[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN107534339A - 旋转电机 - Google Patents

旋转电机 Download PDF

Info

Publication number
CN107534339A
CN107534339A CN201580079158.5A CN201580079158A CN107534339A CN 107534339 A CN107534339 A CN 107534339A CN 201580079158 A CN201580079158 A CN 201580079158A CN 107534339 A CN107534339 A CN 107534339A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
imaginary
armature
magnetic pole
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580079158.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107534339B (zh
Inventor
梅田隆司
立木宏纪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN107534339A publication Critical patent/CN107534339A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107534339B publication Critical patent/CN107534339B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

旋转电机的电枢具有电枢铁芯、多个基线圈、多个上层线圈以及多个下层线圈。假设假想线圈对在将电枢铁芯在周向上等分的多个设定范围的各个设定范围内各相各出现一个这样的假想基线圈安装状态,在设构成各假想线圈对的2个假想基线圈为假想特定线圈,设由2个假想特定线圈夹着的假想基线圈为假想调整线圈时,各基线圈避开作为一部分设定范围的调整范围内的各假想特定线圈和各假想调整线圈的全部位置而配置在各假想基线圈的位置处。位于调整范围的一端部处的磁极齿的宽度尺寸T1比其它磁极齿的宽度尺寸T0窄T’,位于调整范围的另一端部处的磁极齿的宽度尺寸T2比T0宽与T’相同的尺寸。

Description

旋转电机
技术领域
本发明涉及具有电枢和相对于电枢旋转的转子的旋转电机。
背景技术
以往,公知在电枢铁芯的多个磁极齿上以双层重叠卷绕的方式卷绕多个电枢线圈而构成电枢的旋转电机。另外,以往为了容易在电枢铁芯上卷绕电枢线圈,提出以下的电枢的制造方法:使线圈端部的形态不按照每个线圈对齐,而是按照每相将电枢线圈的线股依次插入到电枢铁芯的各槽中(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-98743号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,由于各电枢线圈的线圈端部配置得比较复杂,因此,在向电枢铁芯的槽中插入电枢线圈的线股时,相邻的电枢线圈的线圈端部会成为障碍。由于线圈端部彼此交替干扰,会产生线圈长度调整以及线圈端部成形操作等,从而可以想到在电枢铁芯卷绕电枢线圈的操作反倒变得困难。
本发明正是为了解决上述课题而完成的,其目的在于,得到动作特性良好且能够使制造变得容易的旋转电机。
用于解决课题的手段
本发明的旋转电机具有:电枢铁芯,其具有在周向上彼此隔开间隔地设置的多个磁极齿,在各磁极齿之间形成有槽;电枢线圈组,其具有分别包含配置在彼此不同的槽中的一对线圈边和将一对线圈边之间连接起来的线圈端部的多个电枢线圈,各电枢线圈以重叠卷绕的方式卷绕于磁极齿,在各电枢线圈中流过三相电流;以及转子,其具有在周向上排列的多个磁极,相对于电枢铁芯和电枢线圈组旋转,电枢线圈组具有上层线圈、下层线圈以及多个基线圈作为电枢线圈,上层线圈的一个线圈边和另一个线圈边都配置在槽的上口,下层线圈的一个线圈边和另一个线圈边都配置在槽的下口,多个基线圈的一个线圈边配置在槽的上口,另一个线圈边配置在槽的下口,在设N是2以上的自然数时,每极槽数q’满足N<q’<N+1的关系,各基线圈的线圈端部以相对于电枢铁芯的周向向相同朝向倾斜的状态跨过N+1个所述磁极齿,上层线圈和下层线圈各自的线圈端部跨过N个磁极齿,假设以下的假想基线圈安装状态:将与基线圈相同结构的多个假想基线圈的各线圈边配置在各槽的全部上口和下口,并且,由如下的2个假想基线圈构成的假想线圈对在将电枢铁芯在周向上等分的多个设定范围的各个设定范围内各相各出现一个,其中,该2个假想基线圈具有分别配置在夹着N个磁极齿的2个槽的上口处的2个线圈边中流过的电流同相反向这样的关系,在设构成各假想线圈对的假想基线圈为假想特定线圈,设由构成各假想线圈对的2个假想特定线圈夹着的假想基线圈为假想调整线圈时,各基线圈避开作为各设定范围中的一部分设定范围的调整范围内的各假想特定线圈和各假想调整线圈的全部位置,配置在各假想基线圈的位置处,上层线圈和下层线圈各自的线圈边配置在调整范围内的各假想特定线圈各自的线圈边的位置处,位于调整范围的一端部处的磁极齿的宽度尺寸T1比其它磁极齿的宽度尺寸T0窄齿宽度调整尺寸T’,位于调整范围的另一端部处的磁极齿的宽度尺寸T2比其它磁极齿的宽度尺寸T0宽与齿宽度调整尺寸T’相同的尺寸。
发明效果
根据本发明的旋转电机,动作特性良好且能够使制造变得容易。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的旋转电机的结构图。
图2是示出图1的电枢的一部分的展开图。
图3是示出图1的电枢的与图2中示出的部分不同的部分的展开图。
图4是示出比较例1的旋转电机的结构图。
图5是示出图4的旋转电机的电枢的展开图。
图6是图5的旋转电机的电枢的要部放大图。
图7是示出比较例1的旋转电机的绕组系数Kd的表。
图8是示出图1的旋转电机的绕组系数Kd的表。
图9是示出比较例1’的旋转电机的电枢的一部分的展开图。
图10是示出本发明的第2实施方式的旋转电机的结构图。
图11是示出比较例2的旋转电机的结构图。
图12是示出图11的电枢的展开图。
图13是示出比较例2的旋转电机的绕组系数Kd的表。
图14是示出本发明的第3实施方式的旋转电机的结构图。
图15是示出图14的电枢的一部分的展开图。
图16是示出图14的电枢的与图15中示出的部分不同的部分的展开图。
图17是示出图14的旋转电机的绕组系数Kd的表。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
第1实施方式
图1是示出本发明的第1实施方式的旋转电机的结构图。图中,旋转电机1具有圆筒状的电枢(定子)2、配置在电枢2的轴线上的旋转轴3以及固定于旋转轴3且与旋转轴3一体地相对于电枢2旋转的转子4。
