JP5055937B2 - Winding insulation structure of rotating electrical machine - Google Patents
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Description
本発明は回転電機の巻線絶縁構造に関し、サージ電圧耐力強化型の絶縁方式を採用した単相重ね巻きタイプの巻線絶縁構造である。 The present invention relates to a winding insulation structure of a rotating electrical machine, and is a single-phase lap winding type winding insulation structure employing a surge voltage proof strength insulation method.
近年のインバータではサージ電圧の立ち上がり速度（ｄｖ／ｄｔ）が早いため、インバータにより給電される電動機巻線には高電圧がかかり、巻線の絶縁層に多大の絶縁破壊電圧が作用する。従って、巻線の素線コイル間絶縁能力を強化し、同相の素線コイル間で部分放電が発生しないような絶縁システムにする必要がある。 In recent inverters, the rising speed (dv / dt) of surge voltage is fast, so that a high voltage is applied to the motor windings fed by the inverter, and a large breakdown voltage acts on the insulating layer of the windings. Therefore, it is necessary to strengthen the insulation capacity between the wire coils of the winding and to make an insulation system in which partial discharge does not occur between the wire coils of the same phase.
一般にサージ電圧は電動機巻線に均等に印加されることは無く、端子側のコイルほど分担電圧が大きくなる。従って、各コイル毎に絶縁することによりサージ電圧を上げている。 Generally, the surge voltage is not applied evenly to the motor windings, and the shared voltage increases as the coil on the terminal side. Therefore, the surge voltage is increased by insulating each coil.
なお、異相の巻線間には、絶縁紙を挿入することにより絶縁が施され、異相の巻線間では高電圧にも耐え得る絶縁構造になっている。つまり、ある相の巻線を固定子に挿入したら、この相の巻線の上に、異相間絶縁用の絶縁紙を載せ、次に隣接する異なる相の巻線を固定子に挿入することにより、異相の巻線間に絶縁紙を挿入することができるのである。 Insulation is provided between the windings of different phases by inserting insulating paper, and the insulation structure can withstand high voltage between the windings of different phases. In other words, when a phase winding is inserted into the stator, an insulating paper for interphase insulation is placed on the phase winding, and then an adjacent different phase winding is inserted into the stator. Insulating paper can be inserted between windings of different phases.
ここで従来の巻線構造の具体例とその課題を説明する。 Here, a specific example of a conventional winding structure and its problem will be described.
モータの巻線方式には２層重ね巻き方式と、単相心巻き方式がある。一般に、小型モータではコイル巻き作業、コイル挿入作業が容易であることから単相同心巻き方式を用いる。
なお、
「ステータのスロット数÷（極数×相数）＝Ｑ（１極１相分のスロット数）」
と定義して説明をする。
The motor winding method includes a two-layer lap winding method and a single-phase core winding method. In general, a small homogenous motor uses a single homologous winding method because coil winding work and coil insertion work are easy.
In addition,
“Number of stator slots ÷ (number of poles × number of phases) = Q (number of slots for one pole and one phase)”
It is defined and explained.
従来の巻線構造の例として、単相同心巻き方式、４極、ステータスロット数が３６溝（Ｎ１＝３６，Ｑ＝３の場合）で、Ｕ相の素線コイルのはめ込みピッチを、Ｓ０１−Ｓ１２，Ｓ０２−Ｓ１１，Ｓ０３−Ｓ１０，Ｓ１９−Ｓ３０，Ｓ２０−Ｓ２９，Ｓ２１−Ｓ２８としたものを、図３に示す。また図３における第１のＵ相巻線Ｕ１の巻線状態を図４に示す。 As an example of a conventional winding structure, a single-homologous winding method, 4 poles, the number of status lots is 36 grooves (when N1 = 36, Q = 3), and the insertion pitch of the U-phase wire coil is S01- FIG. 3 shows S12, S02-S11, S03-S10, S19-S30, S20-S29, and S21-S28. FIG. 4 shows the winding state of the first U-phase winding U1 in FIG.
図３において、Ｓ１〜Ｓ３６は固定子鉄心Ｉに形成したスロットである。巻線としては、第１のＵ相巻線Ｕ１，第２のＵ相巻線Ｕ２と、第１のＶ相巻線Ｖ１，第２のＶ相巻線Ｖ２と、第１のＷ相巻線Ｗ１，第２のＷ相巻線Ｗ２がある。 In FIG. 3, S1 to S36 are slots formed in the stator core I. The windings include a first U-phase winding U1, a second U-phase winding U2, a first V-phase winding V1, a second V-phase winding V2, and a first W-phase winding. There is W1, a second W-phase winding W2.
