JP2013094030A - Armature coil and synchronous rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転機に用いる電機子コイル及びその電機子コイルを用いた同期回転機に関する。 The present invention relates to an armature coil used for a rotating machine and a synchronous rotating machine using the armature coil.
インバータ制御技術等の進展に伴い、同期回転機の一種であるブラシレスモータの用途は、エアコン等の民生機器から、電動自動車やハイブリッド自動車等さまざまな用途に拡大している。近年では、電動自動車等の輸送機器をはじめブラシレスモータに対しては、高出力であることが求められ、その高出力化に対応するため、いくつかのアプローチが考えられており、一部実用化されている。高出力化のアプローチのひとつは、高保磁力の永久磁石をロータマグネットに採用することである。しかしながら、モータの高出力化のためにロータマグネットとしてネオジムNdやサマリウムSm等のレアアースを大量に必要とするので、レアアースの供給不安が顕在化している。このため、レアアースレス化の研究も活発に行われており、ロータマグネットをなくした同期電動機、いわゆる同期リラクタンス電動機が検討されている(たとえば特許文献1)。 With the advancement of inverter control technology, the application of brushless motors, which are a type of synchronous rotating machine, is expanding from consumer equipment such as air conditioners to various uses such as electric cars and hybrid cars. In recent years, brushless motors, including transportation equipment such as electric vehicles, have been required to have high output, and several approaches have been considered in order to cope with the high output. Has been. One approach to higher output is to use a high coercivity permanent magnet for the rotor magnet. However, since a large amount of rare earth such as neodymium Nd or samarium Sm is required as a rotor magnet in order to increase the output of the motor, anxiety about supply of rare earth has become apparent. For this reason, research on the rare earth-less has been actively conducted, and a synchronous motor without a rotor magnet, a so-called synchronous reluctance motor has been studied (for example, Patent Document 1).
一方、同期電動機には、その原理上コギングトルクを発生し、振動や騒音の原因となるため、コギングトルクを低減したコアレス(スロットレス)電動機/発電機が実用化されている(たとえば特許文献2)。 On the other hand, a synchronous motor generates cogging torque in principle and causes vibration and noise. Therefore, a coreless (slotless) motor / generator with reduced cogging torque has been put into practical use (for example, Patent Document 2). ).
一般に、同期電動機の出力を増大するためには、ステータ極とロータ極の対極数を増やしてトルクを増大させるとともに、コギングトルクを低減し、モータの振動、騒音を改善することによって、モータの効率を向上させ、もって高出力化をはかる必要がある。しかしながら、電機子コイル巻線に用いる導線の占積率の制限によって、ステータに形成するスロットの幅を相当程度確保しなければならず、スロット数(又は2つのスロットにより形成されるティース数)を増やして多極化をはかることが困難である。従来、占積率の向上に関して、分割巻等の巻線構造の工夫によって対応していたが、分割巻であっても集中巻であっても丸線を導線に用いた場合の占積率の制限により、ステータ極の多極化には限界がある。また、導線をスロットに通して巻き上げて、外部配線用にタップとして導線を引き出さなければならないという巻線工程は非常に複雑であり、コストアップの要因となっている。 In general, in order to increase the output of a synchronous motor, the number of counter poles of the stator and rotor poles is increased to increase the torque, while cogging torque is reduced to improve motor vibration and noise, thereby improving motor efficiency. Therefore, it is necessary to increase the output. However, due to the limitation of the space factor of the conductive wire used for the armature coil winding, a considerable width of the slot formed in the stator must be secured, and the number of slots (or the number of teeth formed by two slots) can be reduced. It is difficult to increase the number of poles. Conventionally, improvement of the space factor has been dealt with by contriving the winding structure such as split winding, but the space factor when round wire is used for the lead wire, whether it is split winding or concentrated winding. Due to limitations, there are limits to the number of stator poles. Further, the winding process in which the conducting wire is wound up through the slot and drawn out as a tap for external wiring is very complicated, which causes an increase in cost.
特許文献2に記載されるように、電機子コイルをヨークに固定する場合に、回転機の内部スペースを有効に利用するためには、電機子コイルの形状をヨークの円周形状に合わせてプレス加工等を用いて鞍型と呼ばれる曲面形状に成型しなければならない。ロータマグネットもこれに合わせて曲面となるよう成型し、ロータマグネットを固定するロータヨークの面も曲面にする必要がある。これらの加工に、余計な工程を要するとともに、マグネットの曲面加工によって、磁気特性の劣化をもたらす場合もある。このような曲面加工の問題は、ステータ極及びロータ極が少ない場合に顕著に生ずる。
As described in
そこで、本発明は、コイル巻線の占積率を向上させてステータ極及びロータ極の多極化を実現する電機子コイル及びその電機子コイルを用いた同期回転機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an armature coil that improves the space factor of coil windings and realizes multi-polarization of a stator pole and a rotor pole, and a synchronous rotating machine using the armature coil.
本発明の電機子コイルは、表面が絶縁処理された平角線の幅広面部を径方向に向けて、内側から外側に巻き回して積層された空芯コイルと、空芯コイルの最内層にある絶縁剥離された巻き始め部と、空芯コイルの最外層にある絶縁剥離された巻き終わり部とを有する同一形状の複数の単位コイルを含む。複数の単位コイルのうちの隣接する2つの単位コイルの巻き回した方向が逆になるように、複数の単位コイルを軸方向にそろえて密着して整列させて、隣接する2つの単位コイルの巻き始め部又は巻き終わり部同士を電気的に接続した。 The armature coil of the present invention includes an air-core coil that is laminated by winding from the inner side to the outer side with a wide surface portion of a flat wire whose surface is insulated being directed in the radial direction, and an insulating layer in the innermost layer of the air-core coil. It includes a plurality of unit coils of the same shape having a peeled winding start portion and an insulation peeled winding end portion in the outermost layer of the air-core coil. A plurality of unit coils are aligned and closely aligned in the axial direction so that the winding directions of two adjacent unit coils of the plurality of unit coils are reversed, and winding of two adjacent unit coils is performed. The beginning part or the winding end part was electrically connected.
