專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
常規(guī)上，已知一種具有定子的繞組切換裝置(旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng))(例如，參見日本專利申請第 2003-111492 號公報(JP2003-111492A))。在JP2003-111492A中，公開了一種繞組切換裝置(旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng))，該裝置包括:AC (交流)馬達，所述AC馬達具有針對每個相設(shè)置的多個繞組；以及繞組切換單元，所述繞組切換單元用于將每個相的繞組的連接狀態(tài)在高速驅(qū)動狀態(tài)和低速驅(qū)動狀態(tài)之間切換。在該繞組切換裝置中，在低速驅(qū)動期間，每個相的繞組由繞組切換單元串聯(lián)連接，使得可從AC馬達產(chǎn)生相對大的扭矩。此外，在高速驅(qū)動期間，每個相的一些繞組由繞組切換單元使用，使得AC馬達的旋轉(zhuǎn)速度相對高。在該常規(guī)繞組切換裝置中，例如，在其中繞組(例如，10匝繞組)設(shè)置在定子的一個槽中的情況下，由繞組切換單元執(zhí)行切換，使得在低速驅(qū)動期間全部繞組都被使用，并且在高速驅(qū)動期間一些繞組(10匝繞組之中的6匝繞組)被使用。在該情況下，在高速驅(qū)動期間，在一個槽中，在高速驅(qū)動期間未被使用的繞組(10匝繞組之中的其余4匝繞組)的感應(yīng)電壓與在高速驅(qū)動期間被使用的繞組的電壓之間可能出現(xiàn)電壓相差，并且在高速驅(qū)動期間未被使用的繞組與在高速驅(qū)動期間被使用的繞組之間可能產(chǎn)生電壓。這可導致發(fā)生問題，例如，導致介電擊穿。為了解決這種問題，常規(guī)地，在高速驅(qū)動以及低速驅(qū)動期間均被使用的繞組與僅在低速驅(qū)動期間被使用的繞組之間(即，在10匝繞組之中的6匝繞組與其余4匝繞組之間)設(shè)置絕緣子，全部繞組都設(shè)置在同一槽中。然而，在JP2003-111492中公開的繞組切換裝置(旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng))中，由于在槽中設(shè)置絕緣子，因此旋轉(zhuǎn)電機·系統(tǒng)的構(gòu)造變得更復(fù)雜。因此，需要簡化旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本文公開的實施方式提供一種具有簡化構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)。根據(jù)本文公開的實施方式的一方面，提供一種旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)子;和定子，所述定子包括僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組、在低速驅(qū)動和高速驅(qū)動期間均被使用的低/高速驅(qū)動用繞組、以及每相的每個極設(shè)置的多個槽，其中，所述低速驅(qū)動用繞組和所述低/高速驅(qū)動用繞組分布地卷繞在每相的每個極的那些槽中的不同槽中。根據(jù)本文公開的實施方式的該方面，可以提供具有簡化構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)。


本發(fā)明的目的和特征從結(jié)合附圖給出的實施方式的下列說明將顯而易見，在附圖中:
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的整體構(gòu)造的框圖；圖2是旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的電路圖；圖3示出了設(shè)置在旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的槽中的繞組；圖4示出了插入到旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的槽中的模制繞組；圖5是示出了常規(guī)低速驅(qū)動馬達的扭矩與旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系的圖；圖6是示出了常規(guī)高速驅(qū)動馬達的扭矩與旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系的圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的扭矩與旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系的圖；圖8是示出了設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的槽中的繞組的圖；圖9是旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的電路圖；圖10示出了設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的槽中的繞組；以及

