JP2602829B2 - 回転電機の電機子巻線 - Google Patents

回転電機の電機子巻線

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JP2602829B2
JP2602829B2 JP62098507A JP9850787A JP2602829B2 JP 2602829 B2 JP2602829 B2 JP 2602829B2 JP 62098507 A JP62098507 A JP 62098507A JP 9850787 A JP9850787 A JP 9850787A JP 2602829 B2 JP2602829 B2 JP 2602829B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、回転電機の電機子巻線に係り、特に絶縁信
頼性を低下させることなく、渡り線の絶縁チューブによ
る絶縁工作に伴う材料および工数を削減するために好適
な回転電機の電機子巻線に関する。
[従来の技術] 従来の技術について、3相4極− 結線,2段/1段同心巻コイル,36スロットからなる固定子
の電機子巻線を例にして第21図および第22図により説明
する。
第21図および第22図において、図中の1〜36の数字
は、スロット番号を表示している。また、第22図におい
て、実線はU相巻線、破線はV相巻線、二点鎖線はW相
巻線を示す。そして、第21図中の符号Sは、固定子コア
を示す。
即ち、この電機子巻線は、固定子コアSの端面上にお
いてU相巻線,V相巻線、W相巻線が各相毎に径方向に沿
い位置を違えて配列されており、しかも同心上に隣接し
て複数設けられている。
各相の巻線は、2段巻コイル×2組と、1段巻コイル
×2組からなり、これらが連続して直列に配置され、1
段巻コイルの一方より口出線Ut,Vt,Wtがそれぞれ引き
出され、2段巻コイルの一方より中性点に至る渡り線U
l,Vl,Wlがそれぞれ引き出される。
各相の巻線は、エナメル被膜絶縁電線で構成されてい
るが、異相の巻線との電位差に対する絶縁信頼性を確保
するためにフィルム(例えば0.18mmポリエステルフィル
ム)状の相間絶縁物Ipがコイルの相間に装着されてい
る。
前記巻線のコイル相間接続部Cは、中性点接続部N、
渡り線Ul,Vl,Wl、絶縁チューブTu,Tv,Twおよび絶縁被
覆Inからなっている。
中性点接続部Nは、半田付け,溶接,フュージング
(熱圧着),あるいは圧着等の手段により接続されてい
る。
絶縁被覆Inは、チューブ(例えばワニステトロンチ
ューブまたはポリエステルチューブ),テープ,あるい
はフィルム等の絶縁材が用いられるが、第21図および第
22図に示す例では絶縁チューブを用いているので、中性
点接続部Nのコイルに対する絶縁上の空間距離および沿
面距離を確保するため、図示のごとき構成になってい
る。
渡り線Ul,Vl,Wlは、柔軟体でその形態が不定であ
り、しかも引き出し位置からコイル相間接続位置までの
経路について一般に絶縁工作上の規制が行われていなか
った。したがって、前記渡り線Ul,Vl,Wlは異相コイル
に当接するので、相間絶縁の信頼性を確保する上から、
渡り線Ul,Vl,Wlに絶縁チューブTu,Tv,Tw(例えばワニ
ステトロンチューブまたはポリエステルチューブ)を被
せ、この絶縁チューブTu,Tv,Twを被せた部分を一部重
ね合わせて図示のごとく絶縁被覆Inに挿入してコイル
上に配置することにより、絶縁性を補強するようにして
いる。
さらに、渡り線Ul,Vl,Wlとコイル相間接続部Cは、
レーシングまたはテーピング等の手段によりコイルと共
に結束して固定されている(図示せず)。
一方、渡り線の絶縁工作における他の従来例として、
実開昭53-51901号公報に記載の技術がある。この従来例
では、渡り線の同相コイルに対する経路について特定し
た構成とし、固定子の軸心から見て最も外側に位置する
コイルの渡り線のみに適用するものである。
しかし、前記実開昭53-51901号公報に記載の従来例で