本発明のコアードタイプの同期回転機は、表面が絶縁処理された平角線の幅広面部を径方向に向けて、内側から外側に巻き回して積層された空芯コイルと、空芯コイルの最内層にある平角線の絶縁剥離された巻き始め部と、空芯コイルの最外層にある平角線の絶縁剥離された巻き終わり部とを有する同一形状の複数の単位コイルを含み、複数の単位コイルのうちの隣接する2つの単位コイルの巻回の方向が逆になるように、複数の単位コイルを軸方向にそろえて密着して整列させて、隣接する2つの単位コイルの巻き始め部又は巻き終わり部同士を電気的に接続し、それぞれが隣接して周状に配置された電機子コイルと、電機子コイルの軸が当該回転機のシャフトの回転中心に向かうように、電機子コイルの空芯の部分に挿入されて固定するティースを有し、軟磁性材料で環状に形成されたリングヨークと、電機子コイルが挿入されたティース及び電機子コイルに対向する面が所定の距離だけ離間して配置される面を有し、シャフトに固定されてシャフトとともに回転する軟磁性材料で形成されたロータヨークとを備える。ロータヨークの面に対向する電機子コイルの面及びリングヨークに設置される電機子コイルの面は、いずれも平面であり、電機子コイルが固定されるリングヨークの面は、平面であり、ティース及び電機子コイルに対向するロータヨークの面は、平面である。 The cored type synchronous rotating machine of the present invention has an air-core coil laminated by winding from the inner side to the outer side with the wide surface portion of a rectangular wire having an insulating surface directed in the radial direction, and the outermost of the air-core coil. A plurality of unit coils including a plurality of unit coils of the same shape, each having a rectangular wire insulation start winding portion in the inner layer and a flat wire insulation release end portion in the outermost layer of the air core coil. A plurality of unit coils are aligned and closely aligned in the axial direction so that the winding directions of two adjacent unit coils are opposite to each other, and winding start portions or windings of the two adjacent unit coils are wound. The end portions are electrically connected to each other, and the armature coils are arranged adjacent to each other in a circumferential shape, and the armature coils are arranged so that the axis of the armature coils is directed toward the rotation center of the shaft of the rotating machine. Insert and fix in the core part A ring yoke formed in an annular shape with a soft magnetic material, a tooth into which the armature coil is inserted, and a surface facing the armature coil are arranged with a predetermined distance therebetween, And a rotor yoke formed of a soft magnetic material that is fixed to the shaft and rotates together with the shaft. The surface of the armature coil facing the surface of the rotor yoke and the surface of the armature coil installed on the ring yoke are both flat surfaces, and the surface of the ring yoke to which the armature coils are fixed are flat surfaces, teeth and The surface of the rotor yoke facing the armature coil is a flat surface.
本発明のコアレスタイプの同期回転機は、表面が絶縁処理された平角線の幅広面部を径方向に向けて、内側から外側に巻き回して積層された空芯コイルと、空芯コイルの最内層にある平角線の絶縁剥離された巻き始め部と、空芯コイルの最外層にある平角線の絶縁剥離された巻き終わり部とを有する同一形状の複数の単位コイルを含み、複数の単位コイルのうちの隣接する2つの単位コイルの巻回の方向が逆になるように、複数の単位コイルを軸方向にそろえて密着して整列させて、隣接する2つの単位コイルの巻き始め部又は巻き終わり部同士を電気的に接続し、それぞれの軸が当該回転機のシャフトの回転中心に向かうように、隣接して環状に配置された電機子コイルと、電機子コイルを固定する、軟磁性材料で環状に形成されたリングヨークと、電機子コイルに対向して所定のギャップ長だけ離間して環状に配置されるロータマグネットと、ロータマグネットを固定して、シャフトに固定されて該シャフトとともに回転する、軟磁性材料で形成されたロータヨークとを備える。マグネットに対向する電機子コイルの面及びリングヨークに設置される電機子コイルの面は、いずれも平面であり、電機子コイルが設置されるリングヨークの面は、平面であり、マグネットの電機子コイルに対向する面及びロータヨークに設置されるマグネットの面は、いずれも平面であり、マグネットが設置されるロータヨークの面は、平面である。 The coreless type synchronous rotating machine according to the present invention includes an air-core coil laminated by winding from the inside to the outside, with the wide surface portion of a flat wire whose surface is insulated, directed in the radial direction, and the innermost layer of the air-core coil A plurality of unit coils of the same shape having a rectangular wire insulation-released winding start portion and a flat wire insulation-released winding end portion in the outermost layer of the air-core coil. A plurality of unit coils are aligned and closely aligned in the axial direction so that the winding directions of two adjacent unit coils are reversed, and the winding start portion or winding end of two adjacent unit coils The parts are electrically connected to each other, and an armature coil arranged annularly adjacent to each other so that each axis is directed to the rotation center of the shaft of the rotating machine, and a soft magnetic material that fixes the armature coil. Annular ring And a rotor magnet arranged in an annular shape facing the armature coil and spaced apart by a predetermined gap length, and a soft magnetic material fixed to the shaft and rotating together with the shaft by fixing the rotor magnet And a formed rotor yoke. The surface of the armature coil facing the magnet and the surface of the armature coil installed on the ring yoke are both flat, and the surface of the ring yoke on which the armature coil is installed is flat, and the armature of the magnet Both the surface facing the coil and the surface of the magnet installed on the rotor yoke are flat surfaces, and the surface of the rotor yoke on which the magnets are installed is a flat surface.
本発明の電機子コイルによれば、複数の単位コイルのうちの隣接する2つの単位コイルを軸方向に密着してそろえて整列させ、巻き始め部又は巻き終わり部同士を接続するので、スロットのスペースを増大させず電機子コイルの巻数を増大させることができる。また、本発明の電機子コイルは、平角導線を巻き回した単位コイルにより構成されているので、占積率が高く省スペースであり、巻き始め部及び巻き終わり部を絶縁剥離することによって、タップを設けることなく外部との電気的接続をはかることができる。 According to the armature coil of the present invention, two adjacent unit coils of the plurality of unit coils are closely aligned in the axial direction and aligned, and the winding start portions or winding end portions are connected to each other. The number of turns of the armature coil can be increased without increasing the space. Further, the armature coil of the present invention is composed of a unit coil wound with a flat wire, so that the space factor is high and the space is saved, and the tap is formed by insulating and peeling the winding start portion and the winding end portion. It is possible to make an electrical connection with the outside without providing a cable.
