JP5901503B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
この発明は、電動機や発電機などの回転電機に関し、特に電機子巻線の冷却構造に関するものである。 The present invention relates to a rotating electric machine such as an electric motor or a generator, and more particularly to a cooling structure for an armature winding.
近年、電動機や発電機などの回転電機において、小型高出力が求められている。この種の回転電機においては、運転時の発熱が高出力化に付随して大きくなるので、最大出力は、固定子の絶縁材料の耐熱温度や回転子に配設される磁石の耐熱温度などにより制限される。そこで、回転電機の高出力化を実現するには、運転時の熱源となる電機子巻線の放熱性を高めることが重要となる。 2. Description of the Related Art In recent years, small and high output has been demanded in rotating electrical machines such as electric motors and generators. In this type of rotating electrical machine, the heat generated during operation increases as the output increases, so the maximum output depends on the heat resistance temperature of the insulating material of the stator and the heat resistance temperature of the magnet installed in the rotor. Limited. Therefore, in order to achieve high output of the rotating electric machine, it is important to improve the heat dissipation of the armature winding that becomes a heat source during operation.
このような状況を鑑み、電機子巻線と鉄心のスロット内周面との間に介装されるスロットセルを良熱伝達材料で作製し、電機子巻線での発熱を効率的に鉄心に伝達するようにして、電機子巻線の放熱性を高める従来の回転電機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In view of such a situation, a slot cell interposed between the armature winding and the inner peripheral surface of the slot of the iron core is made of a good heat transfer material, and heat generated in the armature winding is efficiently made into the iron core. A conventional rotating electric machine that improves the heat dissipation of the armature winding by transmitting is proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の回転電機においては、スロットセルの材料が特殊な素材であり、高価なものであることから、回転電機の製造コストが増大するという課題があった。 However, the conventional rotating electric machine has a problem that the manufacturing cost of the rotating electric machine increases because the material of the slot cell is a special material and is expensive.
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、スロットセルの構造により電機子巻線の放熱性を高め、製造コストを低減できる高出力の回転電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a high-output rotating electrical machine that can increase the heat dissipation of the armature winding by the structure of the slot cell and can reduce the manufacturing cost.
この発明による回転電機は、電機子鉄心と、上記電機子鉄心のスロットに挿入されて該電機子鉄心に装着される電機子巻線と、上記スロットのそれぞれに装着されて、該スロットに挿入された上記電機子巻線の導体線を該スロットの内周面から隔離させるスロットセルと、を有する電機子を備えている。上記スロットセルは、上記スロットの内周面に沿う一対の側面部および底面部からなるコ字状に形成され、上記側面部の上記スロットの内周面と反対側の面に凹凸形状を有する。 A rotating electrical machine according to the present invention includes an armature core, an armature winding that is inserted into a slot of the armature core and is attached to the armature core, and is inserted into the slot and is inserted into the slot. And an armature having a slot cell for isolating the conductor wire of the armature winding from the inner peripheral surface of the slot. The slot cell is formed in a U shape including a pair of side surface portions and a bottom surface portion along the inner peripheral surface of the slot, and has a concavo-convex shape on a surface of the side surface portion opposite to the inner peripheral surface of the slot .
この発明によれば、スロットセルは、スロットの内周面に沿う側面部の表面に凹凸形状を有する。側面部の凹凸形状により、スロットに挿入されている電機子巻線の導体線との間、またはスロットの内周面との間に、冷媒通路が形成される。これにより、電機子巻線で発生する熱は、冷媒通路を流れる冷媒に放熱されるので、スロットセルの材料に特殊な素材を用いることなく、電機子巻線の放熱性を高めることができ、低コスト、かつ高出力の回転電機を実現できる。 According to the present invention, the slot cell has an uneven shape on the surface of the side surface portion along the inner peripheral surface of the slot. Due to the concavo-convex shape of the side surface portion, a refrigerant passage is formed between the conductor wire of the armature winding inserted into the slot or between the inner peripheral surface of the slot. Thereby, since the heat generated in the armature winding is radiated to the refrigerant flowing through the refrigerant passage, the heat dissipation of the armature winding can be improved without using a special material for the material of the slot cell, A low-cost and high-output rotating electrical machine can be realized.
