JPH0373225B2 - - Google Patents

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JPH0373225B2
JPH0373225B2 JP55069075A JP6907580A JPH0373225B2 JP H0373225 B2 JPH0373225 B2 JP H0373225B2 JP 55069075 A JP55069075 A JP 55069075A JP 6907580 A JP6907580 A JP 6907580A JP H0373225 B2 JPH0373225 B2 JP H0373225B2
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JP
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winding
coils
groove
stator
coil
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JP55069075A
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JPS55157948A (en
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Gureetsuingaa Arufureeto
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of JPH0373225B2 publication Critical patent/JPH0373225B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S174/00Electricity: conductors and insulators
    • Y10S174/13High voltage cable, e.g. above 10kv, corona prevention
    • Y10S174/14High voltage cable, e.g. above 10kv, corona prevention having a particular cable application, e.g. winding
    • Y10S174/19High voltage cable, e.g. above 10kv, corona prevention having a particular cable application, e.g. winding in a dynamo-electric machine
    • Y10S174/22Winding per se
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49009Dynamoelectric machine

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、コイルが固定子の溝の中へ連続して
波巻巻回されており、個々の波形コイルは、nを
相数とした場合(n−1)個の溝を跳び越して巻
回されている車両用の三相発電機に関する。 従来の技術 発電機としては多様の構造のものが知られてい
る。特に本発明が感心を持つ、例えば自動車、軌
動車等のような走行可能な装置で用いられる三相
発電機の分野においては、用いられる三相発電機
の寸法や定格に関し、機械的与件および電力需要
に基づいて所定の大きさおよび出力範囲が課せら
れる。 例えば、自動車用三相発電機においては、静止
している固定子の溝内に通常用いられる3つの相
の各相毎に1つのコイルを設けて、回転している
回転子により発生される回転磁界の磁気誘導作用
で3つの相コイルに電気角度でそれぞれ120°ずつ
互いに移相している電圧を発生するように配設す
ることは周知である。 回転駆動される回転子または電機子には、通常
調整器で制御される励磁電流が供給され回転する
