专利名称：变频调速电动机装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及变频调速电动机装置，尤其涉及小型且寿命长的变频调速电动机装置。
背景技术：
变频调速电动机装置除了价格低、小型重量轻、低转矩脉动之外，还要求即使在振动多的环境下也具备减震性且寿命长。作为能够局部实现这些要求的电动机，具有下述公开技术。作为第一公开例，在专利文献I (日本特开2000-175420号)中公开有下述变频调速电动机装置在一台电动机上具有两组三相的定子绕组，分别利用两组变换器装置驱动该两组三相的定子绕组。作为第二公开例，在专利文献2 (日本专利公报2765764号公报)中公开有高转矩、能够降低转矩脉动的永久磁铁电动机结构。在此，公开了作为永久磁铁转子为八极，作为定子槽为三十六槽的电动机结构的所谓每极每相的槽数为分数(不以整数分割)的分数槽电动机结构。尤其公开了与一般使用的整数槽的电动机不同，构成一个磁极的绕组在每个极中都不同的结构。作为第三公开例，在专利文献3 (日本特开2009-195006号)中公开了能够提高生产性或提高槽内的绕组的占空因数等的电动机结构例。在此，公开了使用扁平绕组，尤其连续地卷绕同极间的连接且省略了线圈间的连接作业的结构。现有技术文献专利文献1:日本特开2000-175420号公报专利文献2 日本专利第2765764号公报专利文献3 :日本特开2009-195006号公报根据上述专利文献1，通过不是利用一个较大的变换器驱动电动机的多相定子绕组，而是使用多台被分割的更小的变换器，能够使用更具有普遍性的生产性高的变换器，能够降低成本。在上述专利文献2的分数槽电动机结构中，公开了 通过作为同相连接的多个定子绕组具有相对于永久磁铁磁极分别不同的相位，与整数倍地选择每极每相的槽数的永久磁铁电动机相比，能够相对地降低转矩脉动。在上述专利文献3的结构中，公开了 通过由使用扁平线带来的槽内的绕组占空因数的提高与由连续连接同极的线圈间带来的连接作业的省略能够提高生产性并减少线圈终端部所占的空间。但是，就相对于线圈终端部的小型化和长寿命化而言，上述的任一个公开例都没有考虑，尤其能够同时实现小型化与长寿命化的电动机的绝缘结构是课题
发明内容
本发明的目的在于通过有效地相对于分数槽结构电动机的定子绕组结构实施线圈终端部的绝缘，提供具备小型且寿命长的电动机的变频调速电动机装置。本发明是一种变频调速电动机装置，其具备电动机，其具备在电动机的圆周方向上排列多组卷绕在多个槽中的三相的定子绕组而配置的定子和在外周具有永久磁铁的转子；以及驱动上述多个三相的定子绕组的多个三相变换器，该变频调速电动机装置的特征在于，构成上述三相的定子绕组的各相绕组由多根圆线的单丝构成，将收放在多个槽中的各组的定子绕组直接连接在对应的三相变换器上，并且在多个定子绕组的绕组间的搭接部，在与其他相的定子绕组接触的搭接部上设置绝缘强度高的绝缘物，在其他的绕组间的搭接部上设置绝缘强度比上述绝缘物低的绝缘物。另外，本发明是一种变频调速电动机装置，其具备电动机，其具备在电动机的圆周方向上排列多组卷绕在多个槽中的三相的定子绕组而配置的定子和在外周具有永久磁铁的转子；以及驱动上述多个三相的定子绕组的多个三相变换器，该变频调速电动机装置的特征在于，构成上述三相的定子绕组的各相绕组由多根圆线的单丝构成，将收放在多个槽中的各组的定子绕组直接连接在对应的三相变换器上，并且在多个定子绕组的绕组间的搭接部，在收放在多个槽间的定子绕组间的搭接部上设置绝缘强度高的绝缘物，在收放在相邻的槽间的定子绕组间的搭接部上设置绝缘强度比上述绝缘物低的绝缘物。