以下、本発明による回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a rotating electrical machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る回転電機を示す片側断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図、図3はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図4はこの発明の実施の形態1に係る回転電機に適用される固定子の固定子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図、図5はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図、図6はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す正面図、図7はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す側面図、図8はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を模式的に示す上面図、図9はこの発明の実施の形態1に係る回転電機におけるスロットセルを示す一部破断斜視図である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a side sectional view showing a rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a stator applied to the rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a perspective view showing an iron core block constituting a stator core applied to the rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a stator winding of the stator applied to the rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention. 5 is a perspective view showing a winding assembly constituting the wire, FIG. 5 is a perspective view showing a winding body constituting the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the invention, and FIG. 6 is an embodiment of the invention. FIG. 7 is a front view showing a winding body constituting the winding assembly in the rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 8 relates to the first embodiment of the present invention. Top view schematically illustrating a winding body that constitutes the winding assembly in the rotary electric machine, FIG. 9 is a partially broken perspective view showing the slot cell in a rotating electric machine according to Embodiment 1 of the present invention.
図1において、回転電機100は、有底円筒状のフレーム2およびフレーム2の開口を塞ぐ端板3を有するハウジング1と、フレーム2内に収納されてフレーム2の円筒部に固着された電機子としての固定子10と、フレーム2の底部および端板3にベアリング4を介して回転可能に支持された回転軸6に固着されて、固定子10の内周側に回転可能に配設された回転子5と、を備えている。
In FIG. 1, a rotating
回転子5は、軸心位置を貫通する回転軸6に固着された回転子鉄心7と、回転子鉄心7の外周面側に埋め込まれて周方向に所定のピッチで配列され、磁極を構成する永久磁石8と、を備えた永久磁石型回転子である。なお、回転子5は、永久磁石式回転子に限定されず、絶縁しない回転子導体を、回転子鉄心のスロットに収納して、両側を短絡環で短絡したかご形回転子や、絶縁した導体線を回転子鉄心のスロットに装着した巻線形回転子を用いてもよい。
The
固定子10は、図2に示されるように、電機子鉄心としての固定子鉄心11と、固定子鉄心11に装着された電機子巻線としての固定子巻線20と、スロット13内に装着されて固定子鉄心11と固定子巻線20とを絶縁するスロットセル30と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
