JP2019205244A - Stator of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回転電機の固定子の絶縁構造に関する。 The present invention relates to an insulating structure for a stator of a rotating electrical machine.
回転電機は固定子を備えており、この固定子は複数のスロットが設けられた固定子鉄心とスロットに配置された固定子コイル、および、固定子鉄心と固定子コイルとの間の絶縁を保証するための絶縁シートで成形されたスロットライナと、を有している。ここで、スロットライナはスロット内で固定子コイルの側面を包むように成形されて配置されており、固定子コイルのスロット内部に位置する部分とスロットからスロット外部に出る立ち上り部の所定の範囲とを被覆するように、スロットから所定の長さ突出すように成形されている。近年、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、高出力化及び高効率化を目的とした高電圧化(昇圧による650Vdc等)、及び小型化を目的とした低コイルエンド化(小型化)の傾向が強まっている。低コイルエンド化のためには、固定子鉄心からの固定子コイルの突出し量を小さくすることが必要であり、固定子鉄心端面から突出す固定子コイル立ち上がり部の曲げ角度を大きくする必要がある。しかし、固定子コイル立ち上がり部の曲げ角度を大きくすると、スロットライナのスロットからの突出し部において破れが発生し易くなり、高電圧の回転電機の絶縁機能低下が懸念される。スロットライナの破れを抑制する対策として、例えば、特開2014−100039号公報(特許文献1)では、複数のスロットが設けられた固定子鉄心と、スロットに設けられた固定子コイルとを有し、各々のスロットにN本(ただし、Nは正の偶数)のセグメント導体が設けられ、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、複数のセグメント導体が接続されて構成され、セグメント導体の導体端部は、軸方向の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、軸方向の一方のコイルエンドで、少なくとも一対の環状列の間に、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との間に、
H≧L≧H/2
の関係を設定している。
The rotating electrical machine includes a stator, and this stator ensures a stator core provided with a plurality of slots, a stator coil disposed in the slot, and insulation between the stator core and the stator coil. And a slot liner formed of an insulating sheet. Here, the slot liner is formed and arranged so as to wrap the side surface of the stator coil in the slot, and a portion located inside the slot of the stator coil and a predetermined range of a rising portion that goes out of the slot from the slot are arranged. It is shaped so as to protrude from the slot by a predetermined length so as to cover it. In recent years, in rotating electrical machines used for electric vehicles and hybrid electric vehicles, high voltage (650 Vdc by boosting) for the purpose of high output and high efficiency, and low coil end (small size) for miniaturization. ) Is becoming stronger. In order to reduce the coil end, it is necessary to reduce the protruding amount of the stator coil from the stator core, and it is necessary to increase the bending angle of the stator coil rising portion protruding from the end surface of the stator core. . However, if the bending angle of the rising portion of the stator coil is increased, the protruding portion from the slot of the slot liner is likely to be broken, and there is a concern that the insulation function of the high-voltage rotating electrical machine is deteriorated. As a measure for suppressing the breakage of the slot liner, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2014-100039 (Patent Document 1) includes a stator core provided with a plurality of slots and a stator coil provided in the slots. Each of the slots is provided with N segment conductors (where N is a positive even number), and the stator coil is connected to a plurality of segment conductors via welds provided at the conductor ends of the respective segment conductors. Are connected, and the conductor ends of the segment conductors are annularly arranged in the circumferential direction at one coil end in the axial direction, constitute an N-row annular row, and at least at one coil end in the axial direction, In a stator of a rotating electrical machine in which an insulating member is annularly interposed between a pair of annular rows, the amount of protrusion from the stator end surface of the slot liner is Hmm, and the stator end surface at the coil bending start portion is The distance when the L mm, between the H and L,
H ≧ L ≧ H / 2
The relationship is set.
