專利名稱：電機(jī)的雙層同心式繞組或疊繞組型的電樞繞組及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于有雙層同心式線圈布置或疊繞組布置的電機(jī)的電樞繞組和制造這樣的電樞繞組的方法。
圖62是交流電機(jī)特別是三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)同心式電樞繞組的常用布置展開(kāi)圖，所示出的是三相，4級(jí)，48槽的電樞繞組。圖63示出放置在槽中的電樞繞組的線圈布置。圖62中的各虛線示出所放線圈的線圈邊說(shuō)明以與其上層邊(外層邊)重疊。圖63的各弧線表示線圈的線圈端，而各黑圓點(diǎn)表示線圈邊。數(shù)碼1-48代表槽號(hào)，其在下文將表示為槽#1-#48。符號(hào)U1、U2、U3和U4表示U相的極繞組，符號(hào)V1、V2、V3和V4表示V相的極繞組，而符號(hào)W1、W2、W3和W4表示W(wǎng)相的極繞組。
僅有一線圈放在U相第一極繞組內(nèi)的各槽#1和#2以構(gòu)成同心線圈，而線圈放入在各槽對(duì)#2和#11，#3和#10與另一相的另一線圈(相應(yīng)于繞組V4和W1的線圈)在一起以構(gòu)成同心線圈。通常，放入在槽對(duì)#2和#11和槽對(duì)#3和#10內(nèi)的線圈有相同的匝數(shù)，其數(shù)量是放入在槽對(duì)#1和#12內(nèi)線圈的一半。所有的其它同心式繞組線圈在匝數(shù)上亦有上述的倍一半匝數(shù)關(guān)系。
日本已審查的專利申請(qǐng)公告號(hào)No.51-28125(1976)公開(kāi)了如圖64所示的電樞繞組布置。日本已審查的專利申請(qǐng)公告號(hào)No.60-36698(1985)公開(kāi)了如圖65所示的電樞繞組布置。沒(méi)有出版物說(shuō)明各線圈匝數(shù)的細(xì)節(jié)，但通常同樣是放入在槽中與另一相的線圈在一起的線圈匝數(shù)是當(dāng)僅有該線圈放入在該槽中時(shí)線圈匝數(shù)的一半。由此，所有的線圈通常有該倍一半匝數(shù)關(guān)系。
當(dāng)在相應(yīng)槽中的線圈有該倍一半匝數(shù)關(guān)系時(shí)，電樞繞組的磁動(dòng)勢(shì)波形是非正弦波形的。非正弦的磁動(dòng)勢(shì)引起大量諧波，其不利地使電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)降低或由于電磁振動(dòng)使噪聲增加。
為克服上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)已提出了正弦繞組布置，其中線圈的匝數(shù)是從槽到槽要改變的，以致磁動(dòng)勢(shì)的分布近似為正弦波。如日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)No.6-261479(1994)公開(kāi)了電樞繞組布置成正弦、雙層，同心式繞組，參見(jiàn)圖67，來(lái)說(shuō)明其布置。圖67是三相，4極，48槽，在出線端U和X間形成兩并聯(lián)支路的電樞繞組展開(kāi)圖。當(dāng)q是每極每相的槽數(shù)時(shí)，q＝48/(3×4)＝4。每相的每極繞組包括同心布置的4個(gè)連續(xù)線圈，以便組成雙層同心繞組。該4個(gè)線圈互相連接以形成極繞組。由此，總體看該電樞繞組包含12個(gè)同心線圈，它們是U相的極繞組U1、U2、U3和U4，V相的極繞組V1、V2、V3和V4，和W相的極繞組W1、W2、W3和W4。這些線圈被放入在槽#5-#16中，且該極繞組的節(jié)距分別是11、9、7和5。如U相第1極繞組U1由節(jié)距11插入槽#5和#16的線圈，由節(jié)距9插入槽#6和#15的線圈，由節(jié)距7插入槽#7和#14的線圈和由節(jié)距5插入槽#8和#13的線圈組成，所有這些線圈相互順序地放入。關(guān)于U相的其余各極以及其它連互各極也是4線圈以上述相同的方式由線圈節(jié)距11、9、7和5互連組成的。
圖68說(shuō)明各槽線圈的匝數(shù)。注意圖68僅示出放入在相應(yīng)槽內(nèi)的線圈布置，而沒(méi)示出是用作上層或下層線圈。在所示布置中各槽放入線圈的匝數(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相同，但各相線圈數(shù)兩倍于現(xiàn)有技術(shù)。例如，如圖68所示，U相第1極繞組U1分布在槽#5-#8和槽#13-#16內(nèi)，匝數(shù)順序地變化從槽#5的28變到槽#6的21，槽#7的13和槽#8的5，從槽#13的5到槽#14的13，槽#15的21和槽#16的28，從而繞組U1構(gòu)成為同心式繞組。另外，U相的第2極繞組U2分布在槽#17-#20和槽#5-#28內(nèi)，匝數(shù)順序地變化從槽#17的28到槽#18的21，槽#19的13和槽#20的5，從槽#25的5到槽#26的13，槽#27的21和槽#28的28，從而繞組U2成為同心繞組。由此，繞圈匝數(shù)順序地變化從槽#1的5到槽#2的13，槽#3的21，槽#4的28，槽#5的28，槽#6的21，槽#7的13和槽#8的5，以致磁動(dòng)勢(shì)可變成近于正弦形。
由于上述布置要構(gòu)成雙層、同心式，圖68槽#1-#4所放上和下層線圈的總匝數(shù)如為33，33、34和34。因此，放入各槽線圈的總匝數(shù)近于相同，這就表明各槽面積得以有效利用。
插入各槽的各線圈匝數(shù)決定要使繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)近似正弦而使高頻繞組系數(shù)近于零。如由Chukichi Okawa在“ShibauraReview”(1934年第8卷)的“關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)異?，F(xiàn)象的理論研究”一文中有詳細(xì)說(shuō)明。圖69說(shuō)明圖68所示電樞繞組中上和下層線圈的布置和各線圈的匝數(shù)。
圖70A和70B分別示出在正弦繞組情況下和非正弦繞組情況下的磁動(dòng)勢(shì)分布。圖71示出圖70A所示正弦繞組和圖70B所示非正弦繞組的繞組系數(shù)。
從這些圖可看出正弦繞組可使磁動(dòng)勢(shì)接近正弦形且大大地降低高頻繞組系數(shù)。
圖72表示相應(yīng)于圖68所示繞組布置的放入各槽的上和下層線圈的布置和各線圈的匝數(shù)。首先，U相的所有極繞組U2-U4放入槽內(nèi)以用作下層線圈。再把V相的所有極繞組V1-V4放入槽內(nèi)用作下層線圈。最后，把W相所有極繞組W1-W4放入槽內(nèi)用作上層線圈，以提供雙層同心繞組。由于所有各相的繞組可同時(shí)放入槽內(nèi)，該下線工作可簡(jiǎn)化，且可由下線機(jī)來(lái)完成把線圈放入槽內(nèi)的工作。因此上述繞組布置可達(dá)到疊繞正弦繞組的同樣效果，且絕緣物可機(jī)械地放入槽內(nèi)。由此，在上述布置中放入各槽線圈的匝數(shù)改變應(yīng)使由該繞組產(chǎn)生的磁邊勢(shì)成為接近正弦，從而電動(dòng)機(jī)的特性也得以改進(jìn)。
在如圖62和66所示的常用同心繞組中，所有放入各槽的線圈且有在匝數(shù)方面的倍一半匝數(shù)關(guān)系。因此，由于磁動(dòng)勢(shì)不能成為正弦，大量的諧波引起電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)的下降或由于電磁振動(dòng)而增加噪聲。
采用圖67所示正弦繞組的雙層同心繞組克服了上述缺陷。把屬不同相的線圈放入所有槽#1-#48內(nèi)，不過(guò)從圖72明顯看出在這些槽中線圈匝數(shù)的差別是小的。要把絕緣物放入到所有槽內(nèi)以將屬不同相的線圈互相絕緣，這就導(dǎo)致增加了繞組裝配的工序。
另外，在圖67所示電樞繞組中，一些槽的上層線圈匝數(shù)非常不同于下層線圈。這些槽包括槽#1、#4、#5、#8、#9、#12、#13、#16、#17、#20、#21、#24、#25、#28、#29、#32、#33、#36、#37、#40、#41、#44、#45和#48。這些槽的每一個(gè)，一個(gè)線圈5匝，而另一線圈28匝。由于各槽絕緣物的尺寸要變化，也就需要準(zhǔn)備大量不同類型的絕緣物。另外，當(dāng)?shù)?次放入槽內(nèi)的線圈匝數(shù)較小時(shí)，該線圈和絕緣物在槽內(nèi)的放置有時(shí)會(huì)不適當(dāng)。其次是手工或機(jī)械下線變得困難或造成插入槽內(nèi)絕緣物的位移，于是產(chǎn)品質(zhì)量下降。由于極繞組有各不同的尺寸，不利的是需要有相當(dāng)于極繞組的線圈成形模的量。
因此，本發(fā)明目的在于提供一種具有雙層同心繞組或疊繞組布置的電機(jī)電樞繞組，其中組成各極的線圈數(shù)得以減少，放入槽內(nèi)絕緣物的數(shù)量和類型得以減少，且可易于機(jī)械地把線圈放入槽內(nèi)，以及提供電樞繞組的制造方法。
一方面，本發(fā)明提供一種用于電機(jī)的電樞繞組，其中每極每相槽數(shù)設(shè)定q，該繞組包括其相應(yīng)于一極的繞組且其包含若干相互有不同線圈節(jié)距的線圈，該線圈包含至少有不同于其它線圈匝數(shù)的一個(gè)線圈，該線圈放入在槽內(nèi)，其中q設(shè)定為≥3，其中一個(gè)繞組的線圈數(shù)設(shè)定為(q-n)此處n＝1，2，···和q-2，且其中該線圈在槽中的分布使其形成雙層同心繞組。
根據(jù)上述繞組布置，各極繞組的線圈數(shù)小于每極槽數(shù)，于是線圈成形模得以減少。放入不同相線圈的槽的數(shù)量得以減少。放入一個(gè)槽的二線圈匝數(shù)間的差別得以減少。該線圈可易于機(jī)械地放入槽內(nèi)。
在每極每相槽中各線圈的匝數(shù)可設(shè)定不同的值，以使繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)變成近似正弦。
在最佳的形式中，線圈包括在通過(guò)把整個(gè)槽區(qū)分成3等分區(qū)而得到的第一分配區(qū)中分散布置的三相三個(gè)第一極繞組，和在通過(guò)把整個(gè)槽區(qū)分成3等分區(qū)而得到的第二分配區(qū)內(nèi)分散布置的三個(gè)第二極繞組，該第一和第二分配區(qū)彼此空間位移2π/p角度，其中p是極數(shù)。
在另一最佳形式中，N1＞N2≥N3≥N4···≥N(q-n)，式中N1、N2、N3、N4，···N(q-n)是相應(yīng)線圈的匝數(shù)，N1表示最外或最里線圈的匝數(shù)，且其中線圈布置成從最外或最里的線圈連續(xù)地往里或往外。相應(yīng)線圈的匝數(shù)可設(shè)置成N2、N＂1、N3、N4···N(q-N)，在此N1表示相應(yīng)于最外的線圈，條件是相應(yīng)線圈的匝數(shù)有N1＞N＂2≥N3≥N4···≥N(q-n)所示的關(guān)系，且當(dāng)線圈從最外的線圈連續(xù)向內(nèi)布置。
在再一最佳形式中，其中多個(gè)線圈組成相應(yīng)于一極的繞組的多個(gè)槽在圓周方向連續(xù)地彼此相鄰。
在又一最佳形式中，在多個(gè)槽之間至少插有一槽，在多個(gè)槽中的多個(gè)線圈組成相應(yīng)于一極的繞組，所說(shuō)至少一槽用于其它極繞組。
在另一方面，本發(fā)明提供一種用于電機(jī)的三相電樞繞組的制造方法，其中每極每相槽數(shù)q設(shè)定為≥3，該電樞繞組包括其相應(yīng)于一極的繞組，其包含有彼此繞圈節(jié)距不同的多個(gè)線圈，且其中最小線圈節(jié)距設(shè)定為q或2q，該線圈包括有不同于另外線圈的匝數(shù)的至少一個(gè)線圈，該線圈放入槽內(nèi)，其中在一繞組的線圈數(shù)設(shè)定為(q-n)，此處n＝1，2，···和q-2，且其中該線圈分布在槽內(nèi)要使三相電樞繞組形成為有雙層，同心繞組分布的整數(shù)槽繞組，該方法包括的步驟為第一組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第一極的三繞組和相應(yīng)于三相第四極的三繞組，和第二組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第三極的三繞組和相應(yīng)于三相第三極的三繞組和相應(yīng)于三相第二極的三繞組。
本發(fā)明還提供一種用于電機(jī)的三相電樞繞組的制造方法，其中每極每相槽數(shù)q設(shè)定為≥3，該電樞繞組包括相應(yīng)于一極的繞組，其包含有彼此線圈節(jié)距不同的多個(gè)線圈，且其中最小線圈節(jié)距設(shè)定為q或2q，該線圈包括有不同于另外線圈的匝數(shù)的至少一個(gè)線圈，該線圈被放入槽內(nèi)，其中在一繞組的線圈數(shù)設(shè)定為(q-n)此處n＝1、2···和q-2，且其中該線圈分布在槽內(nèi)要使三相電樞繞組組成有雙層、同心繞組分布的整數(shù)槽繞組，該方法包括的步驟為第一組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第一極的三繞組和相應(yīng)于三相第三極的三繞組，和第二組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第四極的三繞組和相應(yīng)于三相第二極的三繞組，依次執(zhí)行該步驟。
