旋转电机及其制造方法技术

定子绕组由（６Ｔ）的第１组和同样的（６Ｔ）的第２组构成，对应导线的粗Ｐ留出（２.Ｐ）的间隙，将第１组的（６Ｔ）的线圈缠绕到线圈框上。其次，如果第１组的缠绕结束，则在此折返，在间隙之间、邻接第１组的线圈，缠绕第２组的（６Ｔ）。之后，插入定子的定子铁芯的槽内，构成定子绕组。从而提供一种旋转电机及其制造方法，可提高对于逆变器的电涌电压的绝缘耐压性，且以与原来同等程度的外形尺寸可高出力化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，从节能观点，广泛采用逆变装置使旋转电机可变速运行。但是，有报告显示采用逆变装置驱动旋转电机的情况，由于逆变装置的动作而产生的急剧的电涌电压，在构成旋转电机的定子线圈的线圈间产生比原工频电源驱动时高的电压(例如，参照非专利文献1)。对于这样的问题，以往试图通过强化绝缘的方法或改善对电涌电压的线圈间电压分布的方法来解决。其中，前者强化绝缘的方法，减少由逆变装置施加电涌电压的定子线圈的圈数，加厚绝缘膜(例如，参照非专利文献2)。但是，用这样的方法，由于旋转电机的机械输出特性变化，故即使在强化绝缘的情况也有限。在改善后者的线圈间电压分布的方法中，从逆变装置的电涌电压作为问题之前，在高压电动机、高压发电机等高压旋转设备、高压变压器、电抗器等高压静止感应设备中，对雷电脉冲、真空断路器的开关电涌等高压急剧电涌电压进行了研究。例如，提出了由在用线圈间分布静电电容和线圈各部的对地分布静电电容形成的等价电路，近似电磁线圈，通过计算对于单位阶跃的电压分布，分析线圈间分布电压的方法(例如，参照非专利文献3)。此外，还提出了与线圈间分布静电电容相比，使线圈各部对地分布静电电容变小的设计，由此来降低线圈间电压分布。而且，还提出了在高压旋转电机中，从线圈的外部连接线圈间分布静电电容调整用的电容器，缓和线圈间分担电压的方法(例如，参照专利文献1)。另外，作为原有的旋转电机，如例如专利文献2中所记载的那样，可了解3相分布线圈。但是，原来在小于1kVrms的低压旋转电机中，没有实施对于上述逆变装置的急剧电涌电压的线圈间分担电压缓和对策。这是一般认为缘于因雷电电涌和开关电涌直接侵入低压旋转电机的可能性低，而且，在低压旋转电机中，由于使用了采用绝缘漆膜的单股线制作定子线圈，象高压旋转电机，采用使用平角导体的线圈框控制线圈间的分布静电电容和线圈各部对地分布静电电容是很困难的。而且，还被认为缘于因在不切断磁铁导线、一次缠绕多圈线圈的情况下，难以在中间连接线圈间分布静电电容调整用电容器。此外，作为用于使旋转电机高输出化的手段，考虑大电流、高电压2种。但是，为了流过大电流，需要加粗定子绕组的线径，若要得到期望的圈数(匝数)，则需要加大定子铁芯的开槽。其结果，产生旋转电机的体积大型化这一问题。与此相对应，在高电压时，由于施加到定子绕组上的电压高，故需要提高线圈间的绝缘耐压性。例如，考虑加厚被覆于铜等导体表面的绝缘材料(绝缘漆等)的膜厚度，以提高绝缘耐压性。但是，在这种情况下绕组太粗。其结果，产生旋转电机的体积大型化这一问题。这样，不论哪种手段，都会产生随着线圈规范的变化而引起旋转电机的体积大型化这一问题。专利文献1特开昭50-301号公报；专利文献2特开2002-51489号公报；非专利文献1电气学会技术报告第739号，p.14～20；非专利文献2电气学会旋转设备研究会资料RM-00-95；非专利文献3现代高压电工学，p.91～93，家田正之著，欧姆杂志社发行。
技术实现思路
本专利技术提供可不改变线圈规范便可提高线圈对电压的绝缘耐压的旋转电机。在此，本专利技术的特征在于多圈缠绕形成线圈导体，按照使安装在铁芯上的线圈的线圈导体间静电电容的总和变大，将线圈的线圈导体装在铁芯上。此外，本专利技术提供上述旋转电机的制造方法。而且，本专利技术提供不产生伴随绝缘强化的机械输出特性的变化，可降低对应急剧的逆变器电涌电压的向单位线圈的电压集中的旋转电机。在此，本专利技术的特征在于为使槽内缠绕开始的线圈导体和缠绕结束的线圈导体间的距离接近，优选在设线圈导体的直径为R时，使槽内缠绕开始的线圈导体和缠绕结束的线圈导体之间的距离在2R以内，使将多圈缠绕线圈导体构成的多个单位线圈装入定子铁芯的多个槽内。根据本专利技术，可将线圈导体间的静电电容做大。因此，利用本专利技术，不产生伴随绝缘强化的机械输出特性的变化，而可降低对应急剧的逆变器电涌电压的向单位线圈的电压集中。