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JP7779072B2 - Rotating electric machines - Google Patents
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JP7779072B2 - Rotating electric machines - Google Patents

Rotating electric machines

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JP7779072B2
JP7779072B2 JP2021167746A JP2021167746A JP7779072B2 JP 7779072 B2 JP7779072 B2 JP 7779072B2 JP 2021167746 A JP2021167746 A JP 2021167746A JP 2021167746 A JP2021167746 A JP 2021167746A JP 7779072 B2 JP7779072 B2 JP 7779072B2
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Description

本発明は、回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotating electric machine.

従来、3相電流が第1のインバータから供給される第1の電機子巻線と、3相電流が第2のインバータから供給される第2の電機子巻線と、を備える回転電機が知られている。このような回転電機では、第1のインバータと第2のインバータとの間で電流位相差が生じると、電機子巻線によって回転子と固定子との間の空隙に生じる電磁場を空間的にアンバランスとなり、トルクリプルが生じる可能性がある。 Conventionally, rotating electric machines have been known that include a first armature winding to which three-phase current is supplied from a first inverter, and a second armature winding to which three-phase current is supplied from a second inverter. In such rotating electric machines, if a current phase difference occurs between the first inverter and the second inverter, the electromagnetic field generated in the air gap between the rotor and stator by the armature winding can become spatially unbalanced, potentially resulting in torque ripple.

このため、特許文献1の回転電機は、第1の電機子巻線及び第2の電機子巻線がティースに巻回されることにより形成されるコイル体と、第1の電機子巻線がティースに巻回されることにより形成されるコイル体と、第2の電機子巻線がティースに巻回されることにより形成されるコイル体と、を備えるとともに、軸心を中心に各コイル体を、2n回回転対称に配置している。 For this reason, the rotating electric machine of Patent Document 1 includes a coil body formed by winding a first armature winding and a second armature winding around the teeth, a coil body formed by winding the first armature winding around the teeth, and a coil body formed by winding the second armature winding around the teeth, and each coil body is arranged with 2n-fold rotational symmetry around the axis.

これにより、電流位相差が生じた場合であっても、回転子と固定子との間の空隙に生じる電磁場を空間的にバランスさせ、トルクリプルを抑制させることができる。このため、振動や騒音を抑制することができる。 This allows the electromagnetic field generated in the gap between the rotor and stator to be spatially balanced, even when a current phase difference occurs, suppressing torque ripple. This in turn helps to reduce vibration and noise.

特許第5905176号Patent No. 5905176

このような回転電機では、さらなる振動や騒音の抑制が要求されており、その要求に対して未だ技術的な改善の余地があると考えられる。また、それとともに製造しやすさに対してさらなる改善の余地があると考えられる。 Such rotating electrical machines require further suppression of vibration and noise, and it is believed that there is still room for technical improvement to meet these requirements. At the same time, it is believed that there is also room for further improvement in ease of manufacturing.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、振動や騒音を抑制しつつ、製造しやすい回転電機を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a rotating electric machine that is easy to manufacture while suppressing vibration and noise.

上記課題を解決する回転電機は、周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する回転子と、多相の固定子巻線、及び周方向に所定間隔で複数設けられ、前記固定子巻線が巻回されるティースを有する固定子鉄心を有する固定子と、を備える回転電機であって、前記固定子巻線には、第1のインバータから3相の電流が供給される第1の固定子巻線と、第2のインバータから3相の電流が供給される第2の固定子巻線と、があり、前記第1のインバータから供給される3相の電流と、前記第2のインバータから供給される3相の電流とは、それぞれ所定の電流位相差を有し、前記3相のうちU相の前記第1の固定子巻線が第1ティースに巻回されることにより形成されるU相のコイル体Uaと、前記3相のうちV相の前記第1の固定子巻線が第1ティースに巻回されることにより形成されるV相のコイル体Vaと、前記3相のうちW相の前記第1の固定子巻線が第1ティースに巻回されることにより形成されるW相のコイル体Waと、前記U相の前記第2の固定子巻線が第2ティースに巻回されることにより形成されるU相のコイル体Ubと、前記V相の前記第2の固定子巻線が第2ティースに巻回されることにより形成されるV相のコイル体Vbと、前記W相の前記第2の固定子巻線が第2ティースに巻回されることにより形成されるW相のコイル体Wbと、前記3相のうちいずれか1相の前記第1の固定子巻線及び前記3相のうちいずれか1相の前記第2の固定子巻線が第3ティースに巻回されることにより形成されるU相のコイル体Ucと、前記3相のうちいずれか1相の前記第1の固定子巻線及び前記3相のうちいずれか1相の前記第2の固定子巻線が第3ティースに巻回されることにより形成されるV相のコイル体Vcと、前記3相のうちいずれか1相の前記第1の固定子巻線及び前記3相のうちいずれか1相の前記第2の固定子巻線が第3ティースに巻回されることにより形成されるW相のコイル体Wcと、を備え、各相のコイル体Ua,Va,Waの起磁力に対する各相のコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差と、各相のコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力に対する各相のコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力の各位相差と、が電気角で20度を含む所定の位相範囲内となるように、又は、各相のコイル体Ua,Va,Waの起磁力に対する各相のコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力の各位相差と、各相のコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力に対する各相のコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差と、が電気角で20度を含む所定の位相範囲内となるように、前記第3ティースに巻回される前記第1の固定子巻線の部分巻線により発生する起磁力と当該第3ティースに巻回される前記第2の固定子巻線の部分巻線により発生する起磁力との合算位相差、若しくは、前記第3ティースに巻回される前記第1の固定子巻線の部分巻線に流れる電流と当該第3ティースに巻回される前記第2の固定子巻線の部分巻線に流れる電流との合算位相差が設定されており、軸方向の一方側において、前記固定子巻線と前記インバータとの接続が行われ、他方側において、前記第1ティースに巻回された前記第1の固定子巻線の部分巻線と前記第3ティースに巻回された前記第1の固定子巻線の部分巻線との接続、及び前記第1ティースに巻回された前記第2の固定子巻線の部分巻線と前記第3ティースに巻回された前記第2の固定子巻線の部分巻線との接続が行われている。 A rotating electric machine that solves the above problem is a rotating electric machine that includes a rotor having multiple magnetic poles with alternating polarities in the circumferential direction, a multi-phase stator winding, and a stator core having multiple teeth arranged at predetermined intervals in the circumferential direction and around which the stator winding is wound. The stator windings include a first stator winding to which a three-phase current is supplied from a first inverter, and a second stator winding to which a three-phase current is supplied from a second inverter. The three-phase currents supplied from the first inverter and the three-phase currents supplied from the second inverter have a predetermined current phase difference, and a U-phase coil body Ua formed by winding the first stator winding of the U-phase of the three phases around the first teeth, and a V-phase coil body Ub formed by winding the first stator winding of the V-phase of the three phases around the first teeth. a W-phase coil body Wa formed by winding the first stator winding of the W-phase of the three phases around a first tooth; a U-phase coil body Ub formed by winding the second stator winding of the U-phase around a second tooth; a V-phase coil body Vb formed by winding the second stator winding of the V-phase around a second tooth; a W-phase coil body Wb formed by winding the second stator winding of the W-phase around a second tooth; a U-phase coil body Uc formed by winding the first stator winding of any one of the three phases and the second stator winding of any one of the three phases around a third tooth; and a W-phase coil body Wc formed by winding the first stator winding of any one of the three phases and the second stator winding of any one of the three phases around a third tooth, wherein the phase differences of the magnetomotive forces of the coil bodies Uc, Vc, Wc of each phase relative to the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, Wa of each phase and the phase differences of the magnetomotive forces of the coil bodies Uc, Vc, Wc of each phase relative to the magnetomotive forces of the coil bodies Uc, Vc, Wc of each phase are The phase differences of the magnetomotive forces of the coil bodies Ub, Vb, Wb of each phase relative to the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, Wa of each phase, and the phase differences of the magnetomotive forces of the coil bodies Uc, Vc, Wc of each phase relative to the magnetomotive forces of the coil bodies Ub, Vb, Wb of each phase, are within a predetermined phase range including an electrical angle of 20 degrees. A combined phase difference is set between the magnetomotive force generated by the partial winding of the first stator winding wound on the third tooth and the magnetomotive force generated by the partial winding of the second stator winding wound on the third tooth, or a combined phase difference is set between the current flowing through the partial winding of the first stator winding wound on the third tooth and the current flowing through the partial winding of the second stator winding wound on the third tooth. The stator winding is connected to the inverter on one axial side, and on the other axial side, the partial winding of the first stator winding wound on the first tooth is connected to the partial winding of the first stator winding wound on the third tooth, and the partial winding of the second stator winding wound on the first tooth is connected to the partial winding of the second stator winding wound on the third tooth.

コイル体Ua,Va,Waの起磁力と、コイル体Uc,Vc,Wcの起磁力とのそれぞれ位相差と、各相のコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力と各相のコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力とのそれぞれの位相差と、が所定の位相範囲内となるようにすることにより、又は、各相のコイル体Ua,Va,Waの起磁力と、各相のコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力とのそれぞれ位相差と、各相のコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力と各相のコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力とのそれぞれの位相差と、が所定の位相範囲内となることにより、電気6次又は12次の高調波成分を打消し、トルクリプルを抑制することが可能となる。 By ensuring that the phase differences between the magnetomotive force of the coil bodies Ua, Va, Wa and the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, Wc, and the phase differences between the magnetomotive force of the coil bodies Ub, Vb, Wb of each phase and the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, Wc of each phase are within a specified phase range, or by ensuring that the phase differences between the magnetomotive force of the coil bodies Ua, Va, Wa and the magnetomotive force of the coil bodies Ub, Vb, Wb of each phase and the magnetomotive force of the coil bodies Ub, Vb, Wb of each phase are within a specified phase range, it is possible to cancel out the sixth or twelfth electrical harmonic components and suppress torque ripple.

また、軸方向の一方側において、固定子巻線とインバータとの接続が行われ、他方側において、第1ティースに巻回された第1の固定子巻線の部分巻線と第3ティースに巻回された第1の固定子巻線の部分巻線との接続、及び第1ティースに巻回された第2の固定子巻線の部分巻線と第3ティースに巻回された第2の固定子巻線の部分巻線との接続が行われている。これにより、接続が容易となり、製造しやすくなる。 In addition, on one axial side, the stator winding is connected to the inverter, and on the other side, the partial winding of the first stator winding wound around the first tooth is connected to the partial winding of the first stator winding wound around the third tooth, and the partial winding of the second stator winding wound around the first tooth is connected to the partial winding of the second stator winding wound around the third tooth. This simplifies the connections and facilitates manufacturing.

モータを示す縦断面図。FIG. モータを示す横断面図。FIG. 制御装置の電気的構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the electrical configuration of a control device. 部分巻線の配置を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the arrangement of partial windings. 固定子巻線を示す図。FIG. 引出線の配置を示す図。FIG. トルクの高調波成分を示す図。FIG. 4 is a diagram showing harmonic components of torque. 起磁力の合算を示すベクトル図。Vector diagram showing the sum of magnetomotive forces. 部分巻線の接続態様を示す展開図。FIG. 渡り線、引出線、及び中性点の配置を示す図。FIG. 1 is a diagram showing the arrangement of crossover wires, lead wires, and neutral points. 比較例における部分巻線の接続態様を示す展開図。FIG. 10 is a development view showing a connection state of partial windings in a comparative example. 電磁力の変動を示す図。Graph showing the fluctuation of electromagnetic force. 第2実施形態における固定子巻線を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a stator winding according to a second embodiment. 第2実施形態における部分巻線の接続態様を示す展開図。FIG. 10 is a development view showing a connection state of partial windings in the second embodiment. 部分巻線の巻回方向を示す図。FIG. 4 is a diagram showing the winding direction of partial windings. 第3実施形態における固定子巻線を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a stator winding according to a third embodiment. 第3実施形態における部分巻線の接続態様を示す展開図。FIG. 11 is a development view showing a connection state of partial windings in the third embodiment. 第4実施形態における部分巻線の配置を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the arrangement of partial windings in the fourth embodiment. 第4実施形態におけるモータを示す横断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a motor according to a fourth embodiment. 第4実施形態の起磁力の合算を示すベクトル図。FIG. 10 is a vector diagram showing the sum of magnetomotive forces in the fourth embodiment. 第5実施形態における部分巻線の配置を示す図。FIG. 13 is a diagram showing the arrangement of partial windings in the fifth embodiment. 第6実施形態における部分巻線の配置を示す図。FIG. 13 is a diagram showing the arrangement of partial windings in the sixth embodiment. 別例における部分巻線の配置を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the arrangement of partial windings in another example. 別例における部分巻線の配置を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the arrangement of partial windings in another example. 別例における部分巻線の配置を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the arrangement of partial windings in another example.

以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。第1実施形態では、回転電機としてのモータ10を例示して説明する。 Each embodiment will be described below with reference to the drawings. Note that in the following embodiments, identical or equivalent parts are designated by the same reference numerals in the drawings, and the same explanations will be used for the parts with the same reference numerals. In the first embodiment, a motor 10 will be used as an example of a rotating electric machine.

(第1実施形態)
図1に示すモータ10は、永久磁石界磁型のものであり、具体的には3相巻線を有する永久磁石界磁型同期機である。つまり、モータ10は、ブラシレスモータである。この3相巻線は2系統有している。モータ10は、ハウジング20と、ハウジング20に固定される固定子30と、固定子30に対して回転する回転子40と、回転子40が固定される回転軸11と、を備える。以下、本実施形態において、軸方向とは、回転軸11の軸方向のことを示す(図において矢印Y1で示す)。径方向とは、回転軸11の径方向のことを示す(図において矢印Y2で示す)。周方向とは、回転軸11の周方向のことを示す(図において矢印Y3で示す)。
(First embodiment)
The motor 10 shown in FIG. 1 is a permanent magnet field type motor, specifically a permanent magnet field type synchronous machine with three-phase windings. In other words, the motor 10 is a brushless motor. The three-phase windings are provided in two systems. The motor 10 includes a housing 20, a stator 30 fixed to the housing 20, a rotor 40 that rotates relative to the stator 30, and a rotating shaft 11 to which the rotor 40 is fixed. Hereinafter, in this embodiment, the axial direction refers to the axial direction of the rotating shaft 11 (indicated by arrow Y1 in the figure). The radial direction refers to the radial direction of the rotating shaft 11 (indicated by arrow Y2 in the figure). The circumferential direction refers to the circumferential direction of the rotating shaft 11 (indicated by arrow Y3 in the figure).

ハウジング20は、円筒形状に形成されており、ハウジング20内には、固定子30及び回転子40等が収容されている。ハウジング20には、軸受け23,24が設けられており、この軸受け23,24により回転軸11が回転自在に支持されている。ハウジング20の内周面の軸心は、回転軸11と同軸となっている。回転軸11の先端側には、角度センサ12が設けられている。角度センサ12は、磁気センサでもレゾルバでもよい。 The housing 20 is cylindrical and contains the stator 30, rotor 40, and other components. The housing 20 is provided with bearings 23 and 24, which rotatably support the rotating shaft 11. The axis of the inner circumferential surface of the housing 20 is coaxial with the rotating shaft 11. An angle sensor 12 is provided at the tip of the rotating shaft 11. The angle sensor 12 may be a magnetic sensor or a resolver.

