專利名稱：旋轉電機的電樞繞組的制作方法
技術領域：
本文描述的實施例總體上涉及旋轉電機的電樞繞組。
背景技術：
在大容量的旋轉電機中，電樞繞組包括在槽中形成為兩層的上線圈片(coilpiece)和下線圈片，該槽設置在由疊片鐵芯構成的電樞鐵芯中，并且線圈片串聯連接以增加所產生的電壓和電機容量。然而，隨著電樞繞組的電壓增大，主絕緣厚度變厚，導體的截面積減小，并且電流密度變大，從而引起増大的損耗。如果電樞繞組的電壓被極大地増大，則主絕緣的可靠性減小。
槽的數量對于設定電樞繞組的電壓是重要的。在4極3相電機中，通過使用所謂的整數個槽，槽的數量被減小到2極電機的一半，在該整數個槽中，槽的數量可以被極和相的數量整除，并且設計靈活性被限制。為了避免這ー缺陷，必須設計ー種具有分數槽的電機，例如4極54槽電機，其中槽的數量不能被極和相的數量整除。與2極電機相比，4極電機中產生相同電壓的每極的磁通量是2極電機的一半，并且可以相應地將電樞鐵芯軛的厚度減小那么多。在旋轉電機中，電樞與轉子之間的間隙中產生的磁通量產生了電磁力以將電樞鐵芯吸引到轉子，并且當轉子旋轉時該電磁力產生了圓振動。因為該電磁力具有與磁通量密度B的平方成比例的功率，所以最低頻率下的電磁力由對應于電氣頻率的磁通量成分來產生，并且該最低頻率下的電磁力變成具有雙倍的該電氣頻率的頻率的激勵力。通常，間隙中的磁通量的空間諧波分量被認為是由場電流產生的磁通量Bf的空間諧波分量以及由電樞電流產生的磁通量Ba的空間諧波分量。在上述空間諧波分量中，僅僅由電樞電流產生的磁通量Ba的諧波分量對應于電氣頻率。因此，假設Θ為電機角，因為在3相4極電機中3的倍數的空間諧波分量通常被抵消，所以對應于電氣頻率的磁通量分量被如下表示。B = B1Cos (2 Θ - ω t)+Ba2Cos (4 θ + ω t) +Ba4cos (8 θ - ω t)+Ba5cos (10 θ + ω t) +Ba7Cos (14 θ - ω t) +...通常，在如表I所示的整數槽電機中，用于偶數次空間諧波的繞組系數是零，并且磁通量的偶數次空間諧波分量也是零。因而，作用于電樞鐵芯上的電磁激勵力Fa與對應于電氣頻率的磁通量密度的平方的AC分量(如下所示)成比例。B2ac = ニB]_2 cos (4Θ - 2cot) + B]_Ba5 cos (8θ + 2cot)+ B]_Ba7 cos (I 6Θ - Qt) H----因而，作于電樞鐵芯上的電磁激勵力Fa被如下表示。Fa = Fa4Cos (4 Θ -2 ω t) +Fa8Cos (8 θ + ω t) +Fal6Cos (16 θ -2 ω t) +...這里，最低空間諧波次數的電磁激勵カ是8極分量(4直徑節點模式)，并且4直徑節點模式易于被激勵而發生鐵芯振動。
另ー方面，如圖7所示，在分數槽電機中，例如4極54槽的電機，槽的數量54不能被極的數量整除，并且對每相的繞組進行如此纏繞使得包括四個線圈的相帶17和包括五個線圈的相帶18被交替地布置在圓周方向上。因此，如圖8所示，在單相電樞繞組14中，包括四個線圈的相帶17和包括五個線圈的相帶18對應于每個磁極位置交替出現。因而，對于每個磁極未建立対稱性，并且如表I所示，對于偶數次空間諧波的繞組系數不為零。因此，作用于電樞鐵芯上的電磁激勵力Fa與對應于電氣頻率的磁通量密度的平方的AC分量(如下所示)成比例。
權利要求