圖11是旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的電路圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖來詳細地描述本發(fā)明的實施方式。(第一實施方式)首先，將參考圖1至圖4描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)100的構(gòu)造。如圖1所示，旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)100包括:變換器單元I ;逆變器單元2 ;馬達3 ;以及繞組切換單元4。變換器單元I借助端子TP和TN連接到逆變器單元2。逆變器單元2連接到馬達3。此外，馬達3連接到繞組切換單元4。此外，變換器單元I被連接到三相AC電源200。如圖2所示，逆變器單元2包括晶體管Ql至Q6。晶體管Ql的一端連接到端子TP，晶體管Ql的另一端連接到晶體管Q4的一端。晶體管Q4的另一端連接到端子TN。此外，晶體管Ql的另一端和晶體管Q4的一端(端子TUl)連接到端子TU2 (用于馬達3中的低/高速驅(qū)動的U相繞組Ul、U4、U7和U10)。此外，晶體管Q2的一端連接到端子TP，并且晶體管Q2的另一端連接到晶體管Q5的一端。晶體管Q5的另一端連接到端子TN。此外，晶體管Q2的另一端和晶體管Q5的一端(端子TVl)被連接到端子TV2 (用于馬達3中的低/高速驅(qū)動的V相繞組V1、V4、V7、V10)。此外，晶體管Q3的一端連接到端子TP，并且晶體管Q3的另一端連接到晶體管Q6的一端。晶體管Q6的另一端連接到端子TN。此外，晶體管Q3的另一端和晶體管Q6的一端(端子TWl)被連接到端子TW2 (用于馬達3中的低/高速驅(qū)動的W相繞組W1、W4、W7、W10)。如圖3所示，馬達3包括定子31和轉(zhuǎn)子41。定子31包括:定子鐵芯32 ;U相繞組Ul至U12 (見圖2) ;V相繞組Vl至V12 ;以及W相繞組Wl至W12。多個槽33 (在第一實施方式的示例中為72個)被形成在定子鐵芯32的內(nèi)側(cè)。此外，轉(zhuǎn)子41包括:轉(zhuǎn)子鐵芯42 ;軸43 ;以及永磁體(未示出)。如圖2所示，U相繞組包括:低/高速驅(qū)動用繞組U1、U3、U4、U6、U7、U9、U10和U12，這些繞組在高速驅(qū)動和低速驅(qū)動期間均被使用；以及低速驅(qū)動用繞組U2、U5、U8和U11，這些繞組僅在低速驅(qū)動期間被使用。此外，V相繞組包括:低/高速驅(qū)動用繞組V1、V3、V4、V6、V7、V9、VlO和V12，這些繞組在高速驅(qū)動和低速驅(qū)動期間均被使用；以及低速驅(qū)動用繞組V2、V5、V8和VII，這些繞組僅在低速驅(qū)動期間被使用。此外，W相繞組包括:低/高速驅(qū)動用繞組W1、W3、W4、W6、W7、W9、W10和W12，這些繞組在高速驅(qū)動和低速驅(qū)動期間均被使用；以及低速驅(qū)動用繞組W2、W5、W8和WlI，這些繞組僅在低速驅(qū)動期間被使用。此外，在高速驅(qū)動期間，不使用低速驅(qū)動用繞組。在該情況下，在第一實施方式中，僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組U2、U5、U8和Ull以及在高速驅(qū)動和低速驅(qū)動期間均被使用的低/高速驅(qū)動用繞組U1、U3、U4、U6、U7、U9、U10和U12分布地卷繞在用于U相的各極(例如，繞組U1、U2和U3)的三個槽33上。也就是說，每相的每個極的槽數(shù)是三個。因此，由于在該實施方式的示例中存在三個相以及八個極，因此總共提供72個槽，并且在圖2中為了簡化僅示出了每相四個極。此外，低速驅(qū)動用繞組U2、U5、U8和Ull以及低/高速驅(qū)動用繞組U1、U3、U4、U6、U7、U9、U10和U12設(shè)置在用于U相的各極的三個不同槽33中。