转子4配置在电枢2的内侧。另外,转子4具有由磁性材料(例如铁等)构成的圆柱状的转子铁芯5、以及设置在转子铁芯5的外周面(与电枢2的内周面相对的面)的多个磁铁6。各磁铁6彼此隔开间隔地配置在转子铁芯5的周向上。在转子4上通过各磁铁6形成有在转子铁芯5的周向上排列的多个磁极。在本例中,在转子铁芯5的外周面设置有28个磁铁6,转子4的磁极数P是28。
电枢2具有由磁性材料(例如铁等)构成的电枢铁芯7以及设置于电枢铁芯7的电枢线圈组8。
电枢铁芯7具有圆筒状的后轭9以及从后轭9的内周部向径向内侧(朝向转子4)突出的多个磁极齿10。各磁极齿10彼此隔开间隔地设置在电枢铁芯7的周向上。由此,在各磁极齿10之间形成有向电枢铁芯7的径向内侧(朝向转子4)打开的槽11。在电枢铁芯7中,磁极齿10的数量与槽11的数量(槽数)Q相同。在本例中,磁极齿10的数量和槽数Q均为72。
这里,为了方便说明,设在图1中位于旋转轴3的中心上侧的槽11为基准槽,设基准槽11的编号为No.1。另外,从图1的基准槽No.1起,按照逆时针的顺序设各槽11的编号为No.2、No.3、……、No.72。另外,设位于图1的No.1与No.2的槽11之间的磁极齿10的编号为No.1,从No.1的磁极齿10起,按照逆时针的顺序设各磁极齿10的编号为No.2、No.3、……、No.72。
另外,作为表示槽数Q与磁极数P之间的关系的系数的每极槽数(转子4的每个磁极的槽11的数量)q’用如下公式(1)表示。
q’=Q/P……公式(1)
因此,在本例中,每极槽数q’的值是72/28=18/7≒2.57。
图2是示出图1的电枢2的一部分的展开图。另外,图3是示出图1的电枢2的与图2中示出的部分不同的部分的展开图。在图2中示出图1的电枢2中的No.1~No.24的各槽11的范围,在图3中示出图1的电枢2中的No.37~No.61的各槽11的范围。电枢线圈组8具有多个基线圈12、多个上层线圈13以及多个下层线圈14作为电枢线圈。
基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14分别由汇总卷绕到多个磁极齿10的导线束构成。即,基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14分别以重叠卷绕的方式卷绕于磁极齿10。另外,分别构成基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14的导线束的线种和匝数全部相同。
基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14分别具有配置在彼此不同的槽11中的一对线圈边21、以及跨过多个磁极齿10而将一对线圈边21之间连接起来的一对线圈端部22。各线圈边21是沿着槽11的大致直线部。各线圈端部22在电枢铁芯7的轴线方向外侧连接线圈边21的端部之间。
在各槽11中,在槽11的深度方向上存在用于配置线圈边21的空间即上口(上层)和下口(下层)。槽11的上口与槽11的下口相比位于电枢铁芯7的径向内侧(槽11的开口侧)。
各基线圈12将一个线圈边21配置在槽11的上口,将另一个线圈边21配置在槽11的下口而设置于电枢铁芯7。另外,各基线圈12的线圈端部22以相对于电枢铁芯7的周向向相同方向倾斜的状态跨过多个磁极齿10。
在设线圈端部22跨过的磁极齿10的数量(即,夹在共同的线圈上的一个和另一个线圈边21之间的磁极齿10的数量)为线圈节距时,各基线圈12的线圈节距全部相同。各基线圈12是线圈节距比每极槽数q’大的长节绕组的线圈。
上层线圈13将一个和另一个线圈边21都配置在槽11的上口而设置于电枢铁芯7。下层线圈14将一个和另一个线圈边21都配置在槽11的下口而设置于电枢铁芯7。
另外,在图2和图3中,用U、V、W表示分别流过各基线圈12、各上层线圈13以及各下层线圈14的电流相。另外,在图2和图3中,用U、V、W的大写字母和小写字母以及在表示线圈边21的中空圆形标记中附加有黑色圆形标记和X标记的符号,表示流过各线圈边21的电流的朝向。因此,各线圈12、13、14的卷绕方向根据各线圈边21的电流的朝向即可知道。
这里,为了确定本实施方式的旋转电机1中的各基线圈12、各上层线圈13以及各下层线圈14各自的位置,假设不包含上层线圈13和下层线圈14的比较例1的旋转电机。
图4是示出比较例1的旋转电机101的结构图。另外,图5是示出图4的旋转电机101的电枢2的展开图。并且,图6是图5的旋转电机101的电枢2的要部放大图。另外,在图5和图6中,用与图2和图3相同的方法表示流过各线圈的电流相和流过各线圈边的电流的朝向。
在比较例1的旋转电机101的结构中,除了电枢铁芯7的各磁极齿10的宽度尺寸以及电枢线圈组8的结构以外,均与第1实施方式的旋转电机1的结构相同。在比较例1的电枢铁芯7中,各磁极齿10的宽度尺寸都是相同的尺寸T0。另外,电枢线圈组8只具有与基线圈12相同结构的多个假想基线圈12a。各假想基线圈12a具有与基线圈12的线圈边21相同结构的一对线圈边21a、以及与基线圈12的线圈端部22相同结构的一对线圈端部22a。
各假想基线圈12a将一个线圈边21a配置在槽11的上口,将另一个线圈边21a配置在槽11的下口而有规则地排列于电枢铁芯7。各假想基线圈12a的各线圈边21a配置在各槽11的全部上口和下口。由此,比较例1的旋转电机101的电枢2的状态是各假想基线圈12a以双层重叠卷绕的方式有规则地配置于电枢铁芯7的假想基线圈安装状态。
旋转电机的理想状态是U相、V相、W相的各电枢线圈产生的感应电压各自的合成向量的大小相同,各相的感应电压的合成向量以电气角按照相位差120°分布的状态。因此,在比较例1的旋转电机101中,为了达到旋转电机的理想状态,进行与各假想基线圈12a连接的电流相(U相、V相、W相)的选择以及各假想基线圈12a的卷绕方向的选择。在旋转电机101中,通过分别调整各相的假想基线圈12a的配置顺序和各假想基线圈12a的卷绕方向,将会产生与转子4的磁极产生的磁通对应的大致正弦波状的感应电压。
在图5中,将No.1~No.18的槽11与No.19~No.36的槽11分开进行观察可知,除了流过线圈边21a的电流的朝向反转以外,各相的假想基线圈12a的配置相同。另外,对于No.37~No.72的槽11也是同样的,将No.37~No.54的槽11与No.55~No.72的槽11分开进行观察可知,除了流过线圈边21a的电流的朝向反转以外,各相的假想基线圈12a的配置相同。这是由于比较例1的旋转电机101的每极槽数q’的值是18/7导致的。即,在比较例1的电枢2中,由于7个磁极相对于18个槽11成为1组,因此,成为各相的假想基线圈12a的配置以18个槽11为一个整体重复的结构。
因此,在本例中,对于各相的假想基线圈12a的配置,No.1~No.18的槽11与No.37~No.54的槽11相同,No.19~No.36的槽11与No.55~No.72的槽11相同。
在假想基线圈安装状态下,在设N为2以上的自然数时,当每极槽数q’满足以下的公式(2)时,通过调整各假想基线圈12a的U相、V相、W相的电流相和卷绕方向,由关于电流相和电流的朝向具有特定的关系的2个假想基线圈12a构成的假想线圈对23能够以固定间隔出现。在设构成假想线圈对23的2个假想基线圈12a分别为假想特定线圈12A时,共同的假想线圈对23中包含的2个假想特定线圈12A的关系,是配置在夹着N个磁极齿10的2个槽11的上口之间(或下口之间)的2个线圈边21a中流过的电流同相反向这样的关系。
