專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子線圈的結(jié)構(gòu)公知有分布纏繞、集中纏繞等方式。 其中公知一種由第I三相連接線圈和第2三相連接線圈組成的繞組結(jié)構(gòu)，該第I三相連接線圈相對于轉(zhuǎn)子的磁極節(jié)距三相連接了短節(jié)距重疊纏繞在定子鐵心的齒上的3個(gè)定子線圈；該第2三相連接線圈以相對第I三相連接線圈的各個(gè)定子線圈分別偏移(錯(cuò)開)電角60度的方式在齒上短節(jié)距重疊纏繞3個(gè)定子線圈，并且以與第I三相連接線圈相同的連接方式進(jìn)行連接(參照專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I日本特開平6-165422號(hào)公報(bào)鑒于近年來的能源問題，旋轉(zhuǎn)電機(jī)也追求高效率。但是，由于上述技術(shù)在原理上是集中纏繞，所以I相部分的定子線圈僅利用與轉(zhuǎn)子鏈交的磁通中的電角為120度的區(qū)域，從而相對于在電角360度區(qū)域中利用的分布纏繞難以取得更高的效率。另一方面，分布纏繞具有全節(jié)距纏繞和短節(jié)距纏繞，但其結(jié)構(gòu)基本上在電角180度中纏繞線圈，對剩余的180度進(jìn)行反向纏繞，由此在定子的齒上纏繞所有相的線圈。因此，線圈中流過的電流所引起的磁通與自身線圈鏈交的鏈交磁通量變多，線圈的電感(inductance)成為比較大的值。因此，在發(fā)電機(jī)中抑制了高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域的發(fā)電電流，在電機(jī)中使線圈電流的控制響應(yīng)性變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改善旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電特性。本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具有轉(zhuǎn)子，其在周方向上設(shè)有多個(gè)磁極；以及定子，其配置在上述轉(zhuǎn)子上，且該定子與上述轉(zhuǎn)子之間具有空隙，其特征在于上述定子，在上述轉(zhuǎn)子的磁極構(gòu)成的電角360度以內(nèi)具有兩個(gè)由齒、第一線圈匝以及第二線圈匝形成的同相的定子磁極，上述第二線圈匝與上述第一線圈匝串聯(lián)且互為反極性，上述第一線圈匝與上述第二線圈匝分別纏繞成周方向角幅度小于電角180度，上述第一線圈匝與上述第二線圈阻之間夾著用于形成其他相的定子磁極的一部分的齒。根據(jù)本發(fā)明能夠改善旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電特性。


圖I是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。圖2是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。
圖3是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。圖4是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。圖5是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。圖6是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。圖7是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。圖8是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。圖9是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。
圖10是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。圖11是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。圖12是表示圖11的變形例。圖13是表示圖11的變形例。圖14是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。圖15是表示圖14的U相繞組圖。圖16是表示圖15的向量圖。圖17是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。圖18是表示圖17的U相繞組圖。圖19是表示圖18的向量圖。圖20是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。圖21是表示圖20的U相繞組圖。圖22是表示圖21的向量圖。圖23是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。圖24是表示圖23的向量圖。圖25是表不構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的空冷式車輛用交流發(fā)電機(jī)100的剖視圖。圖26是表示由圖25所示的繞組構(gòu)成的三相整流電路。圖27是表示圖2的實(shí)施例的示意圖。圖28是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。圖29是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。圖30是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。圖31是表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。圖中1-轉(zhuǎn)子，2-定子，21-齒(r^ )，31、311、312、313;相線圈，32、321、322、323-V相線圈，33、331、332、333-W相線圈，31A-三相系統(tǒng)A線圈，31B-三相系統(tǒng)B線圈，91、92_定子磁極。
具體實(shí)施例方式以下所示的實(shí)施方式涉及具有電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及其雙方功能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)(電機(jī)發(fā)電機(jī))等的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，被廣泛使用于電力電機(jī)、產(chǎn)業(yè)、家電、汽車等中。發(fā)電機(jī)、電機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)、永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)、直流換向器電機(jī)等各種形式的電機(jī)、發(fā)電機(jī)。在將這些旋轉(zhuǎn)電機(jī)例如作為發(fā)電機(jī)使用時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子由繞組和鐵心構(gòu)成，通過纏繞在轉(zhuǎn)子上的繞組中流過直流電流、或者在轉(zhuǎn)子中具備永久磁鐵，來對轉(zhuǎn)子加磁使該轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而通過在定子上發(fā)生旋轉(zhuǎn)磁場來在定子上纏繞的線圈中取得磁動(dòng)勢，以進(jìn)行發(fā)電。旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子線圈作為在構(gòu)成定子磁極的齒上纏繞的方式具有分布纏繞和集中纏繞。分布纏繞具有全節(jié)距纏繞和短節(jié)距纏繞，但其結(jié)構(gòu)基本上電角180度纏繞線圈，對剩余的180度進(jìn)行反向纏繞，而構(gòu)成在定子的齒上纏繞所有相的線圈。在分布纏繞的情況下，因?yàn)榱鬟^線圈的電流所感應(yīng)的磁通全部鏈交自身的線圈、即一個(gè)線圈匝(turn)所感應(yīng)的磁通一定鏈交相鄰的同相線圈膽，所以線圈的電感比較大。