具體地，如圖3所示，低速驅(qū)動用繞組U2以及低/高速驅(qū)動用繞組Ul和U3分布地卷繞在三個槽33 (33a、33b和33c)上。然后，在三個槽33a、33b和33c中，低/高速驅(qū)動用繞組Ul和U3設(shè)置在位于相對兩側(cè)的外部槽33a和33c中，而低速驅(qū)動用繞組U2設(shè)置在中間槽33b中。此外，低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組是“低速繞組”和“低/高速繞組”的相應(yīng)示例。此外，如圖3所示，低/高速驅(qū)動用繞組Ul的一部分設(shè)置在槽33a中，該部分沿朝向圖的前側(cè)的方向(在下文被稱為Zl方向)卷繞。低/高速驅(qū)動用繞組Ul的一部分Ul*設(shè)置在與槽33a隔開9個槽的槽33d中，該部分Ul*沿朝向圖的背側(cè)的方向(在下文中被稱為Z2方向)卷繞。此外，低/高速驅(qū)動用繞組U2的沿Zl方向設(shè)置的一部分被設(shè)置在槽33b中，低/高速驅(qū)動用繞組U2的沿Z2方向卷繞的一部分U2*設(shè)置在與槽33b隔開9個槽的槽33e中。此外，低/高速驅(qū)動用繞組U3的沿Zl方向設(shè)置的一部分被設(shè)置在槽33c中，低/高速驅(qū)動用繞組U3的沿Z2方向卷`繞的一部分U3*設(shè)置在與槽33c隔開9個槽的槽33f中。此外，在第一實施方式中，如圖2所示，設(shè)置在槽33a和33c中的低/高速驅(qū)動用繞組Ul和U3彼此電連接。低速驅(qū)動用繞組U2以及低/高速驅(qū)動用繞組Ul和U3彼此連接，并且構(gòu)造成借助繞組切換單元4彼此電連接或斷開。此外，低/高速驅(qū)動用U相繞組U4和U6 (U7和U9、UlO和U12)以及低速驅(qū)動用繞組U5 (U8、Ull)也都被設(shè)置在槽33中。此外，在該第一實施方式中，用于U相的各極的低速驅(qū)動用繞組U2、U5、U8和Ull彼此電連接，并且用于U相的各極的低/高速驅(qū)動用繞組Ul、U3、U4、U6、U7、U9、UlO 和 U12 彼此電連接。此外，如圖3和圖4所示，低/高速驅(qū)動用繞組Ul、U3、U4、U6、U7、U9、UlO和U12以及低速驅(qū)動用繞組U2、U5、U8和Ull由圓線34 (具有圓形截面的銅線)形成。此外，在每個槽33中設(shè)置四條圓線34 (四個低速驅(qū)動用繞組或者四個低/高速驅(qū)動用繞組)。也就是說，針對一個槽卷繞的繞組的匝數(shù)是四。此外，低/高速驅(qū)動用繞組Ul、U3、U4、U6、U7、U9、UlO和U12由圓線34預(yù)先模制成一系列線圈的形式，低速驅(qū)動用繞組U2、U5、U8和Ull由圓線34預(yù)先模制成一系列線圈的形式。此外，如圖4所示，作為將繞組插入到槽33中的插入順序，例如在將低/高速驅(qū)動用繞組U4*插入到槽33g中之后，將低/高速驅(qū)動用繞組Ul插入到槽33a中。接著，在插入低/高速驅(qū)動用繞組U4之后，將低/高速驅(qū)動用繞組Ul*插入到槽33d中。也就是說，低/高速驅(qū)動用繞組Ul以及低/高速驅(qū)動用繞組U4卷繞成彼此重疊。此外，其他低/高速驅(qū)動用繞組以及其他低速驅(qū)動用繞組也被設(shè)置在相應(yīng)槽33中。此外，V相繞組(低/高速驅(qū)動用繞組V1、V3、V4、V6、V7、V9、VlO和V12以及低速驅(qū)動用繞組V2、V5、V8和Vl I)和W相繞組(低/高速驅(qū)動用繞組Wl、W3、W4、W6、W7、W9、WlO和W12以及低速驅(qū)動用繞組W2、W5、W8和Wll)也都設(shè)置在相應(yīng)槽33中。如圖2所示，低/高速驅(qū)動用U相繞組Ul和U3 (U4和U6、U7和U9、UlO和U12)與低速驅(qū)動用繞組U2 (U5、U8、Ull)之間的端子TU3連接到將在下文描述的繞組切換單元4的二極管電橋DBl的端子TU6。類似地，低/高速驅(qū)動用V相繞組Vl和V3 (V4和V6、V7和V9、V10和V12)與低速驅(qū)動用繞組V2 (V5、V8、V11)之間的端子TV3連接到將在下文描述的繞組切換單元4的二極管電橋DBl的端子TV6。類似地，低/高速驅(qū)動用W相繞組Wl和W3 (W4和W6、W7和W9、WlO和W12)與低速驅(qū)動用繞組W2 (W5、W8、W11)之間的端子TW3連接到將在下文描述的繞組切換單元4的二極管電橋DBl的端子TW6。此外，馬達3的端子TU4、TV4和TW4分別連接到繞組切換單元的二極管電橋DB2的端子TU7、TV7和TW7。