背景技術で述べたように、回転電機における固定子のスロットライナは、絶縁性の高い絶縁シートで成形されており、固定子鉄心のスロット内で固定子コイルの側面を包むように成形され、固定子コイルのスロットからの立ち上り部までを被覆するようにスロットから所定の長さ突出すように成形されている。固定子コイルがスロット内にて径方向に並べられた複数のセグメント導体によって構成されている場合、固定子鉄心とセグメント導体との間の絶縁性のみならず、各々のセグメント導体同士の隣接部における絶縁性を確保する必要がある。この場合、スロットライナは、各々のセグメント導体の側面全周囲を包む形状にしたり、例えば3相交流の場合に、同じスロット内に配置される同相のセグメント導体を塊としてその塊の全周囲を包む形状にしたりすることがある。特に、電気自動車やハイブリッド自動車用のセグメント導体で構成された回転電機には、高出力化及び高効率化を目的とした高電圧対応(昇圧による650Vdc等)のため、スロットライナには各々のセグメント導体の側面全周囲を包む形状を採用し、セグメント導体の絶縁性を高めることが多い。一方、近年の小型化を目的とした低コイルエンド化の対応のため、固定子鉄心端面に対する固定子コイル立ち上がり部の曲げ角度を大きくする結果、スロットライナのスロットからの突出し部において破れが発生し(固定子コイルとの干渉で発生)、絶縁機能低下(外力による破れの伸展で更に低下)が課題となっている。 As described in the background art, the slot liner of the stator in the rotating electric machine is formed of an insulating sheet having high insulating properties, and is formed so as to wrap the side surface of the stator coil in the slot of the stator core. The coil is formed so as to protrude a predetermined length from the slot so as to cover the rising part from the slot of the coil. When the stator coil is composed of a plurality of segment conductors arranged in the radial direction in the slot, not only the insulation between the stator core and the segment conductor, but also in the adjacent part of each segment conductor It is necessary to ensure insulation. In this case, the slot liner is shaped so as to wrap around the entire side surface of each segment conductor, or, for example, in the case of a three-phase alternating current, wraps the entire circumference of the mass by using the same-phase segment conductors arranged in the same slot as a mass. Sometimes it takes a shape. In particular, rotating electric machines composed of segment conductors for electric vehicles and hybrid vehicles are compatible with high voltage (650Vdc by boosting) for the purpose of higher output and higher efficiency. In many cases, the shape surrounding the entire side surface of the conductor is employed to improve the insulation of the segment conductor. On the other hand, as a result of increasing the bending angle of the rising part of the stator coil with respect to the stator core end surface in order to cope with the reduction in coil end for the purpose of downsizing in recent years, breakage occurs at the protruding part from the slot of the slot liner. (Generated due to interference with the stator coil) and insulation function degradation (further degradation due to extension of breakage due to external force) are problems.
本発明では、高電圧化に対する十分な絶縁性を満足した上で、低コイルエンド化に伴う固定子コイル立ち上がり部の曲げ角度の増大に対してスロットライナの破れを抑制して絶縁性を維持することができる回転電機の固定子を提供することを目的とする。 In the present invention, after satisfying sufficient insulation against high voltage, the slot liner is prevented from breaking against the increase in the bending angle of the stator coil rising portion due to the low coil end, and the insulation is maintained. An object of the present invention is to provide a stator of a rotating electrical machine that can be used.
