JP2022180915A - 電動駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】交流銅損を低減し、かつ循環電流の発生を防止することにより、高効率の電動駆動システムを提供する。【解決手段】電動駆動システムは、回転電機と駆動装置を備える。回転電機のステータコイルは、基準位相と空間的に位相差０°でステータコアに装着される第１系統巻線１６０Ａと、基準位相と空間的に位相差ｎ°でステータコアに装着される第２系統巻線１６０Ｂとを有する。第１、第２系統巻線１６０Ａ，１６０Ｂは、それぞれ、外径側コイルにより形成される第１回路Ｃ１１，Ｃ２１と、外径側コイルよりも厚みが小さい内径側コイルにより形成される並列回路である第２回路Ｃ１２，Ｃ２２とが直列に接続される。駆動装置は、第１、第２系統巻線１６０Ａ，１６０Ｂに接続される第１、第２インバータ１７１Ａ，１７１Ｂを有し、第１、第２系統巻線１６０Ａ，１６０Ｂに対し、時間的にｎ°の位相差で電圧を印加する。【選択図】図５

Description

本発明は、電動駆動システムに関する。

ステータとロータを備え、ステータコイルに電力を供給することで回転磁界を発生させ、この回転磁界によってロータを回転させる回転電機が知られている（特許文献１参照）。特許文献１には、ヘリカル巻シート状コイルが、シート厚さ方向に複数枚積層されて電気的に接続された３相回転電機のステータコイルが開示されている。ヘリカル巻シート状コイルは、コイル導体が、ヘリカル状につながり波巻き構成となるようにステータコアに巻装されている。

複数枚のヘリカル巻シート状コイルは、ヘリカル巻シート状コイル間において同相の相コイルが直列接続されている直列接続部と、ヘリカル巻シート状コイル間において同相の相コイルが並列接続されている並列接続部と、を有する。特許文献１に記載の回転電機では、ロータ近辺のコイル導体に発生する交流銅損を低減することにより、回転電機の高効率化を図るために、ロータに近接する並列接続部のコイル導体の導体断面積が、直列接続部のコイル導体の導体断面積の並列数分の１とされている。

特開２０１４－０９０６１５号公報

回転電機を駆動する電動駆動システムでは、ステータコイルによって並列回路が形成される場合に、循環電流に起因した損失が発生することがある。このため、並列回路が形成される場合には、循環電流の発生を防止することが重要である。

本発明は、交流銅損を低減し、かつ循環電流の発生を防止することにより、高効率の電動駆動システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様による電動駆動システムは、ステータと前記ステータの内周側に回転可能に配置されるロータとを有する回転電機と、前記回転電機に電力を供給する駆動装置と、を備える。前記ステータは、平角線からなるステータコイルと、前記ステータコイルが配置される複数のスロットを有するステータコアと、を有する。前記ステータコイルは、前記ステータコアに波巻きで装着される複数の系統巻線を有する。前記複数の系統巻線は、基準位相と空間的に位相差０°で前記ステータコアに装着される第１系統巻線と、前記基準位相と空間的に位相差ｎ°で前記ステータコアに装着される第２系統巻線と、を有する。前記ｎ°は、３６０°／（前記スロットの数／極対数）である。前記第１系統巻線及び前記第２系統巻線は、それぞれ、前記ステータコアの外径側のコイル導体により形成される第１回路と、前記ステータコアの内径側のコイル導体により形成される並列回路である第２回路と、が直列に接続される。前記内径側のコイル導体は、前記外径側のコイル導体よりも厚みが小さい。前記駆動装置は、前記第１系統巻線に接続される第１インバータと、前記第２系統巻線に接続される第２インバータと、を有する。前記駆動装置は、前記第１系統巻線及び前記第２系統巻線に対し、時間的に前記ｎ°の位相差で電圧を印加する。

本発明によれば、交流銅損を低減し、かつ循環電流の発生を防止することにより、高効率の電動駆動システムを提供することができる。

図１は電動駆動システムの構成を示す図である 図２は電動駆動システムの側面断面模式図である。 図３は回転電機の一部を示す平面断面模式図である 図４はステータの斜視図であり、ステータの一端側を示す。 図５はステータコイルの結線図である。 図６はステータコアのスロット内に配置される相巻線の位置を説明するための模式図である。 図７は第１回路と第２回路の接続構造について説明する図である。 図８はＵ１相巻線及びＵ２相巻線に発生する誘起電圧について説明する図である。 図９は、同じ厚みのスロット内導体を有する回路と、異なる厚みのスロット内導体を有する回路との構成及び効果の違いについて説明する図である。 図１０は、循環電流が発生する並列回路Ｃｐ３と、循環電流の発生が防止された並列回路Ｃｐ４について説明する図である。 図１１は、第１系統巻線と第２系統巻線との間で循環電流が発生する回路と、第１系統巻線と第２系統巻線との間で循環電流の発生が防止された回路について説明する図である。 図１２は、本実施形態の変形例１－１に係るステータコイルの配置構成について示す図である。 図１３は、本実施形態の変形例１－２に係るステータコイルの配置構成について示す図である。 図１４は、本実施形態の変形例１－１及び変形例１－２に係る回転電機のトルク波形図である。 図１５は、本実施形態の変形例２に係る電動駆動システムの側面断面模式図である。

図面を参照して、本発明の実施形態に係る電動駆動システムについて説明する。本実施形態に係る電動駆動システムは、自動車の走行の駆動源として用いることが好適な電動駆動システムである。本実施形態に係る電動駆動システムは、例えば、エンジンと回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド型の電気自動車、回転電機のみによって走行する純粋な電気自動車に適用できる。

図１は電動駆動システム１０の構成を示す図であり、図２は電動駆動システム１０の側面断面模式図である。図１及び図２に示すように、電動駆動システム１０は、回転電機１１０と、回転電機１１０に電力を供給する駆動装置１７０と、を備える。図１に示すように、駆動装置１７０は、蓄電装置１７９と、第１インバータ１７１Ａと、第２インバータ１７１Ｂと、制御回路基板１７５と、駆動回路基板１７３Ａ，１７３Ｂと、回転電機１１０の電流を検出する電流センサ１７２Ａ，１７２Ｂとを備えている。

蓄電装置１７９は、キャパシタ、あるいはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池で構成され、２５０ボルトから６００ボルト、あるいはそれ以上の高電圧の直流電力を出力する電源装置である。蓄電装置１７９は、力行走行時には回転電機１１０に電力を供給し、回生走行時には回転電機１１０から電力を受ける。蓄電装置１７９と回転電機１１０との間の電力の授受は、電力変換装置である第１インバータ１７１Ａ及び第２インバータ１７１Ｂを介して行われる。

回転電機１１０による回転トルクは、変速機１８０（図２参照）とデファレンシャルギア（不図示）を介して車輪に伝達され、電気自動車（車両とも記す）が走行する。駆動装置１７０は、統合制御装置（不図示）からのトルク指令に基づき、指令通りのトルク出力あるいは発電電力が発生するように回転電機１１０を制御する。