は、渡り線の異相コイルに対する経路については配慮さ
れていない。
[発明が解決しようとする問題点] 近年、回転電機の巻線作業は自動化されてきたが、後
行程の渡り線や口出線の接続および絶縁作業は主に人手
に依存している。
特に、前記渡り線の絶縁工作における絶縁チューブ挿
入作業は、渡り線が柔軟体でその形態が不定なるがゆえ
に自動化が困難で、電機子巻線の生産上のネックとなっ
ていた。
一方、前記実開昭53-51901号公報に記載の従来例は、
渡り線の同相コオイルに対する経路を特定することによ
り、前記絶縁チューブ挿入作業を一部省略するようにし
ているものの、渡り線の異相コイルに対する経路につい
ては配慮されておらず、不充分であった。
本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、絶縁
信頼性に低下させることなく、渡り線の絶縁チューブに
よる絶縁工作に伴う材料および工数を削減でき、かつ回
転電機のコンパクト化および温度特性の向上を図り得る
回転電機の電機子巻線を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 前記の目的を達成するため、本発明においては、絶縁
被覆を何れか一相のコイル上に配置すると共に、その絶
縁被覆の一端部を、該コイルと同一円周上で隣接する同
相コイル間の部位に位置させ、各相コイルから引き出さ
れる渡り線のうち、少なくとも、絶縁被覆を配置する前
記コイルと隣列する異相コイルからの渡り線が、前記部
位において該異相コイルと前記一相のコイル間の相間絶
縁物を、絶縁体を装着しない状態のままで横断して前記
絶縁被覆にその一端部から挿入されると共に、絶縁被覆
内の中性点接続部に接続され、かつ該絶縁被覆を配置す
る前記一相のコイル側の渡り線は、絶縁体を装着しない
状態のままで絶縁被覆内に挿入されると共に、その絶縁
被覆内の中性点接続部に接続されていることを特徴とす
るものである。
〔作用〕
上述の如く、少なくとも、絶縁被覆を配置する一相の
コイルと隣列する異相コイルからの渡り線が、前記部位
において該異相コイルと前記一相のコイル間の相間絶縁
物を、絶縁体を装着しない状態のままで横断して前記絶
縁被覆にその一端部から挿入されると共に、絶縁被覆内
の中性点接続部に接続され、また絶縁被覆を配置する前
記一相のコイル側の渡り線は、絶縁体を装着しない状態
のままで絶縁被覆内に挿入れると共に、その絶縁被覆内
の中性点接続部に接続され、これにより少なくとも、二
つの相のコイルから引き出された渡り線に絶縁チューブ
を装着しないので、従来技術に比較し、コイル相間接続
部の絶縁被覆を、渡り線の絶縁チューブと重ね合わせて
構成する必要がなく、それだけコイル相間接続部の寸法
を小さくすることができる結果、回転電機のコンパクト
化を図ることができ、しかも温度特性を向上させること
が可能となる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を3つの巻線仕様について、そ
れぞれ説明する。
1) 3相4極− 結線,2段/1段同心巻コイルの例 この1)の実施例の巻線仕様は、前記従来例と同様で
ある。
この1)の実施例について、5系列の実施例を順次説
明する。
(実施例1) 第1図および第2図は、この実施例1の説明図、第17
図〜第20図は、渡り線とコイル相間接続部の色々な態様
を示す図である。
その第1図および第2図において、従来例を示す前記
第21図および第22図と同一部位または相当部位には、同
一符号を付記して示している。
この実施例1における前記従来例との構成上の主な相
違点は、渡り線とコイル相間接続部のコイル上への配置
にある。
コイルW4のスロット22から引き出された渡り線W
lは、コイルW4上に配置され、コイルW4とコイルW3
の部位を経由して他の渡り線と接続されている。
コイルV4のスロット16から引き出された渡り線V
lは、コイルV4上に配置され、V相/W相の相間絶縁物I
pをコイルW4とコイルW3間の部位で第17図のように横
