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公開番号2025015046
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023118125
出願日2023-07-20
発明の名称巻線界磁型回転電機
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 19/36 20060101AFI20250123BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】界磁巻線を構成する第1巻線部及び第2巻線部のうちステータ側となる第1巻線部での渦電流損を低減する。
【解決手段】巻線界磁型回転電機において、ロータ60は、磁極ごとに設けられた主極部62を有するロータコア61と、主極部62に巻回された界磁巻線70とを有する。界磁巻線70は、第1巻線部71a及び第2巻線部71bの直列接続体を有し、第1巻線部71aを径方向外側、第2巻線部71bを径方向内側にして、これら各巻線部71a,71bが各主極部62に巻回されている。第1巻線部71aは、コンデンサに直列接続されることにより直列共振回路を構成し、第2巻線部71bは、コンデンサに並列接続されることにより並列共振回路を構成する。第1巻線部71aの導体材料の体積抵抗率は、第2巻線部71bの導体材料の体積抵抗率よりも大きくなっている。
【選択図】図9
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、
周方向に並ぶ磁極ごとに設けられ径方向に突出する主極部（６２）を有するロータコア（６１）と、前記主極部に巻回された界磁巻線（７０）とを有するロータ（６０）と、を備え、
前記界磁巻線に界磁電流を誘起させるための高周波電流が前記ステータ巻線に流れる巻線界磁型回転電機（４０）であって、
前記界磁巻線は、第１巻線部（７１ａ）及び第２巻線部（７１ｂ）の直列接続体を有し、径方向において前記第１巻線部を前記ステータに近い側、前記第２巻線部を前記ステータから遠い側にして、これら各巻線部が前記各主極部に巻回されており、
前記第１巻線部は、コンデンサ（９１）に直列接続されることにより直列共振回路を構成し、前記第２巻線部は、前記コンデンサに並列接続されることにより並列共振回路を構成するものであり、
前記第１巻線部の導体材料の体積抵抗率が、前記第２巻線部の導体材料の体積抵抗率よりも大きい、巻線界磁型回転電機。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
前記ステータを径方向外側、前記ロータを径方向内側に配置したインナロータ構造の巻線界磁型回転電機であり、
前記第１巻線部の導体材料は、前記第２巻線部の導体材料よりも比重が小さい、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項３】
前記第１巻線部及び前記第２巻線部の少なくともいずれかの導線材は、複数の素線を束ねた束線である、請求項１又は２に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項４】
前記ステータを径方向外側、前記ロータを径方向内側に配置したインナロータ構造の巻線界磁型回転電機であり、
前記第１巻線部の導線材は、複数の素線を束ねた束線であり、前記第２巻線部の導線材は前記束線でない、請求項１又２に記載の巻線界磁型回転電機。
【請求項５】
前記第１巻線部及び前記第２巻線部は、各々の導線材が互いに接合されることで電気的に接続されるものであり、
前記第１巻線部及び前記第２巻線部における導線材どうしの接合部分は絶縁材により覆われている、請求項１又は２に記載の巻線界磁型回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、巻線界磁型回転電機に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
この種の巻線界磁型回転電機として、例えば特許文献１に記載の回転電機が知られている。この回転電機では、ロータにおいて、周方向に並ぶ磁極ごとの主極部（磁気突極部）に界磁巻線が巻回されており、ロータに対向配置されたステータの巻線（ステータ巻線）に流れる高調波電流により、界磁巻線に界磁電流が誘起されるものとなっている。また、界磁巻線は、第１巻線部及び第２巻線部の直列接続体を有し、径方向において第１巻線部をステータに近い側、第２巻線部をステータから遠い側にしてこれら各巻線部が主極部に巻回されるとともに、第１巻線部とコンデンサとにより直列共振回路が構成され、第２巻線部とコンデンサとにより並列共振回路が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－５４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成の巻線界磁型回転電機では、第１巻線部がステータに近い側、第２巻線部がステータから遠い側に配置されているため、第１巻線部において、ステータからの高周波励磁磁束の漏れ磁束が鎖交することで渦電流損が発生することが懸念される。第１巻線部で渦電流損が生じると、第１巻線部の温度が相対的に高くなる。そのため、第１巻線部に流れる通電電流が制限される等の不都合が生じることが懸念される。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、界磁巻線を構成する第１巻線部及び第２巻線部のうちステータ側となる第１巻線部での渦電流損を低減することができる巻線界磁型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】
【０００６】
本開示は、
ステータ巻線を有するステータと、
周方向に並ぶ磁極ごとに設けられ径方向に突出する主極部を有するロータコアと、前記主極部に巻回された界磁巻線とを有するロータと、を備え、
前記界磁巻線に界磁電流を誘起させるための高周波電流が前記ステータ巻線に流れる巻線界磁型回転電機であって、
前記界磁巻線は、第１巻線部及び第２巻線部の直列接続体を有し、径方向において前記第１巻線部を前記ステータに近い側、前記第２巻線部を前記ステータから遠い側にして、これら各巻線部が前記各主極部に巻回されており、
前記第１巻線部は、コンデンサに直列接続されることにより直列共振回路を構成し、前記第２巻線部は、前記コンデンサに並列接続されることにより並列共振回路を構成するものであり、
前記第１巻線部の導体材料の体積抵抗率が、前記第２巻線部の導体材料の体積抵抗率よりも大きい。
【０００７】
巻線界磁型回転電機のロータにおいて、界磁巻線として第１巻線部及び第２巻線部の直列接続体を有し、これら各巻線部とコンデンサとにより直列共振回路と並列共振回路とを形成するとともに、径方向において第１巻線部をステータに近い側、第２巻線部をステータから遠い側に配置する構成が考えられる。この場合、ステータに近い側である第１巻線部では、ステータからの高周波励磁磁束の漏れ磁束が鎖交することで渦電流損が発生することが懸念される。この点を鑑み、第１巻線部の導体材料の体積抵抗率を、第２巻線部の導体材料の体積抵抗率よりも大きくした。これにより、第１巻線部において漏れ磁束の影響を軽減できる。その結果、界磁巻線を構成する第１巻線部及び第２巻線部のうちステータ側となる第１巻線部での渦電流損を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
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。
ロータの全体の構成を示す斜視図。
ロータの分解斜視図。
ロータの縦断面図。
ロータ主部において、巻線ユニットを分解して示す斜視図。
ロータ主部の横断面図。
第１巻線部及び第２巻線部の各導線材を模式的に示す断面図。
ロータコアの各主極部に巻線部が巻装された状態を示す概略図。
各巻線部におけるコイル体の接続に関する構成を示す斜視図。
ロータの電気回路図。
導線材の断面図。
部品ホルダにおいてコイル体の導線端部どうしが接合された状態を示す縦断面図。
第１巻線部及び第２巻線部の各導線材を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示に係る回転電機を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。回転電機は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両において走行動力源として用いられる。
【００１０】
まず、図１を用いて、回転電機を備える制御システムについて説明する。制御システムは、直流電源１０、インバータ２０、制御装置３０及び回転電機４０を備えている。回転電機４０は、巻線界磁型の同期機である。例えば、回転電機４０、インバータ２０及び制御装置３０は機電一体型駆動装置として構成されていてもよいし、回転電機４０、インバータ２０及び制御装置３０それぞれが各コンポーネントで構成されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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