第１インバータ１７１Ａ及び第２インバータ１７１Ｂは、複数のパワー半導体素子を有する。駆動装置１７０は、統合制御装置（不図示）からの指令に基づきパワー半導体素子のスイッチング動作を制御する。パワー半導体素子のスイッチング動作により、回転電機１１０は電動機としてあるいは発電機として運転される。第１インバータ１７１Ａ及び第２インバータ１７１Ｂは、ＤＣ電圧からパワー半導体素子のスイッチング動作（オン・オフ）により矩形波を生成し、模擬的に交流電圧を生成する。駆動装置１７０は、パワー半導体素子のスイッチング動作の周期やタイミングを制御することにより、交流電圧の大きさや周波数を制御する。

第１インバータ１７１Ａと第２インバータ１７１Ｂとは同一の蓄電装置（電源装置）１７９に接続されている。つまり、第１インバータ１７１Ａと第２インバータ１７１ＢのＤＣリンク電圧が共有化されている。この構成では、１つの蓄電装置１７９のＤＣリンク電圧から、２つのインバータ１７１Ａ，１７１Ｂによって２つの電圧を出力することができる。また、ＤＣリンク電圧を共有化することにより、電動駆動システム１０を低コスト化できる。

回転電機１１０を電動機として運転する場合は、蓄電装置１７９からの直流電力が第１インバータ１７１Ａ及び第２インバータ１７１Ｂの直流端子に供給される。駆動装置１７０は、パワー半導体素子のスイッチング動作を制御して供給された直流電力を３相交流電力に変換し、回転電機１１０に供給する。一方、回転電機１１０を発電機として運転する場合には、回転電機１１０のロータが外部から加えられる回転トルクで回転駆動され、ステータコイルに３相交流電力が発生する。発生した３相交流電力は駆動装置１７０で直流電力に変換され、その直流電力が蓄電装置１７９に供給されることにより、蓄電装置１７９が充電される。

駆動回路基板１７３Ａには、第１インバータ１７１Ａのパワー半導体素子のスイッチング動作を制御する駆動回路１７４Ａが設けられている。駆動回路基板１７３Ｂには、第２インバータ１７１Ｂのパワー半導体素子のスイッチング動作を制御する駆動回路１７４Ｂが設けられている。

制御回路基板１７５には、駆動回路１７４Ａ，１７４Ｂに制御信号を出力する制御回路１７６が設けられている。駆動回路１７４Ａ，１７４Ｂは、制御回路１７６から出力された制御信号に基づいて、パワー半導体素子を駆動させるための駆動信号を発生する。

制御回路１７６は各インバータ１７１Ａ，１７１Ｂを制御する制御装置を構成している。制御回路１７６は、複数のパワー半導体素子を動作（オン・オフ）させるための制御信号（制御値）を演算するマイクロコンピュータによって構成される。制御回路１７６には、統合制御装置（不図示）からのトルク指令信号（トルク指令値）、電流センサ１７２Ａ，１７２Ｂのセンサ出力、回転電機１１０に搭載された回転センサ（不図示）のセンサ出力が入力される。制御回路１７６は、それらの入力信号に基づいて制御値を演算し、駆動回路１７４Ａ，１７４Ｂにパワー半導体素子のスイッチング動作を制御するための制御信号（指令）を出力する。

制御回路１７６、第１インバータ１７１Ａと第２インバータ１７１Ｂとで共通に使用される。つまり、第１インバータ１７１Ａと第２インバータ１７２には同一の制御回路（制御装置）１７６からの指令が入力される。制御回路１７６を共通化することにより、電動駆動システム１０を低コスト化できる。

図２を参照して、電動駆動システム１０の構造について説明する。図２に示すように、電動駆動システム１０は、回転電機１１０と、駆動装置１７０と、変速機１８０と、それらを収容する筐体１９０と、を備える。

筐体１９０は、回転電機１１０を収容するモータハウジング１９１と、駆動装置１７０を収容するインバータハウジング１９７と、変速機１８０を収容するギヤハウジング１９８と、を有する。モータハウジング１９１とインバータハウジング１９７とは、ボルト、ナット等の締結部材１７によって締結されることにより一体化されている。回転電機１１０と駆動装置１７０が１パッケージ化されているため、回転電機１１０と駆動装置１７０を個別に車両へ取り付ける場合に比べて、車両への取付作業を向上できる。また、回転電機１１０と駆動装置１７０とを別々に配置させる場合に比べてケーブルを省略することができる。これにより、電動駆動システム１０の軽量化を図ることができ、さらにノイズを低減することもできる。

ギヤハウジング１９８は、図示しない締結部材によりモータハウジング１９１に締結される。

回転電機１１０は、例えば、永久磁石埋込型の三相同期電動発電機である。回転電機１１０は、モータハウジング１９１に固定された円筒状のステータ１３０と、ステータ１３０の内周側に隙間をあけて回転可能に配置される円筒状のロータ１５０とを有する。なお、以下の説明において、「軸方向」、「周方向」、「径方向」とは、次のとおりである。「軸方向」とは、回転電機１１０（ロータ１５０）の回転中心軸Ｃａに沿う方向である。なお、回転中心軸Ｃａは、ステータ１３０の中心軸と一致する。「周方向」とは、回転電機１１０の回転方向（ロータ１５０の回転方向）に沿う方向、すなわち軸方向に直交しかつ回転中心軸Ｃａを中心とする円周方向である。「径方向」とは、回転電機１１０の回転中心軸Ｃａ及び周方向に直交する方向、すなわち半径方向である。また、「内周側」は径方向内側（内径側）を指し、「外周側」はその逆方向、すなわち径方向外側（外径側）のことを指す。

図３及び図４を参照して、ステータ１３０について説明する。図３は回転電機１１０の一部を示す平面断面模式図であり、図４はステータ１３０の斜視図であり、ステータ１３０の一端側を示す。図３及び図４に示すように、ステータ１３０は、円筒状のステータコア１３１と、ステータコア１３１に装着されるステータコイル１６０とを有する。ステータコア１３１は、例えば、円環形状の電磁鋼板を複数枚積層することにより形成される。ステータコア１３１は、モータハウジング１９１（図２参照）の内側に嵌合固定される。

ステータコア１３１の内周部には、ステータコア１３１の中心軸方向に平行な複数（本実施形態では４８個）のスロット１３３が形成される。スロット１３３は、ステータコア１３１の径方向に沿って互いに平行な側面を有する半閉平行スロットである。つまり、スロット１３３は、外周端からティース１３４の鍔部まで一定の周方向幅を有する。スロット１３３には、ステータコイル１６０を構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の複数の相巻線が配置される。複数のスロット１３３は、ステータコア１３１の円周方向に等間隔で形成される。

