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公開番号2022014306
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-01-19
出願番号2020116575
出願日2020-07-06
発明の名称回転電機
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 3/28 20060101AFI20220112BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】振動や騒音を抑制することができる回転電機を提供すること。
【解決手段】回転電機10は、3相電流のうちU相の固定子巻線32が巻回されるとともに、V相の固定子巻線32が、前記U相の固定子巻線32の巻回数よりも少なく巻回されることにより、U相のコイル体Uaが設けられるティースT1を有する。また、U相の固定子巻線32が巻回されるとともに、W相の固定子巻線32が、前記U相の固定子巻線32の巻回数よりも少なく巻回されることにより、U相のコイル体Ubが設けられるティースT14を有する。また、U相の固定子巻線32と、W相の固定子巻線32とが、同様に巻回されることにより、U相のコイル体Ucが設けられるティースT9を有する。ティースT9に設けられるU相の同巻線U14+の起磁力と、ティースT9に設けられるW相の同巻線W26-の起磁力との位相差が、電気角で60度に設定されている。
【選択図】 図2
特許請求の範囲【請求項1】
周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する界磁部(40)と、多相の電機子巻線(32)を有する電機子(30)と、を備える回転電機(10)において、
前記電機子巻線には、インバータ(51)から3相の電流が供給され、
前記電機子は、
前記3相のうち第1相の前記電機子巻線が巻回されるとともに、第2相の前記電機子巻線が、当該第1相の前記電機子巻線の巻回数よりも少なく巻回されることにより、前記第1相のコイル体が設けられる第1ティースと、
前記3相のうち第1相の前記電機子巻線が巻回されるとともに、第3相の前記電機子巻線が、当該第1相の前記電機子巻線の巻回数よりも少なく巻回されることにより、前記第1相のコイル体が設けられる第2ティースと、
前記3相のうち第1相の前記電機子巻線と、第3相の前記電機子巻線とが、同様に巻回されることにより、前記第1相のコイル体が設けられる第3ティースと、を有し、
前記第3ティースに第1相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第1相の部分巻線の起磁力と、当該第3ティースに第3相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第3相の部分巻線の起磁力との位相差が、電気角で52度~68度の範囲内となるように設定されている回転電機。
続きを表示(約 2,200 文字)【請求項2】
前記第1ティースに第1相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第1相の部分巻線の起磁力と、当該第1ティースに第2相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第2相の部分巻線の起磁力との位相差が、電気角で52度~68度の範囲内となり、かつ、
前記第2ティースに第1相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第1相の部分巻線の起磁力と、当該第2ティースに第3相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第3相の部分巻線の起磁力との位相差が、電気角で52度~68度の範囲内となるように設定されている請求項1に記載の回転電機。
【請求項3】
前記第1ティース及び前記第2ティースに巻回される第1相の前記電機子巻線の巻回数をそれぞれ「Na」とし、前記第1ティースに巻回される第2相の前記電機子巻線の巻回数、並びに前記第2ティースに巻回される第3相の前記電機子巻線の巻回数をそれぞれ「Nb」とした場合、3.0≦Na/Nb≦6.0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1又は2に記載の回転電機。
【請求項4】
前記第1ティース及び前記第2ティースに巻回される第1相の前記電機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相の前記電機子巻線の巻回数、並びに前記第3ティースに巻回される第3相の前記電機子巻線の巻回数をそれぞれ「Nc」とした場合、1.4≦Na/Nc≦1.8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1~3のうちいずれか1項に記載の回転電機。
【請求項5】
周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する界磁部(40)と、多相の電機子巻線(32)を有する電機子(30)と、を備える回転電機(10)において、
前記電機子巻線には、インバータ(51)から3相の電流が供給され、
前記電機子は、
前記3相のうち第1相の前記電機子巻線が巻回される第1ティースと、
前記3相のうち第1相の前記電機子巻線が巻回されるとともに、第2相の前記電機子巻線が、当該第1相の前記電機子巻線の巻回数よりも少なく巻回される第2ティースと、
前記3相のうち第2相の前記電機子巻線が巻回されるとともに、第1相の前記電機子巻線が、当該第2相の前記電機子巻線の巻回数よりも少なく巻回される第3ティースと、を有し、
前記第2ティース又は前記第3ティースに対して、第1相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第1相の部分巻線の起磁力と、第2相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第2相の部分巻線の起磁力との位相差が、電気角で52度~68度の範囲内となるように設定されている回転電機。
