JP5988840B2 - Rotating electric machine stator - Google Patents
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Description
本発明は回転電機の固定子に関する。 The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine.
昨今の地球温暖化に対し、回転電機は小型高出力が求められている。このような回転電機として、例えば内周側に開口する多数のスロットを備えた固定子鉄心を有し、各スロットに複数の略Ｕ字形状のセグメント導体を挿入する事で占積率を向上させて冷却性能を向上させることにより高出力化を図ったものが知られている。 In response to the recent global warming, rotating electrical machines are required to have a small size and high output. As such a rotating electrical machine, for example, it has a stator core having a large number of slots that are open on the inner peripheral side, and a plurality of substantially U-shaped segment conductors are inserted into each slot to improve the space factor. In order to increase the output by improving the cooling performance, it is known.
そして、絶縁性能向上のため、スロットライナの破れ防止のためにスロットライナにスリットを設けた車輌用交流発電機の固定子がある（例えば、特許文献１参照）。 In order to improve insulation performance, there is a vehicle alternator stator in which a slot liner is provided with a slit to prevent the slot liner from being broken (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１の技術は主に空冷で低電圧（１２Ｖｄｃ）の車輌用交流発電機を対象としているためスロットライナにスリットを設けることが出来るが、電気自動車やハイブリッド電気自動車に用いられる回転電機においては、電圧が１５０〜３００Ｖｄｃ（昇圧により６００Ｖｄｃの物もある）と高く、冷却も空冷でなく、直接液体（例えば油）冷却となっているものも多い。その様な回転電機は電圧が高いため、スロットライナにスリットを設けるとスリット部分の絶縁性が低下するといった課題があった。 Since the technology of Patent Document 1 is mainly intended for an air-cooled and low-voltage (12 Vdc) vehicle AC generator, a slot liner can be provided with a slit, but in a rotating electrical machine used for an electric vehicle or a hybrid electric vehicle, In many cases, the voltage is as high as 150 to 300 Vdc (some of which are 600 Vdc by boosting), and the cooling is not air cooling but is directly liquid (eg oil) cooling. Since such a rotating electrical machine has a high voltage, when the slot liner is provided with a slit, there is a problem in that the insulating property of the slit portion is lowered.
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数のスロットが設けられた固定子鉄心と、前記スロットに設けられた固定子コイルとを有し、各々の前記スロットにＮ本（ただし、Ｎは正の偶数）のセグメント導体が設けられ、前記固定子コイルは、各々のセグメント導体の導体端部に設けられた溶接部を介して、複数の前記セグメント導体が接続されて構成され、前記導体端部は、軸方向一方のコイルエンドで周方向に環状に配列され、Ｎ列の環状列を構成し、前記軸方向一方のコイルエンドで、少なくとも一対の前記環状列の間に、絶縁部材が環状に介在する回転電機の固定子において、スロットライナの固定子端面からの飛び出し量をＨｍｍ（例えば３ｍｍ）、コイル曲げ始め部の固定子端面からの距離をＬｍｍ（例えば１．５ｍｍ）としたとき、ＨとＬに
Ｈ≧Ｌ≧Ｈ／２
の関係があることを特徴とする。
In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted. The present application includes a plurality of means for solving the above-described problems. For example, the present application includes a stator core provided with a plurality of slots and a stator coil provided in the slots. N slot conductors (where N is a positive even number) are provided in the slot, and the stator coil is connected to a plurality of the segment conductors via welds provided at the conductor ends of the segment conductors. Are connected, and the conductor end portions are annularly arranged in the circumferential direction at one coil end in the axial direction, constitute an N-row annular row, and at least a pair of the coil ends at the one axial coil end. In a stator of a rotating electrical machine in which an insulating member is annularly interposed between annular rows, the protrusion amount from the stator end surface of the slot liner is Hmm (for example, 3 mm), and the distance from the stator end surface of the coil bending start portion is When was the L mm (e.g. 1.5 mm), the H and L H ≧ L ≧ H / 2
It is characterized by the following relationship.
