑制することができる。その結果、モータの効率の向上、出力の向上を図ることができる。
【００２９】
［第２の実施の形態］
本実施の形態では、第１の実施の形態で用いた巻線２２を平巻して第１界磁コイル１６を構成し、同一の巻線２２を平巻して第２界磁コイル１８を構成している。
【００３０】
第１界磁コイル１６および第２界磁コイル１８を界磁鉄心１４に巻回する手順などを図７から図１２によって詳しく説明する。界磁極１２の構成および界磁極１２に対して施される絶縁処理は第１の実施の形態の場合と同一であるのでその説明は省略する。
【００３１】
まず、ボビン３４に第２界磁コイル１８の形成に必要な長さの巻線２２Ａを巻きつけておき、この巻線２２Ａの端部を、界磁極１２の電磁鋼板積層方向の一方の端面１４Ｂに形成されている溝（図示せず）に挿入する。そして、第１界磁コイル１６を構成する巻線２２Ｂの端部の絶縁被覆をグラインダで除去し、端面１４Ｂ上でボビン３４から引き出されている巻線２２Ａに巻線２２Ｂの端部を当接させる。巻線２２Ａと巻線２２Ｂの端部とは超音波溶接機を用いて接合する。接合後、界磁極１２とボビン３４とを一緒に右に一周回転させ、２周目に入る前に巻線２２Ｂの絶縁皮膜を壊すことのないように、接合部分に絶縁フィルムを挟む。そして、界磁極１２とボビン３４とを一緒に右に所定回数回転させて巻線２２Ｂを平巻し、図８のように第１界磁コイル１６を形成する。
【００３２】
第１界磁コイル１６の巻回が終了したら、図９に示すように、ボビン３４を界磁極１２の巻回軸から界磁極１２の電磁鋼板積層方向上に移動させる。そして、巻線２２Ａの巻き崩れや倒れ込みを防止するために側面拘束治具３６で巻線２２Ａをその長辺側から第１巻線コイル１６側に押し付ける。この状態で、ボビン３４は回転させずに界磁極１２を左に回転させる。なお、側面拘束治具３６は界磁極１２の巻回面１４Ａに沿って巻線２２Ａを第１巻線コイル１６側に押し付けることができなけばならないので、界磁極１２の回転に伴って上下方向に移動させる。側面拘束治具３６の上下移動はサーボ制御により行う。
【００３３】
側面拘束治具３６で巻線２２Ａを押さえつけながら界磁極１２を左方向に所定回数回転させて巻線２２Ａを平巻すると、図１１に示すような第２界磁コイル１８が形成される。図１２は、図１１のＡ−Ａ断面を示したものであるが、この図を見れば、第１界磁コイル１６は巻線２２Ｂが平巻されて形成され、第２界磁コイル１８は巻線２２Ａがエッジワイズ巻されて形成されていることが良くわかる。
【００３４】
図１に示したように、回転子３０まで達せずに隣の界磁磁極１４に入り込んだ漏れ磁束２５Ｂは、第１界磁コイル１６または第２界磁コイル１８と鎖交する。本実施の形態では、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４Ａをエッジワイズ巻しているので、図１２に示すように漏れ磁束２５Ｂが第２界磁コイル１８と鎖交しても、漏れ磁束２５Ｂによって生じる渦電流が各巻線２２Ａ内でそれぞれ分割されることになる。このため、界磁極１２全体としての渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００３５】
また、第２界磁コイル１８と比較するとほとんど漏れ磁束２５Ｂが通過しない第１界磁コイル１６の巻線２２Ｂには１本の平板状導体を使用し、また、第２界磁コイル１８の巻線２２Ａは第１の実施の形態とは異なり、その長辺側を複数に分割していないことから、絶縁コーティングがなくなり、界磁コイルの占積率が向上する。したがって、本実施の形態によれば、導体の占積率の低下を抑えながら渦電流対策が可能となり、モータの出力性能も向上させることができる。
【００３６】
請求項３に対応する本実施の形態によれば、界磁極１２の磁極片１５側に巻回される第２界磁コイル１８は、平板状の巻線２２Ａを平打巻して構成しているので、漏れ磁束２５Ｂが直交する導体面は細かく分断されることになり、第２界磁コイル１８内に発生する渦電流が分断され、渦電流損の発生を抑制することができる。その結果、モータの効率の向上、出力の向上を図ることができる。
【００３７】
［第３の実施の形態］
請求項４に対応する本実施の形態では、界磁鉄心１４の少なくとも第２界磁コイル１８が巻回される部分に第１界磁コイル１６が巻回される界磁鉄心１４の巻回面１４Ａに対して傾斜させた傾斜面を形成し、その傾斜面に巻線を巻回することによって第２界磁コイルを構成している。
【００３８】
図１３および図１４は、本実施の形態における第２界磁コイル１８の巻回状態を示している。本実施の形態では、図１４に示すように、第２界磁コイル１８が巻回される部分の絶縁材２０に、界磁磁極１４の巻回面１４Ａに対して非平行な傾斜面４０を形成している。この傾斜面４０に図１３に示すように巻線２４を巻回すると、第２界磁コイル１８の巻線２４は、図１４に示すように第１界磁コイル１６の巻線２２に対して斜めに巻回されることになる。
【００３９】
このように、第２界磁コイル１８の巻線２４が、界磁磁極１４の巻回面１４Ａに対して非平行に巻回されると、漏れ磁束に直交する面の導体の長さが小さく分断されるため、漏れ磁束が第２界磁コイル１８と鎖交しても渦電流を小さくすることができる。このため、界磁極１２全体としての渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。また、図１４に示すように、第２界磁コイル１８の巻線２４が巻回面１４Ａに対して傾斜して巻回されることで、巻線２４の端部が第１界磁巻線１６の端部に当接することになり、巻線２４の巻回中の巻き崩れを容易に防止することができ、生産性が向上する。
【００４０】
［第４の実施の形態］
本実施の形態では、漏れ磁束の通過を抑制するために、少なくとも界磁極１２の磁極片１５側に巻回される第２界磁コイル１８と界磁鉄心１４との間の磁気抵抗を増加させる手段を設けている。
【００４１】
具体的には、界磁鉄心１４の少なくとも第２界磁コイル１８が巻回される部分には第２界磁コイル１８と界磁鉄心１４との間の磁気抵抗を増加させるための絶縁材２０（一般的に使用される絶縁材の厚みよりもかなり厚い）を取り付け、絶縁材２０上に巻線を巻回することによって第２界磁コイルを構成する。
【００４２】
また、別の構成として、絶縁材２０の厚みを第１界磁コイル１６が巻回される部分と第２界磁コイル１８が巻回される部分とで違え、これによって第２界磁コイル１８と界磁鉄心１４との間の磁気抵抗を増加させるようにしても良い。
【００４３】
図１５および図１６は、請求項５〜７に対応する本実施の形態の説明に供する図である。本実施の形態では、図１６に示すように、界磁磁極１４の巻回面１４Ａ表面をモールドする絶縁材２０の厚みを、第１界磁コイル１６が巻回される部分で薄くし、第２界磁コイル１８が巻回される部分で厚くしている。つまり、第２界磁コイル１８が巻回される部分のうち、少なくとも電磁鋼板積層方向に平行となる面の絶縁材２０の厚みを厚くしている。したがって、図に示すように、絶縁材２０には、巻回面１４Ａに平行な比較的厚みの薄い部分２０Ａと、同じく巻回面１４Ａに平行な２０Ａの部分よりも厚みのある部分２０Ｂが存在する。
【００４４】
第１界磁コイル１６と第２界磁コイルの巻回の仕方は第１の実施の形態と同じであるから、その説明は省略する。
【００４５】
