(57)【要約】【課題】絶縁強化に伴う機械出力特性の変化を生じさせること無く、急峻なインバータサージ電圧に対するリード側単位巻線への電圧集中を低減できる回転電機の提供を課題とする。【解決手段】上記課題は、エナメル電線４１を複数巻回して構成した複数のエナメル電線群４３を、スロット１５内における巻き始めエナメル電線４１Ｓと巻き終わりエナメル電線４１Ｅとの間の距離が近接するように、好ましくはエナメル電線４１の直径をＲとしたとき、スロット１５内における巻き始めエナメル電線４１Ｓと巻き終わりエナメル電線４１Ｅとの間の距離が２Ｒ以内となるように、ステータコア１２の複数のスロット１５に収納することにより解決できる。【選択図】図４
2007028880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心と、
該固定子に空隙を介して対向配置されかつ回転可能に保持された回転子とを有し、
前記固定子鉄心は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
該固定子鉄心に装着された巻線固定子巻線とを備えており、
前記固定子巻線は、巻線導体を複数巻回して構成した複数の単位巻線を備えており、
前記複数の単位巻線は、前記巻線導体の直径をＲとしたとき、前記スロット内における巻線巻き始めの前記巻線導体と巻き終わりの前記巻線導体との間の距離が２Ｒ以内となるように、前記複数のスロットに収納されている
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記固定子巻線は３相の巻線回路によって構成されている
ことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記３相の巻線回路のそれぞれは、前記単位巻線によって構成された２つの直列回路が並列に接続されて構成されたものであり、
前記３相の巻線回路はその一端側同士が接続されて、Ｙ型あるいはΔ型の結線回路を構成している
ことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機において、
前記直列回路は、３つ以上の前記単位巻線が直列に接続されて構成されたものである
ことを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１に記載の回転電機において、
前記固定子巻線にはインバータから電圧が印加される
ことを特徴とする回転電機。
【請求項６】
固定子鉄心と、
該固定子に空隙を介して対向配置されかつ回転可能に保持された回転子とを有し、
前記固定子鉄心は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
該固定子鉄心に装着された巻線固定子巻線とを備えており、
前記固定子巻線は、巻線導体を複数巻回して構成した複数の単位巻線を備えており、
前記複数の単位巻線は、前記スロット内における巻線巻き始めの前記巻線導体と巻き終わりの前記巻線導体との間の距離が近接するように、前記複数のスロットに収納されている
ことを特徴とする回転電機。
【請求項７】
巻線導体を巻枠に複数回巻き付けて単位巻線を製造する工程を繰り返して複数の単位巻線を製作し、この製造された複数の単位巻線を固定子鉄心の複数のスロットに収納し、この収納された複数の単位巻線同士を接続して固定子巻線を構成し、この構成された固定子巻線を備えた固定子を回転電機本体に組み込む巻線回転電機の製造方法であって、
前記巻線導体を前記巻枠に巻き付ける場合、巻き始めの前記巻線導体と巻き終わりの前記巻線導体との間の距離が近接するように、前記巻枠の一部分から他方の部分に掛けて前記巻枠に前記巻線導体を１往復以上、往復させて巻き付けることを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項８】
巻線導体を巻枠に複数回巻き付けて単位巻線を製造する工程を繰り返して複数の単位巻線を製作し、この製造された複数の単位巻線を固定子鉄心の複数のスロットに収納し、この収納された複数の単位巻線同士を接続して固定子巻線を構成し、この構成された固定子巻線を備えた固定子を回転電機本体に組み込む巻線回転電機の製造方法であって、