本発明によれば、絶縁性の優れた回転電機の固定子を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stator of the rotary electric machine excellent in insulation can be provided. Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the description of the following examples.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
なお、以下の説明では、回転電機の一例として、ハイブリット自動車に用いられる電動機を用いる。また、以下の説明において、「軸方向」は回転電機の回転軸に沿った方向を指す。周方向は回転電機の回転方向に沿った方向を指す。「径方向」は回転電機の回転軸を中心としたときの動径方向（半径方向）を指す。「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）を指す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the following description, an electric motor used in a hybrid vehicle is used as an example of a rotating electric machine. In the following description, “axial direction” refers to a direction along the rotation axis of the rotating electrical machine. The circumferential direction refers to the direction along the rotational direction of the rotating electrical machine. The “radial direction” refers to a radial direction (radial direction) when the rotational axis of the rotating electrical machine is the center. “Inner circumference side” refers to the radially inner side (inner diameter side), and “outer circumference side” refers to the opposite direction, that is, the radially outer side (outer diameter side).
図１は本発明による固定子を備える回転電機を示す断面図である。回転電機１０は、ハウジング５０、固定子２０、固定子鉄心２１と、固定子コイル６０と、回転子１１とから構成される。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotating electrical machine including a stator according to the present invention. The rotating electrical machine 10 includes a housing 50, a stator 20, a stator core 21, a stator coil 60, and a rotor 11.
ハウジング５０の内周側には、固定子２０が固定されている。固定子２０の内周側には、回転子１１が回転可能に支持されている。ハウジング５０は、炭素鋼など鉄系材料の切削により、または、鋳鋼やアルミニウム合金の鋳造により、または、プレス加工によって円筒状に成形した、電動機の外被を構成している。ハウジング５０は、枠体或いはフレームとも称されている。 The stator 20 is fixed to the inner peripheral side of the housing 50. The rotor 11 is rotatably supported on the inner peripheral side of the stator 20. The housing 50 constitutes an outer casing of an electric motor that is formed into a cylindrical shape by cutting an iron-based material such as carbon steel, casting of cast steel or aluminum alloy, or pressing. The housing 50 is also referred to as a frame or a frame.
ハウジング５０の外周側には、液冷ジャケット１３０が固定されている。液冷ジャケット１３０の内周壁とハウジング５０の外周壁とで、油などの液状の冷媒ＲＦの冷媒通路１５３が構成され、この冷媒通路１５３は液漏れしないように形成されている。液冷ジャケット１３０は、軸受１４４，１４５を収納しており、軸受ブラケットとも称されている。 A liquid cooling jacket 130 is fixed to the outer peripheral side of the housing 50. The inner peripheral wall of the liquid cooling jacket 130 and the outer peripheral wall of the housing 50 constitute a refrigerant passage 153 for a liquid refrigerant RF such as oil, and the refrigerant passage 153 is formed so as not to leak. The liquid cooling jacket 130 houses the bearings 144 and 145 and is also called a bearing bracket.
直接液体冷却の場合、冷媒ＲＦは、冷媒通路１５３を通り、冷媒出口１５４，１５５から固定子２０へ向けて流出し、固定子２０を冷却する。 In the case of direct liquid cooling, the refrigerant RF passes through the refrigerant passage 153 and flows out from the refrigerant outlets 154 and 155 toward the stator 20 to cool the stator 20.
固定子２０は、固定子鉄心２１と、固定子コイル６０とによって構成されている。固定子鉄心２１は、珪素鋼板の薄板が積層されて作られている。固定子コイル６０は、固定子鉄心２１の内周部に多数個設けられているスロット１５に巻回されている。固定子コイル６０からの発熱は、固定子鉄心２１を介して、液冷ジャケット１３０に伝熱され、液冷ジャケット１３０内を流通する冷媒ＲＦにより、放熱される。 The stator 20 includes a stator core 21 and a stator coil 60. The stator core 21 is made by laminating thin sheets of silicon steel plates. The stator coil 60 is wound around a plurality of slots 15 provided in the inner peripheral portion of the stator core 21. Heat generated from the stator coil 60 is transferred to the liquid cooling jacket 130 via the stator core 21 and is radiated by the refrigerant RF flowing through the liquid cooling jacket 130.
