JPH10322989A - 誘導電動機 - Google Patents

誘導電動機

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Publication number
JPH10322989A
JPH10322989A JP13751497A JP13751497A JPH10322989A JP H10322989 A JPH10322989 A JP H10322989A JP 13751497 A JP13751497 A JP 13751497A JP 13751497 A JP13751497 A JP 13751497A JP H10322989 A JPH10322989 A JP H10322989A
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JP
Japan
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winding
phase
windings
voltage
slots
Prior art date
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Pending
Application number
JP13751497A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Sato
健一 佐藤
Akihiro Yamamoto
昭弘 山本
Kazutaka Yoshida
和孝 吉田
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Ebara Corp
Ebara Densan Ltd
Original Assignee
Ebara Corp
Ebara Densan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ駆動の誘導電動機において、イン
バータが発生するサージによる高電圧が印加されても、
その巻線にコロナ放電等による絶縁劣化の問題を生じな
い同心巻三相誘導電動機を提供する。 【解決手段】 巻型の異なる複数個の同心巻巻線をステ
ータに備えた三相交流誘導電動機において、各相の電圧
入力側の同心巻巻線を巻型の大きい巻線とし、各相の電
圧入力側巻線同士が隣接スロット2にならないように巻
線1を配置したものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータで駆動
される一般産業用の中小形三相誘導電動機に係り、特
に、インバータにより発生するサージに対し、コロナ放
電等が発生しないように、巻線の信頼性を向上させた三
相誘導電動機に関する。
【0002】
【従来の技術】上記三相誘導電動機の巻線は、一般にエ
ナメル絶縁電線を同心状に巻回し、それぞれU,V,W
相の巻線として順次ステータのスロットに納められる。
ここで用いられる同心巻巻線は、複数の巻線を互いに離
間した2個のスロット間に巻回するもので、毎極の巻線
を同時にスロットに納めることが可能なため自動巻も含
めて作業性に優れており、広く採用されている。
【0003】ここで同心巻の毎相の巻線数は電動機の定
格等によって決まるが、電気的に対称の位置に同一巻線
が配され、通常一相当りの巻線数は2又は3個が最も多
く、非常に希ではあるが4個以上の場合もある。このよ
うに一相当りの同心巻巻線が複数あるので、巻線のピッ
チ、即ち巻型はそれぞれ異なるものとなる。またこの時
の巻線の名称は、電圧接続側(U、V、W相の入力端子
側)巻線から順に第1、第2、第3巻線(以下省略)と
称しており、巻線の納め易さから巻線ピッチ(巻型)の
小さい巻線を第1巻線とし、次いで第2、第3巻線と巻
線ピッチ(巻型)は順次大きくなっている。
【0004】巻線をスロットに挿入する場合は、例えば
U相の第1、第2、第3巻線を同時に挿入し、次いでV
相の巻線を、さらにW相の巻線をと順次挿入していく。
この場合、U相の巻線挿入後、V相の巻線を挿入する
が、V相の第1巻線はU相の第1巻線の隣のスロットに
挿入される。同様にW相の第1巻線はV相の第1巻線
と、W相の第1巻線はU相の第1巻線と、それぞれ隣の
スロットに挿入される。
【0005】従って、各相の第1巻線同士が隣接するス
ロットに挿入され、お互いが交差し接触することにな
る。当然、各相の巻線間には絶縁紙等を挿入し接触しな
いようにしているがスロットから出た近傍で交差してお
り、絶縁紙等を確実に挿入して巻線を緊縛することは構
造上困難で、両巻線を完全に非接触とする事は事実上不
可能である。
【0006】これを簡単に説明したのが図2と図3であ
る。図2は、従来の三相誘導電動機のステータに、各相
それぞれ4個の同心巻巻線を合計24個のスロットに配
設した例を示す。U相の第1巻線はスロット番号2と1
1に挿入され、第2巻線はスロット番号1と12に挿入
される。一方、V相の第1巻線はスロット番号10と1
9に挿入され、第2巻線はスロット番号9と20に挿入
される。従って、U相の第1巻線とV相の第1巻線はス
ロット番号11と10の互いに隣接するスロットとな
る。このことは図3のスロット端部概略図で明らかなよ
うに、お互いの巻線が引き合う形で交差する事になり、
作業性を含めて完全に両巻線を分離することは困難であ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ここで、誘導電動機の
駆動電源に可変速周波数、可変電圧を発生するインバー
タが使用された場合、インバータに搭載される半導体素
子の開閉によって生じる電圧は、インバータ入力側に供
