本发明专利技术提供一种电气机械及其制造方法，得到具有通过降低与电枢磁通势的高次谐波分量对应的绕组系数来能够降低起因于它们的转矩脉动的绕组的电气机械。电气机械由具有9n(n是1以上的整数)个齿的电枢以及具有8n或者10n个磁极的场磁极构成，其中，当用(/)表示卷绕在相同的所述齿的2个绕组、用U、V、W表示三相交流的各相、用+、-分别表示绕组极性的情况下，按照空间排列，对所述齿，按照(U1+/V4-)、(U21-/U22-)、(U3+/W5-)、(W1+/U4-)、(W21-/W22-)、(W3+/V5-)、(V1+/W4-)、(V21-/V22-)、(V3+/U5-)的顺序，或者重复该顺序来卷绕所述绕组。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及旋转电机等电气机械，涉及降低起因于电枢磁通势的高次谐波分量的转矩脉动的技术。
技术介绍
在通过3相交流驱动的永久磁铁磁场形马达中，在绕组无通电时通过外部驱动使转子磁铁旋转时，在定子芯与转子之间产生齿槽转矩。一般，齿槽转矩针对转子的机械性的每I次旋转产生定子的突极磁极数M与永久磁铁磁极数P的最小公倍数的脉动，该齿槽转矩的大小与脉动的数量成反比例。因此，为了降低马达的齿槽转矩，多数情况下以定子的突极磁极数M与永久磁铁磁极数P的最小公倍数变大的方式决定构造。 另一方面，突极磁极数M与永久磁铁磁极数P的关系对马达的电枢绕组利用率(以下，称为绕组系数)也带来影响。一般，针对电枢磁通势的基波的绕组系数的提高牵涉到马达的输出提高，所以作为马达构造，多数情况下选择针对电枢磁通势的基波的绕组系数高的突极磁极数M和永久磁铁磁极数P的组合。在永久磁铁磁极数P与突极磁极数M的关系为(2/3)M < P < (4/3)M、并且M =6n、并且P ( 6n-2或者P彡6n+2 (其中P是2的倍数、n是2以上的整数)的情况下，同时得到齿槽转矩降低效果和输出提高效果(例如，参照专利文献I)。另外，在永久磁铁磁极数P与突极磁极数M的关系为(2/3) M < P < (4/3) M、并且M = 3m(其中m是2以上的奇数、M辛P)的情况下，同时得到齿槽转矩降低效果和输出提高效果(例如，参照专利文献2)。专利文献I日本特开平10-243621号公报专利文献2日本特开平09-172762号公报
技术实现思路
一般，在旋转电机等电气机械的驱动时产生的电枢磁通势中，包含n次(n = 2m+1,n古3k，m以及k是I以上的整数)的奇数次谐波分量，起因于它们中的主要是第5、7、11、13、17、19次谐波，针对转子的机械性的每I次旋转，产生(6XfXP/2)次(f是I以上的整数)的转矩脉动。因此，在电气机械中，无法降低起因于电枢磁通势的高次谐波分量的转矩脉动，在例如将电气机械用作电梯的卷扬机的情况下，存在转矩脉动影响乘坐感觉这样的问题。本专利技术是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于，得到一种，该电气机械具有通过降低与电枢磁通势的高次谐波分量对应的绕组系数，来能够降低起因于它们的转矩脉动的绕组。本专利技术涉及的电气机械是在由具有9n(n是I以上的整数)个齿的电枢以及具有IOn个磁极的场磁极构成的电气机械中，当用(/)表示卷绕在相同的所述齿的2个绕组、用U、V、W表示三相交流的各相、用+、_分别表示绕组极性的情况下，按照空间排列，对所述齿，按照(U1+/V4-)、(U21-/U22-)、(U3+/W5-)、(W1+/U4-)、(W21-/W22-)、(W3+/V5-)、(VI+/W4-)、(V21-/V22-)、(V3+/U5-)的顺序，或者重复该顺序，卷绕所述绕组。