繞組切換單元4包括:二極管電橋DBl和DB2，每個二極管電橋都具有六個二極管；半導體開關(guān)SWl和SW2，每個半導體開關(guān)都由例如雙極晶體管或IGBT (絕緣柵雙極模式晶體管)形成；二極管D1、D2、D3和D4 ;電容C ;以及放電電阻R。二極管電橋DBl和DB2分別包括端子TU6和TV6、TW6和TU7、TV7和TW7。二極管Dl和D2分別連接到二極管電橋DBl的一端和另一端。 同樣，半導體開關(guān)SWl連接到二極管電橋DBl的一端和另一端。此外，二極管D3和D4分別連接到二極管電橋DB2的一端和另一端。半導體開關(guān)SW2也連接到二極管電橋DB2的一端和另一端。電容C和放電電阻R并聯(lián)連接。此外，電容C的一端以及放電電阻R的一端連接到二極管Dl的陰極以及二極管D3的陰極。此外，電容C的另一端以及放電電阻R的另一端連接到二極管D2的陽極以及二極管D4的陽極。二極管Dl和D2具有以下功能:當半導體開關(guān)SWl處于斷開狀態(tài)時，允許流經(jīng)二極管電橋DBl的電流在電容C和放電電阻R的并聯(lián)電路中流動；以及當半導體開關(guān)SWl處于接通狀態(tài)時，防止電流從電容C和放電電阻R的并聯(lián)電路流回半導體開關(guān)SWl。二極管D3和D4也具有與二極管Dl和D2相類似的功能。接下來，將參考圖2和圖5至圖7描述繞組切換單元4的操作。首先，將參考圖5和圖6來描述常規(guī)低速驅(qū)動馬達和常規(guī)高速驅(qū)動馬達的扭矩和旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系。如圖5所示，在低速驅(qū)動馬達中，當旋轉(zhuǎn)速度小時(恒定扭矩范圍LI)，扭矩大致恒定在Tl (N m)。然后，在恒定地保持輸出(恒定輸出范圍L2)的情況下，隨著旋轉(zhuǎn)速度的增加而扭矩減少。此外，最大旋轉(zhuǎn)速度是SlOnin-1)。此外，在低速驅(qū)動馬達中，恒定扭矩范圍LI與恒定輸出范圍L2的比是例如1:1.7。如圖6所示，即使在高速驅(qū)動馬達中，類似地，當旋轉(zhuǎn)速度小時(恒定扭矩范圍L3)，扭矩大致恒定在T2(N m)(例如，Tl=L 5T2)，然后，在恒定地保持輸出(恒定輸出范圍L4)的情況下，隨著旋轉(zhuǎn)速度的增加而扭矩減少。此外，最大旋轉(zhuǎn)速度是SZOnirT1)(例如，S2=l.5S1)。此外，在高速驅(qū)動馬達中，恒定扭矩范圍L3與恒定輸出范圍L4的比是例如1:
1.5。如上所述，在低速驅(qū)動馬達中，獲得大扭矩，但難以增加旋轉(zhuǎn)速度。此外，在高速驅(qū)動馬達中，可以增加旋轉(zhuǎn)速度，但是難以獲得大扭矩。(低速驅(qū)動期間)在第一實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)100中，在低速驅(qū)動期間(等于或大于OOnirT1)并且小于SI (rnirT1))，圖2所示的半導體開關(guān)SWl處于斷開狀態(tài)，而半導體開關(guān)SW2處于接通狀態(tài)。因此，馬達3的端子TU4、TV4和TW4被短路。結(jié)果，在將端子TU4、TV4和TW4用作中性點的情況下，由端子TU2和端子TU4之間的繞組Ul至U12、端子TV2和端子TV4之間的繞組Vl至V12、以及端子TW2和端子TW4之間的繞組Wl至W12構(gòu)成星形連接。因此，電壓被施加到全部繞組(U向繞組Ul至U12、V相繞組Vl至V12、以及W相繞組Wl至W12)。因此，由于與將在下文描述的高速驅(qū)動的情況相比增加了接線阻抗，因此能夠向繞組施加高。因此，馬達3的扭矩增加(見圖7的“低速驅(qū)動”)。(高速驅(qū)動期間)在高速驅(qū)動期間(等于或大于SI (rnirT1)并且等于或小于SZOnirT1))，圖2所示的半導體開關(guān)SWl處于接通狀態(tài)，并且半導體開關(guān)SW2處于斷開狀態(tài)。因此，馬達3的端子TU3、TV3和TW3被短路。結(jié)果，在將端子TU3、TV3和TW3用作中性點的情況下，由端子TU2和端子TU3之間的繞組(低/高速驅(qū)動用繞組Ul、U3、U4、U6、U7、U9、UlO和U12)、端子TV2和端子TV3之間的繞組(低/高速驅(qū)動用繞組Vl、V3、V4、V6、V7、V9、VlO和V12)、以及端子TW2和端子TW3之間的繞組(低/高速驅(qū)動用繞組W1、W3、W4、W6、W7、W9、W10和W12)構(gòu)成星形連接。因此，電壓被施加到低/高速驅(qū)動用U相繞組Ul、U3、U4、U6、U7、U9、UlO和U12、低/高速驅(qū)動用V相繞組V1、V3、V4、V6、V7、V9、VlO和V12以及低/高速驅(qū)動用W相繞組W1、W3、W4、W6、W7、W9、W10 和 W12。