このように、漏れ磁束が鎖交しやすい第２界磁コイル１８が巻回される部分２０Ｂの絶縁材２０の厚みを厚くすると、その部分の磁気抵抗が他の部分の磁気抵抗よりも大きくなる。このため、第２界磁コイル１８に鎖交する漏れ磁束の数が減少し、この減少に伴って渦電流損も減少する。したがって、界磁極１２全体としての渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。また、絶縁材の厚みが増加したことによって、第２界磁コイル１８と界磁磁極１４との間の絶縁耐力が向上する。さらに、巻線２４を巻く際の絶縁材２０の破損も防止できるようになる。
【００４６】
［第５の実施の形態］
本実施の形態では、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４に第１界磁コイル１８を構成する巻線２２の抵抗率よりも大きい抵抗率を有する導体を用いている。
【００４７】
具体的には、第１界磁コイル１６を構成する巻線２２には、一般的に用いられている固有抵抗率の低い銅線を用い、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４には、銅線よりも固有抵抗率の大きな導線、例えばアルミニウム線を用いる。
【００４８】
図１７は、請求項８および９に対応する本実施の形態の説明に供する図である。この図では、第１界磁コイル１６を構成する巻線２２と第２界磁コイル１８を構成する巻線２４の材料を違えている。巻線２２は銅線であり、巻線２４はアルミニウム線である。したがって、第２界磁コイル１８の抵抗は、第１界磁コイル１６の抵抗よりも大きくなる。なお、本実施の形態では、第１界磁コイル１６と第２界磁コイル１８の巻回の仕方は第１の実施の形態と同じであるから、その説明は省略する。
【００４９】
このように、漏れ磁束が鎖交しやすい第２界磁コイル１８の抵抗を第１界磁コイル１６の抵抗よりも大きくすると、抵抗が大きい分だけ第２界磁コイル１８に流れる渦電流の大きさを小さくすることができる。したがって、界磁極１２全体としての渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００５０】
従来であれば、界磁コイルの巻線には丸線や正方形に近い平角線が用いられていたため、固有抵抗率の大きいアルミニウム線を使用する場合には、巻線の全体をアルミニウム線に置き換える必要があったが、本実施の形態のように、扁平の平角線を平巻きして二列に配置したものは、漏れ磁束がほとんど通過しない第１界磁コイル１６の巻線２２と多くの漏れ磁束が通過する第２界磁コイル１８の巻線２４とで異なる材料を用いることができる。このため、適材適所に材料を使用することができ、アルミニウム線を使用することによる銅損の増加を抑制することができる。
【００５１】
［第６の実施の形態］
本実施の形態では、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４に第１界磁コイル１６を構成する巻線２２の断面積よりも大きな導体を用いている。一般的には、いずれの巻線にも同一の断面積の導体が使用されるが、本実施の形態のように第２界磁コイル１８を構成する巻線２４の断面積を大きくすることによって、第２界磁コイル１８の巻線２４の巻数が少なくなり、しかも断面積が大きいために第２界磁コイル１８の抵抗値は小さくなる。第１界磁コイル１６は、第２界磁コイル１８の巻数が少なくなった分だけ巻数を確保する必要があるため（従来と同等の磁気性能を得るため）、巻線２２の断面積を小さくしている。
【００５２】
図１８は、第１界磁コイル１６を構成する断面積の比較的小さな巻線２２と、第２界磁コイル１８を構成する巻線２２よりも断面積の大きな巻線２４を界磁極１２に巻回する状態を示している。図１８のようにしてそれぞれの巻線が巻回されると、その結果構成される界磁極１２の断面は、図１９に示すように第１界磁コイル１６には断面積の小さな巻線２２が多くの回数巻回され、第２界磁コイル１８には巻線２２に比較して断面積の大きな巻線２４が巻線２２に比較して少ない回数巻回される。したがって、第２界磁コイル１８の抵抗は、第１界磁コイル１６の抵抗よりも小さくなる。
【００５３】
このように、漏れ磁束が鎖交しやすい第２界磁コイル１８の抵抗を第１界磁コイル１６の抵抗よりも小さくすると、抵抗が小さい分だけ第２界磁コイル１８の銅損の大きさを小さくすることができる。したがって、第２界磁コイル１８の温度は第１界磁コイル１６の温度よりも低くなる。このため、巻線の絶縁皮膜の耐熱温度に対しては、第２界磁コイル１８の余裕度が高くなる。したがって、渦電流が第２界磁コイル１８に発生しても、耐熱温度に対する余裕があるため絶縁破壊の恐れが少なくなる。
【００５４】
以上、本発明を複数の実施の形態により説明したが、本発明は、各実施の形態に拘束されることなく、それぞれの実施の形態に記載した構成を組み合わせて適用することもできる。また、界磁極は突極型のものを例示して説明したが、突極型以外の形態のものに対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるモータの固定子の概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態における第１界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図３】第１の実施の形態における第１界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図４】第１の実施の形態における第２界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図５】第１の実施の形態における界磁極の完成状態を示す図である。
【図６】第１の実施の形態において第２界磁コイルに発生する渦電流の状況の説明に供する図である。
【図７】第２の実施の形態における第１界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図８】第２の実施の形態における第１界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図９】第２の実施の形態における第２界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図１０】第２の実施の形態における第２界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図１１】第２の実施の形態における界磁極の完成状態を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態における第１界磁コイルと第２界磁コイルとの巻回状態を示す断面図である。
【図１３】第３の実施の形態における第２界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図１４】第３の実施の形態における第１界磁コイルと第２界磁コイルとの巻回状態を示す断面図である。
【図１５】第４の実施の形態の説明に供する図である。
【図１６】第４の実施の形態の説明に供する断面図である。
【図１７】第５の実施の形態の説明に供する図である。
【図１８】第６の実施の形態の説明に供する図である。
【図１９】第６の実施の形態の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０…モータの固定子、
１２…界磁極、
１４…界磁鉄心、
１４Ａ…巻回面、
１４Ｂ…端面、
１４Ｃ…巻回面側面、
１５…磁極片
１６…第１界磁コイル、
１８…第２界磁コイル、
２０…絶縁材、
２２、２４…巻線、
２５…磁束、
２５Ａ、２５Ｂ…漏れ磁束、
２６…裸導体、
２８…絶縁フィルム、
２９…渦電流、
３０…回転子、
３２…マグネット、
