[发明专利]电气机械及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及旋转电机等电气机械，涉及降低起因于电枢磁通势的高次谐波分量的转矩脉动的技术。

背景技术

在通过3相交流驱动的永久磁铁磁场形马达中，在绕组无通电时通过外部驱动使转子磁铁旋转时，在定子芯与转子之间产生齿槽转矩。一般，齿槽转矩针对转子的机械性的每1次旋转产生定子的突极磁极数M与永久磁铁磁极数P的最小公倍数的脉动，该齿槽转矩的大小与脉动的数量成反比例。因此，为了降低马达的齿槽转矩，多数情况下以定子的突极磁极数M与永久磁铁磁极数P的最小公倍数变大的方式决定构造。

另一方面，突极磁极数M与永久磁铁磁极数P的关系对马达的电枢绕组利用率(以下，称为绕组系数)也带来影响。一般，针对电枢磁通势的基波的绕组系数的提高牵涉到马达的输出提高，所以作为马达构造，多数情况下选择针对电枢磁通势的基波的绕组系数高的突极磁极数M和永久磁铁磁极数P的组合。

在永久磁铁磁极数P与突极磁极数M的关系为(2/3)M＜P＜(4/3)M、并且M＝6n、并且P≤6n-2或者P≥6n+2(其中P是2的倍数、n是2以上的整数)的情况下，同时得到齿槽转矩降低效果和输出提高效果(例如，参照专利文献1)。

另外，在永久磁铁磁极数P与突极磁极数M的关系为(2/3)M＜P＜(4/3)M、并且M＝3m(其中m是2以上的奇数、M≠P)的情况下，同时得到齿槽转矩降低效果和输出提高效果(例如，参照专利文献2)。

【专利文献1】日本特开平10-243621号公报

【专利文献2】日本特开平09-172762号公报

发明内容

一般，在旋转电机等电气机械的驱动时产生的电枢磁通势中，包含n次(n＝2m+1，n≠3k，m以及k是1以上的整数)的奇数次谐波分量，起因于它们中的主要是第5、7、11、13、17、19次谐波，针对转子的机械性的每1次旋转，产生(6×f×P/2)次(f是1以上的整数)的转矩脉动。

因此，在电气机械中，无法降低起因于电枢磁通势的高次谐波分量的转矩脉动，在例如将电气机械用作电梯的卷扬机的情况下，存在转矩脉动影响乘坐感觉这样的问题。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于，得到一种电气机械及其制造方法，该电气机械具有通过降低与电枢磁通势的高次谐波分量对应的绕组系数，来能够降低起因于它们的转矩脉动的绕组。

本发明涉及的电气机械是在由具有9n(n是1以上的整数)个齿的电枢以及具有10n个磁极的场磁极构成的电气机械中，当用(/)表示卷绕在相同的所述齿的2个绕组、用U、V、W表示三相交流的各相、用+、-分别表示绕组极性的情况下，按照空间排列，对所述齿，按照(U1+/V4-)、(U21-/U22-)、(U3+/W5-)、(W1+/U4-)、(W21-/W22-)、(W3+/V5-)、(V1+/W4-)、(V21-/V22-)、(V3+/U5-)的顺序，或者重复该顺序，卷绕所述绕组。

根据本发明，电气机械由具有9n(n是1以上的整数)个齿的电枢以及具有10n个磁极的场磁极构成，当用(/)表示卷绕在相同的所述齿的2个绕组、用U、V、W表示三相交流的各相、用+、-分别表示绕组极性的情况下，按照空间排列，对所述齿，按照(U1+/V4-)、(U21-/U22-)、(U3+/W5-)、(W1+/U4-)、(W21-/W22-)、(W3+/V5-)、(V1+/W4-)、(V21-/V22-)、(V3+/U5-)的顺序，或者重复该顺序，卷绕所述绕组，所以能够降低针对电枢磁通势的高次谐波分量的绕组系数，能够降低起因于电枢磁通势的高次谐波分量的转矩脉动。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的旋转电机的结构的剖面图。

图2是示出本发明的实施方式2的旋转电机的结构的剖面图。

图3是将本发明的实施方式1以及4的旋转电机的电枢以及场磁极直线状地展开的展开图。

图4是将在各齿上卷绕了单一的绕组的10极9齿的旋转电机的电枢以及场磁极直线状地展开的展开图。

图5是在各齿上以相同的匝数卷绕了单一的绕组的情况下在U相绕组中产生的感应电压的第5次、第13次谐波分量的矢量图。

图6是在各齿上以相同的匝数卷绕了单一的绕组的情况下在U相绕组中产生的感应电压的第7次、第11次谐波分量的矢量图。

图7是在实施方式1中的绕组构造中在U相绕组中产生的感应电压的第5次、第13次谐波分量的矢量图。