(57)【要約】【課題】電動機の種類にかかわらず、主電動機と補機電動機とを複数台の標準設計のインバータにより切換えて駆動することが可能な交流電動機を提供する。【解決手段】ｐを極対数としたとき、１極１相を構成する複数のスロット１０に納めたコイル１１，１２を２ｐ組、或いは２ｐ×１．５組のコイルで構成するとともに、各組コイルによって生じる電圧ベクトルでひとつの合成磁極を形成するように前記２ｐ組、或いは２ｐ×１．５組コイルのスロットへの配置位置およびコイル接続を決めることにより、２ｐ組コイルの組数の２倍、或いは２ｐ×１．５組コイルの組数と同数のインバータで駆動することが可能であると共に、インバータ出力周波数の６０／ｐ倍の回転数で駆動できることを特徴とする交流電動機。【選択図】図１
2011041353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐを極対数としたとき、１極１相を構成する複数のスロットに納めたコイルを２ｐ組、或いは２ｐ×１．５組のコイルで構成するとともに、各組コイルによって生じる電圧ベクトルでひとつの合成磁極を形成するように前記２ｐ組、或いは２ｐ×１．５組コイルのスロットへの配置位置およびコイル接続を決めたことを特徴とする交流電動機。
【請求項２】
請求項１の電動機において、２ｐ組コイル、或いは２ｐ×１．５組コイルにそれぞれインバータを接続し、２ｐ組コイルの組数の２倍、或いは２ｐ×１．５組コイルの組数と同数のインバータで駆動することを特徴とする交流電動機。
【請求項３】
請求項２の電動機において、インバータ出力周波数の６０／ｐ倍の回転数で駆動することを特徴とする交流電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多巻線構成の固定子コイルを備え、且つ複数のインバータで駆動される交流電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
多巻線構成の交流電動機の一例としては、船舶の推進用電動機に用いられているものがある（特許文献１参照）。この電動機は複数のインバータで駆動できるように特殊な構造の複数の多巻線によって構成されており、たとえ、インバータのいずれかに故障が生じても残りのインバータで航行できるようになっている。この例では、各インバータは切換器を介してそれぞれ電動機の多巻線と、あるいはスラスター、カーゴポンプなどの補機電動機に切換接続できるようになっており、航行中はインバータを電動機用インバータとして使用し、航行していない時は補機電動機用インバータとして切換るようになっている。
【０００３】
このシステムの従来構成を図１４に基づいて説明する。図１４は推進用プロペラ６に機械的に連結された推進用電動機（以下、主電動機という）５の多巻線コイルに電源１からそれぞれの固定子コイルに給電するために、インバータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄをリアクトル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄおよび切換スイッチ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄを介して接続する。さらに主電動機５の負荷減少時または停止持にインバータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄのいずれか、またはすべてを例えばコンプレッサ９を駆動する補機電動機８に切換スイッチ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄを介して給電するようにする。この場合、補機電動機８も主電動機と同じ多巻線で構成されている。図１５は図１４の主電動機５及び補機電動機８の固定子コイルを示すもので、これら電動機には例えば１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの４組の多巻線からなる巻線が施されており、それぞれが独立している。図１５では各組のコイルはスター結線としているが、デルタ結線でもかまわない。
【０００４】
この種多巻線電動機は通常の電動機の固定子コイルと異なり巻装方法が複雑で、その一例を図１６に基づいて説明する。すなわち図１６の結線図は
３相
４極
スロット数４８
１極１相あたりのスロット数４
２層重ね巻（上コイル、下コイル）
コイルピッチ  １〜１１