給される商用交流電圧の波高値に相当する電圧が発生す
ると考えられる。また、このインバータの出力側電圧が
電動機に印加された場合、半導体素子の開閉時間とイン
バータから電動機までのケーブルの長さによっても左右
されるが、インバータで発生した約2倍の電圧がサージ
電圧として電動機端子に印加される可能性があると考え
られる。
【0008】従って、例えば440V定格電圧の電動機
をインバータで駆動した場合、電動機の各相の端子には
1,250V程度のインバータサージによる高電圧が印
加されることも予想される。このことはU,V相の端子
間に1,250Vの電圧が印加され、さらにU相の第1
巻線とV相の第1巻線間にも同様の電圧が印加されるこ
とになる。通常、この種の電動機に用いられるエナメル
絶縁電線の破壊電圧特性は、エナメル被覆厚にもよるが
2本より合わせの試料で10kV以上の値を有する。従
って、1,250V程度の電圧には充分耐え得ると思わ
れる。しかしながら、2本より合わせの電線でも1,0
00V以上の電圧を印加すると、コロナ放電が生じ比較
的短時間で破壊に至ることも知られている。
【0009】このように、インバータ電源を用いた場
合、電動機端子間に1,000V以上ものサージによる
高電圧が印加されることがあり、これを防止するため
に、サージ防止用のフィルタ等を電動機回路に介在させ
て、サージを極力防止する対策が取られている。しかし
ながら、サージ防止用のフィルタではサージを減衰させ
るためには効果があるものの、フィルターにも電動機の
定格電流が流れるため、電動機定格に耐えることのでき
る容量のフィルターとなると、高価で、又、その設置ス
ペースも問題となる。更に、フィルターのインピーダン
スが高い場合は、電圧降下も無視できず、電動機の性能
上問題になることもある。
【0010】本発明は上記事情に鑑みて為されたもの
で、インバータ駆動の誘導電動機において、インバータ
が発生するサージによる高電圧が印加されても、その巻
線にコロナ放電等による絶縁劣化の問題を生じない三相
誘導電動機を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の誘導電動機は、
巻型の異なる複数個の同心巻巻線をステータに備えた三
相交流誘導電動機において、各相の電圧入力側の同心巻
巻線を巻型の大きい巻線とし、各相の電圧入力側巻線同
士が隣接スロットにならないように巻線を配置したこと
を特徴とする。
【0012】また、前記三相交流誘導電動機において、
各相の電圧入力側の巻線がスロットから出た部分で直接
接触することの無いように、各相の電圧入力側の同心巻
巻線の互いに近接したスロット間に、第2巻線以降の巻
線が収納された1又は2以上のスロットを介在させて巻
線を緊縛したことを特徴とする。
【0013】上述した本発明の構成によれば、U,V,
W各相の電圧入力側の同心巻巻線を巻型の大きい巻線と
することで、各相の電圧入力側の第1巻線同士が、互い
に隣接するスロットに配置されることを避けることがで
きる。各相の第1巻線の互いに近接したスロット間に、
第2巻線以降の巻線が収納されたスロットを配置するこ
とで、各相の第1巻線同士がスロットを出たところで、
直接、接触することを避けることができる。
【0014】インバータの出力側より電動機の複数個の
同心巻線の入力端子に印加されるサージ電圧は、各相の
第1巻線、第2巻線、…と各相の出力端子側(接地側)
に進行するにつれて減衰する。従って、最も波高値の高
い複数相(例えばU相とV相)の1次巻線同士を接触し
ないように配置することで、これらの巻線間の絶縁部に
生じる高電圧の印加という問題を避けることができる。
それ故、従来の1次巻線同士の接触部に見られたコロナ
放電の発生に伴う絶縁劣化という問題を防止することが
でき、巻線の信頼性の高い誘導電動機を提供することが
できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図1を参照して説明する。
【0016】図1は本発明の一実施形態の2極三相誘導
電動機のステータ巻線の巻線展開図である。このステー
タには、スロット番号1〜24の24個のスロットが配
置され、U,V,W相のそれぞれが入力端子側から、第
1、第2、第3、第4の4個の同心巻線をそのスロット
に配置している。従って、各相は4個の同心巻線から構
成され、それぞれ8個のスロットに巻線が収納され、そ
の出力端子は、それぞれX,Y,Zである。U,V,W
相はY型に結線され、端子X,Y,Zは中性点として短
絡され別途絶縁される。
【0017】U,V,W相の各巻線は、図1又は図2に
示す結線によれば、三相交流電流が供給されることで2
極の回転駆動磁界を形成し、図示しないロータを回転駆
動する。
【0018】ここで、U相巻線はU端子から、第1巻線
がスロット1と12に配置され、第2巻線がスロット2
と11に配置され、第3巻線がスロット23と14に配
置され、第4巻線がスロット24と13に配置され、X
端子に至っている。同様に、V相巻線はV端子から、第
1巻線がスロット9と20に配置され、第2巻線がスロ
ット10と19に配置され、第3巻線がスロット7と2
2に配置され、第4巻線がスロット8と21に配置さ
れ、Y端子に至っている。即ち、各相の同心巻線の電圧
入力端子側の第1巻線の巻型を、スロットピッチが大き
い巻線とし、電圧入力端子側から2番目の第2巻線を巻
型の小さい巻線としている。
【0019】インバータから供給された三相の電圧は端
子U,V,Wに印加される。従って、U,V,W相の巻
線に電圧を供給するインバータが発生するサージ電圧
は、まず、U,V,W相の各入力端子に印加される。こ
こで各相の電圧入力側の第1巻線はU相の場合スロット
