[发明专利]三相交流电动机及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有8字形的波绕式线圈的电动机及其制造方法。

背景技术

在具备永磁体的电动机中，存在被称为齿槽转矩(cogging torque)的脉动、被称为转矩波动(torque ripple)的转矩变动。以往，作为能够降低齿槽转矩和转矩波动的极数与槽数的组合，能够列举出具有槽数除以极数所得到的值为既约分数的分数槽的电动机(例如日本特开2004-023950号公报)。

另一方面，作为将线圈缠绕(插入)到电动机的定子上形成的槽的方法或装置，提出了各种方案。例如日本特开2011-030309号公报中记载了以下技术：对于12槽10极的单Y形接线的电动机的定子，能够在形成有绝缘部的带状的定子芯上容易地形成线圈，并且试图使不同相的连接线不接触。

另外，日本特开2015-126661号公报中记载了如下一种绕线插入机：使多个线圈与插入工具的叶片对应地排列在线圈设置台上，由此能够将全部线圈一次性地配置于插入工具，并且，能够通过一次作业使插入工具的线圈插入到定子的槽。

在槽数除以极数所得到的值为既约分数的所谓的分数槽的电动机中，能够以使极数与槽数的最小公倍数大的方式选定极数和槽数，另外，能够减小高次的分布卷绕系数的值，因此能够使齿槽转矩和转矩波动减少。例如，在槽数6N大于极对数P的1.5倍且为极对数P的3倍以下的电动机(1.5P<6N≤3P)的情况下，能够构成槽节距为1的集中卷绕式电动机。在该情况下，能够在相邻的槽中卷绕一个线圈，因此能够利用绕线机的线嘴(Nozzle)直接卷绕到定子的齿部(进行所谓的直接卷绕)，作为电动机的制造方法而言非常有利。

另外，还存在以下方法：预先将线圈缠绕在以能够插入到槽中的方式形成绝缘构件而制作出的卷绕筒(bobbin)上，将缠绕有该线圈的卷绕筒整个插 入到槽。通过采用这种集中绕法，能够实现制造工时的削减，但是要逐次地制作一个一个的线圈，因此工时的削减有局限性。

另一方面，在具有槽数6N比极对数P的3倍大的分数槽的电动机(6N>3P)中，存在齿槽和转矩波比集中卷绕式的分数槽电动机的齿槽和转矩波动更小的趋势，因此具备优异的性能。但是，插入到槽的绕线的线圈节距(coil pitch)大于1槽，只能通过分布绕法来卷绕线圈。特别是，在槽数除以极对数所得到的值是分母为4以上的既约分数的电动机中，绕线的配置变得更复杂，因此插入到槽的绕线的线圈数变多，难以在制造工序中进行绕线的自动化。并且，随着线圈数增加，将线圈之间连接的连接线的条数也变多，这也成为绕线之间复杂地缠在一起的主要原因。

另一方面，在基于插入器(Inserter)方式的自动绕线机中，使绕线机的线嘴或者锭翼(Flyer)绕卷线筒回旋来制作一个一个的线圈，将制作出的线圈插入到插入器，并将插入器逐渐插入到定子中，由此将线圈卷绕安装在定子上。在该工序中，当要制作的线圈的数量变多时，向插入器进行插入的次数也变多，因此需要很多工时。另外，在插入器中插入有大量的线圈，因此在线圈间的连接线的条数多的情况下，有时绕线会复杂地缠在一起而引起制造不良。

这样，在具有复杂的绕线配置的分数槽的电动机中，虽然性能高，但是存在线圈数变多、结果制造工时也变多的问题，还存在将各线圈之间连接的连接线变多、容易复杂地缠在一起的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具有整体的线圈数减少且线圈间的连接线的条数也减少的定子的电动机以及该电动机的制造方法。

为了达到上述目的，本申请发明的一个方式提供一种三相交流电动机，该三相交流电动机具备：转子，其具有多对磁极；定子，其具有在所述转子的旋转轴方向上形成的、且沿周向进行排列的多个槽，该定子被配置成在径 向上与所述转子相向；以及多个绕线，所述多个绕线被插入到所述槽来卷绕安装于所述定子，其中，具有以下关系：在将所述转子的极对数设为P、将所述定子的用于插入绕线的槽数设为6N时，槽数6N除以极对数P所得到的值是分母为2以上的既约分数，所述绕线以卷绕成规定的匝数且呈8字形的多个线圈的形态配置于所述槽内，在所述8字形的线圈中，包括相互重叠的绕线的第一线圈部分被插入到一个槽，在构成所述8字形的多个圈的各圈中位于在所述定子的周向上与所述第一线圈部分相反的一侧且绕线不重叠的第二线圈部分配置于一个槽内，对每相配置多个所述8字形的线圈，该8字形的线圈配置于所述定子的规定的位置。

在优选的实施方式中，在将槽数6N除以极数2P所得到的商设为X时，各所述8字形的线圈的所述第一线圈部分和所述第二线圈部分以槽节距X配置于多个槽。