旋转电机的制作方法_2

文档序号:8545708阅读:来源:国知局
0a平行的顶部台阶部分53。在顶部台阶部分53的两侧,设置有相对于定子芯30的端面30a以预定角度倾斜的倾斜部分54。注意,附图标记24指示使定子芯30与定子绕组40彼此电绝缘的绝缘体。
[0033]图3示出插入至彼此相邻的两个槽即槽31A、槽31B中的一对导体段即导体段50A、导体段50B。在这种情况下,直线部分51、直线部分51未从定子芯30的沿轴向定位的一侧插入至同一槽31中,而是分别插入至彼此相邻的两个槽即槽31A、槽31B中。也就是说,图3的右侧绘出的两个导体段即导体段50A、导体段50B中的一个导体段50A的直线部分51中之一插入至一个槽31A的最外层(第六层)中,而直线部分51中的另一个被插入至另一槽(未示出)的第五层中,该另一槽沿定子芯30的逆时针方向与槽31A相距一个磁极间距(NS磁极间距)。
[0034]此外,两个导体段即导体段50A、导体段50B中的另一导体段50B的直线部分51之一插入至与槽31A相邻的槽31B的最外层(第六层)中,而直线部分51中的另一个插入至另一槽(未示出)的第五层中,该另一槽沿定子芯30的逆时针方向与槽31B相距一个磁极间距(NS磁极间距)。也就是说,两个导体段即导体段50A、导体段50B被布置成沿圆周方向相距一个槽间距。因此,导体段50的直线部分51被插入至整个槽31中,直线部分51的数目为偶数。在本实施方式的情况下,六个直线部分51被插入至整个槽31中以使其沿径向呈直线布置且层压。
[0035]从槽31延伸至定子芯30的沿轴向定位的另一侧的一对直线部分即直线部分51、直线部分51的开口端沿与圆周方向相反的方向扭曲,以便相对于定子芯30的端面30a以预定角度倾斜。从而,形成长度大致为磁极间距一半的倾斜部分55 (参见图2和图4A和图4B)。导体段50的预定倾斜部分55的端部通过焊接而彼此接合(图4中的接合部分),以使彼此以预定模式电连接。也就是说,预定导体段50沿圆周方向并且沿定子芯30的槽31串联连接,以形成具有以螺旋形式缠绕的三相绕组(U相、V相、W相)41的定子绕组40,即,波形绕组。
[0036]注意,对于定子绕组40的每个相,由基本的U形导体段50形成绕定子芯30六次的绕组(线圈)。然而,对于定子绕组40的每个相,整体地具有用于输出的引导线和用于中性点的引导线的段以及具有连接第一转弯和第二转弯的转弯部分的段由不同于基本导体段50的不规则形段(未示出)构成。如图5A所示,通过星形连接来连接定子绕组40的相的绕组端。
[0037]如图2所示,被如上所述地配置的定子绕组40的沿轴向定位的一侧(图2的下侧)设置有第一线圈端部47,其中,导体段50的从定子芯30的一个端面伸出的转弯部分52沿定子芯30的径向层压。此外,定子绕组40的沿轴向定位的另一侧(图2的上侧)设置有第二线圈端部48,其中,导体段50的从定子芯30的另一端面伸出的倾斜部分55和接合部分56(参见图4A和图4B)沿定子芯30的径向层压。
[0038]如图5A所示,构成定子绕组40的三相绕组(U相、V相、W相)41中的每个从沿延伸方向定位的一端的输出端子43至另一端的中性点44被划分成2n (本实施方式中为4,η=2)个部分。从而,三相绕组中的每个由从沿延伸方向定位的一端起按顺序布置的第一部分绕组a、第二部分绕组b、第三部分绕组c和第四部分绕组d构成。第一部分绕组a至第四部分绕组d中的全部以螺旋形式缠绕。
[0039]在本实施方式中,如图5B所示,第一部分绕组a和第四部分绕组d被插入至定子芯30的不同的同相槽中。也就是说,第一部分绕组a被插入至两个相邻的同相槽即同相槽Ul、同相槽U2中的一个同相槽Ul中,并且第四部分绕组d被插入至两个相邻的同相槽即同相槽U1、同相槽U2中的另一同相槽U2中。注意,在图5B中,U相的两个同相槽即同相槽Ul、同相槽U2被示出为典型示例。V相和W相的同相槽的状态与U相的同相槽的状态相似。