３４…ボビン、
３６…側面拘束治具、
４０…傾斜面。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor stator capable of reducing eddy current loss.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a first-layer coil and a second-layer coil next to the first-layer coil and having a winding direction opposite to that of the first-layer coil are provided on a field iron core of a field pole constituting a stator of a motor. Patent Documents 1 and 2 below, in which a coil is wound to reduce eddy current loss, are known.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 05-243036 A
[Patent Document 2]
JP 08-317610 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Certainly, if two layers of coils having different winding directions are wound around one field core, the leakage magnetic flux from the field poles and the like will interlink each coil separately, so that one coil The generated eddy current loss is reduced, and the eddy current loss of the entire stator is also reduced. However, since the leakage flux links more with the coil located on the inner circumference side of the stator, a relatively large eddy current is generated in the coil located on the inner circumference side compared to the coil located on the outer circumference side I do. When an eddy current is generated in the coil, a loss called an eddy current loss occurs, and this loss causes a reduction in efficiency and output performance of the motor.
[0005]
In the case of a motor vehicle driven by a motor, it is required to effectively use electric energy generated by a mounted battery or fuel cell. Therefore, it is necessary to improve the efficiency of the motor even a little.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional technology and the present demand, and has as its object to provide a motor stator capable of reducing eddy current loss.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, in a motor stator according to the present invention, field poles are arranged in a ring shape, and a field core constituting the field pole is provided in a longitudinal direction of the field core. A motor having a first field coil and a second field coil wound adjacent to each other, wherein the second field coil wound on one side of the magnetic pole of the field pole comprises: The longitudinal width of the field iron core of the winding constituting the second field coil is such that the eddy current generated in the second field coil is divided by the leakage magnetic flux. Are smaller than the winding width in the longitudinal direction.
[0008]
According to another aspect of the present invention, there is provided a stator for a motor, wherein a magnetic field between the second field coil and the field iron core wound around at least one of the field poles to suppress the passage of leakage magnetic flux. Means for increasing the resistance are provided.
[0009]
In a motor stator according to still another aspect of the present invention, the second field coil provided on one magnetic pole side of the field pole is configured such that an eddy current generated in the second field coil by leakage magnetic flux is suppressed. A winding in which the resistivity of the winding constituting the second field coil is higher than the resistivity of the winding constituting the first field coil is wound.
