(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子内径部が空心状態のときの電機子巻線の自己インダクタンスと、電機子内に測定用鉄心を挿入した状態の電機子巻線の自己インダクタンスとを測定し、測定した空心状態および測定用鉄心を挿入したそれぞれの状態の自己インダクタンスの差から上記電機子巻線の巻回数を判別することを特徴とする電機子巻線の巻回数判別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機における電機子巻線の巻回数を判別する回転電機の電機子巻線巻回数判別方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の回転電機を示す正面断面図、図６は同じく側面断面図である。
図において、１１は軸、１２はこの軸１１に固定されている回転子、１３は電機子、１４はフロントブラケット、１５はリヤブラケットで、これらは共に軸受け１６，１７を介して、軸１１を回転可能に支持している。又、１３ａは電機子鉄心、１３ｂは電機子鉄心１３ａに形成されたティース、１３ｃはティース１３ｂ間に形成されたスロット、１３ｄは図中１カ所しか示していないが、スロット１３ｃ内に挿設された電機子コイル、１８は空隙である。
【０００３】
次に動作について説明する。回転電機が電動機として作動する時は、図示していないインバータから電機子コイル１３ｄに電流が流されるとにより、回転磁界が発生し、これにより軸１１に固定された回転子１２に回転トルクが発生する。また、発電機として作動する時は、軸１１に回転トルクが入力されると、軸１１に固定された回転子１２が回転して、電機子コイル１３ｄに鎖交磁束が作用して、電機子コイル１３ｄに起電力が発生し、図示していないインバータから電力を回収する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転電機は以上のように構成されているので、電機子コイルの並列回路数の多い巻線や、機械巻線のできない手巻き巻線作業によって製作する電機子に関しては、巻き回数の誤差が生じることがあった。そして、巻き回数の誤差は巻線抵抗値では判別不可能であった。即ち、コイルの抵抗値はコイルのスロット挿入位置、例えばスロットの外周側と内周側で全長が異なるため、±５％の差が生じる。このため正確に巻回数を判別することができないのである。このため運転時に内部起電力のアンバランスが生じてしまい、電機子コイル内に循環電流が発生し、巻線の温度上昇を招き、コイルの焼損を引き起こすという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、電機子コイルの巻回数を電機子製作時に判別可能とすることで、信頼性に優れた回転電機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る電機子巻線の巻回数判別方法は、電機子内径部が空心状態のときの電機子巻線の自己インダクタンスと、電機子内に測定用鉄心を挿入した状態の電機子巻線の自己インダクタンスとを測定し、測定した空心状態および測定用鉄心を挿入したそれぞれの状態の自己インダクタンスの差から上記電機子巻線の巻回数を判別するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１，図２はこの発明の実施の形態１による電機子を示す側面断面図であり、図１は空心状態、図２は鉄心を挿入した状態を示している。図において、１は電機子、１ａは電機子鉄心、１ｂは電機子鉄心１ａに形成されたティース、１ｃはティース１ｂ間に形成されたスロット、１ｄは図中１箇所しか示していないが、スロット１ｃ内に挿設された電機子コイル、２は鉄心である。
又、図３は本実施形態に係わる回転電機の電機子巻線の結線概要を示す図であり、図４は図３の結線を電機子鉄心１ａを含めてより詳細に表した図である。
【０００８】
図において、図中下段の番号は便宜上付けたスロット番号である。Ｕ相のコイルは第４のスロットから第１のスロット、Ｖ相のコイルは第６のスロットから第３のスロット、Ｗ相のコイルは第２のスロットから第５のスロットに埋設されるように振り分けて、回転電機の特性に見合った巻回数で巻かれている。それぞれの相のコイルは各々同じ巻回数のコイルをいくつか並列に構成して巻かれている。図２は図１の空心状態から空隙が無い状態に、測定用鉄心２を電機子１内に挿入し、磁気回路を閉じた状態を表している。自己インダクタンスの測定は各相各並列コイル毎に測定する。
【０００９】
本実施形態の回転電機の電機子巻線の判別では、特に各相の各並列コイル毎に、空心状態（図１）の漏れ磁束によるコイル１ｄの自己インダクタンスを、測定用鉄心２を電機子１内に挿入した状態（図２）の自己インダクタンスから引くことによって、巻回数の判別を可能としている。
即ち、コイル１ｄの自己インダクタンスは巻回数の２乗に比例するため、抵抗値の測定では検出できなかった巻回数を正確に判別することが可能となるものである。
【００１０】
以上のことを数式を用いて詳しく説明する。一般に自己インダクタンスをＬ、巻数をＮ、磁気抵抗をＲ、漏れ磁束による影響をφとすると、Ｌ＝Ｎ2／Ｒ＋φなる関係式が導かれる。φはコイルエンド部分の電機子鉄心より露出している部分に発生する漏れ磁束であり、Ｌ１測定時とＬ２測定時ではほぼ同じ値である。図１の状態では  Ｌ1＝Ｎ2／Ｒ1＋φ…（１）式となり、図２の状態では  Ｌ2＝Ｎ2／Ｒ2＋φ  となる。よって、（２）式−（１）式より、Ｌ2−Ｌ1＝Ｎ2（１／Ｒ2−１／Ｒ1）  となり、φは消去されるので、
【００１１】
【数１】
【００１２】
となり、巻数Ｎが求められるのである。
【００１３】
上述した測定方法により、Ｌ１とＬ２との差を求めると漏れ磁束が消去された式となり、電機子鉄心の中心部に測定用鉄心の有無によるコイルの自己インダクタンスＬ１、Ｌ２を測定することにより、正確に巻回数の判別をすることが可能となる。
なお、図３は３相Ｙ結線方式の回転電機について説明したが、この方式の回転電機以外であっても同様に測定することができる。
【００１４】
以上のようにすることにより、回転電機の電機子コイルの巻回数を正確に判別することが可能となるため、歩留まりが向上し、高品質で安価な回転機械を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る電機子巻線の巻回数判別方法によれば、電機子鉄心内径部が空心状態のときの電機子巻線の自己インダクタンスと、電機子内に測定用鉄心を挿入した状態の電機子巻線の自己インダクタンスとの差を測定することにより、巻回数を判別するようにしたので、電機子巻線の巻回数を正確に判別をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による、空心状態における電機子を示す側面断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による、鉄心挿入状態の電機子を示す側面断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電機子巻線の結線を示す結線図である。
【図４】この発明の実施の形態１による電機子巻線の結線を示す結線図である。
【図５】従来の回転電機を示す正面断面図である。
【図６】従来の回転電機を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１  電機子、１ｃ  電機子巻線、２  測定用鉄心。
【図１】
0003568410.tif 000002
【図２】
0003568410.tif 000003
【図３】
0003568410.tif 000004
【図４】
0003568410.tif 000005
【図５】
0003568410.tif 000006
【図６】
0003568410.tif 000007