因此，在發(fā)電機(jī)中發(fā)電電流變小，在電機(jī)中使線圈電流的控制響應(yīng)性變差。另一方面，集中纏繞是線圈按照各個(gè)相完全分離、并獨(dú)立地纏繞在齒上。各個(gè)線圈從轉(zhuǎn)子接受的磁通在電角360度區(qū)域中，大致為相數(shù)分之I。例如三相交流系統(tǒng)大致為1/3。因此，為了提高鏈交磁通，需要增加線圈的圈數(shù)，由此，導(dǎo)致線圈電感增加，這樣即使在集中纏繞時(shí)也與分布纏繞同樣，在發(fā)電機(jī)中發(fā)電電流變小，在電機(jī)中使線圈電流的控制響應(yīng)性變差。此外，在集中纏繞中存在基于定子線圈中流過的電流的電樞反作用而產(chǎn)生的電磁力高次諧波分量多、旋轉(zhuǎn)中的噪音比較大這樣的問題。為了抵消作為噪音的主要原因之一的6次時(shí)間高次諧波分量，可采用兩個(gè)三相系統(tǒng)，將該相位差φ設(shè)為大致30度，從而抵消6次時(shí)間高次諧波分量。因?yàn)樯鲜霈F(xiàn)有技術(shù)的相位差φ是60度，所以難以降低作為噪音的主要原因之一的6次時(shí)間高次諧波分量。另外，上述現(xiàn)有技術(shù)在原理上是集中纏繞，所以I相部分的定子線圈在發(fā)電機(jī)的場合僅能夠利用由轉(zhuǎn)子提供的鏈交磁通中的電角120度區(qū)域。相對于分布纏繞在電角360度區(qū)域中利用的情況，三相系統(tǒng)集中纏繞僅利用了一部分。根據(jù)以下的實(shí)施方式，可通過抑制配置在定子端部的線圈匝的脹大(肥大)來將銅損抑制得較低，從而能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
另外，根據(jù)以下實(shí)施方式，能夠?qū)⒏叽沃C波電磁力分量相比于集中纏繞抑制成比較小，所以能夠取得低噪音化的效果。另外根據(jù)以下實(shí)施方式，在取得相同感應(yīng)電壓的體系、即與轉(zhuǎn)子側(cè)的相互電感相同的體系中，與分布纏繞及集中纏繞相比能夠?qū)⒕€圈的自身電感抑制得較低。其原因是，與在整個(gè)區(qū)域進(jìn)行線圈纏繞的分布纏繞不同，在以下實(shí)施方式中I相部分的線圈僅僅利用電角360度中的一部分，所以僅線圈自身生成的鏈交磁通的一部分與線圈自身鏈交。另外，由于在集中纏繞中固定線圈與轉(zhuǎn)子磁極的對置面積是本發(fā)明的一半，所以為了提高感應(yīng)電壓而需要增加線圈匝數(shù)，線圈電感以線圈匝數(shù)的平方增大，因此線圈電感必然增大。在本實(shí)施方式中，因?yàn)槟軌驅(qū)⒕€圈的自身電感抑制得較低，所以在作為電機(jī)使用的情況下，可提高線圈電流的控制特性，另外，在作為發(fā)電機(jī)使用的情況下，也可以提高發(fā)電特性。另外根據(jù)以下實(shí)施方式，在從2000rpm以下的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域到15000rpm以上的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域的寬范圍內(nèi)使用的汽車用交流發(fā)電機(jī)中可取得非常良好的電特性。汽車用交流發(fā)電機(jī)根據(jù)在汽車行駛時(shí)使用的內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)能量來產(chǎn)生電力。由于所使用的旋轉(zhuǎn)區(qū)域非常寬，所以在高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域中基于定子線圈的電感的阻抗增大，從而存在抑制輸出電流的問題。其減少也會(huì)導(dǎo)致效率降低。在以下的實(shí)施方式中可抑制電感的增加，在高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域改善電流的輸出特性。在上述說明中，對電氣生成的改善進(jìn)行了說明，不過在以下實(shí)施方式中還能夠解決與上述不同的課題，取得與上述不同的效果。根據(jù)以下實(shí)施方式，在定子繞組的圈數(shù)少、且適用于汽車用交流發(fā)電機(jī)的情況下可提高生產(chǎn)性。即，由于汽車用交流發(fā)電機(jī)被安裝在車輛上，所以強(qiáng)烈要求小型化。在以下的實(shí)施方式中因?yàn)榭蓽p少定子的圈數(shù)，所以即使在按照小型化要求使定子小型化的情況下，也能夠使生產(chǎn)性優(yōu)越。另外，與現(xiàn)有方式相比可減少定子的圈數(shù)，從而容易謀求小型化的需求。在以下實(shí)施方式中因?yàn)椴辉黾佣ㄗ永@組的連接點(diǎn)數(shù)，所以能夠優(yōu)化生產(chǎn)性，取得更高的可靠性。尤其在容易傳遞車身振動(dòng)及內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)的環(huán)境下使用汽車用交流發(fā)電機(jī)。另外，還可以在從負(fù)溫度變化到高溫的溫度變化激烈的環(huán)境下使用該汽車用交流發(fā)電機(jī)。因此希望焊接等的連接點(diǎn)不多。此外，還因?yàn)榫€圈的匝數(shù)少、線圈的露出面積大，所以能夠容易避免因線圈被埋入其他線圈而產(chǎn)生的熱等，因此在耐熱性方面也是良好的。從這樣的觀點(diǎn)來看，以下的實(shí)施方式非常適合汽車用交流發(fā)電機(jī)。 以下，采用附圖來說明構(gòu)成本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施方式。圖I示出構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。圖中示出了將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一部分以直線狀展開。旋轉(zhuǎn)電機(jī)由轉(zhuǎn)子I及定子2構(gòu)成，在轉(zhuǎn)子I上裝備有多個(gè)轉(zhuǎn)子磁極11，在定子2上裝備有形成定子磁極的多個(gè)齒21，在多個(gè)齒21上纏繞有U相線圈31、V相線圈32、W相線圈33。這里，將V相線圈定義為相對于流過U相線圈的交流電流，相位延遲120度(提前240度)的交流電流所流過的線圈。另外，將W相線圈定義為相對于流過U相線圈的交流電流，相位延遲240度(提前120度)的交流電流所流過的線圈。在圖I中以箭頭方向來表示轉(zhuǎn)子I的旋轉(zhuǎn)方向。實(shí)線表示線圈被正向纏繞(從內(nèi)徑側(cè)看齒以順時(shí)針方向纏繞)，虛線表示以與上述相反的反向纏繞(從內(nèi)徑側(cè)看齒以逆時(shí)針方向纏繞)。在圖I中呈現(xiàn)將正向纏繞的線圈纏繞在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的位置上的情況，不過也可以纏繞在距轉(zhuǎn)子近的位置上。如圖所示，本實(shí)施例的定子線圈構(gòu)成為將兩個(gè)集中纏繞線圈雙重地配置在相互偏移電角180度的位置上，并使各自的U相線圈、V相線圈、W相線圈彼此間串聯(lián)連接。換言之，定子2隔著空隙配置在轉(zhuǎn)子I上，在電角幅度(寬度)360度的區(qū)域內(nèi)纏繞線圈配置由同相線圈匝形成的兩個(gè)定子磁極91、92，形成定子磁極91、92的各個(gè)線圈匝被設(shè)置為周方向角幅度小于電角180度、且構(gòu)成兩個(gè)定子磁極91、92的線圈阻相互不重疊,并且纏繞線圈阻使各個(gè)定子磁極91、92相互形成互逆極性。這里，形成兩個(gè)定子磁極91、92的線圈匝被設(shè)置為相互偏移電角180度。并且，配置為構(gòu)成U、V、W三相的定子磁極，且分別逐個(gè)偏移電角60度。另外，V相線圈進(jìn)行與U相線圈相反的纏繞。由此，成為+60度-180度=-120度，V相線圈與U相線圈相比相位延遲120度。另外，W相線圈進(jìn)行與U相線圈同向的纏繞，所以與U相線圈相比提前2X60度=120度相位。另外，在該實(shí)施例中，一個(gè)線圈匝構(gòu)成的電角幅度是120度，且在同相上以兩個(gè)線圈匝纏繞在240度區(qū)域、即整體的2/3數(shù)量的齒上。以下，將這樣的線圈纏繞方法稱為“分散纏繞”。因此，本實(shí)施例中的定子線圈與在電角360度以內(nèi)設(shè)置一個(gè)集中纏繞線圈的集中纏繞結(jié)構(gòu)相比，與轉(zhuǎn)子的磁通鏈交的各個(gè)線圈匝的電路面積是其2倍，線圈利用效率為集中纏繞的2倍。