断し、前記部位を経由して他の渡り線と接続されてい
る。
コイルU4のスロット10から引き出された渡り線U
lは、絶縁チューブTuで絶縁補強され、コイルU4→U
相/V相の相間絶縁物Ip→コイルV4→V相/W相の相間絶
縁物Ipの経路で配置され、コイルW4とコイルW3間の
部位を経由して他の渡り線と接続されている。この場
合、渡り線UlがV相/W相の相間絶縁物Ipを横断する位
置は、前記コイルW4とコイルW3間の部位が望ましいが
特定されない。
渡り線Ul,Vl,Wlは、中性点接続部Nに接続され、そ
の接続部分が絶縁被覆Ipに挿入されることによりコイ
ル相間接続部Cを構成している。
コイル相間接続部Cは、渡り線Ul,Vl,WlのコイルW4
とコイルW3間の部位から中性点接続部Nまでについ
て、絶縁チューブにより絶縁被覆Inを施され、コイル
3上に配置されている。この場合、コイル相間接続部
Cの絶縁被覆Inと渡り線Ulの絶縁チューブTuを従来
例のように一部重ね合わせにしなくてもよい。
前記渡り線Ul,Vl,Wlとコイル相間接続部Cは、レー
シングまたはテーピング等の手段によりコイルと共に結
束して固定されている(図示せず)。
この実施例1によれば、渡り線Vl,Wlは異相コイルに
当接または接触することがないので、絶縁チューブで絶
縁工作しなくても絶縁信頼性を確保できる。したがっ
て、コイル相間接続部Cの渡り線Ul,Vl,Wlのうち、2
線について絶縁チューブによる絶縁工作に伴う材料およ
び工数を削減することができる。
また、コイル相間接続部Cの絶縁被覆Inは、渡り線
の絶縁チューブと重ね合わせて構成する必要がない。し
たがって、コイル相間接続部Cの寸法を従来例より小さ
くすることができるので、回転電機のコンパクト化を図
ることができる。
さらに、渡り線の絶縁チューブが削除された分だけ、
コイルの冷却性能が向上し、回転電機の温度特性を改善
することができる。
次に、渡り線とコイル相間接続部の配置について、色
々な態様を説明する。
渡り線Vlの相間絶縁物Ipに対する態様は、前記第17
図に示すごとくであるが、第18図または第19図に示すよ
うに、相間絶縁物Ipに予め溝HまたはH′を形成して
おき、この溝HまたはH′に渡り線Vlを挿入し、配置
してもよい。これにより、渡り線の配置がさらに容易に
して確実となる。
また、コイル相間接続部Cは前述のごとく、寸法を小
さくできるので、第20図に示すように、コイルW4とコ
イルW3間の部位に挿入し、配置してもよい。この場
合、絶縁被覆Inに絶縁チューブを用いる場合は、絶縁
上の空間距離および沿面距離の点から絶縁チューブの片
端を完全に溶着または接着したものを採用する必要があ
る。
この構成により、コイル相間接続部Cをコイル間に納
めることができるので、回転電機をコンパクト化する上
で、さらに有利である。
なお、コイル相間接続部Cは回転電機の仕様によって
は、コイルW3と相間絶縁物Ipの間、またはコイルW4
と相間絶縁物Ipの間に挿入し、配置してもよい。
(実施例2) 次に、第3図および第4図は実施例2の説明図であ
る。
この実施例2は、前記実施例1に対して、コイル相間
接続部Cを電機子巻線の内周に位置するU相巻線に配置
したもので、実施例1と類似した構成となっている。し
たがって、この実施例2によれば、前記実施例1と同様
の作用,効果を有する。
さらに、第5図および第6図は実施例2の変形例を示
すもので、前記第3図および第4図と対比して見ると分
かるように、渡り線Ulの配置が異なるのみで、他の構
成は前記第3図および第4図に示すものと同様である。
(実施例3) ついで、第7図及び第8図は実施例3の説明図であ
る。
この実施例3は、前記実施例1に対して、コイル相間
接続部Cを電機子巻線の中央に位置するV相巻線に配置
して構成されている。
コイルW4のスロット22から引き出された渡り線W
lは、コイルW4→コイルW3上に配置され、V相/W相の
相間絶縁物IpをコイルV3とコイルV4間の部位で前記
のように横断し、前記部位を経由して他の渡り線と接続
