(57)【要約】  この発明は、２組の三相巻線に給電される交流電流の振幅に差異が生じても、騒音の発生を抑制できる回転電機を得る。  この発明に係る回転電機は、磁極数が８ｎ（ｎは１以上の整数）の回転子と、１２ｎ本のティースが、それぞれ、円環状のヨークの内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで配設された固定子鉄心と、上記ティースに装着された集中巻コイルを交流結線して構成されている第１および第２の三相巻線を備えた固定子巻線と、上記第１および第２の三相巻線のそれぞれに給電する第１および第２の三相交流回路と、を備え、上記第１の三相巻線を構成する上記集中巻コイルと上記第２の三相巻線を構成する上記集中巻コイルとが周方向に交互に配列され、周方向に隣り合う上記ティースに装着された上記集中巻コイルの相が異なり、上記固定子鉄心の軸心を挟んで相対する上記ティースに装着されている上記集中巻コイルの相が同じである。
2017085861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極数が８ｎ（ｎは１以上の整数）の回転子と、
円環状のヨーク、およびそれぞれ、上記円環状のヨークの内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで配設された１２ｎ本のティースを備え、上記回転子との間に一定の隙間を確保して、上記回転子の外周に同軸に配設された固定子鉄心と、
上記ティースのそれぞれに装着された集中巻コイルの半数の集中巻コイルを交流結線して構成されている第１の三相巻線、および上記集中巻コイルの残る集中巻コイルを交流結線して構成されている第２の三相巻線を備えた固定子巻線と、
上記第１の三相巻線に給電する第１の三相交流回路と、
上記第２の三相巻線に給電する第２の三相交流回路と、を備え、
上記第１の三相巻線を構成する上記集中巻コイルと上記第２の三相巻線を構成する上記集中巻コイルとが、上記ティースに装着されて周方向に交互に配列しており、
周方向に隣り合う上記ティースに装着された上記集中巻コイルの相が異なり、
上記固定子鉄心の軸心を挟んで相対する上記ティースに装着されている上記集中巻コイルの相が同じである回転電機。
【請求項２】
上記第１の三相巻線と上記第２の三相巻線は、それぞれ、上記集中巻コイルをスター結線して構成されている請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
上記第１の三相巻線と上記第２の三相巻線は、それぞれ、上記集中巻コイルをデルタ結線して構成されている請求項１記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機や発電機などの回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、独立した２つの三相交流回路を備え、固定子巻線を２組の三相巻線により構成し、２組の三相巻線のそれぞれに専用の三相交流回路により電力を供給するように構成された回転電機が知られていた。【０００３】
例えば、特許文献１に記載の従来の回転電機では、１２本のティースのそれぞれに巻装された集中巻コイルを、周方向の並び順に、Ｕ１相，Ｕ１相，Ｖ１相，Ｖ１相，Ｗ１相，Ｗ１相，Ｕ２相，Ｕ２相，Ｖ２相，Ｖ２相，Ｗ２相，Ｗ２相とし、Ｕ１相，Ｕ１相，Ｗ１相，Ｗ１相，Ｖ１相およびＶ１相の集中巻コイルにより第１の三相巻線を構成し、Ｕ２相，Ｕ２相，Ｗ２相，Ｗ２相，Ｖ２相およびＶ２相の集中巻コイルにより第２の三相巻線を構成していた。【０００４】
また、特許文献２に記載の従来の回転電機では、６本のティースのそれぞれに巻装された集中巻コイルを、周方向の並び順に、Ｕ１相，Ｗ２相，Ｖ１相，Ｕ２相，Ｗ１相，Ｖ２相とし、Ｕ１相，Ｗ１相およびＶ１相の集中巻コイルにより第１の三相巻線を構成し、Ｗ２相，Ｕ２相およびＶ２相の集中巻コイルにより第２の三相巻線を構成していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３６４５５号公報
【特許文献２】特許第４１２３４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された従来の回転電機では、第１の三相巻線を構成する集中巻コイルが周方向の半分の領域に存在するティース群に巻装され、第２の三相巻線を構成する集中巻コイルが周方向の残る半分の領域に存在するティース群に巻装されていた。そこで、第１および第２の三相巻線に給電される交流電流の振幅に差異が生じると、第１の三相巻線を構成する集中巻コイルが巻装されている周方向の半分の領域に存在するティース群に発生する磁気吸引力と、第２の三相巻線を構成する集中巻コイルが巻装されている周方向の残る半分の領域に存在するティース群に発生する磁気吸引力との間に差異が生じる。これにより、回転子が偏心し、騒音が発生するという課題があった。【０００７】