[0010]
【The invention's effect】
According to the stator of the motor according to the present invention, the second field coil provided on one side of the field pole has a length in the longitudinal direction of the field iron core of the winding constituting the second field coil. Since the windings constituting the field coil are smaller in width in the longitudinal direction, the eddy current generated in the second field coil due to the leakage magnetic flux is divided in the longitudinal direction. As a result, the eddy current loss is reduced, and the efficiency and output performance of the motor can be improved.
[0011]
According to the stator of the motor according to another aspect of the present invention, since the means for increasing the magnetic resistance between the second field coil provided at least on one side of the pole of the field pole and the field core is provided, Can be reduced in the number passing through the second field coil. As a result, eddy current loss is reduced, and the efficiency and output performance of the motor can be improved.
[0012]
According to the stator of the motor according to still another aspect of the present invention, the second field coil provided on one side of the magnetic field pole has a resistivity of a winding constituting the second field coil being equal to the first field coil. , The eddy current generated in the second field coil by the leakage magnetic flux is reduced, and as a result, the efficiency and output performance of the motor are improved. be able to.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a motor stator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0014]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor stator according to the present invention.
[0015]
The stator 10 of the motor according to the present invention is configured such that the field poles 12 having a structure that can be divided for each pole are arranged in a ring shape. A first field coil 16 is provided at the base of the field core 14 so as to be adjacent to the field core 14 constituting the field pole 12 in the longitudinal direction of the field core 14. A second field coil 18 is wound on one side. Although the first field coil 16 and the second field coil 18 are electrically connected, their winding directions are different from each other.
[0016]
Before winding the first field coil 16 and the second field coil 18 around the field core 14, a portion of the winding surface 14 A of the field core 14 around which these field coils 16, 18 are wound is formed. An insulating material 20 for securing insulation between these field coils 16, 18 and the field iron core 14 is attached.
[0017]
As shown in the figure, the first field coil 16 is configured by winding a flat winding 22 with its width direction parallel to the winding surface 14A of the field iron core 14. That is, the first field coil 16 is configured by flat winding the flat-shaped winding 22. In addition, the second field coil 18 is configured so that an eddy current generated in the second field coil 18 is divided by a leakage magnetic flux generated inside the motor. The winding width of the magnetic core 14 in the longitudinal direction is smaller than that of the winding 22 constituting the first field coil 16 in the longitudinal direction. In other words, in the second field coil 18, a plurality of windings 24 (in the case of FIG. 1) having a width smaller than the width of the winding 22 of the first field coil 16 are arranged in a plurality of rows (FIG. 1). , Four rows), and a plurality of rows of windings arranged in a flat plate are arranged side by side to form a flat winding.
[0018]
The procedure for winding the first field coil 16 and the second field coil 18 around the field core 14 will be described in detail with reference to FIGS. The field pole 12 is manufactured by punching a thin magnetic steel sheet into a magnetic pole shape and laminating them. A resin material having an insulating property is applied to the winding surface 14A and the winding surface side surface 14C of the field core 14 constituting the field pole 12 in order to perform insulation processing. In the present embodiment, the insulating layer is formed by integrally molding the field pole 14 using a so-called PPS resin.
[0019]
The insulation treatment is performed by applying a resin material as described above, attaching an insulating resin saddle-type cap to both ends of the field pole 12 in the lamination direction of the electromagnetic steel sheet, and attaching Nomex or the like to a parallel surface in the lamination direction of the electromagnetic steel sheet. May be attached. Generally, the parallel surfaces in the lamination direction of the electromagnetic steel sheets are insulated by a flange surface or the like formed integrally with the resin cap.
[0020]
As shown in FIG. 2, on one end surface 14B of the field pole 12 in the laminating direction of the electromagnetic steel sheets, a bare conductor 26 functioning as a wiring that is not coated with insulation is embedded in a resin material. The end of the winding 22 of the first field coil 16 is brought into contact with the bare conductor 26. Since the surface of the winding 22 is insulatively coated, the insulative coating at the end thereof is removed with a grinder before contact. The bare conductor 26 and the end of the winding 22 are joined using an ultrasonic welding machine. After the joining, the winding 22 is made to make a round around the field pole 14 to obtain a state as shown in FIG. When the winding 22 reaches the junction between the bare conductor 26 and the winding 22, the winding 22 entering the second round is pressed against the junction. Before the second round, an insulating film 28 is sandwiched between the joining portions so that burrs at the ends of the winding 22 and protrusions formed at the time of joining do not break the insulating film of the winding 22. Thereafter, the winding 22 is wound around the field pole 14 a predetermined number of times.
[0021]
As described above, the winding 22 is wound around the field core 14 to form the first field coil 16.
[0022]
Next, a procedure for winding the second field coil 18 around the field core 14 adjacent to the first field coil 16 (on the side of the pole piece 15 in the longitudinal direction of the pole core 14) will be described. As shown in FIG. 4, the winding 24 used for the second field coil 18 divides the long side of the winding 22 into a plurality of parts, applies an insulating coating to each of the divided conductors, and has a desired width. In this way, the conductive wires are arranged in a plurality of flat plates and bonded to each other.
[0023]
As shown in FIG. 4, the winding 24 is wound in a direction opposite to the winding 22 constituting the first field coil 16, and the winding procedure is performed in the same manner as the winding 22. That is, the insulating coating on the end of the winding 24 is removed by a grinder, and the end of the winding 24 is brought into contact with the bare conductor 26. The bare conductor 26 and the end of the winding 24 are joined using an ultrasonic welding machine. After joining, the winding 24 makes one round around the field pole 14 in the direction opposite to the winding 22, and insulates the joining portion so as not to break the insulating film of the winding 24 before entering the second round. Insert the film. Thereafter, the winding 24 is wound around the field pole 14 a predetermined number of times.