第１のＵ相巻線Ｕ１は、第１の素線コイルＵ１−１と、第２の素線コイルＵ１−２と、第３の素線コイルＵ１−３を単相同心巻きして構成したものであり、第１の素線コイルＵ１−１の巻き終わり位置と、第２の素線コイルＵ１−２の巻き始め位置とが電気的に接続され、第２の素線コイルＵ１−２の巻き終わり位置と、第３の素線コイルＵ１−３の巻き始め位置とが電気的に接続されている。
しかも、型巻きコイルである第１の素線コイルＵ１−１は、そのコイルサイドがスロットＳ０１とスロットＳ１２に挿入されると共にそのコイルエンドが固定子鉄心Ｉの端面に沿い配置されている。
また、型巻きコイルである第２の素線コイルＵ１−２は、そのコイルサイドがスロットＳ０２とスロットＳ１１に挿入されると共にそのコイルエンドが固定子鉄心Ｉの端面に沿い配置されている。
また、型巻きコイルである第３の素線コイルＵ１−３は、そのコイルサイドがスロットＳ０３とスロットＳ１０に挿入されると共にそのコイルエンドが固定子鉄心Ｉの端面に沿い配置されている。
図４は、第１のＵ相巻線Ｕ１の、第１の素線コイルＵ１−１と第２の素線コイルＵ１−２と第３の素線コイルＵ１−３を抽出して示している。
The first U-phase winding U1 is configured by single homologous winding of the first strand coil U1-1, the second strand coil U1-2, and the third strand coil U1-3. The winding end position of the first strand coil U1-1 and the winding start position of the second strand coil U1-2 are electrically connected, and the second strand coil U1-2 The winding end position and the winding start position of the third strand coil U1-3 are electrically connected.
Moreover, the first strand coil U <b> 1-1 that is a die-wound coil has its coil side inserted into the slots S <b> 01 and S <b> 12 and its coil end disposed along the end face of the stator core I.
In addition, the second strand coil U1-2 that is a die-wound coil has its coil side inserted into the slots S02 and S11 and its coil end disposed along the end face of the stator core I.
The third strand coil U1-3, which is a coiled coil, has its coil side inserted into the slots S03 and S10, and its coil end is disposed along the end face of the stator core I.
FIG. 4 shows the first U-phase winding U1 with the first strand coil U1-1, the second strand coil U1-2, and the third strand coil U1-3 extracted. .
第２のＵ相巻線Ｕ２は、第１の素線コイルＵ２−１と、第２の素線コイルＵ２−２と、第３の素線コイルＵ２−３を単相同心巻きして構成したものであり、第１の素線コイルＵ２−１の巻き終わり位置と、第２の素線コイルＵ２−２の巻き始め位置とが電気的に接続され、第２の素線コイルＵ２−２の巻き終わり位置と、第３の素線コイルＵ２−３の巻き始め位置とが電気的に接続されている。
しかも、型巻きコイルである第１の素線コイルＵ２−１は、そのコイルサイドがスロットＳ１９とスロットＳ３０に挿入されると共にそのコイルエンドが固定子鉄心Ｉの端面に沿い配置されている。
また、型巻きコイルである第２の素線コイルＵ２−２は、そのコイルサイドがスロットＳ２０とスロットＳ２９に挿入されると共にそのコイルエンドが固定子鉄心Ｉの端面に沿い配置されている。
また、型巻きコイルである第３の素線コイルＵ２−３は、そのコイルサイドがスロットＳ２１とスロットＳ２８に挿入されると共にそのコイルエンドが固定子鉄心Ｉの端面に沿い配置されている。
The second U-phase winding U2 is configured by winding the first strand coil U2-1, the second strand coil U2-2, and the third strand coil U2-3 with a single homologous core. The winding end position of the first strand coil U2-1 and the winding start position of the second strand coil U2-2 are electrically connected, and the second strand coil U2-2 The winding end position and the winding start position of the third strand coil U2-3 are electrically connected.
Moreover, the first strand coil U <b> 2-1 that is a die-wound coil has its coil side inserted into the slots S <b> 19 and S <b> 30 and its coil end disposed along the end surface of the stator core I.
Further, the second strand coil U2-2 that is a die-wound coil has its coil side inserted into the slots S20 and S29, and its coil end is disposed along the end face of the stator core I.
The third strand coil U2-3, which is a die-wound coil, has its coil side inserted into the slots S21 and S28 and its coil end disposed along the end face of the stator core I.