鉄心ブロック12は、図3に示されるように、所定枚数の電磁鋼板を積層一体化して作製され、断面円弧形のコアバック部12aと、コアバック部12aの内周壁面から径方向内方に延びるように形成されたティース12bと、を備えている。つまり、鉄心ブロック12は、円環状の固定子鉄心11を周方向に48等分割した鉄心ブロックである。
そして、固定子鉄心11は、ティース12bを径方向内方に向けて、コアバック部12aの周方向の側面同士を突き合わせて、48個の鉄心ブロック12を周方向に配列、一体化して、円環状に構成されている。周方向に隣り合う鉄心ブロック12により構成されるスロット13が、内周側に開口するように、周方向に等角ピッチで配列されている。ティース12bは周方向幅が径方向内方に向って漸次狭くなる先細り形状に形成されており、スロット13の断面は長方形となっている。
As shown in FIG. 3, the
The
固定子巻線20は、図4に示されるように、固定子鉄心11に装着された巻線アッセンブリ21に結線処理が施されて構成される。巻線アッセンブリ21は、後述する巻線体22を1スロットピッチで周方向に48個配列して構成される。
As shown in FIG. 4, the stator winding 20 is configured by connecting a
巻線体22は、図5乃至図7に示されるように、例えば、エナメル樹脂で絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した銅線やアルミニウム線などからなる長方形断面の導体線25を、ターン毎に一定の隙間dをあけて、略六角形で螺旋状に4回巻かれて構成された亀甲形コイルである。なお、巻線体22は、例えば、導体線を螺旋状に4回巻き回して筒状のコイル体を作製し、その後コイル体をコイル成形機により略六角形に成形されて作製される。また、巻線体22は、折り曲げ加工により、導体線を略六角形に曲げつつ、螺旋状に巻いて作製してもよい。
As shown in FIGS. 5 to 7, the winding
この巻線体22は、6スロット角度間隔離れて2列となった、各列に隙間dをあけて、4本ずつ配列された第1および第2直線部22a,22bと、第1および第2直線部22a,22bの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第1および第2コイルエンド22c,22dと、を備えている。さらに、巻線体22は、一方の列の配列方向の一端に位置する第1直線部22aの他端から長さ方向に伸長する巻線端22gと、他方の列の配列方向の他端に位置する第2直線部22bの他端から長さ方向に伸長する巻線端22hと、を備える。なお、6スロット角度間隔とは、連続する6つのティース12bの両側のスロット13のスロット中心間の間隔である。
The winding
このように構成された巻線体22においては、図8に示されるように、第1および第2直線部22a,22bが、それぞれ、導体線25の長方形断面の長辺で構成される平面を相対させて、導体線25の長方形断面の短辺長さ方向に、短辺長さ(d)の略2倍のピッチで配列されている。また、第1頂部22eおよび第2頂部22fが第1および第2コイルエンド22c,22dの長さ方向中央部に形成されている。そして、第1および第2コイルエンド22c,22dを介して接続された第1直線部22aと第2直線部22bは、第1頂部22eおよび第2頂部22fにより配列方向に隙間dだけずれている。
In the winding
スロットセル30は、図9に示されるように、例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂やアラミド樹脂からなる絶縁性シートを曲げ成形して作製され、スロット13の軸方向長さより僅かに長い幅を有し、スロット13の相対する側面および底面、すなわちスロット13の内周面に沿う一対の側面部31bと底面部31aからなるコ字状に形成されている。そして、凸部32と凹部33が、側面部31bの内周面に、側面部31bの幅方向(スロット13の軸方向に相当)に交互に形成され、側面部31bの表面が凹凸形状に形成されている。この凸部32および凹部33は絶縁性シートの成形時に同時に成形される。なお、スロットセル30が一対の側面部31bと底面部31aからなるコ字状に形成されているが、スロットセル30は、幅方向の両端部を折り返して形成されるカラー部を備えていてもよい。
As shown in FIG. 9, the
つぎに、巻線アッセンブリ21の組み立て方法について図10乃至図15を参照しつつ説明する。図10から図12はそれぞれこの発明の実施の形態1に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図、図13から図15はそれぞれこの発明の実施の形態1に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における48番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。
Next, a method for assembling the winding
ここで、説明の便宜上、巻線体22を組み付け順に巻線体221、巻線体222・・・巻線体2247、巻線体2248とする。
Here, for convenience of explanation, the winding
