JP2005086879A - Stator structure of motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータの固定子構造、特に、1つのモータ内に多数の相を持つ多相モータや、Y結線された二つの三相コイルを有するモータ(以下、2Yモータという)などの固定子に適用される固定子コイルの巻線構造の改良に関するものである。 The present invention relates to a stator structure of a motor, in particular, a stator such as a multiphase motor having a large number of phases in one motor or a motor having two Y-connected three-phase coils (hereinafter referred to as a 2Y motor). The present invention relates to an improvement in the winding structure of a stator coil applied to.
誘導モータ、直流モータなどの回転電機は、産業用または車両用の動力源として広く使用されている。この種の回転電機における固定子のコイルレイアウトとしては、一般的に、比出力が高い分布巻きが採用されている。この分布巻きは、複数のティースをまたいでコイルが巻かれる巻き方であって、各相のコイルが重複するという構造上の特徴を有している。 Rotating electric machines such as induction motors and DC motors are widely used as power sources for industrial or vehicle use. As a coil layout of a stator in this type of rotating electric machine, distributed winding having a high specific output is generally adopted. This distributed winding is a winding method in which a coil is wound across a plurality of teeth, and has a structural feature that coils of each phase overlap.
なお、この種の固定子構造としては、下記特許文献1に示すような構造を有するものが知られている。特許文献1に開示されている固定子では、異なる巻線である電機子巻線A1および電機子巻線B1を構成するコイル線輪数の選定範囲を1相あたり1極分ないし隣接する(P/2−1)極分としている。この選定範囲に従うことによって、電機子巻線Aと電機子巻線Bは、少なくとも同相間で重なり合うことがない領域を必ず設けることができるので、両電機子巻線A,B間の磁気的相互干渉が軽減される。
In addition, as this kind of stator structure, what has a structure as shown in the following
しかしながら、上記特許文献1に示されている固定子構造は、それぞれの巻線(巻線A1,A2と巻線B1,B2)が重なって巻回されている分布巻きを採用している。したがって、両電機子巻線A,B間の磁気的相互干渉が少なくとも同相間で軽減されるものの、両電機子巻線A,B間の重なりが発生しているために完全に磁気的相互干渉を解消することはできず、相電流に重畳される大きな電流リップルと機械振動の発生を完全に防止することはできないという問題がある。
However, the stator structure shown in
また、2Yモータに上記特許文献1に開示されている発明を適用した場合には、中性点間に配置された電源を行き来する零相電流によって不適切な磁界が発生し、これによってトルクの落ち込みと相電流の歪みを発生するという問題がある。
In addition, when the invention disclosed in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、多相モータおよび2Yモータのいずれにおいてもモータ特性を向上させることができる固定子構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a stator structure capable of improving motor characteristics in both a multiphase motor and a 2Y motor.
以上のような課題を解決するために、本発明に係るモータの固定子構造は、界磁束発生源である回転子と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子コイルが複数組固定子鉄心に巻回されて構成された固定子とからなるモータにおける固定子構造であって、前記複数組の固定子コイルは、機械角360°において互いに重複することなく前記固定子鉄心に巻回され、これによって、各組の固定子コイル間の相互干渉が抑制されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a stator structure of a motor according to the present invention includes a rotor that is a field magnetic flux generation source and a multi-phase stator coil that generates a rotating magnetic field that rotates the rotor. A stator structure in a motor including a stator wound around a plurality of sets of stator cores, wherein the plurality of sets of stator coils do not overlap each other at a mechanical angle of 360 °. Thus, mutual interference between each set of stator coils is suppressed.
また、他の本発明に係るモータの固定子構造は、界磁束発生源である回転子と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子コイルが複数組固定子鉄心に巻回されて構成された固定子とからなるモータにおける固定子構造であって、前記複数組の固定子コイルは、機械角360°において互いに重複する電気角が360°以下となるように前記固定子鉄心に対し巻回され、これによって、各組の固定子コイル間の相互干渉が抑制されていることを特徴とする。 In another stator structure of a motor according to the present invention, a rotor that is a field magnetic flux generation source and a multi-phase stator coil that generates a rotating magnetic field that rotates the rotor are wound around a plurality of sets of stator cores. A stator structure in a motor including a stator configured by being rotated, wherein the plurality of sets of stator coils have an electrical angle that overlaps each other at a mechanical angle of 360 ° so that the electrical angle is 360 ° or less. It is wound around the iron core, and this is characterized in that mutual interference between the stator coils of each group is suppressed.