N<q’<N+1……公式(2)
这是由于确定各假想基线圈12a的配置,以达到U相、V相、W相的各假想基线圈12a产生的感应电压各自的合成向量的大小在各相相同且各合成向量按照相位差120°分布的理想状态导致的。
由于每极槽数q’的值如上所述大约是2.57,因此是大于2且小于3的值(2<q’<3)。因此,根据公式(2)可知,比较例1的旋转电机101的电枢2的结构是N=2时的电枢2的结构。另外,各假想基线圈12a是线圈端部22a跨过N+1个磁极齿10的线圈。因此,在本例中,各假想基线圈12a的线圈节距是3。
这里,着眼于U相可知,在No.7和No.9的槽11的上口之间以及No.4和No.6的槽11的下口之间分别配置有流过同相反向的电流的线圈边21a的组。并且可知,在No.13和No.15的槽11的上口之间以及No.10和No.12的槽11的下口之间分别配置有在W相流过同相反向的电流的线圈边21a的组,在No.19和No.21的槽11的上口之间以及No.16和No.18的槽11的下口之间分别配置有在V相流过同相反向的电流的线圈边21a的组。
另外,如上所述,由于每18个槽11重复线圈边21a的相同的图案配置,因此,在各相中,假想线圈对23也是每18个槽11重复出现。出现的各假想线圈对23的电流相的顺序是各相(U相、V相、W相)按照相同的顺序重复这样的顺序。
在图5的假想基线圈12a中,以槽11的上口的线圈边21a为基准来考虑,具有No.7和No.9的上口之间的2个线圈边21a的假想线圈对23是U相,具有No.13和No.15的上口之间的2个线圈边21a的假想线圈对23是W相,具有No.19和No.21的上口之间的2个线圈边21a的假想线圈对23是V相,因此,重复的是按照U相、W相、V相的顺序排列的组。
在设图5的各假想线圈对23中包含的各个假想特定线圈12A之间夹着的假想基线圈12a为假想调整线圈12B时,在比较例1的电枢2中,如图5所示,假想调整线圈12B的电流相与由夹着假想调整线圈12B的2个假想特定线圈12A构成的假想线圈对23的电流相彼此不同。在本例中,由U相的假想线圈对23的假想特定线圈12A夹着的假想调整线圈12B的电流相是V相,由W相的假想线圈对23的假想特定线圈12A夹着的假想调整线圈12B的电流相是U相,由V相的假想线圈对23的假想特定线圈12A夹着的假想调整线圈12B的电流相是W相。
U相、V相、W相的各假想调整线圈12B是产生相位差彼此为120°的感应电压的假想基线圈12a。另外,U相、V相、W相的各假想调整线圈12B在电气角α°的范围内各存在相同数量(在本例中是各存在1个)。电气角α°取决于槽数Q和极数P即每极槽数q’,用以下的公式(3)表示。
α°=180°×P/gcd(Q,P)……公式(3)
其中,gcd(Q,P)是槽数Q与转子4的极数P之间的最大公约数。
电气角α°的范围是由最小的数确定槽数Q与转子4的极数P之间的关系的设定范围。因此,电枢2能够在多个电气角α°的范围(即多个设定范围)内在周向上等分。
在比较例1中,由于磁极数P是28,因此,转子4的1周的电气角是5040°。另一方面,在比较例1中,根据公式(3),电气角α°是1260°。因此,作为电气角α°的范围的设定范围是电枢2的1/4周的范围即包含18个磁极齿10的范围。即,在比较例1中,在将电枢2四等分的位置处设定有4个设定范围15a~15d。在比较例1的电枢2中,设定范围15a、15b的边界位于No.21的磁极齿10,设定范围15b、15c的边界位于No.39的磁极齿10,设定范围15c、15d的边界位于No.57的磁极齿10,设定范围15d、15a的边界位于No.3的磁极齿10。
图7是示出比较例1的旋转电机101的绕组系数Kd的表。绕组系数Kd是表示旋转电机的特性的指标,基波分量的数值越接近1,转矩性能越好,5次、7次、……等的高次分量的数值越小,高频振动越小,从而表示旋转电机的动作特性越良好。可知在比较例1的旋转电机101中,绕组系数Kd的数值示出基波分量和高次分量都良好的倾向。
如图1所示,在本实施方式的旋转电机1的电枢2中,设定有与比较例1相同的电气角α°=1260°的范围即多个(在本例中是4个)设定范围15a~15d。另外,在本实施方式的电枢2中,也是设定范围15a、15b的边界位于No.21的磁极齿10,设定范围15b、15c的边界位于No.39的磁极齿10,设定范围15c、15d的边界位于No.57的磁极齿10,设定范围15d、15a的边界位于No.3的磁极齿10。
另外,各设定范围15a~15d中的彼此分离的一部分设定范围15a、15c成为调整范围。在本实施方式的旋转电机1中,除了各调整范围15a、15c以外,在各假想基线圈12a的全部位置处都配置有各基线圈12。在各调整范围15a、15c内,各基线圈12避开各假想特定线圈12A和各假想调整线圈12B的全部位置而配置于各假想基线圈12a的位置处。
基线圈12的线圈端部22跨过N+1个磁极齿10。即,基线圈12的线圈节距是N+1。在本例中,由于N=2,因此,基线圈12的线圈节距是3。
上层线圈13和下层线圈14各自的线圈边21被配置在避开基线圈12的配置的假想特定线圈12A各自的线圈边21a的位置处。由此,上层线圈13和下层线圈14每隔避开基线圈12的配置的共同的假想线圈对23各配置1个。因此,电枢线圈组8中包含的上层线圈13的数量和下层线圈14的数量相同。在本例中,在2个调整范围15a、15c内分别各配置3个上层线圈13和3个下层线圈14,电枢线圈组8中包含的上层线圈13和下层线圈14各自的数量分别是6。另外,上层线圈13和下层线圈14各自的线圈端部22跨过N个磁极齿10。即,上层线圈13和下层线圈14各自的线圈节距都是N(在本例中,N=2)。
上层线圈13的电流相是与具有上层线圈13的线圈边21对应的线圈边21a的假想线圈对23的电流相相同的相。另外,确定上层线圈13的卷绕方向,使得流过上层线圈13的线圈边21的电流的朝向与流过假想特定线圈12A的线圈边21a的电流的朝向相同。
下层线圈14的电流相是与具有下层线圈14的线圈边21对应的线圈边21a的假想线圈对23的电流相相同的相。另外,确定下层线圈14的卷绕方向,使得流过下层线圈14的线圈边21的电流的朝向与流过假想特定线圈12A的线圈边21a的电流的朝向相同。
在各槽11的上口和下口中的没有配置基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14各自的线圈边21而剩余的空间内,配置有填埋槽11内的间隙的未图示的间隔块等。在配置有间隔块的槽11内,用间隔块保持线圈边21。
即,本实施方式的电枢2的结构成为如下的结构:在假设各假想基线圈12a的全部线圈边21a有规则地配置在各槽11的全部上口和下口处的假想基线圈安装状态(图4)的情况下,如图2和图3所示,除了作为一部分设定范围的调整范围15a、15c内的各假想特定线圈12A和各假想调整线圈12B各自的位置以外,在各假想基线圈12a的全部位置处配置基线圈12,在没有配置基线圈12的假想特定线圈12A各自的线圈边21a的位置处配置上层线圈13和下层线圈14各自的线圈边21。