電機子要素と共に回転する励磁巻線が設けられて
おり、そして特殊な事例においては静止電機子と
して構成することもできる。電機子に特定の形態
を付与することにより(くま手磁極回転子)、固
定子巻線に相電圧を誘起する交番磁界を発生する
ことができる。固定子巻線は周知のように、星型
接続または三角接続として形成することができ
る。励磁巻線が電機子と共に回転する際に該励磁
巻線には、2つのスリツプ・リングを海して励磁
(直流)電流が供給される。 例えば、自動車等のような走行可能な機械装置
においては、電気エネルギ供給用の搭載電源とし
て蓄電池が用いられているので、実際上ほとんど
の場合直流回路網が対象となり、したがつて、三
相発電機により発生される交流は、適当な整流器
ブリツジ回路を用いて整流して搭載回路に供給す
る必要がある。 相電圧用コイルを固定子に巻装するのに、謂ゆ
る波巻法および謂ゆる重ね巻法が知られている。
以下の説明においては、主として波巻法に関連し
て述べる。車輛用の交流発電機ならびにまた他の
一般に用いられている三相交流発電気の場合に
は、固定子には3つの波形コイルが巻装される。
この場合、これらコイルの各々には電気角で120°
互いに変位している相電圧が電機子回転によつて
誘起される。 以下、本発明の明確な理解を得るために第1図
および第3図を参照して述べる周知の波巻法にお
いては、3つの波巻コイルは次のようにして電機
子溝(スロツト)内に収容される。即ち自動巻装
が可能な場合には、固定子溝は、波巻線(または
重ね巻線)の上側および下側の層もしくはウエブ
(棒状導体)を可能な限り高い占積率および高い
効率が達成されると共に所望の相分布が得られる
ように埋設される。第3図には、このような巻装
もしくは巻回の典型例が略示されている。通例の
ように、内側に形成された固定子溝を有する環状
の固定子鉄心積層体から出発して、固定子溝に自
動巻線機から巻線素線が自動的に供給され配設さ
れる。所与の理由、即ち寸法、機械的強度および
所要の電流強さによつて定められる波形コイル等
の素線太さでの所要の収容容量等の理由から現在
自動車分野で用いられている三相発電機は、36本
の固定子溝もしくはスロツトを利用しており、そ
のうち第3図には溝1ないし14が示されてい
る。なお、これら溝1ないし14には溝15ない
し35(図示せず)が続き、そして溝36には再
び溝1が連続するようになつている。 三相電機の場合には3つの波形コイル,お
よびか固定子溝内に巻装される。この場合例え
ば、溝1内に埋設される棒状導体を有する波形コ
イルのような1つの任意の波形コイルで巻回を
始めるとすると、第溝1内の棒状導体は上側の円
弧状導体aを介して溝4に埋設されている棒状
導体へと続き、一方後者は下側の円弧状導体b
を介して溝7内に埋設されている棒状導体へと続
き、以下同様の巻回が、繰り返えされる。この様
にして波形巻線が得られる訳であるが、この場合
上記のようにして形成される波形コイルは、第1
の相電圧の波形コイルが所用の巻線数に達する
迄、棒状導体を常に固定子溝の相続く2つの溝を
飛び越えるようにして相続く溝内に埋設すること
により形成される。また明らかなように、溝1で
始まる第1の波形コイルでの固定子の巻線巻装に
際しては何等困難は生じない。固定子溝内に埋設
される巻線もしくは関連の波形コイルの棒状導体
は何等妨害を受けることなく溝の基底まで押し込
んで溝内に満足に配置することができるからであ
る。 しかしながら次の相電圧のための波形コイル
の場合には事情が変つて来る。なおここで問題に
しているのは電気接続ではなく、単に機械的な巻
回過程である。さて第1番目の棒状導体が溝3内
に埋設される波形コイルの場合には、この第1
の棒状導体は溝基底面に難なく埋設することはで
きない。と言うのは第3図の上部領域のxで示し
た箇所において、実線で示した波形コイルの上
側の円弧状導体との交差が不可避であるからであ
る。言い換えるならばこの箇所において、波形コ
イルもしくは相巻線は固定子の内面に向かう方
向に若干強く押圧される。いずれにしろ、波形コ
イルはそれに関連の溝3から押し出されるよう