固定子30は、ハウジング20の軸方向略中央において、ハウジング20の内周に沿って円筒状に設けられている。そして、固定子30は、回転軸11の軸心Oを中心にして、ハウジング20の内周面に固定されている。固定子30は、磁気回路の一部を構成するものであり、円環状をなし回転子40の外周側において径方向に対向して配置される固定子鉄心31(電機子コア、ステータコア)と、固定子鉄心31に巻回された固定子巻線32(電機子巻線、アーマチャコイル)とを有している。 The stator 30 is cylindrically disposed along the inner periphery of the housing 20, approximately at the center of the housing 20 in the axial direction. The stator 30 is fixed to the inner periphery of the housing 20, with the axis O of the rotating shaft 11 as its center. The stator 30 forms part of the magnetic circuit and has a ring-shaped stator core 31 (armature core) arranged radially opposite the outer periphery of the rotor 40, and a stator winding 32 (armature coil) wound around the stator core 31.

図2に示すように、固定子鉄心31は、円環状のバックヨーク33と、バックヨーク33から径方向から回転軸11に向かって突出し、周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティースT1~T18とを有し、隣り合うティースT1~T18の間にスロット35(ステータスロット)が形成されている。固定子鉄心31においてスロット35は周方向に等間隔に設けられ、そのスロット35に固定子巻線32が巻回される。本実施形態では、ティースT1~T18の数を「18」とし、スロット35の数を「18」としている。説明の都合上、各ティースT1~T18には、周方向の配列順で反時計回りに符号T1~18を付する。固定子巻線32は、当該スロット35に収容され保持されている。そして、固定子巻線32は、電力(交流電力)が供給されることで磁束を発生する。 As shown in FIG. 2, the stator core 31 has an annular back yoke 33 and multiple teeth T1 to T18 that protrude radially from the back yoke 33 toward the rotating shaft 11 and are arranged circumferentially at a predetermined distance, with slots 35 (stator slots) formed between adjacent teeth T1 to T18. The slots 35 are arranged at equal intervals circumferentially in the stator core 31, and the stator winding 32 is wound around the slots 35. In this embodiment, the number of teeth T1 to T18 is 18, and the number of slots 35 is 18. For convenience of explanation, the teeth T1 to T18 are numbered counterclockwise and designated by the symbols T1 to T18. The stator winding 32 is housed and held in the slots 35. When power (AC power) is supplied to the stator winding 32, it generates magnetic flux.

固定子鉄心31は、円環状をなす複数の薄板状の磁性体である鋼板(コアシート)を、固定子鉄心31の軸方向に積層して形成された一体型のものである。鋼板は、帯状の電磁鋼板材をプレス打ち抜きすることで形成される。 The stator core 31 is an integrated unit formed by stacking multiple thin, annular magnetic steel plates (core sheets) in the axial direction of the stator core 31. The steel plates are formed by press-punching strips of electromagnetic steel material.

回転子40は、磁気回路の一部を構成するものであり、周方向に1又は複数対の磁極を有し、固定子30に対して径方向に対向するように配置される。本実施形態において、回転子40は、14個の(すなわち、磁極対数が7個となる)磁極を有する。回転子40は、磁性体からなる回転子鉄心41と、回転子鉄心41に固定される永久磁石42と、を備える。具体的には、図2に示すように、回転子40は、周方向に極性が交互となるように磁石部としての永久磁石42を14個備えており、回転子鉄心41に軸方向に沿って設けられた収容孔に永久磁石42が埋め込まれている。 The rotor 40 constitutes part of the magnetic circuit, has one or more pairs of magnetic poles in the circumferential direction, and is arranged so as to face the stator 30 in the radial direction. In this embodiment, the rotor 40 has 14 magnetic poles (i.e., seven pairs of magnetic poles). The rotor 40 includes a rotor core 41 made of a magnetic material and permanent magnets 42 fixed to the rotor core 41. Specifically, as shown in FIG. 2, the rotor 40 includes 14 permanent magnets 42 as magnetic portions with alternating polarities in the circumferential direction, and the permanent magnets 42 are embedded in housing holes provided in the rotor core 41 along the axial direction.

回転子40は、周知の構成でよく、例えば、IPM型(Interior Permanent Magnet:埋め込み磁石型)の回転子であっても、SPM型(Surface Permanent Magnet:表面磁石側)の回転子であってもよい。また、回転子40として、界磁巻線側の回転子を採用してもよい。本実施形態では、IPM型の回転子を採用している。回転子40には、回転軸11が挿通され、回転軸11を中心にして回転軸11と一体回転するように回転軸11に固定されている。 The rotor 40 may have a known configuration, for example, an IPM (Interior Permanent Magnet) rotor or an SPM (Surface Permanent Magnet) rotor. A rotor with a field winding may also be used as the rotor 40. In this embodiment, an IPM rotor is used. The rotating shaft 11 is inserted into the rotor 40, and the rotor 40 is fixed to the rotating shaft 11 so as to rotate integrally with the rotating shaft 11 around the rotating shaft 11.

モータ10には、制御装置50が接続されている。制御装置50は、CPU、ROM、RAM及びI/O等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されており、CPUがROMに記憶されているプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。なお、各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。 A control device 50 is connected to the motor 10. The control device 50 is primarily composed of a microcomputer equipped with a CPU, ROM, RAM, I/O, etc., and realizes various functions by the CPU executing programs stored in the ROM. Note that the various functions may be realized by electronic circuits, which are hardware, or at least a portion of them may be realized by software, i.e., by processing executed on a computer.

制御装置50が備える機能としては、例えば、外部(例えばバッテリ)からの電力を変換し、モータ10に供給して駆動力を発生させる機能を有する。また、例えば、制御装置50は、角度センサ12から入力された回転角度に関する情報を利用して、モータ10の制御(電流制御など)を行う機能を備える。 The control device 50 has functions such as converting power from an external source (e.g., a battery) and supplying it to the motor 10 to generate driving force. Furthermore, the control device 50 also has a function for controlling the motor 10 (such as current control) using information related to the rotation angle input from the angle sensor 12.

また、制御装置50には、図3に示すように、第1のインバータ回路51及び第2のインバータ回路52が設けられている。第1のインバータ回路51は、それぞれ3相の相数と同数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されている。制御装置50は、各アームに設けられたスイッチング素子のオンオフにより、各相における電流を制御する。 The control device 50 also includes a first inverter circuit 51 and a second inverter circuit 52, as shown in FIG. 3. The first inverter circuit 51 is configured as a full-bridge circuit having the same number of upper and lower arms as the number of three phases. The control device 50 controls the current in each phase by turning on and off the switching elements provided in each arm.

詳しく説明すると、図3に示すように、第1のインバータ回路51は、U相、V相及びW相からなる3相において、スイッチング素子としての上アームスイッチSpと下アームスイッチSnとの直列接続体をそれぞれ備えている。本実施形態では、各相における上アームスイッチSp及び下アームスイッチSnとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、具体的にはIGBTを用いている。なお、MOSFETを用いてもよい。各相における上アームスイッチSp及び下アームスイッチSnには、それぞれフリーホイールダイオード(還流ダイオード)Dp,Dnが逆並列に接続されている。 More specifically, as shown in FIG. 3, the first inverter circuit 51 includes a series connection of upper arm switches Sp and lower arm switches Sn as switching elements for each of the three phases consisting of U, V, and W phases. In this embodiment, voltage-controlled semiconductor switching elements, specifically IGBTs, are used as the upper arm switches Sp and lower arm switches Sn for each phase. MOSFETs may also be used. Freewheeling diodes (freewheeling diodes) Dp and Dn are connected in anti-parallel to the upper arm switches Sp and lower arm switches Sn for each phase, respectively.

各相の上アームスイッチSpの高電位側端子(コレクタ)は、バッテリの正極端子に接続されている。また、各相の下アームスイッチSnの低電位側端子(エミッタ)は、バッテリの負極端子(グランド)に接続されている。各相の上アームスイッチSpと下アームスイッチSnとの間の中間接続点は、それぞれ固定子巻線32の一端(引出線A1,B1,C1)に接続されている。なお、第2のインバータ回路52も第1のインバータ回路51と同様であるため、詳細な説明は省略する。 The high-potential terminal (collector) of the upper arm switch Sp of each phase is connected to the positive terminal of the battery. The low-potential terminal (emitter) of the lower arm switch Sn of each phase is connected to the negative terminal (ground) of the battery. The intermediate connection points between the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn of each phase are each connected to one end (lead lines A1, B1, C1) of the stator winding 32. The second inverter circuit 52 is similar to the first inverter circuit 51, so a detailed description will be omitted.

ところで、回転電機では、トルクリプルに基づく騒音や振動が問題となっている。トルクリプルは、主に6次高調波成分又は12次高調波成分が主要成分となるため、これらの抑制することが望ましい。そこで、以下のように構成した。 However, noise and vibration caused by torque ripple are a problem in rotating electrical machines. Torque ripple is primarily caused by the sixth-order harmonic component or the twelfth-order harmonic component, so it is desirable to suppress these. Therefore, the following configuration was adopted.

固定子巻線32は、3相の各相をそれぞれ表すU相、V相、及びW相の固定子巻線32に分類される。図4及び図5に示すように、U相の固定子巻線32は、8個の部分巻線+U11,+U12,-U13,-U14,-U21,+U22,+U23,-U24により構成されている。V相の固定子巻線32は、8個の部分巻線-V11,+V12,+V13,-V14,+V21,-V22,-V23,+V24により構成されている。U相の固定子巻線32は、8個の部分巻線-W11,-W12,+W13,+W14,+W21,+W22,-W23,-W24により構成されている。 The stator windings 32 are classified into U-phase, V-phase, and W-phase stator windings 32, each representing one of the three phases. As shown in Figures 4 and 5, the U-phase stator winding 32 is composed of eight partial windings: +U11, +U12, -U13, -U14, -U21, +U22, +U23, and -U24. The V-phase stator winding 32 is composed of eight partial windings: -V11, +V12, +V13, -V14, +V21, -V22, -V23, and +V24. The U-phase stator winding 32 is composed of eight partial windings: -W11, -W12, +W13, +W14, +W21, +W22, -W23, and -W24.

また、24個の部分巻線は、図2及び図4に示すように、各ティースT1~T18に対応して、+U11、+V21、-V11/+W21、-W11、-U21、+U12/-V22、+V12、+W22、-W12/+U22、-U13、-V23、+V13/-W23、+W13、+U23、-U14/+V24、-V14、-W24、+W14/-U24の順番で配置されている。 As shown in Figures 2 and 4, the 24 partial windings are arranged in the following order corresponding to each of the teeth T1 to T18: +U11, +V21, -V11/+W21, -W11, -U21, +U12/-V22, +V12, +W22, -W12/+U22, -U13, -V23, +V13/-W23, +W13, +U23, -U14/+V24, -V14, -W24, +W14/-U24.

なお、「+」及び「-」の符号は、電流の向き、すなわち、部分巻線により生じる界磁の極性を示す。例えば、本実施形態の図2において、紙面手前側から奥側への電流の流れを「+」とした場合、奥側から手前側への電流の流れが「-」となる。つまり、固定子巻線32に電流が流れた場合、「+」の部分巻線と、「-」の部分巻線とは、径方向に反対となる起磁力が生じることを意味する。「+」の部分巻線と、「-」の部分巻線とは、電気角で180度の起磁力の位相差があるといえる。「+」の部分巻線と、「-」の部分巻線とは、導線の巻き方を反対することにより実現できる。後述するコイル体の場合も同様である。 Note that the "+" and "-" signs indicate the direction of current, i.e., the polarity of the field generated by the partial winding. For example, in Figure 2 of this embodiment, if the current flow from the front side of the page to the back side is "+," the current flow from the back side to the front side is "-." In other words, when current flows through the stator winding 32, the "+" partial winding and the "-" partial winding generate magnetomotive forces that are opposite in the radial direction. The "+" partial winding and the "-" partial winding can be said to have a phase difference in magnetomotive forces of 180 electrical degrees. The "+" partial winding and the "-" partial winding can be achieved by winding the conductor in opposite directions. The same applies to the coil body described below.

また、「/」は同じティースT1~T18に対して、2個の部分巻線が径方向位置を異ならせて配置されていることを示している。つまり、ティースT3,T6,T9,T12,T15,T18に対して2個の部分巻線が配置されている。そして、他のティースT1,T2,T4,T5,T7,T8,T10,T11,T13,T14,T16,T17に対して1個の部分巻線が配置されている。なお、ティースT3,T6,T9,T12,T15,T18において、部分巻線の径方向位置を入れ替えてもよい。 Furthermore, "/" indicates that two partial windings are arranged at different radial positions for the same tooth T1 to T18. In other words, two partial windings are arranged for teeth T3, T6, T9, T12, T15, and T18. And one partial winding is arranged for the other teeth T1, T2, T4, T5, T7, T8, T10, T11, T13, T14, T16, and T17. Note that the radial positions of the partial windings may be swapped for teeth T3, T6, T9, T12, T15, and T18.

次に、図5に基づいて、固定子巻線32の配線について説明する。本実施形態では、Y結線(スター結線)としているが、デルタ結線としてもよい。 Next, the wiring of the stator winding 32 will be described with reference to Figure 5. In this embodiment, a Y connection (star connection) is used, but a delta connection is also possible.

図5に示すように、固定子巻線32は、第1の固定子巻線32aと、第2の固定子巻線32bとから構成されている。第1の固定子巻線32aでは、U相の部分巻線+U11,+U12からなる直列接続体と、U相の部分巻線+U11,+U12からなる直列接続体が並列に接続されてU相巻線が構成されている。また、第1の固定子巻線32aでは、V相の部分巻線+V12,+V13からなる直列接続体と、V相の部分巻線-V14,-V11からなる直列接続体が並列に接続されてV相巻線が構成されている。また、第1の固定子巻線32aでは、W相の部分巻線-W11,-W12からなる直列接続体と、W相の部分巻線+W13,+W14からなる直列接続体が並列に接続されてW相巻線が構成されている。そして、これらの各相巻線は、一端が中性点Q1に接続され、他端が第1のインバータ回路51に接続される引出線A1,B1,C1にそれぞれ接続されている。なお、引出線A1には、U相巻線が接続され、引出線B1には、V相巻線が接続され、引出線C1には、W相巻線が接続される。 As shown in FIG. 5, the stator winding 32 is composed of a first stator winding 32a and a second stator winding 32b. In the first stator winding 32a, a series connection consisting of U-phase partial windings +U11 and +U12 is connected in parallel to a series connection consisting of U-phase partial windings +U11 and +U12 to form a U-phase winding. Furthermore, in the first stator winding 32a, a series connection consisting of V-phase partial windings +V12 and +V13 is connected in parallel to a series connection consisting of V-phase partial windings -V14 and -V11 to form a V-phase winding. Furthermore, in the first stator winding 32a, a series connection consisting of W-phase partial windings -W11 and -W12 is connected in parallel to a series connection consisting of W-phase partial windings +W13 and +W14 to form a W-phase winding. One end of each of these phase windings is connected to the neutral point Q1, and the other end is connected to lead wires A1, B1, and C1, which are connected to the first inverter circuit 51. The U-phase winding is connected to lead wire A1, the V-phase winding is connected to lead wire B1, and the W-phase winding is connected to lead wire C1.