結局、Ｕ相の素線コイルのはめ込みピッチは、前述したように、Ｓ０１−Ｓ１２（素線コイルＵ１−１），Ｓ０２−Ｓ１１（素線コイルＵ１−２），Ｓ０３−Ｓ１０（素線コイルＵ１−３），Ｓ１９−Ｓ３０（素線コイルＵ２−１），Ｓ２０−Ｓ２９（素線コイルＵ２−２），Ｓ２１−Ｓ２８（素線コイルＵ２−３）になっている。 Eventually, the insertion pitch of the U-phase wire coil is S01-S12 (wire coil U1-1), S02-S11 (wire coil U1-2), S03-S10 (wire coil U1) as described above. -3), S19-S30 (wire coil U2-1), S20-S29 (wire coil U2-2), S21-S28 (wire coil U2-3).
Ｕ相巻線に対して電気的に２／３πずれているＶ相巻線、及び、Ｕ相巻線に対して電気的に４／３πずれているＷ相巻線においても、Ｓ相巻線と同様な巻線構造になっている。 Even in the V-phase winding that is electrically displaced by 2 / 3π from the U-phase winding and the W-phase winding that is electrically displaced by 4 / 3π from the U-phase winding, the S-phase winding It has the same winding structure as
即ちＶ相巻線は、第１のＶ相巻線Ｖ１と第２のＶ相巻線Ｖ２とで構成されている。そして、第１のＶ相巻線Ｖ１は素線コイルＶ１−１，Ｖ１−２，Ｖ１−３を単相同心巻きして構成されており、第２のＶ相巻線Ｖ２は、素線コイルＶ２−１，Ｖ２−２，Ｖ２−３を単相同心巻きして構成されている。
しかも、Ｖ相の素線コイルのはめ込みピッチは、Ｓ１３−Ｓ２４（素線コイルＶ１−１），Ｓ１４−Ｓ２３（素線コイルＶ１−２），Ｓ１５−Ｓ２２（素線コイルＶ１−３），
Ｓ３１−Ｓ０６（素線コイルＶ２−１），Ｓ３２−Ｓ０５（素線コイルＶ２−２），Ｓ３３−Ｓ０４（素線コイルＶ２−３）になっている。
That is, the V-phase winding is composed of a first V-phase winding V1 and a second V-phase winding V2. The first V-phase winding V1 is constituted by single-homogeneous winding of the wire coils V1-1, V1-2, and V1-3, and the second V-phase winding V2 is formed of a wire coil. V2-1, V2-2, and V2-3 are wound with a single homologous heart.
Moreover, the insertion pitch of the V-phase wire coil is S13-S24 (wire coil V1-1), S14-S23 (wire coil V1-2), S15-S22 (wire coil V1-3),
S31-S06 (wire coil V2-1), S32-S05 (wire coil V2-2), S33-S04 (wire coil V2-3).
またＷ相巻線は、第１のＷ相巻線Ｗ１と第２のＷ相巻線Ｗ２とで構成されている。そして、第１のＷ相巻線Ｗ１は素線コイルＷ１−１，Ｗ１−２，Ｗ１−３を単相同心巻きして構成されており、第２のＷ相巻線Ｗ２は、素線コイルＷ２−１，Ｗ２−２，Ｗ２−３を単相同心巻きして構成されている。
しかも、Ｗ相の素線コイルのはめ込みピッチは、Ｓ２５−Ｓ３６（素線コイルＷ１−１），Ｓ２６−Ｓ３５（素線コイルＷ１−２），Ｓ２７−Ｓ３４（素線コイルＷ１−３），Ｓ０７−Ｓ１８（素線コイルＷ２−１），Ｓ０８−Ｓ１７（素線コイルＷ２−２），Ｓ０９−Ｓ１６（素線コイルＷ２−３）になっている。
The W-phase winding is composed of a first W-phase winding W1 and a second W-phase winding W2. The first W-phase winding W1 is constituted by single-homogeneous winding of the wire coils W1-1, W1-2, and W1-3, and the second W-phase winding W2 is formed of a wire coil. W2-1, W2-2, and W2-3 are configured by single homologous winding.
Moreover, the fitting pitch of the W-phase wire coil is S25-S36 (wire coil W1-1), S26-S35 (wire coil W1-2), S27-S34 (wire coil W1-3), S07. -S18 (wire coil W2-1), S08-S17 (wire coil W2-2), S09-S16 (wire coil W2-3).
なお、各相における各素線コイルは、それぞれ、絶縁電線を巻回して構成したものである。このことは、後述する本願発明の実施例においても同様である。 Each strand coil in each phase is formed by winding an insulated wire. This also applies to the embodiments of the present invention described later.