另外，在上述变频调速电动机装置中，其特征在于，使同极间的定子绕组的搭接部的长度短，使向另一极的定子绕组的搭接部的长度长。另外，在上述变频调速电动机装置中，其特征在于，将中性点的引出从槽的中心部引出。另外，在上述变频调速电动机装置中，其特征在于，多相定子绕组的组数至少是四组。本发明的效果如下。根据本发明，通过能够局部省略多个定子绕组间的搭接部的绝缘，能够提供线圈终端部小型化、寿命长的电动机。另外，在上述效果外，通过能够使同极间的搭接部的长度短，能够实现线圈终端部的小型化。另外，在上述效果外，卷绕作业变得容易。
图1表示本发明的实施例的电动机的主要部分放大剖视图。图2表示本发明的实施例的变频调速电动机装置的电动机剖视图。图3表示本发明的实施例的变频调速电动机装置的电动机的轴向剖视图。图4表示本发明的实施例的电动机的定子铁芯与定子绕组的圆周方向的展开图及其接线图。图5表示属于本发明的实施例的电动机的一个相的定子绕组的结构。图6表示本发明的实施例的图5 (a)的定子绕组的结构的立体图。图7表示本发明的实施例的变频调速电动机装置的结构。
图8表示其他实施例的变频调速电动机装置的电动机剖视图。图9表示本发明的实施例的电动机的定子铁芯与定子绕组的圆周方向的展开图及其接线图。图10表不属于本发明的实施例的电动机的一个相的定子绕组的结构。图中:1—电动机，2—定子，3—转子，4一定子铁芯，4A (S1、S2、 )-槽，4B-定子齿，4C-定子铁芯支承件，5-定子绕组，5A-定子绕组的线圈，5B—定子绕组的导体，5C—定子绕组的搭接部，5D—管状的绝缘材料，El E6—定子绕组的线圈组，6—永久磁铁，7—转子铁芯，7A一内周圆筒部，7B一外周圆筒部，7C一转子肋，7D一通风孔,8一轴,9一转子板，10—磁铁保持部件，11 一定子销，12—端托架，13—端板，14 一位置检测器，14A—位置检测器的定子，14B—位置检测器的转子，15—轴承，16A—槽绝缘，16B—层间绝缘，17—变换器，18—开关兀件，CT一电流检测器，19—交流电源，20—整流器，21 —电容器，22—正弦、余弦 产生电路，23 — 2相-3相变换电路，24—电流控制系统。
具体实施例方式下面，根据图说明本发明的实施例。图2表示根据本发明的一个实施例的变频调速电动机装置的电动机剖视图，图1表示其局部放大剖视图。图3表示本发明的变频调速电动机装置的电动机的轴向剖视图。在图中，电动机I由定子2与转子3构成。定子2由定子铁芯4、设在定子铁芯4的内周的多个槽4A (S1、S2、 )、收放在槽4A中的定子绕组5 (5A1 )构成。另夕卜，定子2为利用定子销11、端托架12固定在端板13上的结构。另一方面，转子3由永久磁铁6、转子铁芯7、轴8、抑制永久磁铁6的轴向的移动的转子板9、承受施加在永久磁铁6上的半径方向的力的磁铁保持部件10构成。转子3通过轴承15能旋转地支撑在端板13上。另外，将检测转子3的位置的位置检测器的定子14A固定在端板13上，将位置检测器的转子14B固定在轴8的轴上，构成位置检测器14。在此，作为位置检测器14，以分相器的例子表示。作为位置检测器，不只是分相器，也可以是编码器。另外，位置检测器不仅设置在电动机内部，也能够设置在端板的外侧、或能够检测转子的旋转位置的适当的部位。定子铁芯4例如层叠0. 5mm厚的电磁钢板而构成,是图示那样的外周形状，由定子销11用的孔、收放定子绕组5的槽4A、构成转子3的永久磁铁6的磁性回路的定子齿4B、夕卜周部的定子铁芯支承件4C构成。