[0024]
As described above, the winding 24 is wound around the field core 14 to form the second field coil 16. When the windings 22 and 24 are wound around the field iron core 14, a first field coil 16 and a second field coil 18 are formed on the field pole 12, as shown in FIG.
[0025]
When the power is connected to the motor and the motor is rotating, the magnetic flux 25 generated by the first field coil 16 and the second field coil 18 is directed to the rotor 30 as shown in FIG. At this time, under the influence of the magnetic force of the magnet 32 provided in the rotor 30, the leakage magnetic flux 25 A bypasses the vicinity of the surface of the rotor 30 and enters the adjacent magnetic pole piece 15, or the leakage magnetic flux 25 B As described above, there is the one that enters the adjacent field pole 14 without reaching the rotor 30 (operating region where the magnetic flux density is high).
[0026]
The leakage magnetic flux 25 B that has entered the adjacent field magnetic pole 14 without reaching the rotor 30 interlinks with the first field coil 16 or the second field coil 18. Since the second field coil 18 is wound on the pole piece 15 side of the field pole 12, the leakage magnetic flux 25 B interlinks more with the second field coil 18 than with the first field coil 16. In the present embodiment, since the winding 24 constituting the second field coil 18 is a plurality of windings divided in the flow direction of the leakage magnetic flux 25B, as shown in FIG. Even if the magnetic flux 25B interlinks with the windings 24, the eddy currents 29 generated by the leakage magnetic flux 25B will be divided in the respective windings 24. Therefore, the eddy current loss of the entire field pole 12 is reduced, and the efficiency and output performance of the motor can be improved.
[0027]
Further, since the winding 22 of the first field coil 16 through which the leakage magnetic flux 25B hardly passes as compared with the second field coil 18 uses one flat conductor, the space factor of the conductor is reduced. The eddy current countermeasure is possible while suppressing the eddy current.
[0028]
According to the present embodiment corresponding to claim 1 or claim 2, the second field coil 18 wound on the pole piece 15 side of the field pole 12 is formed inside the second field coil 18 by the leakage magnetic flux 25B. The width of the winding 24 constituting the second field coil 18 in the longitudinal direction of the field iron core 14 is equal to the length of the winding 22 constituting the first field coil 16 so that the eddy current 29 generated in the first field coil 16 is divided. It consists of windings smaller than the width in the direction. Specifically, the first field coil 16 is formed by flat winding a flat winding, and the second field coil 18 is formed by a winding having a width smaller than the width of the winding 22 of the first field coil 16. A plurality of wires are arranged in a flat plate shape and are wound flat. Therefore, the conductor surface of the winding 24 through which the leakage magnetic flux 25B passes is divided into small portions, and the eddy current 19 is also divided into small portions, so that occurrence of eddy current loss can be suppressed. As a result, the efficiency and output of the motor can be improved.
[0029]
[Second embodiment]
In the present embodiment, the first field coil 16 is formed by flat winding the winding 22 used in the first embodiment, and the second field coil 18 is formed by flat winding the same winding 22. Make up.
[0030]
A procedure for winding the first field coil 16 and the second field coil 18 around the field core 14 will be described in detail with reference to FIGS. The configuration of the field pole 12 and the insulation treatment applied to the field pole 12 are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0031]
First, a winding 22A having a length necessary for forming the second field coil 18 is wound around the bobbin 34, and one end face 14B of the field pole 12 in the lamination direction of the electromagnetic steel sheet is connected to the winding 22A. Into a groove (not shown) formed in the groove. Then, the insulating coating on the end of the winding 22B constituting the first field coil 16 is removed by a grinder, and the end of the winding 22B is brought into contact with the winding 22A drawn from the bobbin 34 on the end surface 14B. Let it. The ends of the winding 22A and the winding 22B are joined using an ultrasonic welding machine. After the joining, the field pole 12 and the bobbin 34 are rotated one turn to the right together, and an insulating film is sandwiched between the joining portions so as not to break the insulating film of the winding 22B before the second turn. Then, the field pole 12 and the bobbin 34 are rotated to the right a predetermined number of times together to flat-wound the winding 22B, thereby forming the first field coil 16 as shown in FIG.
[0032]
When the winding of the first field coil 16 is completed, the bobbin 34 is moved from the winding axis of the field pole 12 in the direction of laminating the magnetic steel sheets of the field pole 12 as shown in FIG. Then, the winding 22A is pressed against the first winding coil 16 from the long side thereof by the side surface restraining jig 36 in order to prevent the winding 22A from breaking or falling down. In this state, the field pole 12 is rotated left without rotating the bobbin 34. In addition, since the side surface restraining jig 36 must be able to press the winding 22A against the first winding coil 16 along the winding surface 14A of the field pole 12, the jig 36 is vertically moved with the rotation of the field pole 12. Move to The vertical movement of the side restraint jig 36 is performed by servo control.
[0033]
When the field pole 12 is rotated leftward a predetermined number of times while the winding 22A is pressed by the side restraining jig 36 to flatly wind the winding 22A, the second field coil 18 as shown in FIG. 11 is formed. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 11. Referring to FIG. 12, the first field coil 16 is formed by winding the winding 22 B flat, and the second field coil 18 is It can be clearly seen that the winding 22A is formed by edgewise winding.