前記巻線導体の直径をＲとして、前記巻線導体を前記巻枠に巻き付ける場合、巻き始めの前記巻線導体と巻き終わりの前記巻線導体との間の距離が２Ｒ以内になるように、前記巻枠の一部分から他方の部分に掛けて前記巻枠に前記巻線導体を１往復以上、往復させて巻き付ける
ことを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項９】
固定子と、
該固定子に空隙を介して対向配置されかつ回転可能に保持された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
該固定子鉄心に装着された固定子巻線とを備えており、
前記固定子巻線は、
巻線導体を複数巻回して構成した複数の単位巻線を備え、
かつ前記単位巻線によって構成された複数の直列回路を並列に接続して構成した複数の巻線回路同士が接続されることにより構成されており、
前記直列回路の１つを構成する前記単位巻線の数は、前記巻線回路の１つを構成する前記直列回路の並列数よりも大きい
ことを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項９に記載の回転電機において、
前記複数の単位巻線は、
前記スロットに収納される２つの巻線辺部と、
前記固定子鉄心の外部において前記２つの巻線辺部の間を接続する２つの巻線端部とを備えており、
前記直列回路のそれぞれを構成する複数の単位巻線の巻線端部は、前記固定子鉄心の周方向に隣接するもの同士が接触するように、前記固定子鉄心の周方向に連続して配置されており、
前記直列回路のそれぞれを構成する複数の単位巻線は、前記巻線端部の配置順序にしたがって順番に直列に接続されている
ことを特徴とする回転電機。
【請求項１１】
請求項９に記載の回転電機において、
前記直列回路は、３つ以上の前記単位巻線が直列に接続されて構成されている
ことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー化の観点からインバータ装置を用いて回転電機を可変速運転することが盛んに行われている。しかしながら、インバータ装置を用いて回転電機を駆動した場合、インバータ装置の動作により発生する急峻なサージ電圧が原因となり、従来の商用周波電源駆動時に比べて高い電圧が、回転電機の固定子巻線を構成する巻線間に発生することが報告されている（例えば非特許文献１参照）。このような問題に対して従来は、絶縁強化をする方法や、サージ電圧に対する巻線間電圧分布を改善する方法により解決を図っていた。
【０００３】
このうち、前者の絶縁強化をする方法は、インバータ装置からサージ電圧が加わる固定子巻線の巻数を減らし、絶縁皮膜を厚くするというものである(例えば非特許文献２参照)。しかしながら、このような方法では、回転電機の機械出力特性が変化するため、絶縁強化をする場合にも限界があった。
【０００４】
後者の巻線間の電圧分布を改善する方法においては、インバータ装置のサージ電圧が問題化する以前から、高圧モータ，高圧発電機などの高圧回転機，高圧変圧器，リアクトルなどの高圧静止誘導機器において、雷インパルス，真空遮断機の開閉サージなどの高圧急峻サージ電圧に対し検討が行なわれてきている。例えば巻線間分布静電容量と巻線各部の対地分布静電容量で形成した等価回路で電磁巻線を近似し、ユニットステップ電圧に対する電圧分布を計算することで、巻線間電圧分布を解析する方法が提案されている（例えば非特許文献３参照）。また、巻線間の分布静電容量に比し巻線各部の対地分布静電容量を小さく設計することにより、巻線間電圧分布を低減することも提案されている。さらに、高圧の回転電機では、巻線の外部から巻線間の分布静電容量調整用のコンデンサを接続し、巻線間の分担電圧を緩和する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５０−３０１号公報
【非特許文献１】電気学会技術報告第７３９号，ｐ．１４〜２０
【非特許文献２】電気学会回転機研究会資料ＲＭ−００−９５
