旋转电机及其制造方法_2

文档序号:9457865阅读:来源:国知局
>[0054]在图3㈧的槽5中,在中途设置台阶8,并使槽5的内周部的周向宽度a比外周部的周向宽度b窄。在图3(B)的槽5中,从槽5的中途开始,设置锥形部9,并使槽5的内周部的周向宽度a比外周部的周向宽度b窄,所述锥形部9随着从外周侧朝向内周侧而周向宽度逐渐变窄。在图3(C)的槽5中,遍及槽5的侧面全部区域地设置锥形部9。
[0055]此外,在本实施方式I中,槽5和齿6分别示出48个。
[0056]如图1所示,定子线圈10通过将插入槽5的多个导体线圈11的线圈端部15用焊接连接而形成。如图4、5所示,导体线圈11通过将一根导线成型而构成,所述导线由导体部17和在导体部17的表面烧结搪瓷并覆盖的绝缘被膜18形成,导体线圈11由插通于槽5内地配置的3个以上的槽收纳部12以及连结槽收纳部12的多个线圈端部13形成。
[0057]槽收纳部12以沿径向排列的方式在槽5内配置有多条。此时,由于使槽5的内周部的周向宽度a比外周部的周向宽度b窄,因此,使至少具有两种剖面形状的槽收纳部12混合存在于同一槽内。并且,如图6所示,通过使配置于槽5的内周侧的槽收纳部12a的周向宽度比配置于外周侧的槽收纳部12b的周向宽度小,从而使槽5与槽收纳部12的间隙变窄,能够提尚定子I的占空系数。
[0058]利用图6 (A)、图6⑶说明具体的槽收纳部12的剖面和配置的形状。图6 (A)表示平角剖面形状的导体线圈11以不同的方向插通并配置于槽5的情况。在槽5的内周侧,配置两条作为第一导体线圈的槽收纳部12a,所述槽收纳部12a的剖面形状形成为周向宽度S径向宽度的朝向,在槽5的外周侧,配置两条作为第二导体线圈的槽收纳部12b,所述槽收纳部12b的剖面形状形成为周向宽度3径向宽度的朝向,并且配置在比第一导体线圈靠外周侧的位置。
[0059]图6(B)表示将平角剖面形状的导体线圈11和圆形剖面形状的导体线圈11插通并配置于槽5的情况。在槽5的内周侧,配置两条作为第一导体线圈的槽收纳部12a,所述槽收纳部12a的剖面形状是平角剖面形状,在槽5的外周侧,配置两条作为第二导体线圈的槽收纳部12b,所述槽收纳部12b的剖面形状是圆形剖面形状。
[0060]此外,也可以在槽5的内周侧配置圆形剖面形状的作为第一导体线圈的槽收纳部12a,在槽5的外周侧配置平角剖面形状的作为第二导体线圈的槽收纳部12b。另外,例如,也可以配置直径不同的圆形剖面形状的槽收纳部12a、12b。
[0061]如图7所示,经由某个线圈端部13连结的两条槽收纳部12分别配置于不同的槽5中,并且,在槽5内的径向位置也彼此不同。因此,在线圈端部13形成大致圆弧形状,并设置用于吸收其径向位置的差的变道部14。此外,变道部14在导体线圈11的制造阶段预先成型而构成。
[0062]如各图所示,在本实施方式I中,示出了在同一槽5内沿径向排列的槽收纳部12的数量是4条、其剖面形状是2种的情况。
[0063]接下来,利用图8、9说明本实施方式I的定子I的组装方法。
[0064]首先,将槽收纳部12从内圈磁芯3的径向外方插入内圈磁芯3的齿6之间的间隙(插入配置工序)。作为该插入方法,有将所需数量的导体线圈11预先以大致圆筒状形成于直径比内圈磁芯3稍微大的夹具上、并如图8所示地将其向径向内方批量插入的方法。在该情况下,由径向的压缩产生的导体线圈11的少许变形向定子铁心2的轴向两端外方被吸收。
[0065]另外,作为其它方法,如图9所示,也可以将导体线圈11暂时地形成为直线状,以卷绕的方式,从其一端开始依次直接插入内圈磁芯3的槽5中。
[0066]此外,在将槽收纳部12插入之前,如图8、9所示,以覆盖齿6和连结部7的周缘部的方式插入配置绝缘纸19,来确保槽收纳部12与内圈磁芯3之间的绝缘性。
[0067]接下来,作为磁芯结合工序,在插入配置了导体线圈11的内圈磁芯3的外周面接合组装外圈磁芯4。
[0068]然后,利用例如TIG焊、电阻焊等将导体线圈11的线圈端部15彼此接合(接合工序)。接合部将两条线圈端部15集中在一个位置接合而构成。但是,由于中性点需要连接UVW三个点,因此,将三条线圈端部15集中在一个位置并接合。另外,对于与电源、变频器等其它设备连接的线圈端部15,另外接合用于与其它设备连接的中介部件(端子等),或者在该阶段什么都不做地进入下个工序。