由此,如图2和图3所示,电枢2的状态成为如下的状态:基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14各自的线圈端部22都没有跨过位于上层线圈13与下层线圈14之间的磁极齿10(在本例中是No.6、No.12、No.18、No.42、No.48、No.54的磁极齿10)。
另外,将图2和图3与图5比较可知,本实施方式的电枢2与比较例1的电枢2的不同点在于,去除一部分基线圈12而增加上层线圈13和下层线圈14,但是,增加的上层线圈13和下层线圈14各自的线圈边21的配置与比较例1的各假想特定线圈12A各自的线圈边21a的配置相同。由此,在本实施方式中,通过上层线圈13和下层线圈14产生的感应电压,能够抑制由于在比较例1中去除各假想特定线圈12A而导致的感应电压的下降。
这里,在比较例1的旋转电机101的电枢2的调整范围15a内,设具有配置在槽11的下口处的线圈边21a的U相的全部假想基线圈12a产生的合成磁动势为Hu,设时刻t的Hu的相位为β(Hu,t)。另外,同样地,在调整范围15a内,设配置在槽11的下口处的V相的全部各假想基线圈12a产生的合成磁动势为Hv,设配置在槽11的下口处的W相的全部各假想基线圈12a产生的合成磁动势为Hw,设时刻t的Hv、Hw的相位分别为β(Hv,t)、β(Hw,t)。
另外,在本实施方式的旋转电机1的电枢2的调整范围15a内,设具有配置在槽11的下口处的线圈边21的U相的各基线圈12、U相的上层线圈13以及U相的下层线圈14产生的合成磁动势为Hu’,设时刻t的Hu’的相位为β(Hu’,t)。另外,同样地,在调整范围15a内,设配置在槽11的下口处的V相的各基线圈12、V相的上层线圈13以及V相的下层线圈14产生的合成磁动势为Hv’,设配置在槽11的下口处的W相的各基线圈12、W相的上层线圈13以及W相的下层线圈14产生的合成磁动势为Hw’,设时刻t的Hv’、Hw’的相位分别为β(Hv’,t)、β(Hw’,t)。
这样,U相的合成磁动势Hu与Hu’之间的相位差βu°、V相的合成磁动势Hv与Hv’之间的相位差βv°、W相的合成磁动势Hw与Hw’之间的相位差βw°用以下的公式(4)~(6)表示,βu°、βv°、βw°之间的关系用以下的公式(7)表示。
βu°=β(Hu,t)-β(Hu’,t)……(4)
βv°=β(Hv,t)-β(Hv’,t)……(5)
βw°=β(Hw,t)-β(Hw’,t)……(6)
βu°=βv°=βw°=β°(固定)……(7)
在本实施方式中,如图2和图3所示,在比较例1(图5)的各相的假想调整线圈12B的位置处没有配置基线圈12,避开基线圈12的配置的各相的假想调整线圈12B产生的磁动势的相位差是120°而与时刻t无关,因此如公式(7)所示,βu°、βv°、βw°是相同的值β°。
在本实施方式的与调整范围15a相邻的设定范围15b内,与调整范围15a不同的是没有配置上层线圈13和下层线圈14,并且在比较例1的图5的假想基线圈12a的全部位置处配置有各基线圈12。因此,在各磁极齿10的宽度尺寸全部是相同的T0的情况下,通过公式(7),配置在调整范围15a内的各基线圈12、各上层线圈13以及各下层线圈14产生的各相的合成磁动势与配置在设定范围15b内的各基线圈12产生的各相的合成磁动势之间的相位差是相同的β°。另外,在本实施方式中,以配置在槽11的下口处的线圈边21为基准来确定各基线圈12配置在各设定范围15a~15d中的哪个范围内。
在本实施方式中,为了消除调整范围15a内的基于电枢线圈的各相的合成磁动势与设定范围15b内的基于电枢线圈的各相的合成磁动势之间的相位差β°,如图2所示,位于调整范围15a的一端部处的磁极齿10(在本例中是No.3的磁极齿)的宽度尺寸T1比其它磁极齿10的宽度尺寸T0窄齿宽度调整尺寸T’,位于调整范围15a的另一端部处的磁极齿10(在本例中是No.21的磁极齿)的宽度尺寸T2比其它磁极齿10的宽度尺寸T0宽与齿宽度调整尺寸T’相同的尺寸。另外,其它磁极齿10的宽度尺寸T0全部是相同的尺寸。
在设电枢铁芯7的内径为r时,齿宽度调整尺寸T’用以下的公式(8)表示。
T’=2×π×r×β°/(180°×P)……公式(8)
因此,No.3的磁极齿10的宽度尺寸T1、No.21的磁极齿10的宽度尺寸T2分别是用以下的公式(9)和(10)表示的尺寸。
T1=T0-T’=T0-2×π×r×β°/(180°×P)……公式(9)
T2=T0+T’=T0+2×π×r×β°/(180°×P)……公式(10)
由此,在本实施方式中,配置在调整范围15a内的各基线圈12、各上层线圈13以及各下层线圈14产生的各相的合成磁动势的相位与配置在设定范围15b内的各基线圈12产生的各相的合成磁动势的相位一致,从而没有相位差。即,在本实施方式中,调整范围15a内的各槽11相对于设定范围15b内的各槽11在电枢铁芯7的周向上向如下方向错开,该方向是没有配置在调整范围15a内的各基线圈12、各上层线圈13以及各下层线圈14产生的各相的合成磁动势与配置在设定范围15b内的各基线圈12产生的各相的合成磁动势之间的相位差的方向。由此,在本实施方式和比较例中,调整范围15a内的各槽11的位置在电枢铁芯7的周向上错开。
根据相位差β°以及以配置在槽11的下口处的线圈边21为基准时的基线圈12倾斜的方向,确定在位于调整范围15a的一端部和另一端部处的2个磁极齿10中,使哪个磁极齿的宽度尺寸变窄,使哪个磁极齿的宽度尺寸变宽。因此,在本实施方式中,按照以下的条件1和条件2中的任意条件,确定位于调整范围15a、15c的一端部和另一端部处的各磁极齿10的宽度尺寸。
(条件1)
在相位差β°的值为正(β°>0)的情况下,调整范围的一端部和另一端部中的、位于配置在调整范围内的基线圈12相对于槽11的下口倾斜一侧的端部处的磁极齿10的宽度尺寸比T0窄T’,位于相反侧的端部处的磁极齿10的宽度尺寸比T0宽T’。
(条件2)
另一方面,在相位差β°的值是负(β°<0)的情况下,调整范围的一端部和另一端部中的、位于配置在调整范围内的基线圈12相对于槽11的下口倾斜一侧的端部处的磁极齿10的宽度尺寸比T0宽T’,位于相反侧的端部处的磁极齿10的宽度尺寸比T0窄T’。
考虑图2的情况可知,配置在调整范围15a内的基线圈12相对于槽11的下口向右侧倾斜且相位差β°=-5°<0,因此,图2的位于调整范围15a的左侧端部处的No.3的磁极齿10的宽度尺寸T1是T0-T’,图2的位于调整范围15a的右侧端部处的No.21的磁极齿10的宽度尺寸T2是T0+T’。
调整范围15c与设定范围15d之间的关系也和调整范围15a与设定范围15b之间的关系相同。即,在存在于调整范围15c内的各槽11以与存在于调整范围15a内的各槽11相同的图案配置线圈边21,在存在于设定范围15d内的各槽11以与存在于设定范围15b内的各槽11相同的图案配置线圈边21。因此,对于位于调整范围15c的一端部和另一端部处的磁极齿10的宽度尺寸,也可以应用位于调整范围15a的一端部和另一端部处的磁极齿10的宽度尺寸的变更。由此,如图3所示,位于调整范围15c的左侧端部处的No.39的磁极齿10的宽度尺寸T1是T0-T’,位于调整范围15c的右侧端部处的No.57的磁极齿10的宽度尺寸T2是T0+T’。
图8是示出图1的旋转电机1的绕组系数Kd的表。根据图1的旋转电机1可知,如图8所示,绕组系数Kd的数值良好。由此可知,图1的旋转电机1是转矩性能良好、电磁激振力引起的损失较少且动作特性良好的旋转电机。