スロット１３３間にはティース１３４が形成される。複数のティース１３４は環状のコアバック１３５から回転中心軸Ｃａに向かって突出するように形成されている。ティース１３４は径方向の磁路を形成し、コアバック１３５は周方向の磁路を形成する。ティース１３４は、ステータコイル１６０によって発生した回転磁界をロータ１５０に導き、ロータ１５０に回転トルクを発生させる。

図２及び図３を参照して、ロータ１５０について説明する。図２及び図３に示すように、ロータ１５０は、ロータコア１５１と、ロータコア１５１に固定される複数の永久磁石１５２と、ロータコア１５１の貫通孔に固定されるシャフト１５９とを備える。図２に示すように、シャフト１５９が筐体１９０に設けられた複数の軸受によって支承されることにより、ロータ１５０がステータコア１３１の内側で回転可能に保持される。

ロータコア１５１は、例えば、円環形状の電磁鋼板を複数枚積層することにより形成される。永久磁石１５２は、ロータ１５０の界磁極を形成する。永久磁石１５２には、ネオジウム系、サマリウム系の焼結磁石、フェライト磁石、ネオジウム系のボンド磁石などを用いることができる。

図３に示すように、ロータコア１５１には、直方体形状の磁石挿入孔１５３が外周部近傍において周方向に等間隔で形成されており、各磁石挿入孔１５３には永久磁石１５２が埋め込まれ、接着剤などで固定されている。磁石挿入孔１５３の周方向の幅は、永久磁石１５２の周方向の幅よりも大きい。永久磁石１５２の周方向両端と磁石挿入孔１５３の周方向両端との間には磁気的空隙が形成される。この磁気的空隙には接着剤を埋め込んでもよいし、樹脂で永久磁石１５２と一体に固めてもよい。

永久磁石１５２の磁化方向は径方向を向いており、界磁極毎に磁化方向の向きが反転している。つまり、ある磁極を形成するための永久磁石１５２のステータ１３０側の面がＮ極、シャフト１５９側の面がＳ極に磁化されていたとすると、隣の磁極を形成する永久磁石１５２のステータ１３０側の面はＳ極、シャフト１５９側の面はＮ極に磁化されている。

図３～図７を参照してステータコイル１６０について説明する。図４に示すように、ステータコア１３１には、ステータコイル１６０が分布巻き（波巻き）で巻き回されている。分布巻きとは、複数のスロット１３３を跨いで離間した二つのスロット１３３に相巻線が収納されるように、相巻線がステータコア１３１に巻かれる巻線方式である。

ステータコイル１６０は、Ｕ字形状の複数のセグメント導体１６５が波状に接続されることで形成される。セグメント導体１６５は、中央部がステータ１３０の軸方向一方のコイルエンド１６２Ａを構成する。セグメント導体１６５の両側の端部は、溶接されてステータ１３０の軸方向他方のコイルエンド１６２Ｂを構成する。

図３及び図４に示すように、ステータコイル１６０は、ステータコア１３１のスロット１３３内に配置されるコイル導体（以下、スロット内導体と記す）１６１と、ステータコア１３１の両端からスロット１３３外に突出して配置されるコイル導体であるコイルエンド１６２Ａ，１６２Ｂとを有する。ステータコイル１６０は、断面が矩形状であり、例えば、銅を主成分とした導体（導線）にエナメル被膜等の絶縁被膜が覆われた平角線により形成される。スロット１３３内に配置されるスロット内導体１６１は、その径方向の長さ（以下、コイル高さとも記す）Ｈｉ，Ｈｏが、その周方向の長さ（以下、コイル幅とも記す）Ｂに比べて小さい。

図３のスロット拡大図に示すように、１つのスロット１３３内に、矩形断面を有する６本のスロット内導体１６１が径方向に１列に並んで配置されている。つまり、スロット１３３には、複数のスロット内導体（コイル導体）１６１が、径方向に層状に配置されている。以下、各スロット内導体１６１が配置されるスロット１３３内のコイル導体の収容部を、スロット１３３の内周側（スロット開口側）から外周側に向かって順に１層目Ｌ１、２層目Ｌ２、３層目Ｌ３、４層目Ｌ４、５層目Ｌ５、６層目Ｌ６と称する。

スロット１３３の１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置されるコイル導体を第１内径側コイル１６０ｉａと記し、スロット１３３の３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置されるコイル導体を第２内径側コイル１６０ｉｂと記し、スロット１３３の５層目Ｌ５及び６層目Ｌ６に配置されるコイル導体を外径側コイル１６０ｏと記す。つまり、外径側コイル１６０ｏは、ステータコア１３１の外径側に配置されるコイル導体により形成され、内径側コイル１６０ｉａ，１６０ｉｂは、ステータコア１３１の内径側に配置されるコイル導体により形成される。

第１内径側コイル１６０ｉａ及び第２内径側コイル１６０ｉｂのスロット内導体１６１のコイル高さ（厚み）Ｈｉは、外径側コイル１６０ｏのスロット内導体１６１のコイル高さ（厚み）Ｈｏよりも小さい（Ｈｉ＜Ｈｏ）。本実施形態では、第１内径側コイル１６０ｉａ及び第２内径側コイル１６０ｉｂのスロット内導体１６１のコイル高さ（厚み）Ｈｉは、外径側コイル１６０ｏのスロット内導体１６１のコイル高さ（厚み）Ｈｏの半分である（Ｈｉ＝（１／２）Ｈｏ）。

スロット１３３の内周面とスロット内導体（コイル導体）１６１との間、及び、スロット１３３内の複数のスロット内導体（コイル導体）１６１同士の間には、絶縁材１６９が設けられている。絶縁材１６９は、例えば、ワニスであり、スロット１３３の内周面とコイル導体との間及び隣接するコイル導体間に充填される。なお、絶縁材１６９は、非導電性の物質であればよく、ワニスに限定されない。例えば、絶縁材１６９には、絶縁紙を採用してもよい。スロット１３３内に絶縁紙を設けた上でワニスを充填してもよい。これにより、回転電機１１０の絶縁信頼性を向上することができる。

図５はステータコイル１６０の結線図である。ステータコイル１６０は、ステータコア１３１に波巻きで装着される複数の系統巻線を有している。本実施形態では、ステータコイル１６０は、第１インバータ１７１Ａに接続される第１系統巻線１６０Ａと、第２インバータ１７１Ｂに接続される第２系統巻線１６０Ｂとを有している。第１系統巻線１６０Ａは、Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の相巻線で構成され、第２系統巻線１６０Ｂは、Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の相巻線で構成される。各相巻線（Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２相巻線）は、スロット１３３によって相互に適正な間隔をもって配列される。

Ｕ１相巻線、Ｖ１相巻線、Ｗ１相巻線は、スター結線（Ｙ結線）により接続される。Ｕ１相巻線、Ｖ１相巻線及びＷ１相巻線は、一端側が中性点で接続され、他端側が第１インバータ１７１Ａに接続される。Ｕ２相巻線、Ｖ２相巻線、Ｗ２相巻線は、スター結線（Ｙ結線）により接続される。Ｕ２相巻線、Ｖ２相巻線及びＷ２相巻線は、一端側が中性点で接続され、他端側が第２インバータ１７１Ｂに接続される。

Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１相巻線及びＵ２，Ｖ２，Ｗ２相巻線はそれぞれ６つの周回巻線で構成されている。周回巻線は、複数のセグメント導体１６５が接続されることにより、ステータコア１３１を機械的に１周する巻線である。本実施形態では、８つのセグメント導体１６５によって１つの周回巻線が形成される。例えば、第１系統巻線１６０ＡのＵ１相巻線は複数の周回巻線ｕ１２Ａ０，ｕ１２Ｂ０，ｕ３４Ａ０，ｕ３４Ｂ０，ｕ５６Ａ０，ｕ５６Ｂ０を有し、第２系統巻線１６０ＢのＵ２相巻線は周回巻線ｕ１２Ａ３０，ｕ１２Ｂ３０，ｕ３４Ａ３０，ｕ３４Ｂ３０，ｕ５６Ａ３０，ｕ５６Ｂ３０を有している。

図６はステータコア１３１のスロット１３３内に配置される相巻線の位置を説明するための模式図である。本実施形態では、電気角３６０度にスロット１３３が１２個配置されており、例えば、図６のスロット番号「１」からスロット番号「１２」までが２極分（１磁極対分）に相当する。電気角１周期分のスロット１３３の数は、全スロット数（４８スロット）を極対数（４極対）で割ることにより求められる。なお、極対数とは、Ｎ極とＳ極のペアの個数であり、回転電機１１０の極数／２に相当する。

回転電機１１０の毎極スロット数は６であり、毎極毎相スロット数ＮＳＰＰは２（ＮＳＰＰ＝スロット数／極数／相数＝４８スロット／８極／３相＝６／３）である。各スロット１３３には、スロット内導体１６１が６本ずつ挿通されている。図中、ステータコア１３１の一方側から反対側への方向を示すクロス印「×」、その逆の方向を示す黒丸印「●」をそれぞれ記した。なお、図６では、Ｕ１相巻線を構成する周回巻線ｕ１２Ａ０，ｕ１２Ｂ０，ｕ３４Ａ０，ｕ３４Ｂ０，ｕ５６Ａ０，ｕ５６Ｂ０及びＵ２相巻線を構成する周回巻線ｕ１２Ａ３０，ｕ１２Ｂ３０，ｕ３４Ａ３０，ｕ３４Ｂ３０，ｕ５６Ａ３０，ｕ５６Ｂ３０について示し、Ｖ１相巻線、Ｖ２相巻線、Ｗ１相巻線及びＷ２相巻線を構成するコイル導体の位置については、相を表す符号Ｖ，Ｗを示す。

回転電機１１０はスロット１３３の数が４８であるため、隣接するスロット１３３間の距離であるスロットピッチは、機械角で７．５°である。これは、空間的に電気角３０°の位相差に相当する。隣接するスロット１３３間の位相差は、３６０°を電気角１周期分のスロット１３３の数である１２で割ることで求められる。

１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線ｕ１２Ａ０と周回巻線ｕ１２Ａ３０とは、空間的に電気角３０°の位相差を持ち、周回巻線ｕ１２Ｂ０と周回巻線ｕ１２Ｂ３０とは、空間的に電気角３０°の位相差を持つ。３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線ｕ３４Ａ０と周回巻線ｕ３４Ａ３０とは、空間的に電気角３０°の位相差を持ち、周回巻線ｕ３４Ｂ０と周回巻線ｕ３４Ｂ３０とは、空間的に電気角３０°の位相差を持つ。５層目Ｌ５及び６層目Ｌ６に配置される周回巻線ｕ５６Ａ０と周回巻線ｕ５６Ａ３０とは、空間的に電気角３０°の位相差を持ち、周回巻線ｕ５６Ｂ０と周回巻線ｕ５６Ｂ３０とは、空間的に電気角３０°の位相差を持つ。

このように、Ｕ１相巻線とＵ２相巻線は空間的に電気角３０°の位相差を持つように配置される。同様に、Ｖ１相巻線とＶ２相巻線は空間的に電気角３０°の位相差を持つように配置され、Ｗ１相巻線とＷ２相巻線は空間的に電気角３０°の位相差を持つように配置される。

本実施形態では、第１系統巻線１６０Ａと第２系統巻線１６０Ｂが、空間的に電気角３０°の位相差を持つように、ステータコア１３１に装着されている。別の言い方をすれば、第１系統巻線１６０Ａは、基準位相と空間的に位相差０°でステータコア１３１に装着され、第２系統巻線１６０Ｂは、基準位相と空間的に位相差３０°でステータコア１３１に装着されている。ここで、基準位相とは、第１系統巻線１６０Ａが装着されるスロット１３３の位相のことを指す。第１系統巻線１６０Ａと第２系統巻線１６０Ｂの空間的な位相差ｎ°は、３６０°／（スロット１３３の数／極対数）に相当する。

図５に示すように、第１系統巻線１６０ＡのＵ１相巻線において、外径側コイル１６０ｏによって形成される第１回路Ｃ１１と、内径側コイル１６０ｉａ，１６０ｉｂによって形成される第２回路Ｃ１２とは直列に接続されている。第１回路Ｃ１１は、スロット１３３の５層目Ｌ５及び６層目Ｌ６に配置される周回巻線ｕ５６Ａ０と周回巻線ｕ５６Ｂ０とが直列に接続された直列回路である。第２回路Ｃ１２は、第１の直列回路Ｃｓ１１と第２の直列回路Ｃｓ１２とが並列に接続された並列回路である。第１の直列回路Ｃｓ１１は、スロット１３３の１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線ｕ１２Ａ０と、スロット１３３の３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線ｕ３４Ａ０とが直列に接続された直列回路である。第２の直列回路Ｃｓ１２は、スロット１３３の１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線ｕ１２Ｂ０と、スロット１３３の３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線ｕ３４Ｂ０とが直列に接続された直列回路である。

第２系統巻線１６０ＢのＵ２相巻線において、外径側コイル１６０ｏによって形成される第１回路Ｃ２１と、内径側コイル１６０ｉａ，１６０ｉｂによって形成される第２回路Ｃ２２とは直列に接続されている。第１回路Ｃ２１は、スロット１３３の５層目Ｌ５及び６層目Ｌ６に配置される周回巻線ｕ５６Ａ３０と周回巻線ｕ５６Ｂ３０とが直列に接続された直列回路である。第２回路Ｃ２２は、第１の直列回路Ｃｓ２１と第２の直列回路Ｃｓ２２とが並列に接続された並列回路である。第１の直列回路Ｃｓ２１は、スロット１３３の１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線ｕ１２Ａ３０と、スロット１３３の３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線ｕ３４Ａ３０とが直列に接続された直列回路である。第２の直列回路Ｃｓ２２は、スロット１３３の１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線ｕ１２Ｂ３０と、スロット１３３の３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線ｕ３４Ｂ３０とが直列に接続された直列回路である。なお、Ｖ相巻線及びＷ相巻線における回路構成は、Ｕ相巻線の回路構成と同様であるので、説明を省略する。