1.一種旋轉電機的3相4極2層的電樞繞組，所述電樞繞組的每ー相的繞組形成串聯線圈，每個串聯線圈包括 上線圈片和下線圈片，所述上線圈片和所述下線圈片在連接側線圈端部和相反連接側線圈端部處相互連接，所述上線圈片和所述下線圈片被放置在設置于電樞鐵芯中的54個槽內， 設置在從每ー相的相帶的中心看的最內側位置和最外側位置中的至少ー個位置上的所述上線圈片和所述下線圈片中的至少ー個線圈片用相鄰相的線圈片來替代。
2.根據權利要求I所述的旋轉電機的電樞繞組，其中，在每ー相的所述上線圈片或者所述下線圈片中，在5線圈相帶中，從每ー相的相帶的中心看的最外側位置上的線圈片用相鄰相的線圈片來替代，并且在4線圈相帶中，從每ー相的相帶的中心看的最內側位置上的線圈片用相鄰相的線圈片來替代。
3.根據權利要求2所述的旋轉電機的電樞繞組，其中，線圈節距被設置為10-12中的一個。
4.根據權利要求I所述的旋轉電機的電樞繞組，其中 在5線圈相帶中，從每ー相的相帶的中心看的最外側位置上的最外側的上線圈片和下線圈片用相鄰相的線圈片來替代，并且 在4線圈相帶中，從每ー相的相帶的中心看的最內側位置上的最內側的上線圈片和下線圈片用相鄰相的線圈片來替代。
5.根據權利要求4所述的旋轉電機的電樞繞組，其中，線圈節距被設置為9-11中的一個。
6.根據權利要求I所述的旋轉電機的電樞繞組，其中 在5線圈相帶中，從每ー相的相帶的中心看，最外側位置上的上線圈片和最內側位置上的下線圈片用相鄰相的線圈片來替代，或者最外側位置上的下線圈片和最內側位置上的上線圈片用相鄰相的線圈片來替代，并且 在4線圈相帶中，從每ー相的相帶的中心看，最內側位置上的上線圈片和最外側位置上的下線圈片用相鄰相的線圈片來替代，或者最外側位置上的上線圈片和最內側位置上的下線圈片用相鄰相的線圈片來替代。
7.根據權利要求6所述的旋轉電機的電樞繞組，其中，線圈節距被設置為12-14中的一個。
8.根據權利要求I所述的旋轉電機的電樞繞組，其中，在每ー相的相帶中的所述上線圈片或者所述下線圈片中，從每ー相的相帶的中心看的最外側位置上的線圈片和最內側位置上的線圈片用相鄰相的線圈片來替代。
9.根據權利要求8所述的旋轉電機的電樞繞組，其中，線圈節距被設置為13和14中的ー個。
10.根據權利要求I所述的旋轉電機的電樞繞組，其中，從相帶的中心看的最內側位置上的最內側的上線圈片和下線圈片以及最外側位置上的最外側的上線圈片和下線圈片用相鄰相的線圈片來替代。
11.根據權利要求10所述的旋轉電機的電樞繞組，其中，線圈節距被設置為13和14中的ー個。
全文摘要
根據一個實施例，提供了一種旋轉電機的3相4極2層的電樞繞組(14)。該電樞繞組(14)的每一相的繞組形成串聯線圈。每個串聯線圈包括在連接側線圈端部(19a)和相反連接側線圈端部(19b)處相互連接的上線圈片(15)和下線圈片(16)，該上線圈片(15)和下線圈片(16)被放置在設置于電樞鐵芯(12)中的54個槽(13)內。設置在從每一相的相帶的中心看的最外側位置和最內側位置中的至少一個位置上的所述上線圈片和所述下線圈片(15、16)中的至少一個線圈片(22或23)用相鄰相的線圈片(24或25)來替代。
文檔編號H02K3/12GK102694433SQ20121008066
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月23日 優先權日2011年3月24日
發明者一文字正幸, 上田隆司, 垣內干雄, 大高徹, 平松大典, 德增正 申請人:株式會社東芝