上述した構成になっている従来の巻線構造の１では、図４に示すように、素線コイルＵ１−１のコイルピッチ（素線コイルＵ１−１の一方のコイルサイドと他方のコイルサイドとの間の周方向に沿う長さ）は長く、素線コイルＵ１−２のコイルピッチは短く、素線コイルＵ１−３のコイルピッチは更に短くなっている。
そして、素線コイルＵ１−１の内側に素線コイルＵ１−２が入り込み、素線コイルＵ１−２の内側に素線コイルＵ１−３が入り込む状態で固定子鉄心Ｉにコイル挿入が行われている。他の素線コイル（例えば素線コイルＵ２−１，Ｕ２−２，Ｕ２−３）でも、状況は同じである。
In the conventional winding structure 1 configured as described above, as shown in FIG. 4, the coil pitch of the wire coil U1-1 (one coil side and the other coil side of the wire coil U1-1) (Length along the circumferential direction between) is long, the coil pitch of the strand coil U1-2 is short, and the coil pitch of the strand coil U1-3 is further shortened.
Then, the strand coil U1-2 enters inside the strand coil U1-1, and the coil is inserted into the stator core I in a state where the strand coil U1-3 enters inside the strand coil U1-2. Yes. The situation is the same with other wire coils (for example, wire coils U2-1, U2-2, U2-3).
インバータによるサージ電圧に耐えられるように、素線コイルＵ１−１と素線コイルＵ１−２の間の絶縁能力（同相の素線コイル間絶縁）を高めるため、並びに、素線コイルＵ１−２と素線コイルＵ１−３の間の絶縁能力（同相の素線コイル間絶縁）を高めるためには、従来では、素線コイルＵ１−１，Ｕ１−２の少なくとも一方に、並びに、素線コイルＵ１−２，Ｕ１−３の少なくとも一方に絶縁テープをテーピングしていた。
この絶縁テープのテーピング作業は、素線コイルＵ１−１，Ｕ１−２，Ｕ１−３を固定子鉄心Ｉに嵌め込んだ後に、手作業で行うため、極めて面倒で時間のかかる作業であった。かかる課題は、他の素線コイルでも同様に生じている。
したがって、巻線構造として単相同心巻きを採用した、しかも、インバータによるサージ電圧に耐えられるように同相の素線コイル間絶縁を強くした電動機を、短時間で大量生産するには大きな障害となっていた。
In order to withstand the surge voltage caused by the inverter, in order to increase the insulation capacity (insulation between the in-phase wire coils) between the wire coil U1-1 and the wire coil U1-2, In order to increase the insulation capacity between the wire coils U1-3 (insulation between the same-phase wire coils), conventionally, at least one of the wire coils U1-1 and U1-2 and the wire coil U1 are used. An insulating tape was taped on at least one of −2 and U1-3.
This taping operation of the insulating tape is an extremely troublesome and time-consuming operation because it is manually performed after the wire coils U1-1, U1-2, and U1-3 are fitted into the stator core I. Such a problem also occurs in other wire coils.
Therefore, it is a major obstacle to mass production in a short time for motors that employ single homologous winding as the winding structure and that have strong insulation between the wire coils of the same phase so that they can withstand the surge voltage caused by the inverter. It was.
なお、素線コイルＵ１−１の内側に素線コイルＵ１−２が入り込む状態で固定子鉄心Ｉにコイル挿入が行われているため、素線コイルＵ１−１と素線コイルＵ１−２の間に、絶縁紙を挿入することはできなかった。 In addition, since coil insertion is performed to the stator core I in a state where the strand coil U1-2 is inserted inside the strand coil U1-1, the gap between the strand coil U1-1 and the strand coil U1-2. Insulating paper could not be inserted.
