旋轉電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及旋轉電機。
【背景技術】
[0002]為了機械裝置的高性能化，要求在機械裝置中使用的旋轉電機具有低扭矩脈動和低振動化。在永磁鐵型旋轉電機和感應型旋轉電機的扭矩中含有由感應電壓的高次諧波成分(磁動勢高次諧波成分)引起而產生的脈動成分。
[0003]在專利文獻I中記載有下述技術，S卩，在電樞繞組中，使各相的每個槽的匝數(shù)以5、13、21、28、28、21、13、5變化而構成同心形狀的線圈。由此，根據(jù)專利文獻1，能夠使繞組的磁動勢分布成為正弦波狀，能夠大幅度地減小高次諧波繞組系數(shù)。
[0004]在專利文獻2中記載有下述技術，S卩，在電樞繞組中，使各相的每個槽的匝數(shù)以31、18、12、12、18、31變化而構成同心形狀的繞組。由此，根據(jù)專利文獻2，能夠使繞組的磁動勢分布成為大致正弦波狀，能夠大幅度地減小高次諧波繞組系數(shù)。
[0005]專利文獻1:日本特開平6 - 261479號公報
[0006]專利文獻2:日本特開平9 - 121491號公報

【發(fā)明內容】

[0007]專利文獻1、2所記載的技術是使各相的每個槽的匝數(shù)正弦波狀地變化的技術，電樞(旋轉電機)的繞組結構作為整體是復雜的。由此，認為專利文獻1、2所記載的技術難以使旋轉電機的生廣性提尚。
[0008]另外，在專利文獻1、2所記載的技術中，6n±I次的高次諧波繞組系數(shù)是超過0.01的值，殘留有在實際應用中不能忽略的水平的高次諧波繞組系數(shù)。由此，認為難以將由6n± I次的高次諧波引起的扭矩脈動和振動噪音減小至在實際應用中能夠忽略的水平。
[0009]本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于得到一種旋轉電機，該旋轉電機能夠以簡易的結構將高次諧波的繞組系數(shù)減小至在實際應用中能夠忽略的水平。
[0010]為了解決上述課題，實現(xiàn)目的，本發(fā)明的一個技術方案所涉及的旋轉電機具有分布卷繞方式的定子，該定子具有:多個第I槽，其分別配置有同相的多個繞組或I個相的繞組；以及多個第2槽，其分別配置有異相的多個繞組，該旋轉電機的特征在于，所述多個第I槽各自的總匝數(shù)彼此相同，所述多個第2槽各自的總匝數(shù)彼此相同，所述第I槽內的總匝數(shù)和所述第2槽內的總匝數(shù)彼此不同。
[0011]發(fā)明的效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明，由于共計使用2種匝數(shù)，因此與使各相的每個槽的匝數(shù)正弦波狀地變化的情況相比，能夠使旋轉電機中的繞組結構簡單。另外，由于第I槽和第2槽關于相的結構彼此不同，因此通過使第I槽內的總匝數(shù)和第2槽內的總匝數(shù)彼此不同，從而在6n±l次的高次諧波的繞組系數(shù)中，例如能夠將5次、7次、17次、19次的高次諧波的繞組系數(shù)減小至在實際應用中能夠忽略的水平。即，能夠以簡單的結構將高次諧波的繞組系數(shù)減小至在實際應用中能夠忽略的水平。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示實施方式I所涉及的旋轉電機的剖視圖的圖。
[0014]圖2是表示實施方式I所涉及的各槽內部的線圈配置的圖。
[0015]圖3是表示實施方式I所涉及的各槽內部的繞組的相的分配和匝數(shù)比的圖。
[0016]圖4是表示實施方式I所涉及的#1繞組?M繞組的感應電壓的基波成分的相位關系的矢量圖。
[0017]圖5是表示實施方式I所涉及的#1繞組?M繞組的感應電壓的高次諧波成分的相位關系的矢量圖。
[0018]圖6是表示實施方式I所涉及的旋轉電機的繞組系數(shù)的圖。
[0019]圖7是表示實施方式I所涉及的旋轉電機的繞組的連接的圖。
[0020]圖8是表示實施方式I所涉及的旋轉電機的繞組的連接的圖。