また、特許文献２に記載された従来の回転電機では、固定子鉄心の軸心を挟んで相対するティースには、異なる三相巻線を構成する集中巻コイルが巻装されていたので、第１および第２の三相巻線に給電される交流電流の振幅に差異が生じると、固定子鉄心の軸心を挟んで相対するティースに発生する磁気吸引力に差異が生じる。これにより、回転子が偏心し、騒音が発生するという課題があった。【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、２組の三相巻線に給電される交流電流の振幅に差異が生じても、騒音の発生を抑制できる回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る回転電機は、磁極数が８ｎ（ｎは１以上の整数）の回転子と、円環状のヨーク、およびそれぞれ、上記円環状のヨークの内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで配設された１２ｎ本のティースを備え、上記回転子との間に一定の隙間を確保して、上記回転子の外周に同軸に配設された固定子鉄心と、上記ティースのそれぞれに装着された集中巻コイルの半数の集中巻コイルを交流結線して構成されている第１の三相巻線、および上記集中巻コイルの残る集中巻コイルを交流結線して構成されている第２の三相巻線を備えた固定子巻線と、上記第１の三相巻線に給電する第１の三相交流回路と、上記第２の三相巻線に給電する第２の三相交流回路と、を備える。上記第１の三相巻線を構成する上記集中巻コイルと上記第２の三相巻線を構成する上記集中巻コイルとが、上記ティースに装着されて周方向に交互に配列しており、周方向に隣り合う上記ティースに装着された上記集中巻コイルの相が異なり、上記固定子鉄心の軸心を挟んで相対する上記ティースに装着されている上記集中巻コイルの相が同じである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明では、第１の三相巻線を構成する集中巻コイルと第２の三相巻線を構成する集中巻コイルとが、ティースに装着されて周方向に交互に配列しており、周方向に隣り合うティースに装着された集中巻コイルの相が異なっているので、周方向に隣り合うティースに発生する磁気吸引力に差異が生じる。そこで、大きさの異なる磁気吸引力を発生するティースが周方向に偏ることなく分散しているので、磁気吸引力に起因して固定子鉄心に発生する円環振動の次数が高くなり、振動が発生しにくくなり、騒音の発生が抑制される。さらに、磁気吸引力に起因する力が、周方向から満遍なく回転子の軸心に作用するので、回転子の偏心の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。【００１１】
また、固定子鉄心の軸心を挟んで相対するティースに装着されている集中巻コイルが同じ三相巻線の同じ相であるので、固定子鉄心の軸心を挟んで相対するティースには、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生する。これにより、固定子鉄心の軸心を挟んで相対するティースに発生する磁気吸引力に起因して回転子の軸心に作用する力は互いに打ち消し合い、回転子の偏心の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す横断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機における電気回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機における第１の三相交流回路に流れる電流波形を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転電機における第２の三相交流回路に流れる電流波形の第１の具体例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る回転電機における第２の三相交流回路に流れる電流波形の第２の具体例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る回転電機における第２の三相交流回路に流れる電流波形の第３の具体例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る回転電機に第２の電流波形モードの電流波形を流した場合のティース１３に発生する磁気吸引力を示す図である。