回転子１１は、回転子鉄心１２と、回転軸１３とから構成されている。回転子鉄心１２は、珪素鋼板の薄板が積層されて作られている。回転軸１３は、回転子鉄心１２の中心に固定されている。回転軸１３は、液冷ジャケット１３０に取り付けられた軸受１４４，１４５により回転自在に保持されており、固定子２０内の所定の位置で、固定子２０に対向した位置で回転する。また、回転子１１には、永久磁石１８と、エンドリング（図示せず）が設けられている。 The rotor 11 includes a rotor iron core 12 and a rotating shaft 13. The rotor core 12 is made by laminating thin sheets of silicon steel plates. The rotating shaft 13 is fixed to the center of the rotor core 12. The rotating shaft 13 is rotatably held by bearings 144 and 145 attached to the liquid cooling jacket 130 and rotates at a predetermined position in the stator 20 at a position facing the stator 20. The rotor 11 is provided with a permanent magnet 18 and an end ring (not shown).
回転電機の組立は、予め、固定子２０をハウジング５０の内側に挿入してハウジング５０の内周壁に取付けておき、その後、固定子２０内に回転子１１を挿入する。次に、回転軸１３に軸受１４４，１４５が嵌合するようにして液冷ジャケット１３０に組み付ける。 In assembling the rotating electrical machine, the stator 20 is inserted into the housing 50 in advance and attached to the inner peripheral wall of the housing 50, and then the rotor 11 is inserted into the stator 20. Next, the rotating shaft 13 is assembled to the liquid cooling jacket 130 so that the bearings 144 and 145 are fitted.
図２を用いて、本実施例による回転電機１０に用いる固定子２０の要部の詳細構成について説明する。固定子２０は、固定子鉄心２１と、前記固定子鉄心の内周部に多数個設けられているスロット１５に巻回された固定子コイル６０とから構成されている。固定子コイル６０は、断面が略矩形形状の導体（本実施例では銅線）を使用しスロット内の占積率を向上させ、回転電機の効率が向上する。 A detailed configuration of the main part of the stator 20 used in the rotating electrical machine 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The stator 20 includes a stator core 21 and a stator coil 60 wound around a plurality of slots 15 provided on the inner peripheral portion of the stator core. The stator coil 60 uses a conductor (copper wire in this embodiment) having a substantially rectangular cross section to improve the space factor in the slot, thereby improving the efficiency of the rotating electrical machine.
固定子鉄心２１には、内径側に開口するスロット１５が周方向に例えば７２個形成されている。そして、スロットライナ３０２が各スロット１５に配設され、固定子鉄心２１と固定子コイル６０との電気的絶縁を確実にしている。 The stator core 21 is formed with, for example, 72 slots 15 that open to the inner diameter side in the circumferential direction. A slot liner 302 is disposed in each slot 15 to ensure electrical insulation between the stator core 21 and the stator coil 60.
前記スロットライナ３０２は、銅線を包装するようにＢ字形状や、Ｓ字形状に成形されている。 The slot liner 302 is formed in a B shape or an S shape so as to wrap a copper wire.
図３を用いて、固定子コイル６０の巻線方法について簡単に説明する。断面が略矩形のエナメル等で絶縁された銅線を、図３（ａ）の様な、反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃを折り返し点とする様な、略Ｕ字形状のセグメント導体２８に成型する。このとき、反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃは略Ｕ字形状において導体の向きを折り返す形状であればよい。すなわち、図３のような、径方向から見たときに反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃと反溶接側反溶接側コイルエンドの導体斜行部２８Ｆとが略三角形をなすような形状に限らない。例えば、反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃの一部において、導体が固定子鉄心２１の端面と略平行になるような形状（径方向から見たとき反溶接側コイルエンド頂点２８Ｃと反溶接側コイルエンドの導体斜行部２８Ｆとが略台形をなすような形状）であっても良い。 The winding method of the stator coil 60 will be briefly described with reference to FIG. A copper wire insulated by enamel or the like having a substantially rectangular cross section is formed into a substantially U-shaped segment conductor 28 having the anti-welding side coil end apex 28C as a turning point as shown in FIG. . At this time, the non-welding side coil end apex 28 </ b> C may be any shape that wraps around the conductor in a substantially U shape. That is, the shape is not limited to a shape in which the anti-welding side coil end apex 28C and the anti-welding side anti-welding side coil end conductor skew portion 28F form a substantially triangular shape when viewed from the radial direction as shown in FIG. For example, in a part of the anti-welding side coil end apex 28C, the conductor is substantially parallel to the end face of the stator core 21 (when viewed from the radial direction, the anti-welding side coil end apex 28C and the anti-welding side coil end The conductor slant portion 28F may have a substantially trapezoidal shape).
