[发明专利]旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及具备一个转子和两个定子的旋转电机。

背景技术

以往，在感应电动机、同步电动机等旋转电机中，考虑使定子的绕组为分布绕组型或集中绕组型。其中的集中绕组型相对于分布绕组型，具有绕组简单、能够减少线圈端部、能够提高量产性的优点。但是，在为集中绕组型的情况下，在磁动势波形中可能会产生具有与基波相近的频率的磁动势谐波，从而可能会产生发生转矩脉动(ripple，波动)、功率因数恶化这样的缺陷。

例如，图9是表示将以往所考虑的普通的感应电动机的电枢绕组即定子绕组设为了集中绕组时的、从定子出发与转子交链的交链磁通与时间的关系的图。另外，图10是表示与图9的交链磁通相对应地在作为次级侧导体的转子侧的转子绕组中产生的感应电流与时间的关系的图。从图9、图10可以可知，在使用集中绕组型的定子的情况下，特有的空间谐波磁通与转子绕组交链。即，使定子产生旋转磁场的磁动势的分布由于各相定子绕组的配置、定子的形状而不为仅基波的正弦波分布，而变为包括谐波成分。特别是在以集中绕法在定子侧的齿上卷装定子绕组的情况下，在定子的磁动势分布中产生的谐波成分的振幅水平增大。

这样的由定子绕组的配置和/或定子的形状引起的、包括谐波成分的磁通被称为空间谐波磁通。在空间谐波磁通所交链了的转子绕组中会产生谐波电流，该谐波电流是如图10所示的包括谐波成分的感应电流。谐波电流会使次级铜损等次级导体损耗增加，成为使电动机的性能恶化的原因。

针对这一点，在专利文献1中记载了以下的旋转电机：包括线圈以集中卷绕方式卷绕在设置于定子芯的多个齿上且线圈与三相电源连接的定子、以及与定子对向配置的转子，定子的极数与槽数的比为1∶3。并且，使得不存在次数与基波相近的磁动势谐波。作为与本发明相关的在先技术文献，除了专利文献1之外，还有专利文献2、3。

专利文献1：日本特开2006-271187号公报

专利文献2：日本特开2005-237086号公报

专利文献3：日本特开2004-56860号公报

发明内容

但是，在专利文献1所记载的旋转电机的情况下，为了将卷绕在定子的齿上的绕组从每一极对3条增加至6条，使各极的宽度为一半的宽度来增大绕组数。因此，虽然可能能够减少磁动势谐波，但是基波磁通也会减少。因此，从减少磁动势谐波而不减少基波磁通以谋求提高旋转电机的性能这一方面来说，存在着改进的余地。

另外，在专利文献2中记载了以下的轴向电动机(axial motor)：以谋求提高效率和输出为目的，将转子和定子在轴向上对向地配置，通过两个转子从两侧夹着定子。在构成各转子的导电性金属制的转子主体的与定子相对的相对面具有用于埋入转子磁心的埋入部。将埋入部用作成型用的模具而将使用压粉磁心材料形成的转子磁心埋入到埋入部中。在这样的专利文献2所记载的轴向电动机的情况下，未考虑在使定子绕组为集中绕组的情况下减少磁动势谐波而不减少由定子产生的基波磁通以谋求提高旋转电机的性能。

另外，在专利文献3的图14中记载了具有两个定子和一个转子的感应电动机。在该感应电动机中，在两个定子之间配置转子，使两个定子与转子在轴向上相对向。转子在设置于导电性材料的圆板部的多个孔嵌合着齿部。在该情况下，在两个定子中，相对的绕组产生相同方向的磁通，该相对的绕组分别相对于转子而成为异极。但是，在这样的感应电动机中，未考虑形成为以下的集中绕组，该集中绕组为在设置于定子的周向上的多处的齿中的周向上相邻的齿上卷绕不同相的绕组而成的。因此，在使定子绕组为集中绕组的情况下，从减少磁动势谐波而不减少定子产生的基波磁通以谋求提高旋转电机的性能这一方面来说，存在着改进的余地。需说明的是，不仅在旋转电机为感应电动机的情况下会产生这样的不良情况，在旋转电机为同步电动机的情况下也同样会产生这样的不良情况。即，在同步电动机中，在从定子出发与转子交链的磁通中包括谐波磁通的情况下，由于谐波磁通，磁通的泄露和/或铁损增加，成为使电动机的性能恶化的原因。

本发明的目的在于：在旋转电机中，在使定子绕组为集中绕组的情况下，减少磁动势谐波而不减少定子产生的基波磁通，谋求提高性能。