【図８】第１の従来の回転電機に第２の電流波形モードの電流波形を流した場合のティースに発生する磁気吸引力を示す図である。
【図９】第２の従来の回転電機に第２の電流波形モードの電流波形を流した場合のティースに発生する磁気吸引力を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る回転電機における電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す横断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における電気回路図である。なお、横断面図とは、回転電機の回転軸の軸心と直交する平面における断面図である。また、図１では、便宜上、ハッチングを省略している。
【００１４】
図１において、回転電機１００は、ハウジング（図示せず）内に配設された回転子１と、回転子１との間に一定の空隙を確保して、回転子１を囲繞するようにハウジングに同軸に保持された固定子１０と、を備えている。
【００１５】
回転子１は、軸心位置に挿入された回転軸２に固着された回転子鉄心３と、回転子鉄心３の外周側を軸方向に貫通する磁石収納穴４内に収納された磁石５と、を備えている。ここでは、８個の磁石５が回転子鉄心３の外周側に周方向に等角ピッチで配設されている。
【００１６】
固定子１０は、ティース１３が、それぞれ、円環状に構成されたヨーク１２の内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで１２個配設された固定子鉄心１１と、それぞれ、導体線を各ティース１３に複数回巻き回して作製された集中巻コイル１６から構成される固定子巻線１５と、固定子鉄心１１と集中巻コイル１６との間に介在する絶縁体（図示せず）と、を備える。
【００１７】
ここで、集中巻コイル１６は、ティース１３の周方向の配列順に、Ｕ１１相，Ｖ２１相，Ｗ１１相，Ｕ２１相，Ｖ１１相，Ｗ２１相，Ｕ１２相，Ｖ２２相，Ｗ１２相，Ｕ２２相，Ｖ１２相，Ｗ２２相とする。そして、Ｕ１１相とＵ１２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＵ１相コイルとし、Ｖ１１相とＶ１２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＶ１相コイルとし、Ｗ１１相とＷ１２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＷ１相コイルとする。そして、Ｕ１相コイル、Ｖ１相コイルおよびＷ１相コイルを、交流結線であるスター結線して、第１の三相巻線１５１を構成する。
【００１８】
Ｕ２１相とＵ２２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＵ２相コイルとし、Ｖ２１相とＶ２２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＶ２相コイルとし、Ｗ２１相とＷ２２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＷ２相コイルとする。そして、Ｕ２相コイル、Ｖ２相コイルおよびＷ２相コイルをスター結線して、第２の三相巻線１５２を構成する。
【００１９】
このように、固定子巻線１５は、第１の三相巻線１５１と、第２の三相巻線１５２と、から構成される。
【００２０】
回転電機１００は、図２に示されるように、三相交流回路１７と、制御回路２０と、を備える。
【００２１】
三相交流回路１７は、第１の三相巻線１５１に給電する第１の三相交流回路１７１と、第２の三相巻線１５２に給電する第２の三相交流回路１７２と、を備える。第１の三相交流回路１７１および第２の三相交流回路１７２は、それぞれ、並列に接続されたスイッチング素子１８とダイオード１９の組を２組直列に接続したものを並列に３つ配置して構成されたインバータ回路である。
【００２２】
並列に接続されたスイッチング素子１８とダイオード１９の２組を直列に接続する接続点が、それぞれ、給電線２３を介して、Ｕ１相コイル、Ｖ１相コイルおよびＷ１相コイルの給電部に接続されている。電流センサ２１が、第１の三相交流回路１７１からＵ１相コイルとＷ１相コイルの給電部への給電線２３のそれぞれに流れる電流値を検出するように配設されている。
【００２３】
また、並列に接続されたスイッチング素子１８とダイオード１９の２組を直列に接続する接続点が、それぞれ、給電線２３を介して、Ｕ２相コイル、Ｖ２相コイルおよびＷ２相コイルの給電部に接続されている。電流センサ２１が、第２の三相交流回路１７２からＵ２相コイルとＷ２相コイルの給電部への給電線２３のそれぞれに流れる電流値を検出するように配設されている。
