JP2013165566A - 回転電機およびそれに用いられるステータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転電機1は、ロータ2と、円環状のステータコア9および第1および第2集中巻コイル15A,15Bからなるステータコイル10を有するステータ8と、を備え、ロータ2の極数とステータ8のスロット数との比が、8:12である。そして、中性点接続側端子15aが内径側に位置し、外部接続側端子15bが外径側に位置するようにティース13に巻装された第1集中巻コイル15Aと、中性点接続側端子15aが外径側に位置し、外部接続側端子15bが内径側に位置するようにティース13に巻装された第2集中巻コイル15Bとが、周方向に交互に配列されている。
【選択図】図3
Description
図1はこの発明の実施の形態1に係る回転電機を示す断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る回転電機におけるステータコイルの結線図である。
まず、同一形状に打ち抜かれた多数枚の電磁鋼板を積層一体化してコア片11を作製する。また、平角線を右ネジの方向に1層巻回して第1集中巻コイル15Aを作製し、平角線を左ネジの方向に1層巻回して第2集中巻コイル15Bを作製する。平角線の巻き始め端および巻き終わり端が、第1および第2集中巻コイル15A,15Bの巻回方向の両端から延出している。
ついで、図4の(a),(b)に示されるように、平角線の巻き始め端がティース13の先端側に位置するように第1集中巻コイル15Aをティース13に巻装したコア片11と、平角線の巻き始め端がコアバック部12側に位置するように第2集中巻コイル15Bをティース13に巻装したコア片11とを作製する。
そして、コアバック部12の周方向の端面同士を突き合わせて、第1集中巻コイル15Aをティース13に巻装したコア片11と、第2集中巻コイル15Bをティース13に巻装したコア片11とを交互に環状に配列する。ついで、その環状体を円環状のリング体に圧入、固着して、あるいはその環状体をリング体内に挿入し、焼き嵌めにより固着する。
ついで、第1集中巻コイル15Aおよび第2集中巻コイル15Bに所定の結線を施し、ステータ8が製造される。
また、いずれの隣り合う第1および第2集中巻コイル15A,15B間の電圧差が同じであるので、同じ絶縁紙を隣り合う第1および第2集中巻コイル15A,15B間に配置でき、ステータ8の組立性が向上される。
図7はこの発明の実施の形態2に係る回転電機におけるステータコイルの結線図、図8はこの発明の実施の形態2に係る回転電機におけるステータコイルを構成する相コイルの構成を説明する図、図9は並列数2、直列数2の相コイルにより構成された3相交流巻線における異相間の電位差を説明する図である。
図10はこの発明の実施の形態3に係る回転電機を示す断面図である。
図11はこの発明の実施の形態4に係る回転電機におけるステータコイルを構成する集中巻コイルの構成を説明する斜視図である。
図12はこの発明の実施の形態5に係る回転電機におけるステータコイルの構成を説明する要部断面図であり、隣り合うU相、V相およびW相の3本の集中巻コイルを取り出して示している。
なお、この実施の形態5は、第1および第2集中巻コイル15A,15Bに代えて第1および第2集中巻コイル40A,40Bを用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
この実施の形態5によれば、断面円形の導体線を用いているので、第1および第2集中巻コイル40A,40Bの作製が容易となり、低コスト化が図られる。
図13はこの発明の実施の形態6に係る回転電機におけるステータコイルの構成を説明する要部断面図であり、隣り合うU相、V相およびW相の3本の集中巻コイルを取り出して示している。
なお、この実施の形態6は、第1および第2集中巻コイル40A,40Bに代えて第1および第2集中巻コイル41A,41Bを用いている点を除いて、上記実施の形態5と同様に構成されている。
この実施の形態6によれば、断面円形の導体線を整列巻きで多層に巻回しているので、第1および第2集中巻コイル41A,41Bの占積率を高めることができる。
図14はこの発明の実施の形態7に係る回転電機におけるステータコイルの構成を説明する要部断面図であり、隣り合うU相、V相およびW相の3本の集中巻コイルを取り出して示している。
なお、この実施の形態7は、コア片11および第1および第2集中巻コイル15A,15Bに代えてコア片11Aおよび第1および第2集中巻コイル42A,42Bを用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
この実施の形態7によれば、コア片11Aのティース13Aの周方向幅が径方向に関して一定であるので、先細り形状のティース13を有するティース11を用いた場合に比べ、スロット断面積が大きくなる。これにより、第1および第2集中巻コイル42A,42Bの導体線の断面積を大きくでき、第1および第2集中巻コイル42A,42Bの通電による損失を低減できる。
図15はこの発明の実施の形態8に係る回転電機におけるステータコイルの構成を説明する要部断面図であり、隣り合うU相、V相およびW相の3本の集中巻コイルを取り出して示している。
