多重多相绕组交流旋转电机及电动助力转向装置的制造方法_3

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的电动机。
[0035] 此外,将相邻的檐部5012间进行连接,从而能提高定子铁心401的连接强度并减 小电动机4的振动,或抑制电枢绕组402从定子铁心401飞出,或减小槽磁导的高次谐波分 量并减小齿槽转矩、转矩脉动,或提高转子d轴的电感并提高电动机的高旋转转矩。
[0036] 此外,将相邻的檐部5012间的径向的一部分相连接,从而能获得以下特别的效 果:即,能对连接部5011的磁阻进行调整,在共用磁路的电枢5中减小磁耦合。因此,能提 尚电流控制系统的响应,能提尚电动机的控制性。
[0037] 此外,能减小转子503旋转时的电感的变动,能提高电动机的控制性并减小转矩 脉动。另外,由于仅将檐部5012间的径向的一部分相连接,因此,能减小对转矩不作贡献的 电枢5内的漏磁通,能提高转矩。
[0038] "磁极的磁阻部的说明1 (阶梯形的形状)" 图10(a)是檐部5012与连接部5011的复合体的形状呈阶梯形的结构的说明图。为了 有助于理解,图中对电动机的截面形状的一部分进行放大来表示。 具有铁心背部91、齿501和槽502的定子铁心401的槽502中收纳有电枢绕组402。在 图10(a)中,同相的电枢绕组al、a2、a3、a4这4根线圈收纳于槽502。电枢绕组4与槽之 间需要设置用于绝缘的构件,但图中对此进行了省略。
[0039] 齿501的内周侧前端的磁极部上设有檐部5012,并且,相邻檐部5012通过连接部 5011而相连接。连接部5011由磁性体构成。例如利用金属模具来对电磁钢板进行冲孔,使 得与檐部5012成为一体,由此来进行制作。转子503中包括永磁体411和转子铁心108。 将转子503的外径IlR设为半径Rout。在存在永磁体411的防飞散的金属制管子的情况 下,包含管子在内,对半径Rout进行定义。在将永磁体411埋入转子铁心108的情况下,用 转子铁心108的最外径来定义Rout。
[0040] 檐部5012和连接部5011的复合体的轮廓采用阶梯形的形状501112S。此外,采用 以下结构:即,连接部5011中与转子503之间的空隙长度gl、和檐部5012中与转子503之 间的空隙长度g2相同。像这样设为阶梯形501112S,从而能形成相邻檐部5012间的距离 均匀的部分。因此,若连接部5011发生磁饱和,则能减小相邻檐部5012之间所产生的漏磁 通。
[0041] 若漏磁通较小,则电动机的转矩不会下降,因此,具有能减小电动机的效果。另外, 还具有能减小永磁体411的使用量的效果。此外,由于连接部5011中的所述空隙长度与檐 部5012中的所述空隙长度相同,因此,能减小磁导的脉动并减小转矩脉动这一效果变得显 著。
[0042] "磁极的磁阻部的说明2 (曲线形的形状)" 图10(b)是檐部5012与连接部5011的复合体的形状呈曲线形501112R的结构的说明 图。为了有助于理解,图中对电动机的截面形状的一部分进行放大来表示。 具有铁心背部91、齿501和槽502的定子铁心401的槽502中收纳有电枢绕组402。在 图10(b)中,同相的电枢绕组131、匕233、匕4这4根线圈收纳于槽502。电枢绕组与槽之间 需要设置用于绝缘的构件,但图中对此进行了省略。
[0043] 齿501的内周侧前端的磁极部上设有檐部5012,并且,相邻檐部5012通过连接部 5011而相连接。连接部5011由磁性体构成。例如利用金属模具来对电磁钢板进行冲孔, 使得与檐部5012成为一体,由此来制作连接部5011。转子503中包括永磁体411和转子 铁心108。将转子503的外径设为半径Rout。在存在永磁体的防飞散的金属制管子的情况 下,包含管子在内,对半径Rout进行定义。在将永磁体埋入转子铁心的情况下,用转子铁心 的最外径来定义Rout。