根据本专利技术，电气机械由具有9n(n是I以上的整数)个齿的电枢以及具有IOn个磁极的场磁极构成，当用(/)表示卷绕在相同的所述齿的2个绕组、用U、V、W表示三相交流的各相、用+、_分别表示绕组极性的情况下，按照空间排列，对所述齿，按照(U1+/V4-)、(U21-/U22-)、(U3+/W5-)、(W1+/U4-)、(W21-/W22-)、(W3+/V5-)、(V1+/W4-)、(V21-/V22-)、(V3+/U5-)的顺序，或者重复该顺序，卷绕所述绕组，所以能够降低针对电枢磁通势的高次谐波分量的绕组系数，能够降低起因于电枢磁通势的高次谐波分量的转矩脉动。附图说明图I是示出本专利技术的实施方式I的旋转电机的结构的剖面图。 图2是示出本专利技术的实施方式2的旋转电机的结构的剖面图。图3是将本专利技术的实施方式I以及4的旋转电机的电枢以及场磁极直线状地展开的展开图。图4是将在各齿上卷绕了单一的绕组的10极9齿的旋转电机的电枢以及场磁极直线状地展开的展开图。图5是在各齿上以相同的匝数卷绕了单一的绕组的情况下在U相绕组中产生的感应电压的第5次、第13次谐波分量的矢量图。图6是在各齿上以相同的匝数卷绕了单一的绕组的情况下在U相绕组中产生的感应电压的第7次、第11次谐波分量的矢量图。图7是在实施方式I中的绕组构造中在U相绕组中产生的感应电压的第5次、第13次谐波分量的矢量图。图8是在实施方式I中的绕组构造中在U相绕组中产生的感应电压的第7次、第11次谐波分量的矢量图。图9是将本专利技术的实施方式2以及3的旋转电机的电枢以及场磁极直线状地展开的展开图。图10是将在各齿上卷绕了单一的绕组的10极9齿的旋转电机的电枢以及场磁极直线状地展开的展开图。图11是在各齿上以相同的匝数卷绕了单一的绕组的情况下在U相绕组中产生的感应电压的第5次、第13次谐波分量的矢量图。图12是在各齿上以相同的匝数卷绕了单一的绕组的情况下在U相绕组中产生的感应电压的第7次、第11次谐波分量的矢量图。图13是在实施方式2中的绕组构造中在U相绕组中产生的感应电压的第5次、第13次谐波分量的矢量图。图14是在实施方式2中的绕组构造中在U相绕组中产生的感应电压的第7次、第11次谐波分量的矢量图。图15是示出将各齿各自的合计匝数设为T、并变化了 U5的匝数的情况下的针对基波以及第5次谐波、第7次谐波的分布绕组系数的曲线。图16是示出以U21和U22、V21和V22、W21和W22各自的合计匝数为T的方式卷绕、并将在其他齿上卷绕的绕组的合计匝数设为0. 889T、并变化了 U5的匝数的情况下的、针对基波以及第5次谐波、第7次谐波的分布绕组系数的曲线。图17是在实施方式4中在各相绕组中产生的感应电压矢量图。图18是将本专利技术的实施方式5以及6的旋转电机的电枢以及场磁极直线状地展开的展开图。图19是将本专利技术的实施方式5以及6的旋转电机的电枢以及场磁极直线状地展开的展开图。图20是实施方式6中的U相线圈的连接图。图21是示出实施方式6的绕组构造中的各绕组中产生的感应电压的一个例子的 矢量图。图22是绕组群U1-U21-U3以及绕组群U4-U22-U5中的感应电压的合成矢量的比较图。(符号说明)I :旋转电极；2 :电枢；3 :场磁极；4 :场磁极铁芯；5 :永久磁铁；6 :齿；7 :电枢铁芯；8 :狭槽(slot) ；9 :绕组；10 :抽芯(core back) ；11 :空隙。具体实施例方式以下，使用附图，说明本专利技术的电气机械的优选的实施方式。实施方式I.