な力を受ける。それに対応して、波形コイルの
上部に形成される円弧状導体aは溝6内の棒状
導体に遷移する領域で若干斜行しそして溝6の箇
所の上部領域で始めてこの巻線層は容易に溝6に
挿入することができるのである。また下部領域に
おいても、yで示すように、先行の既に埋設され
て完全に巻回されている第1のコイルとの交差
が生じ、そのために第2の波形コイルは妨害を
受けることなしにそれに関連の固定子溝内に容易
に配設することはできず、このために本来望まし
い高い占積率を達成するのが難しくなる。しかし
ながら特に問題となるのは第3の波形コイルの
巻回である。この第3の波形コイルは第3図には
点鎖線で示されており、他方波形コイルは鎖線
で示されている。第3図は非常に簡略な図である
が、この図自体から既に明らかなように、第3の
波形コイルは上部ならびに下部、即ちy′ならび
にx′で示す箇所に既に述べた2つの波形コイル
およびの固定子溝内に埋設されている棒状導体
との円弧状接続部a,b,a、…との交差
点を有し、しかもこのような交差箇所は第3の波
形コイルが埋設される溝領域の比較的近傍にあ
る。なお第3の波形コイルが埋設される溝は溝5
から始まり、次いで溝8と続き、以下溝11,1
4等々と続く。換言するならば、既に埋設されて
いる2つの波形コイルおよびが波形コイル
の棒状導体をそれに割り当てられた溝の溝基底に
まで完全に押し込むのを妨げる。このようにして
従来公知の巻線方法においては、上部および下部
の円弧状接続導体部分を含め、3つの波形コイル
全ての巻線を溝内に収容できるようにするため
に、溝を比較的深く形成しなければならなかつ
た。他方またこの周知の巻線方法によれば、溝内
部に上の説明から理解されるように自由空間が残
留する結果となる。何故ならば、先に巻回されて
溝内に埋設されたコイルが次に巻回される波形コ
イルの巻装を妨げるからである。その原因は、公
知の方法でコイルを巻回する場合に、早期に強制
的に関連の溝内に埋設されたコイルが、後続の溝
にコイルを挿入するための途を閉塞してしまうと
言う点にある。 第1図はこのような事情を斜視図で絵画的に図
解しようとするものであつて、この図から明らか
なように、波形コイルは比較的容易に関連の溝
基底に座着する。なおこの場合三相発電機を前提
としているので、巻回に当つては固定子溝の相続
く2つの溝が常に飛び越されるようにして巻回が
行なわれる。第2の波形コイルの巻回に当つて
は事情が違い、波形コイルの場合と同程度に容
易に行なうことはできない。参照符号xで示すよ
うに、上部円弧状導体aと上部円弧状導体a
との交差点が生ずることがはつきりと判る。しか
しながらこの交差点xから離間した棒状導体領域
lでは、まだ関連の溝内に巻線導体を難なく挿入
し、溝基底に向けて押圧することができる。 しかしながら、第1図の斜視図から明らかなよ
うに、第3番目の波形コイルの場合には、全ゆ
る個所において既に関連の固定子溝内に巻装され
ている先行の2つの波形コイルおよびが邪魔
になり、波形コイルとの上部および下部の交差
点x′ならびに波形コイルとの交差点z(両方共
上部)が生ずることが判る。この最後に巻回され
る波形コイルは、基本的には外部から、言換え
るならば固定子の内側から巻線コイルおよび
に押付けられるようにして巻回され、したがつて
mで示すように、この波形コイルは、それ自身
に本来割当てられて利用可能な溝空間を既に巻回
されている波形コイルの上部および下部の円弧状
接続部により阻害されて完全に利用することはで
きない。もつとも自明なように、先に埋設される
波形コイルもそれ自身に割当てられて利用可能で
ある溝空間を充分には利用することはできない訳
であるが、第3番目の波形コイルの場合にはそ
の程度がもつと深刻になる。なぜならば、溝空間
を不変とした場合、第2の波形コイルが第1の
波形コイルによつて転位されて、そのためにこれ
ら2つの波形コイルおよびにより第3番目の
波形コイルを巻回することさえできなくなる可
能性があるからである。 以上要約すると、上の説明から明らかなよう
に、所与の固定子寸法が最適な占積率の達成を阻
害するような不満な結果に終つている。他方、ま