上記目的を達成するために、本発明の回転電機の固定子は、
複数のスロットが設けられた固定子鉄心と、
前記複数のスロットに設けられた複数のセグメント導体と、
前記スロット内に設けられ前記セグメント導体を電気的に絶縁するスロットライナと、
を備え、
前記複数のセグメント導体の導体端部を接続して環状の固定子コイルを構成する回転電機の固定子において、
前記スロットライナは、隣接するセグメント導体間に位置する部分、及び前記部分にの対向する部分に、前記セグメント導体を囲む周縁から前記スロットの内部側に向かって窪む凹部を有する。
In order to achieve the above object, the stator of the rotating electrical machine of the present invention is:
A stator core provided with a plurality of slots;
A plurality of segment conductors provided in the plurality of slots;
A slot liner provided in the slot to electrically insulate the segment conductor;
With
In the stator of the rotating electrical machine that configures the annular stator coil by connecting the conductor ends of the plurality of segment conductors,
The slot liner has a recess that is recessed from a peripheral edge surrounding the segment conductor toward the inner side of the slot at a portion positioned between adjacent segment conductors and a portion facing the portion.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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について説明する。また、以下の説明において、「軸方向」は回転電機の回転軸13に沿う方向を指す。周方向は回転電機の回転方向に沿う方向を指す。「径方向」は回転電機の回転子の回転中心(回転軸13の中心)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。
In the following description, an electric motor used in a hybrid vehicle will be described as an example of a rotating electric machine. Further, in the following description, “axial direction” refers to a direction along the rotating
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40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
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され、回転電機10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る。
The
ハウジング50の外側には、液冷ジャケット130が固定されている。液冷ジャケット130の内面とハウジング50の外面とで、油などの液状の冷媒RFを流す冷媒通路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。ハウジング50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
直接液体冷却の場合、冷媒RFは、冷媒貯蔵部150から冷媒通路153を通り、冷媒出口154,155を通じて固定子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 from the
固定子20は、固定子鉄心21と、固定子コイル40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40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21S(図2参照)に巻回されている。固定子コイル40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
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、ハウジング50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
回転電機10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を挿入して、回転軸13がハウジング50の軸受144,145に嵌合するようにして、回転子11をハウジング50に組み付ける。
In assembling the rotating
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の要部の構成について説明する。図2は、本発明が適用される固定子の構成を示す斜視図である。
The structure of the principal part of the
固定子コイル40は、断面が略矩形形状の導体(本実施例では銅線)を使用することでスロット内の占積率を向上させることができ、回転電機10の効率が向上する。
The
固定子鉄心21には、内径側(内周側)に開口するスロット21S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21Sに配設され、固定子鉄心21と固定子コイル40との電気的絶縁を行う。
The
スロットライナ302は、後述するように、固定子コイル40を構成する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。
As will be described later, the
図3を用いて、固定子コイル40の巻線方法について簡単に説明する。図3Aは、固定子コイルのセグメント導体を説明する図であり、一つのセグメント導体を示す図である。図3Bは、固定子コイルのセグメント導体を説明する図であり、セグメント導体によるコイル形成を説明する図である。図3Cは、固定子コイルのセグメント導体を説明する図であり、スロット内のセグメント導体の配置を説明する図である。
The winding method of the
断面が略矩形のエナメル等で絶縁された銅線を、図3Aに示すように、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。本実施例では、図3Aに示すように、セグメント導体28は、軸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成形されている。このとき、反溶接側コイルエンド頂点28Cはセグメント導体28が略U字形状を成すように導体の向きを折り返す形状であればよい。セグメント導体28の形状は、本実施例のように、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(径方向又は周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。
As shown in FIG. 3A, a copper wire insulated by enamel or the like having a substantially rectangular cross section is formed into a substantially
そのセグメント導体28を、固定子鉄心21の一端面側から軸方向にステータスロット21Sに差し込む。このとき、ステータスロット21Sには既にスロットライナ302がB字形状やS字形状に成形された状態で配置されている。固定子鉄心21の他端面側に突き出たセグメント導体28の導体端部28Eを周方向において反溶接側コイルエンド頂点28C側とは反側に曲げる。曲げられた導体端部28Eを、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の導体端部28Eと、例えば溶接等により、図3B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21S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21S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。
The
図3Cは1スロットに4本のセグメント導体D1〜D4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21S内の占積率を向上させることが出来、回転電機10の効率が向上する。21Tは回転子鉄心21に構成されるティースであり、スロット21Sは隣接する2つのティース21T間に形成される。各スロットに配置されるセグメント導体はほぼ28R1〜28R4で示す半径位置に配置される。
FIG. 3C shows an example in which four segment conductors D1 to D4 are inserted in one slot. However, since the cross section is a substantially rectangular conductor, the space factor in the
図4は、U相の固定子コイル40を示す斜視図である。図4では、図3Bの接続作業をセグメント導体28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。なお図4では、固定子鉄心21の記載は省略している。
FIG. 4 is a perspective view showing a
一相分のコイル40は導体端部28Eが軸方向の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。各相のターミナル42U,42V,42Wは図2に示すように周方向の1ヶ所に集められる。
The
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。図5は、固定子コイルの溶接側コイルエンド部を示す断面斜視図である。
The detailed configuration of the welded portion (welding side coil end 62) of the
セグメント導体28の導体端部28Eは、回転電機10の軸方向における一方のコイルエンドで周方向に環状に配列され、N列の環状列を構成する。
The
固定子コイル40は、コイル間の絶縁のため、絶縁紙300が環状に配置され、溶接部間の絶縁のため、絶縁紙301が環状に配置される。
In the
絶縁紙が配置された後、固定子コイル40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40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
図6は、固定子コイルの溶接側コイルエンド部の平面図である。 FIG. 6 is a plan view of a welding-side coil end portion of the stator coil.