なお、この実施の形態8は、コア片11および第1および第2集中巻コイル40A,40Bに代えてコア片11Aおよび第1および第2集中巻コイル43A,43Bを用いている点を除いて、上記実施の形態5と同様に構成されている。
この実施の形態8によれば、コア片11Aのティース13Aの周方向幅が径方向に関して一定であるので、先細り形状のティース13を有するティース11を用いた場合に比べ、スロット断面積が大きくなる。また、断面円形の導体線を整列巻きで多層に巻回している。そこで、第1および第2集中巻コイル43A,43Bの占積率を高めることができ、第1および第2集中巻コイル43A,43Bの通電による損失を低減できる。
図16はこの発明の実施の形態9に係る回転電機を示す断面図である。
第1および第2集中巻コイル60A,60Bでは、導体線の巻き始め側が中性点接続側端子となり、導体線の巻き終わり側が外部接続側端子となり、中性点接続側端子および外部接続側端子が、ティース58の周方向両側のそれぞれから軸方向一側に延出している。
なお、この実施の形態9は、アウターロータ型の回転電機である点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
Claims (8)
- ロータと、
ステータコア、および該ステータコアの各ティースに巻装された複数の集中巻コイルからなるステータコイルを有するステータと、を備え、
上記ロータの極数と上記ステータのスロット数との比が、(6±2)n:6n(但し、nは1以上の整数)であり、
上記複数の集中巻コイルは、中性点接続側端子が内径側に位置し、外部接続側端子が外径側に位置するように上記ティースに巻装された第1集中巻コイルと、中性点接続側端子が外径側に位置し、外部接続側端子が内径側に位置するように上記ティースに巻装された第2集中巻コイルとを、周方向に交互に配列して構成されていることを特徴とする回転電機。 - 上記ステータコイルは、上記複数の集中巻コイルを結線して構成される複数の相コイルを備え、
上記ロータの極数と上記ステータのスロット数との最大公約数の約数をw(但し、wは2以上の整数)としたとき、上記複数の相コイルのそれぞれは、上記集中巻コイルを並列数をwとして結線して構成されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機。 - 上記第1集中巻コイルは、導体線を上記ティースに内径側から外径側に向って1層に巻回して構成され、上記第2集中巻コイルは、導体線を上記ティースの外径側から内径側に向って、該第1集中巻コイルと逆ネジの方向に、1層に巻回して構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の回転電機。
- 上記ティースは、周方向幅が外径側から内径側に向って漸次狭くなる先細り形状に作製されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。
- 上記複数の集中巻コイルのそれぞれは、上記外部接続側端子と上記中性点接続側端子が、当該集中巻コイルが巻装されている上記ティースの周方向両側のスロットからそれぞれ軸方向一側に延出していることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の回転電機。
- 上記複数の集中巻コイルのそれぞれは、上記外部接続側端子と上記中性点接続側端子が、当該集中巻コイルが巻装されている上記ティースの周方向一側のスロットから軸方向の一側に延出していることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の回転電機。
- 請求項1乃至請求項6にいずれか1項に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
導体線を所定のネジ方向に巻回して、該導体線の巻き始め端と巻き終わり端とが巻回方向の両端から延出する第1集中巻コイルを作製する工程と、
導体線を上記第1集中巻コイルに対して逆ネジの方向に巻回して、該導体線の巻き始め端と巻き終わり端とが巻回方向の両端から延出する第2集中巻コイルを作製する工程と、
上記第1集中巻コイルと上記第2集中巻コイルとが周方向に交互に配列し、かつ上記第1集中巻コイルの導体線の巻き始め端が上記ステータコアのティースの先端側に位置し、上記第2集中巻コイルの導体線の巻き始め端が上記ステータコアのティースの根元側に位置するように、上記第1集中巻コイルと上記第2集中巻コイルとを上記ステータコアのティースのそれぞれに巻装する工程と、
を備えることを特徴とするステータの製造方法。 - 円弧状のコアバック部と該コアバック部の内周面から径方向内方に延設された上記ティースを有する、上記ステータコアを該ティースの本数で分割した形状のコア片を作製する工程を更に備え、
上記第1集中巻コイル15と上記第2集中巻コイルとを上記ステータコアのティースのそれぞれに巻装する工程では、該第1集中巻コイルが上記ティースに巻装された上記コア片と、該第2集中巻コイルが上記ティースに巻装された上記コア片とを、上記コアバック部の周方向の側面同士を突き合わせて、交互に並べて円環状に配列することを特徴とする請求項7記載のステータの製造方法。
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