Ｕ１相巻線の第１の直列回路Ｃｓ１１を構成する１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線の数と、第２の直列回路Ｃｓ１２を構成する１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線の数は一致する。また、Ｕ１相巻線の第１の直列回路Ｃｓ１１を構成する３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線の数と、第２の直列回路Ｃｓ１２を構成する３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線の数は一致する。

同様に、Ｕ２相巻線の第１の直列回路Ｃｓ２１を構成する１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線の数と、第２の直列回路Ｃｓ２２を構成する１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線の数は一致する。また、Ｕ２相巻線の第１の直列回路Ｃｓ２１を構成する３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線の数と、第２の直列回路Ｃｓ２２を構成する３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線の数は一致する。

このように、本実施形態では、スロット１３３の内周側から外周側に向かって順に１層目、２層目、・・・、ｍ層目、ｍ＋１層目とした場合、第１の直列回路Ｃｓ１１を構成するｓ，ｓ＋１層目（ｓは、１～ｍまでの奇数）に配置される周回巻線の数と、第２の直列回路Ｃｓ１２を構成するｓ，ｓ＋１層目に配置される周回巻線の数が同じである。なお、Ｕ１相巻線を構成する周回巻線は、Ｕ字状のセグメント導体１６５が２つ接続されることにより形成される波状コイルが、４つ接続されることにより形成される。このため、第１の直列回路Ｃｓ１１を構成するｓ，ｓ＋１層目に配置される波状コイルの数と、第２の直列回路Ｃｓ１２を構成するｓ，ｓ＋１層目に配置される波状コイルの数とが一致しているともいえる。これにより、並列回路である第２回路Ｃ１２に循環電流が発生することを防止できる。

同様に、第１の直列回路Ｃｓ２１を構成するｓ，ｓ＋１層目（ｓは、１～ｍまでの奇数）に配置される周回巻線の数と、第２の直列回路Ｃｓ２２を構成するｓ，ｓ＋１層目に配置される周回巻線の数が同じである。なお、Ｕ２相巻線を構成する周回巻線は、Ｕ字状のセグメント導体１６５が２つ接続されることにより形成される波状コイルが、４つ接続されることにより形成される。このため、第１の直列回路Ｃｓ２１を構成するｓ，ｓ＋１層目に配置される波状コイルの数と、第２の直列回路Ｃｓ２２を構成するｓ，ｓ＋１層目に配置される波状コイルの数とが一致しているともいえる。これにより、並列回路である第２回路Ｃ２２に循環電流が発生することを防止できる。さらに、Ｕ１相及びＵ２相と同様の回路構成であるＶ１相、Ｖ２相、Ｗ１相及びＷ２相における並列回路（第２回路）においても、循環電流が発生することを防止できる。

図７を参照して、第１回路Ｃ１１，Ｃ２１と第２回路Ｃ１２，Ｃ２２の接続構造について説明する。Ｕ１相巻線の第１回路Ｃ１１と第２回路Ｃ１２の接続構造と、Ｕ２相巻線の第１回路Ｃ２１と第２回路Ｃ２２の接続構造は同様であるので、Ｕ１相巻線の第１回路Ｃ１１と第２回路Ｃ１２の接続構造を代表して説明する。

図７に示すように、第１回路Ｃ１１と第２回路Ｃ１２とは、スロット１３３の外側において、接続用導体１６８によって接続される。接続用導体１６８は、例えば、矩形平板状の銅板により形成され、溶接等により第１回路Ｃ１１の引出し線と第２回路Ｃ１２の引出し線とに接続される。

上述したように、第１回路Ｃ１１のコイル導体の厚み（コイル高さＨｏ）と、第２回路Ｃ１２のコイル導体の厚み（コイル高さＨｉ）とは異なる（図３参照）。厚みの異なるコイル導体を突き合わせ等で直接溶接する場合、溶接作業が難しい。

これに対して、本実施形態では、接続用導体１６８を第１回路Ｃ１１の引出し線の側面と第２回路Ｃ１２の引出し線の側面のそれぞれに溶接する。つまり、接続用導体１６８と第１回路Ｃ１１とが溶接部を介して接続されるとともに、接続用導体１６８と第２回路Ｃ１２とが溶接部を介して接続される。第１回路Ｃ１１と第２回路Ｃ１２を直接接続するのではなく接続用導体１６８を介して接続することにより、第１回路Ｃ１１と第２回路Ｃ１２とを容易に接続することができる。このため、回転電機１１０の製造コストを低減することができる。なお、接続用導体１６８は、銅板に限らず、リード線などの導電部材であってもよい。

図８を参照して、Ｕ１相巻線及びＵ２相巻線に発生する誘起電圧について説明する。誘起電圧は、コイルに鎖交する磁束に起因して発生する。上述したように、第１系統巻線１６０Ａと第２系統巻線１６０Ｂとが、空間的な位相差ｎ°（＝３０°）を有している。このため、駆動装置１７０は、第１系統巻線１６０Ａ及び第２系統巻線１６０Ｂに対し、時間的にｎ°（＝３０°）の位相差で電圧を印加する。

図８に示すように、周回巻線ｕ１２Ａ０，ｕ１２Ｂ０には、基準位相と空間的に位相が一致する誘起電圧Ｖｕ１２∠０°が発生し、周回巻線ｕ３４Ａ０，ｕ３４Ｂ０には、基準位相と空間的に位相が一致する誘起電圧Ｖｕ３４∠０°が発生し、周回巻線ｕ５６Ａ０，ｕ５６Ｂ０には、基準位相と空間的に位相が一致する誘起電圧Ｖｕ５６∠０°が発生する。また、周回巻線ｕ１２Ａ３０，ｕ１２Ｂ３０には、基準位相と空間的にｎ°（＝３０°）の位相差を持つ誘起電圧Ｖｕ１２∠３０°が発生し、周回巻線ｕ３４Ａ０，ｕ３４Ｂ０には、基準位相と空間的にｎ°（＝３０°）の位相差を持つ誘起電圧Ｖｕ３４∠３０°が発生し、周回巻線ｕ５６Ａ０，ｕ５６Ｂ０には、基準位相と空間的にｎ°（＝３０°）の位相差を持つ誘起電圧Ｖｕ５６∠３０°が発生する。なお、Ｖ１相巻線、Ｖ２相巻線、Ｗ１相巻線及びＷ２相巻線を構成する周回巻線にも同様の誘起電圧が発生する。

上述したように、駆動装置１７０は、空間的に位相差０°の第１系統巻線１６０Ａに時間的に位相差０°の電圧を印可し、空間的に位相差ｎ°の第２系統巻線１６０Ｂに時間的に位相差ｎ°の電圧を印可する。このため、第１系統巻線１６０Ａにより形成される回路と、第２系統巻線１６０Ｂにより形成される回路とは、電圧がバランスすることになるので、循環電流の発生を防ぐことができる。