本發(fā)明再提供一種用于電機(jī)的三相電樞繞組的制造方法，其中每極每相槽數(shù)q設(shè)定為≥3，該電樞繞組包括其相應(yīng)于一極的繞組，其包含有彼此線圈節(jié)距不同的多個(gè)線圈，且其中最小線圈節(jié)距設(shè)定為q或2q，該線圈包括有不同于另外線圈的匝數(shù)的至少一個(gè)線圈，該線圈放入槽內(nèi)，其中在一繞組的線圈數(shù)設(shè)定為(q-n)此處n＝1，2，···和q-2，且其中該線圈分布在槽內(nèi)要使三相電樞繞組形成有雙層、同心繞組分布的整數(shù)槽繞組，該方法包括的步驟為第一組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第一相的三繞組和相應(yīng)于三相第三相的三繞組，第二組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第二相的三繞組和相應(yīng)于三相第一相的三繞組，和第三組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第三相的三繞組和相應(yīng)于三相第二相的三繞組，順序地執(zhí)行該步驟。
本發(fā)明又提供一種用于電機(jī)的電樞繞組，其中每極每相槽數(shù)設(shè)定為q，該繞組包括相應(yīng)于二極且包含彼此有不同線圈節(jié)距的多個(gè)線圈的繞組，該線圈包括有不同于另外線圈的匝數(shù)的至少一個(gè)線圈，該線圈放入槽內(nèi)，其中q設(shè)定為≥3，其中在一繞組的線圈數(shù)設(shè)定為(2×(q-n))此處n＝1，2，···和q-2，其中每相繞組數(shù)設(shè)定為P/2，此處P是極數(shù)，且其中該線圈分布在槽內(nèi)以形成雙層、同心繞組。
根據(jù)上述繞組布置，減少了在其內(nèi)放入不同相線圈的槽數(shù)。使放入一槽內(nèi)的二線圈間的匝數(shù)差變得較小。組成每相的繞組數(shù)變成只有一半。該線圈可易于機(jī)械地放入槽內(nèi)。
在上述繞組布置中，也使放入在每極每相槽內(nèi)的線圈可具有彼此設(shè)定不同值的匝數(shù)，以使由該繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)變成近似正弦。
在上述繞組布置中，最好是T1≤2≤T3≤T4≤···T(q-n)，式中T1，T2T3，T4···T(q-n)，T(q-n)，···T4，T3，T2，T1為相應(yīng)線圈的匝數(shù)，T1表示各最外和最里的線圈匝數(shù)，且這里該線圈從最外線圈往里順序布置。
本發(fā)明還提供用于電機(jī)的電樞繞組，其中每極每相槽數(shù)設(shè)定為q，該繞組包括相應(yīng)于二極且包含彼此有不同線圈節(jié)距的多個(gè)線圈的繞組，該線圈包括有不同于另外線圈的匝數(shù)的至少一個(gè)線圈，該線圈放入槽內(nèi)，其中q設(shè)定為≥3，其中在一繞組的線圈數(shù)設(shè)定為(2×(q-n))，此處n＝1，2，···和q-2，其中每相繞組數(shù)設(shè)定為P/2，此處P是極數(shù)，且其中該線圈分布在槽中以形成疊繞組。
根據(jù)上述繞組布置，減少了在其內(nèi)放入不同相線圈的槽數(shù)。使放入一槽內(nèi)的二線圈間的匝數(shù)差變得較小。組成每相的繞組數(shù)變成只有一半。
在上述繞組中，也使放入在每極每相槽內(nèi)的線圈可有彼此設(shè)定不同值的匝數(shù)，以使由該繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)變成近似正弦。
另外，最好是T1≤T2≤T3≤T4≤···＜T(q-N)式中T1，T2，T＂3，T4，···T(q-N)，T(q-N)，···T4，T3，T2，T1為相應(yīng)線圈的匝數(shù)，T1表示各最外和最里的線圈匝數(shù)，且這里該線圈從最外線圈往里順序布置。
本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面最佳實(shí)施例并參見(jiàn)附圖的說(shuō)明中會(huì)清楚體現(xiàn)，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施例電樞繞組的展開(kāi)圖；圖2示出放入槽內(nèi)線圈的匝數(shù)；圖3A和3B是繞組磁動(dòng)勢(shì)分布的圖形；圖4示出正弦和非正弦繞組的繞組系數(shù)的比較圖；圖5是第1實(shí)施例電樞繞組中的上層和下層線圈以及各線圈匝數(shù)布置圖6說(shuō)明第1實(shí)施例電樞繞組的線圈布置；圖7說(shuō)明放入槽內(nèi)線圈的匝數(shù)；圖8是第1實(shí)施例變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖9說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施例電樞繞組中的上和下層線圈以及各線圈匝數(shù)的布置；圖10是表示從端部繞組邊角度觀察作為例子來(lái)說(shuō)明第2實(shí)施例電樞繞組的布置；圖11說(shuō)明作為另一例電樞繞組線圈的布置；圖12是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施例的電樞繞組的展開(kāi)圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施例的電樞繞組的展開(kāi)圖；圖14是第4實(shí)施例第1變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖15是從端部繞組邊角度觀察作為例子說(shuō)明第4實(shí)施例電樞繞組線圈的布置；圖16是從端部繞組邊角度觀察作為另一例子說(shuō)明第4實(shí)施例電樞繞組的線圈布置；圖17是第4實(shí)施例第2變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖18是第4實(shí)施例第3變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明第5實(shí)施例電樞繞組的展開(kāi)圖；圖20是第5實(shí)施例第1變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖21是作為一個(gè)例子說(shuō)明第5實(shí)施例電樞繞組的線圈布置；圖22是作為另一例子說(shuō)明第5實(shí)施例電樞繞組的線圈布置；圖23是根據(jù)本發(fā)明第6實(shí)施例電樞繞組的展開(kāi)圖；圖24是第6實(shí)施例第1變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖25是第6實(shí)施例電樞繞組的線圈布置；圖26是第6實(shí)施例第2變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖27是第6實(shí)施例第3變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖28是作為一個(gè)例子說(shuō)明第6實(shí)施例電樞繞組的線圈布置；圖29是作為另一個(gè)例子說(shuō)明第6實(shí)施例電樞繞組的線圈布置；
圖30是根據(jù)本發(fā)明第7實(shí)施例電樞繞組的展開(kāi)圖；圖31是第7實(shí)施例第1變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖32是第7實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖33是根據(jù)本發(fā)明第8實(shí)施例電樞繞組的展開(kāi)圖；圖34是第8實(shí)施例第1變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖35是第8實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖36是根據(jù)本發(fā)明第9實(shí)施例電樞繞組的展開(kāi)圖；圖37是第9實(shí)施例第1變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖38是第9實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖39是第10實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖40是11實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖41是第12實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖42是第13實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖43是根據(jù)本發(fā)明第14實(shí)施例電樞繞組的展開(kāi)圖；圖44是在第14實(shí)施例中放入槽內(nèi)的線圈匝數(shù)說(shuō)明圖；圖45是在第14實(shí)施例電樞繞組的上和下層線圈和各線圈匝數(shù)的布置圖；圖46是第14實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖47是在第14實(shí)施例電樞繞組中放入在槽內(nèi)的線圈匝數(shù)的圖；圖48是第14實(shí)施例電樞繞組變更形式的電樞繞組展開(kāi)圖；圖49是根據(jù)本發(fā)明第15實(shí)施例電樞繞組的展開(kāi)圖；圖50是放入在第1 5實(shí)施例槽內(nèi)的線圈匝數(shù)的圖；圖51是在第15實(shí)施例電樞繞組的上和下層線圈和各線圈匝數(shù)的布置圖；圖52是第15實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖53是第15實(shí)施例第1變更形式電樞繞組的線圈布置圖；圖54是第15實(shí)施例第2變更形式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖55是根據(jù)本發(fā)明第16實(shí)施例的電樞繞組的線圈布置圖56是第16實(shí)施例變更形式電樞繞組的線圈布置圖；圖57是根據(jù)本發(fā)明第17實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖58是根據(jù)本發(fā)明第18實(shí)施例電樞繞組的線圈布置圖；圖59是根據(jù)本發(fā)明第19實(shí)施例電樞繞組的展開(kāi)圖；圖60是根據(jù)本發(fā)明第20實(shí)施例電樞繞組的展開(kāi)圖；圖61是根據(jù)本發(fā)明第21實(shí)施例的電樞繞組的展開(kāi)圖；圖62是第1常用同心式電樞繞組展開(kāi)圖；圖63是圖62所示電樞繞組的線圈布置圖；圖64是第2常用同心式電樞繞組的線圈布置圖；圖65是第3常用同心式電樞繞組的線圈布置圖；圖66是第3常用同心式電樞繞組的展開(kāi)圖；圖67是形成正弦繞組形式的第5常用電樞繞組的展開(kāi)圖；圖68是在圖67所示第5常用電樞繞組中放入在槽內(nèi)的線圈匝數(shù)圖；圖69是如圖67所示第5常用電樞繞組的線圈布置圖；圖70A和70B是圖67所示第5常用布置的繞組磁動(dòng)勢(shì)分布圖；圖71是現(xiàn)有技術(shù)的正弦和非正弦繞組的繞組系數(shù)比較圖；和圖72是圖68所示第5常用布置中的上和下層線圈和各線圈匝數(shù)的布置圖。
本發(fā)明第1實(shí)施例將參見(jiàn)圖1-8予以說(shuō)明。在這些圖中，標(biāo)號(hào)1-48表示槽號(hào)，參考符號(hào)U1-U4表示U相極繞組，V1-V4表示V相極繞組和W1-W4表示W(wǎng)相極繞組。
在本實(shí)施例中，本發(fā)明適用于3相、4級(jí)48槽的電樞繞組。通過(guò)極繞組在電樞繞組端子U和×間形成2并聯(lián)電支路。得到每極每相槽數(shù)q為48/(3×4)＝4。各相的各極繞組由3(＝q-1)同心分布的連續(xù)線圈組成。因此，該電樞繞組成為雙層同心繞組并包括有U相級(jí)繞組U1、U2和U3，V相極繞組V1、V2和V3和W相極繞組W1、W2和W3的12個(gè)同心線圈。