そのセグメント導体２８を、軸方向からをステータスロットに差し込む。所定のスロット離れたところに差し込まれた別のセグメント導体２８と導体端部２８Ｅにおいて（例えば溶接等により）図３（ｂ）の様に接続する。このとき、セグメント導体２８には、スロットに挿入される部位である導体直線部２８Ｓと、接続相手のセグメント導体の導体端部２８Ｅへ向かって傾斜する部位である導体斜行部２８Ｄとが形成される。スロット内には２、４、６・・・（２の倍数）本のセグメント導体が挿入される。図３（ｃ）は１スロットに４本のセグメント導体が挿入された例であるが、断面が略矩形の導体のため、スロット内の占積率を向上させることが出来、回転電機の効率が向上する。 The segment conductor 28 is inserted into the status lot from the axial direction. Connection is made as shown in FIG. 3B at another segment conductor 28 inserted at a predetermined slot away from the conductor end 28E (for example, by welding). At this time, the segment conductor 28 is formed with a conductor straight line portion 28S that is a portion inserted into the slot and a conductor skew portion 28D that is a portion inclined toward the conductor end portion 28E of the segment conductor to be connected. The 2, 4, 6... (Multiple of 2) segment conductors are inserted into the slots. FIG. 3C shows an example in which four segment conductors are inserted in one slot. However, since the cross section is a substantially rectangular conductor, the space factor in the slot can be improved, and the efficiency of the rotating electrical machine can be improved. improves.
図４は、図３（ｂ）の接続作業をセグメント導体が環状となるまで繰り返し、一相分（例としてＵ相）のコイル４０を形成したときの図である。一相分のコイル４０は導体端部２８Ｅが軸方向一方に集まるように構成され、導体端部２８Ｅの集まる溶接側コイルエンド６２と、反溶接側コイルエンド６１とを形成する。一相分のコイル４０には、一端に各相のターミナル（図４の例ではＵ相のターミナル４２Ｕ）、他端に中性線４１が形成される。 FIG. 4 is a diagram when the coil 40 for one phase (for example, U phase) is formed by repeating the connection operation of FIG. The coil 40 for one phase is configured such that the conductor end 28E gathers in one axial direction, and forms a welding side coil end 62 and an anti-welding side coil end 61 where the conductor end 28E gathers. In the coil 40 for one phase, a terminal for each phase (U-phase terminal 42U in the example of FIG. 4) is formed at one end, and a neutral wire 41 is formed at the other end.
図５を用いて、回転電機１０に用いる固定子２０の溶接部（溶接側コイルエンド６２）の詳細構成について説明する。固定子２０は、固定子鉄心２１と、前記固定子鉄心の内周部に多数個設けられているスロット１５に巻回された固定子コイル６０とから構成されている。固定子コイル６０は、断面が略矩形形状のコイルを使用しスロット内の占積率を向上させ、回転電機の効率が向上する。コイル間の絶縁のため、絶縁紙３００が環状に配置される。溶接部間の絶縁のため、絶縁紙３０１が環状に配置される。 The detailed configuration of the welded portion (welding side coil end 62) of the stator 20 used in the rotating electrical machine 10 will be described with reference to FIG. The stator 20 includes a stator core 21 and a stator coil 60 wound around a plurality of slots 15 provided on the inner peripheral portion of the stator core. The stator coil 60 uses a coil having a substantially rectangular cross section, improves the space factor in the slot, and improves the efficiency of the rotating electrical machine. Insulating paper 300 is annularly arranged for insulation between the coils. Insulating paper 301 is annularly arranged for insulation between the welds.
絶縁紙が配置された後、前記固定子コイルの全体を樹脂部材で覆って絶縁を強化する。もしくは、固定子コイルの全体又は一部に第１の樹脂部材（例えばポリエステルやエポキシ液体ワニス）を滴下し、硬化させる。溶接部の絶縁の強化のため、溶接部近傍には第２の樹脂部材（例えばエポキシ系粉体ワニス）で覆っても良い。 After the insulating paper is disposed, the whole stator coil is covered with a resin member to enhance insulation. Alternatively, the first resin member (for example, polyester or epoxy liquid varnish) is dropped on the whole or a part of the stator coil and cured. In order to reinforce the insulation of the welded portion, the vicinity of the welded portion may be covered with a second resin member (for example, an epoxy-based powder varnish).
