JP5691266B2 - Rotating electric machine stator - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機固定子に係り、特に分布巻各相巻線を含む回転電機固定子に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine stator, and more particularly to a rotating electrical machine stator including distributed winding phase windings.
回転電機の固定子にはスロットと呼ばれる径方向に延びる巻線用溝が周方向に複数設けられ、そこに導体線が巻回されてコイル巻線となる。固定子にコイルを巻く方法として、隣接するスロットを挟むティース1つに導体線を巻回して1つのコイル巻線とする集中巻と、予め定めたスロット数をまたいで離間するスロットの間に導体線を巻回してこれを1つのコイル巻線とする分布巻が行われる。分布巻の場合は、固定子の複数のスロットの間を予め定めた順序で導体線が巻回されるので、複数のコイル巻線が重なり合うことや、同じスロットに異なるコイル巻線が配置されること等が生じるので、様々な工夫が行われる。 A stator of a rotating electrical machine is provided with a plurality of radially extending winding grooves called slots, around which a conductor wire is wound to form a coil winding. As a method of winding a coil around a stator, a conductor is wound between a concentrated winding in which a conductor wire is wound around one tooth sandwiching adjacent slots to form one coil winding, and a slot spaced across a predetermined number of slots. Distributed winding is performed in which a wire is wound into one coil winding. In the case of distributed winding, conductor wires are wound in a predetermined order between a plurality of slots of the stator, so that a plurality of coil windings overlap or different coil windings are arranged in the same slot. As a result, various ideas are made.
例えば、特許文献1には、コイルに矩形導体を用いる分布巻き固定子として、例えば9本のコイル素線を3×3で組み合わせて1つのフォームドコイルを成形し、これが固定子の7つのスロットに渡って挿入される場合で説明すると、頭頂部と端末部側頭頂部をコイル素線の沿層方向の面でクランク形状に曲げる構成が開示されている。ここで、頭頂部をフォームドコイルの3本のコイル素線分の幅方向寸法B1だけずれるように、かつ隣接する固定子スロットの間隔B2の範囲内で、クランク形状に成形することで、各フォームドコイルを対応するスロットに順次挿入したときにお互いに当ることなく、各スロットに挿入できると述べられている。 For example, in Patent Document 1, as a distributed winding stator using a rectangular conductor for a coil, for example, nine coil strands are combined in a 3 × 3 shape to form one formed coil, which has seven slots of the stator. In the case of being inserted across the coil, a configuration is disclosed in which the crown and the terminal portion side top are bent into a crank shape on the surface of the coil wire in the layering direction. Here, each of the top portions is formed into a crank shape so as to be displaced by the width direction dimension B1 of the three coil strands of the formed coil and within the interval B2 between the adjacent stator slots, It is stated that when the formed coils are sequentially inserted into the corresponding slots, they can be inserted into the slots without hitting each other.
分布巻の場合、予め定めたスロット間隔を単位コイル間隔として、単位コイル間隔でコイル素線を巻回して形成されるコイルを単位コイルと呼ぶことにすると、例えば、3相同期型回転電機においては、この単位コイルが複数個、固定子の周方向に沿って順次配置されて、各相巻線となることになる。従来技術では、各単位コイルの形状を対称形とし、また、固定子全体として各相巻線のそれぞれの電流の流れる方向が対称となるようにすることが行われる。このように、対称形を重視すると、各相巻線を構成する複数の単位コイルが固定子の周方向に沿って一巡したときに、その相巻線の巻き始めと巻き終わりが同じスロットに配置されることがある。 In the case of distributed winding, a coil formed by winding a coil wire at a unit coil interval with a predetermined slot interval as a unit coil interval is referred to as a unit coil. For example, in a three-phase synchronous rotating electric machine, A plurality of the unit coils are sequentially arranged along the circumferential direction of the stator to form each phase winding. In the prior art, the shape of each unit coil is made symmetric, and the direction of current flow in each phase winding is made symmetric in the stator as a whole. In this way, when emphasizing symmetry, when the unit coils that make up each phase winding make a round along the circumferential direction of the stator, the winding start and end of the phase winding are placed in the same slot. May be.
各相巻線の巻き始めと巻き終わりの間には、回転電機の駆動回路から、相内電位差が印加されることになる。高電圧高電力駆動の回転電機であると、各相内電位差も高電位差となるが、その高電位差を有する2つの導体線が同じスロットの中に配置されることが生じえることになる。例えば、U−V相間電位差を600Vとして、各相コイルの間の結線をY結線とすると、U相と中性点との間の電位差である相内電位差は600Vのおよそ2/3である400Vである。このような高電位差が同じスロットにあることによって生じ得る短絡等を防止するためには、適当な絶縁処理等が必要となる。 An in-phase potential difference is applied from the drive circuit of the rotating electrical machine between the start and end of winding of each phase winding. In the case of a rotary electric machine driven by high voltage and high power, the potential difference in each phase also becomes a high potential difference, but two conductor wires having the high potential difference may be arranged in the same slot. For example, if the U-V phase potential difference is 600V and the connection between the phase coils is Y-connection, the in-phase potential difference, which is the potential difference between the U phase and the neutral point, is approximately 2/3 of 600V, which is 400V. It is. In order to prevent a short circuit or the like that may occur due to such a high potential difference being in the same slot, an appropriate insulation process or the like is required.
また、分布巻の場合、単位コイルの配置順序によっては、1つの単位コイルと、次の単位コイルまでの間が、予め定めたスロット間隔とされることがある。この場合には、1つの単位コイルの巻き終わりの位置と、次の単位コイルの巻き始めの位置が固定子の周方向に沿ってかなり離間しているので、その間を渡り線と呼ばれる接続線で結ぶことが行われる。単位コイルの数が多くなると、渡り線の数も多くなり、したがってその分、固定子の巻線部分の体積が大きくなることになる。 In the case of distributed winding, depending on the arrangement order of unit coils, a predetermined slot interval may be between one unit coil and the next unit coil. In this case, the winding end position of one unit coil and the winding start position of the next unit coil are considerably separated from each other along the circumferential direction of the stator. Tying is done. As the number of unit coils increases, the number of crossovers also increases, and accordingly, the volume of the winding portion of the stator increases accordingly.
また、単位コイルを形成するのに、連続する導体線を巻回するのに代えて、セグメントコイルと呼ばれるコイル素線を折り曲げ、これを同じスロットに複数個配置し、隣接する先端側同士を溶接等で接続することが行われる。この場合には、セグメントコイルは折り曲げ成形されるので、その折曲げがばらつくことで、溶接すべき先端部の位置決めが難しい。 In addition, instead of winding a continuous conductor wire to form a unit coil, a coil element wire called a segment coil is bent, and a plurality of these are arranged in the same slot, and adjacent tip sides are welded together. Etc. are connected. In this case, since the segment coil is bent, the bending of the segment coil makes it difficult to position the tip to be welded.
本発明の目的は、同じスロットに配置される異なる単位コイルの間の電位差を抑制することを可能にする回転電機固定子を提供することである。他の目的は、渡り線を有しない回転電機固定子を提供することである。さらに他の目的は、複数のセグメントコイルを用いて単位コイルを形成する際に、隣接するセグメントコイルの先端部の位置決めを容易にする回転電機固定子を提供することである。以下の手段は、これらの目的の少なくとも1つに貢献する。 The objective of this invention is providing the rotary electric machine stator which makes it possible to suppress the electrical potential difference between the different unit coils arrange | positioned at the same slot. Another object is to provide a rotating electric machine stator having no crossover wires. Still another object is to provide a rotating electrical machine stator that facilitates positioning of the tip of adjacent segment coils when a unit coil is formed using a plurality of segment coils. The following means contribute to at least one of these purposes.
本発明に係る回転電機固定子は、周方向に沿って配置され、それぞれが径方向に延びる複数のスロットを有するステータコアと、予め定めたスロット間隔を単位コイル間隔として、単位コイル間隔でコイル素線を巻回して形成されるコイルを単位コイルとして、ステータコアの周方向に予め定めた配置順序で単位コイルを2n個配置して形成される分布巻各相巻線と、を含み、分布巻各相巻線は、1番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのいずれも、2n番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのいずれもと、互いに異なり、1番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つが、n番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つと同じであり、(n+1)番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つが、2n番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つと同じであることを特徴とする。 A rotating electrical machine stator according to the present invention includes a stator core that is arranged along a circumferential direction and that has a plurality of slots each extending in a radial direction, and a coil wire at a unit coil interval with a predetermined slot interval as a unit coil interval. Distributed winding each phase including a coil formed by winding a coil as a unit coil and 2n unit windings formed by arranging 2n unit coils in a predetermined arrangement order in the circumferential direction of the stator core. windings, neither of the two slot coil wire No. 1 coil is inserted, any original two slots coil wires of 2n-th coil is inserted, unlike each other, the 1st coil coil One of the two slots into which the wire is inserted is the same as one of the two slots into which the coil wire of the nth coil is inserted, and the coil wire of the (n + 1) th coil is inserted. One of the two slots that is characterized by one same der Rukoto of the two slots in which the coil wire of 2n-th coil is inserted.
また、本発明に係る回転電機固定子において、分布巻各相巻線は、i番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうちの他方側が、(i+1)番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうちの一方側と同じであることが好ましい。 In the rotating electrical machine stator according to the present invention, each phase winding of the distributed winding is such that the other side of the two slots into which the coil wire of the i-th coil is inserted is the coil wire of the (i + 1) -th coil. Preferably, it is the same as one side of the two slots to be inserted.
また、本発明に係る回転電機固定子において、分布巻各相コイルは、コイル素線として、1本の導体素線の両端を曲げて、単位コイル間隔と同じ間隔で配置されるようにしたセグメントコイルを複数個用い、単位コイル間隔で配置される2つのスロットの径方向に沿って整列して各セグメントコイルの両端のそれぞれを挿入し、1つのセグメントコイルの一方側の先端部と、これに隣接する他のセグメントコイルの他方側の先端部について、ステータコアから突き出た部分をステータコアの周方向に沿ってさらに相対的に折り曲げて相互の先端部を突きあわせて接続し、これを相互に隣接する複数のセグメントコイルについて順次繰り返して、複数巻の単位コイルを形成するセグメントコイル型各相コイルであり、同じスロットに挿入される複数のセグメントコイルについて、i番コイルのセグメントコイルと(i+1)番コイルのセグメントコイルは、そのスロットの径方向に沿って交互に配置されることが好ましい。 Moreover, in the rotating electrical machine stator according to the present invention, the distributed winding phase coils are arranged at the same interval as the unit coil interval by bending both ends of one conductor strand as a coil strand. Using a plurality of coils, aligning along the radial direction of two slots arranged at unit coil intervals, inserting each end of each segment coil, and inserting one end of one segment coil into this, About the tip part on the other side of the other adjacent segment coils, the part protruding from the stator core is further bent along the circumferential direction of the stator core and the mutual tip parts are butted and connected to each other. It is a segment coil type phase coil that repeats sequentially for a plurality of segment coils to form a multi-turn unit coil, and is inserted into the same slot The number of segment coil segment coils and segment coils of the i-th coil (i + 1) th coil is preferably arranged alternately in the radial direction of the slot.
また、本発明に係る回転電機固定子において、同じスロットに挿入されるi番コイルのセグメントコイルとこれに隣接する(i+1)番コイルのセグメントコイルは、そのスロット内において、相互に押し付ける方向となる付勢力を発生する曲率をそれぞれ有することが好ましい。 Further, in the rotating electrical machine stator according to the present invention, the segment coil of the i-th coil inserted into the same slot and the segment coil of the (i + 1) -th coil adjacent thereto are in a direction to press each other in the slot. It is preferable that each has a curvature that generates an urging force.
上記構成により、回転電機固定子は、ステータコアの周方向に予め定めた配置順序で単位コイルを2n個配置して分布巻各相巻線を形成する場合、分布巻各相巻線は、1番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのいずれも、2n番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのいずれもと、互いに異なるので、同じスロット内に配置される異なる単位コイルの間の電位差を、U相と中性点との間の電圧であるである相内電位差よりも小さくすることができる。 With the above configuration, when the rotating electrical machine stator forms a distributed winding phase winding by arranging 2n unit coils in a predetermined arrangement order in the circumferential direction of the stator core, the distributed winding phase winding is number 1 Since both of the two slots into which the coil strands of the coil are inserted are different from each other of the two slots into which the coil strands of the 2nth coil are inserted, different unit coils arranged in the same slot The potential difference between them can be made smaller than the in-phase potential difference, which is the voltage between the U phase and the neutral point.
上記構成により、回転電機固定子は、1番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つが、n番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つと同じであり、(n+1)番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つが、2n番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つと同じである。このような単位コイルの配置順序とすることで、同じスロット内に配置される異なる単位コイルの間の電位差を、U相と中性点との間の電圧である相内電位差の約半分とすることができる。 With the above configuration, in the rotating electrical machine stator, one of the two slots into which the coil element wire of the first coil is inserted is the same as one of the two slots into which the coil element wire of the nth coil is inserted. , One of the two slots into which the coil wire of the (n + 1) th coil is inserted is the same as one of the two slots into which the coil wire of the 2nth coil is inserted. By adopting such an arrangement order of the unit coils, the potential difference between different unit coils arranged in the same slot is made about half of the in-phase potential difference that is the voltage between the U phase and the neutral point. be able to.
また、回転電機固定子において、分布巻各相巻線は、i番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうちの他方側が、(i+1)番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうちの一方側と同じである。これによって、1つの単位コイルが巻き終わると、そのスロットから次の単位コイルを巻き始めることができる。これにより、渡り線が不要となり、巻線部分の体積が小さい小型の回転電機が可能となる。 Further, in the rotating electrical machine stator, the distributed winding of each phase winding is inserted with the coil wire of the (i + 1) -th coil on the other side of the two slots into which the coil wire of the i-th coil is inserted. Same as one of the two slots. Thus, when one unit coil has been wound, the next unit coil can be wound from the slot. This eliminates the need for crossover wires and enables a small rotating electrical machine having a small volume of the winding portion.
また、回転電機固定子において、分布巻各相コイルがセグメントコイルを複数個用いるセグメントコイル型各相コイルであり、同じスロットに挿入される複数のセグメントコイルについて、i番コイルのセグメントコイルと(i+1)番コイルのセグメントコイルは、そのスロットの径方向に沿って交互に配置される。そして、同じスロットに挿入されるi番コイルのセグメントコイルとこれに隣接する(i+1)番コイルのセグメントコイルは、そのスロット内において、相互に押し付ける方向となる付勢力を発生する曲率をそれぞれ有する。これによって、同じスロット内において、異なる単位コイルがお互いに支えあうので、セグメントコイルの向かい合う先端部がお互いに押し付け合う方向となり、先端部の溶接等の接続のための位置決めが容易になる。 Further, in the rotating electrical machine stator, each of the distributed winding phase coils is a segment coil type each phase coil using a plurality of segment coils, and the segment coils of the i-th coil are (i + 1) and the plurality of segment coils inserted into the same slot. The segment coils of the No. coil are alternately arranged along the radial direction of the slot. The segment coil of the i-th coil inserted into the same slot and the segment coil of the (i + 1) -th coil adjacent to the i-th coil have curvatures that generate an urging force in the direction in which they are pressed against each other. As a result, different unit coils support each other in the same slot, so that the front ends of the segment coils are pressed against each other, and positioning for connection such as welding of the front ends is facilitated.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、回転電機固定子として、3相同期型回転電機を説明するが、分布巻コイルを含む固定子であればよく、3相に限らない。また、以下では、固定子が48スロットを有し、各相巻線がそぞれ16の単位コイルで構成されるものとして説明するが、各相巻線を構成する単位コイルの数はこれ以外でもよく、それに応じたスロット数としてもよい。また、以下では、各単位コイルは、5つのセグメントコイルで構成されるものとして説明するが、勿論これは例示であって、これ以外のセグメントコイル数であっても構わない。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, a three-phase synchronous rotating electric machine will be described as the rotating electric machine stator, but any stator including a distributed winding coil may be used. In the following description, the stator has 48 slots, and each phase winding is composed of 16 unit coils. However, the number of unit coils constituting each phase winding is other than this. However, the number of slots may be set accordingly. In the following, each unit coil will be described as being composed of five segment coils. However, this is only an example, and other number of segment coils may be used.
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。 Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.
図1は、回転電機固定子10の様子を説明する斜視図である。この回転電機固定子10は、車両搭載用の3相回転電機に用いられる固定子で、この回転電機固定子10は、円環状の電磁鋼板を複数枚積層したステータコア12と、ステータコア12に巻回される3相巻線とで構成される。図1では、3相巻線のうちの1相分であるU相巻線20が配置される様子が示されている。スロット14は、ステータコア12の円環状の内周側に開口し、径方向に延び、周方向に複数個配置される溝で、ここに分布巻形式で各相巻線が配置される。図1では、スロット14がステータコア12の周方向に48個配置され、そのうちの16個にU相巻線20が配置されている。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a state of the rotating
図2は、回転電機固定子10に配置されるU相巻線20を抜き出して示す図である。U相巻線20は、導体線であるコイル素線をほぼ6角形に巻回された単位コイル21が16個組み合わされて構成される。図2でC1からC16と示してあるのは、16個の単位コイル21を区別するためのコイル番号で、U相巻線20の巻き始めが1番コイルである単位コイルC1で、巻き終わりが16番コイルである単位コイルC16である。
FIG. 2 is a diagram showing the U-phase winding 20 arranged on the rotating
図2から分かるように、単位コイルC1のすぐ隣に単位コイルC2が配置され、以下、C3,C4,C5・・・C14,C15と順次隣り合わせに配置され、円周方向に2周して、単位コイルC16となる。したがって、単位コイルC1と単位コイルC9とは1スロット分ずれているが一部重なり合い、同様に、コイル番号をiとして、i番コイルと(i+8)番コイルとは、1スロット分ずれているが一部重なり合うように配置される。 As can be seen from FIG. 2, the unit coil C2 is disposed immediately adjacent to the unit coil C1, and subsequently disposed adjacent to C3, C4, C5. The unit coil C16 is used. Accordingly, the unit coil C1 and the unit coil C9 are shifted by one slot but are partially overlapped. Similarly, the coil number is i and the i-th coil and the (i + 8) -th coil are shifted by one slot. Arranged so as to partially overlap.
図3は、U相巻線20の2周する配置のうち、1周目の8個の単位コイルの部分である前半部分22として、単位コイルC1からC8の巻回された様子を抜き出した図である。ここで示されるように、各単位コイル21は、コイル素線を同じ形状に5回巻回されて構成される。
FIG. 3 is a diagram in which unit coils C <b> 1 to C <b> 8 are wound as a
図4と図5は、図3の前半部分22と、その後に続く後半部分24について、単位コイル21のそれぞれが配置される順序を説明する模式図である。ここでは、ステータコア12の平面図とその外側に各単位コイル21の間の接続の様子が模式的に示されている。なお、ステータコア12の48個のスロット14について、説明に必要な範囲でこれらを区別するためのスロット番号が付されている。図4、図5のステータコア12に付されているスロット番号は、記載するスペースが少ないため、単に数字の1から48のみが示されているが、以下では、スロット番号をS1からS48とSの記号を付して説明する。なお、以下で説明するスロット番号の付し方は一例であって、勿論、他の付し方であっても構わない。なお、以下では、スロット14の符号14は、スロット番号と混同されることを避けるため、その表示を適宜省略した。同様に単位コイル21の符号21は、単位コイル番号と混同されることをさけるため、その表示を適宜省略した。
4 and 5 are schematic diagrams for explaining the order in which the unit coils 21 are arranged in the
分布巻の場合、予め定めたスロット間隔をまたいでコイル素線23が配置される。この予め定めたスロット間隔は、単位コイル21の6角形の外形を規定することになるので、これを単位コイル間隔26と呼ぶことにする。図4、図5の例では、単位コイル間隔26は、6スロット間隔となっている。すなわち、コイル素線23が単位コイル間隔26である6スロット間隔分だけまたいで、5回巻回されることで、1つの単位コイル21が形成される。
In the case of distributed winding, the
単位コイルC1は、U相巻線20の巻き始めの単位コイルである。U相巻線20の巻き始めは、回転電機の動力線に接続されるので、図4では、IN(動力線)として、U相巻線20の巻き始めを示してある。巻き始めの単位コイルC1は、スロットS4とスロットS10との間に渡ってコイル素線23が5回巻回される。図4のIN(動力線)に接続される巻き始めは、スロットS4のステータコア12の外周側である。図4の紙面の表側をステータコア12の表側、図4の紙面の裏側をステータコア12の裏側とすると、コイル素線23は、単位コイルC1の巻き始めのINとして示されるスロットS4の位置からステータコア12の裏側に下がり、ステータコア12の裏側において、スロットS4からスロットS10に単位コイル間隔26だけ渡る。
Unit coil C <b> 1 is a unit coil at the beginning of winding of U-phase winding 20. Since the winding start of the U-phase winding 20 is connected to the power line of the rotating electrical machine, FIG. 4 shows the winding start of the U-phase winding 20 as IN (power line). In the winding start unit coil C1, the
そして、スロットS10でステータコア12の裏側から表側に上がり、ステータコア12の表側において、スロットS10からスロットS4に単位コイル間隔26だけ渡る。スロットS4では、再び、ステータコア12の表側から裏側に下がる。そして、ステータコア12の裏側において、先ほどのスロットS4からスロットS10に渡ったコイル素線23と重ならないように、ステータコア12の内周側に位置をずらして、スロットS4からスロットS10へ、単位コイル間隔26だけ渡る。
Then, the slot S10 rises from the back side of the
スロットS10では、再び、ステータコア12の裏側から表側に上がる。そして、ステータコア12の表側において、先ほどのスロットS10からスロットS4に渡ったコイル素線23と重ならないように、ステータコア12の内周側に位置をずらして、スロットS10からスロットS4へ、単位コイル間隔26だけ渡る。
In the slot S10, it rises again from the back side of the
これを繰り返して、コイル素線23をスロットS4とスロットS10の間で5回巻回して、単位コイルC1の形成は終るが、その単位コイルC1の巻き終わりは、ステータコア12の最内周側で、裏側である。そして、コイル素線23は、ステータコア12の最内周側をスロットS4からスロットS10へ単位コイル間隔だけ渡り、スロットS10を上がり、ステータコア12の表側に出て単位コイルC2の巻き始めとなる。このようにして、単位コイルC1と単位コイルC2とが隣接して接続される。なお、図4では、単位コイル間の接続が分かりやすいように、コイル巻線23の巻き方の方向を丸印の中に黒点マークとXマークとで示してある。黒点マークは、コイル巻線23がステータコア12の表側から裏側へ出る場合、Xマークは、コイル巻線23がステータコア12の裏側から表側へ出る場合をそれぞれ示す。
By repeating this, the
単位コイルC2は、この巻き始めからステータコア12の表側において、スロットS10からスロットS16に単位コイル間隔26だけ渡る。このように単位コイルC1から単位コイルC2に移るときに一旦ステータコア12の表側に出るのは、後述するように単位コイル21が複数のセグメントコイルをコイル素線23として用い、隣接するセグメントコイルの接続をステータコア12の表側において行うものとするからである。
The unit coil C2 extends from the slot S10 to the slot S16 by the
単位コイルC2においてスロットS16に渡った後は、スロットS16でステータコア12の表側から裏側に下がり、ステータコア12の裏側において、スロットS16からスロットS10に単位コイル間隔26だけ渡る。スロットS10では、再び、ステータコア12の裏側から表側に上がる。そして、ステータコア12の表側において、先ほどのスロットS10からスロットS16に渡ったコイル素線23と重ならないように、ステータコア12の外周側に位置をずらして、スロットS10からスロットS16へ、単位コイル間隔26だけ渡る。
After crossing the slot S16 in the unit coil C2, the unit coil C2 descends from the front side to the back side of the
スロットS16では、再び、ステータコア12の表側から裏側に下がる。そして、ステータコア12の裏側において、先ほどのスロットS16からスロットS10に渡ったコイル素線23と重ならないように、ステータコア12の外周側に位置をずらして、スロットS16からスロットS10へ、単位コイル間隔26だけ渡る。
In the slot S16, the
これを繰り返して、コイル素線23をスロットS10とスロットS16の間で5回巻回して、単位コイルC2の形成は終るが、その単位コイルC2の巻き終わりは、スロットS16において、ステータコア12の最外周側で、裏側である。そして、コイル素線23は、ステータコア12の最外周側をスロットS16からスロットS22へ単位コイル間隔だけ渡り、スロットS22を上がり、ステータコア12の表側に出て単位コイルC3の巻き始めとなる。このようにして、単位コイルC2と単位コイルC3とが隣接して接続される。
By repeating this, the
このように、単位コイルC1はステータコア12の外周側から内周側に向かってコイル素線23を5回巻回し、単位コイルC1と単位コイルC2の接続は、ステータコア12の最内周側の裏側でコイル素線23をスロットS4からスロットS10に渡ることで行われる。そして、単位コイルC2はステータコア12の内周側から外周側に向かってコイル素線23を5回巻回し、単位コイルC2と単位コイルC3の接続は、ステータコア12の最外周側の裏側でコイル素線23をスロットS16からスロットS22に渡ることで行われる。
Thus, the unit coil C1 winds the
以後、同様な巻回を単位コイルC3から単位コイルC8まで繰り返すと、単位コイルC8の巻き終わりがステータコア12の最外周側でスロットS46から表側に出たところとなって、図4で示すようにU相巻線20の前半部分22が終了する。
Thereafter, when the same winding is repeated from the unit coil C3 to the unit coil C8, the winding end of the unit coil C8 comes to the front side from the slot S46 on the outermost peripheral side of the
図5は、U相巻線20の後半部分24の巻回の順序を示す図である。ここでは、図4で説明した単位コイルC8の巻き終わりが単位コイルC9の巻き始めとなる。 FIG. 5 is a diagram showing the winding order of the latter half portion 24 of the U-phase winding 20. Here, the winding end of the unit coil C8 described in FIG. 4 is the winding start of the unit coil C9.
単位コイルC9は、単位コイルC1から1スロット分ずれて、スロットS3とスロットS9との間に渡ってコイル素線23が5回巻回される。上記のように、単位コイルC8の巻き終わりがステータコア12の最外周側でスロットS46から表側に出たところであるので、そこからスロットS3でステータコア12の表側から裏側に下がるとことから、単位コイルC9が始まる。そして、ステータコア12の裏側において、スロットS3からスロットS9に単位コイル間隔26だけ渡る。
The unit coil C9 is shifted by one slot from the unit coil C1, and the
そして、スロットS9でステータコア12の裏側から表側に上がり、ステータコア12の表側において、スロットS9からスロットS3に単位コイル間隔26だけ渡る。スロットS3では、再び、ステータコア12の表側から裏側に下がる。そして、ステータコア12の裏側において、先ほどのスロットS3からスロットS9に渡ったコイル素線23と重ならないように、ステータコア12の内周側に位置をずらして、スロットS3からスロットS9へ、単位コイル間隔26だけ渡る。
In the slot S9, the
スロットS9では、再び、ステータコア12の裏側から表側に上がる。そして、ステータコア12の表側において、先ほどのスロットS9からスロットS3に渡ったコイル素線23と重ならないように、ステータコア12の内周側に位置をずらして、スロットS9からスロットS3へ、単位コイル間隔26だけ渡る。
In the slot S9, it again rises from the back side of the
これを繰り返して、コイル素線23についてスロットS3とスロットS9の間で5回巻回して、単位コイルC9の形成は終るが、その単位コイルC9の巻き終わりは、ステータコア12の最内周側で、裏側である。そして、コイル素線23は、ステータコア12の最内周側をスロットS3からスロットS9へ単位コイル間隔だけ渡り、スロットS9を上がり、ステータコア12の表側に出て単位コイルC10の巻き始めとなる。このようにして、単位コイルC9と単位コイルC10とが隣接して接続される。
By repeating this, the
以後、図4で説明したのと同様な手順を、1スロット分ずらして行い、同様な巻回を単位コイルC10から単位コイルC16まで繰り返すと、単位コイルC16の巻き終わりがステータコア12の最外周側でスロットS45から表側に出たところとなる。これがU相巻線20の巻き終わりで、回転電機の中性点に接続される。図5では、この単位コイルC16の巻き終わりが、OUT(中性点)として示されている。
Thereafter, the same procedure as described with reference to FIG. 4 is performed by shifting by one slot, and when the same winding is repeated from the unit coil C10 to the unit coil C16, the winding end of the unit coil C16 is the outermost peripheral side of the
図6は、図4、図5で説明した巻回順序の全体を模式的に説明する図である。ここでは、各単位コイルがどのスロットの間に渡って巻回されるかが示されている。ここで示されるように、単位コイルC1はスロットS4とスロットS10の間に巻回され、単位コイルC2はスロットS10とスロットS16の間に巻回され、単位コイルC3はスロットS16とスロットS22の間に巻回され、単位コイルC4はスロットS22とスロットS28の間に巻回され、これを繰り返して、単位コイルC15はスロットS39とスロットS45の間に巻回され、単位コイルC16はスロットS45とスロットS3の間に巻回される
。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the entire winding sequence described in FIGS. 4 and 5. Here, it is shown between which slot each unit coil is wound. As shown here, the unit coil C1 is wound between the slot S4 and the slot S10, the unit coil C2 is wound between the slot S10 and the slot S16, and the unit coil C3 is between the slot S16 and the slot S22. The unit coil C4 is wound between the slot S22 and the slot S28, and the unit coil C15 is wound between the slot S39 and the slot S45. The unit coil C16 is wound between the slot S45 and the slot S45. Wound during S3.
したがって、コイル番号をiとして、i番コイルのコイル素線23が挿入される2つのスロットのうちの他方側が、(i+1)番コイルのコイル素線23が挿入される2つのスロットのうちの一方側と同じである。
Accordingly, assuming that the coil number is i, the other side of the two slots into which the
ここで、U相巻線20の巻き始めの単位コイルC1と巻き終わりの単位コイルC16が挿入されるスロットに注目すると、単位コイルC1のコイル素線23が挿入される2つのスロットは、S4とS10であり、単位コイルC16のコイル素線23が挿入される2つのスロットは、S3とS9であり、いずれも互いに異なるスロットとなっている。
Here, paying attention to the slot into which the unit coil C1 at the beginning of winding and the unit coil C16 at the end of winding of the U-phase winding 20 are inserted, the two slots into which the
また、単位コイル21の総数を2nとして、巻き始めの1番コイルのコイル素線23が挿入される2つのスロットのうち1つが、n番コイルのコイル素線23が挿入される2つのスロットのうち1つと同じであり、(n+1)番コイルのコイル素線23が挿入される2つのスロットのうち1つが、2n番コイルのコイル素線23が挿入される2つのスロットのうち1つと同じである。
Also, assuming that the total number of unit coils 21 is 2n, one of the two slots into which the
上記では、2n=16として、単位コイルC1のコイル素線23が挿入される2つのスロットのうち1つであるスロットS4が、n番コイルである単位コイルC8のコイル素線23が挿入される2つのスロットのうち1つと同じであり、(n+1)番コイルである単位コイルC9のコイル素線23が挿入される2つのスロットのうち1つであるスロットS3が、2n番コイルである単位コイルC16のコイル素線23が挿入される2つのスロットのうち1つと同じである。
In the above, assuming that 2n = 16, one of the two slots into which the
図7は、上記構成の作用を説明する図である。ここでは、3相回転電機の各相巻線がY結線された場合の様子が示されている。上記構成では、U相巻線20の巻き始めである単位コイルC1と、巻き終わりである単位コイルC16の間に図示されていない駆動回路からの相内電位差が印加される。例えば、U−V相間電位差が600Vの高電圧高電力駆動の回転電機である場合、U相と中性点との間の電位差である相内電位差は400Vとなるが、この400Vが単位コイルC1と単位コイルC16の間に印加されることになる。 FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the above configuration. Here, a state in which each phase winding of the three-phase rotating electrical machine is Y-connected is shown. In the above configuration, an in-phase potential difference from a drive circuit (not shown) is applied between the unit coil C1 that is the start of winding of the U-phase winding 20 and the unit coil C16 that is the end of winding. For example, in the case of a rotating electric machine driven at a high voltage and high power with a U-V phase potential difference of 600 V, the in-phase potential difference, which is the potential difference between the U phase and the neutral point, is 400 V, and this 400 V is the unit coil C1. And the unit coil C16.
上記のように、単位コイルC1についてみると、それが巻回されるのはスロットS4とスロットS10である。スロットS4には単位コイルC1と共に単位コイルC8が配置される。スロットS10には、単位コイルC1と単位コイルC2とが配置される。単位コイルC1と単位コイルC2とは隣合わせの単位コイルであるので、スロットS10における2つの単位コイルの間の電位差は小さい。スロットS4に配置される単位コイルC1と単位コイルC8の間の電位差は、単位コイルC8がU相巻線20の巻き始めと巻き終わりのほぼ中間であるので、相内電位差の約半分である。上記の例で約200Vである。 As described above, the unit coil C1 is wound in the slot S4 and the slot S10. A unit coil C8 is disposed in the slot S4 together with the unit coil C1. A unit coil C1 and a unit coil C2 are arranged in the slot S10. Since the unit coil C1 and the unit coil C2 are adjacent unit coils, the potential difference between the two unit coils in the slot S10 is small. The potential difference between the unit coil C1 and the unit coil C8 arranged in the slot S4 is about half of the in-phase potential difference because the unit coil C8 is approximately halfway between the start and end of winding of the U-phase winding 20. In the above example, it is about 200V.
また、単位コイルC16についてみると、それが巻回されるのはスロットS45とスロットS3である。スロットS3には単位コイルC16と共に単位コイルC9が配置される。スロットS45には、単位コイルC16と単位コイルC15とが配置される。単位コイルC16と単位コイルC15とは隣合わせの単位コイルであるので、スロットS45における2つの単位コイルの間の電位差は小さい。スロットS3に配置される単位コイルC16と単位コイルC9の間の電位差は、単位コイルC9がU相巻線20の巻き始めと巻き終わりのほぼ中間であるので、相内電位差の約半分である。上記の例で約200Vである。 Further, regarding the unit coil C16, it is the slots S45 and S3 that are wound. A unit coil C9 is disposed in the slot S3 together with the unit coil C16. A unit coil C16 and a unit coil C15 are arranged in the slot S45. Since the unit coil C16 and the unit coil C15 are adjacent unit coils, the potential difference between the two unit coils in the slot S45 is small. The potential difference between the unit coil C16 and the unit coil C9 arranged in the slot S3 is about half of the in-phase potential difference because the unit coil C9 is approximately halfway between the start and end of winding of the U-phase winding 20. In the above example, it is about 200V.
このように、上記構成によれば、U相巻線20が巻回される各スロットに配置される2つの異なる単位コイルの間の電位差は、最大で相内電位差の約半分に抑制される。 Thus, according to the above configuration, the potential difference between two different unit coils arranged in each slot around which the U-phase winding 20 is wound is suppressed to about half of the in-phase potential difference at the maximum.
上記作用は、従来技術の分布巻の単位コイルの配置方法と比較することでさらに明確になる。図8から図12は、従来技術の分布巻の様子を説明する図である。 The above operation is further clarified by comparing with the arrangement method of the unit coil of the distributed winding of the prior art. 8 to 12 are diagrams for explaining the state of distributed winding in the prior art.
図8は、図2に対応する図で、回転電機固定子10に配置される従来技術によるU相巻線30を抜き出して示す図である。図9は、図8におけるU相巻線30の2周する配置のうち後半部分34である2周目の8個の単位コイル21を抜き出した図である。U相巻線30は、ここでは特に符号を付していない前半部分32と、この後半部分34とで構成される。なお、ステータコア12のスロット14の総数、U相巻線30を構成する単位コイル21の総数を16、各単位コイル21を構成する巻回数をそれぞれ5回として、図2から図6で説明した構成と同じとしてある。
FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 2, in which a U-phase winding 30 according to the prior art disposed in the rotating
従来技術の分布巻では、U相巻線30の前半部分32と後半部分34とで、電流の流れる方向を対称とするために、前半部分32を構成する8個の単位コイル21と後半部分34を構成する8個の単位コイル21が、互いに交互に配置され、また、巻き方向が互いに逆向きとされる。
In the distributed winding according to the prior art, the eight unit coils 21 and the
そのために、例えば前半部分32については、図8に示されるように、単位コイルC1と単位コイルC5とが互いに1スロット分ずらして配置され、同様に単位コイルC2と単位コイルC6とについても、単位コイルC3と単位コイルC7についても、単位コイルC4と単位コイルC8とについても、それぞれ互いに1スロット分ずらして配置される。また、図8に示されるように、単位コイル21の番号の配置順序は、前半部分32の単位コイルC1からC8までが紙面に向かって反時計方向に回るのに対し、後半部分34の単位コイルC9からC16までは、図9に示されるように時計方向に回る。これによって電流の流れる向きを対称としてある。
Therefore, for example, in the
そして、図9の後半部分34について述べると、単位コイルC9,C13と単位コイルC12,C16との間は、前半部分の単位コイルC1,C5が配置されるように、単位コイル間隔26だけ離間される。同様に、単位コイルC12,C16と単位コイルC11,C15との間、単位コイルC11,C15と単位コイルC10,C14との間、単位コイルC10,C14と単位コイルC9,C13との間も単位コイル間隔26だけ離間される。このように次の単位コイル21との間が単位コイル間隔26だけ離間されるために、その間が渡り線36と呼ばれる接続線で接続される。
9, the unit coils C9 and C13 and the unit coils C12 and C16 are separated by a
図9における各渡り線36は、そのところに前半部分32の単位コイル21が配置されるので、その単位コイル21の配置を避けて設けられる。また、前半部分32にも同様に渡り線36が設けられ、さらに、ここでは説明しないV相巻線、W相巻線においても同様に渡り線36が設けられる。このように多数の渡り線36が各単位コイル21を避けて配置されるので、回転電機固定子10の巻線部分の体積が大きくなる。これに対し、図2、図3の構成では渡り線が不要であるので、回転電機固定子10の巻線部分の体積をより小さくでき、小型の回転電機固定子とすることができる。
Each
図10は、従来技術のU相巻線30を構成する16個の単位コイルが、ステータコア12のどのスロットに巻回されるかの様子を説明する模式図である。この図は、ステータコア12の平面図で、図4、図5と同様に、ステータコア12のスロットには、スロット番号を示す数字のみが示されている。ステータコア12の外側に、各単位コイルの巻回される様子がスロット番号と、そのスロットにおいて巻線が表側から裏側に下がって行くか、裏側から表側に上がって来るかが示されている。
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the state in which the 16 unit coils constituting the U-phase winding 30 of the prior art are wound in which slot of the
例えば、単位コイルC1は、スロットS4とスロットS10の間に巻回される。そして、スロットS4ではコイル素線23がステータコアの表側から裏側に下がり、スロットS10ではコイル素線23がステータコアの裏側から表側に下がる。同様に、単位コイルC2は、スロットS40とスロットS46の間に巻回される。そして、スロットS40ではコイル素線23がステータコアの表側から裏側に下がり、スロットS46ではコイル素線23がステータコアの裏側から表側に下がる。ここで、単位コイルC1と単位コイルC2との間は渡り線36で接続されるのであるが、図10では渡り線36は図示を省略してある。以下、他の単位コイルについても同様な表記法で巻回の様子が示されている。
For example, the unit coil C1 is wound between the slot S4 and the slot S10. In the slot S4, the
図10に示されるように、単位コイルC1は、単位コイルC13と単位コイルC16の間に配置される。すなわち、単位コイルC1のコイル素線23が挿入される2つのスロットS4とS10について、スロットS4には、単位コイルC16のコイル素線23も挿入され、スロットS10には、単位コイルC13のコイル素線23も挿入される。
As shown in FIG. 10, the unit coil C1 is disposed between the unit coil C13 and the unit coil C16. That is, for the two slots S4 and S10 into which the
図11は、図10で説明した従来技術のU相巻線30の巻回順序の全体を模式的に説明する図である。ここでは、図4と同様に、各単位コイルがどのスロットの間に渡って巻回されるかが示されている。ここで示されるように、INとして示される巻き始めの単位コイルC1は、スロットS10とスロットS4の間に巻回され、単位コイルC2は、単位コイルC1から渡り線36を用いて単位コイルC16と単位コイルC15の間に配置されるように、スロットS46とスロットS40の間に巻回される。単位コイルC3は、渡り線36を用いて単位コイルC15と単位コイルC14の間に配置されるように、スロットS34とスロットS28の間に巻回される。
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating the entire winding order of the U-phase winding 30 of the prior art described in FIG. Here, as in FIG. 4, it is shown between which slot each unit coil is wound. As shown here, the winding start unit coil C1 indicated as IN is wound between the slot S10 and the slot S4, and the unit coil C2 is connected to the unit coil C16 from the unit coil C1 by using the
以下、図11に示されるように、単位コイルC4から単位コイルC16まで、渡り線36を用いて、予め定められた配置順序で、順次巻回が行われる。単位コイルC16は、単位コイルC15から渡り線36を用いて単位コイルC2と単位コイルC1の間に配置されるように、スロットS46とスロットS4の間に巻回される。単位コイルC16の最後が、巻き終わりで、OUTとして示される。
Hereinafter, as shown in FIG. 11, winding is performed sequentially from the unit coil C <b> 4 to the unit coil C <b> 16 in the predetermined arrangement order using the
このように、従来技術の分布巻においては、U相巻線30の巻き始めである単位コイルC1がスロットS10とスロットS4の間に巻回され、巻き終わりである単位コイルC16がスロットS46とスロットS4との間に巻回される。つまり、スロットS4には、U相巻き始めの単位コイルC1と巻き終わりの単位コイルC16が共に配置されることになる。 Thus, in the distributed winding of the prior art, the unit coil C1 which is the start of winding of the U-phase winding 30 is wound between the slot S10 and the slot S4, and the unit coil C16 which is the end of winding is the slot S46 and the slot. It is wound between S4. That is, the unit coil C1 at the beginning of U-phase winding and the unit coil C16 at the end of winding are arranged in the slot S4.
その様子を図7に対応する図12に示す。図12に示すように、スロットS4に配置される単位コイルC1と単位コイルC16の間の電位差は、U相と中性点との間の電位差である相内電位差となる。このように、従来技術の分布巻の構成では、同じスロットに配置される異なる単位コイルの間の電位差が相内電位差と同じとなる。これに対し図2から図6で説明した構成では、図7で説明したように、同じスロットに配置される異なる単位コイルの間の電位差は最大で相内電位差の半分に抑制される。 This is shown in FIG. 12 corresponding to FIG. As shown in FIG. 12, the potential difference between the unit coil C1 and the unit coil C16 arranged in the slot S4 is an in-phase potential difference that is a potential difference between the U phase and the neutral point. Thus, in the configuration of the distributed winding of the prior art, the potential difference between different unit coils arranged in the same slot is the same as the in-phase potential difference. On the other hand, in the configuration described with reference to FIGS. 2 to 6, as described with reference to FIG. 7, the potential difference between different unit coils arranged in the same slot is suppressed to half of the intra-phase potential difference at the maximum.