つまり、素線コイルＵ１−１を固定子鉄心Ｉに先に挿入し、この素線コイルＵ１−１の上に絶縁紙を載せ、次に素線コイルＵ１−２を素線コイルＵ１−１の内側に入り込む状態で固定子鉄心Ｉに挿入していくと、この素線コイルＵ１−２の挿入に伴い、絶縁紙は、素線コイルＵ１−１、Ｕ１−２間（この間隔は図では広く描いているが実際には極めて狭い）に挟まれつつ素線コイルＵ１−１の内側に押し込まれていってしまい、絶縁紙に「巻き込み」や「折り込み」や「捩れ」や「破損」が生じてしまい、絶縁紙の絶縁性能が確保できなくなってしまうからである。
挿入手順を逆にしても、つまり、素線コイルＵ１−２を固定子鉄心Ｉに先に挿入し、この素線コイルＵ１−２の上に絶縁紙を乗せ、次に素線コイルＵ１−１を素線コイルＵ１−２の外側に入り込む状態で固定子鉄心Ｉに挿入しても、同じ問題が生じていた。
That is, the strand coil U1-1 is inserted into the stator core I first, an insulating paper is placed on the strand coil U1-1, and then the strand coil U1-2 is connected to the strand coil U1-1. When inserted into the stator core I in a state of entering the inside, the insulation paper is inserted between the wire coils U1-1 and U1-2 along with the insertion of the wire coil U1-2 (this interval is wide in the figure). It is pushed into the inside of the wire coil U1-1 while being sandwiched between drawn (actually very narrow), resulting in “rolling”, “folding”, “twisting” and “breaking” in the insulating paper. This is because the insulating performance of the insulating paper cannot be secured.
Even if the insertion procedure is reversed, that is, the strand coil U1-2 is first inserted into the stator core I, an insulating paper is placed on the strand coil U1-2, and then the strand coil U1-1. The same problem occurred even when the wire was inserted into the stator core I in a state of entering the outside of the wire coil U1-2.
また同様に、素線コイルＵ１−２の内側に素線コイルＵ１−３が入り込む状態で固定子鉄心Ｉにコイル挿入が行われているため、素線コイルＵ１−２と素線コイルＵ１−３の間に、絶縁紙を挿入することはできなかった。 Similarly, since the coil is inserted into the stator core I in a state where the strand coil U1-3 enters the inside of the strand coil U1-2, the strand coil U1-2 and the strand coil U1-3. Insulating paper could not be inserted in between.
上記課題を解決する本発明の構成は、
三相の各相巻線を単相重ね巻きして構成してなる回転電機の巻線構造において、
各相巻線を構成する複数の素線コイルは、コイルピッチが等しくなっており、しかも、鉄心のスロットに先に挿入される素線コイルのスロットの隣のスロットに、鉄心のスロットに次に挿入される素線コイルが挿入されており、
先に挿入された素線コイルと次に挿入された素線コイルの間に、同相間絶縁用の絶縁紙が挟まれていることを特徴とする。
The configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.
In the winding structure of a rotating electrical machine configured by winding each phase winding of three phases with a single phase,
The plurality of strand coils constituting each phase winding have the same coil pitch, and next to the slot next to the slot of the strand coil previously inserted into the slot of the core, next to the slot of the core. The wire coil to be inserted is inserted,
Insulating paper for in-phase insulation is sandwiched between the element wire coil inserted first and the element coil inserted next.
また本発明の構成は、
三相の各相巻線を単相重ね巻きして構成してなる回転電機の巻線構造において、
各相巻線を構成する複数の素線コイルは、コイルピッチが等しくなっており、
鉄心のスロットに先に挿入する素線コイルを挿入したら、この素線コイルの上に同相間絶縁用の絶縁紙を載せ、次に挿入する素線コイルを先に挿入した素線コイルが挿入されているスロットの隣のスロットに挿入して行くことにより、各相の巻線が構成されていることを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
In the winding structure of a rotating electrical machine configured by winding each phase winding of three phases with a single phase,
The plurality of wire coils constituting each phase winding have the same coil pitch,
After inserting the strand coil to be inserted first into the slot of the iron core, place the insulation paper for in-phase insulation on this strand coil, and then insert the strand coil to which the strand coil to be inserted first is inserted first. Each phase winding is configured by being inserted into a slot adjacent to the slot.
また本発明の構成は、上記構成において、回転電機の極数が４、鉄心のスロット数が３６であることを特徴とする。 The configuration of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the number of poles of the rotating electric machine is 4 and the number of slots of the iron core is 36.
本発明では、単相重ね巻きした巻線構造において、同相の巻線における素線コイルのコイルピッチ及び配置状態を工夫することにより、同相の素線コイル間に絶縁紙を挿入・配置できるようにしたので、同相の素線コイル間での絶縁耐力を向上させることができる。このとき、テーピング等のような面倒な作業は不要である。
この結果、巻線構造として単相重ね巻きを採用しても、同相の素線コイル間絶縁を強くした電動機を、短時間で大量生産することができる。
In the present invention, in a winding structure in which single-phase lap windings are employed, by devising the coil pitch and arrangement state of the wire coils in the windings in the same phase, it is possible to insert and place insulating paper between the wire coils in the same phase. Therefore, the dielectric strength between the wire coils of the same phase can be improved. At this time, troublesome work such as taping is unnecessary.