本発明の電機子コイルを用いたコアード回転機又はコアレス回転機によれば、複数の単位コイルのうちの隣接する2つの単位コイルを軸方向に密着してそろえて整列させ、巻き始め部又は巻き終わり部同士を接続した電機子コイルを用いるので、ステータのスロットのスペースを増大させることなく電機子コイルをスロットに収容することができ、多極化を実現することができる。電機子コイル、リングヨーク、マグネット及びロータヨークの各接続面及び対向面が平面で構成されているので、寸法精度よく製造することができ高密度実装を可能にし、磁気回路内の磁束密度を均一にすることができるので高効率化が可能になる。 According to the cored rotating machine or the coreless rotating machine using the armature coil of the present invention, adjacent two unit coils of the plurality of unit coils are closely aligned and aligned in the axial direction, and the winding start portion or winding is performed. Since the armature coil in which the end portions are connected is used, the armature coil can be accommodated in the slot without increasing the space of the stator slot, and multipolarization can be realized. Each connecting surface and facing surface of the armature coil, ring yoke, magnet and rotor yoke are flat, so that it can be manufactured with high dimensional accuracy, enabling high-density mounting and uniform magnetic flux density in the magnetic circuit. This makes it possible to increase efficiency.
以下、本発明が適用された電機子コイル並びにその電機子コイルを用いたコアード及びコアレスの回転機について、図面を参照して以下説明する。 Hereinafter, an armature coil to which the present invention is applied and a cored and coreless rotating machine using the armature coil will be described below with reference to the drawings.
[電機子コイルを構成する単位コイル]
本発明の電機子コイルには、コイル巻線の占積率を高めるために、幅広の面を有する平角導線を用いる。通常の丸導線の場合には、最大でも70%程度の占積率であるのに対して、平角導線を用いることによって90%程度まで占積率を高めることができる。単位コイルを形成するに当たっては、平角導線の一種であり、図1に示すような通常の平角導線の角部がゆるやかになるように成型した扁平導線を用いることが好ましい。扁平導線を用いることによって、通常の平角導線の場合に対して、その角部で絶縁被膜が不均一になることがないために、安定した絶縁特性を得ることができる。幅広の面の幅W、厚さtとすると、平角導線の抵抗値は、厚さtに比例し、幅Wに反比例する。導線層1は、Cu又はCu系の合金(電気用軟銅)によって形成される。導線層1の周囲には、絶縁層2で被覆されている。ここで、絶縁層2は、さらに2層から構成されるのが好ましい。導線層1側の被覆として、絶縁被膜層を有し、絶縁被膜層の外層に熱融着層を有する。熱融着層は、電機子コイルを構成する単位コイルを形成した後に、高温状態において熱融着層を融かして巻線を固定化するのに用いる。あるいは、電機子コイルを形成した後に、ケイ素鋼板を積層して形成されるリングヨークに装着後又は装着前にトランスファモールド工程によって電機子コイルがモールド成形されるが、そのモールド成形時の熱により熱融着層を融着させて相互に固定させるために用いられる。絶縁被膜層は、隣接する巻線や他の配線との短絡を防止するために用いられ、通常ではハンダ付け時の温度に耐える耐熱性の樹脂によって形成される。
[Unit coils constituting the armature coil]
In the armature coil of the present invention, a rectangular conductor having a wide surface is used in order to increase the space factor of the coil winding. In the case of a normal round conductor, the space factor is about 70% at the maximum, but the space factor can be increased to about 90% by using a flat wire. In forming the unit coil, it is preferable to use a flat conductive wire which is a kind of a flat conductive wire and is molded so that the corners of a normal flat conductive wire as shown in FIG. By using a flat conducting wire, the insulating film does not become nonuniform at the corners of a normal rectangular conducting wire, so that stable insulating characteristics can be obtained. Assuming that the width W of the wide surface and the thickness t are equal, the resistance value of the flat wire is proportional to the thickness t and inversely proportional to the width W. The conducting wire layer 1 is formed of Cu or a Cu-based alloy (electrical copper for electricity). The periphery of the conductor layer 1 is covered with an insulating
電機子コイルは、図2に示すような単位コイル10によって構成される。単位コイル10は、リングヨークのスロットに配置する場合に、なるべくデッドスペースを作らないように、図2に示すように、導線巻き回しの中心を軸とする空芯コイルを方形状に形成することが好ましいが、この電機子コイルを用いる同期回転機の形状等に応じて円形状や台形状等他の形状の空芯コイルとして形成してもよい。
The armature coil is constituted by a
空芯コイルの最内層側から図1に示すような扁平導線を巻き始めて、幅広の面を重ねるようにして外側に向かって巻き回し、積層させて図2のような単位コイル10を得る。図2に示すように、最内層の扁平導線が巻き始め部11となり、最外層の扁平導線が巻き終わり部12となる。扁平導線の絶縁層2の被膜をはがして導線層1を露出させることで、外部との電気的接続をとることができる。
A flat conducting wire as shown in FIG. 1 is wound from the innermost layer side of the air-core coil, wound outwardly so as to overlap wide surfaces, and laminated to obtain a
ここで、平角導線(又は図1に示すような扁平導線)は、幅W、厚さtを有するが、幅Wと厚さtとの比(W/t)は、平角導線の製造上の制限により実用上20以下とすることが好ましい。すなわち、空芯コイルの厚さを決める平角導線の幅Wを設定すると、(W/t)≦20によって、厚さtの下限が定まることになる。図2の単位コイル10の巻回部の幅aは、平角導線の巻数をn0とすると、a≒n0・tとなり、巻回部の幅aは、スロットの幅より小さくなければならない。一方で、電機子コイルの必要巻数Nは、必要とする磁束を発生させるために、N>n0となる場合が多い。このことは、厚さtの平角導線を空芯コイルとして巻き回した場合に、必要とする巻数に達する前に、スロットへの収納スペースの寸法に達してしまう場合があることを示している。そこで、以下説明するように、複数の単位コイル10を直列接続して、巻回部の幅aを増大させることなく、電機子コイルに必要な巻数を実現する。
Here, the flat conducting wire (or the flat conducting wire as shown in FIG. 1) has a width W and a thickness t, and the ratio (W / t) between the width W and the thickness t is determined in the production of the flat conducting wire. Practically, it is preferably 20 or less due to limitations. That is, when the width W of the rectangular conductor wire that determines the thickness of the air-core coil is set, the lower limit of the thickness t is determined by (W / t) ≦ 20. The width a of the winding portion of the