[0034]
As shown in FIG. 1, the leakage magnetic flux 25 B that has entered the adjacent field magnetic pole 14 without reaching the rotor 30 links with the first field coil 16 or the second field coil 18. In the present embodiment, since the winding 24A constituting the second field coil 18 is edgewise wound, even if the leakage magnetic flux 25B interlinks with the second field coil 18 as shown in FIG. The eddy current generated by the leakage magnetic flux 25B is divided in each winding 22A. Therefore, the eddy current loss of the entire field pole 12 is reduced, and the efficiency and output performance of the motor can be improved.
[0035]
Further, as compared with the second field coil 18, the winding 22B of the first field coil 16 through which the leakage magnetic flux 25B hardly passes uses one flat conductor, and the winding of the second field coil 18 is used. Unlike the first embodiment, since the long side of the wire 22A is not divided into a plurality, the insulating coating is eliminated, and the space factor of the field coil is improved. Therefore, according to the present embodiment, eddy current countermeasures can be taken while suppressing a decrease in the space factor of the conductor, and the output performance of the motor can be improved.
[0036]
According to this embodiment corresponding to claim 3, the second field coil 18 wound on the pole piece 15 side of the field pole 12 is formed by flat winding a flat plate-shaped winding 22A. As a result, the conductor surface where the leakage magnetic flux 25B is orthogonal is finely divided, the eddy current generated in the second field coil 18 is divided, and the occurrence of eddy current loss can be suppressed. As a result, the efficiency and output of the motor can be improved.
[0037]
[Third Embodiment]
In the present embodiment corresponding to claim 4, the winding surface of the field iron core 14 in which the first field coil 16 is wound at least in a portion where the second field coil 18 is wound of the field iron core 14 A second field coil is formed by forming an inclined surface inclined with respect to 14A and winding a winding around the inclined surface.
[0038]
FIGS. 13 and 14 show the winding state of the second field coil 18 in the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 14, an inclined surface 40 that is non-parallel to the winding surface 14A of the field pole 14 is provided on the insulating material 20 where the second field coil 18 is wound. Has formed. When the winding 24 is wound on the inclined surface 40 as shown in FIG. 13, the winding 24 of the second field coil 18 is moved relative to the winding 22 of the first field coil 16 as shown in FIG. It will be wound diagonally.
[0039]
As described above, when the winding 24 of the second field coil 18 is wound non-parallel to the winding surface 14A of the field pole 14, the length of the conductor on the surface orthogonal to the leakage magnetic flux is reduced. Since the separation is performed, the eddy current can be reduced even if the leakage magnetic flux links with the second field coil 18. Therefore, the eddy current loss of the entire field pole 12 is reduced, and the efficiency and output performance of the motor can be improved. Further, as shown in FIG. 14, the winding 24 of the second field coil 18 is wound obliquely with respect to the winding surface 14A so that the end of the winding 24 becomes the first field winding. As a result, the windings 24 can be easily prevented from breaking during winding, and the productivity is improved.
[0040]
[Fourth Embodiment]
In the present embodiment, in order to suppress the passage of leakage magnetic flux, the magnetic resistance between at least the second field coil 18 wound around the pole piece 15 of the field pole 12 and the field iron core 14 is increased. Means are provided.
[0041]
Specifically, at least a portion of the field core 14 around which the second field coil 18 is wound, an insulating material 20 for increasing the magnetic resistance between the second field coil 18 and the field core 14. (Which is considerably thicker than a generally used insulating material), and a second field coil is formed by winding a winding on the insulating material 20.
[0042]
Further, as another configuration, the thickness of the insulating material 20 is different between the portion around which the first field coil 16 is wound and the portion around which the second field coil 18 is wound. The magnetic resistance between the magnetic field and the field iron core 14 may be increased.
[0043]
FIGS. 15 and 16 are diagrams for explaining the present embodiment corresponding to claims 5 to 7. In the present embodiment, as shown in FIG. 16, the thickness of the insulating material 20 for molding the surface of the winding surface 14A of the field pole 14 is reduced at the portion where the first field coil 16 is wound, The portion where the two-field coil 18 is wound is thickened. That is, the thickness of the insulating material 20 at least on the surface parallel to the lamination direction of the electromagnetic steel sheets in the portion where the second field coil 18 is wound is increased. Therefore, as shown in the figure, the insulating material 20 has a relatively thin portion 20A parallel to the winding surface 14A and a portion 20B thicker than the portion 20A also parallel to the winding surface 14A. I do.
[0044]
The manner of winding the first field coil 16 and the second field coil is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0045]
As described above, when the thickness of the insulating material 20 in the portion 20B around which the second field coil 18 in which the leakage magnetic flux is likely to interlink is increased, the magnetic resistance of that portion becomes larger than the magnetic resistance of the other portions. . For this reason, the number of leakage magnetic fluxes linked to the second field coil 18 decreases, and the eddy current loss also decreases with this decrease. Therefore, the eddy current loss of the entire field pole 12 is reduced, and the efficiency and output performance of the motor can be improved. In addition, the dielectric strength between the second field coil 18 and the field pole 14 is improved by increasing the thickness of the insulating material. Further, it is possible to prevent the insulating material 20 from being damaged when the winding 24 is wound.
[0046]
[Fifth Embodiment]
In the present embodiment, a conductor having a resistivity higher than the resistivity of the winding 22 constituting the first field coil 18 is used for the winding 24 constituting the second field coil 18.
[0047]
Specifically, a generally used copper wire having a low specific resistivity is used for the winding 22 constituting the first field coil 16, and the winding 24 constituting the second field coil 18 is used for the winding 22. Uses a conductive wire having a higher specific resistivity than a copper wire, for example, an aluminum wire.