[0044] 檐部5012和连接部5011的复合体的轮廓呈向内径侧凸出的曲线形501112R。与 图10(a)中所举例示出的呈阶梯形的情况相比,由于能以没有角部的曲率较大的曲面来构 成定子铁心401,因此,具有能延长金属模具寿命的效果。 此外,电枢绕组b 1具有呈向内径侧凸出的曲线501112R的截面形状。 由此,能提高电枢绕组402的槽502中的体积占有率,能降低电阻,从而具有以下效果: 电动机的效率得以提高,输出得以提高。
[0045] 在图10(b)中,檐部5012和连接部5011的复合体的轮廓呈向内径侧凸出的曲线 形501112R,但即使形成为内径侧变细的梯形形状也能获得相同的效果。此外,采用以下结 构:即,连接部5011上的连接部5011与转子503之间的空隙的空隙长度gl、和檐部5012上 的檐部5012与转子503之间的空隙的空隙长度g2相同。由此,能减小磁导的脉动并减小 转矩脉动这一效果变得显著。
[0046] "补充说明" 此外,在本实施方式的说明中,设转子503具有转子铁心108、以及设置于所述转子铁 心108并产生励磁的永磁体411,但并不局限于该构造,例如即使如图11所示那样在转子 503上具有产生励磁的磁极绕组111,或者如图12所示那样是在转子铁心108上设有突起 部121的磁阻型转子,或者是感应电机,同样的结论也是成立的。
[0047] 另外,在上述说明中,绕组组在电气上具有30°的相位差,利用配置于相邻位置的 8极48槽的多重多相绕组交流电动机来对1组绕组和2组绕组进行了说明,但并不局限于 该绕组组间的相位差、1组2组间的位置、极数、槽数,对于绕组在电气上一分为二、或者利 用不同的电动机驱动装置来驱动各个绕组组的多重多相绕组交流电动机,也能获得与上述 相同的效果。
[0048] 另外,将m设为1以上的整数,极数2m、槽数12m的多重多相绕组交流电动机包括 与所述2重的3相绕组组单独对应而相连接的2个电动机驱动装置,所述2重的多相绕组 组在绕组组间具有电气相位差30 °,配置于1组绕组和2组绕组相邻的位置,将电枢绕组的 绕组间距设为电气角180°的整节距绕组,对于所述两个电动机驱动装置81、82,在向所述 2重的多相绕组组提供具有30°相位差的电压或电流的情况下,能使电动机的分布绕组系 数和短节距绕组系数分别成为最大的1,能提高多重多相绕组交流电动机的转矩。
[0049] 另外,在上述说明中对电枢绕组402横跨多个齿501来进行卷绕的情况进行了说 明,但即使在集中卷绕于1个齿501的情况下,与上述相同的结论也是成立的。另外,在上述 说明中对将电枢绕组402的绕组间距设为电气角180°的整节距绕组的情况进行了说明, 但即使在设为电气角180°以外的情况下,也能获得与上述相同的效果。
[0050] 另外,在上述说明中,对绕组在电气上被分为2个绕组组、且由2个不同的电动机 驱动装置81、82来进行驱动的多重多相绕组交流电动机进行了说明,但即使在绕组组的分 离数或电动机驱动装置81、82的数量增加的情况下,也能获得与上述相同的效果。 另外,即使本实施方式的定子铁心的檐部、相邻檐部间的连接部是与定子铁心的齿不 同的构件,也能获得与上述相同的效果。
[0051] 实施方式2. 本实施方式2举例示出了多重多相绕组交流旋转电机的一个示例,所述多重多相绕组 交流旋转电机包括:定子铁心,该定子铁心包括多个磁性的齿;电枢,该电枢具有由多重的 多相绕组组构成的电枢绕组,所述多重的多相绕组组卷绕于所述齿,并收纳于所述齿的相 互间的槽内;以及转子,该转子隔着磁性空隙与所述电枢相对地进行配置,并以转轴为中心 进行旋转,所述多重多相绕组交流旋转电机的特征在于,所述多个齿的各个齿在所述转子 侧的前端部的磁极部上具备檐部,所述定子铁心具有对所述多个齿的各个齿的磁极部上的 相邻的所述檐部间进行连接的磁性的连接部,所述连接部与所述槽的各个槽相对应地在所 述定子铁心的轴向的多处的一部分上设置于所对应的所述槽的内周侧,在收纳有所述电枢 绕组的任意绕组组的所述电枢绕组的所述槽中,也配置有所述连接部,其中,所述电枢绕组 由所述多重的所述多相绕组组构成。 