上述したように、単位コイル10は、平角導線を巻き上げるように積層して形成されるので仕上がり寸法の精度を高くすることができる。このため、むだなくスロットに収容することができ、位置決めも容易となる。また、巻き始め部11及び巻き終わり部12も、精度よく位置決めできるので、これらの絶縁被覆をはがすことで接続電極とすることができ、他回路との接続工程を簡素にすることが可能となる。
As described above, the
[電機子コイルの基本的構成]
図3(A)、(B)に示すように、図2に示すような同一形状の単位コイル10を2個、それぞれの軸をそろえた状態で密着させて整列すると、2個の単位コイル10を直列に接続することができる。これによって所望の磁束を発生させることができる巻数を実現する。単位コイルの巻数n0とすると、電機子コイルの巻数N2は、N2=2・n0となる。単位コイル10同士を接続する場合には、最内層にある巻き始め部11の絶縁層2をはがして、内側接続線13によってそれぞれの単位コイル10を接続すればよい。ここで、2個の単位コイル10を軸方向に配列して、同一の軸方向から見たときに、両方とも時計回りに巻き上げた向きにして最内層の導線を接続すると、それぞれの軸方向に発生する磁束の向きが逆方向となってしまい、磁束を打ち消し合ってしまう。そこで、図3(C)に示すように、2個の単位コイル10の軸をそろえて配列させるときに、巻き上げ方向が逆方向になるように整列する。これによって、2個の単位コイル10の磁束の発生方向が同じになり、巻数に比例した磁束を発生させることができる。
[Basic configuration of armature coil]
As shown in FIGS. 3A and 3B, when two unit coils 10 having the same shape as shown in FIG. 2 are arranged in close contact with their axes aligned, the two unit coils 10 are aligned. Can be connected in series. This realizes the number of turns that can generate a desired magnetic flux. Assuming that the number of turns of the unit coil is n 0 , the number of turns N 2 of the armature coil is N 2 = 2 · n 0 . When the unit coils 10 are connected to each other, the insulating
図3(A),(B)に示すように、電機子コイルと他の電機子コイルを含む他回路との接続をするための電極として、巻き終わり部12の絶縁層2の被膜をはがして、たとえば外部引出線15を半田付け等によって接続する。
As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the coating of the insulating
最外層の巻き終わり部12を外部接続用の電極とすることによって、内層側からコイルの側面を通って引き出す場合に必要となる引き出し線の直径に相当するデッドスペースをなくすことができる。また、タップとして外部接続用の配線を引き回す必要もないため、簡便な工程で電機子コイルの接続を行うことができる。
By using the outermost layer winding
単位コイル10を偶数個用いて電機子コイルを構成する場合には、上述のように最外層の巻き終わり部12を外部接続用の電極とすることができるが、後述するように、インダクタンス等の調整のために奇数個の単位コイル10によって電機子コイルを構成しなければならない場合も生ずる。そのような場合であっても、図4に示すように、最内層の巻き始め部11の一部を巻き戻して、巻き戻した巻き始め部11を45度程度、単位コイル10の軸方向に引き出し、さらに単位コイル10の巻回部分の側面に沿うように屈曲させて最外層の側に引き出すことができる。この場合には、巻線の厚さt分だけデッドスペースを生ずることになるが、丸導線を用いる場合に比べて厚さの薄い平角導線を用いるのでデッドスペースを最小限に抑えることができる。このようにして引き出した巻き始め部11の先端の絶縁層2をはがして、外部引出線15をハンダ付け等によって接続することができる。
When an armature coil is configured by using an even number of unit coils 10, the outermost winding
本発明の電機子コイルでは、多数の単位コイル10を軸方向に積み重ねるように接続することによって、スロットのスペース増大を要することなく、同期回転機の要求仕様に応じて多様な巻数の電機子コイルを実現することができる。また、最外層の絶縁被覆をはがすだけで外部配線との接続がとれるので、タップ配線のための引き回しが不要で簡便な配線工程が実現できる。 In the armature coil of the present invention, by connecting a large number of unit coils 10 so as to be stacked in the axial direction, an armature coil having various turns can be obtained according to the required specifications of the synchronous rotating machine without requiring an increase in the space of the slot. Can be realized. In addition, since the connection with the external wiring can be achieved simply by removing the insulating coating on the outermost layer, a simple wiring process can be realized without the need for routing for the tap wiring.
図5に示すように、単位コイル10を4個用いて、電機子コイルを構成することができる。2個の単位コイル10の軸をそろえて巻き回しの方向を逆にした状態で密着して整列させる。さらに他の単位コイル10も軸をそろえて、隣接する単位コイル10の巻き回し方向とは逆の巻き回し方向にして整列させる。残りの1個の単位コイル10についても同様に隣接する単位コイル10とは逆方向に巻き回した向きにして整列させる。隣接する単位コイル10の存在しない端部の単位コイル10の最外層の巻き終わり部12を外部接続のための電極として、外部引出線15と接続する。隣接する単位コイル10のない端部の単位コイル10の最内層の巻き始め部11は、隣接する単位コイル10の巻き始め部11と内側接続線13によって接続される。隣接する単位コイル10が存在する単位コイル10同士は、最外層の巻き終わり部12同士を外側接続線14によって接続すればよい。
As shown in FIG. 5, an armature coil can be configured by using four unit coils 10. The unit coils 10 are aligned in close contact with the axes of the two unit coils 10 being aligned and the winding direction being reversed. Further, the other unit coils 10 are aligned in the winding direction opposite to the winding direction of the adjacent unit coils 10 with their axes aligned. Similarly, the remaining one
単位コイル10を偶数個用いて電機子コイルを構成する場合には、隣接する単位コイル10が存在しない端部の単位コイル10の最外層の巻線の巻き終わり部12を外部接続のための電極として用いる。そうすると、単位コイル10同士の接続は、巻き始め部11同士と巻き終わり部12同士を交互に接続することよって、容易に単位コイル10の直列接続をすることができる。電機子コイルは、4個の単位コイル10の直列接続なので、電機子コイルの巻数N4は、N4=4・n0となる。
When an armature coil is configured by using an even number of unit coils 10, the winding
図6に示すように、奇数個の単位コイル10を用いて電機子コイルを構成することも可能である。奇数個の単位コイル10を用いる場合には、隣接する単位コイル10が存在しない端部の単位コイル10についての外部接続のための電極については、一方は、最外層の巻き終わり部12を用い、他方は、最内層の巻き始め部11を用いることとなる。
As shown in FIG. 6, an armature coil can be configured using an odd number of unit coils 10. When an odd number of unit coils 10 are used, one of the electrodes for external connection of the
最内層の巻き始め部11を外部接続用に用いるためには、図4に示したように、巻き始め部11を一旦45度程度、軸方向に向かって引き出した後、平角導線の巻回された面に沿うようにして最外層まで引き出す。その上で絶縁層2の被覆をはがして外部引出線15に接続する。電機子コイルの巻数N3は、N3=3・n0となり、一般的には、単位コイル数をmとすると、Nm=m・n0とすることができる。
In order to use the winding
[電機子コイルのバリエーション構成]
次に電機子コイルの構成のバリエーションについて説明する。
[Arrangement of armature coil variations]
Next, variations in the configuration of the armature coil will be described.