次に、図4、図5の構成の各単位コイル21におけるコイル素線23の巻回について説明する。回転電機固定子10において、スロットの数が少ない場合には、分布巻方式による各相巻線を、連続した導体線を用いて予め定めた配置順序で所定のスロットに順次巻回するものとしてもよい。しかし、スロットの数が多くなると、連続した導体線を所定のスロットに順次巻回することが困難になることが生じる。そのような場合には、コイル素線23として、セグメントコイルが用いられる。
Next, winding of the
セグメントコイルとは、1本の導体素線の両端を曲げて、単位コイル間隔26と同じ間隔で配置されるようにした部材である。セグメントコイルを用いて各相巻線を形成する様子を図13、図14を用いて説明する。図13、図14は、図4で説明した単位コイルC2の周辺についての回転電機固定子10の上面図、断面図、上面図で示すA−A線に沿った側面断面図である。ここでは、単位コイルC2が巻回されるスロットS10とスロットS16が示され、単位コイルC2の5回の巻回に対応して、5本のセグメントコイル50がステータコア12の内周側から外周側に向かって配置される様子が示されている。
The segment coil is a member that is arranged at the same interval as the
図13は、セグメントコイル50として、1本の導体素線の両端を曲げて、単位コイル間隔26と同じ間隔で配置されるようにU字形状とされたものを5本用い、単位コイル間隔26で配置される2つのスロットの径方向に沿って整列させて、各セグメントコイル50の両端のそれぞれを挿入した様子が示されている。すなわち、U字形状のセグメントコイル50の両端がそれぞれスロットS10とスロットS16に挿入される。そして、5本のセグメントコイル50は、スロットS10とスロットS16において、ステータコア12の径方向に沿って整列配置される。
In FIG. 13, as the
スロットS10とスロットS16は、単位コイルC2が巻回される2つのスロットで、その間隔は、単位コイル間隔26である。そして、図4から図6で説明したように、スロットS10には、単位コイルC2と単位コイルC1とが配置され、スロットS16には、単位コイルC2と単位コイルC3とが配置される。
The slot S10 and the slot S16 are two slots around which the unit coil C2 is wound, and the interval is a
これに対応して、スロットS10には、単位コイルC2のためのセグメントコイル50の両端の一方側と、単位コイルC1のためのセグメントコイル52の両端の他方側が配置される。その配置は、スロットS10の径方向に沿って、セグメントコイル50とセグメントコイル52が交互になるように行われる。同様に、スロットS16には、単位コイルC2のためのセグメントコイル50の両端の他方側と、単位コイルC3のためのセグメントコイル54の両端の一方側が配置される。この配置も、スロットS16の径方向に沿って、セグメントコイル50とセグメントコイル52が交互になるように行われる。
Correspondingly, in slot S10, one side of both ends of
なお、セグメントコイル50,52,54のステータコア12の径方向に沿った整列配置は、配置の繰り返し性を考えると、図13に示されるように、ステータコア12の内周外形線に平行な整列配置よりも、内周外形線に対しやや傾けた整列配置が取られる。
Note that the arrangement of the segment coils 50, 52, and 54 along the radial direction of the
図14は、5本のセグメントコイル50を相互に接続して、連続した巻線として、5回巻回された1つの単位コイルC2を形成する様子を示す図である。ここでは、1つのセグメントコイル50の一方側の先端部と、これに隣接する他のセグメントコイル50の他方側の先端部について、ステータコア12から突き出た部分をステータコア12の周方向に沿ってさらに相対的に折り曲げて相互の先端部を突きあわせて接続される。
FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which five segment coils 50 are connected to each other to form one unit coil C2 wound five times as a continuous winding. Here, with respect to the one end portion of one
具体的には、図14の上面図において、ステータコア12の内周側から外周側に向かって、つまりスロットS10,S16が開口する側からスロットS10,S16が閉じている側に向かって、5本のセグメントコイル50のそれぞれについて、その両端のうちの一方側、つまり、当初はスロットS10に挿入されてステータコア12の表側に突き出している一方側62が、ステータコア12の周方向に沿ってスロットS16の側の方に折り曲げられる。また、その同じセグメントコイル50の両端のうちの他方側、つまり、当初はスロットS16に挿入されてステータコア12の表側に突き出している他方側64が、ステータコア12の周方向に沿ってスロットS10の側の方に折り曲げられる。
Specifically, in the top view of FIG. 14, five
このようにして、5本のセグメントコイル50の両端について、ステータコア12から突き出た部分をステータコア12の周方向に沿って相対的に折り曲げて、その折り曲げた一方側62と他方側64とを向かい合わせる。この状態では、各セグメントコイル50は、それぞれがほぼ6角形の外形形状となって、互いに離間したままである。これを相互に接続して1つの5回巻回された単位コイルC2とするには、1つのセグメントコイル50の一方側62の先端部66と、これに隣接するセグメントコイル50の他方側64の先端部68とを向かい合わせて接続する必要がある。
In this way, at both ends of the five segment coils 50, the portions protruding from the
各セグメントコイル50は、スロットの中では単に径方向に順次配列されているだけであるから、1つのセグメントコイル50とこれに隣接するセグメントコイル50の間の配置関係はそのままでは定まらない。つまり、1つのセグメントコイル50の一方側62の先端部66と、これに隣接するセグメントコイル50の他方側64の先端部68との間の位置決めは、このままでは定まらない。
Since the segment coils 50 are simply arranged sequentially in the radial direction in the slot, the arrangement relationship between one
そこで、図14に示されるように、各セグメントコイル50のステータコア12の周方向に沿って折り曲げた一方側62については、さらにステータコア12の径方向に沿って外周側に斜め曲げし、折り曲げたステータコア12の周方向に沿って折り曲げた他方側64については、さらにステータコア12の径方向に沿って内周側に斜め曲げする。
Therefore, as shown in FIG. 14, the one
斜め折り曲げの大きさは、図14に示されるように、1つのセグメントコイル50の一方側62の先端部66と、これに隣接するセグメントコイル50の他方側64の先端部68とが、ちょうど向かい合って重ね合わされるようにする。具体的には、先端部66と先端部68が互いに接触するようにする。この先端部66と先端部68が向かい合って重ね合わされる位置が、隣接するセグメントコイル50の間の接続位置になる。接続位置は、図14に示されるように、スロットS10とスロットS16の中間位置で、ステータコア12の径方向に沿って5つ形成される。そして、斜め折り曲げの大きさは、この5つの接続位置の間の間隔が同じになるように設定される。
As shown in FIG. 14, the angle of bending is such that the
例えば、スロットの径方向に沿った溝深さをLとすると、5本のセグメントコイル50を均等間隔で配置するには、その間隔はL/5を目標とすることができる。したがって、斜め折り曲げの大きさは、L/10を基準として、セグメントコイル50の厚さを考慮して補正した値に設定することができる。このように斜め折り曲げすることで、各セグメントコイル50の両端の先端部66,68を当初位置からオフセットさせ、各接続位置の間隔70を広く確保することができる。
For example, when the groove depth along the radial direction of the slot is L, in order to arrange the five segment coils 50 at equal intervals, the interval can be set to L / 5. Therefore, the magnitude of the oblique bending can be set to a value corrected in consideration of the thickness of the
各接続位置は、溶接手段等の適当な接続手段において接続が行われる。これによって、5本のセグメントコイル50において隣接するセグメントコイル50が互いに順次接続され、全体として連続して5回巻回された単位コイルC2が形成される。 Each connection position is connected by an appropriate connection means such as a welding means. As a result, the adjacent segment coils 50 in the five segment coils 50 are sequentially connected to each other to form a unit coil C2 wound continuously five times as a whole.