並列回路数  ４
スター結線
の場合を一例として示してある。ただし、簡単のためにＵ層のみのコイル結線図である。図１５でＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４がＵ相のコイル、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４がＶ相のコイル、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４がＷ相のコイルを示しており、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は各コイルの中性点である。
【０００５】
図１６で複数のスロット１０を［１］、［２］、［３］、・・・・・・・［４７］、［４８］の数字で示してある。図１６の六角形状のコイルの実線が上コイル１１、破線が下コイル１２を示し、スロット内に上下コイルが収納されている。六角形状のコイルはすべて同一形状であり、各コイルの端部で渡り線１３により関連するコイルを直列に接続して、固定子コイルとしての特性を発揮するように構成されている。Ｕ１の上コイルはスロット［１］、［２］、［３］、［４］に収めて中性点Ｎ１と接続され、Ｕ２の上コイルはスロット［１６］、［１５］、［１４］、［１３］に収めて中性点Ｎ２と接続され、Ｕ３の上コイルはスロット［２５］、［２６］、［２７］、［２８］に収めて中性点Ｎ３と接続され、Ｕ４の上コイルはスロット［４０］、［３９］、［３８］、［３７］に収めて中性点Ｎ４と接続されている。この接続方法は周知のコイル接続方法である。
【０００６】
このように固定子コイルを複数組巻装することにより、図１４の主電動機５が定格最大負荷時にはインバータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄはすべて主電動機５に給電しているが、負荷減少時にはたとえばインバータ２Ａを停止するか、或いはこのときに補機電動機８を運転する必要があれば、インバータ２Ａの切換スイッチ４Ａを補機側に切り換えて使用することが可能となる。このため主電動機５と補機電動機８に個別の専用インバータを設ける必要がなくなるため、設備費用が安価となり、またスペースを有効に利用できる利点がある。
【０００７】
ところでこのようにインバータを切り換えて異なる電動機を駆動する場合、それぞれの電動機の最大効率点の回転数が異なると駆動周波数を変える必要がある。例えば４極の主電動機５が最高効率を示す回転数を１，２００ｒｐｍ−１とすると、
ｆ＝Ｐｎ／１２０＝４×１２００／１２０＝４０［Ｈｚ］
すなわちインバータの出力を４０Ｈｚとすればよい。しかし同じ４極の補機電動機８が最高効率を示す回転数が７，２００ｒｐｍ−１であれば、
ｆ＝Ｐｎ／１２０＝４×７２００／１２０＝２４０［Ｈｚ］
となりインバータの出力を２４０Ｈｚにする必要がある。インバータを主電動機５と補機電動機８との共用とすると、この場合は２４０Ｈｚまでの周波数制御が可能なインバータを採用することになる。
【０００８】
しかし、現在我が国で使用されている標準設計のインバータでは１２０Ｈｚが上限のものが多く２４０Ｈｚという高周波まで出力可能なインバータは、各製造者では非標準設計で非常に高価なものとなる。したがって２４０Ｈｚという高周波まで周波数制御が必要な場合は非標準設計の高価なインバータを使用することとなり、費用削減の効果が十分に得られないこととなる。
【０００９】
さらに、補機用電動機８を２４０Ｈｚの電源で運転する場合は、１２０Ｈｚの電源で運転する場合と比較すると鉄損及び漂遊負荷損が増大し、また高周波数になるにつれてインバータ出力電圧波形にインパルスが重畳しやすくなるため、補機電動機８に絶縁破壊が発生する可能性もある。
【００１０】
この問題を解決するためには、補機電動機８の極数を２極とすれば１２０Ｈｚのインバータを使用することにより解決できると考えられるが、周知のように電動機固定子コイルの並列回路数は極数の約数となるため、２極の電動機の場合では並列回路数を１、２以外は選択できない。従ってこの場合、補機電動機の極数が２極であれば、並列回路数は１或いは２回路となり、インバータの使用台数は最大２台までとなる。
【００１１】
この実施例では補機用電動機８を駆動するために容量的に４台のインバータを必要とするが、並列回路数を最大２しか選択できないからインバータは２台しか接続できず、電源容量が不足する可能性がある。すなわち補機用電動機８をたとえ２極機としても、上限周波数が１２０Ｈｚの標準設計の経済的なインバータでは並列回路数の制限から定格容量で使用することができないことになる。