図7(A)に示すように、外部との接続をとる電極を最外層の巻き終わり部12ではなく、最内層の巻き始め部11とすることができる。このようにすることによって、図7(B)に示すように、最外層の外側接続線14を接続した状態のままにして、一方の単位コイル10の最内層の巻線を巻き戻して、電機子コイルの巻数を調整することができる。たとえば、巻き戻した単位コイル10の巻数をn1とすると、n0>n1であり、電機子コイルの巻数N2’は、次のように表わされる。
As shown in FIG. 7A, the electrode that is connected to the outside can be the winding
N2’=n0+n1<N2 N 2 '= n 0 + n 1 <N 2
なお、内層から外部接続のための電極を最外層側に引き出す場合は、上述した通りであり、平角導線の厚さ程度のデッドスペースしか生じない。 In addition, when the electrode for external connection is pulled out from the inner layer to the outermost layer side, it is as described above, and only a dead space about the thickness of the flat conductor is generated.
なお、図3に示したように外部接続の電極を最外層の巻き終わり部12とする場合には、最内層の導線を接続状態のまま、最外層を巻き戻して電機子コイルの巻数を調整することができるのは言うまでもない。
As shown in FIG. 3, when the external connection electrode is the outermost layer winding
図8(A)に示すように、単位コイル10を奇数個用いる場合に、隣接する単位コイル10が存在する単位コイル10については、巻き始め部11、巻き終わり部12いずれも任意の位置で接続することができる。図8(B)に示すように、一方の端部の単位コイル10の最外層の巻き終わり部12を巻き戻して巻数を減らし、電機子コイルの巻数を調整することができる。巻き戻した単位コイルの巻数をn2とすると、電機子コイルの巻数N3’は次のように表わされる。
As shown in FIG. 8A, when an odd number of unit coils 10 are used, both the winding
N3’=2・n0+n2<N3 N 3 ′ = 2 · n 0 + n 2 <N 3
上述した2個の単位コイル10を用いた場合と同様に、最内層の巻き始め部を巻き戻して巻数を調整することができるのも言うまでもない。 It goes without saying that the number of turns can be adjusted by rewinding the winding start portion of the innermost layer, as in the case of using the two unit coils 10 described above.
図9(A)に示すように、単位コイル10を4個用いて電機子コイルを構成する場合でも、図9(B)のごとく、端部の単位コイル10の最内層の巻き始め部11を巻き戻して、巻数を調整することができる。端部の単位コイル10の巻数をn3とすると、電機子コイルの巻数N4’は、N4’=3・n0+n3<N4と表わされる。
As shown in FIG. 9A, even when an armature coil is configured by using four unit coils 10, the innermost winding
上述と同様に、最外層の巻き終わり部12を巻き戻すことによって巻数の調整をすることも可能である。
As described above, the number of turns can be adjusted by rewinding the winding
上述では、2個ある端部の単位コイル10のうちの一方についてのみ巻数調整を行ったが、両側の端部の単位コイル10について巻数を調整することももちろん可能である。 In the above description, the number of turns is adjusted for only one of the two unit coils 10 at the end, but it is of course possible to adjust the number of turns for the unit coils 10 at the ends on both sides.
一般的には、m個の単位コイルによって構成される電機子コイルの巻数Nmは次のように表わされる。
Nm=(m−1)・n0+nx又は、Nm=(m−2)・n0+nx+ny
In general, the number of turns N m of the armature coil formed by m unit coils is expressed as follows.
N m = (m−1) · n 0 + n x or N m = (m−2) · n 0 + n x + n y
ここで、nx,nyは、巻き戻した後の端部の単位コイル10の巻数である。
Here, n x, n y is the number of turns of the
以上説明したように、本発明の電機子コイルによれば、電機子コイルの巻数をほぼ連続的に調整することが可能である。1種類の単位コイル10を多数製造して、その軸方向に積み重ねて電機子コイルを構成することによって、電機子コイルの巻数増、巻数調整をはかることができるのでステータ設計の標準化をはかることができる。また、リングヨークの周方向、すなわちスロットの幅方向の寸法を増大させることなく、電機子コイルの巻数を増やすことができ、多極化に対応して回転機の高出力化を可能とする。 As described above, according to the armature coil of the present invention, the number of turns of the armature coil can be adjusted almost continuously. By manufacturing many unit coils 10 of one type and stacking them in the axial direction to form an armature coil, the number of turns of the armature coil can be increased and the number of turns can be adjusted, so that the stator design can be standardized. it can. Further, the number of turns of the armature coil can be increased without increasing the circumferential direction of the ring yoke, that is, the width direction of the slot, and the output of the rotating machine can be increased in response to the increase in the number of poles.
後述するように、多極化を可能とすることによって、電機子コイルを鞍型に加工することなく、平面形状のままステータに実装することができるので電機子コイルの製造工程を簡略化することができる。 As will be described later, by making it possible to increase the number of poles, the armature coil can be mounted on the stator in a planar shape without being processed into a saddle shape, so that the manufacturing process of the armature coil can be simplified. .
[コアードタイプの同期回転機]
上述した電機子コイルを用いたコアードタイプの同期回転機について以下説明する。
[Cored type synchronous rotating machine]
A cored type synchronous rotating machine using the above-described armature coil will be described below.
コアードタイプの回転機とは、環状に成型されたステータ(以下、リングヨークともいう。)の内径側に形成されたティースを有し、ティースの軸が同期回転機のシャフトの回転中心を向くように配置された同期回転機である。電機子コイルは、空芯部分がティースに挿入される。 The cored type rotating machine has teeth formed on the inner diameter side of a ring-shaped stator (hereinafter also referred to as a ring yoke), and the teeth axis faces the rotational center of the shaft of the synchronous rotating machine. It is a synchronous rotating machine arranged like this. The armature coil has an air core portion inserted into the teeth.