图I是示出本专利技术的实施方式I的电气机械的结构的剖面图。在以下的说明中，作为电气机械的例子，举出旋转电机。在该旋转电机I中，隔着磁性空隙通过未图示的轴承等保持器相对地配置了电枢2和场磁极3。场磁极3具有场磁极铁芯4和等间隔地固定于场磁极铁芯4的永久磁铁5。具有5对N极的永久磁铁5和S极的永久磁铁5,合计具有10个磁极。电枢2具有电枢铁芯7，形成有等间隔地配置的向磁性空隙长度方向突出的9个齿6 ;和绕组9，集中卷绕在该电枢铁芯7并且收容于狭槽8。另外，齿6由卷绕了通上三相交流的同相的电流的多个绕组9的齿6和/或卷绕了通上了不同相的电流的多个绕组9的齿6构成。图3是为了详细示出绕组构造的一个例子而将旋转电机I的电枢2以及场磁极3直线状地展开后的剖面图。在电枢2中朝向纸面从左侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.10 JP 2011-052798;2011.08.30 JP 2011-187521.ー种电气机械，由具有9η个齿的电枢以及具有IOn个磁极的场磁极构成，其中，η是I以上的整数，该电气机械的特征在干， 当用(/)表示卷绕在相同的所述齿的2个绕组，用U、V、W表示三相交流的各相，用+、-分别表示绕组极性的情况下，按照空间排列，对所述齿，按照(U1+/V4-)、(U21-/U22-)、(U3+/W5-)、 (W1+/U4-)、 (W21-/W22-), (W3+/V5-)、 (V1+/W4-)、 (V21-/V22-)、 (V3+/U5-)的顺序，或者重复该顺序，卷绕所述绕组。2.根据权利要求I所述的电气机械，其特征在干， 对于与相不同的2个所述绕组以在径向上排列的方式被卷绕的作为基准的所述齿邻接的一方的所述齿，在径向上错开地卷绕与卷绕在所述作为基准的齿的所述2个绕组相同的相的所述2个绕组，并且，以仅卷绕有相相同的I个绕组的所述齿为正中间，在圆周方向上対称的位置卷绕相相同的其他4个所述绕组。3.一种电气机械，由具有9η个齿的电枢以及具有8η个磁极的场磁极构成，其中，η是I以上的整数，该电气机械的特征在干， 当用(/)表示卷绕在相同的所述齿的2个绕组，用U、V、W表示三相交流的各相，用+、-分别表示绕组极性的情况下，按照空间排列，对所述齿，按照(U1+/V4-)、(U21-/U22-)、(U3+/W5-)、 (W1+/U4-)、 (W21-/W22-), (W3+/V5-)、 (V1+/W4-)、 (V21-/V22-)、 (V3+/U5-)的顺序，或者重复该顺序，卷绕有所述绕组， 并且，对于与相不同的2个所述绕组以在径向上排列的方式被卷绕的作为基准的所述齿邻接的一方的所述齿，在径向上错开地卷绕有与卷绕在所述作为基准的齿的所述2个绕组相同的相的所述2个绕组， 并且，以仅卷绕有相相同的I个绕组的所述齿为正中间，在圆周方向上対称的位置卷绕有相相同的其他4个所述绕组。4.根据权利要求2所述的电气机械，其特征在干， 在对所述邻接的齿在径向上相互错开地卷绕的相相同的2个所述绕组中，将与仅卷绕有相相同的I个所述绕组的所述齿邻接的一方的所述绕组，卷绕于比另一方的所述绕组更接近所述齿的抽芯的ー侧。5.根据权利要求3所述的电气机械，其特征在干， 在对所述邻接的齿在径向上相互错开地卷绕的相相同的2个所述绕组中，将...
【专利技术属性】
技术研发人员：泷口隆一，广谷迪，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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