JP5073005B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
図1はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機を示す縦断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される固定子における固定子巻線の巻装状態を模式的に示すリヤ側端面図、図3はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機の電気回路図である。図4および図5はそれぞれこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される固定子における固定子巻線の巻装状態を説明する展開図であり、図4は固定子を軸方向外方から見た状態を平面にして表し、図5は固定子を径方向内方から見た状態を平面にして表している。図6はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機における固定子巻線の巻装方法を説明する図である。なお、図2中、実線は時計回りに巻回した導体線の渡り部を示し、点線は反時計回りに巻回した導体線の渡り部である。
回転子8は、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁コイル9と、界磁コイル9を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア10と、ポールコア10の軸心位置に貫装されたシャフト6と、を備えている。ファン11がポールコア10の軸方向両端面に溶接などにより固着されている。
また、6つの相巻線は、スロット番号1番から12番まで範囲(2磁極ピッチ分)で、導体線30の波巻きの巻回方向を逆方向に変えて巻回されている。図5に示されるように、リヤ側コイルエンド22rにおける周方向に隣り合う導体線30同士の干渉部は、略1磁極ピッチ分で5箇所であり、フロント側コイルエンド22fにおける周方向に隣り合う導体線30同士の干渉部は、略1磁極ピッチ分で10箇所である。
eU(t)=2ksin(5πn/12)sin(nωt+π/12) 式(1)
eV(t)=2ksin(5πn/12)sin(nωt+5π/12) 式(2)
eW(t)=2ksin(5πn/12)sin(nωt+3π/4) 式(3)
eX(t)=2ksin(5πn/12)sin(nωt+π/4) 式(4)
eY(t)=2ksin(5πn/12)sin(nωt+7π/12) 式(5)
eZ(t)=2ksin(5πn/12)sin(nωt+11π/12) 式(6)
一方、エンジンの回転トルクがベルト(図示せず)およびプーリ7を介してシャフト6に伝達され、回転子8が回転される。そこで、回転磁界が固定子20の固定子巻線22に与えられ、起電力が固定子巻線22の第1および第2三相交流巻線100,101に発生する。そして、第1および第2三相交流巻線100,101に発生した交流の起電力が、それぞれ整流器15により直流に整流されるとともに、その出力電圧の大きさが電圧調整器16により調整され、バッテリや車載電気負荷に供給される。
β=sin(5πn/12) 式(7)
まず、導体線30を環状に1ターン巻き、引き続いて環状に1ターン巻く。ついで、図6の(a)に示されるように、各1ターンの環状体を屈曲して星形に成形し、導体線30で連結された2つの星形ユニット31を作製する。各星形ユニット31は、5スロット分の長さの第1渡り部32と7スロット分の長さの第2渡り部33とが内周側と外周側との二列に分かれて、周方向に交互に配列され、第1渡り部32の端部と第2渡り部33との端部とをスロット収納部35により連結して構成されている。なお、第3渡り部34は、6スロット分の長さを有する。
ついで、2つの星形ユニット31を重ね合わせ、図6の(b)に示される星形巻線ユニット36を作製する。星形巻線ユニット36は、径方向に相対する第1渡り部32(第3渡り部34)と第2渡り部33との対が周方向に30度の角度ピッチで11対配列されて構成されている。
まず、エンジンの振動などにより、干渉部で導体線30同士が擦れ、導体線30の絶縁被膜が損傷し易くなり、相間ショートの発生確率が増大する。
また、フロント側およびリヤ側コイルエンドの径方向の膨らみが大きくなるので、フロント側およびリヤ側コイルエンドとフロントブラケットおよびリヤブラケットとの間の絶縁距離を確保する必要上、車両用交流発電機の体格の大型化をもたらす。
また、リヤ側コイルエンドにおける導体線30同士の干渉部が、図14に示されるように、リヤ側コイルエンドの径方向中央部に位置しているので、干渉部間の間隔が狭くなり、干渉部間で応力分散がしにくくなり、エンジン振動による相間ショートの発生が増大する。
また、リヤ側コイルエンド22rの径方向の膨らみが小さくなるので、リヤ側コイルエンド22rとリヤブラケット3との間の絶縁距離が確保されるとともに、車両用交流発電機1の体格を小さくできる。
また、リヤ側コイルエンド22rの径方向の膨らみが小さくなるので、リヤ側コイルエンド22rの周方向における凹凸が少なくなり、凹凸に起因する風騒音を低減できる。
さらに、固定子巻線22の口出し線が、径方向の膨らみの小さいリヤ側コイルエンド22rから引き出されているので、口出し線をフロント側コイルエンド22fから引出す場合に比べて、コイルエンドの径方向の膨らみを小さくできる。
