三相永磁电动的制造方法
三相永磁电动的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种三相永磁电动机，其减少转矩脉动，并削减多层布线基板的层数，实现多层布线基板的制造成本的降低。三相永磁电动机（100）具有：配置有沿同一方向缠绕的多个绕组（40）并且槽数为12n（n是任意的自然数）的定子（2）；永磁铁（20）的极数为10n或14n的转子（1）；以构成2m路并联（m是包含1的n的约数）的方式连线的多层布线基板（3～6）。三相永磁电动机的电路结构为：U相、V相、W相中的相邻的同相的绕组（40）并联连线，并与在以相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴（B）的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线，在多层布线基板（4、5、6）的同层上，线对称地配置有同相的跨接线图案。
【专利说明】三相永磁电动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有多层布线基板的三相永磁电动机，所述多层布线基板对槽数为12的整数倍且极数为10的整数倍或14的整数倍的电动机的绕组进行连线。
【背景技术】
[0002]以往，关于10极或14极、12槽的三相永磁电动机的两并联连线，使用五层以上的多层印刷线路板来进行连线。当使用5层以上的多层印刷线路板时，存在制造成本增高的问题。
[0003]另外，在以往的两并联连线构造中，存在电磁力或转矩脉动增加的问题，其中，电磁力构成因绕组阻抗的不平衡导致转子偏芯的原因，转矩脉动构成速度变动的原因。
[0004]因此，为减少转子偏芯力或速度变动，使用串联连线的多层印刷线路板来应对。
[0005]例如，提出了以下的10极12槽的三相永磁电动机:使相邻的同相绕组的电流方向相反，并使相邻的不同相绕组的电流方向相同，而且，对将相邻的同相绕组串联连接而成的电路以两电路并联的方式连接，并经由形成于多层印刷线路板的多层上的布线图案进行连线(参照专利文献I)。
[0006]但是，根据专利文献I的技术，绕组的电线直径与两并联连线的情况相比变粗，绕组槽满率降低，导致电动机效率降低。
[0007]作为解决上述问题的技术，例如提出了以下的绕组和连线技术:相邻的同相绕组并联连线，并与相对的对称 的同相绕组串联连线，并且使用一根线构成串联绕组电路(参照专利文献2)。
[0008]【现有技术文献】
[0009]【专利文献】
[0010]【专利文献I】日本专利第4670868号公报
[0011]【专利文献2】日本特开2010—193675号公报
【发明内容】
[0012]本发明所要解决的问题
[0013]虽然，根据专利文献2的技术，能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动，并且能够将以往五层以上的多层印刷线路板减少到四层。
[0014]但是，在专利文献2的技术中，作业性容易变差，多层布线基板的制造成本增高。
[0015]本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供如下的一种三相永磁电动机:能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动，并且能够削减构成绕组的连线图案的多层布线基板的层数，并能够降低多层布线基板的制造成本。
[0016]用于解决问题的手段
[0017]用于实现上述目的的本发明涉及的三相永磁电动机具有定子、转子以及多层布线基板。[0018]定子被设定成:配置有沿同一方向缠绕的多个绕组，并且槽数为12η (η是任意的自然数)。
[0019]转子被设定成:永磁铁的极数为IOn或14η。
[0020]多层布线基板以构成2m路并联(m是包含I的η的约数)的方式连线。
[0021 ] 所述三相永磁电动机的电路结构为:U相、V相、W相中的相邻的同相的上述绕组并联连线，并与在以该相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线。
[0022]在上述多层布线基板的同层上，线对称地配置有同相的跨接线图案。
[0023]发明效果
[0024]根据本发明，采用如下电路结构:U相、V相、W相中的相邻的同相的上述绕组并联连线，并与在以该相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线，由此，能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动。
[0025]在多层布线基板的同层上，线对称地配置有同相的跨接线图案，从而能够削减构成绕组的连线图案的多层印刷线路板的层数，并能够降低多层印刷线路板的制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是实施方式I的三相永磁电动机的概要剖视图。
[0027]图2是用于说明实施方式I的定子中的三相Y形连线的图。
[0028]图3是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第一层图案的图。
[0029]图4是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第二层图案的图。
[0030]图5是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第三层图案的图。
[0031]图6是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第四层图案的图。
[0032]图7是实施方式2涉及的三相永磁电动机的概要剖视图。
[0033]图8是用于说明实施方式2的定子中的三相Y形连线的图。
[0034]图9是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第一层图案的图。
[0035]图10是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第二层图案的图。
[0036]图11是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第三层图案的图。
[0037]图12是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第四层图案的图。
[0038]图13是实施方式3涉及的三相永磁电动机所使用的转子的概要剖视图。
【具体实施方式】
[0039]以下，参照【专利附图】
【附图说明】实施方式I至实施方式3涉及的三相永磁电动机。
[0040]实施方式I至实施方式3涉及的三相永磁电动机采用如下电路结构，U相、V相、W相中的相邻的同相的上述绕组并联连线，相对的对称的同相的绕组采用串联连线。另外，在多层布线基板的同层上，线对称地配置有同相的跨接线图案。因此，实施方式I至实施方式3涉及的三相永磁电动机能够减少转矩脉动，并且能够削减多层布线基板的层数，实现多层布线基板的制造成本的降低。
[0041]〔实施方式I〕[0042]<三相永磁电动机的结构>
[0043]首先，参照图1说明实施方式I的三相永磁电动机的结构。图1是实施方式I涉及的三相永磁电动机的概要剖视图。
[0044]如图1所示，实施方式I的三相永磁电动机100例如被构成作为10极12槽的SPM电动机(Surface Permanent Magnet Motor:表面永磁电动机)。
[0045]本实施方式的三相永磁电动机100具有转子1、定子2及多层布线基板3?6。
[0046]转子I具有转子铁芯10及永磁铁20。
[0047]转子铁芯10是圆柱状的金属部件。作为转子铁芯10的构成材料，例如使用硅钢板等软磁性体，但不限于例示的材料。
