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公開番号2025001551
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-08
出願番号2023101188
出願日2023-06-20
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,個人
主分類H02K 1/24 20060101AFI20241225BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】保持部材で発生する渦電流損失を低減できる回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機は、ステータ巻線を有するステータと、ロータ60と、界磁巻線と、保持部材90とを備えている。ロータ60は、ロータコア61と、ロータコア61から径方向に突出する主極部62とを有している。界磁巻線は、主極部62に巻回されている。保持部材90は、周方向に隣り合う主極部62の間に設けられるとともにロータ60に取り付けられ、ステータ側から界磁巻線を覆う。保持部材90は、金属材料で構成された板状部材が軸方向に積層されて構成されている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ステータ巻線（５２）を有するステータ（５０）と、
ロータコア（６１）、及び周方向に並ぶ磁極ごとに設けられるとともに前記ロータコアから前記ステータ側へと径方向に突出する主極部（６２，１６２，２６２Ａ，２６２Ｂ）を有するロータ（６０）と、
前記各主極部に巻回された界磁巻線（７０）と、
周方向に隣り合う前記主極部の間に設けられるとともに前記ロータに取り付けられ、前記ステータ側から前記界磁巻線を覆う保持部材（９０）と、
を備え、
前記保持部材は、金属材料で構成された板状部材（９１）が軸方向に積層されて構成されている、回転電機。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記界磁巻線は、電気的に直列接続された第１巻線部（７１ａ）及び第２巻線部（７１ｂ）を有し、
前記第１巻線部は、径方向において前記第２巻線部よりも前記ステータ側に配置されており、
前記保持部材は、
径方向において前記第１巻線部に対して前記ステータ側に設けられるとともに、前記ステータ側から前記第１巻線部を覆う第１プレート部（１００）と、
径方向において前記第１巻線部及び前記第２巻線部の間に設けられるとともに、前記ステータ側から前記第２巻線部を覆う第２プレート部（１１０）と、
周方向に隣り合う前記第１巻線部の間に設けられるとともに、径方向に延びて前記第１プレート部及び前記第２プレート部を連結する連結部（１２０）と、
を有し、
前記保持部材を構成する前記各板状部材のうち、前記第２プレート部の部分及び前記連結部の部分の少なくとも一方が溶接固定又はかしめ固定されて前記各板状部材が一体化されている、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ステータは、
バックヨーク（５１ａ）と、
周方向に並んで複数設けられてかつ前記バックヨークから径方向において前記ロータ側に突出するティース（５１ｂ）と、
を有し、
前記主極部（６２）の先端部のうち、周方向における両端部の少なくとも一方には、軸方向に延びる切欠（３００，３１０Ａ，３１０Ｂ）が形成されており、
前記ステータの１スロットピッチをβとし、前記切欠の周方向における幅をθｎｔとする場合、「１／３×β＜θｎｔ＜２／３×β」とされており、
前記主極部のうち前記切欠による欠損部分には、非磁性材料で構成された非磁性部（４００，５００）が設けられており、
前記主極部の先端部の周方向端部及び前記非磁性部には、周方向に凹む部分であって、前記第１プレート部の周方向端部が嵌め込まれる凹部（４０１，５０１）が設けられている、請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
「θｎｔ＝β／２」とされている、請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記主極部（６２）の先端部には、周方向両側に延びる鍔部（６５）が設けられており、
前記鍔部の周方向先端部のうち径方向において前記ロータコア側の部分は、周方向に凹む凹部（６６）とされており、
前記第１プレート部の周方向両端部のうち径方向において前記ロータコア側の部分には、周方向に延びる凸部（１０１）が設けられており、
前記凹部に前記凸部が当接して、かつ、前記鍔部の周方向先端部と前記凸部とが径方向において重なるように、前記保持部材が設けられている、請求項２に記載の回転電機。
【請求項６】
前記主極部は、第１主極部（２６２Ａ）及び第２主極部（２６２Ｂ）を有し、
前記第１主極部の先端部には、周方向において第１方向側に延びる第１長辺鍔部（２６５Ａ）と、周方向において前記第１方向とは逆方向の第２方向側に延びる第１短辺鍔部（２６６Ａ）と、が設けられおり、