本実施形態では、第１インバータ１７１Ａに接続された回路に対して、第２インバータ１７１Ｂに接続された回路は、空間的に３０°進み、時間的に３０°進んでいる。時間的な３０°の進みは、空間的には３０°遅れることに等価となるため、３０°－３０°＝０°となる。よって、第１インバータ１７１Ａに接続された回路と第２インバータ１７１Ｂに接続された回路の電圧がバランスする。

以上のように構成される本実施形態に係る電動駆動システム１０によって得られる効果について、以下で説明する参考例と比較しながら説明する。本実施形態では、ステータコア１３１の外周側に配置された外径側コイル１６０ｏのコイル高さＨｏ（厚み）に比べて、ステータコア１３１の内周側に配置された内径側コイル１６０ｉａ，１６０ｉｂのコイル高さＨｉ（厚み）が小さい。この構成により、交流銅損を低減することができる。

図９は、同じ厚みのスロット内導体１６１を有する回路と、異なる厚みのスロット内導体１６１を有する回路との構成及び効果の違いについて説明する図である。図９の上側に示す回路（以下、第１参考回路Ｃｒ１と記す）は、２つの系統巻線が並列に接続された構成であり、ステータコア１３１に厚みｔのスロット内導体１６１が４つ配置されている。この構成では、１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２において大きな交流銅損が発生する。交流銅損は、内径側に配置されるコイル導体ほど大きくなる。

これに対して、図９の下側に示す回路（以下、第２参考回路Ｃｒ２と記す）は、２つの系統巻線が並列に接続された構成であり、厚みｔのスロット内導体１６１が２つ、厚みｔ／２のスロット内導体１６１が４つ配置されている。スロット内導体１６１の厚みを半分にする場合、交流銅損は、（１／２）^４＝１／１６となる。内径側に配置されるスロット内導体１６１の厚みを半分にすることで、第１参考回路Ｃｒ１に比べて、交流銅損を大きく低減することができる。

なお、第２参考回路Ｃｒ２では、スロット内導体１６１の本数の増加により、スロット１３３内におけるコイル導体の絶縁被膜の総断面積が増加する。したがって、第２参考回路Ｃｒ２では、絶縁被膜の断面積の増加分だけ、導体の断面積が減少する。その結果、コイル導体の電気抵抗が増加するため、直流銅損が増加する。しかしながら、交流銅損の低減量に比べて直流銅損の増加量は小さい。このため、第２参考回路Ｃｒ２では、第１参考回路Ｃｒ１に比べて、全銅損を低減することができる。また、各コイル導体の銅損を平準化することができる。スロット内導体１６１の温度も平準化されるため、ステータコイル１６０のピーク温度も低減することができる。本実施形態においても、内径側コイル１６０ｉａ，１６０ｉｂのスロット内導体１６１の厚みが、外径側コイル１６０ｏのスロット内導体１６１の厚みの半分とされているため（図３参照）、同様の効果が得られる。

第１参考回路Ｃｒ１は、２Ｙ結線とされ、電源の電流４００Ａに対して各相巻線に通電される電流は１／２の２００Ａとなる。一方、第２参考回路Ｃｒ２では、内径側のスロット内導体１６１の厚みがｔ／２である。したがって、内径側コイル１６０ｉａ，１６０ｉｂにより形成される周回巻線の電流密度を、外径側コイル１６０ｏと同等とするためには、内径側コイル１６０ｉａ，１６０ｉｂに流れる電流を１／４の１００Ａにする必要がある。このため、第２参考回路Ｃｒ２では、内径側コイル１６０ｉａ，１６０ｉｂにより形成される回路Ｃｉが、並列に接続されることで並列回路Ｃｐが形成されている。

第２参考回路Ｃｒ２では、各並列回路Ｃｐにおいてコイル導体の誘起電圧がバランスしない場合に循環電流が発生する。図１０を参照して、循環電流が発生する並列回路Ｃｐ３と、循環電流の発生が防止された並列回路Ｃｐ４について説明する。図１０の上側に示す回路（以下、第３参考回路Ｃｒ３と記す）は、第２参考回路Ｃｒ２と同様の構成を有する。第３参考回路Ｃｒ３は、１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される複数の周回巻線Ｃｗ１２が直列に接続された直列回路と、３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される複数の周回巻線Ｃｗ３４が直列に接続された直列回路とが並列に接続された並列回路Ｃｐ３を有する。

スロット１３３が平行スロットである場合、ティース１３４はコアバック１３５から回転中心軸Ｃａに向かうにつれて周方向の幅が短くなる先細り形状となっている。ティース１３４の周方向の幅が異なることで磁気飽和が異なる。ティース１３４の周方向の幅が大きいほど、磁束が通りやすくなるため誘起電圧が大きくなる。つまり、１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線に発生する誘起電圧Ｖｕ１２、３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線に発生する誘起電圧Ｖｕ３４、並びに、５層目Ｌ５及び６層目Ｌ６に配置される周回巻線に発生する誘起電圧Ｖｕ５６の大小関係は、Ｖｕ５６＞Ｖｕ３４＞Ｖｕ１２となる。このため、第３参考回路Ｃｒ３では、並列回路Ｃｐ３において、電圧のアンバランスが生じ、循環電流が発生する。

図１０の下側に示す回路（以下、第４参考回路Ｃｒ４と記す）は、第２参考回路Ｃｒ２と同様の構成を有する。第４参考回路Ｃｒ４は、１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線Ｃｗ１２と３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線Ｃｗ３４が直列に接続された直列回路同士が、並列に接続された並列回路Ｃｐ４を有する。

以下、Ｕ１相巻線により形成される並列回路Ｃｐ４の構成を代表して説明する。第４参考回路Ｃｒ４では、並列回路Ｃｐ４を構成する一方の直列回路の１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線Ｃｗ１２の数と、並列回路Ｃｐ４を構成する他方の直列回路の１層目Ｌ１及び２層目Ｌ２に配置される周回巻線Ｃｗ１２の数とが同じである。また、第４参考回路Ｃｒ４では、並列回路Ｃｐ４を構成する一方の直列回路の３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線Ｃｗ３４の数と、並列回路Ｃｐ４を構成する他方の直列回路の３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４に配置される周回巻線Ｃｗ３４の数とが同じである。なお、Ｕ２相巻線、Ｖ１相巻線、Ｖ２相巻線、Ｗ１相巻線及びＷ２相巻線の回路構成は、Ｕ１相巻線と同様の回路構成である。したがって、第４参考回路Ｃｒ４では、内径側コイル１６０ｉａ，１６０ｉｂにより形成された並列回路Ｃｐ４での電圧がバランスするため、循環電流の発生が防止される。本実施形態に係る第２回路Ｃ１２，Ｃ２２（図５参照）は、第４参考回路Ｃｒ４の並列回路Ｃｐ４と同様の構成であるため、同様の効果が得られる。