本発明に係る別のモータの固定子構造は、直流電圧を出力する第1電源と、この第1電源からの電力供給を受ける一対のインバータと、この一対のインバータからの交流出力の供給を別々に受け、それぞれ回転磁界を発生する一対のスター結線固定子コイルと、このスター結線固定子コイルの中性点間に接続され、この中性点間に電位差を与える第2電源と、前記複数組のスター結線固定子コイルに対応して設けられた1つの回転子と、を含むモータシステムにおいて、前記一対の固定子コイルは、機械角360°において互いに重複することなく固定子鉄心に巻回され、これによって、一対のスター結線固定子コイル間の相互干渉が抑制されていることを特徴とする。 The stator structure of another motor according to the present invention includes a first power source that outputs a DC voltage, a pair of inverters that receive power supply from the first power source, and supply of AC output from the pair of inverters separately. A pair of star-connected stator coils each generating a rotating magnetic field, a second power source connected between the neutral points of the star-connected stator coils and providing a potential difference between the neutral points, and the plurality of sets And a pair of stator coils wound around a stator core without overlapping each other at a mechanical angle of 360 °. Thus, the mutual interference between the pair of star connection stator coils is suppressed.
また、他の本発明に係る別のモータの固定子構造は、直流電圧を出力する第1電源と、この第1電源からの電力供給を受ける一対のインバータと、この一対のインバータからの交流出力の供給を別々に受け、それぞれ回転磁界を発生する一対のスター結線固定子コイルと、このスター結線固定子コイルの中性点間に接続され、この中性点間に電位差を与える第2電源と、前記一対のスター結線固定子コイルに対応して設けられた1つの回転子と、を含むモータシステムにおいて、前記一対の固定子コイルは、機械角360°において互いに重複する電気角が360°以下となるように固定子鉄心に対し巻回され、これによって、一対のスター結線固定子コイル間の相互干渉が抑制されていることを特徴とする。 Further, another motor stator structure according to the present invention includes a first power source that outputs a DC voltage, a pair of inverters that receive power supply from the first power source, and an AC output from the pair of inverters. A pair of star-connected stator coils each generating a rotating magnetic field, and a second power source connected between the neutral points of the star-connected stator coils and providing a potential difference between the neutral points; A pair of stator coils corresponding to the pair of star-connected stator coils, wherein the pair of stator coils have an electrical angle of 360 ° or less that overlaps each other at a mechanical angle of 360 °. It is wound around the stator core so that the mutual interference between the pair of star-connected stator coils is suppressed.
本発明に係るさらに別のモータの固定子構造は、直流電圧を出力する第1電源と、この第1電源からの電力供給を受ける一対のインバータと、この一対のインバータからの交流出力の供給を別々に受け、それぞれ回転磁界を発生する一対のスター結線固定子コイルと、このスター結線固定子コイルの中性点間に接続され、この中性点間に電位差を与える第2電源と、前記複数組のスター結線固定子コイルに対応して設けられた1つの回転子と、を含むモータシステムにおいて、前記固定子コイルが巻回される複数のティースを有し、各ティースには前記一対のスター結線固定子コイルの一部がそれぞれ巻回され、かつ別のスター結線固定子コイルは互いに逆方向の零相電流が流れるように設定されていることを特徴とする。 The stator structure of another motor according to the present invention includes a first power source that outputs a DC voltage, a pair of inverters that receive power supply from the first power source, and supply of AC output from the pair of inverters. A pair of star-connected stator coils that are separately received and each generate a rotating magnetic field; a second power source that is connected between neutral points of the star-connected stator coils and applies a potential difference between the neutral points; A plurality of teeth around which the stator coils are wound, and each tooth includes the pair of stars. A part of the connection stator coil is wound respectively, and another star connection stator coil is set such that zero phase currents in opposite directions flow.
また、他の本発明に係るさらに別のモータの固定子構造は、界磁束発生源である回転子と、この回転子を回転させる回転磁界を発生するスター結線固定子コイルが複数組固定子鉄心に巻回されて構成された固定子とからなるモータにおける固定子構造であって、前記固定子コイルが巻回される複数のティースを有し、各ティースには前記複数組のスター結線固定子コイルの一部がそれぞれ重複して巻回され、かつ別組のスター結線固定子コイルは円周方向において、逆側が中性点となるように設定されていることを特徴とする。 Further, another stator structure of the motor according to the present invention includes a rotor core that is a field magnetic flux generation source and a plurality of sets of stator cores including a star connection stator coil that generates a rotating magnetic field that rotates the rotor. A stator structure in a motor including a stator wound around a plurality of teeth around which the stator coil is wound, and each of the teeth includes the plurality of sets of star connection stators. A part of the coil is wound in an overlapping manner, and another set of star-connected stator coils is set so that the opposite side is a neutral point in the circumferential direction.