【非特許文献３】現代高電圧工学、ｐ．９１〜９３、家田正之著、オーム社発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来、１ｋＶｒｍｓ未満の低圧の回転電機では、前述したインバータ装置の急峻なサージ電圧に対する巻線間の分担電圧緩和対策は施されていなかった。これは、一般に、低圧の回転電機に雷サージや開閉サージが直接侵入する可能性が低かったこと、また、低圧の回転電機では、エナメル皮膜を施した丸線を使用して固定子巻線を製作するため、高圧の回転電機のように、平角導体を用いた型巻の巻線を用いて巻線間の分布静電容量と巻線各部の対地分布静電容量を制御することが困難であったことに起因しているためと考えられる。さらに、マグネットワイヤを切断しないで複数の巻線を一度に巻く場合には、巻線間の分布静電容量調整用コンデンサを途中に接続することが困難であったことに起因しているためと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、絶縁強化に伴う機械出力特性の変化を生じさせること無く、急峻なインバータサージ電圧に対するライン側単位巻線への電圧集中を低減できる回転電機を提供する。
【０００８】
ここに、本発明は、巻線導体を複数巻回して構成した複数の単位巻線を、スロット内における巻き始めの巻線導体と巻き終わりの巻線導体との間の距離が近接するように、好ましくは巻線導体の直径をＲとしたとき、スロット内における巻き始めの巻線導体と巻き終わりの巻線導体との間の距離が２Ｒ以内となるように、固定子鉄心の複数のスロットに収納したことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、巻線導体間の静電容量を大きくできる。従って、本発明によれば、絶縁強化に伴う機械出力特性の変化を生じさせること無く、急峻なインバータサージ電圧に対するライン側単位巻線への電圧集中を低減できる。
【００１０】
また、本発明は、急峻なインバータサージ電圧に対するライン側単位巻線への電圧集中を低減できる固定子巻線を製作できる回転電機の製造方法を提供する。
【００１１】
ここに、本発明は、巻線導体を巻枠に巻き付け単位巻線を製造する場合、巻き始めの巻線導体と巻き終わりの巻線導体との間の距離が近接するように、好ましくは巻線導体の直径をＲとしたとき、巻き始めの巻線導体と巻き終わりの巻線導体との間の距離が２Ｒ以内になるように、巻枠の一部分から他方の部分に掛けて巻枠に巻線導体を１往復以上、往復させて巻き付けることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、上記のように製作した単位巻線を固定子鉄心の複数のスロットに収納した際、上記回転電機の巻線構成を得ることができる。従って、本発明によれば、急峻なインバータサージ電圧に対するライン側単位巻線への電圧集中を低減できる固定子巻線を製作できる。
【００１３】
さらに、本発明は、同相の単位巻線の巻線端部間の接触部に発生する電圧を低減できる回転電機を提供する。
【００１４】
ここに、本発明は、巻線導体を複数巻回して構成した複数の単位巻線を直列に接続して直列回路を構成し、複数の直列回路を並列に接続して巻線回路を構成し、複数の巻線回路を接続して固定子巻線を構成し、直列回路の１つを構成する単位巻線の数を、巻線回路の１つを構成する直列回路の並列数よりも大きく、好ましくは単位巻線の数を３つ以上にすることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、巻線導体間の容量結合強化に伴うライン側単位巻線の分担電圧の低減分を他の単位巻線にも分担させ、各単位巻線の分担電圧を平等化できる。従って、本発明によれば、同相の単位巻線の巻線端部間の巻線接触部に発生する電圧を低減できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、絶縁強化に伴う機械出力特性の変化を生じさせること無く、急峻なインバータサージ電圧に対するライン側単位巻線への電圧集中を低減できるので、耐インバータサージ特性に優れた回転電機を提供できる。
【００１７】
また、本発明によれば、急峻なインバータサージ電圧に対するライン側単位巻線への電圧集中を低減できる固定子巻線を製作できるので、耐インバータサージ特性に優れた回転電機の製造方法を提供できる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、同相の単位巻線の巻線端部間の接触部に発生する電圧を低減できるので、単位巻線の巻線端部間に絶縁紙を挟むことなく、耐インバータサージ特性を向上できる回転電機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２０】