在本实施方式中,由于在调整范围15a、15c和设定范围15b、15d内线圈数不同,因此,电枢线圈的总电阻值、阻抗、电感等在调整范围15a、15c和设定范围15b、15d内不同。然而,例如,通过将调整范围15a和设定范围15b的各相的电枢线圈串联连接,并且将调整范围15c和设定范围15d的各相的电枢线圈串联连接,将调整范围15a和设定范围15c组合而成的范围内的各相的线圈数、线圈总电阻值、电感等与将调整范围15c和设定范围15d组合而成的范围内的各相的线圈数、线圈总电阻值、电感等相同。由此,能够组成使旋转电机1的动作特性良好的电枢回路。
图9是示出比较例1’的旋转电机的电枢的一部分的展开图。在比较例1’中,除了配置在比较例1的各设定范围15a~15d中的设定范围15a、15c内的各假想特定线圈12A的位置之外,在各假想基线圈12a的全部位置处配置有基线圈12,在没有配置基线圈12的假想特定线圈12A各自的线圈边21a的位置处配置有上层线圈13和下层线圈14各自的线圈边21。其它结构与比较例1相同。在比较例1’的旋转电机中,与比较例1的不同点在于,消除一部分假想基线圈12a而增加上层线圈13和下层线圈14,但是,比较例1和比较例1’中的各槽11的上口和下口各自的线圈边21的配置也是相同的。因此,比较例1’的旋转电机的电枢产生的合成磁动势与比较例1的电枢2产生的合成磁动势相同。
接着,考虑如下的情况:将比较例1中的假想基线圈12a安装到电枢铁芯7的情况,将比较例1’中的基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14安装到电枢铁芯7的情况,以及将本实施方式中的基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14安装到电枢铁芯7的情况。
在比较例1中,在各槽11的上口和下口全部配置有假想基线圈12a的线圈边21a,因此,例如在将具有配置在No.7~No.9的槽11的上口处的线圈边21a的各假想基线圈12a最后卷绕到电枢铁芯7的情况下,需要先将已经配置在No.4~No.6的槽11的上口处的各线圈边21a取出到槽11外。此时,将假想基线圈12a向电枢铁芯7的内径侧推送弯曲来将线圈边21a取出到槽11外。之后,通过在被取出到槽11外的线圈边21a与磁极齿10之间产生的空间,进行被称作抬起线圈操作的操作,即在No.4~No.6的槽11内插入最后的各假想基线圈12a的线圈边21a。抬起线圈操作的操作性一般不好。
在比较例1’中,将在各基线圈12中配置在假想调整线圈12B的位置处的基线圈12,例如具有配置在No.8的槽11的上口处的线圈边21的基线圈12最后卷绕到电枢铁芯7,将全部基线圈12安装到电枢铁芯7。然而,在比较例1’中,在将最后的基线圈12卷绕到电枢铁芯7时,已经卷绕在电枢铁芯7上的一部分基线圈12覆盖于最后的基线圈12的卷绕预定位置,因此需要进行使该基线圈12弯曲而将线圈边21取出到槽11外的抬起线圈操作。
对此,在本实施方式中,观察图2和图3可知,如上所述,基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14各自的线圈端部22都没有跨过位于上层线圈13与下层线圈14之间的磁极齿10。因此,在将基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14卷绕到电枢铁芯7时,首先将下层线圈14卷绕到电枢铁芯7,之后以远离与最先卷绕的下层线圈14成对的上层线圈13的方式,沿着电枢铁芯7的周向依次卷绕电枢线圈12~14。例如,在将具有配置在No.4和No.6的各槽11的下口处的线圈边21的下层线圈14卷绕到电枢铁芯7后,将电枢线圈12~14朝向图2的左方向依次卷绕到电枢铁芯7。此时,一边根据各调整范围15a、15c和各设定范围15b、15d选择基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14,一边将电枢线圈卷绕到电枢铁芯7。
最后,将与最先卷绕的下层线圈14成对的上层线圈13(即,例如具有配置在No.7和No.9的各槽11的上口处的线圈边21的上层线圈13)卷绕到电枢铁芯7。这样,在最后卷绕与最先卷绕的下层线圈14成对的上层线圈13后向各槽11的下口插入线圈边21时,必定能够实现槽11的上口空置的状态,能够消除抬起线圈操作。
在这样的旋转电机1中,各基线圈12避开调整范围15a、15c内的各假想特定线圈12A和各假想调整线圈12B的全部位置进行配置,上层线圈13和下层线圈14各自的线圈边21配置在调整范围15a、15c内的各假想特定线圈12A各自的线圈边21a的位置处,因此,能够通过上层线圈13和下层线圈14抑制由于调整范围15a、15c内的各基线圈12的一部分消失而导致的磁动势的下降,能够抑制旋转电机1的转矩特性的下降。另外,位于调整范围15a、15c的一端部处的磁极齿10的宽度尺寸T1比其它磁极齿10的宽度尺寸T0窄齿宽度调整尺寸T’,位于调整范围15a、15c的另一端部处的磁极齿10的宽度尺寸T2比其它磁极齿10的宽度尺寸T0宽与齿宽度调整尺寸T’相同的尺寸,因此,能够向使配置在调整范围15a、15c内的基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14的各相的合成磁动势的相位与配置在设定范围15b、15d内的基线圈12的各相的合成磁动势的相位一致的方向,调整各电枢线圈12~14的配置。由此,能够高效地产生转矩,能够使旋转电机1的动作特性良好,并且,在将各基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14卷绕到电枢铁芯7时,能够消除抬起线圈操作,能够使旋转电机1的制造变得容易。
另外,由于齿宽度调整尺寸T’用上述的公式(8)表示,因此,能够更加可靠地使配置在调整范围15a、15c内的基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14的各相的合成磁动势的相位与配置在设定范围15b、15d内的基线圈12的各相的合成磁动势的相位一致,能够更加可靠地提高旋转电机1的动作特性。
第2实施方式
图10是示出本发明的第2实施方式的旋转电机的结构图。除了电枢铁芯7被分割成在电枢铁芯7的周向上排列的多个(在本例中是2个)分割铁芯31这一点以外,第2实施方式的旋转电机1的结构与第1实施方式相同。即,除了电枢铁芯7被分割成2个分割铁芯31这一点之外,示出第2实施方式的电枢2的展开图与图2和图3相同。
各分割铁芯31例如通过焊接等彼此连接。各分割铁芯31的边界32的位置是线圈端部22没有跨过的磁极齿10的位置。在本例中,各分割铁芯31的边界32的位置是No.6和No.42的各磁极齿10的位置。另外,在本例中,各分割铁芯31的边界32沿着电枢铁芯7的径向形成。由此,电枢2由将基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14卷绕到分割铁芯31而形成的多个(在本例中是2个)分割电枢33构成。即,电枢2是将多个(在本例中是2个)分割电枢33连接而构成的分割电枢连接体。其它结构与第1实施方式相同。