另外，在外周部，根据需要，也可一体成型冷却用的风扇。定子铁芯4是层叠部件，根据需要焊接其外周部，能够提高机械强度。另外，通过定子销11能够进一步成为一体。转子3利用永久磁铁6与转子铁芯7构成磁性回路，一般来说，永久磁铁6为了小型化，使用钕磁铁。转子铁芯7由铁(磁性体)的铸造物等制造。在此，为了轻量化与冷却，如图所示，为具有内周圆筒部7A与外周圆筒部7B的两个圆筒部，且利用转子肋7C连结内周圆筒部7A与外周圆筒部7B之间的结构。因此，为在转子肋7C间具备通风孔7D的结构。由此，能够有效地消除由在永久磁铁6或转子铁芯7内产生的电流引起的发热。在此，表示定子铁芯4的槽数N是108，转子3的极数P是24极的例子。另外，电动机I的定子绕组5是三相绕组,每极每相的槽数Nspp=N / P / M (在此M是相数)是3 /2，不是整数，是分数槽。另外，定子2的槽数108与转子的极数24是所谓的槽数9与转子的极数2的槽组合反复12次的结构。作为结构的基本单位的槽数9与转子的极数2的槽组合与公开例2相同。上述分数槽的优点与利用极数与相数除槽数的值Nspp为整数的所谓整数槽相比在以下方面优异。(I)由于属于一个相的各定子绕组相对于转子的极的相位分别不同，因此具有不会使相对于基本波的绕组系数的值过多地下降，并且能够有效地减小高次谐波的影响的优点。这种优点能够提供转矩脉动少的电动机。另外，不需要用于降低转矩脉动的倾斜等的结构，能够减少制造工序。另外，与是整数槽且实施了倾斜的电动机相比，能够增大转矩。(2)只要使高次谐波的影响相同，则 能相对地减少槽的个数。这种优点由于一个槽的面积增加，因此能够提高占空因数。另外，由于槽数的减少能够减小定子的绕组5与定子铁芯4的接触面积，因此在变换器运转时从定子的绕组5向定子铁芯4的漏曳电流少，能够延长使用的绝缘材料的寿命。另外，由于能够减少定子绕组的线圈数，因此能够减少制造工序，成为便宜的电动机。特别地，在作为电动伺服冲床等驱动装置使用的场合，电动机为了长时间使用且成为利用变换器的运转等，分数槽的选择是重要的。在本实施例中，定子2的槽数选择108，转子3的极数选择24极。该定子2的槽数108与转子的极数24是所谓的槽数9与转子的极数2反复12次的结构。该12次的反复数是非常重要的选择。例如，由于是相同的结构且属于同一相的电动机I的定子绕组5存在12组，因此通过改变使用的变换器的数量，能够较大地改变能够相对于一台变换器连接的定子绕组的数量。S卩，能够进行下述选择将12组利用由相同单丝、匝数构成的定子绕组直接连接在一台变换器上而使用(即，整体使用一台变换器)；将6组定子绕组直接连接在一台变换器上使用(即，整体使用两台变换器);将3组定子绕组直接连接在一台变换器上使用(即，整体使用四台变换器);将4组定子绕组直接连接在一台变换器上使用(即，整体使用三台变换器);将2组定子绕组直接连接在一台变换器上使用(即，整体使用六台变换器);将I组定子绕组直接连接在一台变换器上使用(即，整体使用十二台变换器)。如上所述，通过使用十二台变换器，与使用一台变换器的场合相比，能够旋转到12倍的速度。由此，即使相同结构的电动机，也能够根据用途选择不同的特性，能够与具有多种转矩-速度特性的变频调速电动机装置对应。图1、2、4、5表示将两组(一组U相的定子绕组的线圈是9槽/ 3相，是3)定子绕组5直接连接在一台变换器上使用的场合，即整体使用六台变换器的例子。六台变换器的使用由于每一台的定子绕组为占据整体的大约60度的范围的定子绕组，因此在内转式电动机中，在绕组作业时能够减少每一台变换器的定子绕组的量，能够增大占据的定子内部的作业空间，绕组作业容易进行，因此具有能够提高占空因数等优点。在以现有例表示的两台变换器的结构的场合，由于连接在一台变换器上的定子绕组占据180度的范围，因此绕组作业时的定子绕组的量增加。由此，定子内部的作业空间相对地少，难以进行绕组。由此，电动机的占空因数下降，降低电动机效率。四台变换器以上的结构相对于现有例，在作业性、电动机特性方面是有效的。