在本實(shí)施例中，為了取得與集中纏繞相同的鏈交磁通，齒上纏繞的線圈匝數(shù)在著眼于某I個(gè)齒的情況下與集中纏繞相比一半既可。U相、V相、W相的各個(gè)線圈與集中纏繞相比分散成2倍，此外，僅僅纏繞在整體的2/3數(shù)量的齒上纏繞線圈，而不是如分布纏繞那樣在所有齒上纏繞線圈。因此，與集中纏繞及分布纏繞相比，能夠?qū)⒕€圈電感抑制得較低。此外本實(shí)施例構(gòu)成為，與集中纏繞相比，將線圈分散配置為2倍，U相線圈、V相線圈以及W相線圈被重疊纏繞一半左右，因此電樞反作用與集中纏繞相比能夠在周方向上比較平滑地分布，從而成為降低了高次的電磁力高次諧波分量的結(jié)構(gòu)。因此，與集中纏繞相t匕，能夠作為更安靜的旋轉(zhuǎn)電機(jī)發(fā)揮功能。另外，在圖I的例子中構(gòu)成為每隔電角60度配置I個(gè)定子齒，并以電角幅度120度纏繞線圈匝，不過每隔電角30度來配置I個(gè)定子齒并以電角幅度90度、120度或150度纏繞線圈匝的結(jié)構(gòu)也能夠起到同樣的效果。另外，以下的圖2 圖9所示的單個(gè)三相系的實(shí)施例也是每隔電角60度配置I個(gè)定子齒、以電角幅度120度纏繞線圈匝的結(jié)構(gòu)，但每隔 電角30度配置I個(gè)定子齒并以電角幅度90度、120度或150度來纏繞線圈匝的結(jié)構(gòu)也能夠起到同樣的效果。圖2表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。除了以下所述的事項(xiàng)之外都與上述實(shí)施例相同。本實(shí)施例相對于實(shí)施例1，定子線圈的纏繞方法不同。對于齒21，分別在槽的靠近轉(zhuǎn)子的位置和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的位置的2層上傾斜纏繞全部的定子線圈，線圈的半徑方向位置針對全部的線圈都平均纏繞。即，將各個(gè)線圈匝的兩個(gè)槽插入部中的一個(gè)配置在槽的靠近轉(zhuǎn)子的位置上，另一個(gè)配置在槽的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的位置上，以使各相的線圈電感平均化。在實(shí)施例I中，各相線圈通過串聯(lián)連接將齒21的半徑方向的線圈平均配置，不過在本實(shí)施例中，串聯(lián)連接之前的全部線圈也是平均的。在圖27中示出其示意圖。整個(gè)周期的各1/3區(qū)域中的線圈位置依次循環(huán)配置，從整個(gè)周期來看，相對于各個(gè)線圈平均配置。關(guān)于齒21的半徑方向的線圈配置，在構(gòu)成均勻的三相交流系統(tǒng)上優(yōu)選各相線圈平均的情況。圖3示出構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。這些圖分別示出從配置在旋轉(zhuǎn)電機(jī)外側(cè)的定子的半徑方向內(nèi)側(cè)看時(shí)的線圈纏繞方法的U相、V相、W相線圈。這些圖為了易于展現(xiàn)線圈的纏繞方法，而忽視了線圈的粗細(xì)，在線圈間間隔空隙，以便弄清楚纏繞方法的大致情況。附圖的橫方向相當(dāng)于定子的周方向。這里針對電角360度設(shè)有6個(gè)槽出個(gè)齒)。因此，相鄰的槽(齒)具有電角60度的相位差。圖3的例子中，在為了構(gòu)成I個(gè)定子磁極91，而以周方向角幅度為電角120度(這里是兩個(gè)齒21)的方式纏繞了 2匝的線圈后，向與最后插入的槽相距電角180度(這里將齒21設(shè)為3個(gè))的槽插入該線圈，從該槽開始，與構(gòu)成定子磁極91的線圈匝反向地纏繞2匝同相的線圈，以構(gòu)成其他定子磁極92。這里所謂2匝纏繞是指對纏繞著線圈的兩個(gè)槽分別插入兩個(gè)線圈。這些線圈被串聯(lián)連接。由此，可使線圈的全長最短，從而能夠大大地減少銅損。此外，向形成于多個(gè)齒21間的槽中插入的三相線圈以總個(gè)數(shù)在各個(gè)槽中相同的方式進(jìn)行纏繞。這樣，如果在各個(gè)槽中線圈個(gè)數(shù)相同，則能夠均勻地配置線圈，因?yàn)榫€圈沒有集中，所以容易纏繞，在線圈的通風(fēng)冷卻中，有能夠均勻地冷卻這樣的效果。不言而喻即使不是相同的個(gè)數(shù)也能夠取得本實(shí)施方式中的分散纏繞的結(jié)構(gòu)。此例中，向一個(gè)槽中共計(jì)插入4個(gè)線圈。此外，在向一個(gè)槽插入的線圈的總個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，能夠應(yīng)用此實(shí)施例。圖4表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。除了以下所示的事項(xiàng)之外，都與上述實(shí)施例相同。此例中，在為了構(gòu)成一個(gè)定子磁極91而以周方向角幅度為電角120度(這里是兩個(gè)齒21)的方式纏繞2. 5匝的線圈后，向和最后插入的槽相距電角180度(這里，設(shè)齒21為3個(gè))的槽插入該線圈，從該槽開始，與構(gòu)成定子磁極91的線圈匝反向地纏繞2. 5匝同相的線圈，來構(gòu)成其他定子磁極92。這里所謂纏繞2. 5匝表示在插入線圈的兩個(gè)槽的一個(gè)中插入2個(gè)線圈，另一個(gè)中插入3個(gè)線圈。因?yàn)槟軌驅(qū)⒏飨嗳烤€圈的線圈端部配置成兩 側(cè)均勻，所以可防止線圈端部的脹大化。這里示出了 2.5匝的例子，但只要是半整數(shù)(整數(shù)的一半)的匝數(shù)就能夠適用本實(shí)施例。此外該例中，向一個(gè)槽共計(jì)插入5個(gè)線圈。在向一個(gè)槽插入的線圈總個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，能夠應(yīng)用此實(shí)施例。圖5表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)線圈的纏繞方法的例子。除了以下所示的事項(xiàng)之外，都與上述實(shí)施例相同。對圖中線圈所標(biāo)注的箭頭表示各相中存在兩個(gè)線圈系統(tǒng)電流的時(shí)刻的朝向。此例是正向纏繞線圈和反向纏繞線圈分離構(gòu)成的例子。為了構(gòu)成正向纏繞的定子磁極91，以周方向角幅度為電角120度(這里是兩個(gè)齒21)的方式纏繞線圈來構(gòu)成定子磁極91，向和最后插入該線圈的槽相距電角240度(這里設(shè)齒21為4個(gè))的槽中插入該線圈，從該槽開始，與構(gòu)成定子磁極91的線圈匝同向地纏繞2匝線圈。同樣，為了構(gòu)成反向纏繞的定子磁極92，在上述正向纏繞的線圈跨越的電角240度內(nèi)，以與正向纏繞的定子磁極91相位偏移180度的方式，使該周方向角幅度跨越電角120度(這里是兩個(gè)齒)、且與上述正向纏繞的上述定子磁極反向地纏繞線圈，來構(gòu)成反向纏繞的定子磁極92，并且從和最后插入的槽相距電角240度(這里設(shè)齒21為4個(gè))的槽開始，與構(gòu)成定子磁極92的線圈匝同向地纏繞線圈，來構(gòu)成反向纏繞線圈。優(yōu)選正向纏繞線圈與反向纏繞線圈串聯(lián)連接。由此，因?yàn)槟軌驅(qū)⒏飨嗳烤€圈的線圈端部配置成兩側(cè)均勻，所以可防止線圈端部的脹大化，并且易于纏繞線圈，從而優(yōu)化批