以下に説明する実施例では、回転電機として、ハイブリッド自動車に搭載され、内燃機関であるエンジンと共に車両の駆動源を構成し、車載電源であるバッテリから供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ装置によって駆動される車両駆動用のものであり、特に永久磁石内蔵型の回転子を備え、回転子の磁極数が８極、固定子のスロット数が４８個であり、固定子巻線の巻線方式として分布巻きを用いた同期機を例に挙げて説明する。
【００２１】
永久磁石内蔵型の回転子を有し、かつインバータ装置によって駆動される同期機は、ハイブリッド自動車などの電動車両に対し、高出力化及び弱め界磁制御の点において有利である。この同期機において、高電圧化によって高出力化を図るためには、インバータ装置の直交流変換動作時に発生するサージ電圧に対する固定子巻線の耐絶縁性の向上がキー技術となる。
【００２２】
以下に説明する固定子の構成は、上記同期機のみならず、誘導機にも適用することができる。
【実施例１】
【００２３】
本発明の第１実施例である回転電機の構成を図１乃至図６に基づいて説明する。
【００２４】
まず、図５，図６を用いて本実施例の回転電機の全体構成を説明する。
【００２５】
図６に示すように、本実施例の回転電機は、ステータ１０と、ステータ１０の内周側に空隙を介して配置されかつ回転可能に支持されているロータ２０から構成されている。ステータ１０とロータ２０は回転電機のハウジング３０内に保持されている。
【００２６】
ステータ１０は、ステータコア１２と、ステータコイル１４とから構成されている。ステータコア１２は、薄板の鋼板をプレス成形により所定の形状とした上で、積層したものである。ステータコア１２は、環状のヨークコアと、これから径方向に突出し、周方向に等間隔で配置された複数のティースコアから構成されており、ヨークコアとティースコアは一体に形成されている。ステータコア１２の内周部には、ステータコア１２の内周表面側が開口し、軸方向に連続した複数のスロット１５が形成されている。このスロット１５は、周方向に隣接するティースコア間に形成された溝状の空間部である。本実施例では
４８個のスロット１５が形成されている。ステータコイル１４は分布巻きで、ステータコア１２のティースコアに巻回されている。ここで、分布巻きとは、コイルが、複数のスロットを跨いで（或いは挟んで）離間した２つのスロット１５に収納されるように、ステータコア１２に巻かれる巻線方式である。
【００２７】
ステータコイル１４は、コイル導体を積層しながら連続的に巻回したＵ相ステータコイルと、Ｖ相ステータコイル，Ｗ相ステータコイルとから構成されている。ステータコイル１４は、自動巻線機を用いて、巻き枠に所定の順序で予め巻回され、その後自動挿入機を用いて、ステータコア１２のスロット１５の入口部からスロット１５内に挿入され、ステータコア１２に巻かれる。ステータコイル１４は、Ｕ相ステータコイル，Ｖ相ステータコイル，Ｗ相ステータコイルの順に、スロット１５内に挿入される。ステータコイル１４の巻き順については、図８以降を用いて後述する。ステータコイル１４のコイル端部は、スロット１５から軸方向両方向に突出してステータコア１２の軸方向両端面に配置されている。
【００２８】
ロータ２０は、ロータコア２２と、永久磁石２４と、シャフト２６とから構成されている。ロータコア２２は、薄板の鋼板をプレス成形により所定の形状とした上で積層し、シャフト２６に固定したものである。ロータコア２２の外周部には、ロータ２０の軸方向に貫通した複数の磁石挿入孔が周方向に等間隔で形成されている。本実施例では８個の磁石挿入孔が形成されている。永久磁石挿入孔のそれぞれには永久磁石２４が挿入され、固定されている。シャフト２６は、ハウジング３０の両側にそれぞれ固定されたエンドブラケット３２Ｆ，３２Ｒに、軸受３４Ｆ，３４Ｒによって回転可能に支承されている。
【００２９】