【００２４】
制御回路２０は、電流センサ２１から得られる電流値と、回転センサ２２から得られる回転子１の回転角度と、に基づいて、第１の三相交流回路１７１と第２の三相交流回路１７２との駆動を制御する。そして、第１および第２の三相交流回路１７１，１７２のスイッチング素子１８が制御回路２０によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、電源２４の直流電力が三相交流電力に変換される。この三相交流電力が給電線２３を介して第１および第２の三相巻線１５１，１５２に供給される。そして、回転子１の磁石５の周囲に回転磁界が与えられ、回転子１が回転駆動される。
【００２５】
このように構成された回転電機１００では、第１の三相巻線１５１と第２の三相巻線１５２には、それぞれ、独立した第１の三相交流回路１７１と第２の三相交流回路１７２から、交流電力が給電される。そこで、電流センサ２１の検出誤差が生じたり、第１の三相交流回路１７１と第２の三相交流回路１７２との間で、スイッチング素子１８のスイッチング特定やＯＮ抵抗にバラツキが生じたりすると、第１の三相巻線１５１と第２の三相巻線１５２に流れる電流にアンバランスが生じることになる。
【００２６】
ここで、第１の三相巻線１５１と第２の三相巻線１５２に流れる電流波形について、図３から図６を参照しつつ説明する。図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における第１の三相交流回路に流れる電流波形を示す図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における第２の三相交流回路に流れる電流波形の第１の具体例を示す図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における第２の三相交流回路に流れる電流波形の第２の具体例を示す図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における第２の三相交流回路に流れる電流波形の第３の具体例を示す図である。
【００２７】
第１の電流波形モードは、第１の三相巻線１５１に図３に示される電流波形が流れ、第２の三相巻線１５２に図４に示される電流波形が流れる場合である。この第１の電流波形モードは、第１の三相巻線１５１に流れる電流波形と第２の三相巻線１５２に流れる電流波形との振幅が等しく、理想的なモードである。
【００２８】
第２の電流波形モードは、第１の三相巻線１５１に図３に示される電流波形が流れ、第２の三相巻線１５２に図５に示される電流波形が流れる場合である。この第２の電流波形モードは、第２の三相巻線１５２に流れる電流波形の振幅が、第１の三相巻線１５１に流れる電流波形の振幅より小さいモードである。
【００２９】
第３の電流波形モードは、第１の三相巻線１５１に図３に示される電流波形が流れ、第２の三相巻線１５２に図６に示される電流波形が流れる場合である。この第３の電流波形モードでは、第１の三相巻線１５１に電流が流れ、第２の三相巻線１５２に電流が流れていないモードである。
【００３０】
つぎに、回転電機１００のティース１３に発生する磁気吸引力について図７を参照しつつ説明する。図７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に第２の電流波形モードの電流波形を流した場合のティース１３に発生する磁気吸引力を示す図である。なお、図７中、矢印はティースに発生する磁気吸引力を示し、矢印の長さは磁気吸引力の大きさを表している。
【００３１】
まず、第２の電流波形モードの電流波形が回転電機１００に流れると、時間ｔ０において、磁気吸引力が、図７に矢印で示されるように、回転電機１００の各ティース１３に発生する。第１の三相巻線１５１を構成する集中巻コイル１６と第２の三相巻線１５２を構成する集中巻コイル１６とが周方向に交互に配設され、かつ隣接する集中巻コイル１６に流れる電流位相が異なっているので、大きな磁気吸引力が発生するティース１３と小さな磁気吸引力が発生するティース１３が、固定子１０の周方向に偏りなく分散している。そこで、磁気吸引力に起因して固定子１０に発生する円環振動の次数が高くなり、振動が発生しにくくなる。さらに、磁気吸引力に起因する力が、周方向から満遍なく回転子１の軸心Ｏに作用するので、回転子１の偏心の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。
【００３２】