図６を用いて、固定子２０の反溶接部（反溶接側コイルエンド６１）の詳細構成について説明する。固定子２０は、固定子鉄心２１と、前記固定子鉄心の内周部に多数個設けられているスロット１５に巻回された固定子コイル６０とから構成されている。固定子コイル６０は、断面が略矩形形状のコイルを使用することでスロット内の占積率を向上させ、回転電機の効率が向上させている。コイル間の絶縁のため、絶縁紙３０１が環状に配置される。 The detailed structure of the anti-welding part (anti-welding side coil end 61) of the stator 20 will be described with reference to FIG. The stator 20 includes a stator core 21 and a stator coil 60 wound around a plurality of slots 15 provided on the inner peripheral portion of the stator core. The stator coil 60 uses a coil having a substantially rectangular cross section, thereby improving the space factor in the slot and improving the efficiency of the rotating electrical machine. Insulating paper 301 is annularly arranged for insulation between the coils.
図７は溶接側コイルエンド６２のスロットライナ３０２の固定子端面からの飛び出し量Ｈとコイル曲げ始め部の固定子端面からの距離Ｌについて示している。固定子端面と固定子コイル６０との間の絶縁のため、スロットライナ３０２は固定子端面からある程度飛び出させることが望ましい。図において、距離Ｌが短いほどコイルエンドを短く出来、固定子を小型化できるが、Ｌが短いと、スロットライナ端部が変形し、大きく広がる部位３０２Ｗが形成される。この部位の変形量が、絶縁紙の延び量の範囲内であれば、絶縁は維持されるが、許容値を超えると絶縁紙が破ける。 FIG. 7 shows the protrusion amount H of the welding side coil end 62 from the stator end surface of the slot liner 302 and the distance L from the stator end surface of the coil bending start portion. In order to insulate between the stator end face and the stator coil 60, it is desirable that the slot liner 302 protrudes to some extent from the stator end face. In the figure, the shorter the distance L, the shorter the coil end and the smaller the stator. However, when L is short, the end portion of the slot liner is deformed, and a widened portion 302W is formed. Insulation is maintained if the deformation amount of this part is within the range of the extension amount of the insulating paper, but if the allowable value is exceeded, the insulating paper is broken.
発明者らは、スロットライナの固定子端面からの飛び出し量をＨｍｍ、コイル曲げ始め部の固定子端面からの距離をＬｍｍとしたとき、ＨとＬに
Ｈ≧Ｌ≧Ｈ／２、好ましくはＨ≧Ｌ≧Ｈ×（２／３）
の関係があれば、コイルエンドの高さを小さくしつつ、絶縁紙の破れを防止できることを見出した。
The inventors set H ≧ L ≧ H / 2, preferably H to H and L, where Hmm is the amount of protrusion from the stator end surface of the slot liner, and Lmm is the distance from the stator end surface of the coil bending start portion. ≧ L ≧ H × (2/3)
It has been found that the tearing of the insulating paper can be prevented while reducing the height of the coil end.
図７はＨが３ｍｍ、Ｌが１．５ｍｍでの例であるが、この値が絶縁紙に破れが生じない限界値であり、例えば、Ｌが１．０ｍｍでは、破れが生じることを確認している。本構成であれば、コイルをスロットのほぼ中央に配置できるので、コイルがスロットの片方に寄る事により発生するスロットエッジによる絶縁破壊の懸念も軽減できる。 FIG. 7 shows an example in which H is 3 mm and L is 1.5 mm. This value is a limit value at which the insulating paper does not break. For example, it is confirmed that tearing occurs when L is 1.0 mm. ing. With this configuration, since the coil can be arranged at substantially the center of the slot, it is possible to reduce the concern about dielectric breakdown due to the slot edge that occurs when the coil approaches one side of the slot.