【請求項6】
前記第2ティースに巻回される第1相の前記電機子巻線の巻回数と、前記第3ティースに巻回される第2相の前記電機子巻線の巻回数をそれぞれ「Nd」とし、前記第2ティースに巻回される第2相の前記電機子巻線の巻回数と、前記第3ティースに巻回される第1相の前記電機子巻線の巻回数をそれぞれ「Ne」とした場合、1.8≦Nd/Ne≦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5に記載の回転電機。
【請求項7】
前記第1ティースに巻回される第1相の前記電機子巻線の巻回数を「Nf」とし、前記第2ティースに巻回される第1相の前記電機子巻線の巻回数と、前記第3ティースに巻回される第2相の前記電機子巻線の巻回数をそれぞれ「Nd」とした場合、1.2≦Nf/Nd≦1.5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5又は6に記載の回転電機。
【請求項8】
周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する界磁部(40)と、多相の電機子巻線(32)を有する電機子(30)と、を備える回転電機(10)において、
前記電機子巻線には、インバータ(51)から3相の電流が供給され、
前記電機子は、
前記3相のうち第1相の前記電機子巻線が巻回される第1ティースと、
前記3相のうち第1相の前記電機子巻線が巻回される第2ティースと、
前記3相のうち第1相の前記電機子巻線と、第2相の前記電機子巻線とが、同様に巻回される第3ティースと、を有し、
前記第3ティースに第1相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第1相の部分巻線の起磁力と、当該第3ティースに第2相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第2相の部分巻線の起磁力との位相差が、電気角で52度~68度の範囲内となるように設定されている回転電機。
【請求項9】
前記第1ティース及び前記第2ティースに巻回される第1相の前記電機子巻線の巻回数をそれぞれ「Ng」とし、前記第3ティースに巻回される第1相の前記電機子巻線の巻回数、並びに前記第3ティースに巻回される第2相の前記電機子巻線の巻回数をそれぞれ「Nh」とした場合、1.5≦Ng/Nh≦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8に記載の回転電機。
【請求項10】
前記界磁部の磁極数が(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1~9のうちいずれか1項に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電機に関するものである。
続きを表示(約 1,800 文字)【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特許第5905176号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、振動や騒音を抑制することができる回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するための第1の手段は、周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する界磁部と、多相の電機子巻線を有する電機子と、を備える回転電機において、前記電機子巻線には、インバータから3相の電流が供給され、前記電機子は、前記3相のうち第1相の前記電機子巻線が巻回されるとともに、第2相の前記電機子巻線が、当該第1相の前記電機子巻線の巻回数よりも少なく巻回されることにより、前記第1相のコイル体が設けられる第1ティースと、前記3相のうち第1相の前記電機子巻線が巻回されるとともに、第3相の前記電機子巻線が、当該第1相の前記電機子巻線の巻回数よりも少なく巻回されることにより、前記第1相のコイル体が設けられる第2ティースと、前記3相のうち第1相の前記電機子巻線と、第3相の前記電機子巻線とが、同様に巻回されることにより、前記第1相のコイル体が設けられる第3ティースと、を有し、前記第3ティースに第1相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第1相の部分巻線の起磁力と、当該第3ティースに第3相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第3相の部分巻線の起磁力との位相差が、電気角で52度~68度の範囲内となるように設定されている。
【0009】
これにより、高調波成分を打ち消して、トルクリプルを抑制し、振動や騒音を抑制することができる。
【0010】
上記課題を解決するための第2の手段は、周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する界磁部と、多相の電機子巻線を有する電機子と、を備える回転電機において、前記電機子巻線には、インバータから3相の電流が供給され、前記電機子は、前記3相のうち第1相の前記電機子巻線が巻回される第1ティースと、前記3相のうち第1相の前記電機子巻線が巻回されるとともに、第2相の前記電機子巻線が、当該第1相の前記電機子巻線の巻回数よりも少なく巻回される第2ティースと、前記3相のうち第2相の前記電機子巻線が巻回されるとともに、第1相の前記電機子巻線が、当該第2相の前記電機子巻線の巻回数よりも少なく巻回される第3ティースと、を有し、前記第2ティース又は前記第3ティースに対して、第1相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第1相の部分巻線の起磁力と、第2相の前記電機子巻線が巻回されて設けられる第2相の部分巻線の起磁力との位相差が、電気角で52度~68度の範囲内となるように設定されている。
(【0011】以降は省略されています)

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