本発明における一態様を多相モータに適用した場合には、巻線同士の相互干渉がほとんど発生しないので、モータ回転軸に加わるトルクが対称となり、モータ回転軸の軸振れを抑制することができる。また、回転子コイルの結線間の相互干渉がある場合において発生する相電流に重畳される大きな電流リップルについても抑制することができる。 When one aspect of the present invention is applied to a multiphase motor, there is almost no mutual interference between the windings, so that the torque applied to the motor rotation shaft is symmetric and the shaft runout of the motor rotation shaft can be suppressed. . Further, it is possible to suppress a large current ripple superimposed on the phase current generated when there is mutual interference between the rotor coil connections.
また、本発明における別の一態様によれば、回転子コイルの相互干渉をほとんど無くしたことの背反として生じた自己インダクタンスのアンバランスを抑制することができ、自己インダクタンスをそろえることによって、電流制御性を向上させることが可能となる。 Further, according to another aspect of the present invention, self-inductance imbalance that occurs as a contradiction to the elimination of the mutual interference of the rotor coils can be suppressed, and current control is achieved by aligning the self-inductance. It becomes possible to improve the property.
さらに、本発明は2Yモータにおいても適用可能であり、かかる発明によって多相モータの場合と同様の効果を得ることができる。 Furthermore, the present invention can also be applied to a 2Y motor, and this invention can provide the same effect as that of a multiphase motor.
またさらに、本発明における他の一態様によって、2Yモータ特有の問題であるティースに鎖交する電機子巻線に零相電流が流れることによるトルクの落ち込みと、相電流の歪みの発生を防止することができるので、モータ特性の向上を図ることができる。 Furthermore, according to another aspect of the present invention, torque drop and distortion of the phase current caused by the zero-phase current flowing through the armature winding interlinked with the teeth, which are problems unique to the 2Y motor, are prevented. Therefore, the motor characteristics can be improved.
さらにまた、本発明における他の一態様を多相モータに適用することが可能であり、かかる発明によって通常の多相モータで磁極を複数段に分けた構成とすることにより、漏れインダクタンスを減少することができる。 Furthermore, it is possible to apply another aspect of the present invention to a multiphase motor, and according to such an invention, a configuration in which magnetic poles are divided into a plurality of stages in an ordinary multiphase motor reduces leakage inductance. be able to.
本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
実施形態1
図1は、本実施形態における固定子構造の概略構成を示す図である。図1では、8極(4極対)モータを例示している。つまり、本実施形態における固定子構造は、界磁束発生源である回転子と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子コイルが複数組固定子鉄心に巻回されて構成された固定子とからなる、いわゆる多相モータに適用されるものである。本実施形態の固定子構造では、固定子コイル同士の重なりを無くした形で電機子巻線を巻く構造としている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a stator structure in the present embodiment. FIG. 1 illustrates an 8-pole (4-pole pair) motor. That is, the stator structure in the present embodiment is configured by winding a rotor that is a field flux generation source and a plurality of stator coils that generate a rotating magnetic field that rotates the rotor around a plurality of sets of stator cores. The present invention is applied to a so-called multiphase motor comprising a fixed stator. In the stator structure of the present embodiment, the armature winding is wound in such a manner that the stator coils are not overlapped with each other.