[0021]圖9是表示實施方式2所涉及的旋轉電機的剖視圖的圖。
[0022]圖10是表示實施方式2所涉及的各槽內部的線圈配置的圖。
[0023]圖11是表示實施方式2所涉及的各槽內部的繞組的相的分配和匝數(shù)比的圖。
[0024]圖12是實施方式3所涉及的旋轉電機的斜視圖。
[0025]圖13是實施方式3所涉及的旋轉電機的剖視圖。
[0026]圖14是表示實施方式4所涉及的旋轉電機的剖視圖的圖。
[0027]圖15是表示實施方式4所涉及的各槽內部的繞組的相的分配和匝數(shù)比的圖。
[0028]圖16是表示實施方式4所涉及的#1繞組?#8繞組的感應電壓的高次諧波成分的相位關系的矢量圖。
[0029]圖17是表示實施方式4所涉及的旋轉電機的繞組系數(shù)的圖。
[0030]圖18是表示實施方式5所涉及的旋轉電機的剖視圖的圖。
[0031]圖19是表示實施方式5所涉及的旋轉電機的繞組的連接的圖。
[0032]圖20是表示實施方式6所涉及的各槽內部的繞組的相的分配和匝數(shù)比的圖。
[0033]圖21是表示實施方式6所涉及的#1繞組?#6繞組的感應電壓的高次諧波成分的相位關系的矢量圖。
[0034]圖22是表示實施方式6所涉及的旋轉電機的繞組系數(shù)的圖。
[0035]圖23是表示實施方式7所涉及的各槽內部的繞組的相的分配和匝數(shù)比的圖。
[0036]圖24是表示實施方式7所涉及的#1繞組?#12繞組的感應電壓的高次諧波成分的相位關系的矢量圖。
[0037]圖25是表示實施方式7所涉及的旋轉電機的繞組系數(shù)的圖。
[0038]圖26是表示實施方式8所涉及的旋轉電機的剖視圖的圖。
[0039]圖27是表示實施方式8所涉及的各槽內部的繞組的相的分配和匝數(shù)比的圖。
[0040]圖28是表示實施方式8所涉及的#1繞組?#12繞組的感應電壓的高次諧波成分的相位關系的矢量圖。
[0041]圖29是表示實施方式8所涉及的旋轉電機的繞組系數(shù)的圖。
[0042]圖30是表示實施方式9所涉及的繞組比和5、7、17、19次的繞組系數(shù)的圖。
[0043]圖31是表示對比例(q = 2的旋轉電機)中的現(xiàn)有的各槽內部的繞組的相的分配和匝數(shù)比的圖。
[0044]圖32是表示對比例(q = 2的旋轉電機)的繞組的連接的圖。
[0045]圖33是表示在對比例(q = 2的旋轉電機)中以圖32的方式連接的情況下的旋轉電機的繞組系數(shù)的圖。
[0046]圖34是表示對比例(q = 2的旋轉電機)的繞組的連接的圖。
[0047]圖35是表示在對比例(q = 2的旋轉電機)中以圖34的方式連接的情況下的旋轉電機的繞組系數(shù)的圖。
【具體實施方式】
[0048]下面，基于附圖，對本發(fā)明所涉及的旋轉電機的實施方式進行詳細說明。此外，本發(fā)明不受本實施方式限定。
[0049]實施方式I
[0050]對實施方式I所涉及的旋轉電機I進行說明。
[0051]旋轉電機I具有定子及轉子，轉子相對于定子旋轉，經由固定在轉子上的軸(未圖示)將旋轉動力向機械裝置(未圖示)傳遞，使機械裝置工作。旋轉電機I例如是永磁鐵型旋轉電機或感應型旋轉電機。在旋轉電機I中，例如對定子20中的繞組結構實施了改進。
[0052]具體來說，旋轉電機I具有圖1?圖3所示的結構。圖1是表示旋轉電機I中的與旋轉軸RA垂直的剖面結構的圖。圖2是示意性地表示各槽內部的線圈配置的圖。圖3是表示各槽內部的繞組的相的分配和匝數(shù)比的圖。在圖1?圖3中，例如，作為旋轉電機1，例示性地示出極數(shù)為8、槽數(shù)為48、相數(shù)為3、每極每相的槽數(shù)q為2的旋轉電機。
[0053]旋轉電機I如圖1所示，具有轉子30及定子20。轉子30具有轉子鐵心31及多個永磁鐵32。轉子鐵心31構成為與軸同心，例如，具有大致圓柱形狀，該大致圓柱形狀具有沿軸的旋轉軸RA。多個永磁鐵32例如沿轉子鐵心31的周面配置。