前記第１長辺鍔部の周方向長さ寸法は、前記第１短辺鍔部の周方向長さ寸法よりも大きくなっており、
前記第２主極部の先端部には、周方向において前記第１方向側に延びる第２短辺鍔部（２６５Ｂ）と、周方向において前記第２方向側に延びる第２長辺鍔部（２６６Ｂ）と、が設けられており、
前記第２短辺鍔部の周方向長さ寸法は、前記第２長辺鍔部の周方向長さ寸法よりも短くなっており、
前記第１長辺鍔部の周方向先端と、前記第２短辺鍔部の周方向先端との周方向におけるずれ量をθｎｔとし、前記第１短辺鍔部の周方向先端と、前記第２長辺鍔部の周方向先端との周方向におけるずれ量をθｎｔとし、前記ステータの１スロットピッチをβとする場合、「１／３×β＜θｎｔ＜２／３×β」とされている、請求項２に記載の回転電機。
【請求項７】
「θｎｔ＝β／２」とされている、請求項６に記載の回転電機。
【請求項８】
前記主極部（１６２）のうち、径方向において前記ステータ側の部分である拡径部（１７０ａ）の周方向長さ寸法よりも、径方向において前記ロータコア側の部分である縮径部（１７０ｂ）の周方向長さ寸法が小さくなっており、
前記拡径部と前記縮径部との間の段差部（１６７）に前記第２プレート部の周方向両端部が支持されている、請求項２に記載の回転電機。
【請求項９】
前記ロータは、
前記第１巻線部及び前記第２巻線部の直列接続体に電気的に並列接続されたダイオード（８０）と、
前記第１巻線部又は前記第２巻線部のいずれかに電気的に並列接続されたコンデンサ（８１）と、
を有し、
前記界磁巻線に界磁電流を誘起させるための高調波電流が前記ステータ巻線に流れるように構成されている、請求項２～８のいずれか１項に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、巻線界磁型の回転電機に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
この種の回転電機としては、ステータ巻線を有するステータと、ロータと、界磁巻線とを備えるものが知られている。ロータは、ロータコアと、周方向に並ぶ磁極ごとに設けられるとともにロータコアからステータ側へと径方向に突出する主極部とを有している。界磁巻線は、各主極部に巻回されている。
【０００３】
回転電機は、保持部材を備えている。保持部材は、ステータ側から界磁巻線を覆っており、径方向における界磁巻線の移動を規制する。なお、このような回転電機は、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－４５９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステータ巻線への通電に伴い磁束が発生する。発生した磁束の一部は、漏れ磁束となり、保持部材と鎖交する。保持部材がアルミニウム等の金属材料で構成されている場合、保持部材に磁束が鎖交することにより、渦電流損失が発生する。
【０００６】
本開示は、保持部材で発生する渦電流損失を低減できる回転電機を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、ステータ巻線を有するステータと、
ロータコア、及び周方向に並ぶ磁極ごとに設けられるとともに前記ロータコアから前記ステータ側へと径方向に突出する主極部を有するロータと、
前記各主極部に巻回された界磁巻線と、
周方向に隣り合う前記主極部の間に設けられるとともに前記ロータに取り付けられ、前記ステータ側から前記界磁巻線を覆う保持部材と、
を備え、
前記保持部材は、金属材料で構成された板状部材が軸方向に積層されて構成されている。
【０００８】
板状部材の積層構造の保持部材によれば、板状部材の層間の電気的抵抗を増加させることができ、保持部材で発生する渦電流損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る回転電機の制御システムの全体構成図。
インバータ及びその周辺構成を示す図。
ロータ及びステータの横断面図。
ロータが備える電気回路を示す図。
ロータの横断面図。
保持部材の斜視図。
保持部材の溶接個所の一例を示す斜視図。
外側，内側プレート部で発生する渦電流損失の計算結果を示す図。
第２実施形態に係るロータの横断面図。
第３実施形態に係るロータの横断面図。
保持部材の斜視図。
第４実施形態に係るロータの横断面図。
ロータの横断面図。
主極部を周方向に展開した平面図。
第４実施形態の変形例に係る主極部を周方向に展開した平面図。
第５実施形態に係るロータの横断面図。
非磁性部材の斜視図。
非磁性部材の主極部への固定態様を示す斜視図。
第５実施形態の変形例に係る主極部を周方向に展開した平面図。
第５実施形態の変形例に係る非磁性部材の斜視図。
第６実施形態に係るロータの横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分及び／又は関連付けられる部分には同一の参照符号、又は百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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