図6では、溶接側コイルエンド62におけるスロットライナ302の固定子端面21Aからの飛び出し量L302とコイル曲げ始め部28Gの固定子端面21Aからの距離L28Gについて示している。固定子端面21Aと固定子コイル40との間の絶縁のため、スロットライナ302は固定子端面21Aからある程度飛び出させることが望ましい。コイル曲げ始め部28Gの固定子端面21Aからの距離L28G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、距離L28Gが短いと、スロットライナ302の端部が変形し、大きく広がる部位が形成される。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、絶縁性が低下する。
FIG. 6 shows a protrusion L302 from the
発明者らは、スロットライナ302の端部において、隣接するセグメント導体間の部分に凹部303を形成し、かつその対向面(反対側の面)にも凹部を形成する事により、コイルを捻り成形した際に、スロットライナ302が伸びやすくなり(広がり易くなり)、破れにくくなることを見出した。凹部303はセグメント導体28を囲む周縁302Kからスロット21Sの内部側に向かって窪む凹部として構成される。言い換えると、凹部303は、スロットライナ302におけるスロット21Sからの飛び出し方向の周縁302Kから、飛び出し方向とは逆方向に向かって窪む凹部として構成される。
The inventors twisted the coil by forming a
図7は、固定子コイルの反溶接側コイルエンド部の平面図である。 FIG. 7 is a plan view of an anti-welding side coil end portion of the stator coil.
図7は反溶接側コイルエンド61側を示しているが、反溶接側コイルエンド61側にも導体斜行部28Fが設けられているため、セグメント導体28をスロット21Sに挿入する際に、導体斜行部28Fと導体直線部28Sとの境界部28Hがスロットライナ302に達した位置からさらにセグメント導体28をスロット21S内に挿入すると、スロットライナ302の端部が変形し、大きく広げられる。
FIG. 7 shows the anti-welding
このため、反溶接側コイルエンド61側のスロットライナ302の端部においても、隣接するセグメント導体間の部分に凹部303を形成し、かつその対向面(反対側の面)にも凹部を形成する事により、スロットライナ302を破れ難くすることができる。
For this reason, also at the end portion of the
図8は、セグメント導体をB字形状で囲むスロットライナの平面図である。図9は、セグメント導体をB字形状で囲む本発明の実施例に係るスロットライナの斜視図である。なお、図8及び図9において、AR1は周方向を示し、AR2は径方向を示している。 FIG. 8 is a plan view of a slot liner that surrounds the segment conductors in a B shape. FIG. 9 is a perspective view of a slot liner according to an embodiment of the present invention that encloses a segment conductor in a B shape. 8 and 9, AR1 indicates the circumferential direction, and AR2 indicates the radial direction.
図8は、スロット21S内に形成されたB字形状のスロットライナ302を軸方向(セグメント導体28の挿入方向)から見た図であり、スロットライナ302はセグメント導体28の矩形断面の各辺に沿って、辺302A〜302Hを有している。図8及び図9では説明を簡単にするために、スロット21S内に挿入されるセグメント導体28が2本の場合を示している。
FIG. 8 is a view of the B-shaped
辺302A及び辺302Hは、スロットライナ302において、隣接するセグメント導体間に位置する部分である。辺302C及び辺302Fは、隣接するセグメント導体間の部分に対向する部分(対向面)である。辺302B、辺302D、辺302E及び辺302Gは、セグメント導体28の曲がり方向(斜行方向)又はその反対方向に位置する部分である。
The
図9に示すように、辺302A、辺302C、辺302F及び辺302Hに凹部303が形成される。特に本実施例では、辺302A、辺302C、辺302F及び辺302Hは辺の全体が他の辺302B,302D,302E,302Gよりも低くなるように形成されることで、凹部303が形成される。すなわちスロットライナ302は、セグメント導体28の断面における矩形の辺毎に、固定子鉄心21からの飛び出し量L302(図6参照)が切り替わり、飛び出し量が小さい辺302A,302C,302F,302Hで凹部303を形成する。
As shown in FIG. 9, a
辺302A、辺302C、辺302F及び辺302Hは、凹部303が形成されて、辺302B,302D,302E,302Gよりも低く形成されることにより、辺302B,302D,302E,302Gが広がり易くなり、且つ辺302B,302D,302E,302Gは高さ方向において、セグメント導体28の広い範囲を覆うことができるため、絶縁の信頼性が向上する。
The
図10は、セグメント導体の凹部の形状を示す展開図である。図10では、凹部303が設けられる辺302Aと辺302Aに隣接し凹部303が設けられない辺302Bとを示している。図10に示すように、辺302Aと辺302Bとの接続部302Xに円弧部を設けるとよい。すなわち、辺302Bから辺302Aに向かって下降する段差部302Yと辺302Aとを滑らかな曲線(円弧)302Xで接続するとよい。これにより、辺302Bの部分が広げられる際に、接続部302Xが破れ難くなる。
FIG. 10 is a development view showing the shape of the concave portion of the segment conductor. FIG. 10 shows a
辺302Aと辺302Bとを円弧部302Xで接続する構成は、凹部303が設けられる辺とこの辺に隣接して凹部303が設けられない辺の、任意の2つの辺の間に設けることができる。
The configuration in which the
図11は、セグメント導体をS字形状で囲むスロットライナの平面図である。図12は、セグメント導体をS字形状で囲む本発明の実施例に係るスロットライナの斜視図である。なお、図8及び図9において、AR1は周方向を示し、AR2は径方向を示している。 FIG. 11 is a plan view of a slot liner that surrounds the segment conductors in an S shape. FIG. 12 is a perspective view of the slot liner according to the embodiment of the present invention in which the segment conductor is surrounded by an S shape. 8 and 9, AR1 indicates the circumferential direction, and AR2 indicates the radial direction.
図11は、スロット21S内に形成されたS字形状のスロットライナ302を軸方向(セグメント導体28の挿入方向)から見た図であり、スロットライナ302はセグメント導体28の矩形断面の各辺に沿って、辺302a〜302gを有している。図11及び図12では説明を簡単にするために、スロット21S内に挿入されるセグメント導体28が2本の場合を示している。
FIG. 11 is a view of an S-shaped
辺302dは、スロットライナ302において、隣接するセグメント導体間に位置する部分である。辺302b及び辺302fは、隣接するセグメント導体間の部分に対向する部分(対向面)である。辺302a、辺302c、辺302e及び辺302gは、セグメント導体28の曲がり方向(斜行方向)又はその反対方向に位置する部分である。
The
図12に示すように、辺302b、辺302d及び辺302fに凹部303が形成される。特に本実施例では、辺302b、辺302d及び辺302fは辺の全体が他の辺302a、辺302c、辺302e及び辺302gよりも低くなるように形成されることで、凹部303が形成される。すなわちスロットライナ302は、セグメント導体28の断面における矩形の辺毎に、固定子鉄心21からの飛び出し量L302(図6参照)が切り替わり、飛び出し量が小さい辺302b,302d,302fで凹部303を形成する。
As shown in FIG. 12, a
辺302b、辺302d及び辺302fは、凹部303が形成されて、辺302a、辺302c、辺302e及び辺302gよりも低く形成されることにより、辺302a、辺302c、辺302e及び辺302gが広がり易くなり、且つ辺302a、辺302c、辺302e及び辺302gは高さ方向において、セグメント導体28の広い範囲を覆うことができるため、絶縁の信頼性が向上する。
The
本実施例の回転電機10は、固定子20と、固定子20の内側に回転可能なように配置された回転子11とを備える。固定子20は、複数のスロット21Sが設けられた固定子鉄心21と、スロット21Sに配置された固定子コイル40と、固定子鉄心21と固定子コイル40との間の電気的絶縁を保証するための絶縁シートで成形されたスロットライナ302と、を有している。固定子コイル40は、スロット21S内にて径方向に並べられた複数のセグメント導体28の端部28Eに設けられた溶接部を介して接続されて構成される。スロットライナ302は固定子コイル40のスロット21Sからの立ち上り部までを被覆するようにスロット21Sから所定の長さL302突出すように成形されている。スロットライナ302の断面形状が各々のセグメント導体28の側面全周囲を包む形状、もしくは電流電圧波形が同相のセグメント導体28を塊として包む形状である場合に、スロット21Sから突出した端部に対して、隣接するセグメント導体間に凹部303が形成され、かつその対向面にも凹部303を形成する事により、コイル40を捻り成形した際に、スロットライナ302を伸びやすくし、破れにくくする事で、固定子20としての絶縁性を向上させる。
The rotating
上述した実施例の構成により、スロットライナ302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が得られる。
With the configuration of the above-described embodiment, the
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の実施例について説明したが、同様の特徴を持つ巻線方式であれば、適用可能である。また、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. Further, in the winding method, the embodiment of the wave winding method has been described, but any winding method having the same characteristics can be applied. Further, although the explanation is made with the inner rotation type, the same applies to the outer rotation type.
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、20…固定子、21…固定子鉄心、21S…スロット、28…セグメント導体、28E…セグメント導体の導体端部、40…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、302…スロットライナ、303…凹部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記複数のスロットに設けられた複数のセグメント導体と、
前記スロット内に設けられ前記セグメント導体を電気的に絶縁するスロットライナと、
を備え、
前記複数のセグメント導体の導体端部を接続して環状の固定子コイルを構成する回転電機の固定子において、
前記スロットライナは、隣接するセグメント導体間に位置する部分、及び前記部分に対向する部分に、前記セグメント導体を囲む周縁から前記スロットの内部側に向かって窪む凹部を有す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 plurality of segment conductors provided in the plurality of slots;
A slot liner provided in the slot to electrically insulate the segment conductor;
With
In the stator of the rotating electrical machine that configures the annular stator coil by connecting the conductor ends of the plurality of segment conductors,
The slot liner has a recess recessed from a peripheral edge surrounding the segment conductor toward the inner side of the slot in a portion located between adjacent segment conductors and in a portion facing the portion. Electric stator.
前記セグメント導体は、1つのスロットに正の偶数であるN本が設けられ、
前記セグメント導体の導体端部は、回転電機の軸方向における一方のコイルエンドで周方向に環状に配列され、N列の環状列を構成する回転電機の固定子。 The stator of the rotating electrical machine according to claim 1,
The segment conductors are provided with N even numbers that are positive even numbers in one slot,
A conductor end of the segment conductor is a stator of a rotating electrical machine that is arranged in an annular shape in the circumferential direction at one coil end in the axial direction of the rotating electrical machine, and constitutes an N-row annular row.
前記複数のセグメント導体の導体端部は溶接により接続される溶接部を有し、
前記スロットライナは、溶接側のコイルエンド及び反溶接側のコイルエンドの両方において、前記凹部が形成されてい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,
Conductor ends of the plurality of segment conductors have welds connected by welding,
The slot liner is a stator of a rotating electrical machine, wherein the recess is formed in both the coil end on the welding side and the coil end on the anti-welding side.
前記セグメント導体は断面が矩形を成し、
前記スロットライナは、前記セグメント導体の断面における矩形の辺毎に、前記固定子鉄心からの飛び出し量が切り替わり、飛び出し量が小さい辺で前記凹部を形成する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 3,
The segment conductor has a rectangular cross section,
The slot liner is a stator of a rotating electrical machine wherein the amount of protrusion from the stator core is switched for each rectangular side in the cross section of the segment conductor, and the recess is formed at a side where the amount of protrusion is small.
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WO2024060038A1 (en) * | 2022-09-20 | 2024-03-28 | 宁德时代(上海)智能科技有限公司 | Electric motor and stator thereof, and electric device |
JP7498647B2 (en) | 2020-11-13 | 2024-06-12 | 日立Astemo株式会社 | Manufacturing method of rotating electric machine |
US12149121B2 (en) | 2021-06-02 | 2024-11-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stator and manufacturing method thereof |
-
2018
- 2018-05-22 JP JP2018097640A patent/JP2019205244A/en active Pending
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