As a result, even if single-phase lap winding is employed as the winding structure, it is possible to mass-produce electric motors with strong in-phase insulation between the wire coils in a short time.
以下に、発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づき説明する。 The best mode for carrying out the invention will be described below based on examples.
実施例の巻線構造として、単相重ね巻き方式、４極、ステータスロット数が３６溝（Ｎ１＝３６，Ｑ＝３の場合）としたものを、図１に示す。また図１における第１のＵ相巻線Ｕ１の巻線状態を図２に示す。なお図１において、Ｓ０１〜Ｓ３６は、固定子鉄心Ｉに形成したスロットである。 FIG. 1 shows a winding structure of the embodiment in which a single-phase lap winding method, four poles, and the number of status lots are 36 grooves (N1 = 36, Q = 3). FIG. 2 shows the winding state of the first U-phase winding U1 in FIG. In FIG. 1, S01 to S36 are slots formed in the stator core I.
Ｕ相巻線としては、第１，第２のＵ相巻線Ｕ１，Ｕ２があり、Ｖ相巻線としては、第１，第２のＶ相巻線Ｖ１，Ｖ２があり、Ｗ相巻線としては、第１，第２のＷ相巻線Ｗ１，Ｗ２がある。各巻線Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２は、単相重ね巻きして構成した巻線である。 The U-phase winding includes first and second U-phase windings U1 and U2, and the V-phase winding includes first and second V-phase windings V1 and V2. As the first and second W-phase windings W1 and W2. Each of the windings U1, U2, V1, V2, W1, and W2 is a winding formed by single-phase lap winding.
第１のＵ相巻線Ｕ１は３つの素線コイルＵ１−１，Ｕ１−２，Ｕ１−３を有しており、第２のＵ相巻線Ｕ２は３つの素線コイルＵ２−１，Ｕ２−２，Ｕ２−３を有している。このとき素線コイルＵ１−１〜Ｕ２−３のコイルピッチは全て等しくなっている。 The first U-phase winding U1 includes three strand coils U1-1, U1-2, U1-3, and the second U-phase winding U2 includes three strand coils U2-1, U2. -2, U2-3. At this time, the coil pitches of the wire coils U1-1 to U2-3 are all equal.
第１のＶ相巻線Ｖ１は３つの素線コイルＶ１−１，Ｖ１−２，Ｖ１−３を有しており、第２のＶ相巻線Ｖ２は３つの素線コイルＶ２−１，Ｖ２−２，Ｖ２−３を有している。このとき素線コイルＶ１−１〜Ｖ２−３のコイルピッチは全て等しくなっている。 The first V-phase winding V1 includes three strand coils V1-1, V1-2, and V1-3, and the second V-phase winding V2 includes three strand coils V2-1 and V2. -2, V2-3. At this time, the coil pitches of the wire coils V1-1 to V2-3 are all equal.
第１のＷ相巻線Ｗ１は３つの素線コイルＷ１−１，Ｗ１−２，Ｗ１−３を有しており、第２のＷ相巻線Ｗ２は３つの素線コイルＷ２−１，Ｗ２−２，Ｗ２−３を有している。このとき素線コイルＷ１−１〜Ｗ２−３のコイルピッチは全て等しくなっている。 The first W-phase winding W1 includes three strand coils W1-1, W1-2, and W1-3, and the second W-phase winding W2 includes three strand coils W2-1 and W2. -2, W2-3. At this time, the coil pitches of the wire coils W1-1 to W2-3 are all equal.
Ｕ相のはめ込みピッチは、Ｓ０１−Ｓ１０（素線コイルＵ１−１），Ｓ０２−Ｓ１１（素線コイルＵ１−２），Ｓ０３−Ｓ１２（素線コイルＵ１−３），Ｓ１９−Ｓ２８（素線コイルＵ２−１），Ｓ２０−Ｓ２９（素線コイルＵ２−２），Ｓ２１−Ｓ３０（素線コイルＵ２−３）となっている。 The U-phase insertion pitch is S01-S10 (wire coil U1-1), S02-S11 (wire coil U1-2), S03-S12 (wire coil U1-3), S19-S28 (wire coil). U2-1), S20-S29 (wire coil U2-2), and S21-S30 (wire coil U2-3).