ステータコイル１４は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相で、各相毎に８個で、合計２４個のステータコイルＵ１，Ｕ２，…，Ｕ８，Ｖ１，Ｖ２，…，Ｖ８，Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗ８からなる。各ステータコイル，例えば、ステータコイルＵ１は、間に他のＶ相，Ｗ相コイルが入る４個のスロット１５を挟んで、すなわち、複数のステータコア１２の突極を跨ぐように、互いに離間したスロット１５内に挿入され、ステータコア１２の突極に巻回される。尚、ステータコア１２の突極とは、周方向に隣接するスロット１５間に形成されたコア部分を示す。また、他のＵ相コイル，Ｖ相コイル，Ｗ相コイルも、他の相のコイルが入る４個のスロット１５を挟んで、複数のステータコア１２の突極を跨ぐように、互いに離間したスロット１５内に挿入されるようにステータコア１２の突極に巻回される分布巻きとなっている。分布巻きの構成であるため、弱め界磁制御や、リラクタンストルクを活用して、低回転速度だけでなく高回転速度までの広い回転数範囲について制御が可能となる。
【００３０】
２４個のステータコイルＵ１，Ｕ２，…，Ｕ８，Ｖ１，Ｖ２，…，Ｖ８，Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗ８は、相毎に結線リングによって接続されている。尚、図中実線はＵ相の結線リングを、一点鎖線はＶ相の結線リングを、点線はＷ相の結線リングをそれぞれ示す。これにより、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相コイルがＹ結線される。結線リングは、薄板状導体からなるバスバーを用いて構成され、インバータ装置から供給される三相交流を前記相コイルに供給する。なお、Ｙ結線の代わりに、結線リングによってデルタ結線することもできる。
【００３１】
ロータ２０のロータコア２２に設けられた永久磁石挿入孔に、８個の永久磁石２４がそれぞれ挿入されている。永久磁石２４は、ロータコア２２の周方向に等間隔で配置される。永久磁石２４は、隣接する永久磁石の極性（Ｎ極，Ｓ極）が、ロータの周方向において互いに逆極性となるように、着磁されている。隣接する永久磁石の間のロータコア２２の領域は、補助磁極として機能する。補助磁極は、永久磁石２４の磁気回路をバイパスして、ステータ１０の起磁力によって直接磁束をステータ１０の側に作用させ、リラクタンストルクを発生する領域である。回転電機の発生するトルクは、永久磁石２４の磁束によって発生するトルクと、補助磁極に流れる磁束によって発生するリラクタンストルクとの合成トルクとして得ることができる。
【００３２】
また、永久磁石２４を挿入する永久磁石挿入孔には、永久磁石２４の挿入位置の周方向の両端部に、磁気的な空隙部（スリット部）ＡＧ１，ＡＧ２が設けられている。空隙部は、空気が存在する空隙でもよいしワニスなどの充填材が充填されていても良い。ワニスの透磁率は、ロータコア２２を構成する珪素鋼板の透磁率よりも小さいため、空隙部を設けることによりロータ表面の磁束密度の急変を緩和する（永久磁石の周方向端部と補助磁極との間における永久磁石の磁束密度部分布の傾きを緩やかにする）ことでコギングトルクを減少させることができる。さらに、磁気的な空隙の形成により、永久磁石のステータ側に存在する鉄心部分（磁極片）と補助磁極との間の境界に形成されたブリッジ部の径方向の寸法を小さくすることができるので、漏洩磁束を低減することができる。  
【００３３】
次に、図３を用いて本実施例の固定子巻線の構成について具体的に説明する。
【００３４】
本実施例のステータコイル１４は、Ｕ相ステータコイル（Ｕ相巻線回路）Ｕ，Ｖ相ステータコイル（Ｖ相巻線回路）Ｖ，Ｗ相ステータコイル（Ｗ相巻線回路）Ｗの三相のステータコイルの中性点側を結線して形成したＹ型の結線回路（スター結線回路）から構成されている。各相のステータコイル（巻線回路）は、コイル導体を複数巻回して形成した相コイル（或いは単位コイル）を４つ直列に接続にして直列回路を形成し、この直列回路を２つ並列に接続することにより構成されている。Ｕ相ステータコイル（Ｕ相巻線回路）では、相コイル（単位コイル）Ｕ１〜Ｕ４が直列に接続されて１つの直列回路を構成し、相コイル（単位コイル）Ｕ５〜Ｕ８が直列に接続されてもう１つの直列回路を構成し、これらが並列に接続されている。Ｖ相及びＷ相のステータコイル（巻線回路）においても同様であり、相コイル（単位コイル）Ｖ１〜Ｖ４が直列に接続された直列回路と相コイル（単位コイル）Ｖ５〜Ｖ８が直列に接続された直列回路とが、相コイル（単位コイル）Ｗ１〜
Ｗ４が直列に接続された直列回路と相コイル（単位コイル）Ｗ５〜Ｗ８が直列に接続された直列回路とがそれぞれ並列に接続されている。本実施例では、直列回路の１つを構成する相コイル（或いは単位コイル）の数が、巻線回路の１つを構成する直列回路の数よりも大きくなるように、各相のステータコイル（巻線回路）を構成している。
【００３５】
次に、図２乃至図４を用いて本実施例の固定子巻線の製造方法について説明する。
【００３６】
相コイル（単位コイル）は、白抜きの矢印で示した順番に製作される。初めに、ボビン４０から引き出されたエナメル電線４１（コイル導体）は、巻枠５０に対して一方向、すなわち図面上方向に向かって、巻枠５０の一端側（図面下側）から他端側（図面上側）に掛けて複数ターン巻き付けられる（図２（ａ），（ｂ）参照）。この時、各ターン間には、エナメル電線４１の線径以上の隙間４２が空けられる。この隙間２４には復路で巻き付けられる。
【００３７】
図２（ｂ）に示すように、所定のターン数／往復回数だけの巻回数を巻き終えたところで、今度は、巻方向を逆方向に転換し、巻き始めターン側（図面下方向）に巻戻るようにしてエナメル電線４１を所定のターン数、巻枠５０の他端側（図面上側）から一端側（図面下側）に掛けて巻枠５０に巻き付ける（図２（ｃ），（ｄ）参照）。この時、復路のナメル電線４１は、往路のエナメル電線４１によって形成された隙間２４に配置される。
【００３８】
尚、エナメル電線４１（コイル導体）のターン数が奇数の場合、例えば、エナメル電線４１（コイル導体）を１往復で巻き付ける場合には、（ターン数−１）／２もしくは、
（ターン数＋１）／２回だけ、一方向に巻き進め、その後、逆方向に巻進めれば良い。
【００３９】
図２（ｄ）に示すように、エナメル電線４１（コイル導体）を所定ターン数、１往復の往復巻きによって巻枠５０に巻き終えると、巻枠５０に対するエナメル電線群４３（コイル導体群）の配列は、図３に示すようになる。すなわちエナメル電線４１（コイル導体）の一方向のターン数が５回（往復のターン数が１０回）である場合、エナメル電線群４３（コイル導体群）の配列は、巻枠５０の巻き始め側から１０ターン目→１ターン目→９ターン目→２ターン目・・・・→７ターン目→４ターン目→６ターン目→５ターン目の順に配列される。
【００４０】
このように、巻枠５０に巻かれたエナメル電線群４３（コイル導体群）は、巻枠５０の巻き始め側、すなわち１０ターン目のエナメル電線４１（コイル導体）から順に、スロット１５内に開口部から挿入され、図４に示すように、スロット１５内に収納される。この時、スロット１５内におけるエナメル電線群４３（コイル導体群）の配列は、図３に示した配列順に近い状態にあり、巻き始めエナメル電線４１Ｓ（コイル導体）と巻き終わりエナメル電線４１Ｅ（コイル導体）とが極めて近い位置に配置される。本実施例では、エナメル電線４１（コイル導体）の線径をＲとしたとき、巻き始めエナメル電線４１Ｓ（コイル導体）と巻き終わりエナメル電線４１Ｅ（コイル導体）との距離は２Ｒ以内になっている。
【００４１】
ステータコア１２のスロット１５の内表面にはスロット絶縁１７が敷かれ、その上にエナメル電線群４３（コイル導体群）が納められている。また、エナメル電線４１（コイル導体）の飛び出しを防止するため、くさび１６がエナメル電線群４３（コイル導体群）の上部、すなわちスロット１５の開口部に配置されている。
【００４２】
本実施例によれば、低圧の回転電機では制御が難しかったスロット内の導体配列を制御し、巻き始めエナメル電線４１Ｓ（コイル導体）と巻き終わりエナメル電線４１Ｅ（コイル導体）とを極めて近い位置に配置するので、エナメル電線４１（コイル導体）のターン間の容量結合を従来に比べて大きくできる。これにより、本実施例によれば、インバータ装置の急峻なサージ電圧に対するエナメル電線４１（コイル導体）のターン間の分担電圧を低減できる。従って、本実施例によれば、インバータ装置の急峻なサージ電圧に対するライン側（中性点側とは反対側）相コイル（単位コイル）への電圧集中を低減でき、回転電機の耐サージ電圧特性を向上できる。