在这样的旋转电机1中,电枢铁芯7被分割成在电枢铁芯7的周向上排列的多个分割铁芯31,各分割铁芯31的边界32的位置是各电枢线圈即基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14都没有跨过的磁极齿10的位置,因此,能够按照每个分割铁芯31卷绕基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14,能够分成多个分割电枢33来制造电枢2。由此,能够实现包含各分割铁芯31的部件的小型轻量化,能够实现旋转电机1的生产性的提高。由于能够实现构成电枢2的各部件的小型轻量化,因此在旋转电机1完成后,也能够以分割电枢33为单位对电枢2进行分解和再组装,能够提高旋转电机1的修理和维护等的操作性。由此,即使在电枢2损坏的情况下,也不需要对电枢2整体进行修理或更换,能够实现旋转电机1的修理和更换所需的成本的降低以及操作期间的缩短。并且,除了电枢铁芯7被分割成多个分割铁芯31这一点之外,本实施方式的结构与第1实施方式的结构相同,因此能够使旋转电机1的动作特性保持良好。
另外,在上述例子中,电枢铁芯7被分割成2个分割铁芯31,但是电枢铁芯7中包含的分割铁芯31的数量不限于2个,也可以将电枢铁芯7分割成3个以上的分割铁芯31。在这种情况下,各分割铁芯31的边界32的位置是基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14各自的线圈端部22都没有跨过的磁极齿10的位置。
第3实施方式
在对第3实施方式的旋转电机1进行说明之前,对比较例2的旋转电机101的结构进行说明。
图11是示出比较例2的旋转电机101的结构图。另外,图12是示出图11的电枢2的展开图。在比较例2的旋转电机101中,与比较例1相同地,各假想基线圈12a以双层重叠卷绕的方式有规则地配置在电枢铁芯7。另外,在比较例2的旋转电机101中,槽11的数量Q是84,转子4的磁极数P是32。因此,比较例2中的每极槽数q’的值是21/8(=2.625),是大于2且小于3的值(2<q’<3)。
由此可知,根据公式(2),比较例2的旋转电机101的电枢2的结构是N=2时的电枢2的结构。由此可知,在比较例2中,各假想基线圈12a的线圈节距是3。
另外,将图12的收纳在No.6~No.26的21个槽11中的线圈边21a的顺序与收纳在No.27~No.47的21个槽11中的线圈边21a的顺序进行比较可知,线圈边21a的电流相和电流的朝向是按照完全相同的图案配置的。这是由于根据每极槽数q’=21/8,8个磁铁6即磁极与21个槽11相对而造成的。对于槽48以后的槽11,也是每21个槽11按照相同的图案配置线圈边21a。
在比较例2中,由于磁极数P是32,因此,转子4的一周的电气角是5760°。另一方面,在比较例2中,根据上述的公式(3),电气角α°是1440°。因此,作为电气角α°的范围的设定范围是电枢2的1/4周(1440°/5760°=1/4)的范围,即包含21个磁极齿10的范围。即,与比较例1相同,在比较例2的电枢2中,在将电枢2四等分的位置处也设定有4个设定范围15a~15d。在比较例2的电枢2中,设定范围15a、15b的边界位于No.26的磁极齿10,设定范围15b、15c的边界位于No.47的磁极齿10,设定范围15c、15d的边界位于No.68的磁极齿10,设定范围15d、15a的边界位于No.5的磁极齿10。
这里,在设定范围15a内,着眼于V相可知,如图12所示,在No.9和No.11的槽11的上口之间以及No.6和No.8的槽11的下口之间分别配置有流过同相反向的电流的线圈边21a的组。同样地,在设定范围15a内,着眼于W相可知,在No.16和No.18的槽11的上口之间以及No.13和No.15的槽11的下口之间分别配置有流过同相反向的电流的线圈边21a的组,并且,着眼于U相可知,在No.23和No.25的槽11的上口之间以及No.20和No.22的槽11的下口之间分别配置有流过同相反向的电流的线圈边21a的组。
由此可知,在图12的设定范围15a内,具有在夹着2个(即N=2)磁极齿10的2个槽11的上口之间(或者下口之间)的2个线圈边21a流过同相反向的电流这样的关系的2个假想基线圈12a,分别是假想特定线圈12A,由2个假想特定线圈12A构成的假想线圈对23按照每相出现。另外,由构成假想线圈对23的2个假想特定线圈12A夹着的假想基线圈12a是假想调整线圈12B。
在电枢线圈组8中,每21个槽11重复配置有相同图案的线圈边21a,由此可知,不仅在设定范围15a内,而且在各设定范围15b~15d内,各相的假想线圈对23也是有规则地出现的。
以固定的槽间隔出现的各假想线圈对23的电流相的顺序是各相(U相、V相、W相)按照相同的顺序重复这样的顺序。在图12的假想基线圈12a中,在以槽11的上口的线圈边21a为基准考虑时,具有No.9和No.11的上口之间的2个线圈边21a的假想线圈对23是V相,具有No.16和No.18的上口之间的2个线圈边21a的假想线圈对23是W相,具有No.23和No.25的上口之间的2个线圈边21a的假想线圈对23是U相,因此,重复的是按照V相、W相、U相的顺序排列的组。比较例2的其它结构与比较例1相同。
图13是示出比较例2的旋转电机101的绕组系数Kd的表。在比较例2的旋转电机101中,绕组系数Kd的数值示出基波分量和高次分量都良好的倾向。
图14是示出本发明的第3实施方式的旋转电机1的结构图。另外,图15是示出图14的电枢2的一部分的展开图。并且,图16是示出图14的电枢2的与图15中示出的部分不同的部分的展开图。在图15中示出图14的电枢2中的No.1~No.27的各槽11的范围,在图16中示出图14的电枢2中的No.22~No.49的各槽11的范围。
除了电枢线圈组8的配置和磁极齿10的宽度尺寸以外,本实施方式的旋转电机1的结构与比较例2的结构相同。
如图14~图16所示,在本实施方式的旋转电机1的电枢2中也设定有与比较例2相同的作为电气角α°=1440°的范围的多个(在本例中是4个)设定范围15a~15d。因此,在本实施方式的电枢2中,也是设定范围15a、15b的边界位于No.26的磁极齿10,设定范围15b、15c的边界位于No.47的磁极齿10,设定范围15c、15d的边界位于No.68的磁极齿10,设定范围15d、15a的边界位于No.5的磁极齿10。
另外,在设各设定范围15a~15d中的彼此相邻的一部分设定范围15a、15b为调整范围15a、15b时,在本实施方式的旋转电机1中,除了调整范围15a、15b以外,各假想基线圈12a的全部位置处都配置有各基线圈12。在调整范围15a、15b内,各基线圈12避开各假想特定线圈12A和各假想调整线圈12B各自的位置而配置在各假想基线圈12a的位置处。
基线圈12的线圈端部22跨过N+1个磁极齿10。即,基线圈12的线圈节距是N+1。在本例中,由于N=2,因此基线圈12的线圈节距是3。
上层线圈13和下层线圈14各自的线圈边21配置在避开基线圈12的配置的假想特定线圈12A各自的线圈边21a的位置处。在本例中,在2个调整范围15a、15b内分别各配置有3个上层线圈13和3个下层线圈14,电枢线圈组8中包含的上层线圈13和下层线圈14各自的数量各是6个。另外,上层线圈13和下层线圈14各自的线圈端部22跨过N个磁极齿10。即,上层线圈13和下层线圈14各自的线圈节距都是N(在本例中,N=2)。