この図1で示される8極(4極対)モータは、紙面右上と左下に巻かれる巻線1によってUVW相という3相を構成している。また、紙面左上と右下に巻かれる巻線2によっても、同様にUVW相という3相を構成している。このように、巻線1と巻線2の重なりを無くすことによって、固定子コイル同士の相互干渉がほとんどないモータを実現することができる。
The 8-pole (4-pole pair) motor shown in FIG. 1 forms a three-phase UVW phase by
具体的な固定子構造について、図2および図3を用いて説明する。なお、図2(a)および図3(a)は、図1における巻線1の巻線構成を説明する図であり、図2(b)および図3(b)は、図1における巻線2の巻線構成を説明する図である。すなわち、巻線1と巻線2の構成をより明確に示すために両巻線を分けて図示している。しかし、実際には、両巻線は同一の電機子鉄心に巻回されるものである。なお、図2と図3では、機械角で90°の範囲におけるUVW相の固定子コイルの納め方が異なっている。
A specific stator structure will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 3 (a) are diagrams for explaining the winding configuration of the
図2で示される巻線構造は、図2(a)に示される巻線1を用いて説明すると、紙面最上部から時計回りの方向に(U1-V1-V1-W1-W1-U1-U1-V1-V1-W1-W1-U1)の順で巻線1が納められている。つまり、U相コイル3uは、間に6個のティース6を隔てた2個のスロット5u,5uの間に電機子巻線8u(巻線1)が巻かれて形成されている。紙面右隣のV相コイル3vも同様に、間に6個のティース6を隔てた2個のスロット5v,5vの間に電機子巻線8v(巻線1)が巻かれて形成されている。以後同様に、W相コイル3wについても巻き回され、巻線1は、機械角で90°の範囲内に納められることになる。また、これら各相のコイル3u,3v,3wは、機械角で180°の対向する位置にも同一相のコイルがティース6間に納められることになる。これらのコイル3u,3v,3wは、渡り線7によって接続され、巻線1による固定子コイルが形成されることになる。
The winding structure shown in FIG. 2 will be described with reference to the
一方、図3で示される巻線構造は、図3(a)に示される巻線1を用いて説明すると、紙面最上部から(U1-U1-V1-V1-W1-W1-U1-U1-V1-V1-W1-W1)の順で巻線が納められている。図3の場合も図2で示した固定子構造と同様であるが、U相コイル3uは、間に6個のティース6を隔てた2個のスロット5u,5uの間に電機子巻線8u(巻線1)が巻かれて形成されている。以後、U相コイル3u、V相コイル3v、W相コイル3wについても同様に巻き回され、巻線1は、機械角で90°の範囲内に納められることになる。また、これら各相のコイル3u,3v,3wは、機械角で180°の対向する位置にも同一相のコイルがティース6間に納められることになる。これらのコイル3u,3v,3wは、渡り線7によって接続され、巻線1による固定子コイルが形成されることになる。
On the other hand, the winding structure shown in FIG. 3 will be described using the winding 1 shown in FIG. 3A from the top of the drawing (U1-U1-V1-V1-W1-W1-U1-U1- The windings are stored in the order of V1-V1-W1-W1). 3 is the same as the stator structure shown in FIG. 2 except that the U-phase coil 3u has an armature winding 8u between two
以上のように、図2および図3のうちにおけるいずれの固定子構造でも、巻線1と巻線2で構成される複数組の固定子コイルは、機械角360°において互いに重複することがないので、各組の固定子コイル間の相互干渉がほとんどないのである。 As described above, in any of the stator structures in FIG. 2 and FIG. 3, a plurality of sets of stator coils configured by the winding 1 and the winding 2 do not overlap each other at a mechanical angle of 360 °. Therefore, there is almost no mutual interference between the stator coils of each set.
このように、本実施形態における固定子構造では、巻線同士の相互干渉がほとんど発生しない。したがって、モータ回転軸に加わるトルクが対称となるので、モータ回転軸の軸振れを抑制することができる。また、電機子巻線の結線間の相互干渉がある場合において発生する相電流に重畳される大きな電流リップルについても抑制することができるという利点を有している。 Thus, in the stator structure in the present embodiment, the mutual interference between the windings hardly occurs. Therefore, since the torque applied to the motor rotation shaft is symmetric, shaft runout of the motor rotation shaft can be suppressed. In addition, there is an advantage that a large current ripple superimposed on the phase current generated when there is mutual interference between the armature windings can be suppressed.
実施形態2
先に説明した実施形態1では、回転子コイル同士の重なりを無くした形で巻線を巻く構造とした固定子を説明した。本実施形態では、回転子コイルの重なりを許容する代わりに(図4参照)、UVW相の間でのアンバランスを無くすことによって自己インダクタンスをそろえることができる固定子構造について説明する。なお、本実施形態においても、8極(4極対)モータ(いわゆる多相モータ)を例示して説明する。
In the first embodiment described above, the stator having a structure in which the winding is wound in a form in which the rotor coils are not overlapped with each other has been described. In this embodiment, instead of allowing the rotor coils to overlap (see FIG. 4), a description will be given of a stator structure that can align self-inductance by eliminating imbalance between the UVW phases. In this embodiment, an 8-pole (4-pole pair) motor (so-called multiphase motor) will be described as an example.