図10、図11に示すように、内径RC、外径R0の環状に成型され、軟磁性材料、たとえばケイ素鋼板を積層して成型されたリングヨーク21は、スロット22を有し、2つのスロットによって形成されるティース22aを有している。電機子コイル20は、空芯部をティース22aに挿入され、電機子コイル20の軸が同期回転機のシャフト25の回転中心に向かうように配置される。電機子コイル20は、リングヨーク21の内径側に等間隔に配置された、ステータ極数分のすべてのティース22aに挿入される。ロータマグネット23は、ティース22a及び電機子コイル20の面に対向する面を、ティース22a及び電機子コイル20の面から所定のギャップ長LGapだけ離間するように、半径RSのロータヨーク24上に配置される。ロータマグネット23は、ロータヨーク24上にロータ極数分だけ環状に等間隔に配置される。ロータヨーク24は、シャフト25に固定されて、シャフトとともに回転する。
As shown in FIGS. 10 and 11, a
図10に示すように、あらかじめ平角導線を巻き回して形成した単位コイル10を上述のようにして相互に直列接続した電機子コイル20を、ケイ素鋼板を積層して成型されたリングヨーク21の内径側に形成されたスロット22に挿入する(電機子コイルの空芯部分を2つのスロット22によって形成されるティースに挿入する)。これにより、ステータを簡便に構成することができる。
As shown in FIG. 10, the inner diameter of a
電機子コイル20をスロット22に挿入して、相互に配線、たとえば3相駆動用に3個の電機子コイルを相互に接続した後、ステータごとトランスファモールド工程によってモールド成型する。そして、図11(A)及び(B)に示すように、シャフト25付きのロータヨーク24に固定されたロータマグネット23と所定のギャップLGapを介して配置して、ケーシング28を施すことによってコアードタイプの回転機を構成することができる。電機子コイル20をリングヨーク21のスロット22に挿入するだけなので、スロットにコイル巻線を直接巻き回すよりも、ステータの組立工程が格段に容易になる。
After the
ここで、電機子コイル20の厚さは一様な厚さT2であり、リングヨーク21に設置される面は、たとえばL2×W2の方形平面である。したがって、永久磁石からなるロータマグネット23と対向する電機子コイル20の面も方形平面である。同様に、電機子コイル20の平面が設置されるリングヨーク21の面も平面で構成される。また、ロータマグネット23は、均一な厚さT1を有し、電機子コイル20に対向する面は、たとえば、L1×W1の正方平面であり、したがってケイ素鋼板のような軟磁性材料を積層して成型されたロータヨーク24に設置する面も方形平面である。そして、ロータヨーク24のロータマグネット23設置面も平面である。平面状のヨークに平面状の部品を搭載するので、曲面加工をする場合に比べて、精度よく寸法設定をすることができる。
The thickness of the
なお、図11に示す回転機の場合には、ステータ極数は36であり、リングヨーク21の電機子コイル20の設置面が平面であるために、リングヨーク21全体としては36角形となる。また、リングヨーク21に環状に配置される36個の電機子コイル20のロータマグネット23との対向面も平面によって構成されるから、ステータ全体としては、36角形をなす。図11に示す同期回転機のロータは、48極であり、ロータヨーク24は、48角形をなす。またロータヨーク24の各平面に設置されるロータマグネット23も、電機子コイル20との対向面は平面なので、ロータ全体としても48角形をなす。ステータ極数及びロータ極数が少ない場合には、電機子コイル20とロータマグネット23が正対向した場合にのみ平行ギャップが形成されることとなるので、全体としてギャップを均一に形成することが困難になるが、30極程度以上の極数であれば、ギャップはほぼ均一になる。
In the case of the rotating machine shown in FIG. 11, the number of stator poles is 36, and the installation surface of the
電機子コイルをはじめ、ステータ及びロータを構成する各部品相互の接続面を平面とすることで、寸法精度を向上させて高密度に実装することを可能にする。さらに、磁気回路内の磁束密度を均一にすることができ、高効率化を実現し、さらなる小型化、軽量化に貢献することができる。また、リングヨークと電機子コイルとは、平面によって構成されるので、絶縁耐量を向上させるために、リングヨークと電機子コイルとの間に絶縁物を介在させる必要がなく低コスト化、組立工程の簡略化に貢献する。 By making the connecting surfaces of the components constituting the stator and the rotor, including the armature coil, flat, it is possible to improve the dimensional accuracy and to mount with high density. Furthermore, the magnetic flux density in the magnetic circuit can be made uniform, high efficiency can be realized, and it can contribute to further miniaturization and weight reduction. In addition, since the ring yoke and the armature coil are configured by a plane, there is no need to interpose an insulator between the ring yoke and the armature coil in order to improve the insulation resistance, thereby reducing the cost and the assembly process. Contributes to simplification of
図11には、ロータヨーク上にロータマグネットを付加した永久磁石型の同期回転機の例を示したが、ロータマグネットを削除して、積層されたケイ素鋼板で形成されたロータヨーク24と、電機子コイル20とのギャップを適切に設定することによって磁石レスの同期リラクタンス電動機/発電機とすることもできる。
FIG. 11 shows an example of a permanent magnet type synchronous rotating machine in which a rotor magnet is added on the rotor yoke, but the rotor magnet is deleted and a
[コアレスタイプの同期回転機]
上述したコアードタイプの同期回転機においては、ステータのリングヨークにスロットを形成してスロットに電機子コイルを埋め込むようにしてステータを形成する。このようなコアードタイプの同期回転機の場合には、ステータの極及びロータの極の位置関係と通電する電流位相とによって引力と斥力とのタイミングがずれるために、コギングトルクを生ずる。コギングトルクによって、電動機として用いた場合には、振動や騒音の原因となり、ひいては効率の低下をもたらす。また、発電機として用いた場合には、たとえば風力発電のような低速運転で、発電機のダイレクト駆動をすることが困難となる。上述したように、ステータとロータの極数を増加することによって、コギングトルクの影響を弱めることができても、完全にゼロとすることは不可能である。そこで、ステータからスロットを完全になくしたコアレスタイプの回転機(スロットレスモータ/発電機)とすることによって、コギングトルクをほぼゼロにすることができる。
[Coreless type synchronous rotating machine]
In the above-described cored type synchronous rotating machine, the stator is formed by forming a slot in the ring yoke of the stator and embedding the armature coil in the slot. In the case of such a cored type synchronous rotating machine, the timing of the attractive force and the repulsive force is shifted due to the positional relationship between the poles of the stator and the rotor and the current phase to be energized, so that cogging torque is generated. When used as an electric motor, the cogging torque causes vibrations and noise, which in turn reduces efficiency. Further, when used as a generator, it is difficult to directly drive the generator at a low speed operation such as wind power generation. As described above, even if the influence of the cogging torque can be reduced by increasing the number of poles of the stator and the rotor, it is impossible to make it completely zero. Therefore, by using a coreless type rotating machine (slotless motor / generator) in which slots are completely eliminated from the stator, the cogging torque can be made substantially zero.