即,本实施方式的电枢2的结构是如下的结构:在假设各假想基线圈12a的全部线圈边21a有规则地配置在各槽11的全部上口和下口处的假想基线圈安装状态(图11)的情况下,如图15和图16所示,除了作为彼此相邻的一部分设定范围的调整范围15a、15b内的各假想特定线圈12A和各假想调整线圈12B各自的位置以外,在各假想基线圈12a的全部位置处都配置有基线圈12,在没有配置基线圈12的假想特定线圈12A各自的线圈边21a的位置处配置有上层线圈13和下层线圈14各自的线圈边21。
与第1实施方式相同,在各槽11的上口和下口中的没有配置基线圈12、上层线圈13以及下层线圈14各自的线圈边21而剩余的空间内,配置间隔块等,用间隔块保持线圈边21。
另外,在比较例2的旋转电机101的电枢2的调整范围15a内,具有配置在槽11的下口处的线圈边21a的各相的假想基线圈12a分别产生的合成磁动势,与在本实施方式的旋转电机1的电枢2的调整范围15a内,具有配置在槽11的下口处的线圈边21a的各相的基线圈12、各相的上层线圈13以及各相的下层线圈14分别产生的合成磁动势之间的相位差β°大约是4.29°(β°≒4.29)。因此,在本实施方式的电枢铁芯7中,根据上述的条件1和公式(8),图15的位于调整范围15a的左侧端部(一端部)处的No.6的磁极齿10的宽度尺寸T3是T0+T’。
另一方面,图15和图16的位于调整范围15a的右侧端部(另一端部)处的No.26的磁极齿10也是图15和图16的位于调整范围15b的左侧端部(一端部)处的磁极齿10。在调整范围15b内,比较例2与本实施方式之间的各相的合成磁动势的相位差β°成为与调整范围15a相同的相位差。因此,位于调整范围15a的另一端部且调整范围15b的一端部处的No.26的磁极齿10的宽度尺寸T4是T0-T’+T’=T0。即,位于各调整范围15a、15b的边界的磁极齿10的宽度尺寸T4与比较例2中的磁极齿10的宽度尺寸T0相同。
另外,在本实施方式中,图16的位于调整范围15b的右侧端部(另一端部)处的No.47的磁极齿10的宽度尺寸T5是T0-T’。其它的磁极齿10的宽度尺寸全部是与比较例2相同的T0。由此,在本实施方式中,能够使各设定范围15a~15d中的各个设定范围内的电枢线圈产生的各个合成磁动势的相位一致。
图17是示出图14的旋转电机1的绕组系数Kd的表。根据图14的旋转电机1可知,如图17所示,绕组系数Kd的数值良好。由此可知,图14的旋转电机1是损失较少且动作特性良好的旋转电机。
另外,在本实施方式中,由于在调整范围15a、15b和设定范围15c、15d内线圈数不同,因此,在调整范围15a、15b和设定范围15c、15d内电枢线圈的总电阻值、阻抗、电感等不同。然而,与上述相同地,例如,通过将调整范围15a和设定范围15d的各相的电枢线圈串联连接,并且将调整范围15b和设定范围15c的各相的电枢线圈串联连接,将调整范围15a和设定范围15d组合而成的范围内的各相的线圈数、线圈总电阻值、电感等与将调整范围15b和设定范围15c组合而成的范围内的各相的线圈数、线圈总电阻值、电感等相同。由此,能够组成使旋转电机1的动作特性良好的电枢回路。
这样,即使在每极槽数q’与第1实施方式和第2实施方式不同的情况下,也能够得到与第1实施方式相同的效果。
另外,在上述的例子中没有分割电枢铁芯7,但也可以与第2实施方式相同地将电枢铁芯7分割成多个分割铁芯。在这种情况下,各分割铁芯的边界的位置是各电枢线圈的线圈端部22没有跨过的磁极齿10(例如No.8和No.43的各磁极齿10)的位置。
另外,在各上述实施方式中,将本发明应用于转子4配置在电枢2内侧的内转子型的旋转电机1,但并不限于此,也可以将本发明应用于电枢配置在筒状转子内侧的外转子型的旋转电机中。另外,本发明不仅可以应用于电枢与转子在径向上相对的径向间隙型(内转子型、外转子型)的旋转电机中,例如也可以应用于电枢与转子在轴线方向上相对的轴向间隙型的旋转电机中。
另外,各上述实施方式的旋转电机1还能够应用于例如电动机、发电机以及发电电动机中的任意一项。另外,各上述实施方式的旋转电机1还能够应用于除了同步电机以外的例如感应电机等。

Claims (3)

1.一种旋转电机,该旋转电机具有:
电枢铁芯,其具有在周向上彼此隔开间隔地设置的多个磁极齿,在各所述磁极齿之间形成有槽;
电枢线圈组,其具有分别包含配置在彼此不同的所述槽中的一对线圈边和将所述一对线圈边之间连接起来的线圈端部的多个电枢线圈,各所述电枢线圈以重叠卷绕的方式卷绕于所述磁极齿,在各所述电枢线圈中流过三相电流;以及
转子,其具有在周向上排列的多个磁极,相对于所述电枢铁芯和所述电枢线圈组旋转,
所述电枢线圈组具有上层线圈、下层线圈以及多个基线圈作为所述电枢线圈,所述上层线圈的一个所述线圈边和另一个所述线圈边都配置在所述槽的上口,所述下层线圈的一个所述线圈边和另一个所述线圈边都配置在所述槽的下口,所述多个基线圈的一个所述线圈边配置在所述槽的上口,另一个所述线圈边配置在所述槽的下口,
在设N是2以上的自然数时,每极槽数q’满足N<q’<N+1的关系,
各所述基线圈的所述线圈端部以相对于所述电枢铁芯的周向向相同朝向倾斜的状态跨过N+1个所述磁极齿,
所述上层线圈和所述下层线圈各自的所述线圈端部跨过N个所述磁极齿,
假设以下的假想基线圈安装状态:将与所述基线圈相同结构的多个假想基线圈的各所述线圈边配置在各所述槽的全部上口和下口,并且,由如下的2个所述假想基线圈构成的假想线圈对在将所述电枢铁芯在周向上等分的多个设定范围的各个设定范围内各相各出现一个,其中,该2个所述假想基线圈具有分别配置在夹着N个所述磁极齿的2个所述槽的上口处的2个所述线圈边中流过的电流同相反向这样的关系,
在设构成各所述假想线圈对的所述假想基线圈为假想特定线圈,设由构成各所述假想线圈对的2个所述假想特定线圈夹着的所述假想基线圈为假想调整线圈时,
各所述基线圈避开作为各所述设定范围中的一部分所述设定范围的调整范围内的各所述假想特定线圈和各所述假想调整线圈的全部位置,配置在各所述假想基线圈的位置处,
所述上层线圈和所述下层线圈各自的所述线圈边配置在所述调整范围内的各所述假想特定线圈各自的所述线圈边的位置处,
位于所述调整范围的一端部处的所述磁极齿的宽度尺寸T1比其它所述磁极齿的宽度尺寸T0窄齿宽度调整尺寸T’,
位于所述调整范围的另一端部处的所述磁极齿的宽度尺寸T2比其它所述磁极齿的宽度尺寸T0宽与所述齿宽度调整尺寸T’相同的尺寸。
2.根据权利要求1所述的旋转电机,其中,
在所述磁极齿的宽度尺寸全部为相同的尺寸T0的情况下,当设在任意一个电流相中,存在于所述调整范围内的具有配置在所述槽的下口处的所述线圈边的所述基线圈以及配置在所述调整范围内的所述上层线圈和所述下层线圈合起来产生的合成磁动势,与存在于假设为所述假想基线圈安装状态时的所述调整范围内的具有配置在所述槽的下口处的所述线圈边的所述假想基线圈合起来产生的合成磁动势之间的相位差为β°,设所述电枢铁芯的内径为r,设所述转子的磁极数为P时,所述齿宽度调整尺寸T’用T’=2×π×r×β°/(180°×P)表示。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机,其中,