されている。
コイルV4のスロット16から引き出された渡り線V
lは、コイルV4上に配置され、コイルV3とコイルV4
の部位を経由して他の渡り線と接続されている。
コイルU4のスロット10から引き出された渡り線U
lは、コイルU4上に配置され、U相/V相の相間絶縁物I
pをコイルV3とコイルV4間の部位で前述のように横断
し、前記部位を経由して他の渡り線と接続されている。
渡り線Ul,Vl,Wlは、前記手段により接続され、前記
中性点接続部Nを構成している。
コイル相間接続部Cは、渡り線Ul,Vl,WlのコイルV3
とコイルV4間の部位から中性点接続部Nまでについて
絶縁チューブにより絶縁被覆Inが施されており、コイ
ルV3上に配置されている。
前記渡り線Ul,Vl,Wlとコイル相間接続部Cは、レー
シングまたはテーピング等の手段によりコイルと共に結
束して固定されている(図示せず)。
この実施例3によれば、渡り線Ul,Vl,Wlは異相コイ
ルに当接または接触することがないので、絶縁チューブ
で絶縁工作しなくても絶縁信頼性を確保できる。
したがって、コイル相間接続部Cの渡り線Ul,Vl,Wl
のすべてについて、絶縁チューブによる絶縁工作に伴う
材料および工数を削減することができる。
また、前記渡り線の絶縁チューブ削減による付帯効果
を、実施例1と同等以上に向上させることができる。
なお、渡り線Ul,Vl,Wlとコイル相間接続部Cの配置
については、前記実施例1と同様である。
(実施例4) 続いて、第9図および第10図は実施例4の説明図であ
る。
この実施例4における前記実施例3との構成上の主な
相違点は、渡り線Ul,Vl,Wlがスロットから引き出され
る位置にある。
すなわち、渡り線Ul,Vl,Wlは、前記実施例3ではそ
れぞれ最小ピッチコイル辺(第8図のスロット10,16,2
2)より引き出されているのに対して、この実施例4で
はそれぞれ最大ピッチコイル辺(第10図のスロット9,1
5,21)より引き出して構成されている。
前記構成は、特願昭54-80184号公報または特願昭58-5
2372号公報に記載の方法により得られるが、この実施例
4では実施例3の電機子巻線に特願昭58-52372号公報に
記載の方法を適用したものである。
この実施例4によれば、前記実施例3のように渡り線
が最大ピッチコイルに直交して当接することがないの
で、渡り線の絶縁特性を向上させることができる。
(実施例5) 進んで、第11図および第12図は実施例5を説明するた
めの図である。
この実施例5における前記実施例3との構成上の主な
相違点は、渡り線Ul,Vl,Wlがスロットから引き出され
る位置にある。
すなわち、渡り線Ul,Vl,Wlは、前記実施例3ではそ
れぞれ内側のコイル辺(第8図のスロット10,16,22)よ
り引き出されているのに対して、この実施例5ではそれ
ぞれ外側のコイル辺(第12図の19,25,31)より引き出し
て構成されている。
前記構成は、実施例3の電機子巻線において口出線と
コイル相間接続部の渡り線の引き出し位置を交換するこ
とによって得られる。
この実施例5によれば、前記実施例3のように渡り線
が外側コイル(最大ピッチコイル)に直交して当接する
ことがないので、渡り線の絶縁特性を向上させることが
できる。
以上、3相4極− 結線,2段/1段同心巻コイルにおいて、5系列の実施例を
述べたが、3相4極−2 結線,2段/1段同心巻コイルにおいてもコイル相間接続部
(中性点接続部)を2分割して2個所とすることによ
り、前記実施例と同様に構成し、効果を得ることができ
る。
2) 3相4極− 結線,2段/2段同心巻コイルの例 第13図および第14図はこの2)の実施例の説明図であ
り、前記1)実施例に対応する部位には同一符号それぞ
れ付記して示している。
この2)の実施例の構成は、前記実施例4に対応する
ものである。したがって、この2)の実施例において前
記実施例4と同様に作用し、効果を得ることができる。
3) 3相2極− 結線,2段/2段同心巻コイルの例 第15図および第16図は3)の実施例の説明図である。