た、重ね巻であれあるいはまた波巻であれ自動巻
回に課せられる要件、即ち最適な占積率を確保す
る企図から固定子巻線の巻回を自動的に実行でき
ないような巻線方法で行おうとしても、これは問
題の解決に寄与しない。 発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、固定子溝に、固定子巻線のコ
イルをより良好に巻装し得るように巻線ヘツドに
おけるコイル同志の重なり状態が改善された車両
用の三相発電機を提供することである。 課題を解決するための手段 上記課題は本発明により、各相の波形コイルは
少なくとも2つの分割波形コイルから成り、前記
各分割波形コイルはそれぞれ全体として連続して
固定子の溝の中へ巻回されており、相隣接する各
分割波形コイルはそれぞれ固定子の溝1つ分だけ
ずらされて巻回されており、固定子の周面にて、
個々の分割波形コイルが相互に重ね合わされてセ
グメントが形成されており、さらに各固定子溝
は、1つの相の少なくとも2つの分割波形コイル
によつて溝の基底部から完全に巻回されており、
さらにそれに引き続いて個々の分割波形コイルの
巻線端部は、電気的に合成接続されるように構成
されて解決される。 本発明によれば、3つの相巻線の各コイルが、
少なくとも2つの分割波形コイルに分割され、こ
れらの分割波形コイルが相隣接する固定子溝の中
に順次巻装されるように構成されている。このこ
とにより巻線ヘツドにおけるコイル(巻線)の著
しく有利な重なり状態が生じる。なぜなら重なり
合う相互の巻線はすべて、巻線の1部分であつ
て、巻線全体ではない。すなわち互いにほんの僅
かな巻線部分しか交差しないからで、従来例のよ
うに相コイルと別の相コイルとの間で巻線相互が
大幅に亘つて交差(重なり合い)するようなこと
はないからである。 特許請求の範囲第1項に記載の本発明による三
相発電機の構成によれば、従来の自動巻線機で達
成可能な占積率よりも25〜30%高い溝占積率を達
成することができると言う利点が得られ、その結
果、同寸法および同じ固定子巻線溝数を有する対
応の従来の三相発電機と比較して本質的に大きな
電流容量、低い雑音レベルを有し加熱が低レベル
に抑えられた三相発電機を制作することができ
る。 特に有利なことには、本発明による新規な巻線
方法は、既に存在する自動巻線機で実施すること
ができ単に自動巻線機の制御において特定の変更
を行なうだけでよい。 本発明に従つて構成される三相発電機で達成可
能な驚異的な発電量の増大で、極めて急峻な発電
機特性曲線が得られ、かくして本発明によれば、
すべての公知の三相発電機に対し大きな改善が達
成できる。 さらに特に有利な点として本発明によれば、固
定子溝内に埋設される巻線の最終的な電気接続に
関し多数のいろいろな接続態様が可能となり、そ
の結果所与の電流収量で非常に高電圧を発生する
ことができるし、あるいはまたその代りに12ボル
トまたは24ボルトのような通常の電圧レベルで非
常に高い電流量を得ることができる。 特許請求の範囲第2項および第4項ないし第8
項には、本発明の有利な発展形態および改良が記
述されている。特に大きな利点は、極めて高い占
積率が得られるために固定子巻線の巻回を非常に
良好に行なうことができ、例えば65アンペアまで
の発電機の場合、大きな銅断面を有する溝当り8
本の導体の代りに溝当り7本の導体でもつて上に
述べたような非常に急峻な特性曲線を得ることが
でき、そして単なる例としてではあるが、
2000RPMの回転数で50アンペアの電流が得られ、
最大回転数では75のアンペア数となる。 実施例 次に、添付図面を参照し本発明の具体例につい
て詳細に説明する。 本発明の基本的思想は次の点にある。即ち、三
相発電機の場合で固定子巻線を波巻法に従つて形
成する場合に、通常用いられる固定子の3つの相
巻線の各々を各相巻線毎に少なくとも2つの波巻
分割コイルに分割して設けて、それぞれそれ自身
のコイル始端およびコイル終端を有するこれら波
巻分割コイルを逐次巻回して溝内に配設し、その
場合に、相続く波巻分割コイルが純機械的巻回の
面から観て、それぞれ先行の波巻分割コイルに対