組成各極繞組的線圈的線圈節(jié)距分別設(shè)定為11、9和7。如U相第1極繞組U1由線圈節(jié)距11放入在槽#1和#12的線圈、線圈節(jié)距9放入在槽#2和#11的線圈和線圈節(jié)距7放入在槽#3和#10的線圈所組成，這些線圈依次相互連接。U相各其它繞組和其它相的各繞組，以相應(yīng)線圈節(jié)距11、9和7以如上述的相同方式依次相互連接。
圖2示出放入在相應(yīng)槽內(nèi)的線圈匝數(shù)。注意圖2所示僅是放入相應(yīng)槽內(nèi)線圈的布置但沒(méi)示出該線圈在槽內(nèi)是作為上層線圈或下層線圈。在本實(shí)施例中放入槽內(nèi)的線圈匝數(shù)不同于現(xiàn)有技術(shù)。如在U相，第1極繞組U1分布在槽#1-#3和槽#10-#12內(nèi)，匝數(shù)順序地變化，從槽#1的31變到槽#12的18，和槽#3的12，從槽#10到12的槽#11的18，和槽#12的31，從而使繞組U1成為同心繞組。
另外，第2極繞組U2分布在#13-#15和槽#22-#24內(nèi)，匝數(shù)順序地變化從槽#13的31到槽#14的18，和槽#15的12，從槽#22的12到槽#23的18，和槽#24的31，從而使繞組U2成為同心繞組。另一方面，在槽#46、#47、#48、#1、#2和#3內(nèi)，極繞線U4的匝數(shù)從12變到18和31，而極繞組U1的匝數(shù)變化是從31變到18和12。匝數(shù)的改變程度不同于如圖70A所示的現(xiàn)有技術(shù)。但由于在實(shí)施例中的匝數(shù)階式改變，磁動(dòng)勢(shì)分布可成為如現(xiàn)有技術(shù)的近似正弦。
圖3A和3B分別示出本實(shí)施例正弦繞組和常用非正弦繞組中的繞組磁動(dòng)勢(shì)分布。圖4示出該二繞組的繞組系數(shù)比較。由圖3A、3B和4明顯看出，通過(guò)利用本實(shí)施例的正弦繞組，磁動(dòng)勢(shì)分布可近似于正弦波且高頻繞組系數(shù)可大大地減小。
由于上述布置成為雙層同心式，放入到槽#2-#7內(nèi)的上層和下層線圈的總匝數(shù)如是30，30，31和31。因此，放入各槽的上和下層線圈的總匝數(shù)近似一致，其表明各槽的截面得以有效利用。
圖5是圖1所示繞組布置中線圈的上和下層線圈匝數(shù)的布置。圖6是圖5所示線圈的布置。在圖6中，各圓弧表示線圈端部，而各黑圓點(diǎn)表示線圈邊。各小黑圓點(diǎn)示出僅有一線圈放入在該槽內(nèi)的情況，而各大黑圓點(diǎn)示出有二線圈放入在該槽內(nèi)的情況。另外各大黑圓點(diǎn)示出其線圈匝數(shù)大于各小黑圓點(diǎn)。
在線圈放入時(shí)，U相的所有極繞組U1-U4都第一次放入槽內(nèi)，再把V相的所有極繞組V1-V4放入槽內(nèi)，最后把W相的所有極繞組W1-W4放入槽內(nèi)。當(dāng)把極繞組放入槽內(nèi)時(shí)，每相所有極繞組可同時(shí)放入槽內(nèi)，以這種方式使雙層同心繞組得以形成。放入線圈可以簡(jiǎn)化且可機(jī)械地把繞組放入槽內(nèi)。
圖7示出本實(shí)施例各槽內(nèi)的線圈或線圈匝數(shù)。在常用正弦繞組組成的雙層同心繞組中，線圈數(shù)與每極每相槽數(shù)相同，也就是說(shuō)4個(gè)線圈用在每相每極中。因此，在所有槽內(nèi)的上和下層線圈屬于彼此不同的相。在這樣的情況下，需在槽內(nèi)放入絕緣物來(lái)使各線圈彼此分隔。然而，在上述實(shí)施例中，只有所有槽的一半被放入不同相的線圈，也就是24槽，它們是#46、#47、#2、#3、#6、#7、#11、#14、#15、#18、#19、#22、#23、#26、#27、#30、#31、#34、#35、#38、#39、#42和#43。
盡管對(duì)這些槽需要絕緣物，但對(duì)另外24槽#45、#48、#1、#4、#5、#8、#9、#12、#13、#16、#17、#20、#21、#24、#25、#28、#29、#32、#33、#36、#37、#40、#41和#44卻不需要絕緣物。從而可大為減少電樞繞組裝配步驟。在實(shí)施例中，每極每相的線圈數(shù)為3，這個(gè)數(shù)量比常用布置的小，從而使線圈模減少。
另外，一相的預(yù)先放入的線圈和其它相隨后放入的線圈相互交錯(cuò)的線圈端部厚度約是單層同心繞組的一半。因此，由于線圈端部可用較小的力來(lái)成形，對(duì)線圈的損傷可減小且便于隨后相線圈的放入。
在各槽二線圈匝數(shù)間的差別較小，也就是說(shuō)線圈間截面的差別較小。因此，防止了第2層線圈放入對(duì)工作效率的影響，且可防止絕緣物在槽內(nèi)的移位。根據(jù)實(shí)施例的上述布置，用如日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)No.7-154949所公開(kāi)的下線機(jī)，可使線圈的放入機(jī)械化。
在如圖1所示的繞組布置中，各包含2串聯(lián)繞組的2并聯(lián)極繞組在端子U和X間，且在該端子間提供2并聯(lián)電支路。在圖1中，各繞組對(duì)U1和U2，U3和U4，V1和V2、V3和V4、W1和W2以及W3和W4組成了并聯(lián)電支路。參見(jiàn)圖8第1實(shí)施例的變更形式，可由各繞組對(duì)U1和U3，U2和U4，V1和V3、V2和V4、W1和W3以及W2和W4組成并聯(lián)電支路，其它的布置與圖1所示的相同。
在實(shí)施例中各線圈匝數(shù)的情況下，相對(duì)基波的繞組系數(shù)是0.933，而對(duì)圖67和70A所示的正弦繞組是0.908。因此，該繞組系數(shù)提高了約2.8％，其導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)特性的改善。
圖2示例性地給出了各槽的線圈匝數(shù)。如有關(guān)U相繞組放入的槽，匝數(shù)的改變從N3(＝12)到N2(＝18)，N1(＝31)，N1、N2和N3依次在槽#46-#3范圍內(nèi)，其中N3≤N2＜N1。也就是匝數(shù)的改變從同心線圈最外N1到N2、N3等依次向里。
另外，第1實(shí)施例的電樞繞組組成了雙層同心式繞組。
從圖1槽#46-#3可看出，放入相應(yīng)槽的槽圈總匝數(shù)是N3＋N2，N2＋N3，N1，N1，N2＋N3，和N3＋N2。當(dāng)N1設(shè)置為N1＝(0.7－1.3)×(N＋N3)時(shí)，所有槽內(nèi)的匝數(shù)基本上是一致的。這就保證了各槽截面的有效利用。
圖9-11說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例。第2實(shí)施例示出了類似于第1實(shí)施例的雙層同心式繞組布置。但相應(yīng)于各相相同極性的三極繞組分散布置在通過(guò)把電樞鐵心的整個(gè)槽區(qū)分成了等分區(qū)而得到的相應(yīng)分配區(qū)。如，圖9所示，U相第1極繞組U1分散布置在槽#1-#3和#10-#12，V相第1極繞組V1分散布置在槽#33-#35和#42-#44，W相第1極繞組分散布置在槽#17-#19和#26-#28內(nèi)。
U、V和W相的第2極繞組U2、V2和W2分散布置在通過(guò)把電樞鐵心的整個(gè)槽區(qū)分成3等分區(qū)而得到的相應(yīng)分配區(qū)，該分配區(qū)從第1極繞組的分配區(qū)空間或周圍地位移π/2角度，相應(yīng)于2π/P角度，此處P是極數(shù)。第3極繞組U3、V3和W3分散布置在通過(guò)把電樞鐵心的整個(gè)槽區(qū)分成3等分區(qū)而得到的相應(yīng)分配區(qū)，該分配區(qū)從第2極繞組分配區(qū)空間或圓周地位移π/2角度。第4極繞組U4、V4和W4分散布置在通過(guò)把電樞鐵心的整個(gè)槽區(qū)分成了等分區(qū)而得到的相應(yīng)分配區(qū)，該分配區(qū)從第3繞組分配區(qū)空間或圓周地位移π/2角度。
按下述規(guī)則把上述線圈放入槽內(nèi)。首先把彼此分離2π/3角度的第1極繞組U1、V1和W1同時(shí)放入到相應(yīng)的第1分配區(qū)。其次把彼此分離2π/3角度的第2極繞組U2、V2和W2同時(shí)放入到相應(yīng)的第2分配區(qū)。第3極繞組U3、V3和W3以及第4極繞組U4、V4和W4依次放入到相應(yīng)的第3和第4分配區(qū)。因此，通過(guò)4次放入工作完成了所有線圈的放入，其次數(shù)等于極數(shù)。
線圈放入的過(guò)程將隨后予以說(shuō)明。在第1線圈的放入中，相應(yīng)于第1極繞組U1、V1和W1的一組線圈和相應(yīng)于第2極繞組U2、V2和W2的另一組線圈置于沒(méi)有示出的下線機(jī)上，以致這些線圈被同時(shí)放入槽內(nèi)。從圖11可看出，組成第1和第2極繞組18個(gè)線圈的所有線圈邊位于槽的下側(cè)。第1極繞組U1、V1和W1彼此相離240°電角度，且第2極繞組U2、V2和W2亦彼此相離240°電角度。第1和第2極彼此相離180°電角度。沒(méi)有兩個(gè)線圈同時(shí)放入同一槽，于是在放入時(shí)可防止線圈相互干擾。
在第2線圈的放入中，相應(yīng)于第3極繞組U3、V3和W3的線圈組和相應(yīng)于第4極繞組U4、V4和W4的另一線圈組被同時(shí)放入槽內(nèi)。從圖11可以看出，組成第3和第4極繞組18個(gè)線圈的所有線圈邊位于槽的上側(cè)。第3極繞組U3、V3和W3彼此相離240°電角度，且第4極繞組U4、V4和W4亦彼此相離240°電角度。第3和第4極彼此相離180°電角度。沒(méi)有兩個(gè)線圈同時(shí)放入同一槽，于是在放入時(shí)可防止線圈相互干擾。
在第2次放入時(shí)，相應(yīng)于第3和第4極繞組的線圈被放入在槽內(nèi)的上部而置于已放入槽內(nèi)下側(cè)的第1或第2極線圈的線圈邊之上。由此，在第2實(shí)施例中，借助下線機(jī)通過(guò)兩次放入操作來(lái)完成所有線圈放入到所有槽內(nèi)的工作，其次數(shù)等于極數(shù)的一半。于是可減少操作工序。
在如上所述組成的電樞繞組中，兩線圈邊放入在各槽內(nèi)，以便提供雙層同心式電樞繞組。圖10和11圖解了線圈的布置。在該圖解布置中，各相線圈端部是每極相繼徑向布置的，以使三相極繞組布置在相同環(huán)形區(qū)域內(nèi)。于是繞組阻抗在相中得到平衡。根據(jù)第2實(shí)施例，線圈可機(jī)械地放入槽內(nèi)以形成雙層同心式繞組。
圖12說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施例。第3實(shí)施例示出4極48槽有4并聯(lián)電支路的電樞繞組。由于三相包括4繞組，也就是分別為極繞組U1-U4，V1-V4，和W1-W4，該4并聯(lián)電支路可提供在端子U和X間。第3實(shí)施例電樞繞組的其它布置與圖1所示的相同。
根據(jù)第3實(shí)施例，并聯(lián)電支路數(shù)可以設(shè)定為P，P是極數(shù)。于是可提高電樞繞組設(shè)計(jì)的自由度。當(dāng)然并聯(lián)電支路數(shù)可以是1。
圖13說(shuō)明本發(fā)明第4實(shí)施例。第4實(shí)施例示出4極60槽有2并聯(lián)電支路的電樞繞組。得到每極每相槽數(shù)q為60/(3×4)＝5。每相每極繞組由4(＝q-1)同心分布連續(xù)線圈組成。由此，電樞繞組是由有U相極繞組U1、U2、U3和U4、V相極繞組V1、V2、V3和V4以及W相極繞組W1、W2、W＂3和W4的12個(gè)同心線圈組成的雙層同心繞組所形成的。
第4實(shí)施例示出甚至當(dāng)槽數(shù)從48變到60時(shí)正弦繞組可形成為雙層同心繞組。圖15圖解各槽線圈的匝數(shù)。如，U相繞組放入的有關(guān)槽，匝數(shù)變化從N4到N3、N2、N1、N1、N2、N3和N4依次在槽#57-#4范圍內(nèi)，其中N4≤N3≤N2＜N1。也就是匝數(shù)變化從最外同心線圈N1到N2，N3等依次向里。
另外，第4實(shí)施例的電樞繞組形成為雙層同心式。從圖15的槽#46-#5可看出，放入相應(yīng)槽內(nèi)線圈的總匝數(shù)是N4＋N2，N3＋N3，N2＋N4，N1，N1，N4＋N2，N3＋N3和N2＋N4。當(dāng)N1設(shè)定為N1＝(0.7－1.3)×(N2＋N4)＝(1.4－2.6)×N3時(shí)，在所有槽內(nèi)的匝數(shù)基本上是一致的。這表明各槽的截面得以充分利用。
圖14說(shuō)明第4實(shí)施例的第1變更形式，其中并聯(lián)電支路數(shù)變化從2到4。如，在U相，極繞組U1-U4相互并聯(lián)接到端子U和X間，以便在該端子間有4并聯(lián)電支路。這樣安裝V和W各相。圖15和16分別示出不同于圖13和14所示繞組線圈布置的例子。同一相所有極的線圈都同時(shí)放入到圖15布置的槽內(nèi)，而在所有相的2極繞組都同時(shí)放入到圖16布置的槽內(nèi)。
圖17說(shuō)明第4實(shí)施例的第2變更形式，其中電樞繞組是由4極，72槽有2并聯(lián)電支路的繞組形成的。得到每極每相槽數(shù)q為72/(3×4)＝6。每相每極繞組是由5(＝q-1)同心分布連續(xù)線圈組成的。于是電樞繞組是由有U相極繞組U1、U2、U3和U4，V相極繞組V1、V2、V3和V4以及W相極繞組W1、W2、W3和W4的12個(gè)同心線圈組成的雙層同心繞組所形成的。