然而，電壓不被施加到低速驅(qū)動用U相繞組U2、U5、U8和Ul1、低速驅(qū)動用V相繞組V2、V5、V8和Vll以及低速驅(qū)動用1相繞組12、15、18和111。因此，由于與使用馬達的全部繞組(在低速驅(qū)動期間)的情況相比，接線阻抗變小，因此馬達3以高速被驅(qū)動(見圖7的“高速驅(qū)動”)。此外，用于各極的低速驅(qū)動用繞組以及低/高速驅(qū)動用繞組被設(shè)置在不同的槽33中，并且電壓不被感應(yīng)到在高速驅(qū)動期間不被使用的低速驅(qū)動用繞組中。在該第一實施方式中，如上所述，低速驅(qū)動用繞組U2、U5、U8和Ull (V2、V5、V8和Vll 以及 W2、W5、W8 和 Wll)以及低 / 高速驅(qū)動用繞組 U1、U3、U4、U6、U7、U9、U10 和 U12(V1、V3、V4、V6、V7、V9、V10 和 V12 以及 Wl、W3、W4、W6、W7、W9、WlO 和 W12)被設(shè)置在各極的三個槽33的不同槽33中。因此，在其中使用這些繞組之中的一些低/高速驅(qū)動用繞組的高速驅(qū)動期間，不存在同一槽同時具有不被使用的繞組以及被使用的繞組的情況。因此，可能防止在高速驅(qū)動期間所使用的繞組(低/高速驅(qū)動用繞組)的電壓與未被使用的繞組的感應(yīng)電壓之間出現(xiàn)相差。結(jié)果，與其中低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū) 動用繞組被設(shè)置在同一槽中的情況不同，不需要在低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組之間放置絕緣材料以便例如防止由電壓相差產(chǎn)生的電壓引起的介電擊穿。因此，可能簡化構(gòu)造。
此外,在第一實施方式中，如上所述，每相的每個極設(shè)置有三個槽33。在三個槽33中，低/高速驅(qū)動用繞組設(shè)置在位于相對兩側(cè)的外側(cè)槽33中(槽33a和33c)，并且低速驅(qū)動用繞組設(shè)置在中間槽33 (33b)中。因此，在三個槽33中，可以使得在低速驅(qū)動期間被使用的繞組(低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組)的沿定子31的周向的中心與在高速驅(qū)動期間被使用的繞組(低/高速驅(qū)動用繞組)的沿定子31的周向的中心相同。因此，在低速驅(qū)動期間和在高速驅(qū)動期間，可能均衡電壓峰值(相)。此外，在第一實施方式中，如上所述，繞組切換單元4設(shè)置成切換低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組之間的連接。因此，為了執(zhí)行低速驅(qū)動，設(shè)置在不同槽33中的低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組由繞組切換單元4設(shè)置為連接狀態(tài)。為了執(zhí)行高速驅(qū)動，低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組的連接狀態(tài)由繞組切換單元4切斷。因此，與其中在低速驅(qū)動期間被使用的繞組與在高速驅(qū)動期間被使用的繞組被單獨提供的情況不同，由于低/高速驅(qū)動用繞組在低速驅(qū)動期間以及高速驅(qū)動期間都能夠被使用，因此可以進一步簡化構(gòu)造。 此外，在第一實施方式中，如上所述，在每相的每個極的三個槽33中，低/高速驅(qū)動用繞組設(shè)置在兩個槽33 (33a和33b)中，并且設(shè)置在這兩個槽33中的低/高速驅(qū)動用繞組彼此電連接。此外，低速驅(qū)動用繞組以及低/高速驅(qū)動用繞組構(gòu)造成由繞組切換單元4彼此電連接或斷開。因此，低速驅(qū)動用繞組以及低/高速驅(qū)動用繞組可由繞組切換單元4容易地電連接(或斷開)。此外，在第一實施方式中，如上所述，每相的每個極的低速驅(qū)動用繞組彼此電連接，并且每相的每個極的低/高速驅(qū)動用繞組彼此電連接。因此，不同于其中每相的每個極的低速驅(qū)動用繞組和每相的每個極的低/高速驅(qū)動用繞組被分別單獨地設(shè)置而不彼此電連接的情況，這可以進一步簡化構(gòu)造。(第二實施方式)接下來，將參考圖8和圖9來描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)
