旋转电机和具备该旋转电机的车辆的制作方法_3

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a从内周一侧向外周一侧并联地插入,从内周一侧起依次称为层1、层2、层3、层4。图7中,环形线圈U13、U14、U21和U22的实线部分表示层1,点划线的部分表示层2。另一方面,环形线圈U11、U12、U23和U24中,实线部分表不层3,点划线的部分表不层4。
[0080]其中,环形线圈U11?U24可以用连续的导体形成,也可以将分段线圈(分段导体)插入到槽内后通过焊接等将分段线圈之间连接。使用分段线圈的情况下,能够在槽237中插入分段线圈前,使位于比定子铁芯232的端部靠轴方向两端位置的线圈端241预先成型,能够容易地在异相之间或同相之间设置适当的绝缘距离。结果,能够抑制源于因IGBT21的开关动作而产生的浪涌电压的部分放电,对于绝缘是有效的。
[0081]此外,环形线圈使用的导体可以是扁线或圆线,或具有多根细线的导体,而出于小型高输出化和高效率化的目的为了提高占空系数,扁线是合适的。
[0082]图8、9对图7所示的U1相线圈组和U2相线圈组的一部分放大显示。图8、9中表示了包括跳线的部分的大约4个极的部分。如图8(b)所示,定子线圈组U1从引线进入槽编号71的层4,通过跨接导体233b跨越5个槽后,槽导体233a进入槽编号66的层3。接着,从槽编号66的层3跨越7个槽进入槽编号59的层4。
[0083]这样,使引出引线的线圈端一侧(图示下侧)的跨接导体233b的跨度为槽距Np=7,相反一侧的线圈端一侧的跨接导体233b的跨度为槽距Np = 5,使定子线圈以绕定子铁芯232 —周直到槽编号06的层3的方式用波形卷绕。以上的大致一周的定子线圈是图6所示的环形线圈U11。
[0084]接着,从槽编号06的层3伸出的定子线圈跨越6个槽进入槽编号72的层4。从槽编号72的层4起成为图6所示的环形线圈U12。环形线圈U12也与环形线圈U11的情况同样地设定为跨接导体233b的跨度在有引线的一侧为槽距Np = 7,在相反侧为槽距Np = 5,定子线圈以绕定子铁芯232 —周直到槽编号06的层3的方式用波形卷绕。以上的大致一周的定子线圈是环形线圈U12。
[0085]其中,环形线圈U12相对环形线圈Ul 1错开一个槽距卷绕,所以产生相当于一个槽距的电角度的相位差。本实施方式中,一个槽距相当于电角度30度,图6中,也将环形线圈U11与环形线圈U12错开30度记载。
[0086]进而,从槽编号07的层3伸出的定子线圈通过跨越7个槽的跳线进入槽编号72的层2(参照图8(a))。之后与环形线圈U11、U12的情况同样地设定为跨接导体233b的跨度在有引线的一侧为槽距Np = 7,在相反侧为槽距Np = 5,使定子线圈以从槽编号72的层2到槽编号07的层1绕定子铁芯232 —周的方式卷绕。以上的定子线圈是图6所示的环形线圈U13。
[0087]其中,从图8可知,环形线圈U13相对环形线圈U12在周方向上不错开地卷绕,所以环形线圈U12、U13之间不产生相位差。图7中,也记载为环形线圈U12、U13没有相位差。
[0088]最后,从槽编号07的层1伸出的定子线圈跨越6个槽进入槽编号01的层2。之后与环形线圈U11、U12、U13的情况同样地设定为跨接导体233b的跨度在有引线的一侧为槽距Np = 7,在相反侧为槽距Np = 5,使定子线圈以从槽编号01的层2到槽编号08的层1绕定子铁芯232 —周的方式卷绕。以上的定子线圈是图6所示的环形线圈U14。
[0089]其中,环形线圈U14相对环形线圈U13错开一个槽距地卷绕,所以产生相当于一个槽距的电角度30度的相位差。图8中,也将环形线圈U13与环形线圈U14错开30度记载。
[0090]图9所示的定子线圈组U2也以与定子线圈组U1的情况相同的跨度以波形卷绕。环形线圈U21从槽编号14的层1卷绕至槽编号07的层2,环形线圈U22从槽编号13的层1卷绕至槽编号06的层2。之后,定子线圈从槽编号06的层2经由跳线进入槽编号13的层3,作为环形线圈U23卷绕至槽编号06的层4。之后,通过将定子线圈从槽编号12的层3卷绕至槽编号05的层4,形成环形线圈U24。
[0091]如上所述,定子线圈组U1由环形线圈U11、U12、U13、U14构成,在定子线圈组U1中感应生成将各相位合成的电压。同样,定子线圈组U2的情况下,感应生成将环形线圈U21、U22、U23、U24的相位合成的电压。如图6所示,定子线圈组U1与定子线圈组U2并联连接,而定子线圈组Ul、U2分别感应生成的电压之间没有相位差,即使并联连接也不会发生流过循环电流等失衡。
[0092]此外,使跨接导体233b的跨度在一个线圈端一侧为槽距Np =每极槽数+1,且在另一个线圈端一侧为槽距Np =每极槽数-1,进而,通过以消除环形线圈U12、U13之间的相位差和环形线圈U22、U23之间的相位差的方式卷绕,能够实现图10所示的槽导体233a的配置。
[0093]图10是表示定子铁芯232中槽导体233a的配置的图,表示图7?9的槽编号71?槽编号12。其中,转子的旋转方向是图中从左向右的方向。本实施方式中,在两个极即电角度360度中配置有12个槽237,例如,图10的槽编号01至槽编号12相当于两个极。因此,每极槽数为6,每极每相槽数NSPP为2( = 6/3)。各槽237中,各插入有4个定子线圈238的槽导体233a。