また、回転子１の軸心Ｏを挟んで相対するティース１３には、同じ三相巻線の同じ相の集中巻コイル１６が装着されているので、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生する。そこで、回転子１の軸心Ｏを挟んで相対するティース１３に発生する磁気吸引力に起因して回転子１の軸心Ｏに作用する力は互いに打ち消し合う。これにより、回転子１が偏心せず、騒音の発生が抑制される。
【００３３】
また、第３の電流波形モードの電流波形が回転電機１００に流れると、電流が第２の三相巻線１５２に流れないので、第２の三相巻線１５２を構成する集中巻コイル１６が巻装されているティース１３には起磁力が発生しない。しかし、磁束が、第２の三相巻線１５２を構成する集中巻コイル１６が巻装されているティース１３を通るので、磁束の２乗に比例する磁気吸引力が、第２の三相巻線１５２を構成する集中巻コイル１６が巻装されているティース１３に発生する。この第２の三相巻線１５２を構成する集中巻コイル１６が巻装されているティース１３に発生する磁気吸引力は、第１の三相巻線１５１を構成する集中巻コイル１６が巻装されているティース１３に発生する磁気吸引力に比べて小さい。そこで、大きな磁気吸引力が発生するティース１３と小さな磁気吸引力が発生するティース１３が、固定子１０の周方向に偏りなく分散している。これにより、磁気吸引力に起因して固定子１０に発生する円環振動の次数が高くなり、振動が発生しにくくなる。さらに、磁気吸引力に起因する力が、周方向から満遍なく回転子１の軸心Ｏに作用するので、回転子１の偏心の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。また、回転子１の軸心Ｏを挟んで相対するティース１３には、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生するので、回転子１が偏心せず、騒音の発生が抑制される。
【００３４】
また、第１の電流波形モードの電流波形が回転電機１００に流れると、第１の三相巻線１５１に流れる電流波形と第２の三相巻線１５２に流れる電流波形との振幅が等しい。そして、第１の電流波形モードにおいても、大きな磁気吸引力が発生するティース１３と小さな磁気吸引力が発生するティース１３が、固定子１０の周方向に偏りなく分散しているので、磁気吸引力に起因して固定子１０に発生する円環振動の次数が高くなり、振動が発生しにくくなる。さらに、磁気吸引力に起因する力が、周方向から満遍なく回転子１の軸心Ｏに作用するので、回転子１の偏心の発生が抑制され、騒音の発生が抑制される。また、回転子１の軸心Ｏを挟んで相対するティース１３には、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生するので、回転子１が偏心せず、騒音の発生が抑制される。
【００３５】
つぎに、第２の電流波形モードの電流波形が特許文献１による回転電機２００に流れた場合について説明する。図８は第１の従来の回転電機に第２の電流波形モードの電流波形を流した場合のティースに発生する磁気吸引力を示す図である。図８において、回転電機２００は、回転子１と、固定子２０１と、を備える。固定子２０１は、固定子鉄心１１と、それぞれ、導体線を各ティース１３に複数回巻き回して作製された集中巻コイル１６から構成される固定子巻線２０２と、を備える。集中巻コイル１６は、ティース１３の周方向の配列順に、Ｕ１１相，Ｕ１２相，Ｖ１１相，Ｖ１２相，Ｗ１１相，Ｗ１２相，Ｕ２１相，Ｕ２２相，Ｖ２１相，Ｖ２２相，Ｗ２１相，Ｗ２２相とし、Ｕ１１相，Ｕ１２相，Ｖ１１相，Ｖ１２相，Ｗ１１相およびＷ１２相の集中巻コイルにより第１の三相巻線を構成し、Ｕ２１相，Ｕ２２相，Ｖ２１相，Ｖ２２相，Ｗ２１相およびＷ２２相の集中巻コイルにより第２の三相巻線を構成している。この回転電機２００は、特許文献１による回転電機に相当する。
【００３６】
第２の電流波形モードの電流波形が回転電機２００に流れると、時間ｔ０において、磁気吸引力が、図８に矢印で示されるように、回転電機２００の各ティース１３に発生する。このように、回転電機２００では、同じ組の三相巻線の同じ相の集中巻コイル１６が周方向に隣り合って固定子鉄心１１に配設されているので、磁気吸引力に起因して固定子１０に発生する円環振動の次数が低くなる。そこで、固定子２０１に低次の円環振動が発生しやすくなり、振動や騒音が大きくなる。
【００３７】
また、大きな電流が流れる集中巻コイル１６が巻装されているティース１３が、固定子鉄心１１の周方向の半分の領域に集中している。そこで、固定子鉄心１１の周方向の半分の領域のティース１３における起磁力が、固定子鉄心１１の周方向の残りの半分の領域のティース１３における起磁力より大きくなり、ティース１３に発生する磁気吸引力に、固定子２０１の周方向における偏りが発生する。そこで、固定子２０１の周方向の半分の領域に偏った大きな力Ｆが回転子１に作用するので、回転子１が偏心し、振動や騒音が回転電機２００に発生する。
