JP3568410B2 - How to determine the number of turns of armature winding - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機における電機子巻線の巻回数を判別する回転電機の電機子巻線巻回数判別方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は従来の回転電機を示す正面断面図、図6は同じく側面断面図である。
図において、11は軸、12はこの軸11に固定されている回転子、13は電機子、14はフロントブラケット、15はリヤブラケットで、これらは共に軸受け16,17を介して、軸11を回転可能に支持している。又、13aは電機子鉄心、13bは電機子鉄心13aに形成されたティース、13cはティース13b間に形成されたスロット、13dは図中1カ所しか示していないが、スロット13c内に挿設された電機子コイル、18は空隙である。
【0003】
次に動作について説明する。回転電機が電動機として作動する時は、図示していないインバータから電機子コイル13dに電流が流されるとにより、回転磁界が発生し、これにより軸11に固定された回転子12に回転トルクが発生する。また、発電機として作動する時は、軸11に回転トルクが入力されると、軸11に固定された回転子12が回転して、電機子コイル13dに鎖交磁束が作用して、電機子コイル13dに起電力が発生し、図示していないインバータから電力を回収する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転電機は以上のように構成されているので、電機子コイルの並列回路数の多い巻線や、機械巻線のできない手巻き巻線作業によって製作する電機子に関しては、巻き回数の誤差が生じることがあった。そして、巻き回数の誤差は巻線抵抗値では判別不可能であった。即ち、コイルの抵抗値はコイルのスロット挿入位置、例えばスロットの外周側と内周側で全長が異なるため、±5%の差が生じる。このため正確に巻回数を判別することができないのである。このため運転時に内部起電力のアンバランスが生じてしまい、電機子コイル内に循環電流が発生し、巻線の温度上昇を招き、コイルの焼損を引き起こすという問題点があった。
【0005】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、電機子コイルの巻回数を電機子製作時に判別可能とすることで、信頼性に優れた回転電機を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係る電機子巻線の巻回数判別方法は、電機子内径部が空心状態のときの電機子巻線の自己インダクタンスと、電機子内に測定用鉄心を挿入した状態の電機子巻線の自己インダクタンスとを測定し、測定した空心状態および測定用鉄心を挿入したそれぞれの状態の自己インダクタンスの差から上記電機子巻線の巻回数を判別するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図1,図2はこの発明の実施の形態1による電機子を示す側面断面図であり、図1は空心状態、図2は鉄心を挿入した状態を示している。図において、1は電機子、1aは電機子鉄心、1bは電機子鉄心1aに形成されたティース、1cはティース1b間に形成されたスロット、1dは図中1箇所しか示していないが、スロット1c内に挿設された電機子コイル、2は鉄心である。
又、図3は本実施形態に係わる回転電機の電機子巻線の結線概要を示す図であり、図4は図3の結線を電機子鉄心1aを含めてより詳細に表した図である。
【0008】
図において、図中下段の番号は便宜上付けたスロット番号である。U相のコイルは第4のスロットから第1のスロット、V相のコイルは第6のスロットから第3のスロット、W相のコイルは第2のスロットから第5のスロットに埋設されるように振り分けて、回転電機の特性に見合った巻回数で巻かれている。それぞれの相のコイルは各々同じ巻回数のコイルをいくつか並列に構成して巻かれている。図2は図1の空心状態から空隙が無い状態に、測定用鉄心2を電機子1内に挿入し、磁気回路を閉じた状態を表している。自己インダクタンスの測定は各相各並列コイル毎に測定する。
【0009】
本実施形態の回転電機の電機子巻線の判別では、特に各相の各並列コイル毎に、空心状態(図1)の漏れ磁束によるコイル1dの自己インダクタンスを、測定用鉄心2を電機子1内に挿入した状態(図2)の自己インダクタンスから引くことによって、巻回数の判別を可能としている。
即ち、コイル1dの自己インダクタンスは巻回数の2乗に比例するため、抵抗値の測定では検出できなかった巻回数を正確に判別することが可能となるものである。
【0010】
以上のことを数式を用いて詳しく説明する。一般に自己インダクタンスをL、巻数をN、磁気抵抗をR、漏れ磁束による影響をφとすると、L=N2/R+φなる関係式が導かれる。φはコイルエンド部分の電機子鉄心より露出している部分に発生する漏れ磁束であり、L1測定時とL2測定時ではほぼ同じ値である。図1の状態では L1=N2/R1+φ…(1)式となり、図2の状態では L2=N2/R2+φ となる。よって、(2)式−(1)式より、L2−L1=N2(1/R2−1/R1) となり、φは消去されるので、
【0011】
【数1】
【0012】
となり、巻数Nが求められるのである。
【0013】
上述した測定方法により、L 1 とL 2 との差を求めると漏れ磁束が消去された式となり、電機子鉄心の中心部に測定用鉄心の有無によるコイルの自己インダクタンスL1、L2を測定することにより、正確に巻回数の判別をすることが可能となる。
なお、図3は3相Y結線方式の回転電機について説明したが、この方式の回転電機以外であっても同様に測定することができる。
【0014】
以上のようにすることにより、回転電機の電機子コイルの巻回数を正確に判別することが可能となるため、歩留まりが向上し、高品質で安価な回転機械を得ることができる。
【0015】
【発明の効果】
この発明の請求項1に係る電機子巻線の巻回数判別方法によれば、電機子鉄心内径部が空心状態のときの電機子巻線の自己インダクタンスと、電機子内に測定用鉄心を挿入した状態の電機子巻線の自己インダクタンスとの差を測定することにより、巻回数を判別するようにしたので、電機子巻線の巻回数を正確に判別をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による、空心状態における電機子を示す側面断面図である。
【図2】この発明の実施の形態1による、鉄心挿入状態の電機子を示す側面断面図である。
【図3】この発明の実施の形態1による電機子巻線の結線を示す結線図である。
【図4】この発明の実施の形態1による電機子巻線の結線を示す結線図である。
【図5】従来の回転電機を示す正面断面図である。
【図6】従来の回転電機を示す側面断面図である。
【符号の説明】
1 電機子、1c 電機子巻線、2 測定用鉄心。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an armature winding number of turns discriminating method that rotary electric machine to determine the number of turns of an armature winding in a dynamoelectric machine.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a front sectional view showing a conventional rotating electric machine, and FIG. 6 is a side sectional view of the same.