まず、図10に示されるように、1番目および2番目の巻線体221,222を軸方向高さ位置を揃えて周方向に隣り合うように配設する。ついで、図11に示されるように、2番目の巻線体222の第1直線部22aを、1番目の巻線体221の隙間dを有する第2直線部22b間に差し込む。ついで、2番目の巻線体222の第1直線部22aが、1番目の巻線体221の第1直線部22aから1スロットピッチ(1スロット間の角度)離間した位置となるまで、2番目の巻線体222を周方向に移動させる。これにより、2つの巻線体221,222が、図12に示されるように、組み立てられる。
First, as shown in FIG. 10, the first and second winding
ついで、図示していないが、3番目の巻線体223を巻線体221,222の組立体に、同様にして組み付ける。このようにして、4番目、5番目・・・47番目の巻線体2247まで組み上げる。そして、47個の巻線体221〜2247が組み上げられた組立体23は、径方向に広げられ、図13に示されるように、1番目の巻線体221と47番目の巻線体2247との間の隙間を48番目の巻線体2248の周方向幅より広げたC字状に成形される。
Then, although not shown, the third winding
ついで、図14に示されるように、48番目の巻線体2248を47番目の巻線体2247側に組み付ける。さらに、図15に示されるように、C字状の組立体23の開口を閉じ、1番目の巻線体221と48番目の巻線体2248とを組み付け、図4に示される円環状の巻線アッセンブリ21が組み立てられる。
Then, as shown in FIG. 14, assembled to 48th winding body 22 48 47 th winding body 22 47 side. Furthermore, as shown in FIG. 15, it closes the opening of the C-shaped
このように組み立てられた巻線アッセンブリ21では、径方向に1列に並んだ8本の第1および第2直線部22a,22bが、1スロットピッチで周方向に48列配列される。巻線端22gが、それぞれ、軸方向に伸長して、巻線アッセンブリ21の内径側に1スロットピッチで周方向に配列されている。また、巻線端22hが、それぞれ、軸方向に巻線端22gと同じ方向に伸長して、巻線アッセンブリ21の外径側に1スロットピッチで周方向に配列されている。
In the winding
つぎに、巻線アッセンブリ21の固定子鉄心11への装着方法について図16から図19を参照しつつ説明する。図16から図18はそれぞれこの発明の実施の形態1に係る回転電機における巻線アッセンブリを固定子鉄心に装着する方法を説明する図であり、図16は巻線アッセンブリの装着前の状態を示し、図17は巻線アッセンブリの装着後の状態を示し、図18は巻線アッセンブリの装着後の状態を拡大して示している。図19はこの発明の実施の形態1に係る回転電機における固定子のスロットセル装着状態を説明する要部斜視図である。なお、図16から図18は、便宜上、巻線アッセンブリ21は第1および第2直線部22a,22bのみで表されている。
Next, a method for mounting the winding
まず、48個の鉄心ブロック12が、図16に示されるように、ティース12bのそれぞれを、巻線アッセンブリ21の隣り合う第1および第2直線部22a,22bの列間の径方向外方に位置させるように、周方向に略等角ピッチで配列される。ついで、スロットセル30が、隣り合う鉄心ブロック12のティース12b間のそれぞれに、底面部31aを径方向外方に向けて配設される。
First, as shown in FIG. 16, the 48 iron core blocks 12 are arranged so that each of the
ついで、周方向に配列された鉄心ブロック12を、同時に径方向内方に移動させる。これにより、鉄心ブロック12のティース12bのそれぞれが隣り合う第1および第2直線部22a,22bの列間に挿入され、隣り合う鉄心ブロック12の周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック12の径方向内方への移動が阻止され、図17および図18に示されるように、巻線アッセンブリ21が固定子鉄心11に装着される。そして、各スロット13内には、8本の第1および第2直線部22a,22bが、長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に1列に整列されて並んで収納される。
Next, the iron core blocks 12 arranged in the circumferential direction are simultaneously moved radially inward. Thereby, each of the
このように、周方向に配列された鉄心ブロック12を内径側に移動させて、巻線アッセンブリ21に挿入することで、径方向に不揃いに並んでいる第1および第2直線部22a,22bが、隣り合う鉄心ブロック12のティース12bの間隔が狭まる動きにより整列される。さらに、径方向に整列された第1および第2直線部22a,22bの相互間の隙間が、鉄心ブロック12のコアバック部12aの内径側への移動により、縮小されて、なくなる。それにより、スロット13内の導体線25の占積率を向上させることができる。また、鉄心ブロック12は隣り合うティース12b間の間隔が徐々に狭まるように挿入されるので、固定子巻線20と鉄心ブロック12との接触面での摺動が抑えられ、導体線25の絶縁被膜の損傷を防止することができる。
