具有波形卷绕的线圈构造的定子、具备定子的三相交流电动机及定子的制造方法技术

在槽数除以极数所得的值为既约分数的三相交流电动机中，实现能够容易地进行自动绕线的分布卷绕的线圈构造。在周向配置的槽的槽数6N(N为正整数)比极数2P(P为正整数)的1.5倍大且槽数6N除以极数2P所得的值为既约分数的分数槽型三相交流电动机的定子(1)中，在将槽数6N除以极数2P所得的值的商设为X(X为正整数)时，具备六个由以X或X+1的任一槽间距呈波形卷绕地配置在槽内的线圈构成的线圈组，六个线圈组分别配置于在周向上相互错开60度的位置。组分别配置于在周向上相互错开60度的位置。组分别配置于在周向上相互错开60度的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有波形卷绕的线圈构造的定子、具备定子的三相交流电动机及定子的制造方法


[0001]本专利技术涉及具有波形卷绕的线圈构造的定子、具备该定子的三相交流电动机以及定子的制造方法。

技术介绍

[0002]现今，作为能够降低三相交流电动机的齿槽转矩以及转矩脉动的极与槽的组合，已知具有将槽数除以极数所得的值为既约分数的分数槽的三相交流电动机。这样的三相交流电动机也被称为“分数槽三相交流电动机”。
[0003]在具有分数槽的三相交流电动机中，能够以增大极数和槽数的最小公倍数的方式选定极数和槽数，并且能够减小高次的分布卷绕系数的值，因此能够减少转矩脉动。
[0004]并且，在具有槽数比极数的1.5倍大的分数槽的三相交流电动机中，虽然存在转矩脉动变小的倾向，但由于向槽插入的绕线的槽间距比一个槽(相邻的槽间的距离)大，所以需要分布卷绕的线圈构造。
[0005]分布卷绕的绕线方法大致分为重叠卷绕、同心卷绕以及波形卷绕这三种。其中，波形卷绕是将遍及360度的环状的线圈弯曲成波形状并卷装于定子的槽的方法。波形卷绕因线圈间的搭接线较少，因此具有线圈端部(未被收纳于定子的线圈端部)也能够较小的优点。
[0006]并且，在具有分数槽的三相交流电动机中，能够从任意的值选择由偶数预定的极数、由3的倍数预定的槽数。因此，相对于所选择的极数，也能够选择较小的值的槽数。通过以减小槽间距的方式选择极数和槽数，从而能够缩短各线圈的线圈端部的周长，能够减小线圈端部。其结果，能够实现电动机的小型化，还具有减少线圈的铜损的效果。/>[0007]另一方面，在具有分数槽的三相交流电动机中，通常在特定的槽的每一个槽中，成为混合存在二相的绕组的双层卷绕构造的重叠卷绕。重叠卷绕的任意相邻的两个线圈的线圈端部平行地排列。因此，在从定子中心朝向定子的外周的任意径向上，两个以上的环的形状的线圈重合，成为整周卷绕。因此，在将线圈插入到定子时，需要用一部分线圈进行替换作业。即，在制造电动机时，难以使用插入方式的自动绕线机等将线圈自动地插入到定子。在具有分数槽的三相交流电动机中，期望确立能够容易地进行自动绕线的制造方法。
[0008]并且，在具有分数槽的三相交流电动机中，将槽数除以极数所得的值不是整数，从而和一个磁极对应的定子的槽的数量与磁极的周期不一致。因此，若不是重叠卷绕而欲仅通过波形卷绕来卷装所有槽，则因周期性的不一致，每一相需要三个以上的多个环状线圈，或者仅通过环状线圈无法占有所有槽而需要多个环形状的小线圈，或者需要多个将线圈与线圈连接的搭接线，或者需要将波形卷绕的环状线圈的一部分扭转成形的工序。
[0009]例如，已知一种三相交流电动机，具备：转子，其具有多对磁极；定子，其具有沿上述转子的旋转轴方向形成且在周向上排列的多个槽，并与上述转子在径向上对置配置；以及多个绕组，其插入到上述槽而卷装于上述定子，其特征在于，在将上述转子的极数设为
2P、将插入上述定子的绕组的槽数设为N、因将槽数N除以极对数P所得的值不是整数而是将上述定子的槽数N除以极数2P所得的商设为X时，利用各相的绕组在上述定子具有：第一环状卷装部，其以波形卷绕且以X或X+1的任一槽间距卷绕比定子的内径大且卷绕预定的圈数的一个线圈，在周向上在槽卷装360度；第二环状卷装部，其与上述第一环状卷装部相同，以波形卷绕且以X或X+1的任一槽间距卷绕一个线圈，在与上述第一环状卷装部完全不重叠的位置在周向上错开地在槽卷装360度；以及多个第三卷装部，其遍及两个槽地由绕组卷绕而卷装形成，上述第一环状卷装部、上述第二环状卷装部以及上述多个第三卷装部的各相分别串联连接(例如，参照专利文献1)。
[0010]例如，已知一种三相电枢绕组，是双层重叠卷绕的分数槽卷绕三相电枢绕组，每一极一相的槽数q由q＝A+B/C(其中，A为≥1的整数，B为正整数，C＝4、5、7、8，B/C为既约分数)表示，其特征在于，将全相带分成连续的相带数各为C个的绕组群，将属于各个绕组群的线圈中的一个线圈分割成导体数为其它线圈的约1/2的两个线圈，分配到相邻的两个相带，并将该分割线圈分配到并联电路(例如，参照专利文献2)。
[0011]例如，已知一种车辆用交流发电机，其特征在于，具有：定子，其具有形成有多个槽的定子铁芯，并且由被收纳于上述多个槽的每一个槽的多个导体构成定子绕组；以及转子，其具有以极性在旋转方向上交替不同的方式配置的多个磁极，并且经由空隙而设于上述定子，电连接跨越相邻的三个上述槽配置且以与上述多个磁极对应的方式跨越多个上述槽配置的多个上述导体，构成一个相的相绕组，该相绕组构成几个而构成一个多相绕组，该多相绕组的圈数分别具有相同的圈数，将该多相绕组相互并联地电连接而构成，上述相绕组在上述磁极的每一极中由五根上述导体构成(例如，参照专利文献3)。
[0012]例如，已知一种马达定子，其特征在于，具备：绕组引导机构，其设于定子铁芯的轴向侧面、即定子的线圈端部；以及定子绕组，在三相马达的情况下，使U、V、W相中的U相绕组通过定子的槽，在线圈端部被上述绕组引导机构引导，由此卷绕在V、W相的槽的线圈端面的入口未被填埋的位置，将V相的绕组与U相绕组相同地卷绕在还未卷绕的W相的槽的线圈端面的入口未被填埋的位置，W相的绕组的线圈端部与U相和V相的绕组的线圈端部重叠，以使W相的线圈端部的电线的长度尽可能短的方式卷绕(例如，参照专利文献4)。
[0013]例如，已知一种三相旋转电机的波形卷绕绕组，在薄板厚度方向上层叠并电连接有多片螺旋卷绕片状线圈，该螺旋卷绕片状线圈以使线圈导体呈螺旋状地连接并成为波形卷绕结构而卷装形成，上述线圈导体具有交替地插通到定子铁芯的各槽的线圈边部和与上述线圈边部形成为一体且将上述线圈边部的同一侧端部连接的线圈端部，其特征在于，在上述薄板厚度方向上相邻的上述螺旋卷绕片状线圈在可动件磁极的移动方向上错开地配置，在各上述螺旋卷绕片状线圈间串联连接有同相的相线圈(例如，参照专利文献5)。
[0014]例如，已知一种旋转电机，具备：电枢铁芯，其具有沿周向排列的多个齿；以及电枢绕组，其由以分布卷绕方式配置于上述齿间的槽内的m相绕组(m为正整数)形成，其特征在于，上述m相绕组分为第一m相绕组群和第二m相绕组群这两个组，构成上述第一m相绕组群的各相的导线的卷绕始端分别配置于第一个～第m个槽，构成上述第二m相绕组群的各相的导线的卷绕始端分别配置于第(m+1)个～第二m个槽，在每个上述m相绕组群中，从各个卷绕始端沿上述电枢铁芯的周向呈波状地卷绕，在上述电枢铁芯的径向上，将上述槽沿径向开口的一侧设为槽前端侧，将其相反侧设为槽根部侧，在上述槽内的绕组位置，在将槽根部侧
定义为第一层、将槽前端侧定义为第二层时，上述第一m相绕组群和上述第二m相绕组群卷绕为从第一层伸出的m相绕组群进入第二层、从第二层伸出的m相绕组群进入第一层，在上述槽内，在径向上交替地配置有上述第一m相绕组群和上述第二m相绕组群(例如，参照专利文献6)。
[0015]例如，已知一种三相旋转电机的波形卷绕绕组，以使线圈导体成为全节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种定子，是周向配置的槽的槽数6N比极数2P的1.5倍大且上述槽数6N除以上述极数2P所得的值为既约分数的分数槽型三相交流电动机的定子，其中，N为正整数，P为正整数，上述定子的特征在于，在将上述槽数6N除以上述极数2P所得的值的商设为X时，具备六个由以X或X+1的任一槽间距呈波形卷绕地配置在上述槽内的线圈构成的线圈组，六个上述线圈组分别配置于在周向上相互错开60度的位置，其中，X为正整数。2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，上述六个线圈组由第一线圈组至第六线圈组构成，在从上述第一线圈组沿周向错开60度的位置配置上述第二线圈组，在从上述第二线圈组沿与上述周向相同的方向错开60度的位置配置上述第三线圈组，在从上述第三线圈组沿与上述周向相同的方向错开60度的位置配置上述第四线圈组，在从上述第四线圈组沿与上述周向相同的方向错开60度的位置配置上述第五线圈组，在从上述第五线圈组沿与上述周向相同的方向错开60度的位置配置上述第六线圈组。3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，由利用搭接线相互连结的上述第一线圈组和上述第四线圈组构成三相交流绕组中的第一相绕组，由利用搭接线相互连结的上述第二线圈组和上述第五线圈组构成三相交流绕组中的第二相绕组，由利用搭接线相互连结的上述第三线圈组和上述第六线圈组构成三相交流绕组中的第三相绕组。4.根据权利要求3所述的定子，其特征在于，由上述极数2P规定的极对数P的值为奇数。5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，上述第一线圈组至第六线圈组中的各上述第一相绕组相对于第一线对称轴呈线对称地配置，上述第一线圈组至第六线圈组中的各上述第二相绕组相对于第二线对称轴呈线对称地配置，上述第一线圈组至第六线圈组中的各上述第三相绕组相对于第三线对称轴呈线对称地配置。6.根据权利要求3所述的定子，其特征在于，由上述极数2P规定的极对数P的值为偶数。7.根据权利要求6所述的定子，其特征在于，上述第一线圈组至第六线圈组中的上述第一相绕组配置为具有偶数次的旋转对称性，...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤高嗣，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：