上述布置示出甚至當(dāng)槽數(shù)變到72時(shí)，正弦繞組可形成為雙層同心式繞組。U相線圈放入有關(guān)的槽#68-#5，匝數(shù)變化從Nf到N4，N3，N2，N1，N1，N2，N3，N4和N5依次在槽#68-#5范圍內(nèi)其中Nf≤N4≤N3≤N2＜N1。也就是匝數(shù)從最外同心線圈N1到N2，N3，N4和N5環(huán)形，順序地變化。
另外，第2變更形式的電樞繞組成為雙層同心式。從圖17的槽#68-#5可看出，放入相應(yīng)槽內(nèi)線圈的總匝數(shù)是N5＋N2，N4＋N3，N3＋N4，N2＋N5，N1，N1，N1，N5，+N2，N3＋N4、N3＋N4和N2＋N5。當(dāng)N1設(shè)定為N1＝(0.7－1.3)×(N2＋N5)＝(0.7－1.3)×(N3＋N4)時(shí)，在所有槽內(nèi)的匝數(shù)基本上是一致的。這表明各槽截面得以充分利用。
圖18說(shuō)明第4實(shí)施例的第3變更形式。并聯(lián)電支路數(shù)以第3實(shí)施例的方式從2-4變化。如，在U相，極繞組U1-U4相互并聯(lián)接到端子U和X間，以便在該端子間有并聯(lián)電支路。這樣安裝V和W各相。另外，在第4實(shí)施例中，極繞組U1、U2、V1、V1、W1和W2可同時(shí)放入槽內(nèi)。于是通過(guò)兩次放入線圈可把所有線圈放入槽內(nèi)。
圖19說(shuō)明本發(fā)明第5實(shí)施例。第5實(shí)施例示出6極72槽在端子U和X間有并聯(lián)電支路的繞組。得到每極每相槽數(shù)q為72/(3×6)＝4。每相每極是由3(＝q-1)同心分布連續(xù)線圈組成的。因此，電樞繞組是由有U相極繞組U1、U2、U3、U4、U5和U6，V相極繞組V1、V2、V3、V4、V5和V6以及W相極繞組W1、W2、W3、W4、W5和W6的18個(gè)同心線圈組成雙層同心繞組所形成的。
從圖19可看出，甚至當(dāng)極數(shù)變化從4到16時(shí)，正弦繞組可形成為雙層同心繞組。由于每相有6極繞組，并聯(lián)電支路數(shù)可以是2或6。
如，U相繞組放入的槽#70-#3內(nèi)，線圈匝數(shù)依次變化從N3到N2，N1，N1，N2和N3，其中N3≤N2＜N1。也就是匝數(shù)變化從最外同心線圈N1到N2、N3等依次往里。另外，第5實(shí)施例電樞繞組形成為雙層同心式。從圖19槽#70-#3可看出，放入到相應(yīng)槽的線圈總匝數(shù)是N3＋N2，N2＋N3，N1，N1，N3＋N2，和N2＋N3。當(dāng)N1設(shè)定為N1＝(0.7－1.3)×(N2＋N3)時(shí)在所有槽的線圈匝數(shù)基本上是一致的。這就表明各槽截面得以有效利用。
圖20示出第5實(shí)施例的第1變更形式。該電樞繞組在本變更形式中，形成為6極72槽有6并聯(lián)電支路的繞組。于是，由于在6極布置中提供了6并聯(lián)電支路，電樞繞組設(shè)計(jì)的自由度改善了。
圖21和22示出用于圖19和20所示繞組的6極72槽電樞繞組的線圈布置的兩個(gè)例子。在圖21的布置中，放入槽的線圈與圖15所示布置有相同方式。
圖22所示繞組布置中的繞圈放入過(guò)程下面將予以說(shuō)明。在第1線圈放入中，相應(yīng)于第1相的第1組繞組U1、U3和U5的線圈組和相應(yīng)于第3相第1組繞組W6、W2和W4的另外線圈組置于沒(méi)有示出的下線機(jī)上，以便這些線圈被同時(shí)放入槽內(nèi)。從圖22可看出，組成這些組的18個(gè)線圈的所有線圈邊位于槽的下側(cè)。第1相繞組U1、U3和U5彼此相隔240°電角度，且第3相繞組W6、W2和W4亦彼此相隔240°電角度。第1和第3相彼此相隔60°電角度。沒(méi)有兩個(gè)線圈同時(shí)放入同一槽，于是在放入時(shí)可防止線圈相互干擾。
在第2線圈的放入中，相應(yīng)于第2相的第2組繞組V5，V5和V3的線圈組和相應(yīng)于第1相的第2組繞組U2、U4和U6的另外線圈組同時(shí)放入槽內(nèi)。從圖22可看出，組成這些繞組的18個(gè)線圈的所有線圈邊被放入在槽的上和下側(cè)。第1相繞組U2、U4和U6彼此分隔240°電角度，且第2相繞組V5、V1和V3彼此分隔240°電角度。第1相和第2相彼此相隔60°電角度。沒(méi)有兩個(gè)線圈同時(shí)放入同一槽，于是在放入時(shí)可防止線圈相互干擾。
在第3線圈的放入中，相應(yīng)于第3相的第3組繞組W1、W3和W5的線圈組和相應(yīng)于第2相的第3組繞組V6、V2和V4的另外線圈組同時(shí)放入槽內(nèi)。從圖22可以看出，相應(yīng)于這些繞組的18個(gè)線圈的所有線圈邊放入在槽內(nèi)上側(cè)。第3相繞組W1、W3和W5彼此相隔240°電角度，且第2相繞組V6、V2和V4亦彼此相隔240°電角度。第2相和第3相彼此相隔60°電角度。沒(méi)有兩個(gè)線圈同時(shí)放入同一槽，于是在放入時(shí)可防止線圈相互干擾。
從圖22可看出，在第2次放入中，相應(yīng)于第1和第2相繞組的線圈被放入到槽內(nèi)的上和下側(cè)，而置于已放入槽內(nèi)下側(cè)的第1或第3相線圈的線圈邊之上。最后，在第3次放入中，相應(yīng)于第2和第3相繞組的線圈被放入到槽內(nèi)的上側(cè)，而置于已放入槽內(nèi)下側(cè)的第1到第3相線圈的線圈邊之上。因此，在上述變更形式中，通過(guò)3次放入線圈把所有線圈放入到所有槽內(nèi)，其次數(shù)等于極數(shù)的一半。因此減少了工序。
圖23說(shuō)明本發(fā)明的第6實(shí)施例，其中電樞繞組是由4極36槽有2并聯(lián)電支路的繞組形成的。圖24是變更為有4并聯(lián)電支路的電樞繞組展開(kāi)圖。圖25示出圖23和24所示各電樞繞組的線圈布置。圖26是形成為6極54槽有2并聯(lián)電支路繞組的電樞繞組的展開(kāi)圖。圖27是有6并聯(lián)電支路的電樞繞組的展開(kāi)圖。圖28示出如圖26所示電樞繞組的線圈布置。圖29示出示于圖27電樞繞組的線圈布置。
圖30和32說(shuō)明本發(fā)明第7實(shí)施例。在第7實(shí)施例中的電樞繞組形成了3相4極60槽有2并聯(lián)電支路的繞組。得到每極每相槽數(shù)q為60/(3×4)＝5。每相的每極繞組由3＝(q－2)同心分布連續(xù)線圈組成。因此，電樞繞線是由U相極繞組U1、U2、U3和U4，V相極繞組V1、V2、V3和V4，以及W相極繞組W1、W2、W3和W4的18個(gè)同心線圈組成雙層同心繞組所形成的。
組成各極繞組的線圈節(jié)距分別設(shè)定為14，12和10。如，U相第1極繞組是由以線圈節(jié)距14放入在槽#1和#15的線圈，節(jié)距12放入槽#2和#14的線圈、節(jié)距10放入槽#3和#13的線圈所組成的，這些線圈相互有序地安排，在U相各另外的繞組和其它相的各繞組中，3線圈以相應(yīng)的線圈節(jié)距14、12和10以上述相同的方式相互有序地安排。
在U相中，包括第1極繞組U1的線圈分布在槽#1-#3和#13-#15以形成同心線圈，U相包括第2極繞組U2的線圈分布在槽#16-#18和#28-#30內(nèi)以形成同心線圈。
如，U相繞組放入槽#58-#3內(nèi)的情況，該線圈匝數(shù)順序地變化從N3到N2，N1，N1，N2和N3，其中N3≤N2＜N1。也就是匝數(shù)變化從最外同心線圈N1和N2、N3等依次向里。另外，第7實(shí)施例的電樞繞組形成為雙層同心式。從圖19槽#70-#3可看出，如，在各槽#58-#3范圍內(nèi)放入在相應(yīng)槽內(nèi)的線圈總匝數(shù)是N3＋N3，N2，N1，N1，N2和N3＋N3。當(dāng)N1設(shè)定為N1＝(0.7－1.0)×N1＝(1.4－2.6)×N3時(shí)，在所有槽的匝數(shù)基本上是均勻的。這表明各槽的截面得以有效利用。
圖31示出第7實(shí)施例的變更形式。該電樞繞組形成為4級(jí)60槽有4并聯(lián)電支路的繞組。由于每相由4極繞組，即相應(yīng)的極繞組U1-U4，V1-V4和W1-W4所組成，可在端子U和X間提供4并聯(lián)電支路。
根據(jù)本變更形式，并聯(lián)電支路數(shù)可以設(shè)定為p，p是極數(shù)。因此電樞繞組設(shè)計(jì)的自由度得以增大。當(dāng)然，該并聯(lián)電支路數(shù)可以是1。
從圖32可以看出，不同相的線圈所放入的槽是所有槽數(shù)的1/5，即12個(gè)槽，它們是槽#3、#8、#13、#18、#23、#28、#33、#38、#43、#48、#53和#58。這些槽需要絕緣物。僅有一個(gè)線圈放入各另外的槽內(nèi)，它們是#1、#2、#4-#7、
#9-#12、#14-#17、#19-#22、#24-#27、#29-#32、#34-#37、#39-#42、#44-#47、#49-#52和#54-#7。對(duì)這些槽不需要絕緣物。因此，電樞繞組裝配步驟可大為減少。
圖33和35說(shuō)明本發(fā)明第8實(shí)施例。電樞繞組在第8實(shí)施例中形成為3相4極48槽有2并聯(lián)電支路的繞組。得到每極每相槽數(shù)q為48/(3×4)＝4。每相的每極繞組由3(＝q-1)同心分布連續(xù)線圈組成。因此，電樞繞組是由U相極繞組U2、U2、U3和U4，V相極繞組V1、V2、V3和V4以及相極繞組W1、W2、W3和W4的12個(gè)同心線圈組成雙層同心繞組所形成的。
如圖35所示，組成各極繞組的線圈的線圈節(jié)距分別設(shè)定為13、11和9。如，U相第1極繞組U1由以線圈節(jié)距13放入在槽#1和#14內(nèi)的線圈，節(jié)距11放入在槽#2和#13的線圈以及節(jié)距9放入在槽#3和#12的線圈而形成的，這些線圈相互有序地安排。在U相各另外的繞組和其它相的各繞組中，3繞圈以相應(yīng)的節(jié)距13，11和9以上述相同的方式相互有序地安排。
在U相中，包括第1極繞組U1的線圈分布在槽#1-#3和#12-#14內(nèi)以形成同心線圈。U相包括第2極繞組U2分布在槽#13-#15和#24和#26內(nèi)以形成同心線圈。
如，U相繞組放入槽#48-#3內(nèi)的情況，線圈匝數(shù)順序改變，在槽#48-#2內(nèi)從N1到N2和N3，在槽#1-#3內(nèi)從N3到N2和N1，其中N3≤N2＜N1。也就是匝數(shù)變化從最里的同心線圈N1到N2，N3等依次往外。另外，第8實(shí)施例的電樞繞組形成為雙層同心式。從圖35槽#48-#3可看出，如，在各槽#48-#3內(nèi)，放入在相應(yīng)槽內(nèi)的線圈的總匝數(shù)是N1、N2＋N3，N3＋N2和N1。當(dāng)N1設(shè)定為N1＝(0.7－1.3)×(N2＋N3)時(shí)，在所有槽的匝數(shù)基本上是均勻的。這就表明各槽的截面得以充分利用。
圖34示出第8實(shí)施例的變更形式。在變更形式中的電樞繞組形成為4極48槽有4并聯(lián)電支路的繞組。由于每相分別由4極繞組，即極繞組U1-U4、V1-V4和W1-W4所組成，在端子U和X間提供了4并聯(lián)電支路。
根據(jù)該變更形式，并聯(lián)電支路數(shù)可設(shè)定為p，p是極數(shù)。因此電樞繞組設(shè)計(jì)的自由度得以增大。當(dāng)然并聯(lián)電支路數(shù)可以是1。
從圖35可看出，屬于不同相的線圈所放入的槽是所有槽的一半，即24槽，它們是#2、#3、#6、#7、#10、#11、#14、#15、#18、#19、#22、#23、#26、#27、#30、#31、#34、#35、#38、#39、#42、#43、#46和#47。這些槽需要絕緣物。另外的槽則不需要絕緣物，這些槽是#1、#4、#5、#8、#9、#12、#13、#16、#17、#20、#21、#24、#25、#28、#29、#32、#33、#36、#37、#40、#41、#44、#45和#48。因此電樞繞組的裝配步驟可大為減少。
圖36和38說(shuō)明本發(fā)明第9實(shí)施例。本實(shí)施例的電樞繞組形成為3相4極60槽有2并聯(lián)電支路的繞組。得到每極相槽數(shù)q為60/(3×4)＝5。每相的每極繞組由4(＝q-1)同心分布連續(xù)線圈組成。因此，電樞繞組是由U相極繞組U1、U2、U3和U4，V相極繞組V1、V2、V3和V4以及W相極繞組W1、W2、W3和W4的12個(gè)同心線圈組成雙層同心繞組所形成的。
如圖35所示，組成各極繞組的線圈的線圈節(jié)距分別設(shè)定為17、15、13和11。如，U相第1極繞組U1是由以線圈節(jié)距17放入在槽#1和#18的線圈，節(jié)距15放入在槽#2和#17的線圈，節(jié)距13在放入在槽#3和#16的線圈和節(jié)距11放入在槽#4和#15的線圈所組成的，這些線圈相互有序地安排。
在U相各另外的繞組和其它相的各繞組中，3線圈以相應(yīng)的節(jié)距13、11和9以上述相同的方式相互有序地安排。