図5は、本実施形態を適用した具体的な固定子構造を示す図である。なお、図5(a)は、図4における巻線1の巻線構成を説明するための図であり、図5(b)は、図4における巻線2の巻線構成を説明するための図である。図5において示されているように、ティース6に納められた回転子コイルをつなぐ電機子巻線8u,8v,8wは、巻線1と巻線2で重なりが発生していることがわかる。具体的には、例えば、図5(a)で示される巻線1を参照すると、V1相とW1相をつなぐ電機子巻線8v,8wが紙面右側の巻線2の範囲にはみ出していることがわかる。
FIG. 5 is a diagram showing a specific stator structure to which the present embodiment is applied. 5A is a diagram for explaining the winding configuration of the winding 1 in FIG. 4, and FIG. 5B is a diagram for explaining the winding configuration of the winding 2 in FIG. FIG. As shown in FIG. 5, it can be seen that the
しかしながら、本実施形態で示される固定子構造では、UVW相の間でのアンバランスを無くすことによって自己インダクタンスをそろえているところに特徴を有している。例えば、先に説明した図2中の破線円で囲んで示す符号(α)の箇所において、U1相の電機子巻線8u,8uには同一のティース6に鎖交する部分が存在しており、電流の流れる向きが互いに逆向きになっている。したがって、U1相の電機子巻線8uでは磁界がキャンセルされてU1相で自己インダクタンスが小さくなってしまう。一方、V1相、W1相では、同一のティース6に鎖交する電機子巻線8v,8wにおいて、各相の電機子巻線8v,8wで電流の流れる向きは同じになっている。したがって、U1相ではV1相、W1相に比べて自己インダクタンスが小さくなるので自己インダクタンスがそろっていないことになる。
However, the stator structure shown in the present embodiment is characterized in that self-inductance is obtained by eliminating imbalance between UVW phases. For example, in the portion indicated by the reference numeral (α) surrounded by the broken-line circle in FIG. 2 described above, the U1
一方、図5で示される本実施形態における固定子構造では、例えば、図5(a)で示される通り、U1相、V1相、W1相それぞれにおいてティース6に鎖交する電機子巻線8u,8v,8wの重なりがないので、自己インダクタンスはそろっているといえるのである。つまり、本実施形態における複数組の固定子コイルは、機械角360°において互いに重複する電気角が360°以下となるように固定子鉄心に対し巻回されているといえるのである。したがって、本実施形態では、先に説明した実施形態1において電機子巻線8u,8v,8wの相互干渉をほとんど無くしたことの背反として生じた自己インダクタンスのアンバランスを無くすことができる。つまり、自己インダクタンスをそろえることによって、電流制御性を向上させることが可能となるのである。
On the other hand, in the stator structure in the present embodiment shown in FIG. 5, for example, as shown in FIG. 5A,
なお、図3に示す固定子構造では、U1相、V1相、W1相それぞれにおいてティース6に鎖交する電機子巻線8u,8v,8wに流れる電流の方向は同じである。したがって、図3に示す固定子構造であっても自己インダクタンスがそろっており、電流制御性の向上という面において、図2に示す固定子構造と比較して好適であるといえる。
In the stator structure shown in FIG. 3, the directions of the currents flowing through the
実施形態3
上述した実施形態1および実施形態2では、いわゆる多相モータに本発明を適用した場合を例示して説明した。しかし、本発明の適用は、多相モータのみに限られるものではない。例えば、図6中で例示されている2Yモータであっても適用可能である。なお、図6は、2Yモータが適用される動力出力装置の概略構成を示す図であり、この図を用いて2Yモータについて説明する。
In
図6に例示される動力出力装置10は、Y結線された二つの三相コイル14,16を有するモータ(2Yモータ)12と、二つの三相コイル14,16に各々接続され、正極母線18と負極母線20を共用する二つのインバータ回路22,24と、正極母線18と負極母線20とに接続されたコンデンサ26と、2Yモータ12の二つの三相コイル14,16の中性点間に設けられた直流電源28と、装置全体をコントロールする図示しない電子制御ユニットとを備えている。
A
2Yモータ12自体は、通常の発電可能な同期発電電動機と同様の構成をしており、こうした2Yモータ12を駆動するには、インバータ回路22により三相コイル14に印加される三相交流電圧に対して位相差をもった三相交流電圧が三相コイル16に印加されるようにインバータ回路24を制御すればよい。なお、2Yモータ12の回転軸は動力出力装置10の出力軸となっており、この回転軸から動力が出力される。図6の2Yモータ12は前述したように発電電動機として構成されているから、2Yモータ12の回転軸に動力を入力すれば、2Yモータ12により発電できるようになっている。
The
インバータ回路22,24は、共に6個のトランジスタと6個のダイオードとにより構成されている。6個のトランジスタは、それぞれ正極母線18と負極母線20とに対してソース側とシンク側となるよう2個ずつペアで配置され、その接続点に2Yモータ12の三相コイル14,16(UVW)の各々が接続されている。したがって、正極母線18と負極母線20とに電圧が作用している状態で対をなすトランジスタのオン時間の割合を位相差にしたがって制御すれば、2Yモータ12の三相コイル14,16により回転磁界を形成し、2Yモータ12を回転駆動することができる。
Each of the