In this way, by moving the iron core blocks 12 arranged in the circumferential direction to the inner diameter side and inserting them into the winding
鉄心ブロック12のティース12bを巻線アッセンブリ21の外周側から第1および第2直線部22a,22bの列間に差し込む工程において、先細り状のティース12bを第1および第2直線部22a,22bの列間のそれぞれに外径側から挿入して径方向内方に移動させるので、巻線アッセンブリ21は、第1および第2直線部22a,22bが1列に整列化された状態で、固定子鉄心11に装着される。
In the step of inserting the
この固定子巻線20は、1のスロット13から出た導体線25が連続する6つのティース12bをまたいで他のスロット13に入るように巻き回された、分布巻きの巻線である。
The stator winding 20 is a distributed winding in which the
このように構成された固定子10においては、スロットセル30は、図19に示されるように、1列に配列された第1および第2直線部22a,22bとスロット13との間に配置され、鉄心ブロック12(固定子鉄心11)に対して第1および第2直線部22a,22bを隔離している。これにより、固定子鉄心11と固定子巻線20との間の電気絶縁性が確保されている。このとき、スロットセル30の側面部31bと1列に配列された第1および第2直線部22a,22bとの間に、凹部33による冷媒通路が、通路方向を径方向として、側面部31bの先端から底面部31aに至るように形成されている。
In the
この固定子10を用いた回転電機100は、固定子巻線20に所定の交流電力を給電することで、8極、48スロットのインナーロータ型の3相モータとして動作する。そして、回転子5の回転により、空気の流れが発生する。そこで、空気が、スロットセル30の凹部33により形成される冷媒通路に流入し、冷媒通路内を底面部31a側に流れる。空気は、冷媒通路内を底面部31a側に流れる過程で、第1および第2直線部22a,22b間の隙間を通って軸方向に流れ出る。固定子巻線20で発生した熱は、冷媒通路を流れて第1および第2直線部22a,22b間の隙間を通って軸方向に流れ出る空気に放熱される。
The rotating
この実施の形態1によれば、スロットセル30の側面部31bの内周面に、凸部32と凹部33を側面部31bの幅方向に交互に形成して、側面部31bの表面を凹凸形状に形成することにより、特殊な素材を用いることなく、固定子巻線20の放熱性を高めることができるので、製造コストを高めることなく、回転電機100の高出力化を実現できる。
According to this Embodiment 1, the
巻線体22は、第1および第2コイルエンド22c、22dを第1および第2頂部22e,22fで径方向に第1および第2直線部22a,22bの径方向寸法に略等しい隙間dだけシフトするように構成されている。そこで、巻線体22を干渉無く1スロットピッチで配列することができ、巻線アッセンブリ21の組立性が向上される。さらに、コイルエンド群の径方向および軸方向の寸法が小さくなり、回転電機100の小型化を実現できる。
In the winding
なお、上記実施の形態1では、空気を冷媒として用いているが、回転電機100を油が回転電機内に充填される用途に適用してもよい。この場合、回転子5の回転により撹拌された油が、径方向内方から凹部33により形成される冷媒通路に流入し、冷媒通路内を底面部31a側に流れ、第1および第2直線部22a,22b間の隙間を通って軸方向に流れ出るので、固定子巻線20の放熱性を高めることができる。
In the first embodiment, air is used as the refrigerant. However, the rotary
また、上記実施の形態1では、第1および第2コイルエンド22c,22dを介して接続された第1直線部22aと第2直線部22bは、第1頂部22eおよび第2頂部22fにより配列方向に第1および第2直線部22a,22bの径方向厚みdだけずれている。しかし、第1頂部22eおよび第2頂部22fによる径方向の変位量は、dに限定されない。例えば、固定子巻線20のコイルエンド群の径方向および軸方向の寸法を小さくするという観点から、略a×d(但し、aは1以上、かつ(巻線体22のターン数−1)以下の自然数)とすることが望ましい。
In the first embodiment, the first
また、上記実施の形態1では、スロット13が毎極毎相当たり2個の割合で形成され、巻線体22の第1直線部22aの列と第2直線部22bの列とが、6スロット角度間隔離れているが、列間の間隔は6スロット角度間隔に限定されない。例えば、スロット13が毎極毎相当たり1個の割合で形成されている場合には、第1直線部22aの列と第2直線部22bの列との列間の間隔を3スロット角度間隔とすれば、全節巻きの分布巻構造の固定子巻線が得られる。
Further, in the first embodiment, the
実施の形態2.