在U相中，包括第1極繞組U1的線圈分布在槽#1-#4和#15-#18以形成同心線圈。U相包括第2極繞組U2的線圈分布在槽#16-#19和#30-#33內(nèi)以形成同心線圈。
如，U相繞組放入槽#60-#4內(nèi)的情況，線圈匝數(shù)順序改變，在槽#60-#3內(nèi)從N1到N2和N3，在槽#1-#4內(nèi)從N4到N4，N3，N2和N1，其中N4≤N3≤N2＜N1。也就是匝數(shù)變化從最里的同心線圈N1到N2，N3，N4等依次往外。
另外，第9實(shí)施例的電樞繞組形成為雙層同心式。如，從圖38槽#60-#4可看出，在各槽#60-#4內(nèi)，放入在相應(yīng)槽內(nèi)的線圈的總匝數(shù)是N1，N2＋N4，N3＋N2和N4＋N2。當(dāng)N1設(shè)定為N1＝(0.7－×1.3)(N2＋N4)＝(1.4－2.6)×N3時(shí)，在所有槽的匝數(shù)基本上是均勻的。這就表明各槽的截面得以充分利用。
圖37示出第9實(shí)施例的變更形式。在變更形式中的電樞繞組形成為4極60槽有4并聯(lián)電支路的繞組。由于每相分別由4極繞組即極繞組U1-U4、V1-V4和W1-W4組成，在端子U和X間可提供4并聯(lián)電支路。
根據(jù)該變更形式，并聯(lián)電支路數(shù)可設(shè)定為P，P是極數(shù)。因此電樞繞組設(shè)計(jì)的自由度得以增大。當(dāng)然并聯(lián)電支路數(shù)可以是1。
從圖38可以看出，屬于同一相的線圈所放入的槽是所有槽的3/5，即36槽，它們是#1-#3、#6-#8、#12-#14、#16-#18、#21-#23、#26-#28、#31-#33、#36-#38、#41-#43、#46-#48、#51-#53和#56-#58。#14、#15、#18、#19、#22、#23、#26、#27、#30、#31、#34、#35、#38、#39、#42、#43、#46和#47。上述槽不需要絕緣物。但也可把絕緣物放入這些槽內(nèi)用于保持線圈的目的。僅有一線圈放入在各其它槽，它們是槽#4、#5、#9、#10、#14、#15、#19、#20、#24、#25、#29、#30、#34、#35、#39、#40、#44、#45、#49、#50、#54、#55、#59和#60。對(duì)這些槽不需要絕緣物。因此，電樞繞組裝配步驟可大為減少。
圖39說(shuō)明本發(fā)明第10實(shí)施例。在第10實(shí)施例中的電樞繞組形成為3相4極60槽的繞組。得到每極每相槽為q為60/(3×4)＝5。每相的每極繞組由3＝(q-2)同心分布連續(xù)線圈組成。因此，電樞繞組是由U相極繞組U1、U2、U3和U4，V相極繞組V1、V2、V3和V4以及W相極繞組W1、W2、W3和W4的12個(gè)同心線圈組成雙層同心繞組所形成的。
組成各極繞組的線圈的線圈節(jié)距分別設(shè)定為15、13和11。如，U相第1極繞組U1是由以線圈節(jié)距15放入在槽#1和#16的線圈，節(jié)距13放入在槽#2和#15的線圈，和節(jié)距11放入在槽#3和#14的線圈所組成的，這些線圈相互有序地安排。
在U相各另外的繞組和其它相的各繞組中，3線圈以相應(yīng)的節(jié)距15、13和11以上述相同的方式相互有序地安排。
在U相中包括第1極繞組U1的線圈分布在槽#1-#3和#14-#16以形成同心線圈。U相包括第2極繞組U2的線圈分布在槽#16-#18和槽#29-#31以形成同心線圈。
如，U相繞組放入槽#59-#3的情況，線圈匝數(shù)順序改變，在槽#59-#1從N1到N2和N3在槽#1-#3從N3到N2和N1，其中N3＜N2≤N1。也就是匝數(shù)變化從最里的同心線圈N1到N2、N3，N4等依次往外。另外，第9實(shí)施例的電樞繞組形成為雙層同心式。如從圖39槽#59-#3可看出，在各槽#59-#3內(nèi)，放入在相應(yīng)槽內(nèi)的線圈的總匝數(shù)是N1、N2、N3＋N3、N2和N1。當(dāng)N1設(shè)定為N1＝(0.7－1)×N1＝(1.4－2.6)N3時(shí)，在所有槽內(nèi)的匝數(shù)基本上是均勻的。這就表明各槽的截面得以充分利用。并聯(lián)電支路數(shù)可設(shè)定為p，p為極數(shù)。當(dāng)然并聯(lián)支路數(shù)可以是1。
在第10實(shí)施例中，屬于同一相的二線圈所放入的槽是所有槽的1/5，即12槽，它們是#1、#6、#11、#16、#21、#26、#31、#36、#41、#46、#51和#56。僅有一線圈放入到各其余的48槽內(nèi)，它們是槽#2-#5、#7-#10，#12-#15，#17-#20、#22-#25、#27-#30、#32-#35、#37-#40、#42-#45、#47-#50、#52-#55和#57-#60。因此對(duì)這些槽就不需要絕緣物，電樞繞組裝配步驟可大為減少。
圖40說(shuō)明本發(fā)明第11實(shí)施例。本實(shí)施例的電樞繞組形成為3相4極48槽的繞組。得到每極每相槽數(shù)q為48/(3×4)＝4。每相的每個(gè)極繞組由3(＝q-1)同心分布連續(xù)線圈組成。因此，電樞繞組是由U相極繞組U1、U2、U3和U4，V相極繞組V1、V2、V3和V4以及W相極繞組W1、W2、W3和W4的12個(gè)同心線圈組成雙層同心繞組所形成的。
組成各級(jí)繞組的線圈的線圈節(jié)距分別設(shè)定為11、9和5。如，U相第1極繞組U1是由以線圈節(jié)距11放入在槽#1和#12內(nèi)的線圈、節(jié)距9放入在槽#2和#11的線圈和節(jié)距5放入在槽#4和#9的線圈所組成的，這些線圈相互有序地安排。在U相各另外的繞組和其它相的各繞組中，3線圈以相應(yīng)的節(jié)距11、9和5以上述相同的方式相互有序地安排。在U相中，包括第1極繞組U1的線圈分布在槽#1-#4和#9-#12內(nèi)以形成同心線圈。U相包括第2極繞組U2的線圈分布在槽#13-#16和#21-#24以形成同心線圈。
如，U相繞組放入槽#45-#4的情況，線圈匝數(shù)順序改變，從N3到O、N1、N2、N2、N1、O和N3，其中N3≤N2＜N1。也就是匝數(shù)變化從最外的同心線圈N2到N1，N3等依次往里。另外，第11實(shí)施例的電樞繞組形成為雙層同心式。如，從圖40槽#45-#4可看出，在各槽#45-#4內(nèi)放入在相應(yīng)槽內(nèi)的線圈的總匝數(shù)是N3＋N2，N1、N1、N2＋N3、N2＋N3、N1、N1和N3＋N2。當(dāng)N1設(shè)定為N1＝(0.7－1.3)×(N2＋N3)時(shí)，在所有槽內(nèi)的匝數(shù)基本上是均勻的。這表明各槽的截面得以充分利用。
在第11實(shí)施例中，屬于不同相的二線圈所放入的槽是所有槽的一半，即24槽，它們是槽#1、#4、#5、#8、#9、#12、#13、#16、#17、#20、#21、#24、#25、#28、#29、#32、#33、#36、#37、#40、#41、#44、#45和#48。盡管對(duì)上述槽需絕緣物，但對(duì)其余的24槽#2、#3、#6、#7、#10、#11、#14、#15、#18、#19、#22、#23、#26、#27、#30、#31、#34、#35、#38、#39、#42、#43、#46和#47卻是不需絕緣物的。于是電樞繞組的裝配步驟可大為減少。
圖41說(shuō)明本發(fā)明第12實(shí)施例。第12實(shí)施例電樞繞組形成為3相4極48槽的繞組。得到每極每相槽數(shù)q為48/(3×4)＝4。每相的每極繞組由3(＝q-1)同心分布連續(xù)線圈組成。因此電樞繞組是由U相極繞組U1、U2、U3和U4，V相極繞組V1、V2、V3和V4以及W相極繞組W1、W2、W3和W4的12個(gè)同心線圈組成雙層同心繞組所形成的。
組成各極繞組的線圈的線圈節(jié)距分別設(shè)定為11，7和5。如，U相第1極繞組U1是由以線圈節(jié)距11放入在槽#1和#12內(nèi)的線圈，節(jié)距7放入在槽#3和#10的線圈和節(jié)距5放入在槽#4和#9的線圈所組成的，這些線圈相互有序地安排。在相各另外的繞組和其它相的各繞組中，3繞圈以相應(yīng)的節(jié)距11、7和5以上述相同的方式相互有序地安排。
在U相中，包括第1極繞組U1的線圈分布在槽#1、#3、#4、#9、#10和#12內(nèi)以形成同心線圈。U相包括第2極繞組U2的線圈分布在槽#13、#15、#16、#21、#22和#24以形成同心線圈。
如，U相繞組放入槽#45-#4的情況，線圈匝數(shù)順序改變，從N3到N1，O，N2，N2，O，N1和N3，其中N3≤N2＜1。也就是匝數(shù)變化從最外同心線圈N2到N1、N3等依次往里。另外，第12實(shí)施例的電樞繞組形成為雙層同心式。如，從圖41槽#45-#4可看出，在各槽#45-#4內(nèi)放入在相應(yīng)槽的線圈總匝數(shù)是N3＋N2，N1、N1、N2＋N3、N2＋N3、N1、N1和N3＋N2。當(dāng)N1設(shè)定為N＝(0.7－1.3)×(N2＋N3)時(shí)，在所有槽內(nèi)的匝數(shù)基本上是均勻的。這表明各槽的截面得以充分利用。
在第12實(shí)施例中，屬于不同相的二線圈所放入的槽是所有槽的一半，即24槽，它們是#1、#4、#5、#8、#9、#12、#13、#16、#17、#20、#21、#24、#25、#28、#29、#32、#33、#36、#37、#40、#41、#44、#45和#48。盡管對(duì)上述槽需加絕緣物，但對(duì)其余的24槽#2、#3、#6、#7、#10、#11、#14、#15、#18、#19、#22、#23、#26、#27、#30、#31、#34、#35、#38、#39、#42、#43、#46和#47都是不需絕緣物的。于是電樞繞組的裝配步驟可大為減少。
圖42說(shuō)明本發(fā)明第13實(shí)施例。第13實(shí)施例的電樞繞組形成為3相4極48槽的繞組。得到每極每相槽數(shù)q為48(3×4)＝4。每相的每極繞組由3(＝q-1)同心分布連續(xù)線圈組成。因此電樞繞組是由U相極繞組U1、U2、U3和U4，V相極繞組V1、V2、V3和V4以及W相極繞組W1、W2、W3和W4的12個(gè)同心線圈組成雙層同心繞組所形成的。
組成各極繞組的線圈的節(jié)距分別設(shè)定為15、13和11。如，U相第1極繞組U1是由以線圈節(jié)距15放入在槽#1和#16的線圈，節(jié)距13放入在槽#2和#15的線圈和節(jié)距11放入在槽#3和#14的線圈所組成的，這些線圈相互有序地安排。在U相各另外的繞組和其它相的各繞組中，3線圈以相應(yīng)的節(jié)距15、13和11以上述相同的方式相互有序地安排。
在U相中，組成第1極繞組U1的線圈分布在槽#1-#3和#14-#16以形成同心線圈。組成第2極繞組U2的線圈分布在槽#13-#15和#26-#28以形成同心線圈。
如，U相繞組放入槽#1-#4的情況，線圈匝數(shù)順序變化，在槽#1-#3從N1到N2和N3且在槽#2-#4從N3到N2和N1，其中N3≤N2＜N1。也就是匝數(shù)變化從最外同心線圈N1到N2、N3等依次往里。另外，第13實(shí)施例的電樞繞組形成為雙層同心式。如，從圖42槽#46-#3可看出，在各槽#46-#3內(nèi)放入相應(yīng)槽的線圈總匝數(shù)是N3＋N2，N2＋N3、N1、N1、N2＋N3和N3＋N2。當(dāng)N1設(shè)定為N＝(0.7－1.3)×(N3＋N2)時(shí)，在所有槽內(nèi)的匝數(shù)基本上是均勻的。這表明各槽的截面得以充分利用。
在第13實(shí)施例中，屬于同一相的二線圈所放入的槽是所有槽的一半，即24槽，它們是#2、#3、#6、#7、#10、#11、#14、#15、#18、#19、#22、#23、#26、#27、#30、#31、#34、#35、#38、#39、#42和#43。僅一個(gè)線圈放入在各余下的24槽#1、#4、#5、#8、#9、#10、#12、#13、#16、#17、#20、#21、#24、#25、#28、#29、#32、#33、#36、#37、#40、#41、#44、#5和#48。于是，由于對(duì)這些槽是不需加絕緣物的，電樞繞組的裝配步驟得以大為減少。
在第13實(shí)施例中，三相第一極繞組U1、V1和W1與極性類似于第1極繞組的三相第三極繞組U3、V3和W3時(shí)放入槽內(nèi)。隨后，三相第二極繞組U2、V2和W2與三相第四極繞組U4、V4和W4同時(shí)放入槽內(nèi)。
在上述實(shí)施例中，本發(fā)明電樞繞組已應(yīng)用于4極48槽、4極60槽、4極70槽、6極72槽、4極36槽、6極54槽的布置。本發(fā)明不局限于這些布置。本發(fā)明可用于其它極數(shù)和其它槽數(shù)的布置。
在上述實(shí)施例中，繞線機(jī)的匝數(shù)是預(yù)先設(shè)置選定值以致不同匝數(shù)的線圈可自動(dòng)生產(chǎn)。另外，預(yù)先放入一相的線圈與隨后放入其它相的線圈互相交錯(cuò)端部厚度約為單層同心繞組的一半。于是由于線圈端部可以較小的力來(lái)整形對(duì)線圈的損害可減少且其后相的線圈更易于放入。
圖43-48說(shuō)明本發(fā)明第14實(shí)施例。在這些圖中標(biāo)號(hào)1-48表示槽號(hào)。參考符號(hào)U2和U3表示U相極繞組，V1和V2表示V相極繞組以及W1和W2表示W(wǎng)相的極繞組。