図８は溶接側コイルエンド６２のスロットライナ３０２の固定子端面からの飛び出し量Ｈが３ｍｍ、コイル曲げ始め部の固定子端面からの距離Ｌが２ｍｍでの実施例について示している。コイル、絶縁紙の製作誤差や、コイルの組み立て誤差等を考慮すると、１．５ｍｍでは破れが生じる可能性があるので、この値が実際の製造上は理想的な値である。 FIG. 8 shows an embodiment in which the protruding amount H of the welding side coil end 62 from the stator end surface of the slot liner 302 is 3 mm and the distance L from the stator end surface of the coil bending start portion is 2 mm. Considering the manufacturing error of the coil and insulating paper, the assembly error of the coil, and the like, there is a possibility that tearing may occur at 1.5 mm, so this value is an ideal value in actual manufacturing.
図９は溶接側コイルエンド６２のスロットライナ３０２の固定子端面からの飛び出し量Ｈが３ｍｍ、コイル曲げ始め部の固定子端面からの距離Ｌが３ｍｍでの実施例について示している。この値以上であれば、絶縁紙に破れが発生する可能性は無いが、コイルエンドが大きくなるので、Ｌを３ｍｍより長くする絶縁性能上の必要は無い。 FIG. 9 shows an embodiment in which the amount H of protrusion of the welding side coil end 62 from the stator end surface of the slot liner 302 is 3 mm and the distance L from the stator end surface of the coil bending start portion is 3 mm. If this value is exceeded, there is no possibility of tearing the insulating paper, but since the coil end becomes large, there is no need for insulation performance that makes L longer than 3 mm.
図１０は反溶接側コイルエンド６１のスロットライナ３０２の固定子端面からの飛び出し量Ｈとコイル曲げ始め部の固定子端面からの距離Ｌについて示している。反溶接側においても溶接側と同様の関係が有り、距離Ｌが短いほどコイルエンドを短く出来、固定子を小型化できるが、Ｌが短いと、スロットライナ端部が変形し、大きく広がる部位３０２Ｗが形成される。この部位の変形量が、絶縁紙の延び量の範囲内であれば、絶縁は維持されるが、許容値を超えると絶縁紙が破ける。図１０はＨが３ｍｍ、Ｌが２ｍｍでの例である。 FIG. 10 shows the protrusion amount H from the stator end surface of the slot liner 302 of the coil end 61 on the anti-welding side and the distance L from the stator end surface of the coil bending start portion. The anti-welding side has the same relationship as the welding side. The shorter the distance L, the shorter the coil end and the smaller the stator. However, when L is short, the end portion of the slot liner is deformed and widened 302W. Is formed. Insulation is maintained if the deformation amount of this part is within the range of the extension amount of the insulating paper, but if the allowable value is exceeded, the insulating paper is broken. FIG. 10 shows an example in which H is 3 mm and L is 2 mm.
図１０を用いて説明した如く、ＨとＬとの関係を
Ｈ≧Ｌ≧Ｈ×（２／３）
となるように設定すると、Ｈ≧Ｌ≧Ｈ／２の場合に比べてさらにコイルエンドの高さを小さくすることができる。
As described with reference to FIG. 10, the relationship between H and L is expressed as follows: H ≧ L ≧ H × (2/3)
If it sets so that it may become, the height of a coil end can be made still smaller compared with the case of H> = L> = H / 2.
本構成により、前記スロットライナに破れが生じないため、電気自動車やハイブリッド電気自動車に求められる絶縁性を満足した回転電機を得られるものとなる。 According to this configuration, since the slot liner is not torn, a rotating electrical machine that satisfies the insulation required for an electric vehicle or a hybrid electric vehicle can be obtained.
以上においては、永久磁石式の回転電機において説明を行ったが、本発明の特徴は固定子のコイルエンド溶接部に関するものであるため、回転子は永久磁石式でなく、インダクション式や、シンクロナスリラクタンス、爪磁極式等にも適用可能である。また、巻線方式においては波巻方式であるが、同様の特徴を持つ巻線方式であれば、適用可能である。次に、内転型で説明を行っているが、外転型でも同様に適用可能である。 In the above description, the permanent magnet type rotating electric machine has been described. However, since the feature of the present invention relates to the coil end welded portion of the stator, the rotor is not a permanent magnet type, but an induction type or synchronous type. It can also be applied to reluctance, claw pole type, and the like. In addition, the winding method is a wave winding method, but any winding method having similar characteristics can be applied. Next, the explanation is made with the inner rotation type, but the same applies to the outer rotation type.
図１１を用いて、本実施例による回転電機１０を搭載する車両の構成について説明する。図１１は、四輪駆動を前提としたハイブリッド自動車のパワートレインである。前輪側の主動力として、エンジンと回転電機１０を有する。エンジンと回転電機１０の発生する動力は、変速機により変速され、前輪側駆動輪に動力を伝えられる。また、後輪の駆動においては、後輪側に配置された回転電機１０と後輪側駆動輪を機械的に接続され、動力が伝達される。 The configuration of the vehicle on which the rotating electrical machine 10 according to this embodiment is mounted will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a powertrain of a hybrid vehicle on the premise of four-wheel drive. An engine and a rotating electrical machine 10 are provided as main power on the front wheel side. The power generated by the engine and the rotating electrical machine 10 is shifted by the transmission and transmitted to the front wheel drive wheels. In driving the rear wheel, the rotating electrical machine 10 disposed on the rear wheel side and the rear wheel side driving wheel are mechanically connected to transmit power.
回転電機１０は、エンジンの始動を行い、また、車両の走行状態に応じて、駆動力の発生と、車両減速時のエネルギーを電気エネルギーとして回収する発電力の発生を切り換える。回転電機１０の駆動，発電動作は、車両の運転状況に合わせ、トルクおよび回転数が最適になるように電力変換装置により制御される。回転電機１０の駆動に必要な電力は、電力変換装置を介してバッテリから供給される。また、回転電機１０が発電動作のときは、電力変換装置を介してバッテリに電気エネルギーが充電される。 The rotating electrical machine 10 starts the engine and switches between generation of driving force and generation of electric power for recovering energy at the time of vehicle deceleration as electric energy according to the running state of the vehicle. The driving and power generation operation of the rotating electrical machine 10 are controlled by the power converter so that the torque and the rotational speed are optimized in accordance with the driving situation of the vehicle. Electric power necessary for driving the rotating electrical machine 10 is supplied from the battery via the power converter. Further, when the rotating electrical machine 10 is in a power generation operation, the battery is charged with electrical energy via the power conversion device.
ここで、前輪側の動力源である回転電機１０は、エンジンと変速機の間に配置されており、図１〜図１０にて説明した構成を有するものである。後輪側の駆動力源である回転電機１０としては、同様のものを用いることもできるし、他の一般的な構成の回転電機を用いることもできる。なお、四輪駆動式以外のハイブリッド方式においても勿論適用可能である。 Here, the rotating electrical machine 10 that is the power source on the front wheel side is disposed between the engine and the transmission, and has the configuration described with reference to FIGS. As the rotating electrical machine 10 that is a driving force source on the rear wheel side, the same one can be used, or a rotating electrical machine having another general configuration can be used. Of course, the present invention can also be applied to a hybrid system other than the four-wheel drive system.
以上で説明したように、本発明によれば、小型高出力であるにも関わらず、絶縁性が優れた回転電機の固定子を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a stator for a rotating electrical machine that has excellent insulation properties despite its small size and high output.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of the embodiment.
１０ 回転電機
１１ 回転子
１２ 回転子鉄心
１３ 回転軸
１５ スロット
１８ 永久磁石
２０ 固定子
２１ 固定子鉄心
２８Ａ セグメント導体
２８Ｂ セグメント導体
２８Ｃ 反溶接側コイルエンド頂点
２８Ｄ 導体斜行部
２８Ｅ 導体端部
２８Ｆ 導体斜行部
２８Ｓ 導体直線部
５０ ハウジング
６０ 固定子コイル
６１ 反溶接側コイルエンド
６２ 溶接側コイルエンド
１３０ 液冷ジャケット
１４４ 軸受
１４５ 軸受
１５０ 冷媒（油）貯蔵空間
１５３ 冷媒通路
１５４ 冷媒出口
１５５ 冷媒出口
３００ 環状絶縁紙
３０１ 環状絶縁紙
３０２ スロットライナ
３０２Ｗ スロットライナ変形部位
４００ 冷却液通路
４０１ 冷却液溜まり
ＲＦ 冷媒
Ｈ スロットライナの固定子端面からの飛び出し量