所述电枢铁芯被分割成在所述电枢铁芯的周向上排列的多个分割铁芯,
各所述分割铁芯的边界位置是各所述电枢线圈都没有跨过的所述磁极齿的位置。
CN201580079158.5A 2015-04-28 2015-04-28 旋转电机 Active CN107534339B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/062794 WO2016174730A1 (ja) 2015-04-28 2015-04-28 回転電機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107534339A true CN107534339A (zh) 2018-01-02
CN107534339B CN107534339B (zh) 2019-06-21

Family

ID=57199058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580079158.5A Active CN107534339B (zh) 2015-04-28 2015-04-28 旋转电机

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6324623B2 (zh)
CN (1) CN107534339B (zh)
WO (1) WO2016174730A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114829286A (zh) * 2019-12-16 2022-07-29 株式会社日立制作所 卷扬机以及电梯

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021220916A1 (zh) * 2020-04-28 2021-11-04
JP7361670B2 (ja) * 2020-09-14 2023-10-16 東芝三菱電機産業システム株式会社 多相電動機駆動装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1198743A (ja) * 1997-09-19 1999-04-09 Fuji Electric Co Ltd 電機子巻線とその鉄心溝挿入方法
JP2004023807A (ja) * 2002-06-12 2004-01-22 Denso Corp 回転電機のセグメント順次接合型ステータコイル
JP2009189078A (ja) * 2008-02-01 2009-08-20 Toyota Industries Corp 回転電機の固定子及び回転電機
CN102449887A (zh) * 2009-05-29 2012-05-09 罗伯特·博世有限公司 用于制造电机的尤其是交流发电机的定子绕组的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5575337B1 (ja) * 2012-12-13 2014-08-20 三菱電機株式会社 回転電機
JP6148506B2 (ja) * 2013-03-22 2017-06-14 株式会社ミツバ 電動モータ、及び電動モータの巻線の巻装方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1198743A (ja) * 1997-09-19 1999-04-09 Fuji Electric Co Ltd 電機子巻線とその鉄心溝挿入方法
JP2004023807A (ja) * 2002-06-12 2004-01-22 Denso Corp 回転電機のセグメント順次接合型ステータコイル
JP2009189078A (ja) * 2008-02-01 2009-08-20 Toyota Industries Corp 回転電機の固定子及び回転電機
CN102449887A (zh) * 2009-05-29 2012-05-09 罗伯特·博世有限公司 用于制造电机的尤其是交流发电机的定子绕组的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114829286A (zh) * 2019-12-16 2022-07-29 株式会社日立制作所 卷扬机以及电梯
CN114829286B (zh) * 2019-12-16 2023-12-05 株式会社日立制作所 卷扬机以及电梯

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016174730A1 (ja) 2016-11-03
CN107534339B (zh) 2019-06-21
JP6324623B2 (ja) 2018-05-16
JPWO2016174730A1 (ja) 2017-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4499764B2 (ja) 電動機
US7129612B2 (en) Stator assembly with cascaded winding and method of making same
JP6126147B2 (ja) 3相交流電動機
CN107408855B (zh) 旋转电机
CN108365717B (zh) 旋转电机
CN105827043B (zh) 三相交流电动机
CN106030993B (zh) 旋转电机
JP5619046B2 (ja) 回転電機およびそれに用いられるステータの製造方法
CN103390985B (zh) 无刷电机和无刷电机的制造方法
JP4983022B2 (ja) モータ
CN105934870B (zh) 旋转电机
JP2014033550A (ja) 回転電機
JP2012165630A (ja) 回転電機の固定子及びその製造方法
CN107534339A (zh) 旋转电机
CN206517186U (zh) 三相交流电动机
US20220329116A1 (en) Diamond Coil Stator with Parallel Paths and Balanced Winding Arrangement
US8946965B2 (en) Armature of electric motor and electric motor
JP2012222963A (ja) 回転電機
JP7449657B2 (ja) モータ
JP2017158256A (ja) 回転電機ステータの巻線構造
JP5703918B2 (ja) 回転電機固定子
JP6391826B2 (ja) 固定子コア及び永久磁石同期電動機
JP6391828B2 (ja) 固定子コア及び永久磁石同期電動機
JP2017184475A (ja) モータ装置、およびモータ装置の製造方法
JP2021090255A (ja) 電動機および電動機の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant