旋转电机的制作方法_4

文档序号:8532053阅读:来源:国知局
B)…(16)
[0167]由此,如果设为B = {cos30。/(l+2cos75° )}A = 0.5706A,则式(16)为零。
[0168]另外,7次、17次的分布绕组系数变为下式(17)。
[0169]Kd = (2AXcos30。+4BXcos75。一 2B)/(2A+6B)…(17)
[0170]由此,如果设为B = {cos30。/(I 一 2cos75。)}A = 1.795A,则式(17)为零。
[0171]将按照上述方式求出的绕组系数在图17(a)?(C)中示出。可知,通过根据图17(a)?(C)变更匝数比,从而能够减小高次谐波成分。至于采用图17(a)?(C)中的哪个匝数的结构,例如只要与转子所具有的高次谐波成分相应地决定即可。
[0172]如上所述,在实施方式4中,在旋转电机Ik的定子20k中,每极每相的槽数q为j (j是大于或等于2的整数),j 一 I个第I槽23a和I个第2槽23b交替地配置。由此,在q = 2i以外的旋转电机中,也能够使特定的高次谐波成分大致为零。
[0173]例如,在实施方式4中,在旋转电机Ik的定子20k中,每极每相的槽数q为4,第I槽23a的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.93:1。由此,如图17(a)所示,例如能够使11次、13次的高次谐波成分大致为零。即,在q = 4的旋转电机Ik中,能够使扭矩脉动的第2高次谐波成分(12次成分)大致为零。
[0174]或者,例如,在实施方式4中,在旋转电机Ik的定子20k中,每极每相的槽数q为4,第I槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.57:1。由此,如图17(b)所示,能够使5次、19次的高次谐波成分大致为零。
[0175]或者,例如,在实施方式4中,在旋转电机Ik的定子20k中,每极每相的槽数q为4,第I槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为1.80:1。由此,如图17(c)所示,能够使7次、17次的高次谐波成分大致为零。
[0176]实施方式5
[0177]下面,对实施方式5所涉及的旋转电机In进行说明。下面,以与实施方式4不同的部分为中心进行说明。
[0178]在实施方式4中,通过改进绕组的匝数等,从而实现绕组结构的简化,但在实施方式5中,通过改进线圈的配置,从而实现绕组结构的进一步简化。
[0179]具体来说,旋转电机In具有如图18?图20所示的结构。图18是表示旋转电机In中的与旋转轴RA垂直的剖面结构的图。图19是示意性地表示各槽内部的线圈配置的图。图20是表示各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。在图18?图20中,例如,作为旋转电机In,例示性地示出极数为4、槽数为48、相数为3、每极每相的槽数q为4的旋转电机。
[0180]如图18所示,在旋转电机In的定子20η中,例如,相对于实施方式4的定子20k(参照图14),以同相的绕组在相邻的槽23中沿横向排列的方式,对规定的槽23内的上下的绕组进行了调换。
[0181]例如,相对于实施方式4的定子20k(参照图14),如果将槽编号N0.5的U相的绕组和W相的绕组调换,则如图19所示,在槽编号N0.1?5的下侧,5个U相的绕组变为在横向上排列,并且,在槽编号N0.5?9的上侧,5个W相的绕组变为在横向上排列。
[0182]例如,相对于实施方式4的定子20k(参照图14),如果将槽编号N0.13的V相的绕组和U相的绕组调换,则如图19所示,在槽编号N0.9?13的下侧,5个V相的绕组在横向上排列,并且,在槽编号N0.13?17的上侧,5个U相的绕组在横向上排列。
[0183]此外,对于匝数比,与实施方式4(参照图15)相同。
[0184]如上所述,在实施方式5中,以同相的绕组在相邻的槽23中沿横向排列的方式,对各槽23内的上下的绕组进行了调换。由此,能够将绕组结构进一步简化,能够进一步实现生产性的提高及绕组电阻的减小。
[0185]另外,在实施方式5中,由于能够增加在横向上排列的同相绕组的数量,因此能够减小各绕组间的干涉,能够实现绕组的端部的小型化,即减小绕组的电阻值(例如,最小化)。
[0186]实施方式6
[0187]下面,对实施方式6所涉及的旋转电机Ip进行说明。下面,以与实施方式I不同的部分为中心进行说明。
[0188]在实施方式I中,对每极每相的槽数q为2的情况例示性地进行了说明,但在实施方式6中,对每极每相的槽数q为3的情况例示性地进行说明。
[0189]具体来说,旋转电机Ip的定子20p具有如图20所示的结构。图20是表示各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。在图20中例示性地示出极数为4、槽数为36、相数为3、每极每相的槽数q为3的旋转电机。
[0190]如图20所示,对于沿定子铁心21的槽编号N0.1?N0.48,在每极每相的槽数q为j (j是大于或等于2的整数)的情况下,j 一 I个第I槽23a和I个第2槽23b交替地配置。例如,在如图20所示的情况下,由于j = 3,因此2个第I槽23a和I个第2槽23b交替地配置。即,2个第I槽23a和I个第2槽23b关于槽编号分别以3个为周期进行了配置,并且配置的间距彼此错开1.5个的宽度。
[0191]图20考虑到绕组的对称性,示出槽编号N0.1?N0.18的槽23部分。如图20所示,第I槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.67:1。此外,图20中的
0.6736能够视为大致为0.67。
[0192]由于考虑通过匝数变更而实现的绕组系数减小,因此与实施方式I同样地,使用在#1绕组?#6绕组中产生的感应电压的矢量图。在图21 (a)?(f)中分别示出在#1绕组?#6绕组中产生的5次、7次、11次、13次、17次、19次的感应电压高次谐波成分的矢量图。在本实施方式中,首先以减小绕组系数的5次、13次为目标。
[0193]如果着眼于5次的矢量图(图21(a)),则#1绕组和#2绕组之间的相位差是180X4/36X5 = 100°,#1绕组和#6绕组之间的相位差是300° (= — 60° )。如果将#1绕组、#6绕组的匝数设为A,将#2绕组?#5绕组的匝数设为B,则5次、13次的分布绕组系数Kd变为下式(18) ο
[0194]Kd = (2AXcos30。一 4BXcos50。)/(2A+4B)…(18)
[0195]由此,如果设为B = {cos30。/(2cos50° )} A = 0.6736A,则算式(18)为零。
[0196]同样地,7次、11次的分布绕组系数变为下式(19)。
[0197]Kd = (2AXcos30。一 4BXcos7° )/(2A+4B)…(19)
[0198]由此,如果设为B = {cos30° /(2cos7° )} A = 1.266A,则算式(19)为零。
[0199]将按照上述方式求出的绕组系数在图22(a)、(b)中示出。可知,通过根据图22(a)、(b)变更匝数比,从而能够减小高次谐波成分。至于采用图22(a)、(b)中的哪个的匝数的结构,例如只要与转子所具有的高次谐波成分相应地决定即可。
[0200]如上所述,在实施方式6中,在旋转电机Ip的定子20p中,每极每相的槽数q为j (j是大于或等于2的整数),j 一 I个第I槽23a和I个第2槽23b交替地配置。由此,在q = 2i以外的旋转电机中,也能够使特定的高次谐波成分大致为零。
[0201]例如,在实施方式6中,在旋转电机Ip的定子20p中,每极每相的槽数q为3,第I槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.67:1。由此,如图22(a)所示,能够使5次、13次的高次谐波成分大致为零。
[0202]或者,例如,在实施方式6中,在旋转电机Ip的定子20p中,每极每相的槽数q为3,第I槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为1.27:1。由此,如图22(b)所示,能够使7次、11次的高次谐波成分大致为零。
[0203]实施方式7
[0204]下面,对实施方式7所涉及的旋转电机Iq进行说明。下面,以与实施方式I不同的部分为中心进行说明。
[0205]在实施方式I中,对每极每相的槽数q为2的情况例示性地进行了说明,但在实施方式7中,对每极每相的槽数q为6的情况例示性地进行说明。
[0206]具体来说,旋转电机Iq的定子20q具有图23所示的结构。图23是表示各槽内部的绕组的相的分配和匝数比的图。在图23中例示性地示出极数为4、槽数为72、相数为3、每极每相的槽数q为6的旋转电机。
[0207]如图23所示,对于沿定子铁心21的槽编号N0.1?N0.72,在每极每相的槽数q为j (j是大于或等于2的整数)的情况下,j 一 I个第I槽23a和I个第2槽23b交替地配置。例如,在图23所示的情况下,由于j = 6,因此5个第I槽23a和I个第2槽23b交替地配置。即,5个第I槽23a和I个第2槽23b关于槽编号分别以6个为周期进行了配置,并且配置的间距彼此错开3个的宽度。
[0208]图23考虑到绕组的对称性,示出N0.1?N0.36的槽。如图23所示,第I槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比例如大致为0.96:1。此外,图23中的0.9519能够视为大致为0.96。
[0209]由于考虑通过匝数变更而实现的绕组系数减小,因此与实施方式I同样地,使用在#1绕组?#12绕组中产生的感应电压的矢量图。在图24(a)?(f)中分别示出在#1绕组?#12绕组中产生的5次、7次、11次、13次、17次、19次的感应电压高次谐波成分的矢量图。在本实施方式中,首先以减小绕组系数的17次、19次为目标。
[0210]如果着眼于17次的矢量图(图24(e)),则#1绕组和#2绕组之间的相位差是180X4/72X17 = 170°,#1绕组和#4绕组之间的相位差是340° (= — 20° )。如果将#1绕组、#12绕组的匝数设为八,将#2绕组?#11绕组的匝数设为B,则17次、19次的分布绕组系数Kd变为下式(20)。
[0211]Kd = (2AXcos30。+4BXcoslO。一 2B — 4BXcos20。)/(2A+10B)…(20)
[0212]由此,如果设为B = {cos30。/(l+2cos20° — 2cosl0° )}A = 0.9519A,则算式
(20)变为零。
[0213]另外,5次的分布绕组系数Kd变为下式(21)。
[0214]Kd = (2AXcos30。+4BXcos80。一 2B — 4BXcos50。)/(2A+10B)…(21)
[0215]由此,如果设为B = {cos30。/(l+2cos50° 一 2cos80。)}A = 0.4468A,则算式
(21)变为零。
[0216]按照上述方式求出的绕组系数在图25(a),(b)中示出。此外,通过对7次、11次、13次也使用图24的矢量图,从而能够同样地计算出用于使各绕组系数为零的匝数比。
[0217]如上所述,在实施方式7中,在旋转电机Iq的定子20q中,每极每相的槽数q为j (j是大于或等于2的整数),j 一 I个第I槽23a和I个第2槽23b交替地配置。由此,在q = 2i以外的旋转电机中,也能够使特定的高次谐波成分大致为零。
[0218]例如,在实施方式7中,在旋转电机Iq的定子20q中,每极每相的槽数q为6,第I槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.96:1。由此,如图25(a)所示,能够使17次、19次的高次谐波成分大致为零。
[0219]或者,例如,在实施方式7中,在旋转电机Iq的定子20q中,每极每相的槽数q为6,第I槽23a内的总匝数和第2槽23b内的总匝数之比大致为0.45:1。由此,如图25(b)所示,能够使5次的高次谐波成分大致为零。
[0220]实施方式8
[0221]下面,
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