[发明专利]旋转电机的电枢绕组

说明书

关联申请

本申请基于2012年2月23日提交的在先日本专利申请第2012-037893号和2012年5月9日提交的在先日本专利申请第2012-107565号，并要求其优先权，在此作为参照并入其全部内容。

技术领域

本发明涉及旋转电机的电枢绕组。

背景技术

在大容量的旋转电机中，在设在由叠层铁芯构成的电枢铁芯上的狭槽内呈2层地配置上线圈片和下线圈片，通过将这些上线圈片和下线圈片串联地连接而提高发生电压，增大机器容量。但是，电枢绕组在发生电压变高时，为了耐压而将主绝缘厚度形成得厚。其结果，电枢绕组的导体部分的截面积减少，电流密度增加，招致损耗增加。而且，在使电枢绕组的发生电压为过度的高电压的情况下，主绝缘的可靠性也降低。

在这样的电枢绕组的电压的设定中，狭槽数量的选定变得重要。四极三相机的情况，若采用狭槽数量用极数及相数除得开的所谓整数狭槽，则与二极机相比较，能采用的狭槽数量减半，设计的自由度被限制。为了避免该限制，需要包括例如像四极42狭槽那样狭槽数量用极数及相数除不开的所谓分数狭槽来讨论设计。

并且，在四极机中，同样的发生电压的情况，与二极机相比较，每一极的磁通为一半就好，所以可以使电枢铁芯轭厚度减薄与之对应的量。

在旋转电机中，通过在电枢和转子之间的间隙发生的磁通而发生将电枢铁芯吸引到转子侧的电磁力，随着转子的旋转，发生基于该电磁力的圆环振动。该电磁力具有与磁通密度B的二乘方成比例的大小。为此，频率最低的电磁力是基于与电频率一致的磁通成分的，为具有电频率的2倍的频率的励振力。一般而言，间隙中的磁通密度的空间高次谐波成分有励磁电流引起的磁通B_f的空间高次谐波成分和电枢电流引起的磁通B_a的空间高次谐波成分。这些空间高次谐波成分之中的与电频率一致的空间高次谐波成分，仅为电枢电流引起的磁通B_a的高次谐波成分。因此，与电频率一致的磁通成分B，一般而言，在三相四极机的情况下，3的倍数的空间高次谐波成分B_a3、B_a6、…被取消，将θ设为机械角，如下表示。

B=B₁cos(2θ-ωt)

+B_a2cos(4θ+ωt)+B_a4cos(8θ-ωt)+B_a5cos(10θ+ωt)+B_a7cos(14θ-ωt)+…

一般而言，在整数狭槽机中，如表1所示，对偶数次的空间高次谐波的绕组系数为0，所以磁通密度的偶数次的空间高次谐波成分也为0。

［表1］

四极机的绕组系数的例子

因此，与电频率一致的磁通密度的二乘方的交流成分B2ac，如下表示。