このような、2Yモータ12に対して、上述した実施形態1および実施形態2に示した本発明を適用することによっても、同様の効果を得ることができるのである。
The same effect can be obtained by applying the present invention described in the first and second embodiments to the
実施形態4
ところで、2Yモータ特有の問題として、動力出力装置10では、2つのスター結線の間に直流電源28を置き、この直流電源28から直流電流をコンデンサ26側に流すので、中性点から流れてくる電流が2Yモータ12の中を流れるときに磁束が重畳されるという現象が発生する。本実施形態は、かかる磁束の重畳を良好に抑制することができる固定子構造を提供するものである。本実施形態について、図7および図8を用いて説明する。ここで、図7は、本実施形態における巻線構造を例示する図であり、図7(a)は巻線1の巻線構成を説明するための図であり、図7(b)は巻線2の巻線構成を説明するための図である。また、図8は、図7の一部分を拡大した図である。
Embodiment 4
By the way, as a problem peculiar to the 2Y motor, in the
本実施形態において特徴的なことは、電機子巻線8u,8v,8wによって形成される回転子コイルが1つのティース6間において2段に分けて設けられていることである。しかも、本実施形態における固定子構造では、ティース6に鎖交する電機子巻線8u,8v,8wの本数が必ず偶数本(図7および図8では、必ず4本または6本となっている)となるように構成されている。
What is characteristic in the present embodiment is that the rotor coil formed by the
このような構成としたのは、2Yモータ特有の問題を解決するためである。すなわち、通常の多相モータでは、中性点間に直流電源28をつなぐことがないので、ティース6に鎖交する電機子巻線8u,8v,8wに零相電流が流れることはない。つまり、ティース6に対して零相電流による磁束の重畳がないのである。一方、2Yモータでは、ティース6に鎖交する電機子巻線8u,8v,8wに対して零相電流が流れるので、零相電流によるティース6への磁束の重畳によってトルクの落ち込みが発生し、相電流の歪みが発生してしまう。したがって、モータ特性が劣化してしまうのである。
The reason for this configuration is to solve the problems specific to 2Y motors. That is, in a normal multiphase motor, since the
そこで、本実施形態では、固定子コイルが巻回される複数のティース6を有しており、各ティース6には一対のスター結線固定子コイルの一部がそれぞれ巻回され、かつ別のスター結線固定子コイルは互いに逆方向の零相電流が流れるように設定した。すなわち、ティース6を鎖交する電機子巻線8u,8v,8wの配置を工夫することによって、電機子巻線8u,8v,8wに流れる零相電流によってティース6に発生する磁束を電機子巻線同士で互いにキャンセルするようにしたのである。
Therefore, in this embodiment, a plurality of teeth 6 around which a stator coil is wound are provided, and each tooth 6 is wound with a part of a pair of star-connected stator coils, and another star. The connection stator coils were set so that zero-phase currents in opposite directions would flow. That is, by devising the arrangement of the
図8を用いてさらに詳細に説明すると、図8中の矢印は、2つのモータの中性点間をつなぐ配線中に設けられた電池に流れる零相電流の向きを示している。そして、矢印で示されている各電機子巻線8u,8v,8wにおいて流れる零相電流の向きは、ティース6に鎖交する偶数本の電機子巻線8u,8v,8wにおいて互いに打ち消し合うように流れている。したがって、磁束はキャンセルされ、結果としてティース6に対する磁束の重畳がない。つまり、中性点を流れる零相電流による磁界がティース中に残留しないのである。なお、巻線同士の重なりは若干発生するのであるが1極対分は重なっていないので、その影響は軽微である。
This will be described in more detail with reference to FIG. 8. The arrows in FIG. 8 indicate the direction of the zero-phase current flowing in the battery provided in the wiring connecting the neutral points of the two motors. The directions of the zero-phase currents flowing in the
なお、本実施形態は図7および図8に示される構成に限定されるものではなく、例えば、図7で示される2段の磁極を4段にするもの、円周方向でティース6の個数を増やしたものなど、中性点を流れる零相電流による磁界がティース6中に残留しない構造であればどのようなものであっても良い。 The present embodiment is not limited to the configuration shown in FIGS. 7 and 8. For example, the two-stage magnetic pole shown in FIG. 7 is changed to four stages, and the number of teeth 6 is changed in the circumferential direction. Any structure may be used as long as the magnetic field caused by the zero-phase current flowing through the neutral point does not remain in the teeth 6 such as an increased number.