Ｌ コイル曲げ始め部の固定子端面からの距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine 11 Rotor 12 Rotor core 13 Rotating shaft 15 Slot 18 Permanent magnet 20 Stator 21 Stator iron core 28A Segment conductor 28B Segment conductor 28C Anti-welding side coil end vertex 28D Conductor skew part 28E Conductor end part 28F Conductor skew Row portion 28S Conductor linear portion 50 Housing 60 Stator coil 61 Anti-welding side coil end 62 Welding side coil end 130 Liquid cooling jacket 144 Bearing 145 Bearing 150 Refrigerant (oil) storage space 153 Refrigerant passage 154 Refrigerant outlet 155 Refrigerant outlet 300 Annular insulation Paper 301 Circular insulating paper 302 Slot liner 302W Slot liner deformation part 400 Coolant passage 401 Coolant pool RF Refrigerant H Amount of protrusion of the slot liner from the stator end face L Distance from the stator end face of the coil bending start part
Claims (5)
前記スロットに設けられた固定子コイルとを有し、
各々の前記スロットにＮ本（ただし、Ｎは正の偶数）のセグメント導体が設けられ、
前記固定子コイルは、各々のセグメント導体の導体端部に設けられた溶接部を介して、複数の前記セグメント導体が接続されて構成され、
前記導体端部は、軸方向一方のコイルエンドで周方向に環状に配列され、Ｎ列の環状列を構成し、
前記軸方向一方のコイルエンドで、少なくとも一対の前記環状列の間に、絶縁部材が環状に介在する回転電機の固定子において、
スロットライナの固定子端面からの飛び出し量をＨｍｍ、コイル曲げ始め部の固定子端面からの距離をＬｍｍとしたとき、ＨとＬに
Ｈ≧Ｌ≧Ｈ／２
の関係があることを特徴とする回転電機の固定子。 A stator core provided with a plurality of slots;
A stator coil provided in the slot,
Each of the slots is provided with N (where N is a positive even number) segment conductors;
The stator coil is configured by connecting a plurality of the segment conductors via a welded portion provided at a conductor end of each segment conductor,
The conductor end portions are annularly arranged in the circumferential direction at one coil end in the axial direction, and constitute an N-row annular row,
In the stator of the rotating electrical machine in which an insulating member is annularly interposed between at least a pair of the annular rows at one coil end in the axial direction,
When the distance from the stator end surface of the slot liner is Hmm and the distance from the stator end surface of the coil bending start portion is Lmm, H ≧ L ≧ H / 2
A stator of a rotating electric machine characterized by the following relationship:
溶接側のコイルエンドもしくは反溶接側のコイルエンドにおいて、
スロットライナの固定子端面からの飛び出し量をＨｍｍ、コイル曲げ始め部の固定子端面からの距離をＬｍｍとしたとき、ＨとＬに
Ｈ≧Ｌ≧Ｈ／２
の関係があることを特徴とする回転電機の固定子。 The stator of the rotating electrical machine according to claim 1,
At the coil end on the welding side or the coil end on the anti-welding side,
When the distance from the stator end surface of the slot liner is Hmm, and the distance from the stator end surface of the coil bending start portion is Lmm, H ≧ L ≧ H / 2
A stator of a rotating electric machine characterized by the following relationship:
溶接側のコイルエンドもしくは反溶接側のコイルエンドにおいて、
スロットライナの固定子端面からの飛び出し量をＨｍｍ、コイル曲げ始め部の固定子端面からの距離をＬｍｍとしたとき、ＨとＬに
Ｈ≧Ｌ≧Ｈ×（２／３）
の関係があることを特徴とする回転電機の固定子。 The stator of the rotating electrical machine according to claim 2,
At the coil end on the welding side or the coil end on the anti-welding side,
When the distance from the stator end surface of the slot liner is Hmm and the distance from the stator end surface of the coil bending start portion is Lmm, H ≧ L ≧ H × (2/3)
A stator of a rotating electric machine characterized by the following relationship:
溶接側のコイルエンドもしくは反溶接側のコイルエンドにおいて、
スロットライナの固定子端面からの飛び出し量を約３ｍｍ、コイル曲げ始め部の固定子端面からの距離を約２ｍｍとしたことを特徴とする回転電機の固定子。 In the stator of the rotating electrical machine according to claim 2 or 3,
At the coil end on the welding side or the coil end on the anti-welding side,
A stator for a rotating electrical machine, wherein the amount of protrusion from the stator end face of the slot liner is about 3 mm, and the distance from the stator end face of the coil bending start portion is about 2 mm.
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