図11に示すように、電機子コイル20は、環状に成型され、軟磁性材料、たとえばケイ素鋼板を積層して成型されたリングヨーク21の内径側に、電機子コイル20の軸が回転機のシャフトの回転中心に向かうように配置される。電機子コイル20は、ステータ極数分だけリングヨーク21の内径側に等間隔に配置される。ロータマグネット23は、電機子コイル20の面に対向する面を、電機子コイル20の面から所定のギャップ長LGapだけ離間するようにロータヨーク24上に配置される。ロータマグネット23は、ロータヨーク24上にロータ極数分だけ環状に等間隔に配置される。ロータヨーク24は、シャフト25に固定されて、シャフト25とともに回転する。
As shown in FIG. 11, the
コアードタイプの同期回転機の場合には、ステータ上にスロットを形成して、そのスロットで電機子コイルの位置合わせをすることができる。上述したように、各部品の接続面はすべて平面で構成されているので、精度よくスロット形成、電機子コイル形成ができ、精度よく位置合わせを行うことができる。しかしながら、ステータ上にスロットがないコアレスタイプの同期回転機の場合には、スロット(又はティース)という位置決め手段がないので、どのように電機子コイルをステータ上に配置するかが問題となる。 In the case of a cored type synchronous rotating machine, a slot is formed on the stator, and the armature coil can be aligned in the slot. As described above, since the connection surfaces of the components are all flat, it is possible to form slots and armature coils with high accuracy, and to perform alignment with high accuracy. However, in the case of a coreless type synchronous rotating machine having no slot on the stator, there is no positioning means called a slot (or a tooth), so how to arrange the armature coil on the stator becomes a problem.
図12に示すように、36極ステータの場合には36個の電機子コイルが円周上に並び、それぞれ10度ずつの角度をもって配置されることになる。各電機子コイル20の間に10度の角度を有するくさび型の位置決め治具を用意し、図12に示すように、その位置決め治具に合わせて電機子コイル20を配置する。36個配置した後に、3相駆動の場合には、A相、B相、C相それぞれを相互接続線30によって、たとえばA1,A2,A3・・・と、B1,B2,B3・・・と、C1,C2,C3・・・をそれぞれ接続する。図12(B)に示すように、これらの電機子コイル20は、36極の場合には、各相ごとに10個の電機子コイル20を直列にタップを用いることなく接続することに相当する。これらの接続後、接着剤等で固定し、トランスファモールド金型を用いてモールド充填すれば電機子コイルのリングができるので、この電機子コイルのリングを、リングヨークにはめこむことによって、ステータを構成することができる。電機子コイルは、上述したように平面形状で寸法精度よく製造されるので位置決め治具を精度よく設定することによって、容易にモールド成形をすることができる。なお、モールド成形することによって、合わせて防水性を高め、剛性を向上させることもできる。
As shown in FIG. 12, in the case of a 36-pole stator, 36 armature coils are arranged on the circumference and are arranged at an angle of 10 degrees. A wedge-shaped positioning jig having an angle of 10 degrees is prepared between the armature coils 20, and the armature coils 20 are arranged in accordance with the positioning jig as shown in FIG. In the case of three-phase driving after arranging 36 pieces, the A phase, the B phase, and the C phase are respectively connected to the
上述においては、インナロータタイプの同期回転機について説明をしたが、アウタロータタイプの同期回転機についても同様に構成することが可能である。すなわち、シャフトに固定されてシャフトとともに回転するケイ素鋼板で形成された円筒状のアウタロータの内径側にロータマグネットを配置する。ロータマグネットから所定のギャップ長だけ離間させて、軸がシャフトの回転中心を向くように環状に配置された電機子コイルをケイ素鋼板で形成された円筒状のステータ上に配置する。アウタロータ、ロータマグネット、電機子コイル及びステータの各接続面は、上述と同様にすべて平面で構成される。 In the above description, the inner rotor type synchronous rotating machine has been described. However, the outer rotor type synchronous rotating machine can be similarly configured. That is, the rotor magnet is disposed on the inner diameter side of a cylindrical outer rotor formed of a silicon steel plate that is fixed to the shaft and rotates with the shaft. An armature coil, which is annularly disposed so that the shaft faces the rotation center of the shaft, is spaced from the rotor magnet by a predetermined gap length, and is disposed on a cylindrical stator formed of a silicon steel plate. The connection surfaces of the outer rotor, the rotor magnet, the armature coil, and the stator are all flat as described above.
以上説明した電機子コイル及びその電機子コイルを用いた回転機は、具体例を説明するためのものであって、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは言うまでもない。 The armature coil described above and the rotating machine using the armature coil are for explaining specific examples, and are not limited to the above-described embodiments, and depart from the gist of the present invention. Needless to say, various modifications can be made without departing from the scope.
1 導線層、2 絶縁層、10 単位コイル、11 巻き始め部、12 巻き終わり部、13 内側接続線、14 外側接続線、15 外部引出線、20 電機子コイル、21 リングヨーク、22 スロット、22a ティース、23 ロータマグネット、24 ロータヨーク、25 シャフト、26 引き出し配線、27 モールド、28 ケーシング、30 外部接続線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive wire layer, 2 Insulating layer, 10 Unit coil, 11 Winding start part, 12 Winding end part, 13 Inner connection line, 14 Outer connection line, 15 Outer lead wire, 20 Armature coil, 21 Ring yoke, 22 Slot, 22a Teeth, 23 Rotor magnet, 24 Rotor yoke, 25 Shaft, 26 Lead-out wiring, 27 Mold, 28 Casing, 30 External connection line
Claims (8)
表面が絶縁処理された平角線の幅広面部を径方向に向けて、内側から外側に巻き回して積層された空芯コイルと、該空芯コイルの最内層にある絶縁剥離された巻き始め部と、該空芯コイルの最外層にある絶縁剥離された巻き終わり部とを有する同一形状の複数の単位コイルを含み、
上記複数の単位コイルのうちの隣接する2つの単位コイルの巻き回した方向が逆になるように、該複数の単位コイルを軸方向にそろえて密着して整列させて、該隣接する2つの単位コイルの上記巻き始め部又は上記巻き終わり部同士を電気的に接続したことを特徴とする同期回転機用の電機子コイル。 An armature coil used in a rotating machine having a gap in the radial direction of rotation,
An air core coil that is wound by winding from the inside to the outside with the wide surface portion of the flat wire whose surface is insulated in the radial direction, and a winding start portion that is insulated and peeled in the innermost layer of the air core coil; A plurality of unit coils of the same shape having an insulation peeled winding end in the outermost layer of the air-core coil,
The two adjacent unit coils are aligned in close contact with each other so that the winding directions of two adjacent unit coils of the plurality of unit coils are reversed. An armature coil for a synchronous rotating machine, wherein the winding start portions or the winding end portions of the coil are electrically connected to each other.