以下，对本实施例的绕组构成法进行说明。在图1、图2中，在收放定子绕组5的槽4A上依次标注编号。图4表不本实施例的电动机(在图1、图2中表不的)定子铁芯4、定子绕组5的圆周方向的展开图与其接线图。在此，表示能够构成两组三相的星形结线的范围。定子绕组5的线圈数与槽数相同，是108。在一个定子绕组的线圈5A中，将作为槽的外周部的定子绕组的导体5B称为B，将作为槽的内周部的定子绕组的导体5B称为A。在此，一个定子绕组的导体5B由达到数十根的多个圆线的漆包线(例如Ol的AIW)构成。另外，定子绕组的线圈5A具有配置在多组槽的内外周的定子绕组的导体5B、即具有多个匝的卷绕数。图5表不属于本实施例的电动机的Wl相的定子绕组5的结构。由于利用六台三相的变换器驱动108个定子绕组5，因此每一相的定子绕组5的线圈的个数为6。就2极9槽的所谓每极、每相的槽数为分数的分数槽的绕组结构而言，例如在执行岩根著《电气机械设计论》中有所表述，在2极9槽结构中，与收放在相邻的槽中的定子绕组5的电性的相位差是180X2极/ 9槽，是40度。因此，在具有配置在从槽SI到槽S18的外周侧的导体的18组的定子绕组5中，各个进入相位最近的电气角60度(在三相电动机的相带中也包括逆相)中的定子绕组5例如就胃相而言，配置在((51、52、56)、(510、511、515))的槽4A的外周部的定子绕组的线圈5A为组。另外，例如作为槽S I的外周部的定子绕组的导体5B (SlB)作为用于形成一匝的定子绕组的线圈5A的作为槽的内周部的定子绕组的导体5B，选择槽间隔在电气角中最接近180度的槽S5 (电气角为160度)或槽S6 (电气角为200度)的定子绕组5的导体5B。电性的相位差相对于作为逆相的180度，双方都具有20度的间隔，是相同的。但是，如图示那样选择能够缩短定子绕组5的线圈终端部的槽S5的内周部即定子绕组的导体5B (S5A)(一般称为短节距绕组)。因此，依次如图那样，S2的外周部即定子绕组的导体5B (S2B)作为用于形成一匝的定子绕组的线圈5A的槽的内周部即定子绕组的导体5B，选择作为槽S6的内周部的定子绕组的导体5B (S6A)，依次如图那样，S3的外周部即定子绕组的导体5B (S3B)作为用于形成一匝的槽的内周部即定子绕组的导体5B，选择作为槽S7的内周部的定子绕组的导体5A(S7A)。因此，如图1、2、4、5所示，属于一个变换器的W相的定子绕组5从槽S I的外周的定子绕组的导体5B向槽S5的内周的定子绕组的导体5B (定子绕组的线圈5A1)连接，进一步从槽S2的外周的定子绕组的导体5B向槽S6的内周的定子绕组的导体5B (定子绕组的线圈5A2)连接，从槽SlO的内周的定子绕组的导体5B向槽S6的外周的定子绕组的导体5B(定子绕组的线圈5A3)连接。另外，从槽SlO的外周的定子绕组的导体5B向槽S14的内周的定子绕组的导体5B(定子绕组的线圈5A4)连接，进一步从槽Sll的外周的定子绕组的导体5B向槽S15的内周的定子绕组的导体5B (定子绕组的线圈5A5)连接，从槽S19的内周的定子绕组的导体5B向槽S15的外周的定子绕组的导体5B (定子绕组的线圈5A6)连接。