以下,利用图13~图15,对本发明的实施方式2与实施方式1不同的部分进行说明。 此外,在本实施方式2中,除以下所说明以外的部分与实施方式1相同。 图13是对用于实施本发明的实施方式2中的多重多相绕组交流电动机的定子铁心的 一部分进行放大后的说明图。在本实施方式中,与实施方式1相对,仅定子铁心401的结构 存在差异,利用磁性的连接部5011来对相邻的檐部5012间的一部分进行连接,特别是在转 轴的方向(以后称为轴向)上部分相连。
[0052] 这里,在将檐部5012的轴向的厚度设为c时,连接部5011的轴向的厚度dl与d2 之和d比厚度c要小。即,d = dl+d2 < c。另外,连接部5011也可以如图14所示那样沿 轴向被精细分割(厚度dl、d2、d3、d4),或如图15所示那样径向的连接宽度b比檐部的宽 度a要小。 此外,在图13~图15中,对应于多个槽的各个槽来进行配置的连接部5011、5011、…… 的、所述定子铁心401的所述转轴408的轴向(转轴408的延伸方向)的两端401E、401E间 的磁阻(在图13中为dl与d2之和d的磁阻,在图14和图15中为dl、d2、d3和d4之和d 的磁阻)实质相同,并且,比所对应的所述檐部5012的所述两端401E、401E间的磁阻要大。
[0053] 这样,由于在本实施方式中与实施方式1相同,相邻檐部5012间的轴向的一部分 通过磁性的连接部5011来进行连接,因此,能提高定子铁心401的连接强度并减小电动机 的振动,或者抑制电枢绕组402从定子铁心401飞出,或者减小槽磁导的高次谐波分量并减 小齿槽转矩、转矩脉动,或者提高转子d轴的电感并提高电动机的高旋转转矩。
[0054] 此外,与实施方式1相同,能减小磁親合,因此,能提高电流控制系统的响应,能提 高电动机的控制性。此外,能减小电动机的自感、互感因电动机的旋转而发生的变动,能提 高电动机的控制性或减小转矩脉动。另外,由于仅用连接部5011将檐部5012间的轴向的 一部分相连接,因此,能减小对转矩不作贡献的电枢内的漏磁通,能提高转矩。
[0055] 在图15中,示出了檐部5012和连接部5011的复合体的轮廓呈阶梯形的示例,但 并不局限于此。不言而喻,即使在如图10(b)那样呈向内径侧凸出的曲线的情况下也没问 题。即使在这种情况下,也能获得与实施方式1中所描述的效果相同的效果。
[0056] 另外,由于将所述连接部5011的径向宽度设为所述檐部5012的径向宽度的一半 左右,因此,控制性得以提高且电感基本不会减小,因而,弱磁通控制能发挥效果并能确保 电动机(旋转电机)的转速。
[0057] 另外,根据图7所示的电枢绕组的配置可知,在相邻的槽中分别收纳有第一电枢 绕组组和第二电枢绕组组。另外,根据图5、图6、图9、图10、图13等的连接部的结构可知, 连接部设置于相邻的槽的径向内侧。这示出了以下情况:即,在收纳有第一电枢绕组组和第 二电枢绕组组的电枢绕组的槽中都配置有连接部。另外,根据图13、图14等可知,连接部横 跨定子铁心的轴向的一部分来进行配置。即,在本实施方式的多重多相绕组交流旋转电机 中具有以下结构:所述连接部横跨定子铁心的轴向的一部分来进行配置,并且,在收纳有由 多重的多相绕组组所构成的电枢绕组中的任意绕组组的电枢绕组的槽中,也配置有所述连 接部。 利用像这样的结构,不仅能减小电感因电动机的旋转而发生的变动,而且所有绕组组 的磁路的平衡和电感的平衡也较为良好,因此,能减小绕组组间的电流的不平衡,转矩波动 减小。其结果是,能获得振动噪音减小这一特别的效果。
[0058] 实施方式3. 图16是表示本实施方式3中的定子铁心401与转子铁心108之间的关系的说明图。在 本实施方式中,相对于实
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