JP6665628B2 - 回転電機用ステータ - Google Patents
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Description
一方、径方向におけるロータコアから離れた位置(すなわち、磁束の変化の影響の少ない位置)には、断面積の大きい第二導体線により構成される第二種スロット収容部が配置されるため、当該位置に第一種スロット収容部が配置される場合に比べて、スロット収容部の占積率を高く確保することができる。
以上のように、上記の特徴構成によれば、渦電流損の原因となる磁束の変化の影響の大きい位置には第一種スロット収容部を配置し、磁束の変化の影響の少ない位置には第二種スロット収容部を配置することで、占積率の向上を図りつつ渦電流損の低減を図ることができる。なお、渦電流損を低減できる分だけロータコアにより近い位置に第一種スロット収容部を配置することができるという利点もある。
回転電機用ステータの第一の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。また、本明細書では、部材の形状に関して、「ある方向に延びる」とは、当該方向を基準方向として、部材の延在方向が当該基準方向に平行な形状に限らず、部材の延在方向が当該基準方向に交差する方向であっても、その交差角度が所定範囲内(例えば45度未満)である形状も含む概念として用いている。更に、本明細書では、寸法、配置方向、配置位置等に関する用語は、誤差(製造上許容され得る程度の誤差)による差異を有する状態も含む概念として用いている。以下の説明では、特に明記している場合を除き、「軸方向L」、「径方向R」、及び「周方向C」は、回転電機用ステータ(以下、「ステータ2」という。)のコアであるステータコア10の軸心A(仮想軸、図1、図5参照)を基準として定義している。軸心Aは、ステータコア10の円筒状の内周面の軸心であり、また、ステータコア10の円筒状の外周面の軸心である。図1に示すように、ロータ3は軸心Aに合わせて配置され、ロータコア3a(ロータコア3aが固定されたロータ軸4)が軸心A回りに回転する。
回転電機用ステータの第二の実施形態について、図5〜図7を参照して説明する。本実施形態では、一対の第一種スロット収容部21を接続する渡り部30において複数本の第一導体線41が撚線構造を形成している点で、上記第一の実施形態とは異なる。以下では、上記第一の実施形態との相違点を中心に説明し、特に明記しない点については上記第一の実施形態と同様とする。
回転電機用ステータのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
以下、上記において説明した回転電機用ステータの概要について説明する。
一方、径方向(R)におけるロータコア(3a)から離れた位置(すなわち、磁束の変化の影響の少ない位置)には、断面積の大きい第二導体線(42)により構成される第二種スロット収容部(22)が配置されるため、当該位置に第一種スロット収容部(21)が配置される場合に比べて、スロット収容部(20)の占積率を高く確保することができる。
以上のように、上記の構成によれば、渦電流損の原因となる磁束の変化の影響の大きい位置には第一種スロット収容部(21)を配置し、磁束の変化の影響の少ない位置には第二種スロット収容部(22)を配置することで、占積率の向上を図りつつ渦電流損の低減を図ることができる。なお、渦電流損を低減できる分だけロータコア(3a)により近い位置に第一種スロット収容部(21)を配置することができるという利点もある。
3a:ロータコア
6:コイル
10:ステータコア
12:スロット
13:対象スロット
20:スロット収容部
21:第一種スロット収容部
22:第二種スロット収容部
30:渡り部
40:導体線
41:第一導体線
42:第二導体線
C:周方向
L:軸方向
R:径方向
Claims (5)
- 軸方向に延びるスロットが周方向に複数形成されているステータコアと、前記ステータコアに複数ターン巻装されるコイルと、を備え、前記ステータコアがロータコアに対して径方向に対向配置される回転電機用ステータであって、
前記コイルは、前記スロット内に整列配置される複数のスロット収容部と、一対の前記スロット収容部を前記ステータコアに対して前記軸方向の外側で接続する渡り部と、を有し、
一部の単数又は複数のターンのそれぞれの前記スロット収容部を第一種スロット収容部とし、残りのターンのそれぞれの前記スロット収容部を第二種スロット収容部として、
前記第一種スロット収容部を構成する第一導体線の本数は、前記第二種スロット収容部を構成する第二導体線の本数よりも多く、
前記第一種スロット収容部を構成する前記第一導体線のそれぞれの断面積は、前記第二種スロット収容部を構成する前記第二導体線のそれぞれの断面積よりも小さく、
前記第一種スロット収容部が、前記第二種スロット収容部よりも前記径方向における前記ロータコア側に配置され、
複数本の導体線が螺旋状に撚り合わさる構造を撚線構造として、
前記第一種スロット収容部と、一対の前記第一種スロット収容部を接続する前記渡り部との少なくとも一方において、複数本の前記第一導体線が前記撚線構造を形成し、
前記周方向に分散配置された複数の前記第一種スロット収容部が互いに直列に接続されて、対象ターンが形成され、
前記対象ターンを構成する複数の前記第一種スロット収容部が配置される前記スロットのそれぞれを対象スロットとして、
前記対象ターンを構成する複数本の前記第一導体線のそれぞれは、当該対象ターン内で互いに電気的に接続されることなく、且つ、前記周方向の一方側に向かって前記渡り部が前記ステータコアに対して前記軸方向の一方側と他方側とに交互に配置される波巻状に、複数の前記対象スロットに巻装され、
前記第一導体線における前記対象スロットに配置されている部分の、前記軸方向に直交する断面での当該対象スロット内での位置を対象配置位置として、前記対象ターンを構成する1本の前記第一導体線における前記対象配置位置の前記対象スロットの全てでの平均が、前記対象ターンを構成する別の前記第一導体線における前記対象配置位置の前記対象スロットの全てでの平均と一致している回転電機用ステータ。 - 一対の前記第一種スロット収容部を接続する前記渡り部において複数本の前記第一導体線が前記撚線構造を形成している請求項1に記載の回転電機用ステータ。
- 一対の前記第一種スロット収容部を前記ステータコアに対して前記軸方向の一方側で接続する前記渡り部を第一渡り部とし、一対の前記第一種スロット収容部を前記ステータコアに対して前記軸方向の他方側で接続する前記渡り部を第二渡り部として、
前記第一渡り部及び前記第二渡り部のうちの前記第一渡り部においてのみ、複数本の前記第一導体線が前記撚線構造を形成している請求項1又は2に記載の回転電機用ステータ。 - 前記第一種スロット収容部を構成する複数本の前記第一導体線は、前記周方向及び前記径方向に並ぶように配置されており、
前記対象ターンを構成する複数本の前記第一導体線の全てについて、前記対象配置位置の前記対象スロットの全てでの平均が一致している請求項1から3のいずれか一項に記載の回転電機用ステータ。 - 前記第一種スロット収容部を構成する複数本の前記第一導体線の断面積の総和が、前記第二種スロット収容部を構成する1本又は複数本の前記第二導体線の断面積の総和に等しい請求項1から4のいずれか一項に記載の回転電機用ステータ。
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