在此，槽SI的外周的定子绕组的导体5B作为向外部的引出线Wl，槽S15的外周的定子绕组的导体5B作为中性点的连接WN1，与其他V、U相的中性点连接。中性点与向外部的引出可以相反。如图4所示，分数槽的绕组结构的特征具有构成极的线圈的数量为2的场合和为I的场合，具有全部不同的特征。图5表不属于电动机的一个相的六个定子绕组5的结构。图5 (a)表不结构，图5(b)表示截面。图6是从斜方观察图5 Ca)的绕组结构的立体图。各线圈5 (5A1 5A6)利用相同的绕线模卷绕。在图中，表示各绕组为三匝的例子，但可以是四匝，根据电动机样式决定适当的匝数。构成一相的定子绕组由六个定子绕组5的线圈5A (5A1、5A2、5A3、5A4、5A5、5A6)、搭接部5((5(1、502、503、5(4、505)、向中性点的引出线1附、及向外部的引出线11构成，由多根圆形的单丝构成。即，以构成为在中途未设置连接部为特征。在定子绕组5的线圈5A的搭接部5C中、5C2、5C3、5C5上，如图所示那样安装例如管状的绝缘材料而对在卷绕时构成定子绕组的导体5B的数十根单位的导体单丝进行绝缘强度高的绝缘处理。在此，作为定子绕组的导体5B，利用55根构成0. 55mm的漆包线，作为绝缘材料使用硅基漆玻璃管。由此，不需要以追加工序进行在与电位差大的其他相的定子绕组5接触的线圈终端部的、搭接部的绝缘处理。卷绕后的线圈终端部由于导体单丝复杂地组装，因此作业性差，由于绝缘物的插入而容易膨胀。在绕组卷绕时的绝缘处理作业性良好，并且能够压缩地插入绝缘物，线圈终端部也能够为小型的结构。这样，多个定子绕组的绕组间的搭接部5C在收放在多个槽间的定子绕组间(图1、图2的外周部的线圈的S2与S6间、S6与SlO间、SlO与S14间)的搭接部具备电绝缘强度高的绝缘材料在多个槽中收放有其他相的定子绕组，上述搭接部与其他相的定子绕组接触。另外，为收放在相邻的槽间(槽SI与S2间、SlO与Sll间)的定子绕组间的搭接部没有新的绝缘的结构。即，由于导体单丝覆盖磁漆等绝缘物，因此通过利用该绝缘，能够以比上述绝缘材料电绝缘强度低的绝缘物构成。这样，在本实施例中，通过为在收放在相邻的槽间(槽SI与S2间、槽SlO与Sll间)的定子绕组间的搭接部没有新的绝缘的结构，能够压缩线圈终端部整体，能够使电动机整体小型化。另外，由于在收放在多个槽间的定子绕组间的搭接部具备电绝缘强度高的绝缘材料5D，因此与没有绝缘材料的电动机相比，能够成为耐高压，寿命长的电动机。尤其是适于振动多的电动伺服冲床装置用变频调速电动机装置的结构。通过以上的结构，能够提供小型且寿命长的变频调速电动机装置及安装了该变频调速电动机装置的电动伺服冲床装置。另外，如图4所示，通过使连接属于同极的定子绕组的线圈5A间(5A1、5A2及5A4、5A5)的搭接部5C (5C1、5C4)的长度比连接属于异极的定子绕组的线圈5A间(5A2，5A3间、5A3，5A4间、5A5，5A6间)的搭接部5C (5C2、5C3、5C5)的长度短，能够缩短定子绕组5的全长，能够实现效率好的电动机，并且由于能够消除连接线圈5A间的搭接部5C的冗长部分，因此能够减少线圈终端空间，能够使电动机小型化。在以上述公开例2 (专利文献2)表示的具有扁平绕组的现有方式中，能够提高槽内的绕组占空因数，但在由于绕组内的涡电流，转数高的高频区域，阻力反而变大，存在增大铜损的缺点。另外，由于扁平线的线圈终端部的变形的难度形成为龟甲状的线圈形状，因此线圈终端部的空间变大，难以小型化。