[0048]SPM电动机的转子I在转子铁芯(或旋转轴)10的外周部表面上，例如配置有等间隔地将N极和S极交替地磁化10极而形成的环状的永磁铁(径向各向异性环形磁铁)20。
[0049]转子I不限于此，也可以在截面形状为圆形的转子铁芯(或旋转轴)的外周部表面上，设置多个呈内径和外径的中心不同的形状的永磁铁(所谓的偏芯形磁铁)。
[0050]另外，转子I也可以在截面形状为多边形的转子铁芯(或旋转轴)的外周部表面上，设置多个呈外侧为圆弧且内侧平坦的形状的永磁铁(所谓的弓形磁铁)。
[0051]作为永磁铁20，例如，可以列举钕磁铁等稀土类磁铁，但不限于例示的材质。
[0052]永磁铁的极数不限于10极，也可以是IOn或14η (η是任意的自然数)的极数。
[0053]定子2具有定子铁芯30及绕组40。
[0054]本实施方式的定子铁芯30由12个分割铁芯31构成，但分割铁芯31的数量没有限制。即，本实施方式的绕组40的槽数是12槽，但不限于12槽，是12η (η是任意的自然数)的槽数即可。
[0055]分割铁芯31呈大致扇形截面，使组合面抵接而组装成圆环状。在各分割铁芯31的外周部上安装有绝缘部件50。
[0056]作为定子铁芯30的构成材料，例如，与转子铁芯10同样地使用硅钢板等软磁性体，但不限于例示的材料。
[0057]绕组40沿同一方向被缠绕在各分割铁芯31上。各分割铁芯31上的绕组40的缠绕始端S和缠绕终端E分别被焊接在一对端子7上。一对端子7被配置在绝缘部件50上。绕组40例如采用漆包线等的包覆线。
[0058]以下，对在图1中标注在绕组40上的附图标记进行说明。通过各绕组40的附图标记，来明确与后述的电路连线图以及多层布线基板的位置关系。首先分别对12个分割铁芯31的绕组40，标注U、V或W这三相的区别。另外，沿逆时针方向使用I号到12号的连续序号标注绕组序号。而且，在绕组序号后标注附图标记F或R来区别相电流方向的不同。
[0059]例如，表示出UlF和U8F为同极、U2R和U7R以相对于UlF和U8F成为不同极的方式被励磁。另外，表示出V4F和V9F为同极、V3R和VlOR以相对于V4F和V9F成为不同极的方式被励磁。而且，表示出W5F和W12F为同极、W6R和WllR以相对于W5F和W12F成为不同极的方式被励磁。
[0060]以下，参照图2说明本实施方式的三相Y形连线。图2是用于说明实施方式I的定子中的三相Y形连线的图。
[0061]如图2所示，在本实施方式的连线电路中，对相邻的同相绕组并联连线并与相对的对称的同相绕组串联连线的电路结构的I相量的绕组群进行三相量的Y形连线。这里，关于相对的对称的同相的绕组进行说明。本实施方式的定子2的槽距τ s[° ]是360/1211。另外，本实施方式的极对数P是10n/2或14n/2。
[0062]如图1所示，以同相的绕组群的中心为基准轴B。该情况下，如果使用极对数P，则相对的对称的同相的绕组能够一般化为以电角τ3Χ6Χρ[° ]相对的绕组群。将其用机械角来表示时，IOn极和14η极双方都成为以τ SX6、即6槽距角相对的对称的绕组群。因此，相对的对称的同相的绕组是指:在以相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴B的情况下，以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组。
[0063]S卩，在本实施方式中，通过将相对的U相绕组UlF和U8F的串联电路、与相对的U相绕组U2R和U7R的串联电路并联连接，由此构成U相绕组整体。另外，通过将相对的V相绕组V4F和V9F的串联电路、与相对的V相绕组V3R和VlOR的串联电路并联连接，由此构成V相绕组整体。而且，通过将相对的W相绕组W5F和W12F的串联电路、与相对的W相绕组W6R和WllR的串联电路并联连接，由此构成W相绕组整体。
[0064]然后，对U相绕组整体、V相绕组整体以及W相绕组整体进行三相Y形连线。通过该三相Y形连线，能够缠绕线径较细的绕组而获得高输出。此外，对各绕组的缠绕始端标注S，对缠绕终端标注E。另外，对三相Y形连线的中性点标注N。
[0065]以下，参照图3至图6说明进行三相Y形连线的多层布线基板。
[0066]在图3所示的第一层的多层布线基板3上，配置有从各相端子并列地分支出来的图案和中性点连线图案。在图4至图6所示的第二至第四层的多层布线基板4、5、6上，线对称地配置有同相的跨接线图案。根据多层布线基板3至6的各图案，可构成为四层基板。多层布线基板4?6以构成2m路并联(m是包含I的η的约数)的方式连线。
[0067]图3是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第一层图案的图。而且，在图3中示出了各绕组序号及各绕组的缠绕始端S、缠绕终端Ε。
[0068]如图3所示，在第一层的多层布线基板3上，布设了用于从各相端子并列地分支出来的图案61、62、63和中性点连线图案64。图1所示的24根端子7贯穿从多层布线基板的第一层至第四层的各个外周附近。
[0069]并列分支图案61是从U相端子71并列地分支出来的图案。并列分支图案61将绕组UlF的缠绕始端S及绕组U2R的缠绕终端E连接到U相的端子71。
[0070]并列分支图案62是从V相端子72并列地分支出来的图案。并列分支图案62将绕组V3R的缠绕终端E及绕组V4F的缠绕始端S连接到V相的端子72。
[0071]并列分支图案63是从W相端子73并列地分支出来的图案。并列分支图案63将绕组W5F的缠绕始端S及绕组W6R的缠绕终端E连接到W相的端子73。
[0072]中性点连线图案64分别连接有绕组U7R的缠绕始端S、绕组U8F的缠绕终端
组V9F的缠绕终端Ε、绕组VlOR的缠绕始端S、绕组WllR的缠绕始端S、以及绕组W12F的缠绕终端Ε。通过该中性点连线图案64，对图2所示的三相Y形连线的中性点N进行连线。
[0073]图4是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第二层图案的图。而且，在图4中，示出了各绕组序号以及各绕组的缠绕始端S和缠绕终端Ε。
[0074]如图4所示，在第二层的多层布线基板4上，布设有V相的布线图案81、82。在第二层的多层布线基板4上，该端子7和各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别通过焊盘(Land)而电连接。
[0075]绕组V3R的缠绕始端S和绕组VlOR的缠绕终端E通过布线图案81连接。另外，绕组V4F的缠绕终端E和绕组V9F的缠绕始端S通过布线图案82连接。
[0076]图5是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第三层图案的图。而且，在图5中，示出了各绕组序号及各绕组的缠绕始端S、缠绕终端E。
[0077]如图5所示，在第三层的多层布线基板5上，布设有U相的布线图案91、92。在第三层的多层布线基板5上，该端子7与各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别通过焊盘而电连接。
[0078]绕组UlF的缠绕终端E和绕组U8F的缠绕始端S通过布线图案91连接。另外，绕组U2R的缠绕始端S和绕组U7R的缠绕终端E通过布线图案92连接。
[0079]图6是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第四层图案的图。而且，在图6中，示出了各绕组序号以及各绕组的缠绕始端S、缠绕终端E。
[0080]如图6所示，在第四层的多层布线基板6上，布设有W相的布线图案101、102。在第四层的多层布线基板5上，该端子7和各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别通过焊盘而电连接。
[0081]绕组W5F的缠绕终端E和绕组W12F的缠绕始端S通过布线图案101连接。另外，绕组W6R的缠绕始端S和绕组WllR的缠绕终端E通过布线图案102连接。
[0082]作为多层布线基板，采用通过光刻技术等形成的印刷线路板，但不限于此，例如，也可以用压力机冲裁铜板来形成布线图案。
[0083]<三相永磁电动机的作用>
[0084]以下，参照图1至图6说明实施方式I涉及的三相永磁电动机100的作用。
[0085]如图1所不,本实施方式的三相永磁电动机100的转子I在转子铁芯10的外周表面上配置有沿圆周方向均匀地磁化成10极的永磁铁20。另一方面，定子2以包围转子I的方式设置，并具有沿同一方向缠绕在沿圆周方向以辐射线状排列的多个分割铁芯31上的绕组40。
[0086]S卩，在本实施方式的三相永磁电动机100中，以与转子I的永磁铁20所产生的磁通交叉的方式在定子2的绕组40中流通有电流。当永磁铁20的磁通和在绕组40中流通的电流交叉时，本实施方式的三相永磁电动机100通过电磁感应作用产生圆周方向的驱动力，使转子I绕轴旋转。
[0087]本实施方式的分割铁芯31上所缠绕的绕组40的缠绕方向全部是同一方向。另夕卜，本实施方式的三相Y形连线为如下电路结构:相邻的同相绕组并联连线，并与在以该相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴B的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线。通过在第二至第四层的多层布线基板4、5、6中，将同相的跨接线图案线对称地配置在同层上，由此能够将以往五层以上的多层布线基板的层数减少到四层。
[0088]在本实施方式涉及的三相永磁电动机100中，相邻的同相绕组并联连线，并与相对的对称的同相绕组串联连线，由此，能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动。并且，通过使绕组40的缠绕方向全部为同一方向，能够提高作业效率。[0089]另外，本实施方式涉及的三相永磁电动机100通过在二至四层的多层布线基板4、
5、6中将同相的跨接线图案配置在同层上，能够将布线图案之间的绝缘距离设计得更短。并且，通过线对称地配置布线图案81和82、91和92、101和102，能够将层数减少到四层。而且，能够节省浪费的空间，并且能够扩大布线图案宽度，从而能够增大允许电流。
[0090]即，本实施方式涉及的三相永磁电动机100能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动，并且能够削减构成绕组的连线图案的多层布线基板的层数，从而降低多层布线基板的制造成本。
[0091]〔实施方式2〕
[0092]以下，参照图7说明实施方式2的三相永磁电动机的结构。图7是实施方式2涉及的三相永磁电动机的概要剖视图。而且，关于与实施方式I相同的结构部件，标注相同的附图标记进行说明。
[0093]实施方式2涉及的三相永磁电动机200的分割铁芯31的配置、三相Y形连线的绕组的配置、以及多层布线基板203?206的构造与实施方式I不同。
[0094]对在图7中标注在绕组40上的附图标记进行说明。通过各绕组40的附图标记，来明确各绕组40与后述的电路连线图以及多层布线基板的位置关系。首先分别对12个分割铁芯31的绕组40，标注U、V或W这三相的区别。在本实施方式中，沿顺时针方向使用I号到12号的连续序号标注绕组序号。而且，在绕组序号后标注附图标记F或R来区别相电流方向的不同。
[0095]例如，表示出UlF和U8F为同极，U2R和U7R以相对于UlF和U8F成为不同极的方式被励磁。另外，表示出V4F和V9F为同极、V3R和VlOR以相对于V4F和V9F成为不同极的方式被励磁。而且，表示出W5F和W12F为同极、W6R和WllR以相对于W5F和W12F成为不同极的方式被励磁。
[0096]以下，参照图8说明实施方式2的三相Y形连线。图8是用于说明实施方式2的定子中的三相Y形连线的图。
[0097]如图8所示，在本实施方式的连线电路中，对相邻的同相绕组并联连线、并与相对的对称的同相绕组串联连线的电路结构的一相量的绕组群进行三相量的Y形连线。即，通过将相对的U相绕组UlF和U8F的串联电路、与相对的U相绕组U2R和U7R的串联电路进行并联连接，由此构成了 U相绕组整体。另外，通过将相对的V相绕组V9F和V4F的串联电路、与相对的V相绕组VlOR和V3R的串联电路进行并联连接，由此构成了 V相绕组整体。而且，通过将相对的W相绕组W12F和W5F的串联电路、与相对的W相绕组Wl IR和W6R的串联电路进行并联连接，由此构成了 W相绕组整体。
[0098]然后，对U相绕组整体、V相绕组整体以及W相绕组整体进行三相Y形连线。根据该三相Y形连线，能够缠绕线径较细的绕组而获得高输出。此外，对各绕组的缠绕始端标注S，对各绕组的缠绕终端标注E。另外，对三相Y形连线的中性点标注N。
[0099]以下，参照图9至图12说明实施方式2的进行三相Y形连线的多层布线基板。
[0100]在图9所示的第一层的多层布线基板203上，配置有从各相端子并列地分支出来的图案和中性点连线图案。在图10至图12所示的第二至第四层的多层布线基板204、205、206上，以同心圆弧状并列地配置有同相的跨接线图案。根据多层布线基板203?206的各图案，可构成为四层基板。[0101]图9是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第一层图案的图。而且，在图9中，示出了各绕组序号以及各绕组的缠绕始端S和缠绕终端E。
[0102]图9是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第一层图案的图。而且，在图9中，示出了各绕组序号以及各绕组的缠绕始端S和缠绕终端E。
[0103]如图9所示，在第一层的多层布线基板203上，以同心圆弧状并列地布设有并列分支图案221和U相的2条跨接线图案222、223。在第一层的多层布线基板203中，该端子7和各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别经由焊盘(’ > F)进行电连接。
[0104]并列分支图案221是从W相端子73并列地分支出来的图案。绕组WllR的缠绕终端E及绕组W12F的缠绕始端S被连接到W相的端子73。
[0105]并列分支图案224是从V相端子72并列地分支出来的图案。绕组V9F的缠绕始端S及绕组VlOR的缠绕终端E被连接到V相的端子72。此外，V相的并列分支图案224位于后述的第四层的多层布线基板206上，从而能够删除(参照图12)。
[0106]绕组UlF的缠绕终端E和绕组U8F的缠绕始端S通过同心圆弧状的内侧的布线图案222进行连接。另外，绕组U2R的缠绕始端S和绕组U7R的缠绕终端通过同心圆弧状的外侧的布线图案223进行连接。
[0107]图10是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第二层图案的图。而且，在图10中，示出了各绕组序号及各绕组的缠绕始端S和缠绕终端E。
[0108]如图10所示，在第二层的多层布线基板204上，以同心圆弧状并列地布设有与接地端子74连线的接地布线图案231和W相的两根跨接线图案232、233。在第二层的多层布线基板204中，该端子7和各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别经由焊盘进行电连接。
[0109]绕组W5F的缠绕始端S和绕组W12F的缠绕终端E通过同心圆弧状的内侧的布线图案232进行连接。另外，绕组W6R的缠绕终端E和绕组WllR的缠绕始端S通过同心圆弧状的外侧的布线图案233进行连接。
[0110]并列分支图案234是从U相端子71并列地分支出来的图案。绕组UlF的缠绕始端S和绕组U2R的缠绕终端E被连接到U相的端子71。此外，U相的并列分支图案234位于后述的第三层的多层布线基板205上，从而能够删除(参照图11)。
[0111]图11是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第三层图案的图。而且，在图11中，示出了各绕组序号及各绕组的缠绕始端S和缠绕终端E。
[0112]如图11所示，在第三层的多层布线基板205上，以同心圆弧状并列地布设有并列分支图案241和V相的两根跨接线图案242、243。在第三层的多层布线基板205中，该端子7与各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别经由焊盘进行电连接。
[0113]并列分支图案241是从U相端子71并列地分支出来的图案。绕组UlF的缠绕始端S和绕组U2R的缠绕终端E被连接到U相的端子71。
[0114]绕组V3R的缠绕终端E和绕组VlOR的缠绕始端S通过同心圆弧状的内侧的布线图案242进行连接。另外，绕组V4F的缠绕始端S和绕组V9F的缠绕终端E通过同心圆弧状的外侧的布线图案243进行连接。
[0115]如图12所示，在第四层的多层布线基板206上，布设有并列分支图案251和中性点连线图案252。图7所示的24根端子7贯穿从多层布线基板的第一层到第四层的各个外周附近。[0116]并列分支图案251是从V相端子72并列地分支出来的图案。绕组V9F的缠绕始端S和绕组VlOR的缠绕终端E被连接到V相的端子72。
[0117]绕组V3R的缠绕始端S、绕组V4F的缠绕终端E、绕组W5F的缠绕终端E、绕组W6R的缠绕始端S、绕组U7R的缠绕始端S、绕组U8F的缠绕终端E分别被连接到中性点连线图案252。通过该中性点连线图案252，对图8所示的三相Y形连线的中性点N进行连线。
[0118]本实施方式的分割铁芯31上所缠绕的绕组40的缠绕方向全部是同一方向。另外，本实施方式的三相Y形连线是相邻的同相绕组并联连线、并与相对的对称的同相绕组串联连线的电路结构。通过在第一至第三层的多层布线基板203、204、205上，将同相的跨接线图案以同心圆弧状并列地配置在同层上，由此能够将以往五层以上的多层布线基板的层数减少到四层。
[0119]在本实施方式涉及的三相永磁电动机200中，相邻的同相绕组并联连线，并与相对的对称的同相绕组串联连线，由此能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动。并且，通过使绕组40的缠绕方向全部是同一方向，能够提高作业效率。
[0120]另外，本实施方式涉及的三相永磁电动机200通过在第一至第三层的多层布线基板203、204、205上，将同相的跨接线图案配置在同层上，由此能够将布线图案间的绝缘距离设计得更短。并且，通过线对称地配置同心圆弧状的布线图案222和223、232和233、242和243，能够将层数减少到四层。
[0121]S卩，实施方式2涉及的三相永磁电动机200基本上发挥与实施方式I同样的作用效果。
[0122]〔实施方式3〕
[0123]以下，参照图13说明实施方式3涉及的三相永磁电动机的结构。图13是实施方式3涉及的三相永磁电动机所使用的转子的概要剖视图。此外，关于与实施方式I相同的构成部件，标注相同的附图标记进行说明。
[0124]实施方式3涉及的三相永磁电动机300的转子301的构造与实施方式I不同。
[0125]图13所例示的转子301例如构成为10极的交替磁极式(Consequent-Pole Type)IPM电动机(Interior Permanent Magnet Motor:内置式永磁同步电动机)。
[0126]转子301被设置在旋转轴8的周围，具有转子铁芯310及永磁铁320。旋转轴8成为转子301的旋转中心。
[0127]转子铁芯310是被设置在旋转轴8的周围的厚壁圆筒体状的金属部件。转子铁芯310例如具有在轴向上层叠多个环状的转子铁芯片而成的堆叠构造。
[0128]在各转子铁芯310的中央部形成有用于嵌入旋转轴8的圆形的轴通孔311。在转子铁芯310的外周部附近形成有用于收容永磁铁320的多个磁铁收容部321。磁铁收容部321沿圆周方向均等地配置。
[0129]在本实施方式中，沿圆周方向形成5处磁铁收容部321。即，在各磁铁收容部321内各配置一个永磁铁，总计配置五个永磁铁320。各永磁铁320的外周侧被磁化成N极。永磁铁320、320之间的转子铁芯310部分最后被电磁感应成S极，从而形成10极转子。
[0130]将本实施方式的交替磁极式转子与12槽定子组合时，相对的同相的绕组具有不同的阻抗。例如，对于在一方的相邻的2个U相绕组附近存在永磁铁那样的转子位置，在相对的对角的相邻的U相绕组附近将存在永磁铁间的转子铁芯。
[0131]由此，与处于永磁铁附近的U相绕组相比，处于铁芯附近的U相绕组的阻抗更高，因此对角的绕组阻抗存在很大的差异。因此，当在交替磁极式IPM转子的情况下与以往连线方法组合时，电流值在并联电路间不同，从而产生转矩脉动。
[0132]但是，如果采用实施方式I的连线构造，对角的阻抗的不平衡将消除，能够减少转矩脉动。
[0133]实施方式3涉及的三相永磁电动机基本上发挥与实施方式I同样的作用效果。尤其，如果采用交替磁极式IPM转子作为实施方式3涉及的三相永磁电动机的转子301，则对角的阻抗的不平衡将消除，实现能够减少转矩脉动这样的特有的效果。
[0134]以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但它们仅是用于说明本发明的例示，而不旨在将本发明的范围仅限于这些实施方式。本发明在不脱离其主旨的范围内，能够以与上述实施方式不同的各种方式实施。
[0135]附图标记的说明
[0136]I:转子
[0137]2:定子
[0138]3、4、5、6:多层布线基板
[0139]40:绕组
[0140]81,82: U相的布线图案
[0141]91,92: V相的布线图案
[0142]101、102: W相的布线图案
[0143]100、200:三相永磁电动机
[0144]203、204、205、206:多层布线基板
[0145]222、223: U相的布线图案
[0146]232、233: V相的布线图案
[0147]242,243: W相的布线图案
[0148]301:交替磁极式IPM转子
【权利要求】
1.一种三相永磁电动机，其特征在于，具有: 配置有沿同一方向缠绕的多个绕组并且槽数为12η的定子，其中η是任意的自然数； 永磁铁的极数为IOn或14η的转子；以及 以构成2m路并联的方式连线的多层布线基板，其中m是包含I的η的约数， 所述三相永磁电动机的电路结构为:在U相、V相、W相中，相邻的同相的所述绕组并联连线，并与在以该相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线， 在所述多层布线基板的同层上，线对称地配置有同相的跨接线图案。
2.—种三相永磁电动机,其特征在于,具有: 配置有沿同一方向缠绕的多个绕组并且槽数为12η的定子，其中η是任意的自然数； 永磁铁的极数为IOn或14η的转子；以及 以构成2m路并联的方式连线的多层布线基板，其中m是包含I的η的约数， 所述三相永磁电动机的电路结构为:在U相、V相、W相中，相邻的同相的所述绕组并联连线，并与在以该相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线， 在所述多层布线基板的同层上，以同心圆弧状并列地配置有同相的跨接线图案。
3.如权利要求1所述的三相永磁电动机，其特征在于，所述转子是交替磁极式(Consequent-Pole Type) IPM 转子。
4.如权利要求2所述的三相永磁电动机，其特征在于，所述转子是交替磁极式(Consequent-Pole Type) IPM 转子。
【文档编号】H02K3/28GK103715806SQ201310464531
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2012年10月1日
【发明者】宫下利仁, 山口政裕 申请人:山洋电气株式会社
【专利摘要】本发明提供一种三相永磁电动机，其减少转矩脉动，并削减多层布线基板的层数，实现多层布线基板的制造成本的降低。三相永磁电动机（100）具有：配置有沿同一方向缠绕的多个绕组（40）并且槽数为12n（n是任意的自然数）的定子（2）；永磁铁（20）的极数为10n或14n的转子（1）；以构成2m路并联（m是包含1的n的约数）的方式连线的多层布线基板（3～6）。三相永磁电动机的电路结构为：U相、V相、W相中的相邻的同相的绕组（40）并联连线，并与在以相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴（B）的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线，在多层布线基板（4、5、6）的同层上，线对称地配置有同相的跨接线图案。
【专利说明】三相永磁电动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有多层布线基板的三相永磁电动机，所述多层布线基板对槽数为12的整数倍且极数为10的整数倍或14的整数倍的电动机的绕组进行连线。
【背景技术】
[0002]以往，关于10极或14极、12槽的三相永磁电动机的两并联连线，使用五层以上的多层印刷线路板来进行连线。当使用5层以上的多层印刷线路板时，存在制造成本增高的问题。
[0003]另外，在以往的两并联连线构造中，存在电磁力或转矩脉动增加的问题，其中，电磁力构成因绕组阻抗的不平衡导致转子偏芯的原因，转矩脉动构成速度变动的原因。
[0004]因此，为减少转子偏芯力或速度变动，使用串联连线的多层印刷线路板来应对。
[0005]例如，提出了以下的10极12槽的三相永磁电动机:使相邻的同相绕组的电流方向相反，并使相邻的不同相绕组的电流方向相同，而且，对将相邻的同相绕组串联连接而成的电路以两电路并联的方式连接，并经由形成于多层印刷线路板的多层上的布线图案进行连线(参照专利文献I)。
[0006]但是，根据专利文献I的技术，绕组的电线直径与两并联连线的情况相比变粗，绕组槽满率降低，导致电动机效率降低。
[0007]作为解决上述问题的技术，例如提出了以下的绕组和连线技术:相邻的同相绕组并联连线，并与相对的对称 的同相绕组串联连线，并且使用一根线构成串联绕组电路(参照专利文献2)。
[0008]【现有技术文献】
[0009]【专利文献】
[0010]【专利文献I】日本专利第4670868号公报
[0011]【专利文献2】日本特开2010—193675号公报
【发明内容】
[0012]本发明所要解决的问题
[0013]虽然，根据专利文献2的技术，能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动，并且能够将以往五层以上的多层印刷线路板减少到四层。
[0014]但是，在专利文献2的技术中，作业性容易变差，多层布线基板的制造成本增高。
[0015]本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供如下的一种三相永磁电动机:能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动，并且能够削减构成绕组的连线图案的多层布线基板的层数，并能够降低多层布线基板的制造成本。
[0016]用于解决问题的手段
[0017]用于实现上述目的的本发明涉及的三相永磁电动机具有定子、转子以及多层布线基板。[0018]定子被设定成:配置有沿同一方向缠绕的多个绕组，并且槽数为12η (η是任意的自然数)。
[0019]转子被设定成:永磁铁的极数为IOn或14η。
[0020]多层布线基板以构成2m路并联(m是包含I的η的约数)的方式连线。
[0021 ] 所述三相永磁电动机的电路结构为:U相、V相、W相中的相邻的同相的上述绕组并联连线，并与在以该相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线。
[0022]在上述多层布线基板的同层上，线对称地配置有同相的跨接线图案。
[0023]发明效果
[0024]根据本发明，采用如下电路结构:U相、V相、W相中的相邻的同相的上述绕组并联连线，并与在以该相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线，由此，能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动。
[0025]在多层布线基板的同层上，线对称地配置有同相的跨接线图案，从而能够削减构成绕组的连线图案的多层印刷线路板的层数，并能够降低多层印刷线路板的制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是实施方式I的三相永磁电动机的概要剖视图。
[0027]图2是用于说明实施方式I的定子中的三相Y形连线的图。
[0028]图3是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第一层图案的图。
[0029]图4是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第二层图案的图。
[0030]图5是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第三层图案的图。
[0031]图6是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第四层图案的图。
[0032]图7是实施方式2涉及的三相永磁电动机的概要剖视图。
[0033]图8是用于说明实施方式2的定子中的三相Y形连线的图。
[0034]图9是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第一层图案的图。
[0035]图10是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第二层图案的图。
[0036]图11是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第三层图案的图。
[0037]图12是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第四层图案的图。
[0038]图13是实施方式3涉及的三相永磁电动机所使用的转子的概要剖视图。
【具体实施方式】
[0039]以下，参照【专利附图】
【附图说明】实施方式I至实施方式3涉及的三相永磁电动机。
[0040]实施方式I至实施方式3涉及的三相永磁电动机采用如下电路结构，U相、V相、W相中的相邻的同相的上述绕组并联连线，相对的对称的同相的绕组采用串联连线。另外，在多层布线基板的同层上，线对称地配置有同相的跨接线图案。因此，实施方式I至实施方式3涉及的三相永磁电动机能够减少转矩脉动，并且能够削减多层布线基板的层数，实现多层布线基板的制造成本的降低。
[0041]〔实施方式I〕[0042]<三相永磁电动机的结构>
[0043]首先，参照图1说明实施方式I的三相永磁电动机的结构。图1是实施方式I涉及的三相永磁电动机的概要剖视图。
[0044]如图1所示，实施方式I的三相永磁电动机100例如被构成作为10极12槽的SPM电动机(Surface Permanent Magnet Motor:表面永磁电动机)。
[0045]本实施方式的三相永磁电动机100具有转子1、定子2及多层布线基板3?6。
[0046]转子I具有转子铁芯10及永磁铁20。
[0047]转子铁芯10是圆柱状的金属部件。作为转子铁芯10的构成材料，例如使用硅钢板等软磁性体，但不限于例示的材料。
[0048]SPM电动机的转子I在转子铁芯(或旋转轴)10的外周部表面上，例如配置有等间隔地将N极和S极交替地磁化10极而形成的环状的永磁铁(径向各向异性环形磁铁)20。
[0049]转子I不限于此，也可以在截面形状为圆形的转子铁芯(或旋转轴)的外周部表面上，设置多个呈内径和外径的中心不同的形状的永磁铁(所谓的偏芯形磁铁)。
[0050]另外，转子I也可以在截面形状为多边形的转子铁芯(或旋转轴)的外周部表面上，设置多个呈外侧为圆弧且内侧平坦的形状的永磁铁(所谓的弓形磁铁)。
[0051]作为永磁铁20，例如，可以列举钕磁铁等稀土类磁铁，但不限于例示的材质。
[0052]永磁铁的极数不限于10极，也可以是IOn或14η (η是任意的自然数)的极数。
[0053]定子2具有定子铁芯30及绕组40。
[0054]本实施方式的定子铁芯30由12个分割铁芯31构成，但分割铁芯31的数量没有限制。即，本实施方式的绕组40的槽数是12槽，但不限于12槽，是12η (η是任意的自然数)的槽数即可。
[0055]分割铁芯31呈大致扇形截面，使组合面抵接而组装成圆环状。在各分割铁芯31的外周部上安装有绝缘部件50。
[0056]作为定子铁芯30的构成材料，例如，与转子铁芯10同样地使用硅钢板等软磁性体，但不限于例示的材料。
[0057]绕组40沿同一方向被缠绕在各分割铁芯31上。各分割铁芯31上的绕组40的缠绕始端S和缠绕终端E分别被焊接在一对端子7上。一对端子7被配置在绝缘部件50上。绕组40例如采用漆包线等的包覆线。
[0058]以下，对在图1中标注在绕组40上的附图标记进行说明。通过各绕组40的附图标记，来明确与后述的电路连线图以及多层布线基板的位置关系。首先分别对12个分割铁芯31的绕组40，标注U、V或W这三相的区别。另外，沿逆时针方向使用I号到12号的连续序号标注绕组序号。而且，在绕组序号后标注附图标记F或R来区别相电流方向的不同。
[0059]例如，表示出UlF和U8F为同极、U2R和U7R以相对于UlF和U8F成为不同极的方式被励磁。另外，表示出V4F和V9F为同极、V3R和VlOR以相对于V4F和V9F成为不同极的方式被励磁。而且，表示出W5F和W12F为同极、W6R和WllR以相对于W5F和W12F成为不同极的方式被励磁。
[0060]以下，参照图2说明本实施方式的三相Y形连线。图2是用于说明实施方式I的定子中的三相Y形连线的图。
[0061]如图2所示，在本实施方式的连线电路中，对相邻的同相绕组并联连线并与相对的对称的同相绕组串联连线的电路结构的I相量的绕组群进行三相量的Y形连线。这里，关于相对的对称的同相的绕组进行说明。本实施方式的定子2的槽距τ s[° ]是360/1211。另外，本实施方式的极对数P是10n/2或14n/2。
[0062]如图1所示，以同相的绕组群的中心为基准轴B。该情况下，如果使用极对数P，则相对的对称的同相的绕组能够一般化为以电角τ3Χ6Χρ[° ]相对的绕组群。将其用机械角来表示时，IOn极和14η极双方都成为以τ SX6、即6槽距角相对的对称的绕组群。因此，相对的对称的同相的绕组是指:在以相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴B的情况下，以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组。
[0063]S卩，在本实施方式中，通过将相对的U相绕组UlF和U8F的串联电路、与相对的U相绕组U2R和U7R的串联电路并联连接，由此构成U相绕组整体。另外，通过将相对的V相绕组V4F和V9F的串联电路、与相对的V相绕组V3R和VlOR的串联电路并联连接，由此构成V相绕组整体。而且，通过将相对的W相绕组W5F和W12F的串联电路、与相对的W相绕组W6R和WllR的串联电路并联连接，由此构成W相绕组整体。
[0064]然后，对U相绕组整体、V相绕组整体以及W相绕组整体进行三相Y形连线。通过该三相Y形连线，能够缠绕线径较细的绕组而获得高输出。此外，对各绕组的缠绕始端标注S，对缠绕终端标注E。另外，对三相Y形连线的中性点标注N。
[0065]以下，参照图3至图6说明进行三相Y形连线的多层布线基板。
[0066]在图3所示的第一层的多层布线基板3上，配置有从各相端子并列地分支出来的图案和中性点连线图案。在图4至图6所示的第二至第四层的多层布线基板4、5、6上，线对称地配置有同相的跨接线图案。根据多层布线基板3至6的各图案，可构成为四层基板。多层布线基板4?6以构成2m路并联(m是包含I的η的约数)的方式连线。
[0067]图3是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第一层图案的图。而且，在图3中示出了各绕组序号及各绕组的缠绕始端S、缠绕终端Ε。
[0068]如图3所示，在第一层的多层布线基板3上，布设了用于从各相端子并列地分支出来的图案61、62、63和中性点连线图案64。图1所示的24根端子7贯穿从多层布线基板的第一层至第四层的各个外周附近。
[0069]并列分支图案61是从U相端子71并列地分支出来的图案。并列分支图案61将绕组UlF的缠绕始端S及绕组U2R的缠绕终端E连接到U相的端子71。
[0070]并列分支图案62是从V相端子72并列地分支出来的图案。并列分支图案62将绕组V3R的缠绕终端E及绕组V4F的缠绕始端S连接到V相的端子72。
[0071]并列分支图案63是从W相端子73并列地分支出来的图案。并列分支图案63将绕组W5F的缠绕始端S及绕组W6R的缠绕终端E连接到W相的端子73。
[0072]中性点连线图案64分别连接有绕组U7R的缠绕始端S、绕组U8F的缠绕终端
组V9F的缠绕终端Ε、绕组VlOR的缠绕始端S、绕组WllR的缠绕始端S、以及绕组W12F的缠绕终端Ε。通过该中性点连线图案64，对图2所示的三相Y形连线的中性点N进行连线。
[0073]图4是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第二层图案的图。而且，在图4中，示出了各绕组序号以及各绕组的缠绕始端S和缠绕终端Ε。
[0074]如图4所示，在第二层的多层布线基板4上，布设有V相的布线图案81、82。在第二层的多层布线基板4上，该端子7和各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别通过焊盘(Land)而电连接。
[0075]绕组V3R的缠绕始端S和绕组VlOR的缠绕终端E通过布线图案81连接。另外，绕组V4F的缠绕终端E和绕组V9F的缠绕始端S通过布线图案82连接。
[0076]图5是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第三层图案的图。而且，在图5中，示出了各绕组序号及各绕组的缠绕始端S、缠绕终端E。
[0077]如图5所示，在第三层的多层布线基板5上，布设有U相的布线图案91、92。在第三层的多层布线基板5上，该端子7与各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别通过焊盘而电连接。
[0078]绕组UlF的缠绕终端E和绕组U8F的缠绕始端S通过布线图案91连接。另外，绕组U2R的缠绕始端S和绕组U7R的缠绕终端E通过布线图案92连接。
[0079]图6是用于说明实施方式I的多层布线基板中的第四层图案的图。而且，在图6中，示出了各绕组序号以及各绕组的缠绕始端S、缠绕终端E。
[0080]如图6所示，在第四层的多层布线基板6上，布设有W相的布线图案101、102。在第四层的多层布线基板5上，该端子7和各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别通过焊盘而电连接。
[0081]绕组W5F的缠绕终端E和绕组W12F的缠绕始端S通过布线图案101连接。另外，绕组W6R的缠绕始端S和绕组WllR的缠绕终端E通过布线图案102连接。
[0082]作为多层布线基板，采用通过光刻技术等形成的印刷线路板，但不限于此，例如，也可以用压力机冲裁铜板来形成布线图案。
[0083]<三相永磁电动机的作用>
[0084]以下，参照图1至图6说明实施方式I涉及的三相永磁电动机100的作用。
[0085]如图1所不,本实施方式的三相永磁电动机100的转子I在转子铁芯10的外周表面上配置有沿圆周方向均匀地磁化成10极的永磁铁20。另一方面，定子2以包围转子I的方式设置，并具有沿同一方向缠绕在沿圆周方向以辐射线状排列的多个分割铁芯31上的绕组40。
[0086]S卩，在本实施方式的三相永磁电动机100中，以与转子I的永磁铁20所产生的磁通交叉的方式在定子2的绕组40中流通有电流。当永磁铁20的磁通和在绕组40中流通的电流交叉时，本实施方式的三相永磁电动机100通过电磁感应作用产生圆周方向的驱动力，使转子I绕轴旋转。
[0087]本实施方式的分割铁芯31上所缠绕的绕组40的缠绕方向全部是同一方向。另夕卜，本实施方式的三相Y形连线为如下电路结构:相邻的同相绕组并联连线，并与在以该相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴B的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线。通过在第二至第四层的多层布线基板4、5、6中，将同相的跨接线图案线对称地配置在同层上，由此能够将以往五层以上的多层布线基板的层数减少到四层。
[0088]在本实施方式涉及的三相永磁电动机100中，相邻的同相绕组并联连线，并与相对的对称的同相绕组串联连线，由此，能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动。并且，通过使绕组40的缠绕方向全部为同一方向，能够提高作业效率。[0089]另外，本实施方式涉及的三相永磁电动机100通过在二至四层的多层布线基板4、
5、6中将同相的跨接线图案配置在同层上，能够将布线图案之间的绝缘距离设计得更短。并且，通过线对称地配置布线图案81和82、91和92、101和102，能够将层数减少到四层。而且，能够节省浪费的空间，并且能够扩大布线图案宽度，从而能够增大允许电流。
[0090]即，本实施方式涉及的三相永磁电动机100能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动，并且能够削减构成绕组的连线图案的多层布线基板的层数，从而降低多层布线基板的制造成本。
[0091]〔实施方式2〕
[0092]以下，参照图7说明实施方式2的三相永磁电动机的结构。图7是实施方式2涉及的三相永磁电动机的概要剖视图。而且，关于与实施方式I相同的结构部件，标注相同的附图标记进行说明。
[0093]实施方式2涉及的三相永磁电动机200的分割铁芯31的配置、三相Y形连线的绕组的配置、以及多层布线基板203?206的构造与实施方式I不同。
[0094]对在图7中标注在绕组40上的附图标记进行说明。通过各绕组40的附图标记，来明确各绕组40与后述的电路连线图以及多层布线基板的位置关系。首先分别对12个分割铁芯31的绕组40，标注U、V或W这三相的区别。在本实施方式中，沿顺时针方向使用I号到12号的连续序号标注绕组序号。而且，在绕组序号后标注附图标记F或R来区别相电流方向的不同。
[0095]例如，表示出UlF和U8F为同极，U2R和U7R以相对于UlF和U8F成为不同极的方式被励磁。另外，表示出V4F和V9F为同极、V3R和VlOR以相对于V4F和V9F成为不同极的方式被励磁。而且，表示出W5F和W12F为同极、W6R和WllR以相对于W5F和W12F成为不同极的方式被励磁。
[0096]以下，参照图8说明实施方式2的三相Y形连线。图8是用于说明实施方式2的定子中的三相Y形连线的图。
[0097]如图8所示，在本实施方式的连线电路中，对相邻的同相绕组并联连线、并与相对的对称的同相绕组串联连线的电路结构的一相量的绕组群进行三相量的Y形连线。即，通过将相对的U相绕组UlF和U8F的串联电路、与相对的U相绕组U2R和U7R的串联电路进行并联连接，由此构成了 U相绕组整体。另外，通过将相对的V相绕组V9F和V4F的串联电路、与相对的V相绕组VlOR和V3R的串联电路进行并联连接，由此构成了 V相绕组整体。而且，通过将相对的W相绕组W12F和W5F的串联电路、与相对的W相绕组Wl IR和W6R的串联电路进行并联连接，由此构成了 W相绕组整体。
[0098]然后，对U相绕组整体、V相绕组整体以及W相绕组整体进行三相Y形连线。根据该三相Y形连线，能够缠绕线径较细的绕组而获得高输出。此外，对各绕组的缠绕始端标注S，对各绕组的缠绕终端标注E。另外，对三相Y形连线的中性点标注N。
[0099]以下，参照图9至图12说明实施方式2的进行三相Y形连线的多层布线基板。
[0100]在图9所示的第一层的多层布线基板203上，配置有从各相端子并列地分支出来的图案和中性点连线图案。在图10至图12所示的第二至第四层的多层布线基板204、205、206上，以同心圆弧状并列地配置有同相的跨接线图案。根据多层布线基板203?206的各图案，可构成为四层基板。[0101]图9是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第一层图案的图。而且，在图9中，示出了各绕组序号以及各绕组的缠绕始端S和缠绕终端E。
[0102]图9是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第一层图案的图。而且，在图9中，示出了各绕组序号以及各绕组的缠绕始端S和缠绕终端E。
[0103]如图9所示，在第一层的多层布线基板203上，以同心圆弧状并列地布设有并列分支图案221和U相的2条跨接线图案222、223。在第一层的多层布线基板203中，该端子7和各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别经由焊盘(’ > F)进行电连接。
[0104]并列分支图案221是从W相端子73并列地分支出来的图案。绕组WllR的缠绕终端E及绕组W12F的缠绕始端S被连接到W相的端子73。
[0105]并列分支图案224是从V相端子72并列地分支出来的图案。绕组V9F的缠绕始端S及绕组VlOR的缠绕终端E被连接到V相的端子72。此外，V相的并列分支图案224位于后述的第四层的多层布线基板206上，从而能够删除(参照图12)。
[0106]绕组UlF的缠绕终端E和绕组U8F的缠绕始端S通过同心圆弧状的内侧的布线图案222进行连接。另外，绕组U2R的缠绕始端S和绕组U7R的缠绕终端通过同心圆弧状的外侧的布线图案223进行连接。
[0107]图10是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第二层图案的图。而且，在图10中，示出了各绕组序号及各绕组的缠绕始端S和缠绕终端E。
[0108]如图10所示，在第二层的多层布线基板204上，以同心圆弧状并列地布设有与接地端子74连线的接地布线图案231和W相的两根跨接线图案232、233。在第二层的多层布线基板204中，该端子7和各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别经由焊盘进行电连接。
[0109]绕组W5F的缠绕始端S和绕组W12F的缠绕终端E通过同心圆弧状的内侧的布线图案232进行连接。另外，绕组W6R的缠绕终端E和绕组WllR的缠绕始端S通过同心圆弧状的外侧的布线图案233进行连接。
[0110]并列分支图案234是从U相端子71并列地分支出来的图案。绕组UlF的缠绕始端S和绕组U2R的缠绕终端E被连接到U相的端子71。此外，U相的并列分支图案234位于后述的第三层的多层布线基板205上，从而能够删除(参照图11)。