量生產(chǎn)性。此外該例中，在一個(gè)槽內(nèi)共計(jì)插入4個(gè)線圈。在一個(gè)槽內(nèi)插入線圈的總個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，可應(yīng)用該實(shí)施例。圖6表示構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。除了以下所示的事項(xiàng)之外，都與上述實(shí)施例相同。圖中對線圈標(biāo)注的箭頭表示在各相中具有兩個(gè)線圈系統(tǒng)電流的時(shí)刻的朝向。此例除了圖5的實(shí)施例之外，還有將作為第三線圈的U相線圈313、V相線圈323、W相線圈333在分別插入正向纏繞以及反向纏繞的線圈匝的兩個(gè)槽的任意一個(gè)纏繞成電角180度的相位差的波形繞組的例子。也就是說，成為分散纏繞結(jié)構(gòu)與分布纏繞結(jié)構(gòu)的復(fù)合型，具有分布纏繞的優(yōu)點(diǎn)，即，稍稍提高了降低高次諧波的特性。此外該例中在一個(gè)槽內(nèi)共計(jì)插入5個(gè)線圈。在一個(gè)槽內(nèi)插入線圈的總個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，可應(yīng)用該實(shí)施例。圖7示出構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。除了以下所示的事項(xiàng)之外，都與上述實(shí)施例相同。圖中對線圈所標(biāo)注的箭頭表示在各相中具有兩個(gè)線圈系統(tǒng)電流的時(shí)刻的朝向。圖7是正向纏繞線圈與反向纏繞線圈分離構(gòu)成的其他例。為了構(gòu)成正向纏繞的定子磁極91以線圈的周方向角幅度為電角120度(這里是兩個(gè)齒21)的方式按照波形繞法纏繞線圈，從和最后插入該線圈的槽相距電角240度(這里設(shè)齒21為4個(gè))的槽開始，與構(gòu)成定子磁極91的線圈匝同向地按照波形繞法纏繞兩個(gè)線圈。同樣，為了構(gòu)成反向纏繞的定子磁極92，在上述正向纏繞的線圈中已跨越的電角240度內(nèi)，以與正向纏繞的定子磁極相位偏移180度的方式，按照波形繞組纏繞線圈使該周方向角幅度為電角120度，從跨越了 構(gòu)成正向纏繞的定子磁極的電角240度(這里設(shè)齒21為4個(gè))的槽開始，與構(gòu)成定子磁極92的線圈匝相同向地按照波形繞組纏繞兩個(gè)線圈，來構(gòu)成反向纏繞線圈。兩個(gè)線圈既可以并聯(lián)連接也可以串聯(lián)連接，不過優(yōu)選正向纏繞線圈與反向纏繞線圈串聯(lián)連接。由此，因?yàn)槟軌驅(qū)⒏飨嗳烤€圈的線圈端部配置成兩側(cè)均勻，所以可防止線圈端部的脹大化。另外因?yàn)椴皇黔h(huán)繞線圈而是以波形繞組構(gòu)成，所以容易纏繞線圈，優(yōu)化批量生產(chǎn)性。此外該例中，在一個(gè)槽內(nèi)共計(jì)插入4個(gè)線圈。在一個(gè)槽內(nèi)插入線圈的總個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí),可應(yīng)用此實(shí)施例。圖8示出構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。除了以下所示的事項(xiàng)之外，都與上述實(shí)施例相同。圖中對線圈標(biāo)注的箭頭表示在各相中具有兩個(gè)線圈系統(tǒng)電流的時(shí)刻的朝向。此例除了圖7的實(shí)施例之外，還有將作為第三線圈的U相線圈313、V相線圈323、W相線圈333在分別插入正向纏繞及反向纏繞的線圈匝的兩個(gè)槽的任意一個(gè)纏繞成電角180度的相位差的波形繞組的例子。也就是說，成為分散纏繞結(jié)構(gòu)與分布纏繞結(jié)構(gòu)的復(fù)合型，具有分布纏繞的優(yōu)點(diǎn)，即，稍稍提高了降低高次諧波的特性。此外該例中，在一個(gè)槽內(nèi)共計(jì)插入5個(gè)線圈。在一個(gè)槽內(nèi)插入線圈的總個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí),可應(yīng)用此實(shí)施例。圖9示出構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈纏繞方法的例子。除了以下所示的事項(xiàng)之外，都與上述實(shí)施例相同。圖中對線圈標(biāo)注的箭頭表示在各相中具有兩個(gè)線圈系統(tǒng)電流的時(shí)刻的朝向。該例是對圖7的實(shí)施例進(jìn)行了變形的例子。使反向纏繞的線圈的電流方向反向，并通過正向纏繞或反向纏繞中一方的搭接線和另一方的線圈匝的組合來配置成圍繞兩個(gè)齒21進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由此，可構(gòu)成如圍繞兩個(gè)齒21的環(huán)電流。此外該例中，在一個(gè)槽內(nèi)共計(jì)插入4個(gè)線圈。在一個(gè)槽內(nèi)插入線圈的總個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí),可應(yīng)用此實(shí)施例。圖10示出構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。除了以下所述的事項(xiàng)之外，都與上述實(shí)施例相同。本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是組合了上述的分散纏繞結(jié)構(gòu)和雙重三相結(jié)構(gòu)。即，設(shè)置有兩個(gè)圖I所示的繞組群，且相互偏移地配置相位。如圖10所示構(gòu)成為，在每個(gè)電角360度中齒21的個(gè)數(shù)是12個(gè)、相鄰的齒21之間的電角相位差是30度。在齒21中在半徑方向外側(cè)的部分配置有一個(gè)三相交流系統(tǒng)(三相系統(tǒng)A)的分散纏繞結(jié)構(gòu)的三相交流系線圈，在半徑方向內(nèi)側(cè)的部分還配置有另一個(gè)三相交流系統(tǒng)(三相系統(tǒng)B)的分散纏繞結(jié)構(gòu)的三相交流系線圈。三相系統(tǒng)B針對三相系統(tǒng)A配置在電角偏移30度的位置上且并聯(lián)連接。三相系統(tǒng)A、B都是例如以捆束4個(gè)齒的方式來纏繞各個(gè)線圈的。圖11示出構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。除了以下所述的事項(xiàng)之外，都與上述實(shí)施例相同。三相系統(tǒng)A的繞組群和三相系統(tǒng)B的繞組群優(yōu)選作為電路元件是同等的。由此，可有效降低高次諧波電磁力，另外，在視為發(fā)電機(jī)時(shí)的輸出電流也均勻，并將合成后的輸出電流中的波動(dòng)抑制成較小。因此，如圖11所示，沿著周方向纏繞的線圈在半徑方向上偏移且傾斜配置。即，三相系統(tǒng)A的繞組群和三相系統(tǒng)B的繞組群分別構(gòu)成3個(gè)相的定子磁極，相互偏移電角30度的相的繞組被纏繞在該相的繞組彼此間相互鄰接的槽上，并且以在線圈端部互不相交的方式分別插入槽的靠近轉(zhuǎn)子的位置和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的位置。從而，兩個(gè)三相 系統(tǒng)具有相互平均的電電路特性。圖11示出以各線圈匝纏繞4個(gè)齒、即沿著周方向呈電角120度進(jìn)行纏繞的例子，但如圖12所示也能夠纏繞3個(gè)齒、即沿著周方向呈電角90度進(jìn)行纏繞。另外如圖13所示，還能夠纏繞5個(gè)齒、即沿著周方向呈電角150度進(jìn)行纏繞。如本實(shí)施例所示，通過構(gòu)成分散纏繞結(jié)構(gòu)的二重三相系統(tǒng)、并將兩個(gè)三相系統(tǒng)的電角相位差設(shè)定為30度或其左右，可以有效地降低與電磁力相關(guān)的6次時(shí)間高次諧波分量，能夠使旋轉(zhuǎn)電機(jī)的噪音顯著降低。圖14示出構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖。除了以下所述的事項(xiàng)之外，都與上述實(shí)施例相同。在圖11中為了取得雙重三相結(jié)構(gòu)而使齒的個(gè)數(shù)成為2倍，本實(shí)施例是齒數(shù)保持現(xiàn)有狀況、即每個(gè)轉(zhuǎn)子I磁極的齒為3個(gè)的狀況實(shí)現(xiàn)雙重三相結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。圖14示出其一例。這里，使作為基礎(chǔ)的分散纏繞結(jié)構(gòu)變更一部分。圖14的三相系統(tǒng)A所示的U相線圈的用實(shí)線表示的正向纏繞線圈纏繞3個(gè)齒，反向纏繞線圈纏繞2個(gè)齒。另一方面，三相系統(tǒng)B所示的U相線圈的正向纏繞線圈纏繞2個(gè)齒，反向纏繞線圈纏繞3個(gè)齒。正向纏繞線圈和反向纏繞線圈都共有相同的槽，其位置在三相系統(tǒng)A和三相系統(tǒng)B中是同一場所。圖15示出此時(shí)的U相線圈的纏繞線圖。