在本实施例的结构中，如图所示，通过为圆形单丝且大致长方形，终端部的变形变得容易，并且通过设置进行搭接线的新的绝缘与不进行搭接线的新的绝缘的部分，能够压缩线圈终端，电动机也能够小型化。另外，涡电流也能够变小，能够提高在高速区域的效率。另外，通过有效地在线圈终端部配置绝缘，能够提供耐高压且寿命长的电动机。另外，在上述绕组中，为W相的引出线的位置Wl从槽的外周部引出，中点的位置WNl也从外周部引出的结构。但是，在将定子绕组的线圈5A6的中性点的引出收放在槽中以前，通过向内周侧移动直到图示反连接线侧的线圈终端部直线部之后将定子绕组的线圈5A收放在槽内，不仅从外周部，也能从定子绕组的内外周中心露出。由此，在绕组作业中，能够稳定地固定作业后的中性点的引出线，中性点的连接作业等变得容易。另外，以上的结构由于是连接在一台变换器上的定子绕组被收放在整周的大约I / 6的范围内的结构，因此能设置在将连续卷绕的W1、V1、U1相的线圈收放在定子槽中后，依次能从W2、V2、U2收放到W6、V6、U6相的绕组空间。这在成为对象的电动机外周直径为数百mm到1000mm，转矩为数kNm的大型的电动机中是有效的。在定子的内侧具有较大的空间，并且一组的星形绕组所占的空间相对小，因此能够容易地进行卷绕作业。以上，对W相进行了说明，但就V相而言，从电气角为120度且相位不同的S4开始，与W相相同，通过将六个定子绕组的线圈分别依次收放在与W相相差120度的槽中，就U相而言,从距W相相位相差240度的不同的槽S7开始，通过依次收放在槽中而能够完成。图7表示根据本发明的一个实施例的变频调速电动机装置的结构。如在图4中所示，转子3的4极和与4个极对应的定子2的定子槽18所对应的定子绕组5的定子绕组的线圈5A为一组，各相每六个为一组，没有间接连接部，另一方面，在变换器17的W、V、U的端子，为一方在中性点连接的结构。即，定子绕组的线圈组E-1构成由以Ul为始点、以UNl为终点的中性点、以Vl为始点、以VNl为终点的中性点、以Wl为始点、以WNl为终点的中性点的三个线圈构成的一个绕组轴。线圈E-2、E-3、E-4、E-5、E6也相同。因此，变换器17在本实施例中为六台的结构。转子3整周是24极，在其轴端将位置检测器的转子14B配置在同轴上，将距此的位置信息0通过未图示的位置检测器的定子装入定子侧。变换器17是具备六台相同结构的变换器要素的结构。如图所示，变换器17是三相结构，例如作为开关元件18由IGBT等构成。作为该变换器17的电源，从交流电源19通过整流器20变换为直流，是在直流端连接容量比较大的电容器21的结构。在电动伺服冲床等的用途中，电动机I普遍为以一定的角度范围的反复运动。在该场合，为通过利用电容器21对电动机I的加减速的能量进行充放电，能够将电源容量、整流器容量抑制为较小的结构。各个变换器17的控制与一般的AC伺服器所使用的控制大致相同，但在该场合，通过将相同电流(转矩)指令Is相同地赋予六台变换器17，能够产生六倍的转矩。从来自位置检测器14B的旋转角度信息0通过正弦、余弦波产生电路22将该输出输出到2相-3相变换电路23，由此，向U、V、W相输出各层对应的电流指定Isu、Isv, Isw0利用上述的电流指令Isu、Isv、Isw与来自电流检测器CT的反馈信号Ifu、Ifv、Ifw构成各相的电流控制系统24 (ACRU、ACRV、ACRW)。电流检测器CT以三个例子表示，但也可以以两个例子表示。作为变换器的控制系统，在上述外还具有利用d / q轴的控制系统进行的方法。该方法由于与本申请发明没有直接关系，因此省略详细叙述。在以上的结构中，与利用一台较大的变换器进行相比，通过使用六台具有普遍性的小型变换器17，能够成为价格上便宜，生产性、扩张性丰富的系统。