また、本実施形態における固定子の巻線構造を多相モータに適用することも可能である。すなわち、固定子コイルが巻回される複数のティースを有しており、各ティースには複数組のスター結線固定子コイルの一部がそれぞれ重複して巻回され、かつ別組のスター結線固定子コイルは円周方向において、逆側が中性点となるように設定される構造とすることが好適である。このように、別組の電機子巻線を巻回すことによってティース間に複数組の磁極を形成し、それぞれの磁極の中性点が逆側となるように構成したのは、通常の多相モータでは零相電流が発生することはないのであるが、通常の多相モータで磁極を複数段に分けた構成とすると漏れインダクタンスが無くなるという効果が得られるためである。 Further, the stator winding structure in this embodiment can be applied to a multiphase motor. That is, it has a plurality of teeth around which a stator coil is wound, and each tooth has a plurality of sets of star-connected stator coils wound around each other, and another set of star-connected fixings. The child coil preferably has a structure that is set so that the opposite side becomes a neutral point in the circumferential direction. In this way, a plurality of sets of magnetic poles are formed between the teeth by winding another set of armature windings, and the neutral point of each magnetic pole is on the opposite side. This is because no zero-phase current is generated in the motor, but if the magnetic pole is divided into a plurality of stages in an ordinary multi-phase motor, the effect of eliminating leakage inductance can be obtained.
3u U相コイル、3v V相コイル、3w W相コイル、5u,5v,5w スロット、6 ティース、7 渡り線、8u,8v,8w 電機子巻線、10 動力出力装置、12 2Yモータ、14,16 三相コイル、18 正極母線、20 負極母線、22,24 インバータ回路、26 コンデンサ、28 直流電源。 3u U-phase coil, 3v V-phase coil, 3w W-phase coil, 5u, 5v, 5w slot, 6 teeth, 7 crossover, 8u, 8v, 8w armature winding, 10 power output device, 12 2Y motor, 14, 16 three-phase coil, 18 positive bus, 20 negative bus, 22, 24 inverter circuit, 26 capacitor, 28 DC power supply.
Claims (6)
前記複数組の固定子コイルは、機械角360°において互いに重複することなく前記固定子鉄心に巻回され、これによって、各組の固定子コイル間の相互干渉が抑制されていることを特徴とするモータの固定子構造。 A stator in a motor comprising a rotor that is a field magnetic flux generation source and a stator that is formed by winding a plurality of stator coils that generate a rotating magnetic field that rotates the rotor around a set of stator cores. Structure,
The plurality of sets of stator coils are wound around the stator core without overlapping each other at a mechanical angle of 360 °, thereby suppressing mutual interference between the sets of stator coils. Motor stator structure.
前記複数組の固定子コイルは、機械角360°において互いに重複する電気角が360°以下となるように前記固定子鉄心に対し巻回され、これによって、各組の固定子コイル間の相互干渉が抑制されていることを特徴とするモータの固定子構造。 A stator in a motor comprising a rotor that is a field magnetic flux generation source and a stator that is formed by winding a plurality of stator coils that generate a rotating magnetic field that rotates the rotor around a set of stator cores. Structure,
The plurality of sets of stator coils are wound around the stator iron core so that the electrical angles overlapping each other at a mechanical angle of 360 ° are 360 ° or less, whereby mutual interference between each set of stator coils is achieved. The stator structure of the motor, wherein the motor is suppressed.