101。在第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)101中，不同于其中低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組設(shè)置在每相的每個極的三個槽33中的第一實施方式，低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組設(shè)置在每相的每個極的四個槽53中。如圖8所示，在第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)101中，馬達3a的定子51包括:定子鐵芯52 ;U相繞組Ul至U16 (見圖9) ;V相繞組Vl至V16 ;以及W相繞組Wl至W16。在定子鐵芯52的內(nèi)側(cè)形成有多個槽53 (在第二實施方式的示例中為96個)。如圖9所示，U相繞組包括:在高速驅(qū)動以及低速驅(qū)動期間被使用的低/高速驅(qū)動用繞組U1、U4、U5、U8、U9、U12、U13和U16 ；以及僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組U2、U3、U6、U7、U10、U1UU14和U15。此外，V相繞組包括:在高速驅(qū)動以及低速驅(qū)動期間被使用的低/高速驅(qū)動用繞組V1、V4、V5、V8、V9、V12、V13和V16 ；以及僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組V2、V3、V6、V7、V10、VI1、V14和V15。此外，W相繞組包括:在高速驅(qū)動以及低速驅(qū)動期間被使用的低/高速驅(qū)動用繞組Wl、W4、W5、W8、W9、W12、W13和W16 ；以及僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組W2、W3、W6、W7、WlO、Wl 1、W14和W15。在該情況中，在第二實施方式中，如圖8所示，低速驅(qū)動用繞組U2和U3以及低/高速驅(qū)動用繞組Ul和U4分別分布地卷繞在四個槽53 (53a、53b、53c和53d)上。具體地，在四個槽53a、53b、53c和53d中，低/高速驅(qū)動用繞組Ul和U4設(shè)置在位于相對兩側(cè)的外側(cè)槽53a和53d中，低速驅(qū)動用繞組U2和U3設(shè)置在位于槽53a和53d之間的槽53b和53c中。此外，其余的U相繞組和V相繞組以及W相繞組也設(shè)置在相應(yīng)槽53中。此外，第二實施方式的其他構(gòu)造和效果都與第一實施方式中的相同。(第三實施方式)接下來，將參考圖10和圖11描述根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)
102。在第三實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)102中，不同于其中低/高速驅(qū)動用繞組設(shè)置在位于相對兩側(cè)的外側(cè)槽53中并且低速驅(qū)動用繞組設(shè)置在位于相對兩側(cè)的外側(cè)槽53之間的槽53中的第二實施方式，低/高速驅(qū)動用繞組以及低速驅(qū)動用繞組交替地設(shè)置在槽63中。如圖10所示，在第三實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)102中，馬達3b的定子61包括:定子鐵芯62 ;U相繞組Ul至U16 (見圖11);V相繞組Vl至V16 ;以及W相繞組Wl至W16。在定子鐵芯62的內(nèi)側(cè)形成有多個槽63 (在第三實施方式的示例中為96個)。如圖11所示，U相繞組包括:在高速驅(qū)動以及低速驅(qū)動期間被使用的低/高速驅(qū)動用繞組U1、U3、U5、U7、U9、U1UU13和U15 ；以及僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組U2、U4、U6、U8、U10、U12、U14和U16。此外，V相繞組包括:在高速驅(qū)動以及低速驅(qū)動期間被使用的低/高速驅(qū) 動用繞組V1、V3、V5、V7、V9、VI1、V13和V15 ；以及僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組V2、V4、V6、V8、V10、V12、V14和V16。此外，W相繞組包括:在高速驅(qū)動以及低速驅(qū)動期間被使用的低/高速驅(qū)動用繞組W1、W3、W5、W7、W9、W11、W13和W15 ;以及僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組12、14、16、18、110、112、114和116。