し固定子の1つの溝分だけ変位されて巻回され
る。このようにして先ず、任意の波巻分割コイル
に属する個々の巻線部分の妨害のない相互重ねが
達成され、固定子の周面に亘つて見た場合に互い
に重なり合うセグメントが形成される。各相巻線
が2つの波巻分割コイルに分割することにより各
溝には異なつた波巻分割コイルによつて構成され
る巻線部分、即ち上側の棒状導体と下側の棒状導
体からなる巻線部分が得られ、そして上側の棒状
導体および下側の棒状導体が同じ溝内に連続して
配設されている2つの波巻分割コイルは、電気的
に見て互いに同じ位相位置で相関されている。な
おこの点については追つて詳細に説明する。重要
なことは、本発明による巻線方法は連続的で自動
的な巻回を可能にし、その場合、波巻分割コイル
の始端は連続的に直ぐ後続の溝内に配設され、そ
して波巻分割巻線は、三相電機の場合に通例のよ
うに固定子の全周面に亘つて2つの溝もしくはス
ロツトを飛び越えて順次巻装される。 第4図は、下方に展開されている点を除き、第
3図と類似の図であつて、本発明による巻線方法
の基本的概念を図解し、他方第2図は斜視図で本
発明による新規な巻線形態を絵画的に図解するも
のである。第1図と第2図の図面を単に一瞥比較
するだけで明らかなように、第1図のものと同じ
固定子において同じ断面に第1図の固定子の場合
よりも相当大きな銅量を埋設することができ、そ
れにより極めて高い溝占積率が得られる。 本発明の新規な巻線方法によれば、6つの波形
分割コイルで合計12の導線端を互いに電気接続す
る必要があるが、しかしながらこれは何等欠点と
はならない。と言うのはこれ等導線端は本発明に
よる巻線手段でも第4図の好ましい実施例に見ら
れるように、34番目の溝から5番目の溝に対応し
て、狭幅の固定子セグメント上に位置し、従つて
接続は導線端を固定子周辺の回りに案内する必要
無く容易に行なうことができるからである。さら
にまた存在する波形分割巻線接続端子を種々に異
なつた仕方で接続することができるので、最終的
に接続される電気系統に関し大きな自由度をもつ
て種々な変更が可能となり、利用の面で大きな利
点が得られる。この点に関しては追つて詳細に説
明する。また以下の説明において、本発明による
巻線方式は波巻法と関連して説明するが、自明な
ように本発明の基本的概念は例えば周知の重ね巻
法のような他の巻線方法の改良にも相応に適用で
きるものであることをここに述べておく。 本実施例の場合のように、相巻線当り、言い換
えるならば波形コイル当り2つの波形分割コイル
を設ける場合には、第4図に示すように合計6つ
の波形分割コイルが固定子に巻装されることにな
り、これら波形分割コイルは順次参照符号1′,
2′,1′,2′,1′,2′で示されて
いる。 先ず第4図を純機械的な巻線構造の面から考察
する。第4図の上側の部分には溝28ないし36な
らびにそれに直ぐ続いて溝1ないし15が開いた
状態、即ち巻回される形態で示されている。なお
点線矢印Aで示すように、機械的な巻回開始が溝
1で行なわれるものと仮定する。矢印Aに対して
直角の実線矢印Bは巻回方向を示す。三相電機で
あつて各相がそれぞれ対応の半相波形分割コイル
により実現される2つの半相に分割されると言う
前提の基に、6つの波形分割コイルが用いられる
場合には、第1の半相1′に関連の分割巻回コ
イルU1,X1が第1番目に巻回されて、直接固
定子巻線溝内に挿入され、それにより溝1で巻線
開始が行なわれる。この分割巻コイルの始端はU
1で表わされている。このコイルの巻線は溝を2
つずつ飛び越して、溝4、溝7、溝10という仕
方で固定子溝内に配設され(この実施例では波巻
巻線の形態で巻装される)、その結果巻回方向に
連続的に延びて溝内に配設された巻線部分を接続
する上側および下側の円弧状部分が生ずる。この
巻回は発電機の他の磁気または電気的データを考
慮して、コイルにより所望の電圧の発生が達成さ
れる迄続けられる。分割コイルの終端はX1で表
わされている。X1とU1との間には接続Cが示
されているが、この接続Cは自明なようにこのコ
イルを固定子の周辺に渡つて多重に設けて、関連