并且，具有故障时或装置的维修等容易的优点。在此，形成一相的定子绕组5的六个线圈在本实施例中如上所述，由于不包括连接部地作为一根线而构成，因此在作为振动多的、电动伺服冲床等驱动装置使用的场合，具有提高可靠性、寿命长的优点。并且，由于是分数槽，因此具有之前表示的特征。以上以表面磁铁的永久磁铁转子表示，但也可以是埋入转子铁芯内的所谓埋入式转子结构的永久磁铁旋转电机。在该场合，磁铁能够更牢固地保持在转子内。接着，说明根据本发明的其他实施例的变频调速电动机装置。图8表示根据本发明的其他实施例的变频调速电动机装置的电动机剖视图。图9表示根据本发明的其他实施例的电动机的定子铁芯与定子绕组的圆周方向的展开图与其接线图。图10表示属于根据本发明的其他实施例的电动机的一个相的定子绕组的结构。在此，作为定子铁芯的槽数N为60，使转子3的极数P为16，电动机I的定子绕组5的相数M为一般的三相。即，每极每相的槽数NSPP=N / P / M为5 / 4，是槽数15与转子的极数4的槽组合反复四次的结构。下面，对其他实施例的绕组构成法进行说明。在图8中，对收放定子绕组5的槽4A依次标注编号。图9表示其他实施例的电动机(在图8中所示的)的定子铁芯4与定子绕组5的圆周方向的展开图与其接线图。图10表示属于电动机的Vl相的定子绕组5的结构。由于利用四台三相的变换器驱动60个定子绕组5，因此每一相的定子绕组5的线圈数为5。在4极15槽结构中，与收放在相邻的槽中的定子绕组5的电性相位差为180X4极/ 15槽，为48度。因此，在具有配置在从槽SI到槽S15的外周侧的导体的15组的定子绕组5中，分别进入相位最近的电气角60度(在三相电动机的相带中也包括逆相)中的定子绕组5例如就V相而言，配置在(S1、S2、S5、S9、S13)的槽4A的外周部的定子绕组的线圈5A为组。另外，例如作为槽SI的外周部的定子绕组的导体5B作为用于形成一匝的槽的内周部即定子绕组的导体5A，选择槽间隔以电气角最接近180度的槽S5(电气角为48 X 4=192度)的定子绕组5的导体5B。因此，依次如图示那样，作为S2的外周部的定子绕组的导体5B作为用于形成一匝的槽的内周部即定子绕组的导体5B，选择作为槽S6的内周部的定子绕组的导体5B。因此，属于一个变换器的V相的定子绕组5如图8、9、10所示，从槽SI的外周的定子绕组的导体5B向槽S5的内周的定子绕组的导体5B连接，进一步从槽S2的外周的定子绕组的导体5B向槽S6的内周的定子绕组的导体5B连接，从槽S9的内周的定子绕组的导体5B向槽S5的外周的定子绕组的导体5B连接。另外，从槽S9的外周的定子绕组的导体5B向槽S13的内周的定子绕组的导体5B连接，进一步从槽S17的内周的定子绕组的导体5B向槽S13的外周的定子绕组的导体5B连接。在此，槽SI的外周的定子绕组5为向外部的引出线VI，一方槽S13的外周的定子绕组5作为中性点的连接用VN1，与其他V、U相的中性点连接。中性点与向外部的引出也可以相反。另外，只要使绕组组为四组以上，就能够容易地实现大容量化。在本发明的其他实施例中，图10所示的五个定子绕组的各线圈5A利用相同绕线模卷绕。另外，构成一相的定子绕组由将五个定子绕组5的线圈5A(5A1、5A2、5A3、5A4、5A5)由搭接部5((5(1、502、503、5(4)、向中性点的引出线￥附、及向外部的引出线￥1构成，由多根导体单丝构成。g卩，以在中途不设置连接部的结构为特征。