[0048]
FIG. 17 is a diagram provided for explanation of the present embodiment corresponding to claims 8 and 9. In this figure, the material of the winding 22 constituting the first field coil 16 and the material of the winding 24 constituting the second field coil 18 are different. The winding 22 is a copper wire, and the winding 24 is an aluminum wire. Therefore, the resistance of the second field coil 18 becomes larger than the resistance of the first field coil 16. In the present embodiment, the manner of winding the first field coil 16 and the second field coil 18 is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0049]
As described above, when the resistance of the second field coil 18 in which the leakage magnetic flux is likely to interlink is larger than the resistance of the first field coil 16, the magnitude of the eddy current flowing through the second field coil 18 is increased by the larger resistance. Can be reduced. Therefore, the eddy current loss of the entire field pole 12 is reduced, and the efficiency and output performance of the motor can be improved.
[0050]
Conventionally, a round wire or a rectangular wire close to a square was used for the winding of the field coil, so when using an aluminum wire having a large specific resistivity, replace the entire winding with an aluminum wire. Although it was necessary, as in the present embodiment, a flat rectangular wire wound flat and arranged in two rows has a large number of windings 22 of the first field coil 16 through which the leakage magnetic flux hardly passes. A different material can be used for the winding 24 of the second field coil 18 through which the leakage magnetic flux passes. For this reason, a material can be used in the right place at the right material, and an increase in copper loss due to the use of an aluminum wire can be suppressed.
[0051]
[Sixth Embodiment]
In the present embodiment, a conductor larger than the cross-sectional area of the winding 22 forming the first field coil 16 is used for the winding 24 forming the second field coil 18. Generally, a conductor having the same cross-sectional area is used for each of the windings. However, by increasing the cross-sectional area of the winding 24 constituting the second field coil 18 as in the present embodiment, Since the number of turns of the windings 24 of the second field coil 18 is small and the cross-sectional area is large, the resistance value of the second field coil 18 is small. In the first field coil 16, it is necessary to secure the number of turns corresponding to the decrease in the number of turns of the second field coil 18 (to obtain magnetic performance equivalent to that of the related art). are doing.
[0052]
FIG. 18 shows that a winding 22 having a relatively small sectional area constituting the first field coil 16 and a winding 24 having a larger sectional area than the winding 22 constituting the second field coil 18 are formed on the field pole 12. The state which winds is shown. When the respective windings are wound as shown in FIG. 18, the cross section of the field pole 12 formed as a result is, as shown in FIG. Is wound a large number of times, and a winding 24 having a larger cross-sectional area than the winding 22 is wound around the second field coil 18 a smaller number of times than the winding 22. Therefore, the resistance of the second field coil 18 is smaller than the resistance of the first field coil 16.
[0053]
As described above, when the resistance of the second field coil 18 in which the leakage magnetic flux is likely to interlink is smaller than the resistance of the first field coil 16, the magnitude of the copper loss of the second field coil 18 is reduced by the smaller resistance. Can be reduced. Therefore, the temperature of the second field coil 18 becomes lower than the temperature of the first field coil 16. For this reason, the margin of the second field coil 18 is increased with respect to the heat-resistant temperature of the insulating film of the winding. Therefore, even if an eddy current is generated in the second field coil 18, there is a margin for the heat-resistant temperature, so that the possibility of dielectric breakdown is reduced.
[0054]
As described above, the present invention has been described with reference to a plurality of embodiments. However, the present invention is not limited to each embodiment, and can be applied in combination with the configurations described in each embodiment. Further, the field pole has been described as a salient pole type, but the present invention can be applied to a field other than the salient pole type.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor stator according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a procedure for winding a first field coil according to the first embodiment;
FIG. 3 is a diagram for explaining a procedure for winding a first field coil according to the first embodiment;
FIG. 4 is a diagram for explaining a procedure for winding a second field coil according to the first embodiment;
FIG. 5 is a diagram showing a completed state of a field pole in the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining a situation of an eddy current generated in a second field coil in the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining a procedure for winding a first field coil according to a second embodiment;
FIG. 8 is a diagram for describing a procedure for winding a first field coil according to a second embodiment;
FIG. 9 is a diagram for explaining a winding procedure of a second field coil according to the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining a winding procedure of a second field coil according to the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a completed state of a field pole in a second embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a wound state of a first field coil and a second field coil according to the second embodiment.
FIG. 13 is a diagram for describing a procedure for winding a second field coil according to a third embodiment;
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a wound state of a first field coil and a second field coil in a third embodiment.
FIG. 15 is a diagram provided for description of a fourth embodiment;
FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining a fourth embodiment;
FIG. 17 is a diagram provided for description of a fifth embodiment;
FIG. 18 is a diagram provided for description of a sixth embodiment;
FIG. 19 is a diagram provided for description of a sixth embodiment;
[Explanation of symbols]
10 ... Motor stator,
12 ... Field pole,
14 ... Field iron core,
14A: winding surface,
14B ... end face,
14C: winding side surface,
15 ... Pole piece
16: first field coil,
18 ... second field coil,
20 ... insulating material,
22, 24 ... winding,
25 ... magnetic flux,
25A, 25B ... magnetic flux leakage,
26 ... bare conductor,
28 ... insulating film,
29 ... Eddy current,
30 ... rotor,
32 ... magnet,
34 ... bobbin,
36 ... side restraint jig,
40 ... Slope.