同様に、第2の固定子巻線32bでは、U相の部分巻線-U21,+U22からなる直列接続体と、U相の部分巻線+U23,-U24からなる直列接続体が並列に接続されてU相巻線が構成されている。また、第2の固定子巻線32bでは、V相の部分巻線+V21,-V22からなる直列接続体と、V相の部分巻線-V23,+V24からなる直列接続体が並列に接続されてV相巻線が構成されている。また、第2の固定子巻線32bでは、W相の部分巻線-W23,+W22からなる直列接続体と、W相の部分巻線+W21,-W24からなる直列接続体が並列に接続されてW相巻線が構成されている。そして、これらの各相巻線は、一端が中性点Q2に接続され、他端が第2のインバータ回路52に接続される引出線A2,B2,C2にそれぞれ接続されている。なお、引出線A2には、U相巻線が接続され、引出線B2には、V相巻線が接続され、引出線C2には、W相巻線が接続される。 Similarly, the second stator winding 32b has a U-phase winding formed by a series connection of U-phase partial windings -U21 and +U22 and a series connection of U-phase partial windings +U23 and -U24 connected in parallel. The second stator winding 32b also has a V-phase winding formed by a series connection of V-phase partial windings +V21 and -V22 and a series connection of V-phase partial windings -V23 and +V24 connected in parallel. The second stator winding 32b also has a W-phase winding formed by a series connection of W-phase partial windings -W23 and +W22 and a series connection of W-phase partial windings +W21 and -W24 connected in parallel. One end of each of these phase windings is connected to a neutral point Q2, and the other end is connected to leads A2, B2, and C2, which are connected to the second inverter circuit 52. The lead wire A2 is connected to the U-phase winding, the lead wire B2 is connected to the V-phase winding, and the lead wire C2 is connected to the W-phase winding.

図6に示すように、各引出線A1,B1,C1,A2,B2,C2は、回転軸11の軸心Oを中心として点対称となるように配置されている。すなわち、引出線A1,A2は、180度間隔で配置されており、引出線B1,B2は、180度間隔で配置されており、引出線C1,C2は、180度間隔で配置されている。なお、引出線A1,B1,C1,A2,B2,C2は、軸方向に沿って直線状に設けられている。 As shown in Figure 6, the lead lines A1, B1, C1, A2, B2, and C2 are arranged so as to be point-symmetrical about the axis O of the rotation shaft 11. That is, the lead lines A1 and A2 are arranged at 180-degree intervals, the lead lines B1 and B2 are arranged at 180-degree intervals, and the lead lines C1 and C2 are arranged at 180-degree intervals. The lead lines A1, B1, C1, A2, B2, and C2 are arranged linearly along the axial direction.

ここで、ティースT1,T4,T7,T10,T13,T16に、第1の固定子巻線32aのみが巻回(巻装)されることにより、各相のコイル体がそれぞれ2つずつ設けられている。これらのU相のコイル体を、コイル体Uaと示し、V相のコイル体を、コイル体Vaと示し、W相のコイル体を、コイル体Waと示す。以下では、第1の固定子巻線32aのみが巻回されるティースを、第1ティースと示す場合がある。第1実施形態では、ティースT1,T4,T7,T10,T13,T16が第1ティースに相当する。 Here, only the first stator winding 32a is wound (wound) around teeth T1, T4, T7, T10, T13, and T16, resulting in two coil bodies for each phase. The U-phase coil body is referred to as coil body Ua, the V-phase coil body as coil body Va, and the W-phase coil body as coil body Wa. Below, teeth around which only the first stator winding 32a is wound may be referred to as first teeth. In the first embodiment, teeth T1, T4, T7, T10, T13, and T16 correspond to the first teeth.

また、ティースT2,T5,T8,T11,T14,T17に、第2の固定子巻線32bのみが巻回されることにより、各相のコイル体がそれぞれ2つずつ設けられている。これらのU相のコイル体を、コイル体Ubと示し、V相のコイル体を、コイル体Vbと示し、W相のコイル体を、コイル体Wbと示す。以下では、第2の固定子巻線32bのみが巻回されるティースを、第2ティースと示す場合がある。第1実施形態では、ティースT2,T5,T8,T11,T14,T17が第2ティースに相当する。 Furthermore, only the second stator winding 32b is wound around the teeth T2, T5, T8, T11, T14, and T17, thereby providing two coil bodies for each phase. The U-phase coil body is referred to as coil body Ub, the V-phase coil body as coil body Vb, and the W-phase coil body as coil body Wb. Below, teeth around which only the second stator winding 32b is wound may be referred to as second teeth. In the first embodiment, teeth T2, T5, T8, T11, T14, and T17 correspond to the second teeth.

そして、ティースT3,T6,T9,T12,T15,T18に、第1の固定子巻線32aと、第2の固定子巻線32bとが巻回されることにより、各相のコイル体がそれぞれ2つずつ設けられている。これらのU相のコイル体を、コイル体Ucと示し、V相のコイル体を、コイル体Vcと示し、W相のコイル体を、コイル体Wcと示す。以下では、第1の固定子巻線32a及び第2の固定子巻線32bが巻回されるティースを、第3ティースと示す場合がある。第1実施形態では、ティースT3,T6,T9,T12,T15,T18が第3ティースに相当する。 The first stator winding 32a and the second stator winding 32b are wound around the teeth T3, T6, T9, T12, T15, and T18, providing two coil bodies for each phase. The U-phase coil body is referred to as coil body Uc, the V-phase coil body is referred to as coil body Vc, and the W-phase coil body is referred to as coil body Wc. Hereinafter, the teeth around which the first stator winding 32a and the second stator winding 32b are wound may be referred to as third teeth. In the first embodiment, the teeth T3, T6, T9, T12, T15, and T18 correspond to the third teeth.

図2に示すように、各相のコイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcは、回転軸11の軸心を中心として、2回回転対称に配置されている。つまり、軸心を中心に、機械角で180度回転させても、コイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcの配置順が同じとなっている。 As shown in Figure 2, the coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc of each phase are arranged with two-fold rotational symmetry around the axis of the rotating shaft 11. In other words, even when rotated 180 mechanical degrees around the axis, the arrangement order of the coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc remains the same.

ここで、部分巻線+U11,+U12の起磁力Fu1a、部分巻線-U13,-U14の起磁力Fu1b、部分巻線+U22,+U23の起磁力Fu2a、部分巻線-U21,-U24の起磁力Fu2bは、数式(1)~(4)により表すことができる。なお、「θ」は、固定子巻線32に流れる電流の位相(第1のインバータ回路51から供給されるU相電流の位相を基準とする)である。「β」は、第1のインバータ回路51から供給される電流と第2のインバータ回路52から供給される電流との位相差(以下、電流位相差と示す場合がある)である。また、「N」は、各部分巻線の巻回数で、「I」は、電流の大きさである。
Here, the magnetomotive force Fu1a of the partial windings +U11 and +U12, the magnetomotive force Fu1b of the partial windings −U13 and −U14, the magnetomotive force Fu2a of the partial windings +U22 and +U23, and the magnetomotive force Fu2b of the partial windings −U21 and −U24 can be expressed by equations (1) to (4). Note that “θ” is the phase of the current flowing through the stator winding 32 (based on the phase of the U-phase current supplied from the first inverter circuit 51). “β” is the phase difference between the current supplied from the first inverter circuit 51 and the current supplied from the second inverter circuit 52 (hereinafter, sometimes referred to as the current phase difference). Furthermore, “N” is the number of turns of each partial winding, and “I” is the magnitude of the current.

同様に、部分巻線+V12,+V13の起磁力Fv1a、部分巻線-V11,-V14の起磁力Fv1b、部分巻線+V21,+V24の起磁力Fv2a、部分巻線-V22,-V23の起磁力Fv2bは、数式(5)~(8)により表すことができる。
Similarly, the magnetomotive force Fv1a of the partial windings +V12 and +V13, the magnetomotive force Fv1b of the partial windings −V11 and −V14, the magnetomotive force Fv2a of the partial windings +V21 and +V24, and the magnetomotive force Fv2b of the partial windings −V22 and −V23 can be expressed by equations (5) to (8).

同様に、部分巻線+W13,+W14の起磁力Fw1a、部分巻線-W11,-W12の起磁力Fw1b、部分巻線+W21,+W22の起磁力Fw2a、部分巻線-W23,-W24の起磁力Fw2bは、数式(9)~(12)により表すことができる。
Similarly, the magnetomotive force Fw1a of the partial windings +W13 and +W14, the magnetomotive force Fw1b of the partial windings −W11 and −W12, the magnetomotive force Fw2a of the partial windings +W21 and +W22, and the magnetomotive force Fw2b of the partial windings −W23 and −W24 can be expressed by equations (9) to (12).

そして、各相におけるトルクの6次高調波成分「Tr6」は、数式(13)により表すことができる。また、各相におけるトルクの12次高調波成分「Tr12」は、数式(14)により表すことができる。
The sixth harmonic component "Tr6" of the torque in each phase can be expressed by Equation (13). The twelfth harmonic component "Tr12" of the torque in each phase can be expressed by Equation (14).

なお、数式(13),(14)において、αは定数であり、ノイズなどにより依存する。また、第1実施形態において、数式(13),(14)の第1項は、コイル体Ua,Va,Waに基づく成分に対応し、第2項は、コイル体Ub,Vb,Wbに基づく成分に対応し、第3項は、コイル体Uc,Vc,Wcに基づく成分に対応する。 In equations (13) and (14), α is a constant that depends on noise, etc. In the first embodiment, the first term in equations (13) and (14) corresponds to the component based on the coil bodies Ua, Va, and Wa, the second term corresponds to the component based on the coil bodies Ub, Vb, and Wb, and the third term corresponds to the component based on the coil bodies Uc, Vc, and Wc.

また、「λ1」は、U相においては、コイル体Uaの起磁力に対するコイル体Ubの起磁力の位相差を示す。つまり、コイル体Uaの起磁力を基準として、コイル体Ubの起磁力の位相の遅れを示す。同様に、「λ1」は、V相においては、コイル体Vaの起磁力に対するコイル体Vbの起磁力の位相差を示し、W相においては、コイル体Waの起磁力に対するコイル体Wbの起磁力の位相差を示す。同様に、「λ2」は、U相においては、コイル体Uaの起磁力に対するコイル体Ucの起磁力の位相差を示し、V相においては、コイル体Vaの起磁力に対するコイル体Vcの起磁力の位相差を示し、W相においては、コイル体Waの起磁力に対するコイル体Wcの起磁力の位相差を示す。また、数式(13),(14)において、「Ta」は、コイル体Ua,Va,Waの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。また、「Tb」は、コイル体Ub,Vb,Wbの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。また、「Tc」は、コイル体Uc,Vc,Wcの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。 Furthermore, "λ1" indicates the phase difference between the magnetomotive force of coil body Ub and the magnetomotive force of coil body Ua in the U phase. In other words, it indicates the phase lag of the magnetomotive force of coil body Ub with the magnetomotive force of coil body Ua as the reference. Similarly, "λ1" indicates the phase difference between the magnetomotive force of coil body Vb and the magnetomotive force of coil body Va in the V phase, and the phase difference between the magnetomotive force of coil body Wb and the magnetomotive force of coil body Wa in the W phase. Similarly, "λ2" indicates the phase difference between the magnetomotive force of coil body Uc and the magnetomotive force of coil body Ua in the U phase, and the phase difference between the magnetomotive force of coil body Vc and the magnetomotive force of coil body Va in the V phase, and the phase difference between the magnetomotive force of coil body Wc and the magnetomotive force of coil body Wa in the W phase. Furthermore, in equations (13) and (14), "Ta" is a constant proportional to the number of turns of the coil bodies Ua, Va, and Wa and the amplitude of the current. Furthermore, "Tb" is a constant proportional to the number of turns of the coil bodies Ub, Vb, and Wb and the amplitude of the current. Furthermore, "Tc" is a constant proportional to the number of turns of the coil bodies Uc, Vc, and Wc and the amplitude of the current.

ここで、「λ1」と「λ2」がそれぞれ電気角で「20度」と「40度」である場合であって、「Ta」、「Tb」及び「Tc」が同じである場合、数式(15)、(16)及び図7に示すように、トルクの各高調波成分がキャンセルされることがわかる。
Here, when "λ1" and "λ2" are "20 degrees" and "40 degrees" in electrical angle, respectively, and when "Ta", "Tb", and "Tc" are the same, it can be seen that the harmonic components of the torque are canceled out, as shown in Equations (15) and (16) and FIG. 7.

そして、本実施形態において、第1のインバータ回路51と、第2のインバータ回路52との電流位相差「β」は、電気角で20度としている。つまり、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力との各位相差は、20度ということとなり、「λ1」は、20度となる。したがって、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差が、40度となるようにすれば、トルクリプルを抑制することができるといえる。 In this embodiment, the current phase difference "β" between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 is set to an electrical angle of 20 degrees. In other words, the phase difference between the magnetomotive force of the coil bodies Ub, Vb, and Wb relative to the magnetomotive force of the coil bodies Ua, Va, and Wa is 20 degrees, and "λ1" is 20 degrees. Therefore, it can be said that torque ripple can be suppressed by ensuring that the phase difference between the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, and Wc relative to the magnetomotive force of the coil bodies Ua, Va, and Wa is 40 degrees.

つまり、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力との各位相差と、コイル体Ub,Vb,Wbの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差とを、それぞれ20度となるようにすればよい。なお、位相差は、20度が望ましいが、20度を含む所定の位相範囲(例えば、15~25度の範囲)としてもよく、この場合でもトルクリプルの抑制効果を得ることができる。 In other words, the phase difference between the magnetomotive force of coil bodies Ub, Vb, and Wb relative to the magnetomotive force of coil bodies Ua, Va, and Wa, and the phase difference between the magnetomotive force of coil bodies Uc, Vc, and Wc relative to the magnetomotive force of coil bodies Ub, Vb, and Wb, should each be 20 degrees. While a phase difference of 20 degrees is desirable, it may also be within a predetermined phase range that includes 20 degrees (for example, a range of 15 to 25 degrees), and in this case, the torque ripple suppression effect can still be achieved.

そこで、本実施形態では、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差が40度となるように(コイル体Ub,Vb,Wbの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差が20度となるように)、各第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線により発生する起磁力と第2の固定子巻線32bの部分巻線により発生する起磁力との位相差が、電気角で40度となるように設定されている。なお、40度とすることが好ましいが、32~48度の範囲内で変更してもよい。また、以下では、各第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線に対して、第2の固定子巻線32bの部分巻線の起磁力の位相差を、合算位相差と示す場合がある。 In this embodiment, the phase difference between the magnetomotive force generated by the partial winding of the first stator winding 32a wound around each third tooth and the magnetomotive force generated by the partial winding of the second stator winding 32b is set to 40 degrees electrical angle so that the phase difference between the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, and Wc relative to the magnetomotive force of the coil bodies Ua, Va, and Wa is 40 degrees (so that the phase difference between the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, and Wc relative to the magnetomotive force of the coil bodies Ub, Vb, and Wb is 20 degrees). While 40 degrees is preferable, this may be changed within a range of 32 to 48 degrees. In the following, the phase difference between the magnetomotive force of the partial winding of the second stator winding 32b relative to the partial winding of the first stator winding 32a wound around each third tooth may be referred to as the total phase difference.

第3ティースであるティースT9に設けられるコイル体Ucを例示して、起磁力の合算について詳しく説明する。図2及び図4に示すように、ティースT9に設けられるコイル体Ucは、部分巻線-W12/+U22により構成されている。部分巻線-W12の起磁力Fw1bと、部分巻線+U22の起磁力Fu2aは、数式(10)(3)に示すとおりである。これらをベクトル図で表すと、図8のようになる。そして、部分巻線-W12の起磁力Fw1bと部分巻線+U22の起磁力Fu2aとを合算すると、数式(17)に示すようになる。
The sum of magnetomotive forces will be described in detail below, taking the coil body Uc provided on the third tooth, tooth T9, as an example. As shown in Figures 2 and 4, the coil body Uc provided on tooth T9 is composed of partial windings -W12/+U22. The magnetomotive force Fw1b of the partial winding -W12 and the magnetomotive force Fu2a of the partial winding +U22 are as shown in equations (10) and (3). These are represented by a vector diagram as shown in Figure 8. The sum of the magnetomotive force Fw1b of the partial winding -W12 and the magnetomotive force Fu2a of the partial winding +U22 is then obtained as shown in equation (17).

なお、数式(17)では、部分巻線-W12の巻回数と、部分巻線+U22の巻回数は、共にNとしている。数式(17)に示すように、ティースT9に部分巻線-W12及び部分巻線+U22を巻回することにより、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対して位相差(合算位相差)が40度となるコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力を実現することができる。 In equation (17), the number of turns of the partial winding -W12 and the number of turns of the partial winding +U22 are both N. As shown in equation (17), by winding the partial winding -W12 and the partial winding +U22 around tooth T9, it is possible to achieve magnetomotive forces of coil bodies Uc, Vc, and Wc with a phase difference (combined phase difference) of 40 degrees relative to the magnetomotive forces of coil bodies Ua, Va, and Wa.

ところで、数式(17)に示すように、起磁力は、部分巻線の巻回数に比例している。このため、各部分巻線の巻回数を適切に設定しなければ、各コイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcとの間で、起磁力の振幅が揃わなくなる。つまり、数式(13)、(14)において、定数「Ta」「Tb」「Tc」にばらつきが生じることとなる。起磁力の振幅が揃っていない場合、トルクリプルのキャンセル効果が低減してしまう。したがって、各コイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcの起磁力の振幅が所定の振幅範囲内となるように各巻回数を設定することが望ましい。 As shown in equation (17), the magnetomotive force is proportional to the number of turns of the partial winding. Therefore, if the number of turns of each partial winding is not set appropriately, the amplitude of the magnetomotive force will not be uniform among the coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc. This means that variations will occur in the constants "Ta," "Tb," and "Tc" in equations (13) and (14). If the amplitudes of the magnetomotive forces are not uniform, the torque ripple cancellation effect will be reduced. Therefore, it is desirable to set the number of turns of each coil body Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc so that the amplitude of the magnetomotive force is within a specified amplitude range.

そこで、本実施形態では、コイル体Ua,Va,Waの起磁力と、コイル体Ub,Vb,Wbの起磁力とを揃えるため、コイル体Ua,Va,Wa及びコイル体Ub,Vb,Wbの巻回数を共に同じ巻回数「Na」とする。 In this embodiment, therefore, to align the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, and Wa with those of the coil bodies Ub, Vb, and Wb, the number of turns of the coil bodies Ua, Va, and Wa and the coil bodies Ub, Vb, and Wb is set to the same number of turns, "Na."

また、各相のコイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcの起磁力が同程度となるように、各第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの巻回数、及び第2の固定子巻線32bの巻回数が設定されている。 In addition, the number of turns of the first stator winding 32a and the second stator winding 32b wound around each third tooth is set so that the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc of each phase are approximately the same.

具体的には、第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの巻回数、及び第2の固定子巻線32bの巻回数を「Nb」とする場合に、1.8≦Na/Nb≦2.0の関係を満たすように、巻回数「Na」及び「Nb」が設定されている。Na/Nbが1.88に近づくような値となることが好ましく、本実施形態では、Na:Nbを19:10の比率(Na/Nbが1.9)となるように巻回数を設定している。 Specifically, if the number of turns of the first stator winding 32a wound around the third tooth and the number of turns of the second stator winding 32b are "Nb," the numbers of turns "Na" and "Nb" are set to satisfy the relationship 1.8≦Na/Nb≦2.0. It is preferable for Na/Nb to be close to 1.88, and in this embodiment, the numbers of turns are set so that the ratio Na:Nb is 19:10 (Na/Nb is 1.9).

ところで、上述したように、各ティースT1~T18に導線を巻回して、各部分巻線を構成する場合、次のような問題が生じる可能性がある。すなわち、部分巻線同士を接続する渡り線や、インバータ回路51,52に接続される各引出線、及び中性点に接続される接続線等、導線が軸方向における固定子30の端部において積み重なり、それらの配線や接続が難しくなったりするなどの問題が生じることが考えられる。 However, as mentioned above, when winding wire around each tooth T1 to T18 to form each partial winding, the following problem may arise. Namely, wires such as the crossover wires connecting the partial windings, the lead wires connected to the inverter circuits 51 and 52, and the connection wire connected to the neutral point may pile up at the end of the stator 30 in the axial direction, making wiring and connection of these wires difficult.

そこで、本実施形態では、図9に示すように、ティースT1~T18の軸方向一方側(図9の上側)において、引出線A1,A2,B1,B2,C1,C2を介して、固定子巻線32a,32bとインバータ回路51,52との接続が行われている。それとともに、一方側において中性点Q1,Q2が設けられており、各部分巻線+U12,-U14,-V11,+V13,-W12,+W14,+U22,-U24,-V22,+V24,+W21,-W23が接続されている。なお、図9は、固定子巻線32の周方向を図9の左右方向に展開した展開図である。 In this embodiment, as shown in Figure 9, the stator windings 32a, 32b are connected to the inverter circuits 51, 52 via lead wires A1, A2, B1, B2, C1, and C2 on one axial side of the teeth T1 to T18 (the upper side of Figure 9). Additionally, neutral points Q1, Q2 are provided on one side, and the partial windings +U12, -U14, -V11, +V13, -W12, +W14, +U22, -U24, -V22, +V24, +W21, and -W23 are connected to them. Note that Figure 9 is an exploded view in which the circumferential direction of the stator winding 32 is expanded left and right in Figure 9.

また、ティースT1~T18の軸方向他方側(図9の下側)において、第1ティースに巻回された第1の固定子巻線32aと第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aとの接続、及び第2ティースに巻回された第2の固定子巻線32bと第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bとの接続が行われている。 Furthermore, on the other axial side of teeth T1 to T18 (the lower side in Figure 9), the first stator winding 32a wound around the first tooth is connected to the first stator winding 32a wound around the third tooth, and the second stator winding 32b wound around the second tooth is connected to the second stator winding 32b wound around the third tooth.

例えば、図9に示すように、第1ティースとしてのティースT1に巻回された部分巻線+U11と、第3ティースとしてのティースT6に巻回された部分巻線+U12とが、渡り線100(破線で示す)を介して、他方側において接続されている。 For example, as shown in Figure 9, the partial winding +U11 wound around tooth T1, which serves as the first tooth, and the partial winding +U12 wound around tooth T6, which serves as the third tooth, are connected on the other side via a crossover wire 100 (shown by a dashed line).

同様に、第2ティースとしてのティースT2に巻回された部分巻線+V21と、第3ティースとしてのティースT6に巻回された部分巻線-V22とが、渡り線100(破線で示す)を介して、他方側において接続されている。 Similarly, the partial winding +V21 wound around tooth T2, which serves as the second tooth, and the partial winding -V22 wound around tooth T6, which serves as the third tooth, are connected on the other side via a crossover wire 100 (shown by a dashed line).

以上、第1実施形態の構成によれば、以下の効果を有する。 As described above, the configuration of the first embodiment has the following advantages:

図9や図10に示すように、ティースT1~T18の軸方向一方側において、固定子巻線32a,32bとインバータ回路51,52との接続が行われているとともに、中性点Q1,Q2が設けられている。また、他方側において、第1ティースに巻回された第1の固定子巻線32aと第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aとの接続、及び第2ティースに巻回された第2の固定子巻線32bと第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bとの接続が行われている。これにより、図11の比較例に示すように、全ての接続が一方側(図11の上側)において行われる場合に比較して、配線を分散させることができ、接続や配線を容易に行うことができる。 As shown in Figures 9 and 10, the stator windings 32a, 32b are connected to the inverter circuits 51, 52 on one axial side of the teeth T1 to T18, and neutral points Q1, Q2 are also provided. Furthermore, on the other side, the first stator winding 32a wound around the first tooth is connected to the first stator winding 32a wound around the third tooth, and the second stator winding 32b wound around the second tooth is connected to the second stator winding 32b wound around the third tooth. This allows for more distributed wiring and simplifies connections and wiring compared to when all connections are made on one side (the upper side of Figure 11), as shown in the comparative example in Figure 11.

コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力の各位相差、及びコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差を、20度を含む所定の位相範囲内となるようにした。具体的には、第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線により発生する起磁力に対して、当該第3ティースに巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線により発生する起磁力の合算位相差が、32~48度の範囲内となるように設定した。なお、本実施形態では、40度となるように設定した。つまり、合算位相差が40度となるように設定した。これにより、数式(15)~(17)に示すように、トルクの6次又は12次高調波成分を打消し、トルクリプルを抑制することが可能となる。 The phase differences between the magnetomotive forces of the coil bodies Ub, Vb, and Wb relative to the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, and Wa, and the phase differences between the magnetomotive forces of the coil bodies Uc, Vc, and Wc relative to the magnetomotive forces of the coil bodies Ub, Vb, and Wb, are set within a predetermined phase range that includes 20 degrees. Specifically, the combined phase difference between the magnetomotive force generated by the partial winding of the second stator winding 32b wound around the third tooth and the magnetomotive force generated by the partial winding of the first stator winding 32a wound around the third tooth is set to be within a range of 32 to 48 degrees. In this embodiment, the combined phase difference is set to 40 degrees. In other words, the combined phase difference is set to 40 degrees. This cancels out the sixth- and twelfth-order harmonic components of the torque, suppressing torque ripple, as shown in equations (15) to (17).

コイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcの起磁力が所定の振幅範囲内(本実施形態では同程度)となるように、各部分巻線の巻回数を設定した。具体的には、第1ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの巻回数を巻回数「Na」とした場合、第2ティースに巻回される第2の固定子巻線32bの巻回数を「Na」とした。そして、第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの巻回数、及び第2の固定子巻線32bの巻回数をそれぞれ「Nb」とする場合に、1.8≦Na/Nb≦2.0の関係を満たすように、各巻回数を設定した。本実施形態では、Na:Nbを19:10の比率(Na/Nbが1.9)となるように巻回数を設定した。これにより、コイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcの起磁力の振幅を同程度にすることができ、トルクリプルを抑制することができる。 The number of turns of each partial winding was set so that the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc are within a predetermined amplitude range (approximately the same in this embodiment). Specifically, if the number of turns of the first stator winding 32a wound around the first teeth is designated "Na," the number of turns of the second stator winding 32b wound around the second teeth is also designated "Na." Furthermore, if the number of turns of the first stator winding 32a wound around the third teeth and the number of turns of the second stator winding 32b are designated "Nb," the number of turns of each partial winding was set to satisfy the relationship 1.8≦Na/Nb≦2.0. In this embodiment, the number of turns was set so that the ratio Na:Nb was 19:10 (Na/Nb was 1.9). This allows the amplitudes of the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc to be approximately the same, thereby suppressing torque ripple.

モータ10は、磁極数を「14」とし、スロット35の数を「18」とした。すなわち、磁極数を(18±4)×m(mは1以上の整数)とし、かつ、スロット数を18×mとした。これにより、軸心を中心として、電磁力のバランスを取ることができる。 The motor 10 has 14 magnetic poles and 18 slots 35. That is, the number of magnetic poles is (18±4) x m (m is an integer greater than or equal to 1), and the number of slots is 18 x m. This allows the electromagnetic force to be balanced around the axis.

図12に基づいて詳しく説明する。図12(a)は、各ティースT1~T18により発生する電磁力と、モータ10の機械角との関係を示す図である。図12(b)は、回転軸11を中心とした場合において、図12(a)に示す電磁力の変動を周方向に沿って示したものである。 This will be explained in detail based on Figure 12. Figure 12(a) shows the relationship between the electromagnetic force generated by each tooth T1 to T18 and the mechanical angle of the motor 10. Figure 12(b) shows the fluctuations in the electromagnetic force shown in Figure 12(a) along the circumferential direction when the rotating shaft 11 is the center.

図4に示すように、U相のコイル体Ua,Ub,Ucが約90度間隔で配置されている。V相のコイル体Va,Vb,Vc及びW相のコイル体Wa,Wb,Wcも同様である。このため、図12に示すように、電磁力のバランスが良くなる。したがって、電磁力がどこかに偏ることがなくなり、トルク変動を抑え、振動や騒音を抑制することができる。 As shown in Figure 4, the U-phase coil bodies Ua, Ub, and Uc are arranged at approximately 90-degree intervals. The same is true for the V-phase coil bodies Va, Vb, and Vc and the W-phase coil bodies Wa, Wb, and Wc. This results in a good balance of electromagnetic force, as shown in Figure 12. This prevents the electromagnetic force from being biased in any particular area, suppressing torque fluctuations and reducing vibration and noise.

図6に示すように、引出線A1,B1,C1,A2,B2,C2は、回転軸11の軸心を中心として各相が対称となるように配置されている。これにより、引出線A1,B1,C1,A2,B2,C2から発生する漏れ磁束をバランスさせ、打ち消すことができるため、角度センサ12の検出誤差を抑制することができる。 As shown in Figure 6, lead wires A1, B1, C1, A2, B2, and C2 are arranged so that each phase is symmetrical around the axis of the rotating shaft 11. This allows the leakage magnetic flux generated from lead wires A1, B1, C1, A2, B2, and C2 to be balanced and canceled out, thereby suppressing detection errors in the angle sensor 12.

第1ティースに巻回された第1の固定子巻線32aと第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aは、連続線である導線により形成されている。同様に、第1ティースに巻回された第2の固定子巻線32bと第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bは、連続線である導線により形成されている。これにより、バスバーなどを使用する場合に比較して、部品点数の増加を抑制することができる。また、部分巻線と、バスバーとの接続などの手間を省き、製造工程の増加を抑制することができる。 The first stator winding 32a wound around the first tooth and the first stator winding 32a wound around the third tooth are formed from continuous conductor wire. Similarly, the second stator winding 32b wound around the first tooth and the second stator winding 32b wound around the third tooth are formed from continuous conductor wire. This makes it possible to reduce the number of parts compared to when bus bars or other components are used. It also eliminates the need for connecting the partial windings to the bus bars, reducing the number of manufacturing processes.

(第2実施形態)
上記第1実施形態の構成の一部を以下のように変更してもよい。第2実施形態では、配線方法を変更している。具体的には、図13及び図14に示すように、変更している。
Second Embodiment
The configuration of the first embodiment may be partially modified as follows: In the second embodiment, the wiring method is modified. Specifically, the modification is made as shown in FIGS. 13 and 14.