另外，通过在定子绕组5的线圈5A的搭接部5C中、5C2、5C3、5C4上如图示那样对构成定子绕组的导体5B的导体单丝安装例如管状的绝缘材料5D，不必利用之后的追加工序进行与具有电位差的其他相的定子绕组5接触的线圈终端部的绝缘，能够有效地对应。另外，如图10所示，通过使连接属于同极的定子绕组的线圈5A间的搭接部5C1的长度比连接属于异极的定子绕组的线圈5A间的搭接部5C2、5C3、5C4的长度短，能够缩短定子绕组5的全长，能够实现效率好的电动机，并且由于能够消除连接线圈5A间的搭接部5C的冗长部分，因此能够减少线圈终端空间，能够使电动机小型化。 在本发明的其他实施例的结构中，通过如图示那样为圆形单丝且大致长方形，通过为了端部的变形变得容易，设置进行搭接线的绝缘与不进行搭接线的绝缘的部分，能够压缩线圈终端，电动机也能够小型化。另外，涡电流也能够小，提高在高速区域的效率。另夕卜，通过有效地将绝缘配置在终端部上，能够提供耐高压，寿命长的调频变速电动机装置及安装了该调频变速电动机装置的电动冲床装置。
权利要求
1.一种变频调速电动机装置，其具备电动机，其具备在电动机的圆周方向上排列多组卷绕在多个槽中的三相的定子绕组而配置的定子和在外周具有永久磁铁的转子；以及驱动上述多个三相的定子绕组的多个三相变换器，该变频调速电动机装置的特征在于，构成上述三相的定子绕组的各相绕组由多根圆线的单丝构成，将收放在多个槽中的各组的定子绕组直接连接在对应的三相变换器上，并且在多个定子绕组的绕组间的搭接部，在与其他相的定子绕组接触的搭接部上设置绝缘强度高的绝缘物，在其他的绕组间的搭接部上设置绝缘强度比上述绝缘物低的绝缘物。
2.一种变频调速电动机装置，其具备电动机，其具备在电动机的圆周方向上排列多组卷绕在多个槽中的三相的定子绕组而配置的定子和在外周具有永久磁铁的转子；以及驱动上述多个三相的定子绕组的多个三相变换器，该变频调速电动机装置的特征在于，构成上述三相的定子绕组的各相绕组由多根圆线的单丝构成，将收放在多个槽中的各组的定子绕组直接连接在对应的三相变换器上，并且在多个定子绕组的绕组间的搭接部，在收放在多个槽间的定子绕组间的搭接部上设置绝缘强度高的绝缘物，在收放在相邻的槽间的定子绕组间的搭接部上设置绝缘强度比上述绝缘物低的绝缘物。
3.根据权利要求1或2所述的变频调速电动机装置，其特征在于，使同极间的定子绕组的搭接部的长度短，使向另一极的定子绕组的搭接部的长度长。
4.根据权利要求1或2所述的变频调速电动机装置，其特征在于，将中性点的引出从槽的中心部引出。
5.根据权利要求1或2所述的变频调速电动机装置，其特征在于，多相定子绕组的组数至少是四组。
全文摘要
本发明提供小型且寿命长的变频调速电动机装置。一种变频调速电动机装置，其具备电动机，其具备在电动机的圆周方向上排列多组卷绕在多个槽中的三相的定子绕组而配置的定子和在外周具有永久磁铁的转子；以及驱动上述多个三相的定子绕组的多个三相变换器，构成上述三相的定子绕组的各相绕组由多根圆线的单丝构成，将收放在多个槽中的各组的定子绕组直接连接在对应的三相变换器上，并且在多个定子绕组的绕组间的搭接部，在收放在多个槽间的定子绕组间的搭接部上设置绝缘强度高的绝缘物，在收放在相邻的槽间的定子绕组间的搭接部上设置绝缘强度比上述绝缘物低的绝缘物。
文档编号H02K3/38GK103001366SQ201210334269
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月11日 优先权日2011年9月12日
发明者田岛文男, 久保田阳一, 山口芳弘, 中泽学, 八原昌尚, 杉浦正树 申请人:会田工程技术有限公司