[0094]各槽导体233a用矩形表不,该矩形中,分别图不了表不U相、V相、W相的符号U11?U24、V、W、表示从引线朝向中性点的方向的黑色圆点标记“?”、表示其相反的方向的叉标记“X”。此外,将位于槽237的最内周一侧(槽底侧)的槽导体233a称为层1,到外周一侧(槽开口侧)依次称为层2、层3、层4。此外,符号01?12是与图7?9所示的同样的槽编号。其中,仅对U相的槽导体233a用表示环形线圈的符号U11?U24表示,对于V相和W相的槽导体233a,用表示相的符号V、W表示。
[0095]图10中被虚线234包围的8个槽导体233a全部是U相的槽导体233a。例如,中央所示的槽导体组234的情况下,槽编号05、06的层4为环形线圈U24、U23的槽导体233a,槽编号06、07的层3和层2为环形线圈U11、U12和环形线圈U22、U21的槽导体233a,槽编号07、08的层1为环形线圈U13、U14的槽导体233a。
[0096]一般而言,每极槽数为6,每极每相槽数为2,槽237内的槽导体233的层数为4的情况下,采用如图11 (a)所示地配置U相(V相、W也相同)的槽导体233a的结构的情况较多。该情况下,图示右侧的槽导体组与图示左侧的槽导体组的间隔为6个槽距。
[0097]另一方面,本实施方式的结构,如图11(b)所示,是使图11(a)中所示的层1(L1)的两个槽导体233a向转子的旋转方向(图中的右方向)错开一个槽距,且使层4(L4)的两个槽导体233a向与旋转方向相反的方向(图中的左方向)错开一个槽距的结构。因此,如图11(b)所示,连接层4和层3 (L3)的环形线圈U11的槽导体233a的跨接导体233b的跨度为7个槽距,连接层4和层3 (L3)的环形线圈U24的跨接导体233b的跨度为5个槽距。其中,以下,将与转子的旋转方向相反的方向称为反转方向。
[0098]该情况下,不仅U相,V相和W相的对应的各槽导体233a也同样错开一个槽距,所以如图10所示,对于U、V、W相分别形成同一形状的槽导体组234。g卩,对于转子的旋转方向,顺次在U相配置黑色圆点标记的槽导体233b构成的槽导体组,在W相配置叉标记的槽导体233b构成的槽导体组,在V相配置黑色圆点标记的槽导体233b构成的槽导体组,在U相配置叉标记的槽导体233b构成的槽导体组,在W相配置黑色圆点标记的槽导体233b构成的槽导体组,在V相配置叉标记的槽导体233b构成的槽导体组。
[0099]本实施方式中,如图10所示,(a)在设每极槽数为N( = 6)时,跨接导体233b以在一个线圈端以槽距Np = N+1 ( = 7)跨越槽,在另一个线圈端以槽距Np = N-1 ( = 5)跨越槽的方式将槽导体233a之间连接,(b)定子线圈具有插入在定子铁芯周方向上连续排列的规定槽数Ns( = 4)的槽中并使槽和层邻接配置的同一相的一组槽导体223b构成的槽导体组234,(c)设每极每相槽数为NSPP ( = 2),层数为2 X NL (NL = 2)时,规定槽数Ns设定为 Ns = NSPP+NL = 4。
[0100]其中,槽导体223b关于槽和层邻接配置意即如图10所示,以在同一层中插入的槽237邻接,此外,在同一个槽237内层邻接的方式配置。本实施方式中将这样配置的一组槽导体233a称为槽导体组234。
[0101]这样,通过成为同一相的槽导体233b在4个槽中配置的槽导体组234,能够减少转矩波动,实现低噪声的旋转电机的低噪声化。
[0102]图12是表示感应电压波形的图,曲线L11表示采用图10所示的槽导体配置的本实施方式的旋转电机的感应电压波形,曲线L12作为比较例表示采用专利文献1记载的结构的情况下的感应电压波形。此外,图13表示对图12的各感应电压波形进行高次谐波分析的结果。
[0103]如图12所示,曲线L11所示的感应电压波形比曲线L12所示的感应电压波形更接近正弦波。此外,如图13的高次谐波分析结果所示,可知能够特别减少5次和7次的高次谐波成分。
[0104]图14表示本实施方式的旋转电机的情况和比较例的旋转电机的情况下的使交流电流通电的情况的转矩波形。此外,图15表示对图14所示的各转矩波形进行高次谐波分析的结果。如图15的高次谐波分析结果所示,可知能够特别减少6次的转矩波动。其表示感应电压、即交链磁通的5次与7次的成分通过使线圈配置成为图7?图10所示的配置而减少。
[0105]-第二实施方式-
[0106]图16、17是表示本发明的第二实施方式的图,表示将本发明应用于每极每相槽数NSPP为2、插入一个槽237的槽导体233a的层数为2的定子的情况。图16是表示定子线圈的U相线圈的详细接线的图,(a)表示Ul相线圈组,(b)表示U2相线圈组。图17是表示定子铁芯232中槽导体233a的配置的图。
[0107]如图16所示,U1相线圈组的环形线圈U11从引线进入槽编号72的层2,通过跨接导体233b跨越5个槽后,进入槽编号67的层1。接着,从槽编号67的层1伸
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