の溝内に配設分布できることを示すに過ぎない。 機械的巻回過程は、コイル始端Z2およびコイ
ル終端W2を有する別の波巻分割コイル2′の
巻回に続く。この二番目のコイルの場合には(こ
の場合にも最初に電磁または電気的配列を考慮す
る必要はない)、この第2の波巻分割コイル
2′の始端Z2が先ず溝2内に配設され、三相電
機の場合、通例のように2つずつ溝を飛び越えて
溝5に、次いで溝8に、以下同様の順序で配設さ
れる。この巻装過程に続いて分割コイル1′,
2′等々の巻回が行われ、個々の分割コイルU
1,Z2,V1,X2,W1,Y2の始端は、そ
れぞれ巻回方向において固定子の1つの溝分だけ
変位して配設されて、これら個々の分割コイルの
巻回開始点を表わす。コイルの始端および終端に
付けた矢印は、単に電流方向を表わすだけのもの
であつて、機械的な巻線過程では考慮する必要は
ない。 既に述べたように、第4図には個々に分割巻コ
イルが図の平面内で上から下に展開分離して示さ
れているが、自明なように、これら分割コイルは
固定子鉄心積層体内で上下にかつ相互に接続して
配設されるものであり、コイルの個々の巻線は、
上に述べた巻回方法に対応するように互いに重ね
られる。即ち、分割コイル1′の巻線は、固定
子溝内に最下層として配設され、その上に2番目
の分割コイル2′の巻線が配設されると言う風
な仕方で巻装される。この巻線方法によれば、第
2図に示すような重なり、ならびに達成可能な固
定子溝の著しく改善された占積率が保証される。 二層波巻または分布波巻と称される固定子巻線
を製作する場合に、現在の自動巻線機を用いその
制御を単に変更するだけで、6つの短かい自由導
線端ならびに6つの長い自由導線端が得られ、こ
れら導線端は相互に接続しなければならない。 このような接続を行なうための指標として第4
図のグラフを用いることができる。即ち、この第
4図から同じ固定子溝内にどの分割コイルのどの
巻線が位置しているか、したがつて、またどの巻
線が同じ位相位置を有するかを知ることができ
る。明らかなように、同じ固定子溝1,4,7
等々には分割コイル1′および2′の巻線が配
設されており、したがつてこれら2つの分割コイ
ルは、同じ位相位置を有するものとして電気的に
同じ仕方で取扱うことができる。同じことは分割
巻線2′および1′ならびに1′および
2′にも当嵌まることは容易に理解されるであろ
う。 本発明に従う自動巻線方式によれば、占積率が
驚く程高揚されるが、その理由は次のように説明
される。即ち巻線端が従来技術と関連して先に説
明したような交差箇所を有しておらず、従つて各
溝が溝の基底から出発して最適な仕方で完全に巻
装することができるからである。これと関連して
本発明に従う巻線方式を現在の自動巻線機に適用
した場合でもその生産能はほとんど低下せず、こ
のことは二次的な重要性を有する。もつとも非常
に多数の導線端が生ずるために電気的接続が煩雑
になるが自動的に動作する開閉機構を用いて作業
に大きな手間や費用がかからないようにすること
ができる。 第5a図ないし第5d図は上に述べた機械的な
巻線方式から得られる巻線の可能な接続形態を示
す。固定子に巻回配設された分割コイルのうち各
2つの分割コイルは同じ位相位置を有するので、
これら分割コイルには次のような接続を行なうこ
とができる。 (1) 第5a図に対応する星形直列接続、この接続
においては同じ位相位置を有する2つの分割コ
イルが直列に接続されて、この直列に接続され
たもの同志が星形に接続し合わされる。 (2) 星形並列接続(第5b図)、この接続におい
てはそれぞれ同じ位相位置を有するコイルが並
列に接続されて、並列接続が通常の星形に接続
される。 (3) 三角形直列接続(第5c図)、この場合にも
同じ位相位置を有する2つの分割コイルが直列
に接続されて、その結果得られる相巻線の三角
形接続が行なわれる。 (4) 三角形並列接続(第5d図)、この接続にお
いては同じ位相位置を有する分割コイルが並列
に接続されて、並列接続は互いに三角結線で接
続される。 言う迄もないことであるが、並列接続の場合に
は個々の相に対し2倍の導線直径を利用すること
ができ、従つて高い電流強さを許容する。他方直
