旋转电机的电枢绕组以及旋转电机制造技术

实施方式的旋转电机的电枢绕组是3相6极以上偶数极的2层卷绕的电枢绕组，各相具备3并联以上的并联电路，构成各电路的各个线圈通过波形卷绕而接线，各电路被配置为相带组(14)与相邻接的两侧的电路中的“极数/2”个相带(13)分别重叠，该相带组(14)在各电路中在周向上配置于不同位置。置于不同位置。置于不同位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机的电枢绕组以及旋转电机


[0001]本专利技术的实施方式涉及旋转电机的电枢绕组以及旋转电机。

技术介绍

[0002]一般情况下，如图7所示，3相交流的旋转电机(以下，称为“旋转电机”。)包括电枢部1、励磁部2、轴3等。电枢部1和励磁部2中的某一方作为转子而进行旋转，另一方作为定子而固定。在此，以电枢部1为定子、励磁部2为转子的情况为例进行说明。
[0003]图7的电枢部1由电枢铁心5和电枢绕组6形成，电枢铁心5是对层叠铁板进行层叠而构成的，在设置于该电枢铁心5的周围部的槽7中收容有电枢绕组6。该电枢绕组6被配置为接近槽开口部一侧的上线圈片8以及槽底侧的下线圈片9这两层，其外周部被主绝缘层覆盖。
[0004]旋转电机的电枢绕组6的绕线方式存在重叠卷绕以及波形卷绕(例如专利文献1以及非专利文献1)。将通过两个线圈片形成龟甲形状的线圈的情况称为重叠卷绕，将线圈片依次穿过各磁极而向一个方向进行卷绕的情况称为波形卷绕。波形卷绕与重叠卷绕相比，能够省略极间连接线而制造变得容易，能够降低在极间连接线中产生的交流损失而在旋转电机的性能提高方面是有效的，因此被采用为水轮机发电机等大容量的旋转电机。以下，对波形卷绕进行说明。
[0005]图8表示3相12极72槽4并联电路的旋转电机中的一般的波形卷绕的电枢绕组的展开示意图。如图8所示，电枢绕组由U相绕组、V相绕组以及W相绕组构成，被卷绕为各相的各并联电路依次穿过各磁极而围绕电枢。
[0006]图9是使图8所示的电枢绕组的展开示意图为1相的量，并将1相内的4并联电路分开表示的图。关于图9未示出的其他2相，是使图示的相的电枢绕组的构成分别按照电角各错开120度以及240度的相。
[0007]此外，在图8、图9中记载有槽的编号，但为了避免繁琐而仅记载奇数编号，省略偶数编号的记载。
[0008]如图9所示，各并联电路的电枢绕组具有收纳在槽内的开口部侧的上线圈片8以及收纳在槽内的底侧的下线圈片9，并在这些上线圈片8、下线圈片9的端部彼此围绕地连接的连接侧线圈端部10、以及在其轴向相反侧与引出部15、16未连接的反连接侧线圈端部11，分别在旋转电机的周向上沿着一个方向依次串联地连接，通过12个相带13形成相带组14。
[0009]在此，相带13是指在将3相各相分割分配为多个的设置于电枢铁心5的多个槽7中分别以两层收纳上线圈片8以及下线圈片9并将这些线圈片连接而形成同一相的、绕组部分。
[0010]此外，在具有多并联电路的旋转电机中，当在各并联电路间感应出的电压变得不平衡时，会在并联电路间产生循环电流而使电枢绕组温度上升，因此在最坏的情况下会成为加热、烧损事故的原因。因此，将配置于槽7的上下线圈的排列由跳线12进行更换而卷绕，以使各并联电路中感应出的电压平衡。在图9中，以在各并联电路中感应出的电压变得平衡
的方式，按照每6个相带将线圈配置更换1槽的量。
[0011]图10表示图9所示的电枢绕组1相的量的并联电路的线圈配置图像，图11表示具有该并联电路的旋转电机的轴截面。
[0012]在此，以图9至图11所示的4并联电路(第1至第4电路)中的第2电路为例，对现有的电枢绕组的绕线方式进行说明。
[0013]如图9所示，第2电路的绕线为，从绕线引出部15，穿过第67槽的下线圈片，穿过第2槽的上线圈片，穿过第7槽的下线圈片，穿过第14槽的上线圈片，穿过第19槽的下线圈片，穿过第26槽的上线圈片，穿过跳线12，穿过第30槽的下线圈片，穿过第37槽的上线圈片，穿过第42槽的下线圈片，穿过第49槽的上线圈片，穿过第54槽的下线圈片，穿过第61槽的上线圈片，向绕线引出部16引导。
[0014]第1、第3、第4电路的绕线也成为与第2电路的绕线同样的方式，但在分别在各电路中在周向上配置于不同位置。
[0015]现有技术文献
[0016]专利文献
[0017]专利文献1：日本特开昭56
‑
44360号公报
[0018]非专利文献
[0019]非专利文献1：Mattias Wallin,Martin Ranlof,and Urban Lundin,“Reduction of Unbalanced Magnetic Pull in Synchronous Machines due to Parallel Circuits”IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS,VOL.47,NO.12,DECEMBER 2011,pp.4827
‑
4833

技术实现思路

[0020]专利技术要解决的课题
[0021]旋转电机通常为，转子以图11所示的旋转电机的中心点(定子的中心点)21为中心进行旋转，定子与转子之间的间隙4在圆周上均匀，但有时如图11所示那样，转子的中心轴22相对于定子的中心点21错开，产生定子与转子之间的间隙4在圆周上变得不均匀的间隙偏心。在产生了间隙偏心的情况下，将电枢与转子耦合的磁能量在整周上变得不均匀，磁吸引力起作用。
[0022]在使旋转电机大容量化的情况下，产生了间隙偏心时的磁吸引力变大，对轴承、框架施加的力变大。此外，由于一般的波形卷绕的电枢绕组以各相的各并联电路如图10那样围绕电枢(1周)的方式卷绕，因此在产生了间隙偏心时，容易产生在间隙变窄的附近形成磁极的电流与在间隙变大的附近形成磁极的电流相互抵消而变得不易流动感应电流的部分，相对于间隙偏心使转子返回原本位置的力无法充分发挥。特别是若不改变现有的旋转电机的构造而大容量化，则无法相对于间隙偏心使转子返回原本的位置。在该情况下，轴承、框架有可能变得无法承受而产生变形或破损、转子与定子的接触。另一方面，若为了防止这种情况而进行旋转电机整体的重新设计，则需要大量的时间和费用。在转子构成电枢部1、定子构成励磁部2的情况下，也同样会产生这种问题。
[0023]例如，在非专利文献1中，以3相6极108槽2并联电路的旋转电机为对象，从旋转机的轴截面观察将2并联电路的各电路分为上半和下半来构成绕组，由此实现间隙偏心时在电枢与转子之间作用的磁吸引力的降低。在该非专利文献1的构成中可以想到，在从旋转电
机的轴截面观察时，在产生了上下方向的间隙偏心的情况下具有磁吸引力的降低效果，但对于左右方向的间隙偏心而言磁吸引力的降低效果大幅度降低。
[0024]本专利技术要解决的课题在于提供旋转电机的电枢绕组以及旋转电机，通过在应用现有的构成的基础上变更电枢绕组的绕线方式，由此对于从旋转电机的轴截面观察的整周方向的间隙偏心，能够将产生间隙偏心时的转子推回到原本的位置。
[0025]用于解决课题的手段
[0026]实施方式的旋转电机的电枢绕组，是3相6极以上偶数极的2层卷绕电枢绕组，各相具备3并联以上的并联电路，构成各电路的各个线圈通过波形卷绕来接线，各电路被配置为相带组与相邻接的两侧的电路中的“极数/2”个相带分别重叠，该相带组在各电路中在周向上配置于不同位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转电机的电枢绕组，是3相6极以上偶数极的2层卷绕的电枢绕组，其中，各相具备3并联以上的并联电路，构成各电路的各个线圈通过波形卷绕而接线，各电路被配置为相带组与相邻接的两侧的电路中的“极数/2”个相带分别重叠，该相带组在各电路中在周向上配置于不同位置。2.如权利要求1所述的旋转电机的电枢绕组，其中，上述相带组在各电路中在周向上错开“相带数/并联电路数”地...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田隆司，藤田真史，大久保将史，石塚博明，
申请(专利权)人：东芝能源系统株式会社，
类型：发明
国别省市：