In the figure, 11 is a shaft, 12 is a rotor fixed to the
[0003]
Next, the operation will be described. When the rotating electric machine operates as an electric motor, a current flows from the inverter (not shown) to the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional rotary electric machine is configured as described above, for windings with a large number of armature coils in parallel circuits, and for armatures manufactured by manual winding work where machine winding is not possible, errors in the number of windings May occur. The error in the number of turns could not be determined from the winding resistance value. That is, the resistance value of the coil has a difference of ± 5% because the total length is different between the slot insertion position of the coil, for example, the outer peripheral side and the inner peripheral side of the slot. Therefore, the number of turns cannot be accurately determined. As a result, there is a problem that imbalance of the internal electromotive force occurs during operation, a circulating current is generated in the armature coil, the temperature of the winding is increased, and the coil is burned.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has been made to provide a highly reliable rotating electric machine by making it possible to determine the number of turns of an armature coil at the time of manufacturing an armature. Aim.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The method for determining the number of turns of an armature winding according to
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are side sectional views showing an armature according to
FIG. 3 is a diagram showing an outline of connection of armature windings of the rotary electric machine according to the present embodiment, and FIG. 4 is a diagram showing the connection of FIG. 3 in more detail including the
[0008]
In the figure, the numbers in the lower part of the figure are slot numbers given for convenience. The U-phase coil is buried in the fourth slot to the first slot, the V-phase coil is buried in the sixth slot to the third slot, and the W-phase coil is buried in the second slot to the fifth slot. It is distributed and wound with the number of turns appropriate for the characteristics of the rotating electric machine. The coils of each phase are wound by constructing several coils of the same number of turns in parallel. FIG. 2 shows a state in which the measuring
[0009]
In the determination of the armature winding of the rotating electric machine of the present embodiment, the self-inductance of the
That is, since the self-inductance of the
[0010]
The above is described in detail using mathematical expressions. In general, if the self inductance is L, the number of turns is N, the magnetic resistance is R, and the influence of the leakage magnetic flux is φ, a relational expression of L = N 2 / R + φ is derived . φ is a leakage magnetic flux generated in a portion of the coil end portion that is exposed from the armature iron core, and has substantially the same value when measuring L1 and L2. In the state of FIG. 1, L 1 = N 2 / R 1 + φ (1), and in the state of FIG. 2, L 2 = N 2 / R 2 + φ. Therefore, (2) - (1) from the equation, L 2 -L 1 = N 2 (1 / R 2 -1 / R 1) and Do Ri, phi is erased Runode,
[0011]
(Equation 1)
[0012]
, And the number of turns N is obtained.
[0013]
The measurement method described above, obtains the difference between L 1 and L 2 When becomes leakage flux has been erased, wherein measuring the self-inductance L 1, L 2 of the coil by the presence or absence of the measurement core in the center of the armature core By doing so , it is possible to accurately determine the number of turns.
Although FIG. 3 illustrates the rotating electric machine of the three-phase Y-connection system, the same measurement can be performed for a rotating electric machine other than the rotating electric machine of this system.
[0014]
By doing as described above, the number of turns of the armature coil of the rotating electric machine can be accurately determined, so that the yield is improved, and a high-quality, low-cost rotating machine can be obtained.
[0015]
【The invention's effect】
According to the method for determining the number of turns of the armature winding according to the first aspect of the present invention, the self-inductance of the armature winding when the inner diameter portion of the armature core is empty and the measurement core inserted into the armature are inserted. The number of turns is determined by measuring the difference between the self-inductance of the armature winding and the self-inductance of the armature winding , so that the number of turns of the armature winding can be accurately determined.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an armature in an air-core state according to
FIG. 2 is a side sectional view showing the armature in a state where an iron core is inserted according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a connection diagram showing connection of armature windings according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a connection diagram showing connection of armature windings according to
FIG. 5 is a front sectional view showing a conventional rotating electric machine.
FIG. 6 is a side sectional view showing a conventional rotating electric machine.
[Explanation of symbols]
1 armature, 1c armature winding, 2 measurement core.
Claims (1)
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