三相系統(tǒng)A的正向纏繞線圈314與反向纏繞線圈315、三相系統(tǒng)B的正向纏繞線圈317與反向纏繞線圈316如圖15所示呈波狀纏繞。圖16示出此時(shí)的正向纏繞線圈和反向纏繞線圈的圈數(shù)相同。圖16是考慮了相位利用向量圖來示出此時(shí)的U相線圈所拾的磁通量。圖中的數(shù)值6和2是表示將正向纏繞線圈和反向纏繞線圈的圈數(shù)設(shè)為2時(shí)的磁通量向量的相對大小的量，通過矢量運(yùn)算，三相系統(tǒng)A和三相系統(tǒng)B的U相線圈所拾的磁通量向量的電角相位差為27. 8度。比30度稍稍偏移，此時(shí)的6次時(shí)間高次諧波電磁激振力分量的降低率為I. 3%，通過下式取得，即(l+cos(6X27. 8deg))/2 = O. 013，從而能夠取得充分降低的效果并實(shí)現(xiàn)靜音化。這樣，在由U相線圈、V相線圈及W相線圈形成的三相線圈系統(tǒng)中，正向纏繞線圈和反向纏繞線圈纏繞的齒數(shù)不同。在本實(shí)施例中，因?yàn)辇X數(shù)不增加到2倍即可，所以具有線圈容易纏繞的效果。這里，在雙重三相系統(tǒng)的相對角度是20度的情況下，(l+cos^X20deg))/2 =O. 25 ;在是40度的情況下，(l+cos(6X40deg))/2 = O. 25，從而6次時(shí)間高次諧波電磁激振力分量的降低率都為25%。因此，如果雙重三相系的相對角度設(shè)定為20 40度的區(qū)域，則能夠?qū)?次時(shí)間高次諧波電磁激振力分量的降低率抑制到25%以下。圖17 圖19示出基于同樣考慮的其他方式。這是在圖15的例子中追加輔助線圈的例子。如圖18所示，線圈全部波狀纏繞(波狀繞法)。在此情況下，6次時(shí)間高次諧波電磁激振力分量的降低率也能夠得到相同的值，獲得與上述實(shí)施例 相同的效果。圖20 圖22示出基于同樣考慮的其他方式，是變更了圖17的三相系統(tǒng)B的例子。如圖21所示，線圈全部以波狀纏繞。此時(shí)的6次時(shí)間高次諧波電磁激振力分量的降低率通過下式來取得與前述實(shí)施例相同的值，S卩(l+cos(6X32. 2deg))/2 = O. 013，從而可獲得與前述實(shí)施例相同的效果。圖23示出基于同樣考慮的其他方式。通過將三相系統(tǒng)A和三相系統(tǒng)B的線圈稍稍移動(dòng)位置，能夠使三相系統(tǒng)A與三相系統(tǒng)B之間的電角相位差靠近30度。在本實(shí)施例中，根據(jù)圖24的向量圖，三相系統(tǒng)A與三相系統(tǒng)B之間的電角相位差為43. 9-16. I = 27. 8 (deg)。此時(shí)的6次時(shí)間高次諧波電磁激振力分量的降低率為(l+COS(6X27. 8deg))/2 = 0. 013，具有與前述實(shí)施例相同的效果。圖23的線圈配置表示概略圖，不言而喻，即使沿著半徑方向適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)線圈而容易纏繞，也能夠有效地降低6次時(shí)間高次諧波電磁激振力分量。上述任意的實(shí)施例都能夠適用于在電力電機(jī)用、產(chǎn)業(yè)用、家電用、汽車用等中廣泛使用的電機(jī)、發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)?？善诖龔V泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域中，在大的設(shè)備中可應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電機(jī)、汽車驅(qū)動(dòng)用電機(jī)、發(fā)電用旋轉(zhuǎn)電機(jī)、產(chǎn)業(yè)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在中型設(shè)備中可應(yīng)用到在產(chǎn)業(yè)用、汽車用輔機(jī)等中使用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在小的設(shè)備中，可應(yīng)用到在家電用、OA用機(jī)器等中使用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。例如示出在發(fā)電機(jī)中利用時(shí)的實(shí)施例。通過構(gòu)成如上所述的二重三相系統(tǒng),可取得波動(dòng)更小的發(fā)電電流。圖25示出構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的空冷式車輛用交流發(fā)電機(jī)100的剖視圖。在轉(zhuǎn)子I中軸的中心部配置有爪形磁極113，在該爪形磁極113的中心部配置有磁場繞組112。在軸的前端安裝有滑輪101，在其相反側(cè)設(shè)置有用于對上述磁場繞組進(jìn)行供電的集電環(huán)109。此外，轉(zhuǎn)子I的爪形磁極113的兩端面由與旋轉(zhuǎn)同步進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的冷卻風(fēng)扇的前風(fēng)扇107F和后風(fēng)扇107R構(gòu)成。另外,在爪磁極極113上配置有永久磁鐵116,起到使磁場繞組磁通增加的輔助勵(lì)磁的作用。另一方面，定子2由定子磁極91、92和定子繞組構(gòu)成，并經(jīng)由少許間隙與轉(zhuǎn)子I對置。定子2被前托架114和后托架115保持，兩托架和轉(zhuǎn)子I利用軸承102F及102R可旋轉(zhuǎn)地支承。先前所述的集電環(huán)109構(gòu)成為與電刷108接觸提供電力。定子繞組如上述實(shí)施例那樣由三相繞組構(gòu)成，各個(gè)繞組的引出線與整流電路111連接。整流電路111由二極管等整流元件構(gòu)成，由此構(gòu)成全波整流電路。例如在二極管的場合，負(fù)極端子與終端106連接。另外，正極側(cè)的端子與車輛用交流發(fā)電機(jī)主體電連接。后罩110起到整流電路111的保護(hù)罩的作用。接著，對發(fā)電動(dòng)作進(jìn)行說明。發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)與車輛用交流發(fā)電機(jī)100 —般利用傳送帶來連結(jié)。車輛用交流發(fā)電機(jī)100通過滑輪101與發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)利用傳送帶進(jìn)行連接，在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，轉(zhuǎn)子I進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。通過在設(shè)置到轉(zhuǎn)子I的爪形磁極113中心部的磁場繞組112中流過電流，來使該爪形磁極113磁化，并通過旋轉(zhuǎn)在定子繞組中產(chǎn)生三相的感應(yīng)電動(dòng)勢。其電壓在先前所述的整流電路111中進(jìn)行全波整流，產(chǎn)生直流電壓。該直流電壓的正側(cè)與終端(terminal) 106連接,進(jìn)一步與電池(未圖示)連接。但控制磁場電流使整流后的直流電壓成為適合對電池進(jìn)行充電的電壓(詳細(xì)內(nèi)容省略)。圖26示出由圖25所示的繞組構(gòu)成的三相整流電路。圖26(a)與圖I 圖9的實(shí)施例對應(yīng)，圖26(b)與圖10以后的實(shí)施例對應(yīng)。各相繞組經(jīng)過三相Y連接進(jìn)行連接。三相線圈的反中性點(diǎn)側(cè)(中性點(diǎn)相反側(cè))的端子如圖所示與6個(gè)二極管Dl+ D3-連接。另夕卜，正極側(cè)二極管負(fù)極(cathode)共用，與電池的正極側(cè)連接。負(fù)極側(cè)二極管端子的正極(anode)同樣與電池的負(fù)極端子連接。在圖26 (b)中，電氣獨(dú)立的三相繞組的Ul繞組和U2繞組的電壓相等、電相位偏移30度，所以選擇電位大的，最終成為30度幅度的波動(dòng)。此外，這里示出了星形連接的例子，但也可以采用三角連接。在采用了三角連接的 情況下，與星形連接的情況相比，可取得使線圈感應(yīng)電壓提高11. 5%這樣的效果。