[0054]定子20構成為，與轉子30分離，并且收容轉子30。例如，定子20具有:定子鐵心21、多個齒22、以及多個槽23。定子鐵心21構成為與軸同心，例如具有大致圓筒形狀，該大致圓筒形狀具有沿軸的旋轉軸RA。定子鐵心21例如由層疊的電磁鋼板等形成。
[0055]多個齒22從定子鐵心21朝向旋轉軸RA沿輻射方向延伸。多個齒22的根側端部與定子鐵心21環(huán)狀地連結。在相鄰的齒22之間分別形成有槽23。例如，在圖1中，在沿定子鐵心21的槽編號N0.1?N0.48所示的位置處分別配置有槽23。
[0056]例如，如圖2所示，相鄰的齒22的凸緣部221、221之間形成有槽23的槽入口 231。各槽23內的空間從槽入口 231沿輻射方向延伸。并且，在各槽23內的空間中，各相的繞組25?27沿輻射方向多級地配置。例如，在圖1中，以無陰影線示出的繞組25表示U相的繞組，以交叉陰影線示出的繞組26表示V相的繞組，以斜線陰影線示出的繞組27表示W相的繞組。
[0057]多個槽23例如具有多個第I槽23a以及多個第2槽23b。在各第I槽23a處配置同相的多個繞組。例如，在位于槽編號N0.2的第I槽23a處，2個U相的繞組25沿輻射方向配置2級。例如，在位于槽編號N0.4的第I槽23a處，2個W相的繞組27沿輻射方向配置2級。例如，在位于槽編號N0.6的第I槽23a處，2個V相的繞組26沿輻射方向配置2級。
[0058]在各第2槽23b處配置有異相的多個繞組。例如，在位于槽編號N0.1的第2槽23b處，U相的繞組25和V相的繞組26從旋轉軸RA側沿輻射方向配置2級。例如，在位于槽編號N0.3的第2槽23b處，W相的繞組27和U相的繞組25從旋轉軸RA側沿輻射方向配置2級。例如，在位于槽編號N0.5的第2槽23b處，V相的繞組26和W相的繞組27從旋轉軸RA側沿輻射方向配置2級。
[0059]第I槽23a和第2槽23b，在每極每相的槽數(shù)q為2i (i是大于或等于I的整數(shù))的情況下，在沿定子鐵心21的槽編號N0.1?N0.48中，以i個為單位交替配置。例如，在圖1所示的情況下，由于i = 1，因此第I槽23a和第2槽23b以I個為單位交替配置。即，第I槽23a和第2槽23b分別以2個為周期地配置在槽編號中，并且配置的間距為彼此錯開I個的寬度。例如，第I槽23a配置于槽編號為奇數(shù)編號的位置，第2槽23b配置于槽編號為偶數(shù)編號的位置。
[0060]另外，在定子20中，作為繞組的卷繞方式，采用分布卷繞方式。在分布卷繞方式中，例如如圖2所示，以各相的繞組25?27分布于多個槽23中的方式，即橫跨多個齒22的方式卷繞。
[0061]例如，U相的繞組25 — I (#1繞組)，以從位于槽編號N0.1的槽23 (第2槽23b)中的旋轉軸RA側向位于槽編號N0.7的槽23 (第2槽23b)中的旋轉軸RA側分布的方式卷繞。
[0062]例如，W相的繞組25 — 2 (#2繞組)，以從位于槽編號N0.2的槽23 (第I槽23a)中的旋轉軸RA側向位于槽編號N0.8的槽23 (第I槽23a)中的旋轉軸RA側分布的方式卷繞。
[0063]例如，U相的繞組25 — 3 (#3繞組)，以從位于槽編號N0.2的槽23 (第I槽23a)中的定子鐵心21側向位于槽編號N0.8的槽23(第I槽23a)中的定子鐵心21側分布的方式卷繞。
[0064]例如，U相的繞組25 - 4 (#4繞組)，以從位于槽編號N0.3的槽23 (第2槽23b)中的定子鐵心21側向位于槽編號N0.9的槽23(第2槽23b)中的定子鐵心21側分布的方式卷繞。
[0065]例如，V相的繞組26 — 1，以從位于槽編號N0.6的槽23(第I槽23a)中的定子鐵心21側向位于槽編號N0.12的槽23(第I槽23a)中的定子鐵心21側分布的方式卷繞。
[0066]例如，V相的繞組26 — 2，以從位于槽編號N0.7的槽23(第2槽23b)中的定子鐵心21側向位于槽編號N0.13的槽23(第2槽23b)中的定子鐵心21側分布的方式卷繞。
[0067]例如，W相的繞組27 — 1，以從位于槽編號N0.3的槽23(第2槽23b)中的旋轉軸RA側向位于槽編號N0.9的槽23 (第2槽23b)中的旋轉軸RA側分布的方式卷繞。<