【００１２】
このように図１４の従来方式では、主電動機５と補機電動機８の容量、特性、所要回転数、最大効率点の回転数に相違がある場合には標準設計の安価なインバータを使用できない場合があり、インバータの費用と設置スペースを抑制しながら同一の運転特性を得ることはできないことがあるという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−７２７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記の欠点に鑑みてなされたもので、補機用電動機の固定子コイルの巻装方法を考慮することにより、極数の２倍及び１．５倍の数のインバータで駆動することが可能で、且つ出力周波数範囲が広い非標準設計の高価なインバータを採用する必要がない経済的な駆動システムを可能とする交流電動機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記の目的を達成するために、ｐを極対数としたとき、１極１相を構成する複数のスロットに納めたコイルを２ｐ組、或いは２ｐ×１．５組のコイルで構成するとともに、各組コイルによって生じる電圧ベクトルでひとつの合成磁極を形成するように前記２ｐ組、或いは２ｐ×１．５組コイルのスロットへの配置位置およびコイル接続を決めてたとえ２極機でも４つの並列回路数を有するように交流電動機の固定子コイルを構成したものである。これにより、２ｐ組コイルの組数の２倍、或いは２ｐ×１．５組コイルの組数と同数のインバータで駆動できると共にインバータ出力周波数の６０／ｐ倍の回転数で駆動できるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は主電動機と補機電動機のインバータを切換えて使用するシステムを採用する場合に、補機用電動機の固定子コイルの巻装方法を上記のように構成することにより、電動機極数の２倍及び１．５倍の数のインバータで駆動すると共にインバータ出力周波数の６０／ｐ倍の回転数で駆動することができる。このため例えば０〜２４０Ｈｚのように出力周波数範囲が広い非標準設計の高価なインバータを採用する必要がなくなり、標準設計の比較的安価なインバータを採用することが可能となり、全体的に経済性とスペース性を確保することができる効果がある。さらに、低い周波数で運転可能となり、鉄損及び漂遊負荷損が増大することなく、またインバータ出力電圧波形にインパルスが重畳することがなくなるため、補機電動機８の絶縁破壊が発生することを防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１を示す交流電動機固定子コイルの内、スター接続としたＵ相の接続図である。
【図２】本発明の実施形態１による交流電動機固定子コイルにより生成される電圧ベクトルの図である。
【図３】本発明の実施形態１による交流電動機固定子コイルにより生成される電圧ベクトルを合成した図である。
【図４】本発明の実施形態１を示す交流電動機固定子コイルの内、デルタ接続としたＵ相の接続図である。
【図５】本発明実施形態１の交流電動機固定子コイルの内、スター接続としたＵ相の他の接続図の例である。
【図６】本発明実施形態１の他の接続例による交流電動機固定子コイルにより生成される電圧ベクトルの図である。
【図７】本発明実施形態１の他の接続例による交流電動機固定子コイルにより生成される電圧ベクトルを合成した図である。
【図８】本発明の実施形態２を示す交流電動機固定子コイルの内、スター接続としたＵ相の接続図である。
【図９】本発明の実施形態２による交流電動機固定子コイルにより生成される電圧ベクトルの図である。
【図１０】本発明実施形態２による交流電動機固定子コイルにより生成される電圧ベクトルを合成した図である。
【図１１】本発明実施形態２の交流電動機固定子コイルの内、スター接続としたＵ相の他の接続図の例である。
【図１２】本発明実施形態２の他の接続例による交流電動機固定子コイルにより生成される電圧ベクトルの図である。
【図１３】本発明実施形態２の他の接続例による交流電動機固定子コイルにより生成される電圧ベクトルを合成した図である。
【図１４】従来の複数のインバータを使用して、推進用電動機及び補機電動機に切換えて給電する船舶用システムの一例を示す図である。
【図１５】４並列回路の固定子コイルの構成を示す図である。
【図１６】従来の４巻線３相交流電動機の固定子コイルの内、Ｕ相のみを示すコイル接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態１）
図１は図１６と同一部分を同一符号で示した本発明の実施形態１を示した図で、補機用電動機の固定子コイルの内、Ｕ相のみを示した接続図である。コイルはスロット１０の［１］、［２］、［３］、・・・・［４７］、［４８］に上コイル１１と下コイル１２とを２層に巻層したものであり、六角形状のコイルはすべて同一形状である。この各コイル端部を渡り配線１３により関連するコイルと直列に接続して固定子コイルとしての性能を発揮するように構成される点は、従来の実施例である図１６と同一である。しかし、本発明の実施例では
１極１相あたりのスロット数８
コイルピッチ  １〜２１
１極１相スロットに２組のコイルを設け、極数を２極構成としている点が図１６と異なる。
【００１９】
すなわちＵ相のみを例にとれば、Ｕ１組のコイルをスロット［１］、［４］、［６］、［７］に収めた上で中性点Ｎ１と接続し、Ｕ２組のコイルをスロット［２］、［３］、［５］、［８］に収めた上で中性点Ｎ２と接続する。同じくＵ３組のコイルをスロット［３１］、［３０］、［２８］、［２５］に収めた上で中性点Ｎ３に、Ｕ４組のコイルをスロット［３２］、［２９］、［２７］、［２６］に収めた上で中性点Ｎ４と接続する。なおこの実施形態では固定子コイルのピッチを一例として１〜２１としているが、任意に選ぶことが可能である。
【００２０】
このように１極１相スロット１〜８にＵ１とＵ２の２組のコイルを、またスロット２５〜３２にＵ３とＵ４の２組のコイルを収納することにより各組のコイルによって生成される電圧ベクトルは図２のようになる。図１のスロット［１］〜［８］のコイルによる電圧ベクトル及びスロット［２５］〜［３２］のコイルによる電圧ベクトルは、図２において各矢印を付した直線のようになる。すなわち［１］、［４］、［６］、［７］がＵ１組の電圧ベクトル、［２］、［３］、［５］、［８］がＵ２組の電圧ベクトル、［２５］、［２８］、［３０］、［３１］がＵ３組の電圧ベクトル、及び［２６］、［２７］、［２９］、［３２］がＵ４組のベクトルとなる。この内Ｕ１組及びＵ２組の各コイル間の電気角は、
３６０°÷４８スロット＝７．５°
である。図２において、横軸をｘ軸、縦軸をｙ軸とし、ｙ軸を磁極中心とする。ここでＵ１組の電圧ベクトルはスロット［１］、［４］、［６］、［７］に収めた固定子コイルによる電圧ベクトルの合成であるから、各スロットで生成されるベクトルと磁極中心との間の角度は
スロット［１］３×７．５＋３．７５＝２６．２５°
スロット［４］３．７５°
スロット［６］７．５＋３．７５＝１１．２５°
スロット［７］２×７．５＋３．７５＝１８．７５°
である。同様に
スロット［２］２×７．５＋３．７５＝１８．７５°
スロット［３］７．５＋３．７５＝１１．２５°
スロット［５］３．７５°
スロット［８］３×７．５＋３．７５＝２６．２５°
である。
【００２１】
したがってこれらのベクトルの値を１とし、角度をＲａｄｉａｎ変換して、ｘ軸成分、ｙ軸成分に分けて合成すると、次のようになる。
【００２２】
Ｕ１のｘ軸成分  -sin26.25°-sin3.75°+sin11.25°+sin18.75°=0.008838
Ｕ１のｙ軸成分  cos26.25°+cos3.75°+cos11.25°+sin18.75°=3.82245
Ｕ２のｘ軸成分  -sin18.75°-sin11.25°+sin3.75°+sin26.25°＝-0.008838
Ｕ２のｙ軸成分  cos18.75°+cos11.25°+cos3.75°+sin26.25°=3.82245
この計算結果から得られたＵ１組、Ｕ２組の電圧ベクトルを図３に示す。図３から判明するように合成ベクトルはＵ１、Ｕ２の大きさは同じとなり、その位相差は
θ＝２×ｔａｎ−１（０．００８８３８／３．８２２４５）＝０．２６５°
である。Ｕ３、Ｕ４組も同様にして求められる。
【００２３】
結局図１に示す実施例では、補機電動機８の固定子コイルによって生成される電圧ベクトルは、図１のコイルＵ１、Ｕ２により１極が構成され、同じくＵ３とＵ４のコイルにより１極が構成される。これにより２極構成と同等となり、従って従来方式では実現できなかった４並列回路により４台のインバータで２極機を駆動することが可能となる。このため７,２００ｍｉｎ−１の回転数で運転を行う必要がある４並列多相電動機でも２極機と同等とすることが可能となり、従来極数と並列回路数等の関係で２極機が製作できなかった電動機でも、本発明の実施形態１による電動機の巻線方法を使用すれば、２４０Ｈｚの高周波インバータが必要なくなり、標準設計の最高出力周波数１２０Ｈｚのインバータで７,２００ｍｉｎ−１運転が可能となって経済的である。さらに４極機を２４０Ｈｚで運転する場合と比較して、最高周波数が１２０Ｈｚであるから損失も減少する利点がある。
【００２４】
上述の形態は極数２の場合であるが、４、６、・・・・極と多くなる場合についても２極の場合と同様の効果が得られる。すなわち
Ｓ：  スロット数
ｐ：  極対数
Ｐ：  極数  ＝  ２ｐ
ｍ：  相数
ｑ：  １極１相あたりのスロット数
ｆ：  インバータの出力周波数  ［Ｈｚ］
Ｎ：  電動機の回転数  ［ｒｐｍ−１］
ｎ：  並列回路数
とした場合、上記実施形態の電動機で次式が成立する。
【００２５】
スロット数  S=2pmq=2p×3×8=48p--------(1) 
並列回路数  n=4p=2P--------------------(2)
回転数  N=120f/P=120f/2p=60f/p---------(3)
すなわち（３）式から交流電動機の回転数は、インバータ出力周波数ｆの６０／ｐとなる。ここで極対数ｐ  を１〜５に変更した場合、電動機の回転数は表１に示すようになる。
【表１】
2011041353.tif 000003
【００２６】
上記実施形態は電動機のコイルがスター結線の場合であるが、デルタ結線の場合は固定子コイルの結線は図１と同一部分に同一符号を付した図４のようになる。図４と図１の結線方法が異なる点は、中性点Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の代わりに次の相であるＶ相のコイルＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４に接続する点である。デルタ結線の場合も電圧ベクトルの関係は変わらないため、スター結線と同様の効果が得られる。
【００２７】
以上をまとめると次のようになる。
【００２８】
３相、極数２×ｐ（ｐ：正の整数（極対数））、１極１相あたりのスロット数８、２層巻、重ね巻とする交流電動機であって、１極１相を構成するスロットに納めるコイルを順にコイル１，２，３，４，５，６，７，８と呼称した場合に、スター結線においては、コイル１，４，６，７，中性点を順に接続すると共にコイル２，３，５，８，中性点を順に接続する。
【００２９】
デルタ結線においては，コイル１，４，６，７，次相Ｖ１のコイル１を順に接続すると共にコイル２，３，５，８，次相Ｖ２のコイル２を順に接続することにより並列回路数を４×ｐとし、４×ｐ台のインバータによりインバータの出力周波数の６０／ｐ倍の回転数で駆動するようにしたものである。
【００３０】
次に実施形態１の他の一例を図５に基づいて説明する。図５は図１の変形例で、Ｕ１組の各コイルをスロット［１］、［４］、［５］、［８］に収めた上で中性点Ｎ１と接続し、Ｕ２組の各コイルをスロット［２］、［３］、［６］、［７］に収めた上で中性点Ｎ２と接続する。同じくＵ３組の各コイルをスロット［３２］、［２９］、［２８］、［２５］に収めた上で中性点Ｎ３に接続し、Ｕ４組の各コイルをスロット［３１］、［３０］、［２７］、［２６］に収めた上で中性点Ｎ４と接続する。このように接続すると、図５の固定子コイルによって生成する電圧ベクトルは図６のようになり、それらを合成すると図７のようになる。図７から分かるようにＸ軸方向は左右対称で同位相になり、Ｙ軸方向のみ僅かの電圧差となっている点が異なるが、このような巻線構成によっても同一の効果が得られる。
【００３１】
（実施形態２）
上記実施形態１は並列回路数が４である場合を示したものであるが、インバータ台数を減少させるために並列回路数を３とした場合の実施例を図４と同一部分に同一符号を付した図８に基づいて説明する。
【００３２】
実施形態２では
３相
スロット数  ７２
１極１相あたりのスロット数１２
コイルピッチ  １〜３１
とし、Ｕ１のコイルをスロット［１］、［４］、［７］、［１０］、［４８］、［４５］、［４２］、［３９］に収めた上で中性点Ｎ１と接続し、Ｕ２のコイルをスロット［２］、［５］、［８］、［１１］、［４７］、［４４］、［４１］、［３８］に収めて中性点Ｎ２と接続し、Ｕ３のコイルをスロット［３］、［６］、［９］、［１２］、［４６］、［４３］、［４０］、［３７］に収めた上で中性点Ｎ３に接続したスター結線である。