列接続の場合には、電流強さが同じであるとすれ
ば相電圧を相応に高くすることができる。 上述の接続形態を達成するための個々の端子接
続に関して説明する前に、先ず個々の分割コイル
を次のように表示する。 第1の半相1′:U1−X1 第2の半相2′:W2−Z2 第1の半相1′:V1−Y1 第2の半相2′:U2−X2 第1の半相1′:W1−Z1 第2の半相2′:V2−Y2 星形直列接続を実現するためには、次のような
接続を行なえばよい。 (a) 端子接続は次の通り、 X1とU2、Y1とV2、Z1とW2 端子U1、V1、W2等々に向う方向の矢印
をこれら端子に流れ込む電流を表わすものと
し、そして対応の端子X1,Y1,Z2等々に
付けた矢印でこれら端子から流れ出る電流を表
わすものとすると、端子X1から流れ出る電流
は端子U2に流れこみ、その結果、このように
して形成されたコイル全体の真正な直列回路に
おいては、U1で電流が流れ込み、X2で電流
は流れ出ることになる。同様なことは、中性点
および相端子を形成する場合に次のような性質
を有する他の分割コイルの接続を行なう場合に
も当嵌まる。 (b) 中性点はX2−Y2−Z2から形成され、 そして (c) 相端子はU1,V1,W1から形成される。 中性点を形成する場合には、X2,Y2,Z2
間に電気接続が行われることは理解されるであろ
う。 この星形直列接続回路例を検討すれば明らかな
ように、合計4つの接続を行わなければならな
い。即ち、 中性点に対しては、3つの導体を1度に接続
し、そして、 内部接続に対しては、それぞれ2つの導体を3
組相互接続しなければならない。 出力端としては、3つの導体接続端子が得られ
る。したがつて、この星形直列接続によれば、4
つの内部接続で比較的高い出力電圧が確保される
が、しかしながら電流強さが大きい場合には、そ
れに対応して大きな導体直径が必要とされる。さ
らに、ここに示した4つの回路例のうちこの星形
直列接続は最小の巻線数しか必要としない。言い
換えるならば、巻線機の運転時間もしくは巻装時
間が最小となり、生産速度が最大である。さら
に、大きな導体直径は細い導体直径よりも比較高
い占積率を斎らす。 第5b図に示す星形並列接続においては、中性
点は次の接続によつて実現される。 (b) 中性点接続 X1−X2−Y1−Y2−Z1−Z2 (c) 相間接続に対しては、次の接続が行われ、そ
して、その場合同時にまた外部接続端も形成さ
れる。 U1とU2,V1とV2,W1とW2 この星形並列接続は、中性点を形成するために
合計6本の導体を一緒に接続し、2つの導体を3
組接続することが必要とされる。なお後者の接続
と同時に外部に対する相接続端子が形成される。 三角形直列接続の場合には、次のような内部接
続を行なう必要がある。その場合、常に第4図に
示されているように、コイル接続端子から出発し
て接続を行なう。 (a) 行なうべき接続 X1とU2,Y1とV2,Z1とW2 (c) 相接続端子は、次のような同時に接続部を形
成する接続端子により実現される。 U1とZ2,X2とV1,Y2とW1 したがつて、三角形直列接続においては、その
特性として内部回路に対しそれぞれ2つの導体3
組相互接続し、そして外部相接続に対しては2つ
の導体を同様に3組相互接続する。 三角形並列接続の場合には、所要の内部接続で
同時に次のような相接続が行われる。 (c) 相接続 相接続:U1とU2とZ1とZ2 相接続:X1とX2とV1とV2 相接続:Y1とY2とW1とW2 したがつて、それぞれ4つの導体を3個所で相
互接続する必要があり、そしてそれにより同時に
出力端が形成される。この回路においては、星形
並列回路の場合と同様に高い出力電流強さを達成
することができる。いずれの場合にも巻線数が大
きく巻装時間が長い場合には、接続がそれだけ単
純になると言う利点が得られる。なお、上に述べ
た4つの接続例すべてにおいて、原理的には導体
直径および巻線数を相応に選択することにより、
同じ電圧で同じ電流を発生することができ、しが
つてまた同等の電力を発生するように実現するこ
とができる。 第6図は、このようにして構成された三相発電