上記のように、スロットS10には、単位コイルC1の5本のセグメントコイル52の両端のうちの他方側と、単位コイルC2の5本のセグメントコイル50の両端のうちの一方端とが配置される。また、スロットS16には、単位コイルC2の5本のセグメントコイル50の両端のうちの他方側と、単位コイルC3の5本のセグメントコイル54の両端のうちの一方端とが配置される。ここで、図14のA−A線に沿った断面側面図に示されるように、 同じスロットに挿入されるi番コイルのセグメントコイルとこれに隣接する(i+1)番コイルのセグメントコイルは、そのスロット内において、相互に押し付ける方向となる付勢力を発生する曲率をそれぞれ有する。 As described above, the other side of both ends of the five segment coils 52 of the unit coil C1 and one end of both ends of the five segment coils 50 of the unit coil C2 are arranged in the slot S10. The In the slot S16, the other side of both ends of the five segment coils 50 of the unit coil C2 and one end of both ends of the five segment coils 54 of the unit coil C3 are arranged. Here, as shown in the sectional side view along the line AA in FIG. 14, the segment coil of the i-th coil inserted into the same slot and the segment coil of the (i + 1) -th coil adjacent thereto are Within the slot, each has a curvature that generates an urging force in a direction of pressing each other.
図14のスロットS16について説明すると、単位コイルC2を構成するセグメントコイル50は、スロットS13内において、ステータコア12の外周側に向かって膨らむ曲率を有する曲げ形状72を有する。また、単位コイルC3を構成するセグメントコイル54は、スロットS13内において、ステータコア12の内周側に向かって膨らむ曲率を有する曲げ形状74を有する。
Referring to the slot S16 of FIG. 14, the
曲率の大きさは、曲げ形状72と曲げ形状74が付勢力を発生する程度に接触状態となるように設定される。これによって、同じスロット内において、異なる単位コイル21がお互いに支えあうので、セグメントコイルの向かい合う先端部がお互いに押し付け合う方向となり、先端部の溶接のための位置決めが容易になる。
The magnitude of the curvature is set so that the
本発明に係る回転電機固定子は、布巻各相巻線を含む回転電機固定子に利用できる。 The rotating electrical machine stator according to the present invention can be used for a rotating electrical machine stator including cloth winding phase windings.
10 回転電機固定子、12 ステータコア、14 スロット、20,30 U相巻線、21 単位コイル、22,32 前半部分、23 コイル素線、24,34 後半部分、26 単位コイル間隔、36 渡り線、50,52,54 セグメントコイル、59,66,68 先端部、62,69 一方側、64 他方側、70 接続位置の間隔、72,74 曲げ形状。 10 rotating electric machine stator, 12 stator core, 14 slots, 20, 30 U-phase winding, 21 unit coil, 22, 32 first half part, 23 coil strand, 24, 34 second half part, 26 unit coil interval, 36 crossover wire, 50, 52, 54 Segment coil, 59, 66, 68 Tip, 62, 69 One side, 64 The other side, 70 Connection position spacing, 72, 74 Bending shape.
Claims (4)
予め定めたスロット間隔を単位コイル間隔として、単位コイル間隔でコイル素線を巻回して形成されるコイルを単位コイルとして、ステータコアの周方向に予め定めた配置順序で単位コイルを2n個配置して形成される分布巻各相巻線と、
を含み、
分布巻各相巻線は、
巻き始めの単位コイルを1番コイルとし、巻き終わりの単位コイルを2n番コイルとして、1番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのいずれも、2n番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのいずれもと、互いに異なり、1番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つが、n番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つと同じであり、(n+1)番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つが、2n番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうち1つと同じであることを特徴とする回転電機固定子。 A stator core disposed along the circumferential direction, each having a plurality of slots extending in the radial direction;
2n unit coils are arranged in a predetermined arrangement order in the circumferential direction of the stator core, with a predetermined slot interval as a unit coil interval and a coil formed by winding a coil wire at a unit coil interval as a unit coil. Each of the distributed windings formed,
Including
Distributed winding each phase winding
The unit coil at the beginning of winding is the 1st coil, the unit coil at the end of winding is the 2nth coil, and the coil wire of the 2nth coil is inserted into each of the two slots into which the coil wire of the 1st coil is inserted. any original two slots that, unlike one another, one of the two slots in which the coil wire of No. 1 coil is inserted, one of the two slots in which the coil wire of the n-th coil is inserted are the same, (n + 1) th one of the two slots in which the coil wire of the coil is inserted, wherein one same der Rukoto of the two slots in which the coil wire of 2n-th coil is inserted Rotating electric machine stator.
分布巻各相巻線は、
i番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうちの他方側が、(i+1)番コイルのコイル素線が挿入される2つのスロットのうちの一方側と同じであることを特徴とする回転電機固定子。 In the rotating electrical machine stator according to claim 1,
Distributed winding each phase winding
The other side of the two slots into which the coil wire of the i-th coil is inserted is the same as one side of the two slots into which the coil wire of the (i + 1) -th coil is inserted. Rotating electric machine stator.
分布巻各相コイルは、
コイル素線として、1本の導体素線の両端を曲げて、単位コイル間隔と同じ間隔で配置されるようにしたセグメントコイルを複数個用い、単位コイル間隔で配置される2つのスロットの径方向に沿って整列して各セグメントコイルの両端のそれぞれを挿入し、1つのセグメントコイルの一方側の先端部と、これに隣接する他のセグメントコイルの他方側の先端部について、ステータコアから突き出た部分をステータコアの周方向に沿ってさらに相対的に折り曲げて相互の先端部を突きあわせて接続し、これを相互に隣接する複数のセグメントコイルについて順次繰り返して、複数巻の単位コイルを形成するセグメントコイル型各相コイルであり、
同じスロットに挿入される複数のセグメントコイルについて、i番コイルのセグメントコイルと(i+1)番コイルのセグメントコイルは、そのスロットの径方向に沿って交互に配置されることを特徴とする回転電機固定子。 The rotating electrical machine stator according to claim 2,
Distributed winding each phase coil
As a coil wire, a plurality of segment coils which are bent at both ends of one conductor wire and arranged at the same interval as the unit coil interval, and the radial direction of two slots arranged at the unit coil interval are used. A portion protruding from the stator core with respect to one end of one segment coil and the other end of another segment coil adjacent to the segment coil. Are further bent along the circumferential direction of the stator core, the tip portions of each other are butted and connected, and this is sequentially repeated for a plurality of adjacent segment coils to form a multi-turn unit coil. Each phase coil,
For a plurality of segment coils inserted into the same slot, the segment coil of the i-th coil and the segment coil of the (i + 1) -th coil are alternately arranged along the radial direction of the slot. Child.
同じスロットに挿入されるi番コイルのセグメントコイルとこれに隣接する(i+1)番コイルのセグメントコイルは、そのスロット内において、相互に押し付ける方向となる付勢力を発生する曲率をそれぞれ有することを特徴とする回転電機固定子。 In the rotating electrical machine stator according to claim 3,
The segment coil of the i-th coil inserted into the same slot and the segment coil of the (i + 1) -th coil adjacent to the i-th coil have curvatures that generate urging forces in the direction of pressing each other. Rotating electric machine stator.
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