【００３３】
このように各スロットにコイルを収納し、渡り配線１３により接続することにより複組のコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３を構成する。この固定子コイルによって生成される電圧ベクトルは図９のようになる。図９において、各矢印の直線は［１］〜［１２］及び［３７］〜［４８］に収納されているコイルによる電圧ベクトルを示している。またコイル間の電気角は
３６０÷７２スロット＝５°である。
【００３４】
実施形態１の図２と同じく横軸をｘ軸、縦軸をｙ軸として磁極中心とした図９において、各スロット［１］〜［１２］及び［３７］〜［４８］のコイルによって生成される電圧ベクトルは図９の放射状の直線のようになる。この内、スロット［１］、［４］、［７］、［１０］の電圧ベクトルを合成したものがＵ１相の電圧ベクトル、同じくスロット［２］、［５］、［８］、［１１］の電圧ベクトルを合成したものがＵ２相の電圧ベクトル、スロット［３］、［６］、［９］、［１２］の電圧ベクトルを合成したものがＵ３相の電圧ベクトルである。各スロット［１］、［４］、［７］、［１０］の電圧ベクトルと磁極中心との間の電気角は
スロット［１］   ５×５．０＋２．５＝２７．５°
スロット［４］   ２×５．０＋２．５＝１２．５°
スロット［６］   ２．５°
スロット［７］   ３×５．０＋２．５＝１７．５°
である。同様にしてスロット［２］、［５］、［８］、［１１］の電圧ベクトルと磁極中心との間の電気角は
スロット［２］   ４×５．０＋２．５＝２２．５°
スロット［５］   ５．０＋２．５＝７．５°
スロット［８］   ５．０＋２．５＝７．５°
スロット［１１］ ４×５．０＋２．５＝２２．５°
である。またスロット［３］、［６］、［９］、［１２］の電圧ベクトルでは磁極中心との間の電気角は
スロット［３］   ３×５．０＋２．５＝１７．５°
スロット［６］   ２．５°
スロット［９］   ２×５．０＋２．５＝１２．５°
スロット［１２］ ５×５．０＋２．５＝２７．５°
である。
【００３５】
したがって、これらの各ベクトルの値を１として、ｘ軸成分、ｙ軸成分に分けて合成すると、
Ｕ１のｘ軸成分  ‐sin27.5°‐sin12.5°+sin2.5°+sin17.5°=‐0.33386
Ｕ１のｙ軸成分  cos27.25°+cos12.5°+cos2.5°+cos17.5°=3.8161
Ｕ２のｘ軸成分  ‐sin22.5°-sin7.5°+sin7.5°+sin22.5°=0
Ｕ２のｙ軸成分  cos22.5°+cos7.5°+cos7.5°+cos22.5°=3.83065
Ｕ３のｘ軸成分  ‐sin17.5°-sin2.5°+sin17.5°+sin27.5°=-0.33386
Ｕ３のｙ軸成分  cos17.5°+cos2.5°+cos12.5°+cos27.5°=3.8131
Ｕ１、Ｕ３の位相差は磁極中心に対して対称であるから、次の極との接続で位置を入れ換えることにより、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３の位相は完全に合わせることができる。この実施形態による電圧ベクトルは図１０のようになる。ただし、Ａはスロット［１］と［４］、Ｂは［７］と［１０］、Ｃは［９］と［１２］、Ｄは［３］と［６］によって生成する電圧ベクトルである。図１０から電圧の大きさはＵ１＝Ｕ３＝３．８１６１×２、Ｕ２＝３．８３０６５×２で僅かに異なるが、この電圧差は
（１−３．８１６１０／３．８３０６５）×１００＝０．３８％
程度である。よってＵ１、Ｕ２、Ｕ３の固定子コイルにより電動機の２極を構成することが可能である。
【００３６】
この実施形態では３並列回路の２極電動機を例にして説明したが、極数が４、６、・・・・と多くなる場合でも、実施形態１と同様に
スロット数  S=2pmq=2p×3×12=72p-------(4) 
並列回路数  n=3p=1.5P------------------(5)
回転数  N=120f/P=120f/2p=60f/P---------(6)
が成立し、極対数ｐをパラメータとすると、電動機の回転数は表２のようになる。
【表２】
2011041353.tif 000004
【００３７】
以上をまとめると次のようになる。
【００３８】