Claims

界磁極が円環状に配列され、当該界磁極を構成する界磁鉄心には当該界磁鉄心の長手方向に相隣接して第１界磁コイルと第２界磁コイルとが巻回されてなるモータの固定子であって、
前記界磁極の磁極片側に巻回される前記第２界磁コイルは、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が分断されるように、前記第２界磁コイルを構成する巻線の前記界磁鉄心の長手方向の幅が前記第１界磁コイルを構成する巻線の当該長手方向の幅よりも小さい巻線で構成されることを特徴とするモータの固定子。The field poles are arranged in an annular shape, and a first field coil and a second field coil are wound around a field core constituting the field pole adjacent to each other in the longitudinal direction of the field core. A motor stator,
The second field coil wound around one of the magnetic poles of the field pole constitutes the second field coil such that eddy current generated in the second field coil due to leakage magnetic flux is divided. A stator for a motor, wherein a length of a winding of the field iron core in a longitudinal direction is smaller than that of a winding constituting the first field coil in the longitudinal direction.

前記第１界磁コイルは平板状の巻線を平巻して構成され、前記第２界磁コイルは前記第１界磁コイルの巻線の幅よりも小さい幅の巻線を複数列平板状に並べて平巻して構成され、前記第１界磁コイルと前記第２界磁コイルとを電気的に接続したことを特徴とする請求項１記載のモータの固定子。The first field coil is formed by flat winding a flat winding, and the second field coil is formed by forming a plurality of rows of windings having a width smaller than the width of the winding of the first field coil. 2. The motor stator according to claim 1, wherein the first field coil and the second field coil are electrically connected to each other.

前記第１界磁コイルは平板状の巻線を平巻して構成され、前記第２界磁コイルは当該平板状の巻線を平打巻して構成され、前記第１界磁コイルと前記第２界磁コイルとを電気的に接続したことを特徴とする請求項１記載のモータの固定子。The first field coil is formed by flat winding a flat winding, and the second field coil is formed by flat winding the flat winding, and the first field coil and the first The motor stator according to claim 1, wherein the two field coils are electrically connected.

前記界磁鉄心の少なくとも前記第２界磁コイルが巻回される部分に前記第１界磁コイルが巻回される前記界磁鉄心の巻回面に対して傾斜させた傾斜面を形成し、前記第２界磁コイルは、当該傾斜面に巻線を巻回することによって構成されることを特徴とする請求項１記載のモータの固定子。At least a portion of the field core around which the second field coil is wound has an inclined surface inclined with respect to a winding surface of the field core around which the first field coil is wound, 2. The motor stator according to claim 1, wherein the second field coil is configured by winding a winding around the inclined surface.

界磁極が円環状に配列され、当該界磁極を構成する界磁鉄心には当該界磁鉄心の長手方向に相隣接して第１界磁コイルと第２界磁コイルとが巻回されてなるモータの固定子であって、
漏れ磁束の通過を抑制するために、少なくとも前記界磁極の磁極片側に巻回される前記第２界磁コイルと前記界磁鉄心との間の磁気抵抗を増加させる手段を備えていることを特徴とするモータの固定子。The field poles are arranged in an annular shape, and a first field coil and a second field coil are wound around a field core constituting the field pole adjacent to each other in the longitudinal direction of the field core. A motor stator,
In order to suppress the passage of the leakage magnetic flux, a means for increasing a magnetic resistance between the second field coil wound around at least one side of the magnetic pole of the field pole and the field iron core is provided. And the stator of the motor.

前記界磁鉄心の少なくとも前記第２界磁コイルが巻回される部分には前記第２界磁コイルと前記界磁鉄心との間の磁気抵抗を増加させるための絶縁材を取り付け、当該絶縁材上に巻線を巻回することによって前記第２界磁コイルを構成することを特徴とする請求項５記載のモータの固定子。At least a portion of the field core around which the second field coil is wound is provided with an insulating material for increasing the magnetic resistance between the second field coil and the field iron, The motor stator according to claim 5, wherein the second field coil is configured by winding a winding thereon.

前記絶縁材の厚みは、前記第２界磁コイルが巻回される部分に取り付けられる絶縁材の厚みを、前記第１界磁コイルが巻回される部分に取り付けられる絶縁材の厚みよりも厚くしたことを特徴とする請求項６記載のモータの固定子。The thickness of the insulating material is such that the thickness of the insulating material attached to the portion where the second field coil is wound is greater than the thickness of the insulating material attached to the portion where the first field coil is wound. The motor stator according to claim 6, wherein

界磁極が円環状に配列され、当該界磁極を構成する界磁鉄心には当該界磁鉄心の長手方向に相隣接して第１界磁コイルと第２界磁コイルとが巻回されてなるモータの固定子であって、
前記界磁極の磁極片側に設けられる前記第２界磁コイルは、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が抑制されるように、前記第２界磁コイルを構成する巻線の抵抗率が前記第１界磁コイルを構成する巻線の抵抗率よりも大きい巻線が巻回されて構成されたことを特徴とするモータの固定子。The field poles are arranged in an annular shape, and a first field coil and a second field coil are wound around a field core constituting the field pole adjacent to each other in the longitudinal direction of the field core. A motor stator,
The second field coil provided on one side of the field pole has a winding that constitutes the second field coil such that eddy current generated in the second field coil due to leakage magnetic flux is suppressed. A winding having a larger resistivity than a winding constituting the first field coil.

前記第１界磁コイルは銅線を巻回して構成し、前記第２界磁コイルは当該銅線よりも固有抵抗率の大きい導体を巻回して構成したことを特徴とする請求項８記載のモータの固定子。9. The coil according to claim 8, wherein the first field coil is formed by winding a copper wire, and the second field coil is formed by winding a conductor having a higher specific resistivity than the copper wire. Motor stator.