此外，上述實(shí)施例換言之是如下的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，該定子由單個(gè)三相交流系統(tǒng)電流流過的定子線圈、纏繞該定子線圈的齒、以及使流過齒的磁通回流的后鐵心(core back)構(gòu)成；該轉(zhuǎn)子具有與齒對置的磁極,在該旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，纏繞在各個(gè)齒上的定子線圈僅是U相線圈和V相線圈、或V相線圈和W相線圈、或W相線圈和U相線圈。另外，還可以是如下的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，該定子由單個(gè)三相交流系統(tǒng)電流流過的定子線圈、纏繞該定子線圈的齒、以及使流過齒的磁通循環(huán)的后鐵心構(gòu)成；該轉(zhuǎn)子具有與齒對置的磁極，在該旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，在齒的半徑方向外側(cè)位置配置U相線圈、V相線圈以及W相線圈的集中纏繞線圈系統(tǒng)，并且，在半徑方向內(nèi)側(cè)配置與先述的集中纏繞線圈系統(tǒng)反向纏繞的U相線圈、V相線圈和W相線圈的集中纏繞線圈系統(tǒng)，并按照每個(gè)相串聯(lián)連接這兩個(gè)集中纏繞線圈系統(tǒng)。另外，還可以是如下的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有由U相線圈、V相線圈和W相線圈形成的兩個(gè)三相線圈系統(tǒng)，將各個(gè)線圈系統(tǒng)的電角相位差設(shè)定為近似30度、或20度-40度的范圍內(nèi)。圖28表不構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略圖，其以直線展開的方式不出了旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一部分。圖28的上側(cè)圖是從旋轉(zhuǎn)軸方向觀察旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圖，下側(cè)圖是從內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子側(cè)向半徑方向外側(cè)觀察的圖。除了以下所示的事項(xiàng)以外都與上述實(shí)施例相同。旋轉(zhuǎn)電機(jī)由轉(zhuǎn)子I以及定子2構(gòu)成，在轉(zhuǎn)子I上裝備有多個(gè)轉(zhuǎn)子磁極11，在定子2上裝備有形成定子磁極的多個(gè)齒21。這里對在電角I周期中具有12個(gè)齒21的例子進(jìn)行說明。在這些齒21上纏繞3相線圈，圖中僅示出U相線圈31，V相線圈以及W相線圈纏繞在電角中相位延遲120度的位置上。定子的齒21以電角30度間隔進(jìn)行配置，所以V相線圈以及W相線圈相對于U相線圈31被纏繞在偏移了定子的4個(gè)齒21的位置上。這里，V相線圈被定義為相對流過U相線圈的交流電流相位延遲120度(提前240度)的交流電流流向的線圈。另外，W相線圈被定義為相對流過U相線圈的交流電流相位延遲240度(提前120度)的交流電流流向的線圈。
實(shí)線表示線圈進(jìn)行正向纏繞(從內(nèi)徑側(cè)觀察齒為順時(shí)針方向纏繞)，虛線表示進(jìn)行與其相反的反向纏繞(從內(nèi)徑側(cè)觀察齒為逆時(shí)針方向纏繞)。在圖28中示出了將正向纏繞的線圈在距轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)的位置上纏繞的情況，不過也可以纏繞在距轉(zhuǎn)子近的位置上。如圖所示，本實(shí)施例的定子線圈結(jié)構(gòu)為將2個(gè)集中纏繞線圈雙層配置在電角相互偏移180度的位置上，并使各個(gè)U相線圈31彼此間串聯(lián)連接。定子2經(jīng)由空隙配置在轉(zhuǎn)子I上，在電角幅度360度區(qū)域內(nèi)，在將由同相的線圈匝形成的6個(gè)磁極作為一組的兩個(gè)定子磁極91、92上纏繞線圈，在形成定子磁極91、92的各個(gè)線圈匝中的I匝是周方向角度幅度的電角180度，其余的線圈匝在比周方向角度幅度的電角180度狹小的范圍內(nèi)纏繞。在圖28的例子中為纏繞在4個(gè)齒21上的形態(tài)。本例為在4個(gè)齒21上僅纏繞I匝，不過也可以纏繞多匝。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)被設(shè)置為構(gòu)成這兩個(gè)定子磁極91、92的線圈匝不相互重疊，并且以各個(gè)定子磁極91、92相互構(gòu)成相反極性的方式來纏繞線圈匝。這里被設(shè)置為構(gòu)成兩個(gè)定子磁極91、92的線圈匝相互偏移電角180度。并且，構(gòu)成U，V，W這3相的定子磁極，被配置為各自偏移電角60度(在圖28中省略V，W相線圈)。此外，V相線圈與U相線圈相比偏移2個(gè)齒21的量，并與U相線圈反向纏繞。由此為+60度-180度=-120度，V相線圈與U相線圈相比相位延遲120度。另外，W相線圈與U相線 圈相比偏移4個(gè)齒21的量，與U相線圈以相同的方向進(jìn)行纏繞，所以與U相線圈相比提前
2X 60度=120度相似。本實(shí)施例中的定子線圈和在電角360度以內(nèi)設(shè)置I個(gè)集中纏繞線圈的集中纏繞結(jié)構(gòu)相比，與轉(zhuǎn)子的磁通鏈交的各線圈匝的回路面積為2倍、線圈利用率為集中纏繞的2倍。在著眼于某I個(gè)齒的情況下，在本實(shí)施例中，為了獲得與集中纏繞相同的鏈交磁通，纏繞在齒上的線圈匝數(shù)與集中纏繞相比一半既可。U相、V相、W相的各個(gè)線圈與集中纏繞相比分散成2倍，此外，并是不如分布纏繞那樣在所有齒上一樣纏繞線圈，雖然在整體上纏繞線圈上，但對整體2/3數(shù)量的齒進(jìn)行多重纏繞，對其余的1/3數(shù)量的齒僅纏繞I匝的線圈。因此，與集中纏繞及分布纏繞相比，能夠?qū)⒕€圈電感抑制得較低。此外本實(shí)施例構(gòu)成為，與集中纏繞相比，將線圈分散配置為2倍，U相線圈、V相線圈以及W相線圈中一半左右重疊纏繞，因此電樞反作用與集中纏繞相比能夠在周方向上比較平滑地分布，從而成為降低了高次的電磁力高次諧波分量的結(jié)構(gòu)。因此，與集中纏繞相t匕，能夠作為更安靜的旋轉(zhuǎn)電機(jī)發(fā)揮功能。此外，圖28的例子是每隔電角30度配置I個(gè)定子齒、在4個(gè)定子齒上多重纏繞線圈匝的方式，不過也可以是在2個(gè)、3個(gè)或5個(gè)定子齒上進(jìn)行多重纏繞的方式。接著，對其他實(shí)施例進(jìn)行說明。圖28所示的實(shí)施例是在電角360度中對定子纏繞偶數(shù)匝的線圈的例子，圖29所示的實(shí)施例是纏繞奇數(shù)匝的線圈的例子。除了以下所述的事項(xiàng)之外與上述實(shí)施例相同。本實(shí)施例相對于圖28的實(shí)施例，定子線圈的纏繞方式不同。圖28的實(shí)施例是與對正向纏繞和反向纏繞這兩種線圈31進(jìn)行纏繞并對它們在末端串聯(lián)連接的方式相對，在本實(shí)施例中為以不間斷的方式直接連結(jié)有正向纏繞和反向纏繞這兩種線圈31的纏繞方式。在圖28的實(shí)施例中為直接連結(jié)正向纏繞線圈彼此間或反向纏繞線圈彼此間的形式，所以針對在電角180度的距離中產(chǎn)生無效的線圈端部，本實(shí)施例中交替連接正向纏繞線圈和反向纏繞線圈，因此不產(chǎn)生無效的線圈端部，與實(shí)施例I相比能夠有效地利用線圈。