図7はこの発明の実施の形態2に係る車両用交流発電機に適用される固定子における固定子巻線の巻装状態を模式的に示すリヤ側端面図、図8および図9はそれぞれこの発明の実施の形態2に係る車両用交流発電機に適用される固定子における固定子巻線の巻装状態を説明する展開図であり、図8は固定子を軸方向外方から見た状態を平面にして表し、図9は固定子を径方向内方から見た状態を平面にして表している。
図10はこの発明の実施の形態3に係る車両用交流発電機に適用される固定子における固定子巻線の巻装状態を模式的に示すリヤ側端面図、図11および図12はそれぞれこの発明の実施の形態3に係る車両用交流発電機に適用される固定子における固定子巻線の巻装状態を説明する展開図であり、図11は固定子を軸方向外方から見た状態を平面にして表し、図12は固定子を径方向内方から見た状態を平面にして表している。
また、リヤ側コイルエンドの径方向の膨らみが小さくなるので、リヤ側コイルエンドとリヤブラケットとの間の絶縁距離が確保されるとともに、車両用交流発電機の体格を小さくできる。
また、リヤ側コイルエンドの径方向の膨らみが小さくなるので、リヤ側コイルエンドの周方向における凹凸が少なくなり、凹凸に起因する風騒音を低減できる。
さらに、固定子巻線22Bの口出し線が、径方向の膨らみの小さいリヤ側コイルエンドから引き出されているので、口出し線をフロント側コイルエンドから引出す場合に比べて、コイルエンドの径方向の膨らみを小さくできる。
また、上記各実施の形態では、第1および第2三相交流巻線の出力を別個の整流器により整流するものとしているが、第1および第2三相交流巻線を並列に接続し、その出力を1つの整流器により整流してもよい。
Claims (6)
- ハウジングに回転可能に支持された回転子と、
スロットが毎極毎相当たり2の割合で形成された固定子鉄心、および該固定子鉄心に波巻きに巻装された6つの相巻線からなる固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ハウジングに支持された固定子と、を備え、
上記6つの相巻線は、周方向の一側に1スロットずつずらして径方向に順次重ねて上記固定子鉄心に巻装され、
上記6つの相巻線のそれぞれは、導体線を周方向の一側に5π/6短節巻きと7π/6長節巻きとを交互に繰り返して波巻きに1ターン巻装した後、折り返して周方向の他側に5π/6短節巻きと7π/6長節巻きとを交互に繰り返して波巻きに1ターン巻装して形成された2ターンの波巻き巻線により構成されていることを特徴とする回転電機。 - ハウジングに回転可能に支持された回転子と、
スロットが毎極毎相当たり2の割合で形成された固定子鉄心、および該固定子鉄心に波巻きに巻装された6つの相巻線からなる固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ハウジングに支持された固定子と、を備え、
上記6つの相巻線は、周方向の一側に1スロットずつずらして径方向に順次重ねて上記固定子鉄心に巻装され、
上記6つの相巻線のそれぞれは、導体線を周方向の一側に5π/6短節巻きと7π/6長節巻きとを交互に繰り返して波巻きに1ターン巻装した後、折り返して周方向の他側に5π/6短節巻きと7π/6長節巻きとを交互に繰り返して波巻きに1ターン巻装して形成された複数の2ターンの波巻き巻線を径方向に重ねて上記固定子鉄心に巻装し、該複数の2ターンの波巻き巻線を直列、又は並列に結線して構成されていることを特徴とする回転電機。 - ハウジングに回転可能に支持された回転子と、
スロットが毎極毎相当たり2の割合で形成された固定子鉄心、および該固定子鉄心に波巻きに巻装された6つの相巻線からなる固定子巻線を有し、上記回転子を囲繞するように上記ハウジングに支持された固定子と、を備え、
上記6つの相巻線の中の3つの相巻線が、周方向の一側に2スロットずつずらして径方向に順次重ねて上記固定子鉄心に巻装され、互いに電気角でπ/3の位相差が与えられて第1相巻線群を構成し、
上記6つの相巻線の残る3つの相巻線が、それぞれ上記第1相巻線群を構成する上記3つの相巻線のそれぞれに対して周方向の一側に1スロットずらして、該第1相巻線群の外径側に径方向に順次重ねて上記固定子鉄心に巻装され、互いに電気角でπ/3の位相差が与えられて第2相巻線群を構成し、
上記6つの相巻線のそれぞれは、導体線を5π/6短節巻きと7π/6長節巻きとを交互に繰り返して巻装して構成されていることを特徴とする回転電機。 - 上記6つの相巻線のそれぞれは、上記導体線を周方向の一側に5π/6短節巻きと7π/6長節巻きとを交互に繰り返して波巻きに1ターン巻装した後、折り返して周方向の他側に5π/6短節巻きと7π/6長節巻きとを交互に繰り返して波巻きに1ターン巻装して形成された2ターンの波巻き巻線により構成されていることを特徴とする請求項3記載の回転電機。
- 上記6つの相巻線のそれぞれは、上記導体線を周方向の一側に5π/6短節巻きと7π/6長節巻きとを交互に繰り返して波巻きに1ターン巻装した後、折り返して周方向の他側に5π/6短節巻きと7π/6長節巻きとを交互に繰り返して波巻きに1ターン巻装して形成された複数の2ターンの波巻き巻線を径方向に重ねて上記固定子鉄心に巻装し、該複数の2ターンの波巻き巻線を直列、又は並列に結線して構成されていることを特徴とする請求項3記載の回転電機。
- 上記6つの相巻線は、上記導体線の5π/6短節巻きの渡り部が上記固定子鉄心の軸方向一端面上に配列され、上記導体線の7π/6長節巻きの渡り部が上記固定子鉄心の軸方向他端面上に配列されるように該固定子鉄心に巻装されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の回転電機。
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