【００３８】
また、回転子１の軸心Ｏを挟んで相対するティース１３には、異なる三相巻線の同じ相の集中巻コイル１６が装着されているので、異なる大きさの磁気吸引力が逆向きに発生する。そこで、回転子１の軸心Ｏを挟んで相対するティース１３に発生する磁気吸引力に起因する力が、回転子１の軸心Ｏに作用するので、回転子１が偏心し、騒音が発生する。
【００３９】
また、第３の電流波形モードの電流波形が回転電機２００に流れた場合には、電流が第２の三相巻線に流れないので、第２の三相巻線の集中巻コイル１６が装着されているティース１３には、磁束が通ることに起因する磁気吸引力が発生する。この第２の三相巻線の集中巻コイル１６が装着されているティース１３に発生する磁気吸引力は、第２の電流波形モードの電流波形が回転電機２００に流れた場合における第２の三相巻線の集中巻コイル１６が装着されているティース１３に発生する磁気吸引力より小さくなる。そこで、大きな磁気吸引力が、固定子鉄心１１の周方向の半分の領域のティース１３に集中する。これにより、固定子２０１の周方向の半分の領域に偏った力Ｆが、第２の電流波形モードの場合に比べて、さらに大きくなり、回転子１を偏心させ、大きな振動や騒音が発生する。また、回転子１の軸心Ｏを挟んで相対するティース１３に発生する磁気吸引力に起因して回転子１の軸心Ｏに作用する力が大きくなり、回転子１を偏心させ、大きな振動や騒音が発生する。
【００４０】
なお、第１の電流波形モードの電流波形が回転電機２００に流れた場合には、第１の三相巻線に流れる電流波形と第２の三相巻線に流れる電流波形との振幅が等しい。そこで、回転子１の軸心Ｏを挟んで相対するティース１３には、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生するので、回転子１が偏心せず、騒音の発生が抑制される。
【００４１】
つぎに、第２の電流波形モードの電流波形が特許文献２による回転電機３００に流れた場合について説明する。図９は第２の従来の回転電機に第２の電流波形モードの電流波形を流した場合のティースに発生する磁気吸引力を示す図である。図９において、回転電機３００は、回転子３０１と、固定子３１０と、を備える。回転子３０１は、軸心位置に挿入された回転軸３０２に固着された回転子鉄心３０３と、回転子鉄心３０３の外周側を軸方向に貫通する磁石収納穴３０４内に収納された４個の磁石３０５と、を備えている。固定子３１０は、ティース３１３が、それぞれ、円環状に構成されたヨーク３１２の内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで６個配設された固定子鉄心３１１と、それぞれ、導体線を各ティース３１３に複数回巻き回して作製された集中巻コイル１６から構成される固定子巻線３１５と、を備える。集中巻コイル１６は、周方向の並び順に、Ｕ１相，Ｗ２相，Ｖ１相，Ｕ２相，Ｗ１相，Ｖ２相とし、Ｕ１相，Ｖ１相およびＷ１相の集中巻コイルにより第１の三相巻線を構成し、Ｕ２相，Ｖ２相およびＷ２相の集中巻コイルにより第２の三相巻線を構成している。この回転電機３００であり、特許文献２による回転電機に相当する。
【００４２】
第２の電流波形モードの電流波形が回転電機３００に流れると、時間ｔ０において、磁気吸引力が、図９に矢印で示されるように、回転電機３００の各ティース３１３に発生する。回転電機３００では、第１の三相巻線を構成する集中巻コイル１６と第２の三相巻線を構成する集中巻コイル１６とが周方向に交互に配設され、かつ隣接する集中巻コイル１６に流れる電流位相が異なっているので、大きな磁気吸引力が発生するティース３１３と小さな磁気吸引力が発生するティース３１３が、固定子３１０の周方向に偏りなく分散している。そこで、磁気吸引力に起因して固定子３１０に発生する円環振動の次数が高くなり、振動が発生しにくくなる。さらに、磁気吸引力に起因する力が、周方向から満遍なく回転子３０１の軸心Ｏに作用するので、回転子３０１の偏心の発生が抑制される。
【００４３】
しかし、回転子３０１の軸心Ｏを挟んで相対するティース３１３には、異なる三相巻線の同じ相の集中巻コイル１６が装着されているので、異なる大きさの磁気吸引力が逆向きに発生する。そこで、磁気吸引力に起因する力Ｆが、回転子３０１に偏って作用するので、回転子１が偏心し、振動や騒音が回転電機３００に発生する。
【００４４】