しかも、図２に示すように、素線コイルＵ１−１と素線コイルＵ１−２の間に、並びに、素線コイルＵ１−２と素線コイルＵ１−３の間に、同相間絶縁用の絶縁紙Ｐが挟まれている。同様に、素線コイルＵ２−１，Ｕ２−２の間、並びに、素線コイルＵ２−２，Ｕ２−３間にも、同相間絶縁用の絶縁紙Ｐが挟まれている。なお、図２では、構造を見易くするために、絶縁紙Ｐを点線により図示している。
このように同相間絶縁用の絶縁紙Ｐを同相の素線コイル間に挟むことは、Ｖ相，Ｗ相でも同様である。
なお、同相間絶縁用の絶縁紙Ｐを同相の素線間コイルに挟むことができる理由は後述する。
Moreover, as shown in FIG. 2, the interphase insulation is provided between the wire coil U1-1 and the wire coil U1-2, and between the wire coil U1-2 and the wire coil U1-3. Insulating paper P is sandwiched. Similarly, insulating paper P for in-phase insulation is sandwiched between the wire coils U2-1 and U2-2 and between the wire coils U2-2 and U2-3. In FIG. 2, in order to make the structure easy to see, the insulating paper P is illustrated by a dotted line.
The insulating paper P for in-phase insulation is sandwiched between the in-phase wire coils in the same manner in the V phase and the W phase.
The reason why the insulating paper P for in-phase insulation can be sandwiched between the in-phase coils is described later.
Ｖ相のはめ込みピッチは、Ｓ０７−Ｓ１６（素線コイルＶ１−１），Ｓ０８−Ｓ１７（素線コイルＶ１−２），Ｓ０９−Ｓ１８（素線コイルＶ１−３），Ｓ２５−Ｓ３４（素線コイルＶ２−１），Ｓ２６−Ｓ３５（素線コイルＶ２−２），Ｓ２７−Ｓ３６（素線コイルＶ２−３）となっている。 The V-phase insertion pitch is S07-S16 (wire coil V1-1), S08-S17 (wire coil V1-2), S09-S18 (wire coil V1-3), S25-S34 (wire coil). V2-1), S26-S35 (wire coil V2-2), and S27-S36 (wire coil V2-3).
Ｗ相のはめ込みピッチは、Ｓ１３−Ｓ２２（素線コイルＷ１−１），Ｓ１４−Ｓ２３（素線コイルＷ１−２），Ｓ１５−Ｓ２４（素線コイルＷ１−３），Ｓ３１−Ｓ０４（素線コイルＷ２−１），Ｓ３２−Ｓ０５（素線コイルＷ２−２），Ｓ３３−Ｓ０６（素線コイルＷ２−３）となっている。 The insertion pitch of the W phase is S13-S22 (wire coil W1-1), S14-S23 (wire coil W1-2), S15-S24 (wire coil W1-3), S31-S04 (wire coil). W2-1), S32-S05 (wire coil W2-2), and S33-S06 (wire coil W2-3).
同相間絶縁用の絶縁紙Ｐを同相の素線コイル間に挟むことができる理由を、図２を参照して、素線コイルＵ１−１，Ｕ１−２を例として説明する。 The reason why the insulating paper P for in-phase insulation can be sandwiched between the in-phase strand coils will be described with reference to FIG. 2 using the strand coils U1-1 and U1-2 as an example.
まず、素線コイルＵ１−１のコイルサイドを、スロットＳ０１，Ｓ１１に挿入する。次にこの素線コイルＵ１−１の上に絶縁紙Ｐを載せる。その後に、スロットＳ０１，Ｓ１１の隣のスロットＳ０２，Ｓ１２に、素線コイルＵ１−２のコイルサイドを挿入する。 First, the coil side of the wire coil U1-1 is inserted into the slots S01 and S11. Next, the insulating paper P is placed on the strand coil U1-1. Thereafter, the coil side of the wire coil U1-2 is inserted into the slots S02 and S12 adjacent to the slots S01 and S11.
このとき、素線コイルＵ１−２は、素線コイル１−１が挿入されているスロットＳ０１，Ｓ１１の隣のスロットＳ０２，Ｓ１２に挿入するだけであり、素線コイル１−１の内側に入り込ませるわけではないので、絶縁紙Ｐに「巻き込み」等が生ずることはなく、絶縁紙Ｐは素線コイルＵ１−１と素線コイルＵ１−２の間に挟まれることになるのである。 At this time, the strand coil U1-2 is only inserted into the slots S02 and S12 adjacent to the slots S01 and S11 in which the strand coil 1-1 is inserted, and enters the inside of the strand coil 1-1. Therefore, there is no “wrapping” or the like in the insulating paper P, and the insulating paper P is sandwiched between the wire coil U1-1 and the wire coil U1-2.