図20はこの発明の実施の形態2に係る回転電機におけるスロットセルの装着状態を説明する分解斜視図である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 20 is an exploded perspective view for explaining the mounting state of the slot cell in the rotary electric machine according to Embodiment 2 of the present invention.
図20において、スロットセル30Aは、長方形の平坦な絶縁性シートを一対の側面部301bと底面部301aとからなるコ字状に曲げ成形して構成される第1シート301と、長方形の平坦な絶縁性シートを一対の側面部302bと底面部302aとからなるコ字状に曲げ成形した後、側面部302bを短冊状に切り欠いて形成された第2シート302と、から構成されている。第2シート302の側面部302bは短冊状に切り欠かれて構成されている。
なお、実施の形態2による回転電機は、スロットセル30に替えて、スロットセル30Aを用いている点を除いて、上記実施の形態1による回転電機100と同様に構成されている。
In FIG. 20, a
The rotating electrical machine according to the second embodiment is configured in the same manner as the rotating
この実施の形態2では、第2シート302が第1シート301の内側に重ねられて、第1シート301とともにスロット13内に収納されている。この側面部302bの切り欠き部分が、スロットセル30における凹部33に相当する。そこで、スロットセル30Aの側面部301b,302bと1列に配列された第1および第2直線部22a,22bとの間に、側面部302bの切り欠き部分による冷媒通路が、通路方向を径方向として、側面部301b,302bの先端から底面部301a,302aに至るように形成される。
したがって、この実施の形態2は、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
In the second embodiment, the
Therefore, the second embodiment can obtain the same effect as the first embodiment.
実施の形態3.
図21はこの発明の実施の形態3に係る回転電機におけるスロットセルの装着状態を説明する要部断面図である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 21 is a cross-sectional view of the main part for explaining the mounting state of the slot cell in the rotary electric machine according to Embodiment 3 of the present invention.
図21において、スロットセル30Bは、長方形の絶縁性シートを一対の側面部311bと底面部311aからなるコ字状に形成され、凸部312と凹部313が、側面部311bの内周面に、側面部311bの長さ方向(固定子鉄心の径方向に相当)に交互に形成され、側面部311bの表面が凹凸形状に形成されている。この凸部312および凹部313は絶縁性シートの成形時に同時に成形される。
なお、実施の形態3による回転電機は、スロットセル30に替えて、スロットセル30Bを用いている点を除いて、上記実施の形態1による回転電機100と同様に構成されている。
In FIG. 21, the
The rotating electric machine according to the third embodiment is configured in the same manner as the rotating
この実施の形態3では、スロットセル30Bの側面部311bと1列に配列された第1および第2直線部22a,22bとの間に、凹部313による冷媒通路が、通路方向を軸方向として、側面部311bの幅方向(固定子鉄心の軸方向に相当)一端から他端に至るように形成される。そこで、回転子5の回転時に、空気或いは油が凹部313による冷媒通路を流れ、固定子巻線20で発生した熱を放熱する。
したがって、この実施の形態3は、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
In the third embodiment, the refrigerant passage by the
Therefore, the third embodiment can obtain the same effect as the first embodiment.
実施の形態4.
図22はこの発明の実施の形態4に係る回転電機におけるスロットセルの装着状態を説明する要部断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view of a main part for explaining the mounting state of the slot cell in the rotary electric machine according to
図22において、スロットセル30Cは、長方形の絶縁性シートを一対の側面部321bと底面部321aからなるコ字状に形成され、凸部322と凹部323が、側面部321bの外周面に、側面部321bの長さ方向(固定子鉄心の径方向に相当)に交互に形成され、側面部321bの表面が凹凸形状に形成されている。この凸部322および凹部323は絶縁性シートの成形時に同時に成形される。
なお、実施の形態4による回転電機は、スロットセル30に替えて、スロットセル30Cを用いている点を除いて、上記実施の形態1による回転電機100と同様に構成されている。
In FIG. 22, a slot cell 30C is formed by forming a rectangular insulating sheet into a U-shape consisting of a pair of side surface portions 321b and a
The rotating electric machine according to the fourth embodiment is configured in the same manner as the rotating
この実施の形態4では、スロットセル30Cの側面部321bとスロット13の内周面との間に、凹部323による冷媒通路が、通路方向を軸方向として、側面部321bの幅方向(固定子鉄心の軸方向に相当)一端から他端に至るように形成される。そこで、回転子5の回転時に、空気或いは油が凹部323による冷媒通路を流れ、固定子巻線20で発生した熱を放熱する。
したがって、この実施の形態4は、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
In the fourth embodiment, a refrigerant passage by the
Therefore, the fourth embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment.