關(guān)于齒21的半徑方向的線圈配置，在構(gòu)成均勻的三相交流系統(tǒng)上優(yōu)選各相線圈為電氣回路平均的結(jié)構(gòu)。圖30、圖31示出在圖28的實(shí)施例、圖29的實(shí)施例所示的定子線圈構(gòu)成3相系統(tǒng)時(shí)，使全部相的線圈在全周內(nèi)電氣回路平均的線圈纏繞方式的位置實(shí)施例。因?yàn)榫€圈在定子的半徑方向上傾斜地纏繞，所以幾乎不發(fā)生基于相的不同而導(dǎo)致的半徑方向位置的不平均性，且線圈電感大致均勻。這里示出的4個(gè)實(shí)施例都是單一的3相系統(tǒng)，不過為了降低高次諧波電磁力所引起的噪音，構(gòu)成具有30度左右的相位差的雙重3相系統(tǒng)是有效的。將角度Θ設(shè)為20度< Θ <30度。構(gòu)成兩個(gè)3相系統(tǒng)u、v、w、u'、y、Ψ，U,相線圈相對于U相線圈使電角Θ相位延遲。同樣，V'相線圈相對于V相線圈使電角Θ相位延遲，W'相線圈相對于W相線圈使電角Θ相位延遲。當(dāng)在圖28 圖31所示的實(shí)施例中進(jìn)行具體敘述時(shí)，將圖28 圖31所示的定子線圈31作為U相線圈，在向右偏移約一個(gè)定子齒21的位置上同樣地纏繞U'線圈。在進(jìn)一步向右偏移3個(gè)的位置上同樣地纏繞V線圈。在進(jìn)一步向右偏移I個(gè)的位置上同樣的纏繞V'線圈。在進(jìn)一步向右偏移3個(gè)的位置上同樣地偏移W線圈。在進(jìn)一 步向右偏移I個(gè)的位置上同樣地纏繞W'線圈。這樣可構(gòu)成雙重3相系統(tǒng)。上述實(shí)施例是具有在周方向上設(shè)置多個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子和經(jīng)由空隙配置在轉(zhuǎn)子上的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在定子中，在轉(zhuǎn)子的磁極構(gòu)成的電角360度以內(nèi)纏繞線圈，以配置兩個(gè)由同相的線圈匝以及定子鐵心形成的定子磁極，形成各個(gè)定子磁極的上述線圈匝被設(shè)置成周方向角度幅度為電角180度區(qū)域，在比各角度區(qū)域的中央部狹窄的角度區(qū)域中具有多重線圈匝，構(gòu)成兩個(gè)定子磁極的線圈匝相互不重疊，并且以相鄰的定子磁極相互成為逆極性的方式纏繞線圈匝。在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中優(yōu)選定子被設(shè)置為構(gòu)成定子磁極的兩個(gè)線圈匝相互偏移電角180度。另外，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中優(yōu)選定子構(gòu)成有三相的定子磁極，且分別配置為偏移電角120度。另外，優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子中，I個(gè)線圈匝構(gòu)成的多重線圈匝的周方向角度幅度為電角90度、120度或150度。另外，優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子中，將各個(gè)線圈匝的兩個(gè)槽插入部中的一個(gè)配置在槽的靠近轉(zhuǎn)子的位置上，將另一個(gè)配置在槽的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的位置上。另外，優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子中，在轉(zhuǎn)子磁極所定義的電角360度以內(nèi)纏繞線圈，以配置兩個(gè)由具有2或2. 5匝數(shù)的線圈匝形成的同相定子磁極。另外，優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子中，為了構(gòu)成一個(gè)定子磁極而以周方向角度幅度構(gòu)成電角180度的方式纏繞線圈，之后向與最后插入的槽相距電角180度的槽插入該線圈，從該槽開始，與構(gòu)成定子磁極的線圈匝反向地纏繞同相的線圈，以構(gòu)成其他定子磁極。另外，優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子中，為了構(gòu)成I個(gè)定子磁極而以周方向角度幅度構(gòu)成電角180度的方式纏繞半整數(shù)圈的線圈，之后向與最后插入的槽相距電角180度的槽插入該線圈，從該槽開始，與構(gòu)成定子磁極的線圈匝反向地纏繞同相的線圈，以構(gòu)成其他定子磁極。另外，優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子中，為了該周方向角度幅度構(gòu)成電角180度而纏繞線圈，構(gòu)成正向纏繞的定子磁極，向與最后插入該線圈的槽相距電角180度的槽插入該線圈構(gòu)成正向纏繞的定子磁極，與由此構(gòu)成正向纏繞的定子磁極的線圈匝同向地纏繞線圈來構(gòu)成下一正向纏繞的定子磁極，并且在正向纏繞的線圈中已跨越的電角180度內(nèi)，以與正向纏繞的定子磁極相位偏移180度的方式，使該周方向角度幅度構(gòu)成電角180度地與正向纏繞的定子磁極反向地纏繞線圈來構(gòu)成反向纏繞的定子磁極，向與最后插入的槽相距電角180度的槽插入該線圈，從該槽開始，與構(gòu)成反向纏繞的定子磁極的線圈匝同向地纏繞線圈，以構(gòu)成下一反向纏繞的定子磁極。另外，優(yōu)選在上述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，將與正向纏繞的線圈以及反向纏繞的線圈不同的其他線圈插入已分別插有正向纏繞以及反向纏繞的線圈匝的兩個(gè)槽的任意一個(gè)中，并且纏繞成構(gòu)成電角180度相位差的波形繞組。另外，優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子中，以該周方向角度幅度構(gòu)成電角180度而纏繞線圈的方式按照波形繞法進(jìn)行纏繞來構(gòu)成正向纏繞的定子磁極，向與最后插入該線圈的槽相距電角180度的槽插入該線圈，與構(gòu)成正向纏繞的定子磁極的線圈匝同向地以波形繞法纏繞線圈來構(gòu)成下一正向纏繞的定子磁極，并且在正向纏繞的線圈跨越的電角180度內(nèi)，以 與正向纏繞的定子磁極相位偏移180度的方式，使該周方向角度幅度構(gòu)成電角180度而與正向纏繞的定子磁極反向地以波形繞法的方式纏繞線圈來構(gòu)成反向纏繞的定子磁極，向與最后插入的槽相距電角180度的槽插入該線圈，與構(gòu)成反向纏繞的定子磁極的線圈匝同向地以波形繞法的方式纏繞線圈，來構(gòu)成下一反向纏繞的定子磁極。另外，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，優(yōu)選具備在周方向上設(shè)有多個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子；和定子，該定子具有上述第I繞組群和與第I繞組群相同結(jié)構(gòu)的第2繞組群，第I繞組群和第2繞組群配置為電角相互偏移20 40度。另外在上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，優(yōu)選第I繞組群和第2繞組群分別構(gòu)成有三相的上述定子磁極，第I繞組群與第2繞組群的相互偏移電角20 40度的相的繞組彼此間被纏繞在相鄰的齒上，并且以在線圈端部互不相交的方式分別插入到槽的靠近轉(zhuǎn)子的位置和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的位置。另外在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中還優(yōu)選定子在電角360度中具有12個(gè)槽，I個(gè)線圈匝構(gòu)成的周方向角度幅度是電角90度、120度或150度。另外，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，優(yōu)選具有在周方向設(shè)置多個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子、和定子，該定子具有上述第I繞組群和與第I繞組群不同結(jié)構(gòu)的第2繞組群，第I繞組群和第2繞組群被配置為電角相互偏移20 40度，并且插入各槽中的線圈數(shù)相等。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具有 轉(zhuǎn)子，其在周方向上設(shè)有多個(gè)磁極；以及 定子，其配置在上述轉(zhuǎn)子上，且該定子與上述轉(zhuǎn)子之間具有空隙， 上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于 上述定子，在上述轉(zhuǎn)子的磁極構(gòu)成的電角360度以內(nèi)具有兩個(gè)由齒、第一線圈匝以及第二線圈匝形成的同相的定子磁極，上述第二線圈匝與上述第一線圈匝串聯(lián)且互為反極性， 上述第一線圈匝與上述第二線圈匝分別纏繞成周方向角幅度小于電角180度，上述第一線圈匝與上述第二線圈匝之間夾著用于形成其他相的定子磁極的一部分的齒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 上述第一線圈匝與上述第二線圈匝相互偏移電角180度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 上述定子構(gòu)成有3個(gè)相的上述定子磁極且分別呈電角120度偏移。