すなわち、渡り線100を介して直列接続される部分巻線同士は、ひとつながりの導線を同じ方向に巻回することにより構成されている。また、図15(a)に示すように、直列接続される2つの部分巻線において、一方の部分巻線の周方向外側から巻き始められ、他方の部分巻線の周方向外側において巻き終わるように構成されている。また、直列接続される部分巻線同士を接続する渡り線100は、巻き始めとなる部分巻線の周方向外側から当該部分巻線の巻回方向に沿って引き出され、巻き終わりとなる部分巻線の周方向外側から当該部分巻線の巻回方向に沿って引き入れられている。つまり、一方の部分巻線から渡り線100を引き出す方向が、部分巻線の巻回方向と同じとなり、かつ他方の部分巻線に渡り線100を引き入れる方向が、部分巻線の巻回方向と同じとなるように、構成されている。また、渡り線100には、所定のテンションが付与されるように巻回されている。 In other words, the partial windings connected in series via the jumper wire 100 are constructed by winding a single continuous conductor in the same direction. Furthermore, as shown in Figure 15(a), the two partial windings connected in series are configured so that winding begins on the circumferential outside of one partial winding and ends on the circumferential outside of the other partial winding. Furthermore, the jumper wire 100 connecting the partial windings connected in series is pulled out from the circumferential outside of the partial winding where winding begins in the winding direction of that partial winding, and pulled in from the circumferential outside of the partial winding where winding ends in the winding direction of that partial winding. In other words, the direction in which the jumper wire 100 is pulled out from one partial winding is the same as the winding direction of the partial winding, and the direction in which the jumper wire 100 is pulled into the other partial winding is the same as the winding direction of the partial winding. Furthermore, the jumper wire 100 is wound so that a predetermined tension is applied.

これにより、図15(a)に示すように、渡り線100に対して、所定のテンションを付加することが容易となる。例えば、図15(b)の比較例に示すように、一方の部分巻線の周方向内側から巻き始められ、他方の部分巻線の周方向内側において巻き終わると、渡り線100にテンションを付加しにくくなる。つまり、渡り線100は、巻き始めとなる部分巻線の周方向内側から引き出され、巻き終わりとなる部分巻線の周方向内側から引き入れられると、部分巻線がほどけやすく、渡り線100にテンションを付加しにくくなる。 This makes it easy to apply a predetermined tension to the crossover wire 100, as shown in Figure 15(a). For example, as shown in the comparative example in Figure 15(b), if winding starts from the circumferential inside of one partial winding and ends on the circumferential inside of the other partial winding, it becomes difficult to apply tension to the crossover wire 100. In other words, if the crossover wire 100 is pulled out from the circumferential inside of the partial winding where winding starts and pulled in from the circumferential inside of the partial winding where winding ends, the partial windings tend to unwind, making it difficult to apply tension to the crossover wire 100.

しかしながら、図15(a)に示すような第2実施形態の巻回方法では、そのようなことがない。これにより、導線を巻きやすく、巻き終わった部分巻線がほどけてしまうことを抑制することができる。 However, this does not occur with the winding method of the second embodiment, as shown in Figure 15(a). This makes it easier to wind the conductor and prevents the partial winding from unwinding after winding has finished.

(第3実施形態)
上記第2実施形態の構成の一部を以下のように変更してもよい。第3実施形態では、配線方法をさらに変更している。具体的には、図16及び図17に示すように、変更している。
(Third embodiment)
The configuration of the second embodiment may be partially modified as follows: In the third embodiment, the wiring method is further modified. Specifically, the modification is made as shown in FIGS. 16 and 17.

すなわち、第1の固定子巻線32aにおいて、第1方向に巻回される部分巻線+U11,+U12,+V12,+V13,+W13,+W14のうち、巻き始めとなる(第1のインバータ回路51に接続される)部分巻線+U12,+V13,+W14が、巻き終わりとなる部分巻線+U11,+V12,+W13に対して、周方向において一方側(例えば時計回り方向)に配置されるように構成されている。また、第1の固定子巻線32aにおいて、第2方向に巻回される部分巻線-U13,-U14,-V11,-V14,-W11,-W12のうち、巻き始めとなる(第2のインバータ回路52に接続される)部分巻線-U13,-V14,-W11が、巻き終わりとなる部分巻線-U14,-V11,-W12に対して、周方向において他方側(例えば、反時計回り方向)に配置されるように構成されている。第2の固定子巻線32bも同様である。 In other words, in the first stator winding 32a, of the partial windings +U11, +U12, +V12, +V13, +W13, and +W14 wound in the first direction, the partial windings +U12, +V13, and +W14 that form the start of the winding (connected to the first inverter circuit 51) are configured to be positioned on one side of the circumferential direction (e.g., clockwise) relative to the partial windings +U11, +V12, and +W13 that form the end of the winding. Furthermore, in the first stator winding 32a, of the partial windings -U13, -U14, -V11, -V14, -W11, and -W12 wound in the second direction, the partial windings -U13, -V14, and -W11 (connected to the second inverter circuit 52) that form the winding start are configured to be located on the other circumferential side (e.g., counterclockwise) of the partial windings -U14, -V11, and -W12 that form the winding end. The same is true for the second stator winding 32b.

これにより、第1の固定子巻線32aにおいて、第1方向に巻回されている部分巻線+U11,+U12,+V12,+V13,+W13,+W14は、互いに渡り線100が重ならないように配線されている。つまり、周方向において、直列接続されている部分巻線+U11,+U12,+V12,+V13,+W13,+W14の間に、第1の固定子巻線32aを構成する部分巻線であって、第1方向に巻回されている他の部分巻線+U11,+U12,+V12,+V13,+W13,+W14が、間に介在しないように構成している。 As a result, in the first stator winding 32a, the partial windings +U11, +U12, +V12, +V13, +W13, and +W14 wound in the first direction are wired so that their crossover wires 100 do not overlap each other. In other words, the partial windings +U11, +U12, +V12, +V13, +W13, and +W14 that make up the first stator winding 32a and are wound in the first direction are not interposed between the partial windings +U11, +U12, +V12, +V13, +W13, and +W14 that are connected in series in the circumferential direction.

また、第1の固定子巻線32aにおいて、第2方向に巻回されている部分巻線-U13,-U14,-V11,-V14,-W11,-W13は、互いに渡り線100が重ならないように配線されている。つまり、周方向において、直列接続されている部分巻線-U13,-U14,-V11,-V14,-W11,-W13の間に、第1の固定子巻線32aを構成する部分巻線であって、第2方向に巻回されている他の部分巻線-U13,-U14,-V11,-V14,-W11,-W13が、間に介在しないように構成している。第2の固定子巻線32bも同様である。 Furthermore, in the first stator winding 32a, the partial windings -U13, -U14, -V11, -V14, -W11, and -W13 wound in the second direction are wired so that their crossover wires 100 do not overlap one another. In other words, the partial windings -U13, -U14, -V11, -V14, -W11, and -W13 that make up the first stator winding 32a and are wound in the second direction are not interposed between the partial windings -U13, -U14, -V11, -V14, -W11, and -W13 that are connected in series in the circumferential direction. The same applies to the second stator winding 32b.

以上により、第3実施形態では、渡り線100の重なりを第2実施形態に比較して少なくすることができる。よって、接続処理が簡単となり、また、軸方向における寸法を抑制することができる。 As a result, in the third embodiment, the overlap of the crossover wires 100 can be reduced compared to the second embodiment. This simplifies the connection process and reduces the axial dimension.

(第4実施形態)
第4実施形態では、第1~第3実施形態の構成の一部を変更している。第1~第3実施形態では、合算位相差を40度としたが、第4実施形態では、合算位相差を80度としている。すなわち、第4実施形態では、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差が80度となるように、各第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線により発生する起磁力に対して、第2の固定子巻線32bの部分巻線により発生する起磁力の合算位相差が、80度となるように設定されている。なお、80度とすることが好ましいが、電気角で72~88度の範囲内で変更してもよい。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, the configurations of the first to third embodiments are partially modified. In the first to third embodiments, the total phase difference is 40 degrees, but in the fourth embodiment, the total phase difference is 80 degrees. That is, in the fourth embodiment, the total phase difference between the magnetomotive force generated by the partial winding of the second stator winding 32b and the magnetomotive force generated by the partial winding of the first stator winding 32a wound around each third tooth is set to 80 degrees so that the phase difference between the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, and Wc and the magnetomotive force of the coil bodies Ua, Va, and Wa is 80 degrees. While 80 degrees is preferable, the total phase difference may be within a range of 72 to 88 electrical degrees.

このようにする場合、各相の部分巻線の配置は、図18及び図19に示すようになる。ここで、ティースT9に設けられるコイル体Ucを例示して、合算位相差が80度となることについて説明する。 When doing this, the partial winding arrangement for each phase will be as shown in Figures 18 and 19. Here, we will use the coil body Uc provided on tooth T9 as an example to explain how the combined phase difference is 80 degrees.

図18に示すように、ティースT9に設けられるコイル体Ucは、部分巻線+U12/-W22により構成されている。部分巻線+U12の起磁力Fu1aと、部分巻線-W22の起磁力Fw2bは、数式(1)(12)に示すとおりである。これらの起磁力をベクトル図で表すと、図20のようになる。そして、部分巻線+U12の起磁力Fu1aと部分巻線-W22の起磁力Fw2bとを合算すると、数式(18)に示すようになる。
As shown in Fig. 18, the coil body Uc provided on tooth T9 is composed of a partial winding +U12/-W22. The magnetomotive force Fu1a of the partial winding +U12 and the magnetomotive force Fw2b of the partial winding -W22 are as shown in equations (1) and (12). These magnetomotive forces can be expressed in a vector diagram as shown in Fig. 20. The magnetomotive force Fu1a of the partial winding +U12 and the magnetomotive force Fw2b of the partial winding -W22 are added together to obtain the result shown in equation (18).

なお、数式(18)では、部分巻線+U12の巻回数と、部分巻線-W22の巻回数は、共にNとしている。数式(18)に示すように、ティースT9に部分巻線+U12及び部分巻線-W22を巻回することにより、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対して位相差(合算位相差)が40度となるコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力を実現することができる。 In equation (18), the number of turns of the partial winding +U12 and the number of turns of the partial winding -W22 are both N. As shown in equation (18), by winding the partial winding +U12 and the partial winding -W22 around tooth T9, it is possible to achieve magnetomotive forces of coil bodies Uc, Vc, and Wc with a phase difference (combined phase difference) of 40 degrees relative to the magnetomotive forces of coil bodies Ua, Va, and Wa.

ところで、数式(18)に示すように、起磁力は、部分巻線の巻回数に比例している。このため、各部分巻線の巻回数を適切に設定しなければ、各コイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcとの間で、起磁力の振幅が揃わなくなる。 As shown in equation (18), the magnetomotive force is proportional to the number of turns of the partial winding. Therefore, if the number of turns of each partial winding is not set appropriately, the amplitude of the magnetomotive force will not be consistent between the coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc.

そこで、第4実施形態では、コイル体Ua,Va,Wa及びコイル体Ub,Vb,Wbの巻回数を共に同じ巻回数「Na」とし、第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの巻回数及び第2の固定子巻線32bの巻回数を「Nb」とする場合に、1.4≦Na/Nb≦1.6の関係を満たすように、巻回数「Na」及び「Nb」が設定されている。Na/Nbが1.53に近づくような値となることが好ましく、本実施形態では、Na:Nbを3:2の比率(Na/Nbが1.5)となるように巻回数を設定している。 In the fourth embodiment, the number of turns of the coil bodies Ua, Va, Wa and the coil bodies Ub, Vb, Wb are all the same, "Na," and the number of turns of the first stator winding 32a wound around the third teeth and the number of turns of the second stator winding 32b are "Nb." The numbers of turns "Na" and "Nb" are set to satisfy the relationship 1.4≦Na/Nb≦1.6. It is preferable for Na/Nb to be a value close to 1.53, and in this embodiment, the number of turns is set so that the ratio Na:Nb is 3:2 (Na/Nb is 1.5).

以上、第4実施形態の構成によれば、以下の効果を有する。 As described above, the configuration of the fourth embodiment has the following advantages:

コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力の各位相差、及びコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差を、20度を含む所定の位相範囲内となるようにした。具体的には、第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線により発生する起磁力に対して、当該第3ティースに巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線により発生する起磁力の合算位相差が、電気角で72~88度の範囲となるように設定した。本実施形態では、合算位相差が80度となるように設定した。これにより、数式(15)(16)(18)に示すように、トルクの6次又は12次高調波成分を打消し、トルクリプルを抑制することが可能となる。 The phase differences between the magnetomotive forces of the coil bodies Ub, Vb, and Wb relative to the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, and Wa, and the phase differences between the magnetomotive forces of the coil bodies Uc, Vc, and Wc relative to the magnetomotive forces of the coil bodies Ub, Vb, and Wb, are set within a predetermined phase range that includes 20 degrees. Specifically, the combined phase difference between the magnetomotive force generated by the partial winding of the second stator winding 32b wound around the third tooth relative to the magnetomotive force generated by the partial winding of the first stator winding 32a wound around the third tooth is set to be in the range of 72 to 88 electrical degrees. In this embodiment, the combined phase difference is set to 80 degrees. This cancels out the sixth- and twelfth-order harmonic components of the torque, suppressing torque ripple, as shown in equations (15), (16), and (18).

また、1.4≦Na/Nb≦1.6の関係を満たすように、各巻回数を設定した。本実施形態では、Na:Nbを3:2の比率(Na/Nbが1.5)となるように巻回数を設定した。これにより、コイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcの起磁力の振幅を同程度にすることができ、トルクリプルを抑制することができる。 The number of turns is set to satisfy the relationship 1.4≦Na/Nb≦1.6. In this embodiment, the number of turns is set so that the Na:Nb ratio is 3:2 (Na/Nb is 1.5). This allows the amplitudes of the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc to be approximately the same, thereby suppressing torque ripple.

モータ10は、磁極数を「14」とし、スロット35の数を「18」とした。すなわち、磁極数を(18±4)×m(mは1以上の整数)として、かつ、スロット数を18×mとした。これにより、第1~第3実施形態と同様に、軸心を中心として、電磁力のバランスを取ることができる。 The motor 10 has 14 magnetic poles and 18 slots 35. That is, the number of magnetic poles is (18±4) x m (m is an integer greater than or equal to 1), and the number of slots is 18 x m. This allows the electromagnetic force to be balanced around the axis, as in the first to third embodiments.

(第5実施形態)
第1~第4実施形態では、第1のインバータ回路51と、第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、電気角で20度としたが、第5実施形態では、40度としている。つまり、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力との各位相差は、40度ということとなる。
Fifth Embodiment
In the first to fourth embodiments, the current phase difference "β" between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 is set to an electrical angle of 20 degrees, but in the fifth embodiment, it is set to 40 degrees. In other words, the phase differences between the magnetomotive forces of the coil bodies Ub, Vb, and Wb and the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, and Wa are each 40 degrees.

このため、第5実施形態では、数式(13),(14)において、第1項は、コイル体Ua,Va,Waに基づく成分に対応し、第2項は、コイル体Uc,Vc,Wcに基づく成分に対応し、第3項は、コイル体Ub,Vb,Wbに基づく成分に対応する。 For this reason, in the fifth embodiment, in equations (13) and (14), the first term corresponds to the component based on the coil bodies Ua, Va, and Wa, the second term corresponds to the component based on the coil bodies Uc, Vc, and Wc, and the third term corresponds to the component based on the coil bodies Ub, Vb, and Wb.