これら第15図および第16図中の符号は、前記従来例に
対応して付記してある。
なお、第15図においては、口出線を省略している。
この3)の実施例の固定子は、スロット数24,2段コイ
ル6組で、各相の巻線は図示のごとく配置され、口出線
(6線),渡り線(6線)が引き出されて2 結線されている。
この3)の実施例において、渡り線(6線)とコイル
相間接続部(2個所)は、次のように構成されている。
コイルW1のスロット8から引き出された渡り線W
は、コイルW1とコイルV1間の部位を経由して他の
渡り線と接続されている。
コイルV1のスロット16から引き出された渡り線V
は、コイルV1上に配置され、コイルW1とコイルV
1間の部位を経由して他の渡り線と接続されている。
コイルU1のスロット12から引き出された渡り線U
は、コイルU1上に配置され、相間絶縁物Ipをコイ
ルW1とコイルV1間の部位で、前記第17図に示す実施例
のように横断し、前記部位を経由して他の渡り線と接続
されている。
渡り線U,V,Wは、前述の手段によって合
わせて接続され、中性点接続部N1を構成している。
コイル相間接続部C1は、渡り線U,V,W
のコイルW1とコイルV1間の部位から中性点接続部N1
までについて絶縁チューブにより絶縁被覆Inが施さ
れ、コイルW1上に配置されている。
一方、渡り線U2l,V2l,W2lとコイル相間接続部C2
おいても、前記第15図および第16図と同様に構成されて
いる。
最後に、前記渡り線U,V,W,U2l,V2l,W2l
とコイル相間接続部C1,C2はレーシングまたはケーピン
グ等の手段により、コイルと共に結束して固定されてい
る(図示せず)。
この3)の実施例によれば、渡り線U,V,W
,U2l,V2l,W2lは異相コイルに当接または接触するこ
とがないので、絶縁チューブで絶縁工作しなくても、絶
縁信頼性を確保できる。
したがって、コイル相間接続部の渡り線(6線)のす
べてについて絶縁チューブによる絶縁工作に伴う材料お
よび工数を削減することができる。
また、前記渡り線の絶縁チューブの削減による付帯効
果は、前記1)の実施例と同様である。
渡り線とコイル相間接続部の配置における実施例につ
いても、前記1)の実施例と同様である。
なお、本発明は中性点のごときコイル相間接続部に限
定されるものではない。例えば、3相電機子巻線のΔ接
続部や単相電機子巻線の主コイル−補コイル間の接続部
にも適用可能である。
[発明の効果] 以上説明した本発明によれば、絶縁被覆を何れか一相
のコイル上に配置すると共に、その絶縁被覆の一端部
を、該コイルと同一円周上で隣接する同相コイル間の部
位に位置させ、各相コイルから引き出される渡り線のう
ち、少なくとも、絶縁被覆を配置する前記コイルと隣列
する異相コイルからの渡り線が、前記部位において該異
相コイルと前記一相のコイル間の相間絶縁物を、絶縁体
を装着しない状態のままで横断して前記絶縁被覆にその
一端部から挿入されると共に、絶縁被覆内の中性点接続
部に接続され、かつ該絶縁被覆を配置する前記一相のコ
イル側の渡り線は、絶縁体を装着しない状態のままで絶
縁被覆内に挿入されると共に、その絶縁被覆内の中性点
接続部に接続され、したがって、異相をなす少なくとも
2本の渡り線に絶縁チューブを設けることが不要にな
り、自動化の困難な渡り線の絶縁チューブによる絶縁工
作を省略し、コイル相間接続部自体を絶縁性を保ちつつ
小形化できるように構成したので、次のような効果があ
る。
(1) 渡り線の絶縁チューブの挿入に伴う材料および
工数を削減することができ、したがって回転電機の原価
低減を図ることができる。
(2) 回転電機のコンパクト化および温度特性の向上
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第12図は3相4極− 結線,2段/1段同心巻コイルに適用した本発明の実施例を
示すもので、第1図はその実施例1における固定子の正
面図、第2図は同コイル展開図、第3図は実施例2にお
ける固定子の正面図、第4図は同コイル展開図、第5図
