[发明专利]旋转电机和旋转电机装置

说明书

技术领域

本发明涉及旋转电机的定子结构和旋转电机装置。

背景技术

本技术领域的背景技术有专利文献1，构成为用有限的电流容量的功率晶体管驱动，能够用与该功率晶体管的电流容量相比充分大的输出驱动。此外，以对两组以上的电枢绕组分别供给电流的方式构成端子单元。

此外，本技术领域的背景技术有专利文献2，构成作为在三相电动机的定子的槽中分布卷绕的电枢绕组，按外相、中相、内相的顺序将电枢绕组插入各个槽中，使电枢绕组的截面积构成为外相比中相更大、且内相比中相更小的电动机。

近年来，在需要大输出和大转矩的注塑成型机的注射轴、冲压机械的加压滑动驱动等中，以控制性能的提高和高加速动作等为目的，使用伺服电动机的需求增多。在这些用途中，以通常的商用电源系统下的运转为前提，作为对电动机供电的驱动控制电路的伺服放大器能够输出的电压，限于逆变器按照所谓200V级和400V级的电压系统能够输出的电压范围，所以要获得大输出（大电力）时，电流值成比例地增大。

这样的要获得大输出（大电力）的情况下，在作为驱动电路的伺服放大器中用一个电力用半导体提供大电流是困难的，所以如专利文献1所述，抑制使用的每一个电流控制电路（驱动电路）的电力用半导体的元件容量，从多个电流控制电路协同进行供电。与此对应，电动机是同一个定子槽中具备用多个各电流控制电路个别驱动的多组三相绕组的多绕组电动机。

该情况下的电动机的方式，是需要的多组绕组数量能够作为并联电路实现的槽组合。绕组是各绕组之间的均衡优良的重叠绕组，多组三相绕组的配置是将连续的数个线圈分配到各三相绕组的U相、V相或W相。即，将电动机在结构上用周方向上若干等分的范围划分的情况下，以其中的一个场所为中心配置各绕组的各相。

此外，专利文献1中，还记载了为了不增加槽数而进一步增加绕组数量，在同一个槽中配置两个线圈元素，在其中从两个不同的电流控制电路流过相位错开的电流。

另一方面，因为重叠绕组不适合自动化，所以有时通过等价变换求出同心绕组模式并采用。该情况下，绕线作业通过插入化而自动化。将所有绕组分为若干个插入次数后，将预先在夹具上卷绕的该插入次数的所有线圈一并绕线。该情况下插入次数较早的线圈配置在外侧，所以连接部分变长，绕组总长增大。因此，与插入次数较晚的配置在内侧的线圈相比，较早的线圈的电阻值增大，存在均衡恶化的状况。对于这样的情况，专利文献2中公开了对电线配置上周长较长的线圈分配较大的截面积使电线直径变粗，调整电阻值而实现均衡良好的三相绕组的技术内容。

但是这些技术中存在以下问题。首先，多个绕组构成的槽配合，一般而言槽数增大，绕组的作业成本变大。其次，同一个槽内同时存在若干个绕组的情况下，对其流过同相电流时，线圈之间共用同一磁通从而产生相互干涉，非常难以稳定地控制。因此，专利文献1中对于同一个槽中配置的两个线圈元素，从两个不同的电流控制电路流过电流时，使其流过相位错开的电流。这表示转矩的总和值相对于原本的2倍下降。进而，使同一绕组中包括的线圈的线径不同，会使绕组变得繁杂，增加作业成本。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-175420号公报

专利文献2：日本特开2002-313548号公报

专利文献3：日本特开2010-130821号公报

发明内容

发明要解决的课题

此外，能够列举专利文献3作为使流过同相电流时的线圈之间的相互干涉缓和的技术。专利文献3与专利文献1同样不增加槽数而增加绕组数量，但是使设置在定子铁心的相同位置的多个部分绕组为不同组的三相绕组的同相的部分绕组，抑制了不同的三相绕组之间的相互干涉。

专利文献1和专利文献3中，为了避免槽数的增加，有在同一个槽内卷绕多个绕组的倾向。卷绕多个绕组时，配置在槽的入口侧（定子铁芯的内周侧）的绕组、和配置在槽的底部（定子铁芯的外周侧）的绕组的电线长度不同，且绕组与铁芯的磁耦合不同，产生电感差。在槽的入口侧卷绕的绕组电感减小。此外，因绕组的配置位置，磁耦合的定子的齿长度产生差，由绕组和齿形成的磁路的长度也产生差。从而，从这一点而言，配置在槽的入口侧的绕组与配置在槽的底部侧的绕组的电感也不同。

从电流控制电路对这些绕组供给电流时，因不同的电感使电流控制电路的功率因数产生差。电感的差在三相绕组的UVW各相之间和多组绕组的各组之间产生。