番号で、1と12、V相の場合、9と20とした。この
ため電圧入力巻線の最も近接するスロット番号は12と
9になる。
【0020】この時U,V相のスロット11と10は隣
接する。このため巻線がスロットから出た所で完全に接
触交差するが、お互いが第2巻線で分担電圧は商用周波
数近傍では半分の電圧、サージ電圧は40%以下の電圧
となる。このため、エナメル絶縁電線でも充分に耐える
ことができる。また、スロット12及び9にはインバー
タ出力のサージ電圧が直接印加されるが、スロット1
1、10に挿入されたU相及びV相の第2巻線を介在さ
せる形で成形、緊縛することが可能で、このことにより
サージ電圧に耐える充分な距離をおくことが可能とな
る。
【0021】本発明の巻線構造による、ステータ巻線部
の絶縁耐圧の改善効果を見るために、インバータ出力電
圧を各巻線入力端子U、V、Wに印加してコロナの発生
状況等を観察した。被試験電動機は従来品と本発明の巻
線構造を備えた機械で、インバータの出力電圧を480
V迄上昇し、この時のサージ電圧は約1,350V出て
いることを確認した。この結果、従来品は50pC以上
のコロナが頻繁に発生しているのが観測されたが、本発
明の巻線構造を備えた機械では50pC以上のコロナが
観測できなかった。
【0022】尚、上述した実施形態は三相誘導電動機に
ついてのものであるが、本発明の巻線構造は二相の誘導
電動機についても同様に適用可能である。又、同期電動
機についても、本発明の巻線構造を同様に適用すること
ができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
相の電圧入力側の同心巻線を互いに隣接するスロットか
ら離して配置することによって、サージ電圧によるコロ
ナ発生を防止することができる。これにより、巻線の絶
縁劣化を防止して、信頼性を向上させたインバータ駆動
の誘導電動機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のスロットと巻線の展開図
である。但し、Z−W相は図示を省略している。
【図2】本発明の従来のスロットと巻線の展開図であ
る。但し、Z−W相は図示を省略している。
【図3】巻線の位置関係を明確にするためのスロット端
部の概略図である。
【符号の説明】
1 巻線 2 スロット U,V,W 各相及びその入力端子 X,Y,Z 各相出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 和孝 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目1−1 株式 会社荏原電産内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 巻型の異なる複数個の同心巻巻線をステ
    ータに備えた三相交流誘導電動機において、各相の電圧
    入力側の同心巻巻線を巻型の大きい巻線とし、各相の電
    圧入力側巻線同士が隣接スロットにならないように巻線
    を配置したことを特徴とする誘導電動機。
  2. 【請求項2】 前記三相交流誘導電動機において、各相
    の電圧入力側の巻線がスロットから出た部分で直接接触
    することの無いように、各相の電圧入力側の同心巻巻線
    の互いに近接したスロット間に、第2巻線以降の巻線が
    収納された1又は2以上のスロットを介在させて巻線を
    緊縛したことを特徴とする請求項1記載の誘導電動機。
JP13751497A 1997-05-13 1997-05-13 誘導電動機 Pending JPH10322989A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13751497A JPH10322989A (ja) 1997-05-13 1997-05-13 誘導電動機

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JP13751497A JPH10322989A (ja) 1997-05-13 1997-05-13 誘導電動機

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JPH10322989A true JPH10322989A (ja) 1998-12-04

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JP13751497A Pending JPH10322989A (ja) 1997-05-13 1997-05-13 誘導電動機

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JP (1) JPH10322989A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014036468A (ja) * 2012-08-07 2014-02-24 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 回転電機およびコイル製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014036468A (ja) * 2012-08-07 2014-02-24 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 回転電機およびコイル製造方法

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