隣接する単位コイルが存在しない端部単位コイルの最外層にある絶縁剥離された巻き終わり部を外部への引き出しのための電極とすることを特徴とする請求項1記載の同期回転機用の電機子コイル。 The plurality of unit coils are an even number of unit coils,
2. The electric machine for a synchronous rotating machine according to claim 1, wherein the end portion of the end unit coil having no adjacent unit coil, which is the outermost layer of the end unit coil, is used as an electrode for leading to the outside. Child coil.
隣接する単位コイルが存在しない第1の端部単位コイルの最外層にある絶縁剥離された巻き終わり部を外部への引き出しのための電極とし、
隣接する単位コイルが存在しない第2の端部単位コイルの最内層にある絶縁剥離された巻き始め部を外部への引き出しのための電極とすることを特徴とする請求項1記載の同期回転機用の電機子コイル。 The plurality of unit coils are an odd number of unit coils,
The electrode end for leading to the outside is a winding end portion that has been peeled off in the outermost layer of the first end unit coil where there is no adjacent unit coil,
2. The synchronous rotating machine according to claim 1, wherein an insulation-peeled winding start portion in the innermost layer of the second end unit coil having no adjacent unit coil is used as an electrode for leading to the outside. Armature coil for use.
上記電機子コイルの軸が当該回転機のシャフトの回転中心に向かうように、該電機子コイルの空芯の部分に挿入されて固定するティースを有し、軟磁性材料で環状に形成されたリングヨークと、
上記電機子コイルが挿入された上記ティース及び該電機子コイルに対向する面が所定の距離だけ離間して配置される面を有し、上記シャフトに固定されて該シャフトとともに回転する軟磁性材料で形成されたロータヨークとを備え、
上記ロータヨークの面に対向する上記電機子コイルの面及び上記リングヨークに設置される該電機子コイルの面は、いずれも平面であり、
上記電機子コイルが固定される上記リングヨークの面は、平面であり、
上記ティース及び上記電機子コイルに対向する上記ロータヨークの面は、平面であることを特徴とする同期回転機。 An air core coil that is wound by winding from the inside to the outside with the wide surface portion of the flat wire having a surface insulated in the radial direction, and a flat wire in the innermost layer of the air core coil that is insulated and peeled off. A plurality of unit coils of the same shape having a start portion and a winding end portion of a rectangular wire that is insulated and peeled in the outermost layer of the air-core coil, and two adjacent unit coils of the plurality of unit coils The plurality of unit coils are aligned and closely aligned in the axial direction so that the winding directions of the two unit coils are reversed, and the winding start portions or the winding end portions of the two adjacent unit coils are electrically connected. Connected to each other, and each armature coil arranged adjacently and circumferentially,
A ring having a tooth inserted into and fixed to the air core portion of the armature coil so that the axis of the armature coil is directed toward the rotation center of the shaft of the rotating machine, and formed in an annular shape with a soft magnetic material York,
A soft magnetic material that has a surface in which the teeth into which the armature coil is inserted and a surface facing the armature coil are spaced apart by a predetermined distance and is fixed to the shaft and rotates together with the shaft. A rotor yoke formed,
Both the surface of the armature coil facing the surface of the rotor yoke and the surface of the armature coil installed on the ring yoke are flat surfaces,
The surface of the ring yoke to which the armature coil is fixed is a plane,
The synchronous rotating machine according to claim 1, wherein a surface of the rotor yoke facing the teeth and the armature coil is a flat surface.
上記ロータマグネットは、上記ティース及び上記電機子コイルに対向する面及び上記ロータヨークに固定される面がいずれも平面であることを特徴とする請求項6記載の同期回転機。 On the surface of the rotor yoke that faces the teeth and the armature coil, further includes a rotor magnet that is annularly arranged with a predetermined distance therebetween,
The synchronous rotating machine according to claim 6, wherein the rotor magnet has a flat surface facing the teeth and the armature coil and a surface fixed to the rotor yoke.
上記電機子コイルを固定する、軟磁性材料で環状に形成されたリングヨークと、
上記電機子コイルに対向して所定のギャップ長だけ離間して環状に配置されるロータマグネットと、
上記ロータマグネットを固定して、上記シャフトに固定されて該シャフトとともに回転する、軟磁性材料で形成されたロータヨークとを備え、
上記マグネットに対向する上記電機子コイルの面及び上記リングヨークに設置される該電機子コイルの面は、いずれも平面であり、
上記電機子コイルが設置される上記リングヨークの面は、平面であり、
上記マグネットの上記電機子コイルに対向する面及び上記ロータヨークに設置される該マグネットの面は、いずれも平面であり、
上記マグネットが設置される上記ロータヨークの面は、平面であることを特徴とする同期回転機。 An air core coil that is wound by winding from the inside to the outside with the wide surface portion of the flat wire having a surface insulated in the radial direction, and a flat wire in the innermost layer of the air core coil that is insulated and peeled off. A plurality of unit coils of the same shape having a start portion and a winding end portion of a rectangular wire that is insulated and peeled in the outermost layer of the air-core coil, and two adjacent unit coils of the plurality of unit coils The plurality of unit coils are aligned and closely aligned in the axial direction so that the winding directions of the two unit coils are reversed, and the winding start portions or the winding end portions of the two adjacent unit coils are electrically connected. Connected to each other, and an armature coil arranged annularly adjacent to each other so that each axis is directed to the rotation center of the shaft of the rotating machine,
A ring yoke formed of a soft magnetic material to fix the armature coil;
A rotor magnet disposed in an annular shape facing the armature coil and spaced apart by a predetermined gap length;
A rotor yoke formed of a soft magnetic material that is fixed to the shaft and rotates together with the shaft;
Both the surface of the armature coil facing the magnet and the surface of the armature coil installed on the ring yoke are flat.
The surface of the ring yoke on which the armature coil is installed is a plane,
Both the surface of the magnet facing the armature coil and the surface of the magnet installed on the rotor yoke are flat surfaces,
A synchronous rotating machine, wherein a surface of the rotor yoke on which the magnet is installed is a flat surface.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| WO2019106760A1 (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-06 | 須山弘次 | Magnetic force system and components relating to power generator, motor, linear motor car and like |
| JP2019536418A (en) * | 2016-12-01 | 2019-12-12 | アンスティテュ ヴェデコム | Electric machine including a rotor with an inclined internal permanent magnet |
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2011
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