結局、素線コイルＵ１−１に対して素線コイルＵ１−２が周方向にずれて挿入・配置されるため、素線コイルＵ１−１の挿入、絶縁紙Ｐの挿入・配置、素線コイルＵ１−２の挿入という手順に沿い、素線コイル及び絶縁紙の挿入作業をするだけで、簡単に絶縁紙Ｐの配置をすることができる。 Eventually, since the strand coil U1-2 is inserted and arranged in the circumferential direction with respect to the strand coil U1-1, the strand coil U1-1 is inserted, the insulating paper P is inserted and placed, and the strand coil. The insulating paper P can be easily arranged by simply inserting the wire coil and the insulating paper along the procedure of inserting U1-2.
このように同相の素線コイルＵ１−１，Ｕ１−２に絶縁紙Ｐを配置することができるので、同相素線コイル間の絶縁耐力を向上することができる。
同様に、他の部分における同相素線コイル間（例えばＵ２−１，Ｕ２−２間等）にも絶縁紙Ｐを配置することができるので、同様に同相素線コイル間の絶縁耐力を向上することができる。
Thus, since the insulation paper P can be arrange | positioned to the strand coil U1-1 and U1-2 of an in-phase, the dielectric strength between in-phase strand coils can be improved.
Similarly, since the insulating paper P can be disposed between the in-phase wire coils in other portions (for example, between U2-1 and U2-2), the dielectric strength between the in-phase wire coils is similarly improved. be able to.
しかも、絶縁紙Ｐの挿入・配置は、素線コイルの挿入作業に併せて簡単に行うことができる。 In addition, the insertion and placement of the insulating paper P can be easily performed in conjunction with the operation of inserting the wire coil.
この結果、巻線構造として単相重ね巻きを採用しても、同相の素線コイル間絶縁を強くした電動機を、短時間で大量生産することができる。 As a result, even if single-phase lap winding is employed as the winding structure, it is possible to mass-produce electric motors with strong in-phase insulation between the wire coils in a short time.
本発明は単相重ね巻きを採用した電動機の巻線のみならず、単相重ね巻きを採用した発電機の巻線にも採用することができる。また単相重ね巻きを採用した固定子巻線のみならず、単相重ね巻きを採用した回転子巻線にも採用することができる。 The present invention can be applied not only to the winding of an electric motor that employs a single-phase lap winding, but also to the winding of a generator that employs a single-phase lap winding. Further, it can be applied not only to the stator winding using single-phase lap winding but also to the rotor winding using single-phase lap winding.
Ｕ１〜Ｕ３ Ｕ相巻線
Ｖ１〜Ｖ３ Ｖ相巻線
Ｗ１〜Ｗ３ Ｗ相巻線
Ｉ 固定子鉄心
Ｓ１〜Ｓ３６ スロット
U1-U3 U-phase winding V1-V3 V-phase winding W1-W3 W-phase winding I Stator core S1-S36 Slot
Claims (3)
各相巻線を構成する複数の素線コイルは、コイルピッチが等しくなっており、しかも、鉄心のスロットに先に挿入される素線コイルのスロットの隣のスロットに、鉄心のスロットに次に挿入される素線コイルが挿入されており、
先に挿入された素線コイルと次に挿入された素線コイルの間に、同相間絶縁用の絶縁紙が挟まれていることを特徴とする回転電機の巻線絶縁構造。 In the winding structure of a rotating electrical machine configured by winding each phase winding of three phases with a single phase,
The plurality of strand coils constituting each phase winding have the same coil pitch, and next to the slot next to the slot of the strand coil previously inserted into the slot of the core, next to the slot of the core. The wire coil to be inserted is inserted,
A winding insulation structure for a rotating electrical machine, wherein an insulation paper for in-phase insulation is sandwiched between a wire coil inserted first and a wire coil inserted next.
各相巻線を構成する複数の素線コイルは、コイルピッチが等しくなっており、
鉄心のスロットに先に挿入する素線コイルを挿入したら、この素線コイルの上に同相間絶縁用の絶縁紙を載せ、次に挿入する素線コイルを先に挿入した素線コイルが挿入されているスロットの隣のスロットに挿入して行くことにより、各相の巻線が構成されていることを特徴とする回転電機の巻線絶縁構造。 In the winding structure of a rotating electrical machine configured by winding each phase winding of three phases with a single phase,
The plurality of wire coils constituting each phase winding have the same coil pitch,
After inserting the strand coil to be inserted first into the slot of the iron core, place the insulation paper for in-phase insulation on this strand coil, and then insert the strand coil to which the strand coil to be inserted first is inserted first. A winding insulation structure for a rotating electrical machine, wherein the windings of each phase are configured by being inserted into slots adjacent to the slots.
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