[发明专利]旋转电机、分布绕组定子以及它们的成形方法及成形装置

说明书

技术领域

本发明涉及马达及发电机等的旋转电机、分布绕组定子以及它们的成形方法及成形装置。

背景技术

在定子的绕组的方式中有在每个磁极齿上集中绕组而进行卷绕的集中绕组、和跨过多个槽卷绕绕组并在绕组终端互相重叠异相或者同相的绕组彼此的分布绕组。集中绕组的定子可减少绕组终端，对旋转电机的小型化、高效率化有效。另一方面，分布绕组的定子可使定子内周的旋转磁场接近于正弦波，并能够以高于集中绕组的输出减少噪声。另外，作为对二者通用的实现高输出化的方法之一，有在绕组的导线铜线上使用矩形剖面的线并提高定子槽内的绕组槽满率的方法。本发明以用矩形剖面线构成了定子绕组的分布绕组的旋转电机作为对象。

专利文献1(专利文献1：日本特许第3823555号说明书)是三相定子绕组，将各相绕组导体形成为波形绕组，并将扁平状矩形导体形成为长边一侧的面与定子槽的周向的面相对的形状。

专利文献2(专利文献2：日本特开2004-350381号公报)也是形成为波形绕组并将扁平状矩形导体形成为长边一侧的面与定子槽的周向的面相对的形状。

专利文献3(专利文献3：日本特开2001-161050号公报)是将扁平状矩形导体以长边一侧的面与定子槽的径向的面相对的方式弯曲成形，并将它从定子芯的轴向端面插入到槽中，电连接从定子槽的相反侧端面突出的矩形导体片的敞开端部而构成波形绕组的电路。该矩形导体具有大致U字形状，扁平剖面的短边一侧的面为相同的朝向。

在这些现有技术中，就分布绕组定子而言，使用扁平状矩形导体的结构是在定子槽内以较小的分割数在径向配置导体，使用纵横的尺寸相同或者相近的矩形导体的结构是形成绕组末端的导体的顶部所突出的结构。

另外，在专利文献4(专利文献4：日本特开2003-018778号公报)中，将扁平状矩形导体形成为呈大致U字形状并插入到定子芯的槽内，将其两端部弯折，并将端部与相邻的另一个弯折成U字形状的导体段的端部接合而以电的方式成为一根导体导线，从而构成定子绕组。在本方式中，定子芯的端面分为分段绕组的顶部一侧和连接部一侧，做成在连接部一侧连接点数多的结构。

发明内容

本发明所要解决的课题是发明在分布绕组定子中能够得到高输出且实现小型化、高效率化的旋转电机的绕组形状及其成形方法。

关于高输出化，由于由定子芯的槽数及形状、占槽内的导体占有面积大概决定旋转电机的输出，所以槽内的导体的高槽满率化成为课题。

关于小型化，就分布绕组定子的尺寸而言，由于定子芯的尺寸是固定的，所以减少定子芯两端的绕组末端成为旋转电机的小型化的课题。例如即便在轴向缩短1～2mm，小型化的效果也大。专利文献1所公开的导体由于是波形绕组，不使扁平状的绕组面反转就弯曲，所以相当于方形剖面的长边的部分的高度成为所需最低限度。重新研究这些导体的弯曲成形方法，得到降低了顶部的成形绕组型成为课题。

关于高效率化，可举出电流密度的降低及铜损的降低。专利文献1所公开的导体是将扁平线大致弯曲成U字形状的分段绕组型，是在1个槽内并在径向配置两根导体的结构。将配置在槽内的导体做成在径向细分割的结构而实现电流密度的降低成为课题。

另外，专利文献4是连接点数多的结构。做成减少了连接点数的结构而实现铜损的降低成为课题。

本发明的旋转电机具备定子，该定子

经波形卷绕各相绕组导体而成，该各相绕组导体，包括：由交替地插入通过芯的各槽的往前导体部及返回导体部构成的槽导体部；以及上述往前导体部及返回导体部的同一侧端部连续而构成绕组末端的过渡导体部，在上述过渡导体部的大致顶部形成有曲柄形状部。

另外，由于用具有绝缘覆膜的剖面为矩形的导体构成绕组，从而实现槽内的高槽满率化。通过将该矩形导体沿径向分割配置在定子槽内，从而实现电流密度的降低。通过将该矩形导体做成由交替地插入通过芯的各槽的往前导体和返回导体构成的波形绕组形状，从而减少导体端子的连接点数，实现铜损的降低。通过使波形卷绕后的该矩形导体的两端顶部仅错开导线的整个宽度且在相邻的定子槽的间隔范围内形成为曲柄形状，从而减小绕组末端。将该成形绕组的与定子槽相当的部分用绝缘体覆盖，装入到定子的全部槽内，并波形绕组在定子的两绕组末端定位，绕组末端部被连接。

根据本发明，在使用了将矩形剖面的导体连续卷绕成波状的绕组的分布绕组的定子中，做成了绕组末端数比现有技术减少的结构。由此，发挥旋转特性优良的分布绕组定子的优点，且可提高生产可靠性。

附图说明

图1是本发明实施侧1的分布绕组定子的主视图(A)和剖视图(B)。