在該情況中，在第三實施方式中，如圖10所示，低/高速驅(qū)動用繞組Ul和U3以及低速驅(qū)動用繞組U2和U4分別分布地卷繞在四個槽63 (63a、63b、63c和63d)上。具體地，在四個槽63a、63b、63c和63d中，低/高速驅(qū)動用繞組Ul和U3以及低速驅(qū)動用繞組U2和U4交替地設(shè)置在63a、63b、63c和63d中。也就是說，低/高速驅(qū)動用繞組Ul設(shè)置在槽63a中，低速驅(qū)動用繞組U2設(shè)置在槽63b中。此外，低/高速驅(qū)動用繞組U3設(shè)置在槽63c中，低速驅(qū)動用繞組U4設(shè)置在槽63d中。此外，第三實施方式的其他構(gòu)造與第一實施方式和第二實施方式中的相同。在第三實施方式中，如上所述，每相的每個極由四個槽63形成。在四個槽63中，低速驅(qū)動用繞組 U2、U4、U6、U8、U10、U12、U14 和 U16 (V2、V4、V6、V8、V10, V12、V14 和 V16以及 W2、W4、W、W8、HO, W12、W14 和 W16)與繞組 Ul、U3、U5、U7、U9、Ull、U13 和 U15 (V1、V3、V5、V7、V9、VI1、V13 和 V15 以及 Wl、W3、W5、W7、W9、Wll、W13 和 W15)交替地設(shè)置。因此，在四個槽63中，不同于其中低速驅(qū)動用繞組或低/高速驅(qū)動用繞組設(shè)置在兩個相鄰槽63中的情況，可能容易地抑制從低速驅(qū)動用繞組或低/高速驅(qū)動用繞組產(chǎn)生的磁通量變得致密。此外，應(yīng)當理解的是，本文所公開的實施方式在所有方面都是示意性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是由實施方式的前述說明書指示，并且本發(fā)明的范圍包括與權(quán)利要求的范圍等同的意義并且包括在范圍內(nèi)的全部修改。例如，在第一至第三實施方式中，已經(jīng)描述了其中低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組由每相的每個極的三個或四個槽分布的情況，但是本發(fā)明不局限于此。例如，低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組可由每相的每個極的兩個槽分布地卷繞，或者可由五個或更多個槽分布地卷繞。此外，在第一至第三實施方式中，已經(jīng)描述了其中本發(fā)明應(yīng)用于設(shè)置在馬達的定子中的低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組的情況，但是本發(fā)明不局限于此。例如，本發(fā)明可應(yīng)用到設(shè)置在發(fā)電機的定子中的低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組。在第一至第三實施方式中，已經(jīng)描述了其中本發(fā)明應(yīng)用于設(shè)置在由三相AC電源驅(qū)動的馬達的定子中的低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組的情況，但是本發(fā)明不局限于此。例如，本發(fā)明可應(yīng)用到由單相或兩相AC電源驅(qū)動的馬達(發(fā)電機)的定子中的低速驅(qū)動用繞組(低速繞組)和低/高速驅(qū)動用繞組(低/高速繞組)。在第一至第三實施方式中，已經(jīng)描述了其中由圓線制造的低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組設(shè)置在槽中的情況，但是本發(fā)明不局限于此。例如，由扁線(具有矩形(方形)截面的銅線)制造的低速驅(qū)動用繞組和低/高速驅(qū)動用繞組可設(shè)置在槽中，或者由匯流條(棒狀導體)制造的低速驅(qū)動用繞組(低速繞組)和低/高速驅(qū)動用繞組(低/高速繞組)可設(shè)置在槽中。此外，根據(jù)第一至第三實施方式的旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)100可安裝到車輛上。