はこの実施例2の変形例を示す固定子の正面図、第6図
は同コイル展開図、第7図は実施例3における固定子の
正面図、第8図は同コイル展開図、第9図は実施例4に
おける固定子の正面図、第10図は同コイル展開図、第11
図は実施例5における固定子の正面図、第12図は同コイ
ル展開図である。 第13図は3相4極− 結線,2段/2段同心巻コイルに適用した本発明の実施例を
示す固定子の正面図、第14図は同コイル展開図である。 第15図は3相2極−2 結線,2段/2段同心巻コイルに適用した本発明の実施例を
示す固定子の正面図、第16図は同コイル展開図である。 第17図〜第20図は本発明における渡り線とコイル相間接
続部の配置の色々な態様を示す一部拡大断面図である。 第21図は従来例における固定子の正面図、第22図は同じ
くコイルの展開図である。 S……固定子コア、1〜36……スロット番号、U1〜U4
……U相コイル、V1〜V4……V相コイル、W1〜W4
…W相コイル、Ul,Vl,Wl……渡り線、Ut,Vt,Wt……口
出線、Tu,Tv,Tw……絶縁チューブ、N,N1,N2……中性点
接続部、In……絶縁被覆、C,C1,C2……コイル相間接続
部、Ip……相間絶縁物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−58756(JP,A) 特開 昭60−32534(JP,A) 特開 昭59−178934(JP,A) 実開 昭55−23873(JP,U) 実開 昭58−49551(JP,U) 実開 昭57−63460(JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コア端面上に、夫々が互いに異相をなすと
    共に、各相毎に径方向に沿い位置を違えて配列されるコ
    イルを同心上に複数配置すると共に、各相のコイル間に
    相間絶縁物を夫々設け、各相のコイル毎に引き出された
    渡り線を中性点接続部に接続すると共に、これらを絶縁
    被覆に挿入してコイル相間接続部を構成してなる回転電
    機の電機子巻線において、前記絶縁被覆を何れか一相の
    コイル上に配置すると共に、その絶縁被覆の一端部を、
    該コイルと同一円周上で隣接する同相コイル間の部位に
    位置させ、各相コイルから引き出される渡り線のうち、
    少なくとも、絶縁被覆を配置する前記コイルと隣列する
    異相コイルからの渡り線が、前記部位において該異相コ
    イルと前記一相のコイル間の相間絶縁物を、絶縁体を装
    着しない状態のままで横断して前記絶縁被覆に挿入する
    と共に、その絶縁被覆内の中性点接続部に接続され、か
    つ該絶縁被覆を配置する前記一相のコイル側の渡り線
    は、絶縁体を装着しない状態のままで絶縁被覆内にその
    一端部から挿入されると共に、絶縁被覆内の中性点接続
    部に接続されていることを特徴とする回転電機の電機子
    巻線。
  2. 【請求項2】各相のコイルの渡り線は、コイルを多段同
    心巻で構成したとき、最大ピッチコイル辺より引き出し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の回転
    電機の電機子巻線。
  3. 【請求項3】各相のコイルの渡り線は、最外側コイル辺
    より引き出したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の回転電機の電機子巻線。
  4. 【請求項4】前記絶縁被覆を配置する一相のコイル側の
    渡り線と、そのコイルと隣列する異相コイルからの渡り
    線とは、相間絶縁物に設けた溝に挿入し配置してあるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1に記載の回転電機の
    電機子巻線。
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