また、第３の電流波形モードの電流波形が回転電機３００に流れた場合には、電流が第２の三相巻線に流れないので、第２の三相巻線の集中巻コイル１６が装着されているティース３１３には、磁束が通ることに起因する磁気吸引力が発生する。この第２の三相巻線の集中巻コイル１６が装着されているティース３１３に発生する磁気吸引力は、第２の電流波形モードの電流波形が回転電機３００に流れた場合における第２の三相巻線の集中巻コイル１６が装着されているティース３１３に発生する磁気吸引力より小さくなる。そこで、大きな磁気吸引力が、第１の三相巻線が巻装されているティース３１３に集中する。これにより、回転子３０１に作用する力Ｆが、第２の電流波形モードの場合に比べて、さらに大きくなり、回転子１を偏心させ、大きな振動や騒音が発生する。
【００４５】
なお、第１の電流波形モードの電流波形が回転電機３００に流れた場合には、第１の三相巻線に流れる電流波形と第２の三相巻線に流れる電流波形との振幅が等しい。そこで、回転子３０１の軸心Ｏを挟んで相対するティース３１３には、同じ大きさの磁気吸引力が逆向きに発生するので、回転子３０１１の軸心Ｏを挟んで相対するティース１３に発生する磁気吸引力に起因して回転子１の軸心Ｏに作用する力は打ち消し合い、回転子３０１が偏心せず、騒音の発生が抑制される。
【００４６】
このように、実施の形態１によれば、第１および第２の三相巻線１５１，１５２に給電される交流電流の振幅に差異が生じても、特許文献１，２に比べて、振動および騒音の発生を抑制することができる。
また、第１および第２の三相巻線１５１，１５２が三相の巻線をスター結線して構成されているので、循環電流が第１および第２の三相巻線１５１，１５２に発生しない。そこで、循環電流に起因するブレーキ力の発生がなく、回転電機１００の性能を向上させることができる。
【００４７】
実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機における電気回路図である。
【００４８】
図１０において、固定子巻線１５Ａが、第１の三相巻線１５３と第２の三相巻線１５４とから構成されている。集中巻コイル１６は、ティース１３の周方向の配列順に、Ｕ１１相，Ｖ２１相，Ｗ１１相，Ｕ２１相，Ｖ１１相，Ｗ２１相，Ｕ１２相，Ｖ２２相，Ｗ１２相，Ｕ２２相，Ｖ１２相，Ｗ２２相とする。そして、Ｕ１１相とＵ１２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＵ１相コイルとし、Ｖ１１相とＶ１２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＶ１相コイルとし、Ｗ１１相とＷ１２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＷ１相コイルとする。そして、Ｕ１相コイル、Ｖ１相コイルおよびＷ１相コイルをデルタ結線して、第１の三相巻線１５３を構成する。
【００４９】
Ｕ２１相とＵ２２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＵ２相コイルとし、Ｖ２１相とＶ２２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＶ２相コイルとし、Ｗ２１相とＷ２２相の集中巻コイル１６を直列に接続してＷ２相コイルとする。そして、Ｕ２相コイル、Ｖ２相コイルおよびＷ２相コイルをデルタ結線して、第２の三相巻線１５４を構成する。
なお、このように構成された回転電機１０１は、固定子巻線１５Ａを用いている点を除いて、上記実施の形態１による回転電機１００と同様に構成されている。
【００５０】
したがって、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
この実施の形態２によれば、第１および第２の三相巻線１５３，１５４が三相の巻線をデルタ結線して構成されているので、三相の巻線をスター結線するときに必要な中性点の結線が不要となる。そこで、中性点を結線するための導体線が不要となり、部品点数を削減できるので、回転電機１０１の体格の増大を抑えて、低コスト化が図られる。
【００５１】
なお、上記各実施の形では、８極１２スロットに回転電機について説明しているが、極数スロット数はこれに限定されず、８ｎ極１２ｎスロット（但し、ｎは１以上の自然数）の回転電機であればよい。
また、上記各実施の形態では、各相コイルが、同相の集中巻コイルを直列に接続して構成されているが、各相コイルは、同相の集中巻コイルを並列に接続して構成されてもよい。この場合、相コイルのターン数が固定子鉄心のスロット数に依らないので、構成の自由度が高くなる。また、集中巻コイルの線径を小さくできるので、巻線工程が容易となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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