図１１を参照して、第１系統巻線と第２系統巻線との間で循環電流が発生する回路と、第１系統巻線と第２系統巻線との間で循環電流の発生が防止された回路について説明する。図１１の上側に示す第４参考回路Ｃｒ４では、空間位相０°の第１系統巻線１６０Ａｃによる回路と、空間位相３０°の第２系統巻線１６０Ｂｃによる回路とが並列に接続された並列回路が形成されている。このため、第１系統巻線１６０Ａｃによる回路と第２系統巻線１６０Ｂｃによる回路との間に電圧のアンバランスが発生し、循環電流が発生する。

これに対して、図１１の下側に示す本実施形態に係る回路では、空間位相０°の第１系統巻線１６０Ａによる回路と、空間位相３０°の第２系統巻線１６０Ｂによる回路とが独立しており、それぞれが異なるインバータに接続されている。また、空間位相３０°の第２系統巻線１６０Ｂに通電する電源電圧に時間的に３０°の位相差が与えられる。これにより、本実施形態では、第１系統巻線１６０Ａによる回路と第２系統巻線１６０Ｂによる回路の電圧がバランスするため、循環電流の発生を防止することができる。つまり、第１系統巻線１６０Ａによる回路と第２系統巻線１６０Ｂによる回路との間に電流差が生じることを防止できる。

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

（１）電動駆動システム１０は、回転電機１１０と、回転電機１１０に電力を供給する駆動装置１７０とを備える。回転電機１１０は、ステータ１３０と、ステータ１３０の内周側に回転可能に配置されるロータ１５０とを有する。ステータ１３０は、平角線からなるステータコイル１６０と、ステータコイル１６０が配置される複数のスロット１３３を有するステータコア１３１と、を有している。ステータコイル１６０は、ステータコア１３１に波巻きで装着される複数の系統巻線を有している。複数の系統巻線は、基準位相と空間的に位相差０°でステータコア１３１に装着される第１系統巻線１６０Ａと、基準位相と空間的に位相差ｎ°でステータコア１３１に装着される第２系統巻線１６０Ｂとを有している。ｎ°は、３６０°／（スロット１３３の数／極対数）である。第１系統巻線１６０Ａ及び第２系統巻線１６０Ｂは、それぞれ、ステータコア１３１の外径側のコイル導体により形成される第１回路Ｃ１１，Ｃ２１と、ステータコア１３１の内径側のコイル導体により形成される並列回路である第２回路Ｃ１２，Ｃ２２とが直列に接続されている。内径側のコイル導体（内径側コイル１６０ｉａ，１６０ｉｂのスロット内導体１６１）は、外径側のコイル導体（外径側コイル１６０ｏのスロット内導体１６１）よりも厚み（コイル高さ）が小さい。駆動装置１７０は、第１系統巻線１６０Ａに接続される第１インバータ１７１Ａと、第２系統巻線１６０Ｂに接続される第２インバータ１７２とを有している。駆動装置１７０は、第１系統巻線１６０Ａ及び第２系統巻線１６０Ｂに対し、時間的にｎ°の位相差で電圧を印加する。

この構成によれば、交流銅損を低減し、かつ循環電流の発生を防止することにより、高効率の電動駆動システム１０を提供することができる。

（２）系統巻線１６０Ａ，１６０Ｂは、複数の周回巻線を有している。スロット１３３には、複数のコイル導体が径方向に層状に配置されている。第２回路Ｃ１２，Ｃ２２は、複数の周回巻線が直列に接続された第１の直列回路Ｃｓ１１，Ｃｓ２１と、複数の周回巻線が直列に接続された第２の直列回路Ｃｓ１２，Ｃｓ２２とが並列に接続されている。スロット１３３の内周側から外周側に向かって順に１層目、２層目、・・・、ｍ層目、ｍ＋１層目とした場合（本実施形態において、ｍ＝５）、第１の直列回路Ｃｓ１１，Ｃｓ２１を構成するｓ，ｓ＋１層目（ｓは、１～ｍまでの奇数）に配置される周回巻線の数と、第２の直列回路Ｃｓ１２，Ｃｓ２２を構成するｓ，ｓ＋１層目に配置される周回巻線の数は一致する。

この構成によれば、第１の直列回路Ｃｓ１１，Ｃｓ２１と第２の直列回路Ｃｓ１２，Ｃｓ２２とにより形成される並列回路である第２回路Ｃ１２，Ｃ２２において、循環電流が発生することを防止することができる。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

＜変形例１＞
ステータコア１３１のスロット１３３へのステータコイル１６０の配置構成は、上記実施形態に限定されない。

＜変形例１－１＞
例えば、図１２に示すように、隣接するスロット１３３の一方（スロット番号「１」のスロット）にＵ１相巻線のコイル導体を６本配置し、隣接するスロット１３３の他方（スロット番号「２」のスロット）にＵ２相巻線のコイル導体を６本配置してもよい。この場合、Ｖ相巻線及びＷ相巻線においても同様に、同じスロット１３３に同相のコイル導体が６本配置される。つまり、本変形例では、第１回路Ｃ１１，Ｃ２１を構成するステータコイル１６０（外径側コイル１６０ｏ）の磁束中心軸と、第２回路Ｃ１２，Ｃ２２を構成するステータコイル１６０の磁束中心軸とが一致している。

＜変形例１－２＞
さらに、トルク脈動を低減することを目的として、図１３に示すように、５層目及び６層目のコイル導体を図１２に示す配置構成に対して、１スロットだけずらして配置してもよい。本変形例では、第１回路Ｃ１１，Ｃ２１を構成するステータコイル１６０（外径側コイル１６０ｏ）の磁束中心軸Ｃｍ１と、第２回路Ｃ１２，Ｃ２２を構成するステータコイル１６０の磁束中心軸Ｃｍ２が、電気的に３０°の位相差を持っている。

図１４の左側のトルク波形図は、変形例１－１に係る回転電機１１０のトルク波形図であり、図１４の右側のトルク波形図は、変形例１－２に係る回転電機１１０のトルク波形図である。変形例１－２では、第１回路Ｃ１１，Ｃ２１と第２回路Ｃ１２，Ｃ２２に空間的な位相差３０°を持たせているため、トルク脈動の６次成分が１８０°（＝６×３０°）の位相差を持っている。つまり、第１回路Ｃ１１，Ｃ２１の磁束によるトルク波形と第２回路Ｃ１２，Ｃ２２の磁束によるトルク波形とが反転する。これにより、第１回路Ｃ１１，Ｃ２１の磁束によるトルク脈動と、第２回路Ｃ１２，Ｃ２２の磁束によるトルク脈動とが相殺される。したがって、本変形例１－２（図１３参照）では、変形例１－１（図１２参照）に比べて、回転電機１１０の合計トルクのトルク脈動を低減することができる。その結果、回転電機１１０で発生する音、振動を低減することができる。