在本實(shí)施例中，本發(fā)明用于3相4極48槽電樞繞組。2并聯(lián)電支路通過(guò)極繞組形成在外端子U和X間。得到每極每相槽數(shù)q為48/(3×4)＝4。每相的每極繞組由6(＝2×(q－1)同心分布連續(xù)線圈組成。由此，該電樞繞組形成為雙層同心繞組且包括有U相極繞組U1和U2、V相極繞組V1和V2以及W相極繞組W1和W2的6個(gè)同心線圈。
組成各極繞組的線圈的線圈節(jié)距設(shè)定為12。如，U相第1極繞組U1是由以線圈節(jié)距12放入在槽#46、和#10的線圈，節(jié)距12放入在槽#47和#11的線圈、節(jié)距12放入在槽#48、和#12的線圈，節(jié)距12放入在槽#1和#13的線圈、節(jié)距12放入在槽#2、和#4和節(jié)距7放入在槽#3和#12的線圈所組成的，這些線圈相互有序地安排。在U相各另外的繞組和其它相的各繞組中，6線圈以相應(yīng)的節(jié)距17、15、13、11、9和7以上述相同的方式相互有序地安排。
圖44示出放入在相應(yīng)槽內(nèi)的線圈匝數(shù)。注意在圖44僅示出放入在相應(yīng)槽內(nèi)的線圈布置而沒(méi)表示出該線圈在槽內(nèi)是作為上層或下層線圈。在本實(shí)施例中放入在槽內(nèi)的線圈匝數(shù)不同于現(xiàn)有技術(shù)。如，在U相，第1極繞組U1分布于槽#46-#3和#10-#15，且其匝數(shù)依次變化從各槽#46、和#10的12到各槽#47和#11的18、各槽#10和#12的31、各槽#1和#13的31、各槽#2和#14的18、和各槽#3和#15的12，從而繞組U1形成為同心繞組。
另外，第2極繞組U2分布于槽#22-#27和槽#34-#39，且其線圈匝數(shù)依次變化從各槽#22和#34的12到各槽#23和#35的18、各槽#24和#36的31、各槽#25和#37的31、各槽#26和#38的18和各槽#27和#39的12，從而該繞組U2形成為同心繞組。因此，在組成U相的繞組中，如在槽#46-#3內(nèi)，線圈匝數(shù)依次變化，從12到18、31、31、18和12。其匝數(shù)的變化程度不同于現(xiàn)有技術(shù)的正弦繞組。但由于實(shí)施例中匝數(shù)階式變化，其磁動(dòng)勢(shì)分布可形成如同現(xiàn)有技術(shù)那樣接近正弦。
在上述布置中，第1極(N1)和第3極(N2)分別形成在第1極繞組U1和第2極繞組U2的內(nèi)側(cè)。第2極(S1)和第4極(S2)分別形成在槽#16和#21間的區(qū)域和槽#40和#45間的區(qū)域內(nèi)，在每個(gè)區(qū)域中該繞組U1和U2彼此接近。于是繞組U1和U2的每一個(gè)都形成兩個(gè)極。
第14實(shí)施例的線圈布置方式與第1實(shí)施例相同。因此，在第14實(shí)施例的正弦繞組中也達(dá)到了如圖3A所示的磁動(dòng)勢(shì)分布和如圖4所示的繞組系數(shù)。從圖3A、3B和4可看出，通過(guò)利用第14實(shí)施例的正弦繞組，磁動(dòng)勢(shì)分布可接近于正弦波且高頻繞組系數(shù)可大為減小。
由于上述布置形成為雙層同心式，如，在槽#1-#8放入的上和下層線圈的總匝數(shù)是31、30、30、31、31、30、30和31。因此放在各槽的上和下層線圈的總匝數(shù)是近似均勻的，這就顯示各槽的截面得以有效利用。
圖45示出在圖43所示繞組布置中的上和下層線圈布置和線圈的匝數(shù)。圖46說(shuō)明圖45所示線圈的布置。在圖46中各弧線表示線圈端部，而黑圓點(diǎn)表示線圈邊。各小黑圓點(diǎn)示出僅有1線圈放入在槽內(nèi)的情況，而各大黑圓點(diǎn)示出二線圈放入在該槽的情況。另外，各大黑圓點(diǎn)示出其線圈的匝數(shù)大于各小黑圓點(diǎn)。
在線圈放入時(shí)，U相的二極繞組U1和U2第一次放入槽內(nèi)，V相的二極繞組V1和V2再放入槽內(nèi)，最后把W相的二極繞組W1和W2放入槽內(nèi)。由此每相的二極繞組可同時(shí)放入槽內(nèi)以便形成雙層同心繞組。因此線圈的放入可以簡(jiǎn)化且線圈可以機(jī)械地放入于槽內(nèi)。
圖47示出本實(shí)施例中在各槽內(nèi)一線圈或二線圈的匝數(shù)。在常用正弦繞組形成為雙層同心繞組中，線圈數(shù)與每極每相槽數(shù)相等，即4個(gè)線圈用于每相的每極。從而在所有槽內(nèi)的上和下層線圈彼此屬于不同相。在這樣的情況下，需在槽內(nèi)放入絕緣物以把各線圈彼此隔離。在上述實(shí)施例中，每相線圈數(shù)是6。不同相的線圈所放入的槽是所有槽的一半，即24槽，它們是槽#2、#3、#6、#7、#10、#11、#14、#15、#18、#19、#22、#23、#26、#27、#30、#31、#34、#35、#38、#39、#42、#43、#46和#47。
盡管對(duì)這些槽需絕緣物，但對(duì)其余的24槽#1、#4、#5、#8、#9、#12、#13、#16、#17、#20、#21、#24、#25、#28、#29、#32、#33、#36、#37、#40、#41、#44、#45和#48都不需絕緣物。從而電樞繞組的裝配步驟可大為減少。另外在本實(shí)施例中，每極每相的繞組數(shù)是2(＝P/2，其中P是極數(shù))，其數(shù)量比常用布置中的數(shù)量(p)小。因此，繞組數(shù)量可以減少。
另外，一相預(yù)先放入的線圈和隨后放入的另一相的線圈相互交錯(cuò)的線圈端部的厚度約為單層同心繞組的一半。于是由于線圈端部可以較小的力來(lái)成形，可能對(duì)線圈產(chǎn)生的損害減小，且隨后使相線圈可易于放入。
在各槽2線圈匝數(shù)間的差較小，即線圈間截面的差較小。因此，在第2層線圈放入時(shí)，可防止對(duì)效率的影響且防止絕緣物在槽內(nèi)移動(dòng)。
在如圖43所示的繞組布置中，各包括2串聯(lián)繞組的2并聯(lián)極繞組接在端子U和X間，因此在該端子間提供了2并聯(lián)電支路。在圖43中，并聯(lián)電支路是由各對(duì)繞組U1和U2、繞組V1和V2以及繞組W1和W2組成的。參見(jiàn)圖48所示第14實(shí)施例的變更形式，一電路可由串聯(lián)的繞組對(duì)U1和U2，繞組V1和V2以及繞組W1和W2所組成。
在本實(shí)施例中各線圈匝數(shù)的情況下相應(yīng)于基波的繞組系數(shù)是0.933，而在圖70A、70B和71所示的正弦繞組是0.908。由此繞組系數(shù)提高了約2.8％，其導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)特性的改善。
圖44說(shuō)明在各槽內(nèi)線圈的匝數(shù)。如，U相繞組所放入的相關(guān)槽，在槽#46-#3內(nèi)線圈匝數(shù)順序地變化從T1(＝12)到T2(＝18)、T3(＝31)、T3、T2和T1，其中T1≤T2＜T3即線圈邊的變化從最外的同心線圈T1到T2、T3等依次往里。
另外，第14實(shí)施例的電樞繞組形成為雙層同心式。從圖43槽#46-#3可看出，放入在相應(yīng)槽的線圈總匝數(shù)是T1＋T2、T2＋T1、T3、T3、T2＋T1，和T1＋T2。當(dāng)T3設(shè)定為T3＝(0.7－1.3)×(T1＋T2)時(shí)，在所有槽內(nèi)線圈的匝數(shù)基本上是均勻的。這表明各槽的截面得以充分利用。
圖49-54說(shuō)明本發(fā)明的第15實(shí)施例。在本實(shí)施例中，本發(fā)明用于3相4極48槽的電樞繞組。通過(guò)極繞組2并聯(lián)電支路形成在外端子U和X間。得到每極每相槽數(shù)q為48/(3×4)＝4。各相的各極繞線由6(＝2×(q－1)同心分布連續(xù)線圈組成。由此該電樞繞組形成為雙層同心式繞組且由包括U相極繞組U1和U2、V相極繞組V1和V2以及W相極繞組W1和W2的6個(gè)6邊形的同心線圈所組成。組成各極繞組的線圈的線圈節(jié)距設(shè)定為12。如，U相第1極繞組U1是由以線圈節(jié)距12放入在槽#46和#10內(nèi)的線圈、節(jié)距12入槽#47和#11的線圈、節(jié)距12入槽#48和#12的線圈，節(jié)距12入#1和#13的線圈，節(jié)距12入槽#2和#14的線圈，節(jié)距7入槽#3和#12的線圈所組成，這些線圈相互有序地安排。在U相的各其它繞組和其它相的各繞組中，6線圈以相互的線圈節(jié)距17、15、13、11、9和7以上述相同的方式相互有序地安排。
圖50示出放入在相應(yīng)槽內(nèi)線圈的匝數(shù)。注意圖50示出的僅是放入在相應(yīng)槽內(nèi)的線圈布置而沒(méi)有示出其在槽內(nèi)是作為上層或下層線圈。在實(shí)施例中放入槽內(nèi)的線圈匝數(shù)不同于現(xiàn)有技術(shù)。如，在U相，第1極線組U1分布在槽#46-#3和槽#10-#15內(nèi)，且線圈匝數(shù)順序變化從各槽#46和#10的12到各槽#47和#11的18，各槽#28和#12的31，各槽#1和#13的31，各槽#2和#14的18和各槽#3和#15的12，從而極繞組U1形成為同心繞組。
另外，第2極繞組U2分布在槽#22-#27和槽#34-#39，且線圈匝數(shù)順序變化從各槽#22和#34的12到各槽#23和#35的18，各槽#24和#36的31，各槽#25和#37的31，各槽#26和#38的18的各槽#27和#39的12，從而極繞組U2形成為同心繞組。因此，在組成U相的繞組中，如在槽#46-#3內(nèi)線圈匝數(shù)順序變化從12到18、31、31、18和12。線圈匝數(shù)的變化程度不同于現(xiàn)有技術(shù)的正弦繞組。但由于在實(shí)施例中匝數(shù)階式變化，磁動(dòng)勢(shì)可形成為如現(xiàn)有技術(shù)的近似正弦。
在第15實(shí)施例中的線圈布置有與第1和第12實(shí)施例相同的方式。因此在15實(shí)施例的正弦繞組也達(dá)到了如圖3A所示的磁動(dòng)勢(shì)分布和如圖4所示的繞組系數(shù)。從圖3A、3B和4可看出，通過(guò)利用第15實(shí)施例的正弦繞組，磁動(dòng)勢(shì)分布可接近于正弦波且高頻繞組系數(shù)可大為減小。
由于上述布置形成為雙層同心式，如，在槽#1-#8放入的上和下層線圈的總匝數(shù)是31、30、30、31、31、30、30和31。因此放在各槽的上和下層線圈的總匝數(shù)是近似均勻的，這就表明各槽的截面得以有效利用。
圖51說(shuō)明示于圖49繞組布置中的上和下層線圈的布置和線圈的匝數(shù)。圖52說(shuō)明示于圖51的線圈在未提起情況下的布置。如圖52所示，U相第1極繞組首先放入槽內(nèi)，然后再把V相第2極繞組V2放入槽內(nèi)。再把W相第1極繞組W1放入槽內(nèi)。再把U相第2極繞組U2放入槽內(nèi)。再把V相第1極繞組V1放入槽內(nèi)。最后把W相第2極繞組W2放入槽內(nèi)。因此，組成繞組的線圈在線圈不提起的情況下順序地放入槽內(nèi)。
圖53說(shuō)明在線圈放入時(shí)一繞組被提起情況下的線圈布置。U相第1極繞組U1的一部分首先放入到槽#10-#15內(nèi)。V相第2極繞組V2的一部分再放入到槽#18-#23內(nèi)。再把W相第1極繞組W1的一部分放入槽#26-#31內(nèi)。U相第2極繞組U2的一部分再放入槽#34-#39內(nèi)。V相第1極繞組V1再放入槽#42-#47內(nèi)。再把W相第2極繞組W2的一部分放入槽#2-#7內(nèi)。繞組的已被往上提起來(lái)的另一部分以下列順序放入槽內(nèi)。U相第1極繞組U1的另一部分放入槽#46-#3內(nèi)。再把V相第2極繞組V2的另一部分放入槽#6-#11內(nèi)。再把W相第1極繞組W1的另一部分放入槽#14-#19內(nèi)。再把U相第2極繞組U2的另一部分放入槽#22-#27內(nèi)。再把V相第1極繞組V1的另一部分放入槽#30-#35內(nèi)。最后把W相第2極繞組W2的另一部分放入槽#38-#43內(nèi)。因此，通過(guò)線圈中的一些被提起，線圈可順序地放入槽內(nèi)，且可以在圖52所示的槽內(nèi)得到同樣的繞組布置。
圖50示出放入在槽內(nèi)的線圈匝數(shù)。4線圈(數(shù)q)用于雙層同心式常用正弦繞組的每極每相。由于上和下層線圈處于彼此屬不同相的各槽內(nèi)，絕緣物需要放入在該各槽內(nèi)。但在圖50的實(shí)施例中，上和下層線圈在屬于不同相的槽數(shù)量為所有槽數(shù)一半的24槽內(nèi)，它們是槽#2、#3、#6、#7、#10、#11、#14、#15、#18、#19、#22、#23、#26、#27、#30、#31、#34、#35、#38、#39、#42、#43、#46和#47。盡管對(duì)這些槽需要絕緣物，但其余的24槽#1、#4、#5、#8、#9、#12、#13、#16、#17、#20、#21、#24、#25、#28、#29、#32、#33、#36、#37、#40、#41、#44、#45和#48都是不需要絕緣物的。因此電樞繞組的裝配步驟得以大為減少。另外在本實(shí)施例中，每相繞組數(shù)是2(＝P/2，P是極數(shù))，該數(shù)比常用布置的情況(＝P)少2。因此繞組數(shù)可以減少。