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 上述第一線圈匝及上述第二線圈匝的周方向角幅度分別是電角90度、120度或150度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 上述定子中上述第一線圈匝及上述第二線圈匝的兩個(gè)槽插入部之一配置在槽的靠近轉(zhuǎn)子的位置，上述兩個(gè)槽插入部之另一個(gè)配置在槽的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 上述定子以由上述轉(zhuǎn)子的磁極定義的電角360度以內(nèi)配置兩個(gè)由具有2匝數(shù)或3匝數(shù)的上述第一線圈匝及上述第二線圈匝形成的同相定子磁極的方式纏繞線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 在上述定子中，為了構(gòu)成一個(gè)上述定子磁極而以周方向角幅度為電角120度的方式纏繞了線圈之后，向與最后插入的槽相距電角180度的槽中插入該線圈，從該槽開始以與構(gòu)成上述定子磁極的上述第一線圈匝相反的方向纏繞同相的線圈構(gòu)成其他定子磁極。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 在上述定子中，為了構(gòu)成一個(gè)上述定子磁極而以周方向角幅度為電角120度的方式半整數(shù)圈地纏繞線圈之后，向與最后插入的槽相距電角180度的槽中插入該線圈，從該槽開始以與構(gòu)成上述定子磁極的上述第一線圈匝相反的方向纏繞同相的線圈構(gòu)成其他定子磁極。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 在上述定子中，以其周方向角幅度為電角120度的方式纏繞線圈構(gòu)成正向纏繞的上述定子磁極，向與最后插入該線圈的槽相距電角240度的槽中插入該線圈，以與構(gòu)成上述正向纏繞的定子磁極的上述第一線圈匝相同的方向纏繞線圈構(gòu)成下一正向纏繞的上述定子磁極，并且在上述電角240度內(nèi)，以與上述正向纏繞的定子磁極相位偏移180度的方式，使其周方向角幅度為電角120度且與上述正向纏繞的上述定子磁極反向地纏繞線圈，構(gòu)成反向纏繞的定子磁極，向與最后插入該線圈的槽相距電角240度的槽中插入該線圈，從該槽開始以與構(gòu)成上述反向纏繞的定子磁極的上述第二線圈匝相同的方向纏繞線圈，構(gòu)成下一反向纏繞的上述定子磁極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 與上述正向纏繞的線圈和上述反向纏繞的線圈不同的其他線圈插入到分別插有正向纏繞和反向纏繞的上述第一線圈匝及上述第二線圈匝的兩個(gè)槽中任意一方，并且纏繞成構(gòu)成電角180度相位差的波形繞組。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 在上述定子中，以其周方向角幅度為電角120度的方式按照波形繞法纏繞線圈構(gòu)成正向纏繞的上述定子磁極，向與最后插入該線圈的槽相距電角240度的槽中插入該線圈，以與構(gòu)成上述正向纏繞的定子磁極的上述第一線圈匝相同的方向按照波形繞法纏繞 上述線圈構(gòu)成下一正向纏繞的上述定子磁極，并且在上述正向纏繞的線圈跨越的電角240度內(nèi)，以與上述正向纏繞的定子磁極相位偏移180度的方式，使其周方向角幅度為電角120度且與上述正向纏繞的上述定子磁極反向地按照波形繞法纏繞線圈，構(gòu)成反向纏繞的定子磁極，向與最后插入該線圈的槽相距電角240度的槽中插入該線圈，以與構(gòu)成上述反向纏繞的定子磁極的上述第二線圈匝相同的方向按照波形繞法纏繞上述線圈，來構(gòu)成下一反向纏繞的上述定子磁極。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 上述第一線圈匝與上述第二線圈匝被設(shè)置為相互不重疊。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 在上述定子中，為了構(gòu)成一個(gè)上述定子磁極而以周方向角幅度為電角150度的方式纏繞了線圈之后，向與最后插入的槽相距電角180度的槽中插入該線圈，從該槽開始以與構(gòu)成上述定子磁極的上述第一線圈匝相反的方向纏繞同相的線圈構(gòu)成其他定子磁極。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 在上述定子中，為了構(gòu)成一個(gè)上述定子磁極而以周方向角幅度為電角150度的方式半整數(shù)圈地纏繞線圈之后，向與最后插入的槽相距電角180度的槽中插入該線圈，從該槽開始以與構(gòu)成上述定子磁極的上述第一線圈匝相反的方向纏繞同相的線圈構(gòu)成其他定子磁極。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 在上述定子中，以其周方向角幅度為電角150度的方式纏繞線圈構(gòu)成正向纏繞的上述定子磁極，向與最后插入該線圈的槽相距電角240度的槽中插入該線圈，以與構(gòu)成上述正向纏繞的定子磁極的上述第一線圈匝相同的方向纏繞線圈構(gòu)成下一正向纏繞的上述定子磁極，并且在上述電角240度內(nèi)，以與上述正向纏繞的定子磁極相位偏移150度的方式，使其周方向角幅度為電角150度且與上述正向纏繞的上述定子磁極反向地纏繞線圈，構(gòu)成反向纏繞的定子磁極，向與最后插入該線圈的槽相距電角240度的槽中插入該線圈，從該槽開始以與構(gòu)成上述反向纏繞的定子磁極的上述第二線圈匝相同的方向纏繞線圈，構(gòu)成下一反向纏繞的上述定子磁極。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 與上述正向纏繞的線圈和上述反向纏繞的線圈不同的其他線圈插入到分別插有正向纏繞和反向纏繞的上述第一線圈匝及上述第二線圈匝的兩個(gè)槽中任意一方，并且纏繞成構(gòu)成電角180度相位差的波形繞組。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，在上述定子中，以其周方向角幅度為電角150度的方式按照波形繞法纏繞線圈構(gòu)成正向纏繞的上述定子磁極，向與最后插入該線圈的槽相距電角240度的槽中插入該線圈，以與構(gòu)成上述正向纏繞的定子磁極的上述第一線圈匝相同的方向按照波形繞法纏繞上述線圈構(gòu)成下一正向纏繞的上述定子磁極，并且在上述正向纏繞的線圈跨越的電角240度內(nèi)，以與上述正向纏繞的定子磁極相位偏移180度的方式，使其周方向角幅度為電角150度且與上述正向纏繞的上述定子磁極反向地按照波形繞法纏繞線圈，構(gòu)成反向纏繞的定子磁極，向與最后插入該線圈的槽相距電角240度的槽中插入該線圈，以與構(gòu)成上述反向纏繞的定子磁極的上述第二線圈匝相同的方向按照波形繞法纏繞上述線圈，來構(gòu)成下一反向纏繞的上述定子磁極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可提高電特性的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子，其在周方向上設(shè)有多個(gè)磁極；以及定子，其配置在上述轉(zhuǎn)子上，且該定子與上述轉(zhuǎn)子之間具有空隙，上述定子，在上述轉(zhuǎn)子的磁極構(gòu)成的電角360度以內(nèi)具有兩個(gè)由齒、第一線圈匝以及第二線圈匝形成的同相的定子磁極，上述第二線圈匝與上述第一線圈匝串聯(lián)且互為反極性，上述第一線圈匝與上述第二線圈匝分別纏繞成周方向角幅度小于電角180度，上述第一線圈匝與上述第二線圈匝之間夾著用于形成其他相的定子磁極的一部分的齒。
文檔編號(hào)H02K3/28GK102931748SQ20121035021
公開日2013年2月13日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月2日
發(fā)明者宮田健治, 石川芳?jí)?申請人:株式會(huì)社日立制作所