而且，本专利技术提供制造可降低对于急剧的逆变器电涌电压的、向单位线圈的电压集中的定子绕组的旋转电机的制造方法。在此，本专利技术的特征在于在制造将线圈导体缠绕于线圈框的单位线圈的情况下，为使缠绕开始的线圈导体和缠绕结束的线圈导体间的距离接近，优选是在设线圈导体的直径为R时，使缠绕开始的线圈导体和缠绕结束的线圈导体间的距离在2R以内，从线圈框的一部分到其它部分将线圈导体1往复以上往复缠绕在线圈框上，根据本专利技术，在将如上所述制作的单位线圈装入定子铁芯的多个槽内时，可得到上述旋转电机的线圈构成。因此，利用本专利技术，可制作可降低对应急剧的逆变器电涌电压的向单位线圈的电压集中的定子线圈。此外，本专利技术提供可降低在同相单位线圈的线圈端部间的接触部产生的电压的旋转电机。在此，本专利技术的特征在于将线圈导体多圈缠绕所构成的多个单位线圈串联连接构成串联电路，将多个串联电路并联连接构成线圈电路，连接多个线圈电路构成定子线圈，使构成1个串联电路的单位线圈数比构成1个线圈电路的串联电路的并联数大，优选大于3个以上单位线圈数。根据本专利技术，将伴随线圈导体间的电容耦合强化的单位线圈的线圈分担电压的降低部分还分担到其他单位线圈，可使各单位线圈的线圈分担电压平等化。因此，根据本专利技术可降低在同相单位线圈的线圈端部间的线圈触部产生的电压。专利技术效果根据本专利技术，为使线圈导体间静电电容的合成变大，由于将线圈的线圈导体装在铁芯上，故可不改变线圈的规范便可提高对于电压的线圈的绝缘耐压性。因此，根据本专利技术，可以与原来相同程度的体积达到旋转电机的高输出化。尤其适合由逆变装置驱动、由逆变装置对线圈施加过大的电涌电压的旋转电机。此外，根据本专利技术，由于不产生伴随绝缘强化的机械输出特性的变化、可降低对于急剧的逆变器电涌电压的向单位线圈的电压集中，故可提供耐逆变器电涌特性好的旋转电机。而且，根据本专利技术，由于可制作可降低对于急剧的逆变器电涌电压的、向单位线圈的电压集中的定子线圈，故可提供耐逆变器电涌特性优的旋转电机的制造方法。此外，根据本专利技术，因可降低在同相单位线圈的线圈端部间的接触部产生的电压，故在单位线圈的线圈端部间不必夹绝缘纸，故可提供可提高耐逆变器电涌特性的旋转电机。附图说明图1是表示本专利技术的实施例1的旋转电机的整体构成剖视图。图2是表示本专利技术的实施例1的旋转电机的整体构成剖视图。图3是表示本专利技术的实施例1的旋转电机中的定子绕组的接线图。图4是旋转电机中的定子绕组的简要电路图。图5是直交变换施加到定子绕组的电压波形图。图6定子绕组的等价电路图。图7向绕组施加脉冲电压时的对地电位en的说明图。图8是本专利技术的实施例1的旋转电机中的定子绕组的绕制方法说明图。图9本专利技术的实施例1的旋转电机中的定子绕组绕制时的线圈配置图。图10是原来定子绕组中的静电电容的说明图。图11是本专利技术的实施例1的旋转电机的定子绕组中的静电电容的说明图。图12是本专利技术的实施例1的旋转电机的定子绕组中的槽内线圈的配置图。图13是本专利技术的实施例2的旋转电机中的定子绕组的绕制方法说明图。图14是本专利技术的实施例2的旋转电机中的定子绕组绕制时的线圈配置图。图15是本专利技术的实施例3的旋转电机的定子绕组中的静电电容的说明图。图16是本专利技术的实施例3的旋转电机中的定子绕组绕制时的线圈配置图。图17是本专利技术的第4实施例，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机，是由：在定子铁芯的突极，３相定子绕组分别以分布缠绕方式缠绕的定子；和与对该定子相对、可旋转支持，并且在圆周方向以等间隔配置多个永久磁体的转子构成的旋转电机，其特征在于：上述定子绕组，将１个上述定子绕组分为Ｎ个组，并且设各组线圈数相同或大致相同，其中Ｎ＝２、３、４，将第１组线圈缠绕在线圈框上，留出对于导线粗Ｐ（（Ｎ－１）.Ｐ）的间隙进行缠绕，若上述第１组的缠绕结束，则在此折返，在上述间隙之间，邻接上述第１组的线圈，缠绕第２组的线圈，当Ｎ＝３以上时，进一步在该间隙中邻接前一组线圈缠绕下一组线圈，在排列为１层缠绕到线圈框上后，插入到上述定子的定子铁芯槽内，构成定子铁芯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安原隆，小泉孝行，武内良三，尾畑功治，小林秀光，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]