実施の形態5.
図23はこの発明の実施の形態5に係る回転電機におけるスロットセルの装着状態を説明する要部断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view of the main part for explaining the mounting state of the slot cell in the rotary electric machine according to
図23において、スロットセル30Dは、長方形の絶縁性シートを一対の側面部331bと底面部331aからなるコ字状に形成されている。そして、側面部331bは、均一な厚みのシートを屈曲して形成され、凸部と凹部が、側面部331bの両面に、側面部331bの長さ方向(固定子鉄心の径方向に相当)に交互に形成されている。つまり、側面部331bは、両面に凹凸形状を有している。この凹凸形状は絶縁性シートの成形時に同時に成形される。
なお、実施の形態5による回転電機は、スロットセル30に替えて、スロットセル30Dを用いている点を除いて、上記実施の形態1による回転電機100と同様に構成されている。
In FIG. 23, the
The rotating electric machine according to the fifth embodiment is configured in the same manner as the rotating
この実施の形態5では、スロットセル30Dの側面部331bとスロット13の内周面との間に、および側面部331bと1列に配列された第1および第2直線部22a,22bとの間に、通路方向を軸方向とする冷媒通路が、側面部331bの幅方向(固定子鉄心の軸方向に相当)一端から他端に至るように形成される。そこで、回転子5の回転時に、空気或いは油が冷媒通路を流れ、固定子巻線20で発生した熱を放熱する。
したがって、この実施の形態5は、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
In the fifth embodiment, between the side surface portion 331b of the
Therefore, the fifth embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment.
実施の形態6.
図24はこの発明の実施の形態6に係る回転電機のスロット周りを示す要部断面図である。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 24 is a cross-sectional view of the principal part showing the periphery of the slot of the rotary electric machine according to Embodiment 6 of the present invention.
図24において、第1直線部22a’および第2直線部22b’の周方向幅が第1直線部22aおよび第2直線部22bの周方向幅より狭く構成されている。そして、一方の巻線体22の第1直線部22a’が周方向一側にシフトしてスロット13内に挿入され、他方の巻線体22の第2直線部22b’が周方向他側にシフトしてスロット13内に挿入されている。さらに、スロットセル30Aがスロット13内に配設されている。
なお、実施の形態6による回転電機の他の構成、上記実施の形態2による回転電機と同様に構成されている。
In FIG. 24, the circumferential widths of the first
In addition, the other structure of the rotary electric machine by Embodiment 6 and the structure similar to the rotary electric machine by the said Embodiment 2 are comprised.
この実施の形態6では、第1直線部22a’が、スロットセル30Aの第1および第2シート301,302を介して、第1直線部22aの周方向一側のティース12bに押し当てられる。そこで、空隙が、第1直線部22a’の周方向他側に形成される。また、第2直線部22b’が、スロットセル30Aの第1および第2シート301,302を介して、第2直線部22b’の周方向他側のティース12bに押し当てられる。そこで、空隙が、第2直線部22b’の周方向一側に形成される。
In the sixth embodiment, the first
実施の形態6によれば、径方向から側面部302bの切り欠き部分による冷媒通路に侵入し、その冷媒通路を径方向に流れる冷媒が、軸方向に抜けやすくなるので、固定子巻線20の放熱性が一層向上される。
According to the sixth embodiment, the refrigerant that enters the refrigerant passage by the cutout portion of the
なお、上記各実施の形態では、8極48スロットの電動機について説明しているが、極数およびスロット数は、8極48スロットに限定されない。
また、上記各実施の形態では、巻線体が導体線を螺旋状に4ターン巻回して構成されているものとしているが、導体線のターン数は4回に限定されず、2回以上であればよい。
In each of the above embodiments, an 8-pole 48-slot motor is described, but the number of poles and the number of slots are not limited to 8-pole 48-slot.