機において6000RPMで85アンペアの電流強さが
達成されることを示している。なお、この測定に
用いられた発電機においては、固定子巻線が三角
接続のものとした。 本発明の基本的概念に従つて形成される固定子
巻線は、また別の実施形態にも適していることは
理解されるであろう。例えば、個々の相巻線をさ
らに多数の分割コイルに分割して、個々の分割コ
イルの始端に対しては、それぞれ1スロツトずつ
変位がなされる結果として、常に3つの巻線後に
再び位相位置に関して固定子溝(スロツト)内の
巻線棒状導体が出力側分割巻線と同じ分布を有す
るように分割巻回を行なう。本発明において、特
に有利なのは、上に述べたような巻回を現在の巻
線機を用いて全自動的に実施できる点である。 発明の効果 本発明による三相発電機の構成によれば、従来
の自動巻線機で達成可能な占積率よりも25〜30パ
ーセント高い溝占積率を達成することができると
いう利点が得られ、その結果、同寸法及び同じ固
定子巻線溝数を有する同等の従来の三相発電機と
比較して遥かに大きな電流容量、低い雑音レベル
を有し発熱が低レベルに押さえられた三相発電機
を製造することができる。さらに本発明によつて
構成される三相発電機では、驚異的な発電出力
(性能)の増大で、極めて急峻な発電機特性曲線
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第3図は、合計3つの波巻コイル
が固定子溝内に巻回される従来より周知の波巻方
法による固定子巻線の巻回の模様をそれぞれ略図
および部分斜視図で示し、第2図は、本発明によ
る巻線方法に従つて巻回された新規な巻線を有す
る固定子部分を部分斜視図で示し、第4図は、本
発明による波巻方法を図解するための展開略図、
第5a図ないし第5d図は、本発明による波巻コ
イルの電気的接続に関する可能な接続例を示し、
そして第6図は、本発明による固定子巻線を備え
た三相発電機の特性曲線を示す。 1′,2′,1′,2′,1′,2′…
…分割コイル、1,2,3,4,5,6,7,
8,9,10,…,36……固定子溝、,,
……相巻線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 コイルが固定子の溝の中へ連続して波巻巻回
    されており、個々の波形コイルは、nを相数とし
    た場合(n−1)個の溝を跳び越して巻回されて
    いる車両用の三相発電機において、 各相の波形コイルは少なくとも2つの分割波形
    コイル1′,2′;1′,2′;1′,2′から

    り、 前記各分割波形コイルはそれぞれ全体として連
    続して固定子の溝の中へ巻回されており、相隣接
    する各分割波形コイルは、それぞれ固定子の溝1
    つ分だけずらされて巻回されており、 固定子の周面にて、個々の分割波形コイルが相
    互に重ね合わされてセグメントが形成されてお
    り、 さらに各固定子溝は、1つの相の少なくとも2
    つの分割波形コイルによつて溝の基底部から完全
    に巻回されており、 さらにそれに引き続いて個々の分割波形コイル
    の巻線端部は、電気的に合成接続されていること
    を特徴とする車両用の三相発電機。 2 6つの分割波形コイルが設けられ、該分割波
    形コイルはそれぞれ固定子溝の1溝ずつ変位され
    た巻回始端で、それぞれ全体的に固定子溝内に巻
    回される特許請求の範囲第1項記載の三相発電
    機。 3 6つの分割波形コイルが星型直列接続を形成
    している特許請求の範囲第2項記載の三相発電
    機。 4 6つの分割波形コイルが星型並列接続を形成
    している特許請求の範囲第2項記載の三相発電
    機。 5 6つの分割波形コイルが三角形直列接続を形
    成している特許請求の範囲第2項記載の三相発電
    機。 6 6つの分割波形コイルが三角形並列接続を形
    成している特許請求の範囲第2項記載の三相発電
    機。
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