そして、第5実施形態では、「λ1」は、U相においては、コイル体Uaの起磁力に対するコイル体Ucの起磁力の位相差を示し、V相においては、コイル体Vaの起磁力に対するコイル体Vcの起磁力の位相差を示し、W相においては、コイル体Waの起磁力に対するコイル体Wcの起磁力の位相差を示す。同様に、「λ2」は、U相においては、コイル体Uaの起磁力に対するコイル体Ubの起磁力の位相差を示し、V相においては、コイル体Vaの起磁力に対するコイル体Vbの起磁力の位相差を示し、W相においては、コイル体Waの起磁力に対するコイル体Wbの起磁力の位相差を示す。また、数式(13),(14)において、「Ta」は、コイル体Ua,Va,Waの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。「Tb」は、コイル体Uc,Vc,Wcの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。「Tc」は、コイル体Ub,Vb,Wbの巻回数や電流の振幅に比例する定数である。 In the fifth embodiment, "λ1" indicates the phase difference between the magnetomotive force of coil body Uc and the magnetomotive force of coil body Ua in the U phase; the phase difference between the magnetomotive force of coil body Vc and the magnetomotive force of coil body Va in the V phase; and the phase difference between the magnetomotive force of coil body Wc and the magnetomotive force of coil body Wa in the W phase. Similarly, "λ2" indicates the phase difference between the magnetomotive force of coil body Ub and the magnetomotive force of coil body Ua in the U phase; the phase difference between the magnetomotive force of coil body Vb and the magnetomotive force of coil body Va in the V phase; and the phase difference between the magnetomotive force of coil body Wb and the magnetomotive force of coil body Wa in the W phase. Furthermore, in equations (13) and (14), "Ta" is a constant proportional to the number of turns of coil bodies Ua, Va, and Wa and the amplitude of the current. "Tb" is a constant proportional to the number of turns of the coil bodies Uc, Vc, and Wc and the amplitude of the current. "Tc" is a constant proportional to the number of turns of the coil bodies Ub, Vb, and Wb and the amplitude of the current.

したがって、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差が、20度となるようにすれば、数式(15)、(16)により、トルクリプルを抑制することができるといえる。 Therefore, if the phase difference between the magnetomotive forces of the coil bodies Ua, Va, and Wa and the magnetomotive forces of the coil bodies Uc, Vc, and Wc is set to 20 degrees, it can be said that torque ripple can be suppressed according to equations (15) and (16).

つまり、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力との各位相差と、コイル体Uc,Vc,Wcの起磁力に対するコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力の各位相差とを、それぞれ20度となるようにすればよい。なお、位相差は、20度が望ましいが、20度を含む所定の位相範囲(例えば、15~25度の範囲)としてもよく、この場合でもトルクリプルの抑制効果を得ることができる。 In other words, the phase difference between the magnetomotive force of the coil bodies Ua, Va, Wa and the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, Wc, and the phase difference between the magnetomotive force of the coil bodies Ub, Vb, Wb and the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, Wc, should each be 20 degrees. While a phase difference of 20 degrees is desirable, it may also be within a predetermined phase range that includes 20 degrees (for example, a range of 15 to 25 degrees), and torque ripple suppression effects can still be achieved in this case.

そこで、第5実施形態では、各第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線により発生する起磁力と第2の固定子巻線32bの部分巻線により発生する起磁力との位相差が、電気角で72~88度の範囲となるように設定されている。つまり、合算位相差が電気角で72~88度の範囲となるように設定されている。第5実施形態でも第1実施形態と同様に、合算位相差を80度とすることが望ましい。 Therefore, in the fifth embodiment, the phase difference between the magnetomotive force generated by the partial winding of the first stator winding 32a wound around each third tooth and the magnetomotive force generated by the partial winding of the second stator winding 32b is set to be in the range of 72 to 88 electrical degrees. In other words, the total phase difference is set to be in the range of 72 to 88 electrical degrees. As with the first embodiment, in the fifth embodiment, it is desirable to set the total phase difference to 80 degrees.

具体的には、図21に示すように、各ティースT1~T18に、部分巻線を配置している。このように構成することにより、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力との各位相差と、コイル体Uc,Vc,Wcの起磁力に対するコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力の各位相差とを、それぞれ20度とすることができる。また、第1実施形態と同様に、コイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcの起磁力とを揃えるため、Na:Nbを3:2の比率(Na/Nbが1.5)となるように巻回数を設定している。なお、各部分巻線の接続態様は、第1~第3実施形態のいずれかと同様である。 Specifically, as shown in Figure 21, partial windings are arranged on each of teeth T1 to T18. This configuration allows the phase difference between the magnetomotive force of coil bodies Uc, Vc, and Wc relative to the magnetomotive force of coil bodies Ua, Va, and Wa, and the phase difference between the magnetomotive force of coil bodies Ub, Vb, and Wb relative to the magnetomotive force of coil bodies Uc, Vc, and Wc to be 20 degrees. Furthermore, as with the first embodiment, to align the magnetomotive forces of coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc, the number of turns is set so that the Na:Nb ratio is 3:2 (Na/Nb is 1.5). The connection of each partial winding is the same as in any of the first to third embodiments.

以上のように構成することにより、第5実施形態は、第1~第4実施形態と同様の効果を得ることができる。 By configuring as described above, the fifth embodiment can achieve the same effects as the first to fourth embodiments.

(第6実施形態)
第6実施形態では、インバータ回路51,52の電流位相差「β」を40度とするとともに、合算位相差を第5実施形態とは異なり、40度としている。つまり、各第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線により発生する起磁力と第2の固定子巻線32bの部分巻線により発生する起磁力との位相差を、40度となるように設定している。なお、40度とすることが好ましいが、32~48度の範囲内で変更してもよい。
Sixth Embodiment
In the sixth embodiment, the current phase difference "β" between the inverter circuits 51 and 52 is set to 40 degrees, and the total phase difference is set to 40 degrees, unlike in the fifth embodiment. In other words, the phase difference between the magnetomotive force generated by the partial winding of the first stator winding 32a wound around each third tooth and the magnetomotive force generated by the partial winding of the second stator winding 32b is set to 40 degrees. Note that, although 40 degrees is preferable, it may be changed within a range of 32 to 48 degrees.

具体的には、図22に示すように、各ティースT1~T18に、部分巻線を配置している。このように構成することにより、コイル体Ua,Va,Waの起磁力に対するコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力との各位相差と、コイル体Uc,Vc,Wcの起磁力に対するコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力の各位相差とを、それぞれ20度とすることができる。また、第2実施形態と同様の理由から、コイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcの起磁力とを揃えるため、Na:Nbを19:10の比率(Na/Nbが1.9)となるように巻回数を設定している。なお、各部分巻線の接続態様は、第1~第3実施形態のいずれかと同様である。 Specifically, as shown in FIG. 22, partial windings are arranged on each of teeth T1 to T18. This configuration allows the phase difference between the magnetomotive force of coil bodies Uc, Vc, and Wc relative to the magnetomotive force of coil bodies Ua, Va, and Wa, and the phase difference between the magnetomotive force of coil bodies Ub, Vb, and Wb relative to the magnetomotive force of coil bodies Uc, Vc, and Wc to be 20 degrees. Furthermore, for the same reasons as in the second embodiment, the number of turns is set so that the ratio Na:Nb is 19:10 (Na/Nb is 1.9) to align the magnetomotive forces of coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc. The connection of each partial winding is the same as in any of the first to third embodiments.

以上により、第6実施形態は、第1~第5実施形態と同様の効果を得ることができる。 As a result, the sixth embodiment can achieve the same effects as the first to fifth embodiments.

(他の実施形態)
・上記実施形態において、磁極数を「22」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「20度」とし、合算位相差を「80度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図23に示す。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 22, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 20 degrees, and the total phase difference may be 80 degrees. An example of the arrangement of partial windings in this case is shown in FIG. 23 .

この場合、図23に示すように、第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち一方に巻回される第1の固定子巻線32aと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT2に巻回された第1の固定子巻線32aの部分巻線-U12は、周方向に隣接する第1ティースであるティースT1に巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線+U11と接続することが可能となる。 In this case, as shown in Figure 23, the first stator winding 32a wound around the third tooth can be connected to the first stator winding 32a wound around one of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding -U12 of the first stator winding 32a wound around tooth T2, the third tooth, can be connected to the partial winding +U11 of the first stator winding 32a wound around tooth T1, the circumferentially adjacent first tooth.

同様に、第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち他方に巻回される第2の固定子巻線32bと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT2に巻回された第2の固定子巻線32bの部分巻線+W21は、周方向に隣接する第2ティースであるティースT3に巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線-W22と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット35間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。 Similarly, the second stator winding 32b wound around the third tooth can be connected to the second stator winding 32b wound around the other of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding +W21 of the second stator winding 32b wound around tooth T2, the third tooth, can be connected to the partial winding -W22 of the second stator winding 32b wound around tooth T3, the circumferentially adjacent second tooth. This allows the jumper wires connecting the slots 35 at the coil ends to be shorter, making connections easier and enabling miniaturization.

・上記実施形態において、磁極数を「22」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「20度」とし、合算位相差を「40度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図23に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 22, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 20 degrees, and the combined phase difference may be 40 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 23.

・上記実施形態において、磁極数を「22」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「40度」とし、合算位相差を「80度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図23に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 22, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 40 degrees, and the combined phase difference may be 80 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 23.

この場合、図23に示すように、第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち一方に巻回される第1の固定子巻線32aと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT3に巻回された第1の固定子巻線32aの部分巻線+V11は、周方向に隣接する第1ティースであるティースT4に巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線-V12と接続することが可能となる。 In this case, as shown in Figure 23, the first stator winding 32a wound around the third tooth can be connected to the first stator winding 32a wound around one of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding +V11 of the first stator winding 32a wound around tooth T3, the third tooth, can be connected to the partial winding -V12 of the first stator winding 32a wound around tooth T4, the circumferentially adjacent first tooth.

同様に、第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち他方に巻回される第2の固定子巻線32bと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT3に巻回された第2の固定子巻線32bの部分巻線+U22は、周方向に隣接する第2ティースであるティースT2に巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線-U21と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット35間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。 Similarly, the second stator winding 32b wound around the third tooth can be connected to the second stator winding 32b wound around the other of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding +U22 of the second stator winding 32b wound around tooth T3, the third tooth, can be connected to the partial winding -U21 of the second stator winding 32b wound around tooth T2, the circumferentially adjacent second tooth. This allows the jumper wires connecting the slots 35 at the coil ends to be shorter, making connections easier and enabling miniaturization.

・上記実施形態において、磁極数を「22」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「40度」とし、合算位相差を「40度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図23に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 22, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 40 degrees, and the combined phase difference may be 40 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 23.

・上記実施形態において、磁極数を「16」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「20度」とし、合算位相差を「80度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図24に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 16, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 20 degrees, and the combined phase difference may be 80 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 24.

この場合、図24に示すように、第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aを、周方向に2つ隣のティースT1~T18に巻回される第1の固定子巻線32aと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT2に巻回された第1の固定子巻線32aの部分巻線+V11は、周方向に2つ隣の第1ティースであるティースT4に巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線+V12と接続することが可能となる。 In this case, as shown in Figure 24, the first stator winding 32a wound around the third tooth can be connected to the first stator winding 32a wound around the teeth T1 to T18, which are two teeth adjacent in the circumferential direction. For example, in this example, the partial winding +V11 of the first stator winding 32a wound around tooth T2, the third tooth, can be connected to the partial winding +V12 of the first stator winding 32a wound around tooth T4, the first tooth, which is two teeth adjacent in the circumferential direction.

同様に、第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bを、周方向に2つ隣のティースT1~T18に巻回される第2の固定子巻線32bと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT2に巻回された第2の固定子巻線32bの部分巻線-U21は、周方向に2つ隣の第2ティースであるティースT18に巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線-U24と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット35間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。 Similarly, the second stator winding 32b wound around the third tooth can be connected to the second stator winding 32b wound around the teeth T1 to T18, which are two teeth adjacent in the circumferential direction. For example, in this example, partial winding U21 of the second stator winding 32b wound around tooth T2, the third tooth, can be connected to partial winding U24 of the second stator winding 32b wound around tooth T18, the second tooth adjacent in the circumferential direction. This allows the jumper wires connecting between slots 35 at the coil ends to be shorter, making connections easier and enabling miniaturization.

・上記実施形態において、磁極数を「16」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「20度」とし、合算位相差を「40度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図24に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 16, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 20 degrees, and the combined phase difference may be 40 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 24.

この場合、図24に示すように、第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち一方に巻回される第1の固定子巻線32aと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT2に巻回された第1の固定子巻線32aの部分巻線-U12は、周方向に隣接する第1ティースであるティースT1に巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線+U11と接続することが可能となる。 In this case, as shown in Figure 24, the first stator winding 32a wound around the third tooth can be connected to the first stator winding 32a wound around one of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding -U12 of the first stator winding 32a wound around tooth T2, the third tooth, can be connected to the partial winding +U11 of the first stator winding 32a wound around tooth T1, the circumferentially adjacent first tooth.

同様に、第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち他方に巻回される第2の固定子巻線32bと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT2に巻回された第2の固定子巻線32bの部分巻線+V21は、周方向に隣接する第2ティースであるティースT3に巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線-V22と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット35間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。 Similarly, the second stator winding 32b wound around the third tooth can be connected to the second stator winding 32b wound around the other of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding +V21 of the second stator winding 32b wound around tooth T2, the third tooth, can be connected to the partial winding -V22 of the second stator winding 32b wound around tooth T3, the circumferentially adjacent second tooth. This allows the jumper wires connecting the slots 35 at the coil ends to be shorter, making connections easier and enabling miniaturization.

・上記実施形態において、磁極数を「16」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「40度」とし、合算位相差を「80度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図24に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 16, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 40 degrees, and the combined phase difference may be 80 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 24.

この場合、図24に示すように、第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aを、周方向に2つ隣のティースT1~T18に巻回される第1の固定子巻線32aと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT3に巻回された第1の固定子巻線32aの部分巻線+U12は、周方向に2つ隣の第1ティースであるティースT1に巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線+U11と接続することが可能となる。 In this case, as shown in Figure 24, the first stator winding 32a wound around the third tooth can be connected to the first stator winding 32a wound around the teeth T1 to T18 that are two teeth adjacent in the circumferential direction. For example, in this example, the partial winding +U12 of the first stator winding 32a wound around tooth T3, the third tooth, can be connected to the partial winding +U11 of the first stator winding 32a wound around tooth T1, the first tooth that is two teeth adjacent in the circumferential direction.

同様に、第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bを、周方向に2つ隣のティースT1~T18に巻回される第2の固定子巻線32bと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT3に巻回された第2の固定子巻線32bの部分巻線+W21は、周方向に2つ隣の第2ティースであるティースT5に巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線+W22と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット35間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。 Similarly, the second stator winding 32b wound around the third tooth can be connected to the second stator winding 32b wound around the teeth T1 to T18 that are two teeth adjacent in the circumferential direction. For example, in this example, the partial winding +W21 of the second stator winding 32b wound around tooth T3, the third tooth, can be connected to the partial winding +W22 of the second stator winding 32b wound around tooth T5, the second tooth adjacent in the circumferential direction. This allows the jumper wires connecting between slots 35 at the coil ends to be shorter, making connections easier and enabling miniaturization.

・上記実施形態において、磁極数を「16」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「40度」とし、合算位相差を「40度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図24に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 16, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 40 degrees, and the combined phase difference may be 40 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 24.

この場合、図24に示すように、第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち一方に巻回される第1の固定子巻線32aと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT3に巻回された第1の固定子巻線32aの部分巻線-V11は、周方向に隣接する第1ティースであるティースT4に巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線+V12と接続することが可能となる。 In this case, as shown in Figure 24, the first stator winding 32a wound around the third tooth can be connected to the first stator winding 32a wound around one of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding -V11 of the first stator winding 32a wound around tooth T3, the third tooth, can be connected to the partial winding +V12 of the first stator winding 32a wound around tooth T4, the circumferentially adjacent first tooth.

同様に、第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち他方に巻回される第2の固定子巻線32bと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT3に巻回された第2の固定子巻線32bの部分巻線-V22は、周方向に隣接する第2ティースであるティースT2に巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線+V21と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット35間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。 Similarly, the second stator winding 32b wound around the third tooth can be connected to the second stator winding 32b wound around the other of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding -V22 of the second stator winding 32b wound around tooth T3, the third tooth, can be connected to the partial winding +V21 of the second stator winding 32b wound around tooth T2, the circumferentially adjacent second tooth. This allows the jumper wires connecting the slots 35 at the coil ends to be shorter, making connections easier and enabling miniaturization.

・上記実施形態において、磁極数を「20」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「20度」とし、合算位相差を「80度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図25に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 20, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 20 degrees, and the combined phase difference may be 80 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 25.

この場合、図25に示すように、第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aを、周方向に2つ隣のティースT1~T18に巻回される第1の固定子巻線32aと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT3に巻回された第1の固定子巻線32aの部分巻線+U12は、周方向に2つ隣の第1ティースであるティースT1に巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線+U11と接続することが可能となる。 In this case, as shown in Figure 25, the first stator winding 32a wound around the third tooth can be connected to the first stator winding 32a wound around the teeth T1 to T18 that are two teeth adjacent in the circumferential direction. For example, in this example, the partial winding +U12 of the first stator winding 32a wound around tooth T3, the third tooth, can be connected to the partial winding +U11 of the first stator winding 32a wound around tooth T1, the first tooth that is two teeth adjacent in the circumferential direction.

同様に、第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bを、周方向に2つ隣のティースT1~T18に巻回される第2の固定子巻線32bと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT3に巻回された第2の固定子巻線32bの部分巻線-W21は、周方向に2つ隣の第2ティースであるティースT5に巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線-W22と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット35間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。 Similarly, the second stator winding 32b wound around the third tooth can be connected to the second stator winding 32b wound around the teeth T1 to T18 that are two teeth adjacent in the circumferential direction. For example, in this example, partial winding -W21 of the second stator winding 32b wound around tooth T3, the third tooth, can be connected to partial winding -W22 of the second stator winding 32b wound around tooth T5, the second tooth adjacent in the circumferential direction. This allows the jumper wires connecting between slots 35 at the coil ends to be shorter, making connections easier and enabling miniaturization.

・上記実施形態において、磁極数を「20」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「20度」とし、合算位相差を「40度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図25に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 20, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 20 degrees, and the combined phase difference may be 40 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 25.

この場合、図25に示すように、第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち一方に巻回される第1の固定子巻線32aと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT3に巻回された第1の固定子巻線32aの部分巻線-W11は、周方向に隣接する第1ティースであるティースT4に巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線+W12と接続することが可能となる。 In this case, as shown in Figure 25, the first stator winding 32a wound around the third tooth can be connected to the first stator winding 32a wound around one of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding -W11 of the first stator winding 32a wound around tooth T3, the third tooth, can be connected to the partial winding +W12 of the first stator winding 32a wound around tooth T4, the circumferentially adjacent first tooth.

同様に、第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち他方に巻回される第2の固定子巻線32bと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT3に巻回された第2の固定子巻線32bの部分巻線+U22は、周方向に隣接する第2ティースであるティースT2に巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線-U21と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット35間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。 Similarly, the second stator winding 32b wound around the third tooth can be connected to the second stator winding 32b wound around the other of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding +U22 of the second stator winding 32b wound around tooth T3, the third tooth, can be connected to the partial winding -U21 of the second stator winding 32b wound around tooth T2, the circumferentially adjacent second tooth. This allows the jumper wires connecting the slots 35 at the coil ends to be shorter, making connections easier and enabling miniaturization.

・上記実施形態において、磁極数を「20」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「40度」とし、合算位相差を「80度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図25に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 20, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 40 degrees, and the combined phase difference may be 80 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 25.

この場合、図25に示すように、第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aを、周方向に2つ隣のティースT1~T18に巻回される第1の固定子巻線32aと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT2に巻回された第1の固定子巻線32aの部分巻線+W11は、周方向に2つ隣の第1ティースであるティースT4に巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線+W12と接続することが可能となる。 In this case, as shown in Figure 25, the first stator winding 32a wound around the third tooth can be connected to the first stator winding 32a wound around the teeth T1 to T18, which are two teeth adjacent in the circumferential direction. For example, in this example, the partial winding +W11 of the first stator winding 32a wound around tooth T2, the third tooth, can be connected to the partial winding +W12 of the first stator winding 32a wound around tooth T4, the first tooth, which is two teeth adjacent in the circumferential direction.

同様に、第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bを、周方向に2つ隣のティースT1~T18に巻回される第2の固定子巻線32bと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT2に巻回された第2の固定子巻線32bの部分巻線+V21は、周方向に2つ隣の第2ティースであるティースT18に巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線+V24と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット35間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。 Similarly, the second stator winding 32b wound around the third tooth can be connected to the second stator winding 32b wound around the teeth T1 to T18, which are two teeth adjacent in the circumferential direction. For example, in this example, the partial winding +V21 of the second stator winding 32b wound around tooth T2, the third tooth, can be connected to the partial winding +V24 of the second stator winding 32b wound around tooth T18, the second tooth adjacent in the circumferential direction. This allows the jumper wires connecting the slots 35 at the coil ends to be shorter, making connections easier and enabling miniaturization.

・上記実施形態において、磁極数を「20」とし、スロット数を「18」とし、かつ、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」を、「40度」とし、合算位相差を「40度」としてもよい。この場合における部分巻線の配置の一例を図25に示す。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be 20, the number of slots may be 18, the current phase difference β between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 may be 40 degrees, and the combined phase difference may be 40 degrees. An example of the partial winding arrangement in this case is shown in Figure 25.

この場合、図25に示すように、第3ティースに巻回された第1の固定子巻線32aを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち一方に巻回される第1の固定子巻線32aと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT2に巻回された第1の固定子巻線32aの部分巻線-U12は、周方向に隣接する第1ティースであるティースT1に巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線+U11と接続することが可能となる。 In this case, as shown in Figure 25, the first stator winding 32a wound around the third tooth can be connected to the first stator winding 32a wound around one of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, the partial winding -U12 of the first stator winding 32a wound around tooth T2, the third tooth, can be connected to the partial winding +U11 of the first stator winding 32a wound around tooth T1, the circumferentially adjacent first tooth.

同様に、第3ティースに巻回された第2の固定子巻線32bを、周方向に隣接するティースT1~T18のうち他方に巻回される第2の固定子巻線32bと接続することが可能となる。例えば、この例における第3ティースであるティースT2に巻回された第2の固定子巻線32bの部分巻線-U21は、周方向に隣接する第2ティースであるティースT3に巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線-U22と接続することが可能となる。これにより、コイルエンドにおいて、スロット35間を接続するための渡り線を短くすることができ、接続が容易となり、また、小型化することが可能となる。 Similarly, the second stator winding 32b wound around the third tooth can be connected to the second stator winding 32b wound around the other of the circumferentially adjacent teeth T1 to T18. For example, in this example, partial winding-U21 of the second stator winding 32b wound around tooth T2, the third tooth, can be connected to partial winding-U22 of the second stator winding 32b wound around tooth T3, the circumferentially adjacent second tooth. This allows the jumper wires connecting the slots 35 at the coil ends to be shorter, making connections easier and enabling miniaturization.

・上記実施形態において、磁極数を(18±4)×m(mは1以上の整数)とし、かつ、スロット数が18×mとしてもよい。また、磁極数を(18±2)×n(nは1以上の整数)とし、かつ、スロット数を18×nとしてもよい。なお、磁極数を(18±4)×m(mは1以上の整数)とし、かつ、スロット数が18×mとした場合、図12において前述したように、90度間隔毎に、電磁力が大きくなるため、バランスを取ることができ、騒音、振動を抑制することができる。 - In the above embodiment, the number of magnetic poles may be (18±4)×m (m is an integer greater than or equal to 1) and the number of slots may be 18×m. Alternatively, the number of magnetic poles may be (18±2)×n (n is an integer greater than or equal to 1) and the number of slots may be 18×n. If the number of magnetic poles is (18±4)×m (m is an integer greater than or equal to 1) and the number of slots is 18×m, as described above in Figure 12, the electromagnetic force increases at 90-degree intervals, achieving balance and suppressing noise and vibration.

・上記実施形態において、第1のインバータ回路51と第2のインバータ回路52との電流位相差「β」は、「20度」又は「40度」であることが好ましいが、それぞれ15~25度の範囲、及び35~45度の範囲内で変更してもよい。 - In the above embodiment, the current phase difference "β" between the first inverter circuit 51 and the second inverter circuit 52 is preferably "20 degrees" or "40 degrees," but may be changed within the ranges of 15 to 25 degrees and 35 to 45 degrees, respectively.

・上記実施形態において、第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aと、第2の固定子巻線32bの合算位相差は、「40度」又は「80度」であることが好ましいが、それぞれ32~48度の範囲、及び72~88度の範囲内で変更してもよい。 - In the above embodiment, the combined phase difference between the first stator winding 32a and the second stator winding 32b wound around the third teeth is preferably 40 degrees or 80 degrees, but may be changed within the ranges of 32 to 48 degrees and 72 to 88 degrees, respectively.

・上記実施形態において、モータ10は、ラジアルギャップモータに限らず、例えば、アキシャルギャップモータでもよい。また、モータ10は、リラクタンスモータ、誘導モータであってもよい。 - In the above embodiment, the motor 10 is not limited to a radial gap motor and may be, for example, an axial gap motor. The motor 10 may also be a reluctance motor or an induction motor.

・上記実施形態及び上記変形例では、第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線により発生する起磁力と当該第3ティースに巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線により発生する起磁力との合算位相差(起磁力合算位相差)が所定の範囲内となるように設定することにより、トルクリプルを抑制した。この起磁力合算位相差の代わりに、第3ティースに巻回される第1の固定子巻線32aの部分巻線に流れる電流と当該第3ティースに巻回される第2の固定子巻線32bの部分巻線に流れる電流との合算位相差(電流合算位相差)を用いてもよい。 In the above embodiment and modified example, torque ripple is suppressed by setting the combined phase difference (magnetomotive force combined phase difference) between the magnetomotive force generated by the partial winding of the first stator winding 32a wound around the third tooth and the magnetomotive force generated by the partial winding of the second stator winding 32b wound around the third tooth to be within a predetermined range. Instead of this magnetomotive force combined phase difference, the combined phase difference (current combined phase difference) between the current flowing through the partial winding of the first stator winding 32a wound around the third tooth and the current flowing through the partial winding of the second stator winding 32b wound around the third tooth may be used.

なお、部分巻線に流れる電流の位相は、部分巻線の巻回方向により、位相が180度ずれることに留意する必要がある。つまり、同じU相の部分巻線であっても、「+」の部分巻線に流れる電流と、「-」の部分巻線に流れる電流とは位相を180度ずらして、合算する電流の位相差を考える必要がある。 It should be noted that the phase of the current flowing through the partial windings will be shifted by 180 degrees depending on the winding direction of the partial winding. In other words, even for the same U-phase partial winding, the current flowing through the "+" partial winding and the current flowing through the "-" partial winding will be shifted by 180 degrees in phase, and the phase difference of the combined currents must be considered.

例えば、インバータの電流位相差「β」が20度であり、U相の部分巻線であって、かつ、「+」の部分巻線に流れる電流の位相を基準の位相「θ」とする場合、V相の部分巻線であって、「-」の部分巻線に流れる電流の位相は、「θ-120(V相による位相のずれ)-20(電流位相差βに基づくずれ)-180(巻回方向による位相のずれ)」=「θ-320」となる。 For example, if the inverter current phase difference "β" is 20 degrees, and the phase of the current flowing through the U-phase partial winding and the "+" partial winding is the reference phase "θ," the phase of the current flowing through the V-phase partial winding and the "-" partial winding is "θ - 120 (phase shift due to V-phase) - 20 (shift based on current phase difference β) - 180 (phase shift due to winding direction)" = "θ - 320."

β…電流位相差、10…モータ、30…固定子、32…固定子巻線、32a…第1の固定子巻線、32b…第2の固定子巻線、40…回転子、51…第1のインバータ回路、52…第2のインバータ回路、T1~T18…ティース。 β...current phase difference, 10...motor, 30...stator, 32...stator winding, 32a...first stator winding, 32b...second stator winding, 40...rotor, 51...first inverter circuit, 52...second inverter circuit, T1 to T18...teeth.

Claims (15)