[0111]图11是用于说明实施方式2的多层布线基板中的第三层图案的图。而且，在图11中，示出了各绕组序号及各绕组的缠绕始端S和缠绕终端E。
[0112]如图11所示，在第三层的多层布线基板205上，以同心圆弧状并列地布设有并列分支图案241和V相的两根跨接线图案242、243。在第三层的多层布线基板205中，该端子7与各绕组的缠绕始端S或缠绕终端E分别经由焊盘进行电连接。
[0113]并列分支图案241是从U相端子71并列地分支出来的图案。绕组UlF的缠绕始端S和绕组U2R的缠绕终端E被连接到U相的端子71。
[0114]绕组V3R的缠绕终端E和绕组VlOR的缠绕始端S通过同心圆弧状的内侧的布线图案242进行连接。另外，绕组V4F的缠绕始端S和绕组V9F的缠绕终端E通过同心圆弧状的外侧的布线图案243进行连接。
[0115]如图12所示，在第四层的多层布线基板206上，布设有并列分支图案251和中性点连线图案252。图7所示的24根端子7贯穿从多层布线基板的第一层到第四层的各个外周附近。[0116]并列分支图案251是从V相端子72并列地分支出来的图案。绕组V9F的缠绕始端S和绕组VlOR的缠绕终端E被连接到V相的端子72。
[0117]绕组V3R的缠绕始端S、绕组V4F的缠绕终端E、绕组W5F的缠绕终端E、绕组W6R的缠绕始端S、绕组U7R的缠绕始端S、绕组U8F的缠绕终端E分别被连接到中性点连线图案252。通过该中性点连线图案252，对图8所示的三相Y形连线的中性点N进行连线。
[0118]本实施方式的分割铁芯31上所缠绕的绕组40的缠绕方向全部是同一方向。另外，本实施方式的三相Y形连线是相邻的同相绕组并联连线、并与相对的对称的同相绕组串联连线的电路结构。通过在第一至第三层的多层布线基板203、204、205上，将同相的跨接线图案以同心圆弧状并列地配置在同层上，由此能够将以往五层以上的多层布线基板的层数减少到四层。
[0119]在本实施方式涉及的三相永磁电动机200中，相邻的同相绕组并联连线，并与相对的对称的同相绕组串联连线，由此能够减小构成转子偏芯的原因的电磁力或构成速度变动的原因的转矩脉动。并且，通过使绕组40的缠绕方向全部是同一方向，能够提高作业效率。
[0120]另外，本实施方式涉及的三相永磁电动机200通过在第一至第三层的多层布线基板203、204、205上，将同相的跨接线图案配置在同层上，由此能够将布线图案间的绝缘距离设计得更短。并且，通过线对称地配置同心圆弧状的布线图案222和223、232和233、242和243，能够将层数减少到四层。
[0121]S卩，实施方式2涉及的三相永磁电动机200基本上发挥与实施方式I同样的作用效果。
[0122]〔实施方式3〕
[0123]以下，参照图13说明实施方式3涉及的三相永磁电动机的结构。图13是实施方式3涉及的三相永磁电动机所使用的转子的概要剖视图。此外，关于与实施方式I相同的构成部件，标注相同的附图标记进行说明。
[0124]实施方式3涉及的三相永磁电动机300的转子301的构造与实施方式I不同。
[0125]图13所例示的转子301例如构成为10极的交替磁极式(Consequent-Pole Type)IPM电动机(Interior Permanent Magnet Motor:内置式永磁同步电动机)。
[0126]转子301被设置在旋转轴8的周围，具有转子铁芯310及永磁铁320。旋转轴8成为转子301的旋转中心。
[0127]转子铁芯310是被设置在旋转轴8的周围的厚壁圆筒体状的金属部件。转子铁芯310例如具有在轴向上层叠多个环状的转子铁芯片而成的堆叠构造。
[0128]在各转子铁芯310的中央部形成有用于嵌入旋转轴8的圆形的轴通孔311。在转子铁芯310的外周部附近形成有用于收容永磁铁320的多个磁铁收容部321。磁铁收容部321沿圆周方向均等地配置。
[0129]在本实施方式中，沿圆周方向形成5处磁铁收容部321。即，在各磁铁收容部321内各配置一个永磁铁，总计配置五个永磁铁320。各永磁铁320的外周侧被磁化成N极。永磁铁320、320之间的转子铁芯310部分最后被电磁感应成S极，从而形成10极转子。
[0130]将本实施方式的交替磁极式转子与12槽定子组合时，相对的同相的绕组具有不同的阻抗。例如，对于在一方的相邻的2个U相绕组附近存在永磁铁那样的转子位置，在相对的对角的相邻的U相绕组附近将存在永磁铁间的转子铁芯。
[0131]由此，与处于永磁铁附近的U相绕组相比，处于铁芯附近的U相绕组的阻抗更高，因此对角的绕组阻抗存在很大的差异。因此，当在交替磁极式IPM转子的情况下与以往连线方法组合时，电流值在并联电路间不同，从而产生转矩脉动。
[0132]但是，如果采用实施方式I的连线构造，对角的阻抗的不平衡将消除，能够减少转矩脉动。
[0133]实施方式3涉及的三相永磁电动机基本上发挥与实施方式I同样的作用效果。尤其，如果采用交替磁极式IPM转子作为实施方式3涉及的三相永磁电动机的转子301，则对角的阻抗的不平衡将消除，实现能够减少转矩脉动这样的特有的效果。
[0134]以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但它们仅是用于说明本发明的例示，而不旨在将本发明的范围仅限于这些实施方式。本发明在不脱离其主旨的范围内，能够以与上述实施方式不同的各种方式实施。
[0135]附图标记的说明
[0136]I:转子
[0137]2:定子
[0138]3、4、5、6:多层布线基板
[0139]40:绕组
[0140]81,82: U相的布线图案
[0141]91,92: V相的布线图案
[0142]101、102: W相的布线图案
[0143]100、200:三相永磁电动机
[0144]203、204、205、206:多层布线基板
[0145]222、223: U相的布线图案
[0146]232、233: V相的布线图案
[0147]242,243: W相的布线图案
[0148]301:交替磁极式IPM转子
【权利要求】
1.一种三相永磁电动机，其特征在于，具有: 配置有沿同一方向缠绕的多个绕组并且槽数为12η的定子，其中η是任意的自然数； 永磁铁的极数为IOn或14η的转子；以及 以构成2m路并联的方式连线的多层布线基板，其中m是包含I的η的约数， 所述三相永磁电动机的电路结构为:在U相、V相、W相中，相邻的同相的所述绕组并联连线，并与在以该相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线， 在所述多层布线基板的同层上，线对称地配置有同相的跨接线图案。
2.—种三相永磁电动机,其特征在于,具有: 配置有沿同一方向缠绕的多个绕组并且槽数为12η的定子，其中η是任意的自然数； 永磁铁的极数为IOn或14η的转子；以及 以构成2m路并联的方式连线的多层布线基板，其中m是包含I的η的约数， 所述三相永磁电动机的电路结构为:在U相、V相、W相中，相邻的同相的所述绕组并联连线，并与在以该相邻的同相绕组的第一绕组群的中心为基准轴的情况下、以6槽距角相对的对称的同相的第二绕组群的同极绕组串联连线， 在所述多层布线基板的同层上，以同心圆弧状并列地配置有同相的跨接线图案。
3.如权利要求1所述的三相永磁电动机，其特征在于，所述转子是交替磁极式(Consequent-Pole Type) IPM 转子。
4.如权利要求2所述的三相永磁电动机，其特征在于，所述转子是交替磁极式(Consequent-Pole Type) IPM 转子。
【文档编号】H02K3/28GK103715806SQ201310464531
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2012年10月1日
【发明者】宫下利仁, 山口政裕 申请人:山洋电气株式会社
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1