＜変形例２＞
上記実施形態では、回転電機１１０を収容するモータハウジング１９１と駆動装置１７０を収容するインバータハウジング１９７とが締結部材１７によって締結されることにより一体化されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図１５に示すように、回転電機１１０を収容するモータハウジング１９１と駆動装置１７０を収容するインバータハウジング１９７とは一体成形により形成されていてもよい。例えば、モータハウジング１９１とインバータハウジング１９７は、鋳造やダイキャストにより１つの構造物として成形することができる。この構成によれば、締結部材１７によってモータハウジング１９１とインバータハウジング１９７とを締結する作業が不要になるため、電動駆動システム１０の組立工数を低減できる。

＜変形例３＞
上記実施形態では、スロット１３３に６つのコイル導体が層状に配置される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。８つ以上のコイル導体がスロット１３３に層状に配置されていてもよい。また、スロット１３３の数、磁極数についても、上記実施形態に限定されない。

＜変形例４＞
上記実施形態では、複数の系統巻線として第１系統巻線１６０Ａと第２系統巻線１６０Ｂが設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。電動駆動システム１０は、３つ以上の系統巻線と、各系統巻線に個別に接続された３つ以上のインバータとを備える構成であってもよい。回転電機１１０の毎極毎相スロット数ＮＳＰＰは、インバータの数に一致する。毎極毎相スロット数ＮＳＰＰが２の回転電機１１０では、２つのインバータと２つの系統巻線とを備えた高効率の電動駆動システム１０を得ることができる。毎極毎相スロット数ＮＳＰＰが３の回転電機１１０では、３つのインバータと３つの系統巻線とを備えた電動駆動システムを得ることができる。３つのインバータと、各インバータに個別に接続された３つの系統巻線とを備えた電動駆動システムの回転電機は、例えば、スロット数が７２、磁極数が８の構成を採用することができる。

＜変形例５＞
上記実施形態では、自動車に搭載される電動駆動システム１０を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。エレベータ、鉄道車両等、回転電機によって駆動力を発生させる種々の移動体に本発明を適用することができる。なお、電動駆動システムは、移動体に搭載される場合に限定されることもない。

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部を示したに過ぎず、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。

１０…電動駆動システム、１７…締結部材、１１０…回転電機、１３０…ステータ、１３１…ステータコア、１３３…スロット、１３４…ティース、１３５…コアバック、１５０…ロータ、１５１…ロータコア、１５２…永久磁石、１５３…磁石挿入孔、１５９…シャフト、１６０…ステータコイル、１６０Ａ…第１系統巻線、１６０Ｂ…第２系統巻線、１６０ｉａ…第１内径側コイル、１６０ｉｂ…第２内径側コイル、１６０ｏ…外径側コイル、１６１…スロット内導体（コイル導体）、１６８…接続用導体、１６９…絶縁材、１７０…駆動装置、１７１Ａ…第１インバータ、１７１Ｂ…第２インバータ、１７６…制御回路（制御装置）、１７９…蓄電装置（電源装置）、１９０…筐体、１９１…モータハウジング、１９７…インバータハウジング、１９８…ギヤハウジング、Ｃ１１…第１回路、Ｃ１２…第２回路、Ｃ２１…第１回路、Ｃ２２…第２回路、Ｃａ…回転中心軸、Ｃｍ１，Ｃｍ２…磁束中心軸

Claims (10)

1. ステータと前記ステータの内周側に回転可能に配置されるロータとを有する回転電機と、前記回転電機に電力を供給する駆動装置と、を備える電動駆動システムであって、
   前記ステータは、平角線からなるステータコイルと、前記ステータコイルが配置される複数のスロットを有するステータコアと、を有し、
   前記ステータコイルは、前記ステータコアに波巻きで装着される複数の系統巻線を有し、
   前記複数の系統巻線は、基準位相と空間的に位相差０°で前記ステータコアに装着される第１系統巻線と、前記基準位相と空間的に位相差ｎ°で前記ステータコアに装着される第２系統巻線と、を有し、
   前記ｎ°は、３６０°／（前記スロットの数／極対数）であり、
   前記第１系統巻線及び前記第２系統巻線は、それぞれ、前記ステータコアの外径側のコイル導体により形成される第１回路と、前記ステータコアの内径側のコイル導体により形成される並列回路である第２回路と、が直列に接続され、
   前記内径側のコイル導体は、前記外径側のコイル導体よりも厚みが小さく、
   前記駆動装置は、前記第１系統巻線に接続される第１インバータと、前記第２系統巻線に接続される第２インバータと、を有し、
   前記駆動装置は、前記第１系統巻線及び前記第２系統巻線に対し、時間的に前記ｎ°の位相差で電圧を印加する、
   電動駆動システム。
2. 請求項１に記載の電動駆動システムにおいて、
   前記回転電機の毎極毎相スロット数は２である、
   電動駆動システム。
3. 請求項１に記載の電動駆動システムにおいて、
   前記系統巻線は、複数の周回巻線を有し、
   前記スロットには、複数の前記コイル導体が径方向に層状に配置され、
   前記第２回路は、前記複数の周回巻線が直列に接続された第１の直列回路と、前記複数の周回巻線が直列に接続された第２の直列回路と、が並列に接続され、
   前記スロットの内周側から外周側に向かって順に１層目、２層目、・・・、ｍ層目、ｍ＋１層目とした場合、前記第１の直列回路を構成するｓ，ｓ＋１層目（ｓは、１～ｍまでの奇数）に配置される周回巻線の数と、前記第２の直列回路を構成する前記ｓ，ｓ＋１層目に配置される周回巻線の数は一致する、
   電動駆動システム。
4. 請求項１に記載の電動駆動システムにおいて、
   前記第１回路を構成する前記ステータコイルの磁束中心軸と前記第２回路を構成する前記ステータコイルの磁束中心軸が電気的に３０°の位相差を持つ、
   電動駆動システム。
5. 請求項１に記載の電動駆動システムにおいて、
   前記第１回路と前記第２回路とが接続用導体によって接続される、
   電動駆動システム。
6. 請求項１に記載の電動駆動システムにおいて、
   前記スロットの内周面と前記コイル導体との間、及び、前記スロット内の複数の前記コイル導体同士の間には、絶縁材が設けられている、
   電動駆動システム。
7. 請求項１に記載の電動駆動システムにおいて、
   前記第１インバータと前記第２インバータとが同一の電源装置に接続されている、
   電動駆動システム。
8. 請求項１に記載の電動駆動システムにおいて、
   前記第１インバータと前記第２インバータには同一の制御装置からの指令が入力される、
   電動駆動システム。
9. 請求項１に記載の電動駆動システムにおいて、
   前記回転電機を収容するハウジングと前記駆動装置を収容するハウジングとが締結部材によって締結されることにより一体化されている、
   電動駆動システム。
10. 請求項１に記載の電動駆動システムにおいて、
    前記回転電機を収容するハウジングと前記駆動装置を収容するハウジングとは一体成形により形成されている、
    電動駆動システム。

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