[0040]在相绕组41中的每个相绕组的情况下,从输出端子侧算起的偶数位置处的第2m (m为满足I彡m彡η的自然数)部分绕组与第2m绕组之前的奇数位置处的第2m_l部分绕组被插入至定子芯30的不同的同相槽中。具体地,如图5B所示,相绕组41的第二部分绕组b和第一部分绕组a被插入至不同的同相槽中。相绕组41的第四部分绕组d和第三部分绕组c被插入至不同的同相槽中。也就是说,在本实施方式中,第一部分绕组a和第三部分绕组c被插入至两个相邻的同相槽即同相槽Ul、同相槽U2中的一个同相槽Ul中,并且第二部分绕组b和第四部分绕组d被插入至两个同相槽即同相槽U1、同相槽U2中的另一同相槽U2中。
[0041]注意,可以通过稍微修改定子绕组40的从定子芯30的沿轴向定位的另一端面向外伸出的第二线圈端部48的连接导线的连接来改变相绕组41的第一部分绕组a至第四部分绕组d所插入的同相槽。因此,可以在防止电动机的性能下降的情况下容易地实现定子20 ο
[0042]根据如上所述地配置的本实施方式的旋转电机1,构成定子绕组40的相绕组41中的每个被划分成2η (当η = 2时为4)个部分,以使其由第一部分绕组a至第四部分绕组d构成。第一部分绕组a和第四部分绕组d被插入至不同的同相槽即同相槽U1、同相槽U2中。从沿延伸方向定位的一端算起的偶数位置处的第2m部分绕组以及第2m-l绕组被插入至同相槽即同相槽U1、同相槽U2中。因此,由于可以降低旋转电机I中的谐振增益的峰值,所以能够在逆变器被高速切换时减小相绕组之间的最大电压。因此,逆变器的效率可以更高(切换速度可以更高),同时能够确保绝缘的可靠性。
[0043]此外,在本实施方式中,槽倍数η为2。相绕组41中的每个从沿延伸方向定位的一端至另一端被划分成4 (2η)个部分。此外,第一部分绕组a和第三部分绕组c被插入至一个同相槽Ul中,并且第二部分绕组b和第四部分绕组d被插入至另一同相槽U2中。因此,槽倍数η被设置成2的旋转电机能够可靠地提供上述优点。
[0044]此外,在本实施方式中,由于相绕组的第一部分绕组a至第四部分绕组d中的全部以螺旋形式缠绕,所以能够容易地形成定子绕组40。此外,能够可靠地减小在定子绕组40的相绕组之间产生的谐振。
[0045]此外,定子绕组40为由多个相绕组41构成的分段类型,其中以如下方式形成多个相绕组41:插入至槽31中并且沿轴向的多个导体段50串联连接并且缠绕在定子芯30中。因此,与定子绕组40由连续导线构成的情况相比,单个导体段50长度非常短并且易于操作。因此,能够容易地制造定子绕组40。
[0046](第一测试)
[0047]针对通过第一实施方式的缠绕方法和通过常规示例的缠绕方法制造的电动机(牵引电动机)进行了第一测试以比较在切换逆变器时相绕组之间的最大电势差。在JP-A-2013-81356中公开了常规示例。如图1lB所示,第一部分绕组a和第二部分绕组b被插入至两个同相槽即同相槽Ul、同相槽U2中的一个同相槽Ul中,并且第三部分绕组c和第四部分绕组d被插入至两个同相槽即同相槽U1、同相槽U2中的另一同相槽U2中。通过对插入至同相槽的部分绕组a至部分绕组d的不同布置方法来形成第一实施方式的和常规示例的要比较的电动机。要比较的电动机具有其他相似配置和相似性能(功率、效率等)。
[0048]如图7所示,在相绕组之一(U相)(在该相中,在逆变器被切换时电压最大)的输入侧端与相绕组的另一绕组(V相)的第一部分绕组a和第二部分绕组b之间的连接部分之间进行对第一实施方式的定子绕组的相绕组之间的电势差和常规示例的定子绕组的相绕组之间的电势差的测量。图6B中示出该结果。注意,图6A示出逆变器的输出侧的电压波形。从图6B清楚地看出,第一实施方式的相绕组之间的最大电势差低于常规示例的相绕组之间的最大电势差。
[0049](第二测试)
[0050]使用第一测试中的第一实施方式的电动机和常规示例的电动机进行了第二测试以
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