１極１相を構成するスロットに納めるコイルを端から順にコイル１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２と呼称し、さらに次の１極１相を構成するスロットに納めるコイルを端から順にコイル３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８と呼称した場合に、スター結線においては、コイル１，４，７，１０，４６，４３，４０，３７，中性点を順に接続すると共にコイル２，５，８，１１，４７，４４，４１，３８，中性点を順に接続し、またコイル３，６，９，１２，４８，４５，４２，３９，中性点を順に接続し、デルタ結線においては、コイル１，４，７，１０，４６，４３，４０，３７，次相のコイル１を順に接続し、コイル２，５，８，１１，４７，４４，４１，３８，次相のコイル２を順に接続し、またコイル３，６，９，１２，４８，４５，４２，３９，次相のコイル３を順に接続することにより並列回路数を３×ｐとし、３×ｐ台のインバータによりインバータの出力周波数の６０／ｐ倍の回転数で駆動するようにしたものである。
【００３９】
次に実施形態２の他の一例で並列回路数を４とした場合の例を図１１に基づいて説明する。図１１は図１の巻線構成を変更したもので、Ｕ１相の各コイルをスロット［１］、［４］、［６］、［７］、［９］、［１２］に収めた上で中性点Ｎ１と接続し、Ｕ２相の各コイルをスロット［２］、［３］、［５］、［８］、［１０］、［１１］に収めた上で中性点Ｎ２と接続する。同じくＵ３相の各コイルをスロット［４８］、［４５］、［４３］、［４２］、［４０］、［３７］に収めた上で中性点Ｎ３に接続し、Ｕ４相のコイルをスロット［４７］、［４６］、［４４］、［４１］、［３９］、［３８］に収めた上で中性点Ｎ４と接続する。このように接続すると、図１１の固定子コイルによって生成する電圧ベクトルは図１２のようになり、それらを合成すると図１３のようになる。図１３から分かるようにＸ軸方向は左右対称で同位相になり、Ｙ軸方向のみ僅かの電圧差となっている点が異なるが、このような巻線構成によっても同一の効果が得られる。
【００４０】
上記実施形態は電動機のコイルがスター結線の場合であるが、デルタ結線の場合は固定子コイルの結線は中性点Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の代わりに次の相であるＶ相のコイルＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４に接続する点である。デルタ結線の場合も電圧ベクトルの関係は変わらないため、スター結線と同様の効果が得られる。
【００４１】
以上説明したように、ｐを極対数としたとき、１極１相を構成する複数のスロットに納めたコイルを２ｐ組、或いは２ｐ×１．５組のコイルで構成するとともに、各組コイルによって生じる電圧ベクトルでひとつの合成磁極を形成するように前記２ｐ組、或いは２ｐ×１．５組コイルのスロットへの配置位置およびコイル接続を決めることにより、並列回路数を２ｐ組コイルの組数の２倍、或いは２ｐ×１．５組コイルの組数としたので、このコイルの組数と同数のインバータで駆動することが可能となり、またインバータ出力周波数の６０／ｐ倍の回転数で駆動できるため、標準設計の経済的なインバータを使用することが可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１  電源母線
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ  インバータ
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ  リアクトル
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ  切換スイッチ
５  主電動機（船舶電気推進用電動機）
６  負荷機械（船舶推進用プロペラ）
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ  多巻線コイル
８  補機電動機
９  負荷機械（コンプレッサ）
１０  スロット
１１  上コイル
１２  下コイル
１３  渡り線
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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