另外，預(yù)先放入一相的線圈和隨后放入其它相的線圈相互交錯(cuò)的線圈端部厚度約為單層同心式繞組的一半。因此由于線圈端部用較小的力成形，可以減少對(duì)線圈的損害且可使隨后相的線圈易于放入。另外，各槽2線圈匝數(shù)間的差較小，即線圈截面的差較小。因此可以防止第2層線圈放入對(duì)效率的影響且可防止絕緣物在槽內(nèi)移位。
在如圖49所示的繞組布置中，各包括2串聯(lián)繞組的2并聯(lián)極繞組在端子U和X間且在該端子間提供2并聯(lián)電支路。在圖49中，并聯(lián)電支路是由各對(duì)繞組U1和U2，繞組V1和V2以及繞組W1和W2所組成的。參見(jiàn)圖54所示的第15實(shí)施例的變更形式，各繞組對(duì)U1和U2，V1和V2以及W1和W2可以串聯(lián)以便提供一電支路。在本實(shí)施例的各線圈匝數(shù)下對(duì)基波的繞組系數(shù)是0.933，而在示于圖70A、70B和71的正弦繞組其是0.908。由此該繞組系數(shù)提高了約2.8％，其導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)特性的改進(jìn)。
圖50說(shuō)明在各槽內(nèi)的線圈匝數(shù)。如，U相繞組放入相應(yīng)的槽，匝數(shù)在槽#46到#3內(nèi)順序地變化從T1(＝12)到T2(＝18)，T3(＝31)，T3，T2和T1，其中T1≤T2＜T3。即匝數(shù)變化從最外同心線圈T1到T2、T3、T3、T2和T1順序地往里。
另外第15實(shí)施例的電樞繞組形成為疊繞組。從圖50槽#46-#3可以看出，放入相應(yīng)槽線圈的總匝數(shù)是T1＋T2，T2＋T1，T3，T3，T2＋T1和T1＋T2。當(dāng)T3設(shè)定為T3＝(0.7－1.3)×(T1＋T2)時(shí)，在所有槽的匝數(shù)基本上是均勻的。這表明各槽的截面得以有效利用。
圖55說(shuō)明本發(fā)明第16實(shí)施例。在本實(shí)施例中，本發(fā)明用于4極60槽的電樞繞組。得到每極每相槽數(shù)q為(60/3×4)＝5。每相的每極繞組是由8(＝2×(q－1))同心分布連續(xù)線圈組成，其布置成雙層繞組。這8個(gè)線圈連續(xù)在一起形成相應(yīng)于2極的1極繞組。因此，整個(gè)電樞繞組包括有6個(gè)線圈U相的U1和U2，V相的V1和V2以W相的W1和W2的6個(gè)同心式線圈。
第16實(shí)施例示出正弦繞組可形成為雙層同心繞組，即使槽數(shù)變化從48-60。圖55說(shuō)明在各槽內(nèi)線圈的匝數(shù)。如，U相繞組放入在相應(yīng)槽，匝數(shù)在槽#57-#4內(nèi)變化從最外的T1到T2，T3，T4，T4，T3，T2和T1順序地往里，其中T1≤T2≤T3＜T4。即匝數(shù)變化從最外同心線圈T1到T2，T3和T4依次往里。
另外，第16實(shí)施例電樞繞組形成為雙層同心式。從圖55槽#55-#4可看出，放入在相應(yīng)槽的線圈總匝數(shù)是T1＋T3，T2＋T2，T3＋T1，T4，T4，T3＋T1，T2＋T2，和T1＋T3。當(dāng)T1設(shè)定為T1＝(0.7－1.3)×(T3＋T1)＝(1.4-2.6)T2時(shí)，在所有槽的匝數(shù)基本上是均勻的。這表明各槽截面得以有效利用。
圖56說(shuō)明第16實(shí)施例的變更形式，其中本發(fā)明用于4極72槽電樞繞組。得到每極每相槽數(shù)q為(72/3×4)＝6。每相的每極繞組是由10(＝2×(q－1))同心分布連續(xù)線圈組成的，其布置成雙層繞組。這10個(gè)線圈接在一起成為相應(yīng)于2極的1極繞組。因此，整個(gè)電樞繞組包括有6個(gè)線圈U相的U1和U2、V相的V1和V2以及W相的W1和W2的6個(gè)同心線圈。于是即使在槽數(shù)變化到72時(shí)，正弦繞組可形成為雙層同心繞組。
在各槽線圈的匝數(shù)將予以說(shuō)明。如，U相繞組放入在相應(yīng)槽，匝數(shù)在槽#68-#5內(nèi)變化從最外的T1到T2，T3，T4，T5，T5，T4，T3，T2，和T1依次往里，其中T1≤T2≤T3≤T4＜T5。即匝數(shù)變化從最外同心線圈T1到T2，T3，T4和T4次往里。
另外，該電樞繞組形成為雙層同心式。從圖56槽#57-#4可看出，放入在相應(yīng)槽線圈的總匝數(shù)是T1＋T4，T2＋T3，T3＋T2，T4＋1，T5，T5，T4＋T1，T3＋T2，T2＋T3和T1＋T4。當(dāng)T5設(shè)定為T5＝(0.7－1.3)×(T4＋T1)＝(0.7－1.3)×(T3＋T2)時(shí)，在所有槽的匝數(shù)基本上是均勻的。這表明各槽截面得以有效利用。
圖57說(shuō)明本發(fā)明第17實(shí)施例。在本實(shí)施例中，本發(fā)明用于3相6極60槽電樞繞組。得到每極每相槽數(shù)q為(72/3×6)＝4。每相的各極繞組是由6(＝2×(q－1))同心分布連續(xù)線圈組成的，其布置成雙層繞組。這6個(gè)線圈接在一起成為相應(yīng)于2極的1極繞組。因此，整個(gè)電樞繞組包括有U相的極繞組U1，U2和U3，相的極繞組V1，V2和V3以及W相的極繞組W1、W2和W3的9個(gè)同心式繞組。因此即使當(dāng)極數(shù)從4變到6時(shí)，正弦繞組可形成為雙層同心式繞組。另外，由于各相包括3極繞組U1-U3，V1-V3和W1-W3，所以并聯(lián)電支路數(shù)可以是1或3。
在各槽內(nèi)的線圈匝數(shù)將予以說(shuō)明。如，U相繞組放入相應(yīng)槽，匝數(shù)在槽#70-#3內(nèi)變化從最外的T1到T2，T3，T3，T2和T1順序地往里，其中T1≤T2＜T3。另外，電樞繞組形成為雙層同心式。從圖57槽#70-#3可看出，放入相應(yīng)槽線圈的總匝數(shù)是T1＋T2，T2＋T1，T3，T3，T2＋T1和T1＋T2。當(dāng)T1設(shè)定為T1＝(0.7－1.3)×(T2＋T3)時(shí)，在所有槽的匝數(shù)基本上是均勻的。這表明各槽的截面得以有效利用。
圖58說(shuō)明第18實(shí)施例，其中本發(fā)明用于3相4極36槽電樞繞組。在第18實(shí)施例中，得到類似于第17實(shí)施例的繞組布置。
盡管第16和第17實(shí)施例涉及到雙層同心式繞組，這些實(shí)施例的繞組布置可用于如第15實(shí)施例所述的疊繞組。
本發(fā)明已用于3相4極48槽、4極60槽、4極72槽、6極72槽和4極36槽在上述實(shí)施例布置的電樞繞組。本發(fā)明不受這些布置的限制可應(yīng)用在有其它極數(shù)和槽數(shù)的布置中。另外，在上述實(shí)施例中，在繞線機(jī)中的匝數(shù)預(yù)先設(shè)定在選定值以使有不同匝數(shù)的線圈可自動(dòng)生成。而且，借助下線機(jī)可把線圈放入槽內(nèi)。
圖59說(shuō)明本發(fā)明第19實(shí)施例。本發(fā)明用于3相4極48槽雙層同心式電樞繞組，且2并聯(lián)電支路通過(guò)極繞組在外端子U和X間形成，如參見(jiàn)圖1第1實(shí)施例所述。因此，示于圖59的繞組布置除引線位置外與圖1所示相同。
接到圖1U相電樞繞組端子U的線圈分別有在槽#1和#25內(nèi)它們的開(kāi)始線圈，而在圖59有在槽#3和#27內(nèi)它們的開(kāi)始線圈。一方面，分別放入在圖1槽#1和#25內(nèi)的線圈匝數(shù)是31，且僅構(gòu)成U相的這些線圈配置在相應(yīng)槽內(nèi)。有關(guān)電樞繞組端子V、W、X、Y和Z，開(kāi)始線圈分別位于槽#33和#9，#17和#41，#13和#37，#45和#21以及#29和#5，且在這些槽線圈的匝數(shù)是31。另一方面，如上所述，接到端子U的開(kāi)始線圈分別位于槽#3和#27。這些線圈的匝數(shù)是12，且另外相的線圈配置在各這些槽#3和#27內(nèi)。有關(guān)端子V、W、X、Y和Z，開(kāi)始線圈分別位于槽#35和#11，#19和#43，#15和#39，#47和#23，以及#31和#17內(nèi)，且在這些槽線圈的匝數(shù)是12。
通常，當(dāng)電機(jī)由市用電源供電時(shí)，沒(méi)有沖擊電壓的問(wèn)題。但，當(dāng)電機(jī)由變換器控制的電源供電時(shí)，接在電機(jī)和變換器間的電源電纜的電容有時(shí)產(chǎn)生高于電源電壓的沖擊電壓。沖擊電壓加到電機(jī)繞組上，以致有在最不利情況下發(fā)生繞組絕緣擊穿的可能性。在這樣的情況下，最高的電壓加到靠近電源端子的線圈上，且有發(fā)生屬于同一相的線圈絕緣擊穿的可能性。
在單層同心式繞組中，其中同相線圈配置在各槽內(nèi)，配置在各槽線圈首末端間產(chǎn)生相當(dāng)大的電壓差。另外，在雙層同心式繞組的各槽內(nèi)配置絕緣物以把槽內(nèi)分隔為2區(qū)域，其中屬于不同相的2線圈分別配置。因此，屬于不同相的線圈受保護(hù)以免絕緣擊穿，但在各槽配置的線圈首末端間產(chǎn)生小于單層同心式繞組的相當(dāng)大的電壓差。另外，在圖1的繞組布置中，僅同相的線圈配置在槽內(nèi)，引進(jìn)繞組線圈如單層同心式繞組。因此，在繞組線圈首末端間產(chǎn)生相當(dāng)大的電壓差。
但在示于圖59的布置中，接到各繞組端子的開(kāi)始線圈是具有最小匝數(shù)的線圈且順序地接到有較大匝數(shù)的線圈。從而位于最靠近被施加大沖擊電壓端子的不同相線圈的匝數(shù)是最小的。因此，在同一槽屬于同一相的線圈首末端間的電壓差可變成較小，于是該線圈受到保護(hù)以免由于沖擊電壓而絕緣擊穿。由于絕緣物放入在屬于不同相的線圈間，不存在絕緣擊穿的問(wèn)題。另外，配置在隨后槽線圈的匝數(shù)可以形成比在單層同心式繞組的更小，以致屬于同一相線圈首末端間的電壓差可變得較小。另外，當(dāng)電樞繞組是Δ連接或Y連接時(shí)，由于最靠近各端子的槽線圈的匝數(shù)，在屬于同一相的線圈間因沖擊電壓的絕緣擊穿得以減少。此外，當(dāng)電樞繞組僅為Y連接時(shí)，位于最靠近接到電源的端子U、V和W的槽內(nèi)開(kāi)始線圈的匝數(shù)是最小的。
在上述第19實(shí)施例中，本發(fā)明用于3相4極48槽的雙層同心式且通過(guò)極繞組在外端子U和X間形成2并聯(lián)電支路的電樞繞組。本發(fā)明不受這個(gè)布置的限制而是可用于4極60槽、4極72槽、6極72槽和6極90槽的電樞繞組，其中形成1、2、3、4和6并聯(lián)電支路。
圖60說(shuō)明本發(fā)明第20實(shí)施例。第20實(shí)施例提供除了引線位置外類似于參見(jiàn)圖8第1實(shí)施例變更形式所述的用于雙層同心式繞組。
接到圖8U相電樞繞組端子U的線圈分別有在槽#1和#46它們的開(kāi)始線圈，而在圖60分別有在槽#3和#46它們的開(kāi)始線圈。一方面，分別放入在圖8槽#1和#25內(nèi)的線圈匝數(shù)是31，且僅構(gòu)成U相的這些線圈配置在相應(yīng)槽內(nèi)。有關(guān)電樞繞組端子V、W、X、Y和Z，開(kāi)始線圈分別位于槽#33和#30，#17和#14，#13和#34，#45和#18以及#29和#12，且在這些槽線圈的匝數(shù)是31。另一方面，在圖60中，如上述，接到端子U的開(kāi)始線圈分別位于槽#3和#27。這些線圈的匝數(shù)是12，且另外相的線圈配置在各這些槽#3和#27內(nèi)。有關(guān)端子V、W、X、Y和Z，開(kāi)始線圈分別位于槽#35和#30，#19和#14，#15和#34，#47和#18，和#31和#2，且在這些槽線圈的匝數(shù)是12。
但在示于圖60的布置中，接到各繞組端子的開(kāi)始線圈是有最小匝數(shù)的線圈，且順序地接到有較大匝數(shù)的線圈。從而位于最靠近被施加大沖擊電壓端子的不同相線圈的匝數(shù)是最小的。因此，在同一槽屬于同一相的線圈首末端間的電壓差可變成較小，于是該線圈受到保護(hù)以免由于沖擊電壓而絕緣擊穿。由于絕緣物放入在屬于不同相的線圈間，不存在絕緣擊穿的問(wèn)題。另外，配置在隨后槽線圈的匝數(shù)可以形成比在單層同心式繞組的更小，以致屬于同一相線圈首末端的電壓差可變得較小。另外，當(dāng)電樞繞組是Δ連接或Y連接時(shí)，由于最靠近各端子的槽線圈的匝數(shù)，在屬于同一相的線圈間因沖擊電壓的絕緣穿得以減少。此外，當(dāng)電樞繞組僅為Y連接時(shí)，位于最靠近接到電源的端子U、V和W的槽內(nèi)開(kāi)始線圈的匝數(shù)是最小的。
在上述第20實(shí)施例中，本發(fā)明用于3相4極48槽的雙層同心式且通過(guò)極繞組在外端子U和X間形成4并聯(lián)電支路的電樞繞組。本發(fā)明不受這個(gè)布置的限制而是可用于4極60槽，4極72槽，6極72槽和6極90槽的電樞繞組，其中形成4和6并聯(lián)電支路。