In each of the above embodiments, the winding body is formed by winding the conductor wire spirally for four turns. However, the number of turns of the conductor wire is not limited to four times, and may be two times or more. I just need it.
また、上記各実施の形態では、長方形断面の導体線を用いて巻線体を作製しているが、円形断面の導体線を用いて巻線体を作製してもよい。この場合、導体線の曲げ加工が容易となる。
また、上記各実施の形態では、固定子巻線が分布巻きの巻線で構成されているが、固定子巻線は分布巻きの巻線に限定されず、例えば波巻きの巻線でもよい。
In each of the above embodiments, the winding body is manufactured using a conductor wire having a rectangular cross section, but the winding body may be manufactured using a conductor wire having a circular cross section. In this case, bending of the conductor wire is facilitated.
Further, in each of the above embodiments, the stator winding is constituted by a distributed winding, but the stator winding is not limited to the distributed winding, and may be a wave winding, for example.
また、上記各実施の形態では、電機子巻線として固定子巻線について説明しているが、回転子巻線に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、本願を電動機に適用した場合について説明しているが、本願を発電機に適用しても、同様の効果を奏する。
In each of the above-described embodiments, the stator winding is described as the armature winding. However, the same effect can be obtained even when applied to the rotor winding.
Moreover, although each said embodiment has demonstrated the case where this application is applied to an electric motor, even if it applies this application to a generator, there exists the same effect.
10 固定子(電機子)、11 固定子鉄心(電機子鉄心)、12 固定子巻線(電機子巻線)、13 スロット、22 巻線体、22a 第1直線部、22b 第2直線部、22c 第1コイルエンド、22d 第2コイルエンド、22e 第1頂部、22f 第2頂部、25 導体線、30,30A,30B,30C,30D スロットセル、31a,301a,302a,311a,321a,331a 底面部、31b,301b,302b,311b,321b,331b 側面部、301 第1シート、302 第2シート。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記スロットセルは、上記スロットの内周面に沿う一対の側面部および底面部からなるコ字状に形成され、上記側面部の上記スロットの内周面と反対側の面に凹凸形状を有することを特徴とする回転電機。 An armature core, an armature winding that is inserted into a slot of the armature core and attached to the armature core, and an armature winding that is attached to each of the slots and inserted into the slot. In a rotating electrical machine comprising an armature having a slot cell for isolating a conductor wire from an inner peripheral surface of the slot,
The slot cell is formed in a U-shape consisting of a pair of side surface portions and a bottom surface portion along the inner peripheral surface of the slot, and has a concavo-convex shape on the surface of the side surface portion opposite to the inner peripheral surface of the slot. Rotating electric machine.
上記コイルエンドは、連結する上記直線部間の略中央部に、径方向に所定量変位する頂部を有し、上記頂部での径方向の変位量が、略a×d(但し、aは1以上、かつ(m−1)以下の自然数、dは上記スロット内に収納された上記直線部の径方向厚み)であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転電機。 Each of the armature windings is formed by winding the conductor wire m times (where m is a natural number of 2 or more), and the ends of the linear portions are connected by a coil end to form a spiral shape. Distributed windings configured by mounting the body on each of a pair of slots apart from the predetermined number of slots of the armature core,
The coil end has a top portion that is displaced by a predetermined amount in the radial direction at a substantially central portion between the linear portions to be connected, and the amount of displacement in the radial direction at the top portion is approximately a × d (where a is 1). 5. The natural number of (m−1) or less, and d is the radial thickness of the straight portion housed in the slot). 5. Rotating electric machine.
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