[0069]此外,在本实施方式I中,叙述了在成型并对位之后进行线圈端部15的接合的方法,但也可以经由例如在树脂中内插或外插端子的中继部件来接合。在该情况下,由于不需要线圈端部15的位置调整作业,因此组装工序简单化,组装效率提高。
[0070]另外,在这里虽未示出,但通过使转子的极数是8极,从而能够使定子I的每极每相槽数是2( = 48+(8X3))。由此,能够用双重系统驱动旋转电机。通过用双重系统驱动,将各相的相位错开,提高高谐波的次数,从而能够降低纹波电流。
[0071]另外,使用两个对旋转电机进行驱动控制的变频器(未图示),能够具有独立的两个驱动回路,能够获得冗余性。
[0072]如上所述,在本发明的实施方式I中,槽5形成为其内周部的周向宽度a比其外周部的周向宽度b小,因此,能够使齿6的周向宽度沿径向大致固定,降低齿6的径向上的磁阻的差,提尚旋转电机的性能。
[0073]另外,作为导体线圈11,具备构成配置于槽5的内周侧的槽收纳部12的第一导体线圈和构成配置于槽5的外周侧的槽收纳部12的第二导体线圈,并使用各自的剖面形状与槽5的形状相配合的、彼此不同的形状的导线,因此,槽5内的槽收纳部12的占空系数提高,定子线圈10的电阻降低,旋转电机的效率、输出提高。
[0074]另外,在该情况下,各导体线圈11与槽5的形状相配合,不需要将该导体的一部分的剖面成型,提高了形成导体线圈11时的作业效率。
[0075]此外,在该情况下,配置于槽5的内周侧的第一导体线圈的线圈端部13的剖面也比配置于槽5的外周侧的第二导体线圈的线圈端部13的周向宽度小。另外,关于线圈端部13能够占有的区域,理所当然地,内周侧比外周侧窄。
[0076]因此,第一导体线圈和第二导体线圈都能够不费力地构成其线圈端部13,结果是,降低了定子线圈10的电阻,提高了旋转电机的效率、输出。
[0077]另外,根据本实施方式1,将导体线圈11的槽收纳部12从内圈磁芯3的径向外方插入并配置于槽5内,由于使槽5的外周部的周向宽度b比槽5的内周部的周向宽度a大,因此,插入槽收纳部12时的外周侧插入口宽。由此,导体线圈11向内圈磁芯3的插入作业变得容易,定子I的组装效率提高。
[0078]另外,内圈磁芯3的内周部由连结部7连结,因此,定子铁心2的刚性提高。由此,在导体线圈11的插入时、以及在将外圈磁芯4组装于内圈磁芯3时能够防止磁芯的变形,因此提高了定子I的组装效率。
[0079]另外,由于定子铁心2的刚性变高,能够抑制旋转电机的振动和噪音,旋转电机的性能、品质、可靠性提尚。
[0080]另外,由于在线圈端部13预先将变道部14成型,因此,在将导体线圈11插入齿6之间的间隙时,能够防止导体线圈11彼此的干涉,定子I的组装效率提高。此外,能够抑制导体线圈11彼此接触、损伤绝缘被膜18等不良情况,旋转电机的品质提高。
[0081]另外,如上所述,由于使定子I的每极每相槽数是2,因此能够进行双重系统的驱动,能够降低纹波电流。由此,降低了旋转电机的齿槽转矩,并且,品质也稳定。另外,通过准备两个变频器作为驱动电源,从而能够使旋转电机获得冗余性。由此,旋转电机的可靠性
[0082]另外,通过使驱动回路并列化,能够降低在各个回路中流动的电流。由此,尤其是在采用小容量机、为了承受绕线作业等机械压力而将下限的同一尺寸的线圈用于导体的情况下等,降低了旋转电机的损失,旋转电机的性能、可靠性提高。
[0083]此外,在以上的说明中,定子I是具备两组3相Y形接线的双重3相而表示的,但不限定于此,单相或者3相以上也同样地适用于本发明,起到相同的效果。另外,接线也可以是A形接线。另外,定子I的槽数例示了 48个的情况,但不限定于此。另外,示出了配置于同一槽5中的槽收纳部12的数量是4条、插通于同一槽5中的槽收纳部12的剖面形状是2种的情况,但不限定与此。
[0084]实施方式2
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