周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する回転子(40)と、多相の固定子巻線(32)、及び周方向に所定間隔で複数設けられ、前記固定子巻線が巻回されるティース(T1~T18)を有する固定子鉄心を有する固定子(30)と、を備える回転電機(10)において、
前記固定子巻線には、第1のインバータ(51)から3相の電流が供給される第1の固定子巻線(32a)と、第2のインバータ(52)から3相の電流が供給される第2の固定子巻線(32b)と、があり、
前記第1のインバータから供給される3相の電流と、前記第2のインバータから供給される3相の電流とは、それぞれ所定の電流位相差(β)を有し、
前記3相のうちU相の前記第1の固定子巻線が第1ティースに巻回されることにより形成されるU相のコイル体Uaと、
前記3相のうちV相の前記第1の固定子巻線が第1ティースに巻回されることにより形成されるV相のコイル体Vaと、
前記3相のうちW相の前記第1の固定子巻線が第1ティースに巻回されることにより形成されるW相のコイル体Waと、
前記U相の前記第2の固定子巻線が第2ティースに巻回されることにより形成されるU相のコイル体Ubと、
前記V相の前記第2の固定子巻線が第2ティースに巻回されることにより形成されるV相のコイル体Vbと、
前記W相の前記第2の固定子巻線が第2ティースに巻回されることにより形成されるW相のコイル体Wbと、
前記3相のうちいずれか1相の前記第1の固定子巻線及び前記3相のうちいずれか1相の前記第2の固定子巻線が第3ティースに巻回されることにより形成されるU相のコイル体Ucと、
前記3相のうちいずれか1相の前記第1の固定子巻線及び前記3相のうちいずれか1相の前記第2の固定子巻線が第3ティースに巻回されることにより形成されるV相のコイル体Vcと、
前記3相のうちいずれか1相の前記第1の固定子巻線及び前記3相のうちいずれか1相の前記第2の固定子巻線が第3ティースに巻回されることにより形成されるW相のコイル体Wcと、を備え、
各相のコイル体Ua,Va,Waの起磁力に対する各相のコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差と、各相のコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力に対する各相のコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力の各位相差と、が電気角で20度を含む所定の位相範囲内となるように、
又は、各相のコイル体Ua,Va,Waの起磁力に対する各相のコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力の各位相差と、各相のコイル体Ub,Vb,Wbの起磁力に対する各相のコイル体Uc,Vc,Wcの起磁力の各位相差と、が電気角で20度を含む所定の位相範囲内となるように、前記第3ティースに巻回される前記第1の固定子巻線の部分巻線により発生する起磁力と当該第3ティースに巻回される前記第2の固定子巻線の部分巻線により発生する起磁力との合算位相差、若しくは、前記第3ティースに巻回される前記第1の固定子巻線の部分巻線に流れる電流と当該第3ティースに巻回される前記第2の固定子巻線の部分巻線に流れる電流との合算位相差が設定されており、
軸方向の一方側において、前記固定子巻線と前記インバータとの接続が行われ、他方側において、前記第1ティースに巻回された前記第1の固定子巻線の部分巻線と前記第3ティースに巻回された前記第1の固定子巻線の部分巻線との接続、及び前記第1ティースに巻回された前記第2の固定子巻線の部分巻線と前記第3ティースに巻回された前記第2の固定子巻線の部分巻線との接続が行われており、
前記第3ティースに巻回される前記第1の固定子巻線の巻回方向と、その第3ティースに巻回される前記第2の固定子巻線の巻回方向とは異なる方向となっており、
軸方向の前記他方側において、前記第1の固定子巻線に接続される渡り線(100)と、前記第2の固定子巻線に接続される渡り線(100)は、前記第3ティースを中心とする周方向両側のスロット(35)から、それぞれ引き出されており、
前記第1ティースに巻回された前記第1の固定子巻線の部分巻線と前記第3ティースに巻回された前記第1の固定子巻線の部分巻線は、連続線により形成されているとともに、前記第1ティースに巻回された前記第2の固定子巻線の部分巻線と前記第3ティースに巻回された前記第2の固定子巻線の部分巻線は、連続線により形成され、
直列接続される部分巻線同士は、それぞれ同じ方向に巻回されており、
直列接続される前記部分巻線同士を接続する渡り線は、巻き始めとなる部分巻線の周方向外側から当該部分巻線の巻回方向に沿って引き出され、巻き終わりとなる部分巻線の周方向外側から当該部分巻線の巻回方向に沿って引き入れられ、かつ、所定のテンションが付与されており、
前記第1の固定子巻線において、第1方向に巻回される部分巻線のうち、前記第1のインバータに接続されて巻き始めとなる部分巻線が、巻き終わりとなる部分巻線に対して、周方向において一方側に配置され、前記第1の固定子巻線において、第2方向に巻回される部分巻線のうち、前記第2のインバータに接続されて巻き始めとなる部分巻線が、巻き終わりとなる部分巻線に対して、周方向において他方側に配置され、
周方向において、前記第1の固定子巻線のうち、第1方向に巻回され、かつ、直列接続されている部分巻線の間に、前記第1の固定子巻線を構成する部分巻線であって第1方向に巻回されている他の部分巻線が介在しないように配置され、
周方向において、前記第1の固定子巻線のうち、第2方向に巻回され、かつ、直列接続されている部分巻線の間に、前記第1の固定子巻線を構成する部分巻線であって第2方向に巻回されている他の部分巻線が介在しないように配置され、
前記第2の固定子巻線において、第1方向に巻回される部分巻線のうち、前記第1のインバータに接続されて巻き始めとなる部分巻線が、巻き終わりとなる部分巻線に対して、周方向において一方側に配置され、前記第2の固定子巻線において、第2方向に巻回される部分巻線のうち、前記第2のインバータに接続されて巻き始めとなる部分巻線が、巻き終わりとなる部分巻線に対して、周方向において他方側に配置され、
周方向において、前記第2の固定子巻線のうち、第1方向に巻回され、かつ、直列接続されている部分巻線の間に、前記第2の固定子巻線を構成する部分巻線であって第1方向に巻回されている他の部分巻線が介在しないように配置され、
周方向において、前記第2の固定子巻線のうち、第2方向に巻回され、かつ、直列接続されている部分巻線の間に、前記第2の固定子巻線を構成する部分巻線であって、第2方向に巻回されている他の部分巻線が介在しないように配置されている回転電機。
A rotating electric machine (10) including a rotor (40) having a plurality of magnetic poles whose polarities alternate in the circumferential direction, and a stator (30) having a stator core having a polyphase stator winding (32) and a plurality of teeth (T1 to T18) provided at predetermined intervals in the circumferential direction and around which the stator winding is wound,
The stator windings include a first stator winding (32a) to which a three-phase current is supplied from a first inverter (51) and a second stator winding (32b) to which a three-phase current is supplied from a second inverter (52),
the three-phase current supplied from the first inverter and the three-phase current supplied from the second inverter have a predetermined current phase difference (β),
a U-phase coil body Ua formed by winding the first stator winding of the U-phase among the three phases around a first tooth;
a V-phase coil body Va formed by winding the first stator winding of the V-phase among the three phases around a first tooth;
a W-phase coil body Wa formed by winding the first stator winding of the W-phase among the three phases around a first tooth;
a U-phase coil body Ub formed by winding the U-phase second stator winding around a second tooth;
a V-phase coil body Vb formed by winding the V-phase second stator winding around a second tooth;
a W-phase coil body Wb formed by winding the second stator winding of the W-phase around a second tooth;
a U-phase coil body Uc formed by winding the first stator winding of any one of the three phases and the second stator winding of any one of the three phases around a third tooth;
a V-phase coil body Vc formed by winding the first stator winding of any one of the three phases and the second stator winding of any one of the three phases around a third tooth;
a W-phase coil body Wc formed by winding the first stator winding of any one of the three phases and the second stator winding of any one of the three phases around a third tooth,
The phase differences of the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, Wc of each phase relative to the magnetomotive force of the coil bodies Ua, Va, Wa of each phase, and the phase differences of the magnetomotive force of the coil bodies Ub, Vb, Wb of each phase relative to the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, Wc of each phase are set within a predetermined phase range including 20 degrees in electrical angle,
Alternatively, a total phase difference between the magnetomotive force generated by the partial winding of the first stator winding wound on the third tooth and the magnetomotive force generated by the partial winding of the second stator winding wound on the third tooth, or a total phase difference between the current flowing in the partial winding of the first stator winding wound on the third tooth and the current flowing in the partial winding of the second stator winding wound on the third tooth, is set so that each phase difference between the magnetomotive force of the coil bodies Ub, Vb, Wb of each phase and the magnetomotive force of the coil bodies Ua, Va, Wa of each phase and each phase difference between the magnetomotive force of the coil bodies Uc, Vc, Wc of each phase and the magnetomotive force of the coil bodies Ub, Vb, Wb of each phase are within a predetermined phase range including 20 electrical degrees,
On one side in the axial direction, the stator winding is connected to the inverter, and on the other side, a partial winding of the first stator winding wound on the first teeth is connected to a partial winding of the first stator winding wound on the third teeth, and a partial winding of the second stator winding wound on the first teeth is connected to a partial winding of the second stator winding wound on the third teeth,
a winding direction of the first stator winding wound around the third teeth is different from a winding direction of the second stator winding wound around the third teeth,
On the other side in the axial direction, a crossover wire (100) connected to the first stator winding and a crossover wire (100) connected to the second stator winding are drawn out from slots (35) on both sides in the circumferential direction centered on the third tooth,
the partial winding of the first stator winding wound around the first teeth and the partial winding of the first stator winding wound around the third teeth are formed of a continuous wire, and the partial winding of the second stator winding wound around the first teeth and the partial winding of the second stator winding wound around the third teeth are also formed of a continuous wire,
The partial windings connected in series are wound in the same direction,
the crossover wires connecting the series-connected partial windings are pulled out from the circumferential outside of the partial winding at the winding start in the winding direction of the partial winding, and pulled in from the circumferential outside of the partial winding at the winding end in the winding direction of the partial winding, and a predetermined tension is applied to the crossover wires;
In the first stator winding, among the partial windings wound in a first direction, the partial winding connected to the first inverter and serving as a winding start is disposed on one side in the circumferential direction relative to the partial winding serving as a winding end, and in the first stator winding, among the partial windings wound in a second direction, the partial winding connected to the second inverter and serving as a winding start is disposed on the other side in the circumferential direction relative to the partial winding serving as a winding end,
the first stator winding is arranged in such a way that, in the circumferential direction, partial windings of the first stator winding that are wound in the first direction and connected in series are not interposed between partial windings, and other partial windings that are part of the first stator winding and are wound in the first direction,
the first stator winding is arranged in such a way that other partial windings that are wound in the second direction and that are part of the first stator winding are not interposed between partial windings that are wound in the second direction and are connected in series in the circumferential direction,
In the second stator winding, among the partial windings wound in a first direction, the partial winding connected to the first inverter and forming the winding start is disposed on one side in the circumferential direction relative to the partial winding forming the winding end, and in the second stator winding, among the partial windings wound in a second direction, the partial winding connected to the second inverter and forming the winding start is disposed on the other side in the circumferential direction relative to the partial winding forming the winding end,
the second stator winding is arranged in such a way that, in the circumferential direction, partial windings of the second stator winding that are wound in the first direction and connected in series are not interposed between partial windings of the second stator winding that are wound in the first direction, and
A rotating electric machine in which partial windings of the second stator winding that are wound in the second direction and connected in series are arranged in the circumferential direction so that other partial windings that are wound in the second direction and that constitute the second stator winding are not interposed between the partial windings.
各相のコイル体Ua,Va,Wa,Ub,Vb,Wb,Uc,Vc,Wcの起磁力が所定の振幅範囲内となるように、前記第1ティースに巻回される前記第1の固定子巻線の巻回数、又は前記第2ティースに巻回される前記第2の固定子巻線の巻回数に対して、前記第3ティースに巻回される前記第1の固定子巻線の巻回数及び前記第2の固定子巻線の巻回数を異ならせている請求項1に記載の回転電機。 2. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the number of turns of the first stator winding wound around the third teeth and the number of turns of the second stator winding wound around the third teeth are made different from the number of turns of the first stator winding wound around the first teeth or the number of turns of the second stator winding wound around the second teeth so that the magnetomotive force of the coil bodies Ua, Va, Wa, Ub, Vb, Wb, Uc, Vc, and Wc of each phase falls within a predetermined amplitude range. 前記合算位相差が、電気角で72~88度の範囲で設定されている請求項1又は2に記載の回転電機。 3. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the total phase difference is set in a range of 72 to 88 electrical degrees. 前記回転子の磁極数が(18±4)×m(mは1以上の整数)であって、かつ、前記ティース間のスロット数が18×mである請求項に記載の回転電機。 4. The rotating electric machine according to claim 3 , wherein the number of magnetic poles of the rotor is (18±4)×m (m is an integer of 1 or more), and the number of slots between the teeth is 18×m. 前記回転子の磁極数が(18±2)×n(nは1以上の整数)であって、かつ、前記ティース間のスロット数が18×nである請求項に記載の回転電機。 4. The rotating electric machine according to claim 3 , wherein the number of magnetic poles of the rotor is (18±2)×n (n is an integer of 1 or more), and the number of slots between the teeth is 18×n. 前記回転子の磁極数を「14」又は「22」とし、前記ティース間のスロット数を「18」とし、かつ、前記合算位相差を、電気角で80度とした請求項1又は2に記載の回転電機。 3. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the number of magnetic poles of the rotor is "14" or "22", the number of slots between the teeth is "18", and the total phase difference is 80 degrees in electrical angle. 前記回転子の磁極数を「16」又は「20」とし、前記ティース間のスロット数を「18」とし、かつ、前記合算位相差を、電気角で80度とした請求項1又は2に記載の回転電機。 3. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the number of magnetic poles of the rotor is "16" or "20", the number of slots between the teeth is "18", and the total phase difference is 80 degrees in electrical angle. 前記第1ティースに巻回される第1の固定子巻線の巻回数及び前記第2ティースに巻回される第2の固定子巻線の巻回数をそれぞれ「Na」とし、前記第3ティースに巻回される第1の固定子巻線の巻回数及び前記第3ティースに巻回される第2の固定子巻線の巻回数をそれぞれ「Nb」とする場合に、1.4≦Na/Nb≦1.6の関係を満たすように、各巻回数が設定されている請求項3~7のうちいずれか1項に記載の回転電機。 A rotating electric machine according to any one of claims 3 to 7, wherein the number of turns of the first stator winding wound around the first teeth and the number of turns of the second stator winding wound around the second teeth are each defined as "Na", and the number of turns of the first stator winding wound around the third teeth and the number of turns of the second stator winding wound around the third teeth are each defined as "Nb", and the number of turns of each is set to satisfy the relationship 1.4≦Na/Nb≦1.6. 前記合算位相差が、電気角で32~48度の範囲で設定されている請求項1又は2に記載の回転電機。 3. The rotating electric machine according to claim 1 , wherein the total phase difference is set in a range of 32 to 48 degrees in electrical angle. 前記回転子の磁極数が(18±4)×m(mは1以上の整数)であって、かつ、前記ティース間のスロット数が18×mである請求項に記載の回転電機。 10. The rotating electric machine according to claim 9 , wherein the number of magnetic poles of the rotor is (18±4)×m (m is an integer of 1 or more), and the number of slots between the teeth is 18×m. 前記回転子の磁極数が(18±2)×n(nは1以上の整数)であって、かつ、前記ティース間のスロット数が18×nである請求項に記載の回転電機。 10. The rotating electric machine according to claim 9 , wherein the number of magnetic poles of the rotor is (18±2)×n (n is an integer of 1 or more), and the number of slots between the teeth is 18×n. 前記回転子の磁極数を「16」又は「20」とし、前記ティース間のスロット数を「18」とし、かつ、前記合算位相差を、電気角で40度とした請求項1又は2に記載の回転電機。 3. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the number of magnetic poles of the rotor is "16" or "20", the number of slots between the teeth is "18", and the total phase difference is 40 degrees in electrical angle. 前記第1ティースに巻回される第1の固定子巻線の巻回数及び前記第2ティースに巻回される第2の固定子巻線の巻回数をそれぞれ「Na」とし、前記第3ティースに巻回される第1の固定子巻線の巻回数及び前記第3ティースに巻回される第2の固定子巻線の巻回数をそれぞれ「Nb」とする場合に、1.8≦Na/Nb≦2.0の関係を満たすように、各巻回数が設定されている請求項9~12のうちいずれか1項に記載の回転電機。 A rotating electric machine according to any one of claims 9 to 12, wherein the number of turns of the first stator winding wound around the first teeth and the number of turns of the second stator winding wound around the second teeth are each defined as "Na", and the number of turns of the first stator winding wound around the third teeth and the number of turns of the second stator winding wound around the third teeth are each defined as "Nb", and the number of turns of each is set to satisfy the relationship 1.8 Na/Nb≦2.0. 前記第1のインバータから供給される3相の電流と、前記第2のインバータから供給される3相の電流との電流位相差は、15~25度の範囲内、又は35~45度の範囲内で設定される請求項1~13のうちいずれか1項に記載の回転電機。 The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 13, wherein a current phase difference between the three-phase current supplied from the first inverter and the three-phase current supplied from the second inverter is set within a range of 15 to 25 degrees or a range of 35 to 45 degrees. 前記回転電機の回転軸(11)には、角度センサ(12)が設けられており、
前記第1のインバータに接続される前記第1の固定子巻線の引出線(A1,B1,C1)、及び前記第2のインバータに接続される前記第2の固定子巻線の引出線(A2,B2,C2)は、前記回転軸を中心として各相が対称となるように配置されている請求項1~14のうちいずれか1項に記載の回転電機。
An angle sensor (12) is provided on the rotating shaft (11) of the rotating electric machine,
A rotating electric machine according to any one of claims 1 to 14, wherein the lead wires (A1, B1, C1) of the first stator winding connected to the first inverter and the lead wires (A2, B2, C2) of the second stator winding connected to the second inverter are arranged so that each phase is symmetrical about the rotation axis.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011172430A (en) 2010-02-22 2011-09-01 Denso Corp Rotary electric machine and method of manufacturing the same
JP2011217478A (en) 2010-03-31 2011-10-27 Kokusan Denki Co Ltd Rotating electric machine, and manufacturing method thereof
WO2017073199A1 (en) 2015-10-28 2017-05-04 三菱電機株式会社 Rotating electric machine
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