この第1電源からの電力供給を受ける一対のインバータと、
この一対のインバータからの交流出力の供給を別々に受け、それぞれ回転磁界を発生する一対のスター結線固定子コイルと、
このスター結線固定子コイルの中性点間に接続され、この中性点間に電位差を与える第2電源と、
前記複数組のスター結線固定子コイルに対応して設けられた1つの回転子と、
を含むモータシステムにおいて、
前記一対の固定子コイルは、機械角360°において互いに重複することなく固定子鉄心に巻回され、これによって、一対のスター結線固定子コイル間の相互干渉が抑制されていることを特徴とするモータの固定子構造。 A first power source for outputting a DC voltage;
A pair of inverters that receive power from the first power source;
A pair of star-connected stator coils that separately receive supply of AC output from the pair of inverters and generate a rotating magnetic field,
A second power source connected between the neutral points of the star-connected stator coil and providing a potential difference between the neutral points;
One rotor provided corresponding to the plurality of sets of star-connected stator coils;
In a motor system including
The pair of stator coils are wound around a stator core without overlapping each other at a mechanical angle of 360 °, whereby mutual interference between the pair of star connection stator coils is suppressed. Motor stator structure.
この第1電源からの電力供給を受ける一対のインバータと、
この一対のインバータからの交流出力の供給を別々に受け、それぞれ回転磁界を発生する一対のスター結線固定子コイルと、
このスター結線固定子コイルの中性点間に接続され、この中性点間に電位差を与える第2電源と、
前記一対のスター結線固定子コイルに対応して設けられた1つの回転子と、
を含むモータシステムにおいて、
前記一対の固定子コイルは、機械角360°において互いに重複する電気角が360°以下となるように固定子鉄心に対し巻回され、これによって、一対のスター結線固定子コイル間の相互干渉が抑制されていることを特徴とするモータの固定子構造。 A first power source for outputting a DC voltage;
A pair of inverters that receive power from the first power source;
A pair of star-connected stator coils that separately receive supply of AC output from the pair of inverters and generate a rotating magnetic field,
A second power source connected between the neutral points of the star-connected stator coil and providing a potential difference between the neutral points;
One rotor provided corresponding to the pair of star connection stator coils;
In a motor system including
The pair of stator coils are wound around the stator core so that the electrical angles that overlap each other at a mechanical angle of 360 ° are 360 ° or less, thereby preventing mutual interference between the pair of star-connected stator coils. The stator structure of the motor is characterized by being suppressed.
この第1電源からの電力供給を受ける一対のインバータと、
この一対のインバータからの交流出力の供給を別々に受け、それぞれ回転磁界を発生する一対のスター結線固定子コイルと、
このスター結線固定子コイルの中性点間に接続され、この中性点間に電位差を与える第2電源と、
前記複数組のスター結線固定子コイルに対応して設けられた1つの回転子と、
を含むモータシステムにおいて、
前記固定子コイルが巻回される複数のティースを有し、各ティースには前記一対のスター結線固定子コイルの一部がそれぞれ巻回され、かつ別のスター結線固定子コイルは互いに逆方向の零相電流が流れるように設定されていることを特徴とするモータの固定子構造。 A first power source for outputting a DC voltage;
A pair of inverters that receive power from the first power source;
A pair of star-connected stator coils that separately receive supply of AC output from the pair of inverters and generate a rotating magnetic field,
A second power source connected between the neutral points of the star-connected stator coil and providing a potential difference between the neutral points;
One rotor provided corresponding to the plurality of sets of star-connected stator coils;
In a motor system including
A plurality of teeth around which the stator coil is wound, each of the teeth is wound with a part of the pair of star-connected stator coils, and the other star-connected stator coils are opposite to each other; A stator structure for a motor, which is set so that a zero-phase current flows.
前記固定子コイルが巻回される複数のティースを有し、各ティースには前記複数組のスター結線固定子コイルの一部がそれぞれ重複して巻回され、かつ別組のスター結線固定子コイルは円周方向において、逆側が中性点となるように設定されていることを特徴とするモータの固定子構造。
Stator structure in a motor comprising a rotor that is a field magnetic flux generation source and a stator that is formed by winding a plurality of sets of stator-connected stator coils around a stator core that generates a rotating magnetic field that rotates the rotor. Because
The stator coil has a plurality of teeth wound thereon, each of the teeth is overlapped with a part of the plurality of sets of star connection stator coils, and another set of star connection stator coils. Is a stator structure of a motor, characterized in that it is set so that the opposite side becomes a neutral point in the circumferential direction.
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