對于在該情況下旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)的構(gòu)造(例如，如圖1所示的構(gòu)造)來說，旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)100和AC電源200可用電池(DC電源)來替換?！?br> 權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)包括: 轉(zhuǎn)子；和 定子，所述定子包括僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組、在低速驅(qū)動和高速驅(qū)動期間均被使用的低/高速驅(qū)動用繞組、以及每相的每個極設(shè)置的多個槽， 其中，所述低速驅(qū)動用繞組和所述低/高速驅(qū)動用繞組分布地卷繞在每相的每個極的那些槽中的不同槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括繞組切換單元，所述繞組切換單元構(gòu)造成切換所述低速驅(qū)動用繞組和所述低/高速驅(qū)動用繞組之間的連接， 其中，設(shè)置在所述槽中的所述低/高速驅(qū)動用繞組被電連接，并且所述低速驅(qū)動用繞組和所述低/高速驅(qū)動用繞組由所述繞組切換單元被電連接或斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，在所述低速驅(qū)動期間，設(shè)置在不同槽中的所述低速驅(qū)動用繞組和所述低/高速驅(qū)動用繞組由所述繞組切換單元設(shè)置為連接狀態(tài)；并且在所述高速驅(qū)動期間，所述低速驅(qū)動用繞組和所述低/高速驅(qū)動用繞組之間的所述連接狀態(tài)由所述繞組切換單元切斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，每相的每個極的所述低速驅(qū)動用繞組彼此電連接；并且 每相的每個極的所述低/高速驅(qū)動用繞組彼此電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的系統(tǒng)，其中，每相的每個極的槽的數(shù)量是三個或更多個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，在每相的每個極的三個或更多個槽中，所述低速驅(qū)動用繞組和所述低/高速驅(qū)動用繞組之中的至少所述低/高速驅(qū)動用繞組被設(shè)置在所述槽中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述低/高速驅(qū)動用繞組設(shè)置在位于相對兩側(cè)的外側(cè)槽中，并且所述低速驅(qū)動用繞組設(shè)置在供設(shè)置所述低/高速驅(qū)動用繞組的位于相對兩側(cè)的所述外側(cè)槽之間的槽中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，每相的每個極的槽的數(shù)量是三個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的系統(tǒng)，其中，每相的每個極的槽的數(shù)量是四個或更多個；并且 在所述四個槽或更多個槽中，所述低速驅(qū)動用繞組和所述低/高速驅(qū)動用繞組交替地布置。
10.一種旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)包括: 轉(zhuǎn)子；和 定子，所述定子包括僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組、在低速驅(qū)動和高速驅(qū)動期間均被使用的低/高速驅(qū)動用繞組、以及每相的每個極設(shè)置的三個或更多個槽； 其中，所述低速驅(qū)動用繞組和所述低/高速驅(qū)動用繞組分布地卷繞在每相的每個極的所述三個或更多個槽中的不同槽中；并且 所述低/高速驅(qū)動用繞組設(shè)置在所述三個或更多個槽之中的位于相對兩端的槽中，并且所述低速驅(qū)動用繞組設(shè)置在位于中間的槽中。
全文摘要
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)電機系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子；和定子，所述定子包括僅在低速驅(qū)動期間被使用的低速驅(qū)動用繞組、在低速驅(qū)動和高速驅(qū)動期間均被使用的低/高速驅(qū)動用繞組、以及每相的每個極設(shè)置的多個槽。所述低速驅(qū)動用繞組和所述低/高速驅(qū)動用繞組分布地卷繞在每相的每個極的那些槽中的不同槽中。
文檔編號H02P25/18GK103248313SQ20131004127
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者友原健治, 前村明彥 申請人:株式會社安川電機