圖61說(shuō)明本發(fā)明第21實(shí)施例。在第21實(shí)施例中，本發(fā)明用于3相雙層同心式電樞繞組，且并聯(lián)支路數(shù)是4，除了引線位置外類似于參見(jiàn)圖12第4實(shí)施例所述的電樞繞組。
接到圖12U相電樞繞組端子U的線圈分別有在槽#1、#22、#25和#46它們的開(kāi)始線圈，而在圖61分別有在槽#3、#22、#27和#46它們的開(kāi)始線圈。一方面，分別放入在圖12槽#1、#22、#25和#46內(nèi)的線圈匝數(shù)是31，且僅構(gòu)成U相的這些線圈配置在相應(yīng)槽內(nèi)。有關(guān)電樞繞組端子V和W，開(kāi)始線圈分別位于槽#33、#6、#9和#30以及槽#17、#38、#41和#14，且在這些槽線圈的匝數(shù)是31。另一方面，在圖61中，如上述，接到端子U的開(kāi)始線圈分別位于槽#3、#22、#27和#46。這些線圈的匝數(shù)是12，且另外相的線圈配置在各這些槽#3、#22、#27和#46內(nèi)。有關(guān)端子V和W，開(kāi)始線圈分別位于#35、#6、#11和#30和槽#19，#38、#43和#14，且在這些槽線圈的匝數(shù)是12。
當(dāng)示于圖61的電樞繞組接成Y連接，該電樞繞組端子U、V和W接到電源。接到相應(yīng)端子U、V和W的開(kāi)始線圈是有最小匝數(shù)的線圈，該線圈接到有較大匝數(shù)的其它線圈。于是在同一槽屬同一相的線圈首末端間的電壓差可以變得較小，因此線圈可受到保護(hù)以免因沖擊電壓絕緣擊穿。由于絕緣物放入在屬于不同相的線圈間，也就沒(méi)有絕緣擊穿的問(wèn)題。另外，配置在隨后槽線圈的匝數(shù)可比在單層同心式繞組的更小，以致于屬于同一相的線圈的首末端間的電壓差可變得較小。
上面的描述和附圖僅是對(duì)本發(fā)明原理的說(shuō)明而不是限制意義上的解釋。對(duì)所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)各種變化和改換將是顯而易見(jiàn)的。所有這樣的變化和改換都應(yīng)看作是在發(fā)明思想和由所附權(quán)利要求給定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于電機(jī)的電樞繞組，其中每極每相槽數(shù)設(shè)定為q，該繞組包括其相應(yīng)于一極且其包含有彼此線圈節(jié)距不同的多個(gè)線圈的繞組，該線圈包含至少一個(gè)有不同于其它線圈匝數(shù)的線圈，該線圈放入在該槽內(nèi)，其中q設(shè)定為≥3，其中在一繞組中的線圈數(shù)設(shè)定為(q-n)，在此n＝1，2，···和q-2，且其中該繞組分布在槽內(nèi)以形成雙層同心式繞組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電樞繞組，其特征在于，放入在每極每相槽內(nèi)的線圈有彼此設(shè)定值不同的匝數(shù)，以致由繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)成為近似正弦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電樞繞組，其特征在于，用于三相電樞繞組，其中該線圈包括在通過(guò)把整個(gè)槽區(qū)分成3等分區(qū)而得到的第一分配區(qū)內(nèi)分散布置的三相3個(gè)第一極繞組，和在通過(guò)把整個(gè)槽區(qū)分成3等分區(qū)而得到的第二分配區(qū)內(nèi)分散布置的3個(gè)第二極繞組，該第一和第二分配區(qū)彼此空間位移2π/P角度，其中P是極數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電樞繞組，其特征在于，N1＞N2≥N3≥N4···≥N(q-n)，式中N1，N2，N3，N4···N(q-n)是相應(yīng)線圈的匝數(shù)，N1表示最外線圈的匝數(shù)，且該線圈從該最外線圈依次往里布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電樞繞組，其特征在于，N1＞N2≥N3≥N4···≥N(q-n)，式中N1、N2、N3、N4···N(q-n)是相應(yīng)線圈的匝數(shù)，N1表示最里線圈的匝數(shù)，且該線圈從該最里線圈依次往外布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電樞繞組，其特征在于，該相應(yīng)線圈的匝數(shù)設(shè)定為N2，N1，N3，N4···N(q-n)，N1表示最外線圈，條件是該相應(yīng)線圈的匝數(shù)有N1＞N2≥N3≥N4···≥N(q-n)所示關(guān)系且該線圈從該最外線圈依次往里布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電樞繞組，其特征在于，多個(gè)槽在槽內(nèi)組成相應(yīng)于一極繞組的多個(gè)線圈在圓周方向連續(xù)地彼此鄰接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電樞繞組，其特征在于，在組成相應(yīng)于一極繞組的多個(gè)線圈所放入的多個(gè)槽中的兩個(gè)槽間至少插入一個(gè)槽，所說(shuō)至少一個(gè)槽用于其它極繞組。
9.一種制造用于電機(jī)的三相電樞繞組的方法，其中每極每相槽數(shù)q設(shè)定為≥3，該電樞繞組包括其相應(yīng)于一極的繞組，其包含有彼此線圈節(jié)距不同的多個(gè)線圈，且其中最小線圈節(jié)距設(shè)定為q或2q，該線圈包含有不同于其它線圈的匝數(shù)的至少一個(gè)線圈，該線圈放入槽內(nèi)，其中在一繞組的線圈數(shù)設(shè)定為(q-n)，在此n＝1，2，···和q-2，且其中該線圈分布在槽內(nèi)以使該三相電樞繞組形成為有雙層同心繞組分布的整數(shù)槽繞組，該方法包括的步驟為將第一組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第一極的三繞組和相應(yīng)于三相第四極的三繞組，和將第二組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第三極的三繞組和相應(yīng)于三相第二極的三繞組。
10.一種制造用于電機(jī)的三相電樞繞組的方法，其中每極每相槽數(shù)q設(shè)定為≥3，該電樞繞組包括其相應(yīng)于一極的繞組，其包含有彼此線圈節(jié)距不同的多個(gè)線圈，且其中最小線圈節(jié)距設(shè)定為q或2q，該線圈包含不同于其它線圈的匝數(shù)的至少一個(gè)線圈，該線圈放入槽內(nèi)，其中在一繞組的線圈數(shù)設(shè)定為(q-n)，在此n＝1，2，···和q-2，且其中該線圈分布在槽內(nèi)，以使該三相電樞繞組形成為有雙層同心繞組分布的整數(shù)槽繞組，該方法包括的步驟為將第一組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第一極的三繞組和相應(yīng)于三相第三極的三繞組，和將第二組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第四極的三繞組和相應(yīng)于三相第二極的三繞組，依次執(zhí)行該步驟。
11.一種制造用于電機(jī)的三相電樞繞組的方法，其中每極每相槽數(shù)q設(shè)定為≥3，該電樞繞組包括其相應(yīng)于一極的繞組，其包含有彼此線圈節(jié)距不同的多個(gè)線圈，且其中最小線圈節(jié)距設(shè)定為q或2q，該線圈包含有不同于其它線圈的匝數(shù)的至少一個(gè)線圈，該線圈放入槽內(nèi)，其中在一繞組的線圈數(shù)設(shè)定為(q-n)，在此n＝1，2，···和q-2，且其中該線圈分布在槽內(nèi)以使該三相電樞繞組形成為有雙層同心繞組分布的整數(shù)槽繞組，該方法包括的步驟為將第一組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第一相的三繞組和相應(yīng)于三相第三相的三繞組，將第二組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第二相的三繞組和相應(yīng)于三相第一相的三繞組，和將第三組繞組同時(shí)放入槽內(nèi)，其包含相應(yīng)于三相第三相的三繞組和相應(yīng)于三相第二相的三繞組，依次執(zhí)行該步驟。
12.一種用于電機(jī)的電樞繞組，其中每極每相槽數(shù)設(shè)定為q，該繞組包括其相應(yīng)于二極的且其包含有彼此線圈節(jié)距不同的多個(gè)線圈的繞組，該線圈包含至少一個(gè)有不同于其它線圈匝數(shù)的線圈，該線圈放入槽內(nèi)，其中q設(shè)定為≥3，其中在一繞組中的線圈數(shù)設(shè)定為(2×(q－n))，在此n＝1，2，···和q-2，其中每相繞組數(shù)設(shè)定為P/2，在此P是極數(shù)，且其中該線圈分布于該槽內(nèi)以形成雙層同心式繞組。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電樞繞組，其特征在于，放入在每極每相槽內(nèi)的線圈有彼此設(shè)定為不同值的匝數(shù)，以致該繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)成為近似于正弦。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的電樞繞組，其特征在于，T1≤T2≤T3≤T4≤···＜T(q-n)，在此T1，T2，T3，T4，···T(q-n)，T(q-n)，···T4，T3，T2，T1是相應(yīng)線圈的匝數(shù)，T1表示各最外和最內(nèi)線圈的匝數(shù)，且該線圈從該最外線圈依次往里布置。
15.一種用于電機(jī)的電樞繞組，其中每極每相槽數(shù)設(shè)定為q，該繞組包括其相應(yīng)于二極的且其包含有彼此線圈節(jié)距不同的多個(gè)線圈，該線圈包含至少一個(gè)有不同于其它線圈匝數(shù)的線圈，該線圈放入槽內(nèi)，其中q設(shè)定為≥3，其中在一繞組中的線圈數(shù)設(shè)定為(2×(q－n))，在此n＝1，2，···和q-2，其中每相繞組數(shù)設(shè)定為P/2，在此P是極數(shù)，且其中該線圈分布于槽內(nèi)以形成疊繞組。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的電樞繞組，其特征在于，放入在每極每相槽內(nèi)的線圈有彼此設(shè)定為不同值的匝數(shù)，以致該繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)成為近似于正弦。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的電樞繞組，其特征在于，T1≤T2≤T3≤T4≤···＜T(q-n)，在此T1，T2，T3，T4，···T(q-n)，T(q-n)···T4，T3，T2，T1是相應(yīng)線圈的匝數(shù)，T1表示各最外和最內(nèi)線圈的匝數(shù)，且該線圈從該最外線圈依次往內(nèi)布置。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的電樞繞組，其特征在于，還包括多個(gè)端子，且其中接到各端子的線圈包含位于繞組周圍方向最里有最小匝數(shù)的開(kāi)始線圈。
19.根據(jù)權(quán)利要求2的電樞繞組，其特征在于，還包括多個(gè)端子，且其中最靠近各端子的線圈包含形成有較小匝數(shù)線圈的引線。
20.根據(jù)權(quán)利要求2的電樞繞組，其特征在于，還包括多個(gè)端子，且其中最靠近接到電源的至少一端子的線圈包含形成有較小匝數(shù)線圈的引線。
全文摘要
在用于電機(jī)的雙層同心式電樞繞組中，每極每相槽數(shù)設(shè)定為q。電樞繞組包括其相應(yīng)于一極且其包含有彼此線圈節(jié)距不同的多個(gè)線圈的繞組。該線圈包含至少一個(gè)有不同于其它線圈匝數(shù)的線圈。槽數(shù)q設(shè)定為≥3。在一繞組的線圈數(shù)設(shè)定為(q-n)，在此n=1，2…和q-2。該線圈分布于槽內(nèi)以形成產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)正弦分布的雙層同心式繞組，在另一布置中，雙層同心式繞組或疊繞組內(nèi)的每相極繞組數(shù)是極數(shù)的一半。在極繞組之一的線圈數(shù)設(shè)定為(2×(q-n))。
文檔編號(hào)H02K15/00GK1153415SQ96113238
公開(kāi)日1997年7月2日 申請(qǐng)日期1996年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月18日
發(fā)明者望月資康, 川村勉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