【００４３】
また、本実施例によれば、各相の直列回路を構成する相コイル（或いは単位コイル）の数を４とし、各相の巻線回路を構成する直列回路の数（２）よりも大きくしたので、エナメル電線４１（コイル導体）のターン間の容量結合強化に伴うライン側相コイル（或いは単位コイル）の分担電圧の低減分を他の相コイル（或いは単位コイル）にも分担させ、各相コイル（或いは単位コイル）の分担電圧を平等化できる。これにより、本実施例によれば、同相の相コイル（或いは単位コイル）の巻線端部間の接触部に発生する電圧を低減できる。従って、本実施例によれば、同相の相コイル（或いは単位コイル）の巻線端部間に絶縁紙を挟むことなく、回転電機の耐サージ電圧特性を向上できる。
【００４４】
尚、相コイル（或いは単位コイル）の巻線端部は、ステータコア１２の軸方向両端部からステータコア１２（スロット１５）の外部に突出してステータコア１２の軸方向両端面の空間に配置されて部位であり、スロット１５内に配置される相コイル（或いは単位コイル）の２つの巻線辺部を接続する部分である。
【００４５】
本実施例では、図５に示すように、各相毎に、直列回路の一方を構成する複数の相コイル（或いは単位コイル）は、巻線回路のライン側（中性点側とは反対側）からステータコア１２の周方向一方（時計周り方向）に、直列回路の他方を構成する複数の相コイル（或いは単位コイル）は、巻線回路のライン側（中性点側とは反対側）からステータコア１２の周方向他方（時計周りとは反対の方向）にそれぞれ連続して配置され、隣接するもの同士接触し合っている。例えばＵ相では、Ｕ１〜Ｕ４の相コイルがＵ相の引出側からステータコア１２の周方向一方（時計周り方向）に、Ｕ５〜Ｕ８の相コイルがＵ相の引出側からステータコア１２の周方向他方（時計周りとは反対の方向）にそれぞれ連続して配置され、隣接するもの同士接触し合っている。
【００４６】
また、本実施例では、直列回路のそれぞれを構成する複数の相コイル（或いは単位コイル）は、巻線端部の配置順序にしたがって順番に直列に接続されている。例えばＵ相の直列回路の一方は、Ｕ１〜Ｕ４の相コイル（或いは単位コイル）が順にステータコア１２の周方向一方（時計周り方向）に配置されているので、Ｕ１〜Ｕ４の相コイル（或いは単位コイル）の直列接続の順序もＵ１〜Ｕ４の相コイル（或いは単位コイル）の順序になっている。Ｕ相の直列回路の他方、Ｖ相の直列回路及びＷ相の直列回路も同様の接続構成になっている。
【００４７】
次に、図７，図８を用いて、本実施例のステータコイルと比較例のステータコイルとの特性比較結果を説明する。
【００４８】
まず、比較例のステータコイルの構成について図１２乃至図１４に基づいて説明する。比較例のステータコイルの結線回路は、図１に示す本実施例のステータコイルの結線回路と同じものである。
【００４９】
比較例は、図１２に示すように、ボビン１４０から引き出したエナメル電線１４１を巻枠１５０に対して一方向、すなわち図面上方向に向かって、巻枠１５０の一端側（図面下側）から他端側（図面上側）に掛けて、１回の巻き付け工程により複数ターン巻き付けるものである（図１２（ａ），（ｂ）参照）。このため、比較例において、巻枠１５０に対するエナメル電線群１４３（コイル導体群）の配列は、図１３に示すように、巻枠５０の巻き始め側から１ターン目→２ターン目→３ターン目・・・・→８ターン目→９ターン目→１０ターン目の順になる。また、比較例において、巻枠１５０に巻かれたエナメル電線群１４３（コイル導体群）は、巻枠１５０の巻き始め側、すなわち１ターン目のエナメル電線１４１（コイル導体）から順に、スロット１１５内に開口部から挿入され、図１４に示すように、スロット１１５内に収納される。この時、スロット１１５内におけるエナメル電線群１４３（コイル導体群）の配列は、図１３に示した配列順に近い状態にあり、巻き始めエナメル電線１４１Ｓ（コイル導体）と巻き終わりエナメル電線１４１Ｅ（コイル導体）とが遠い位置に配置される。
【００５０】
図７は、サージ電圧立ち上がり時間に対するコイル導体ターン間分担電圧を示す特性図であり、（ａ）は本実施例のステータコイルの特性、（ｂ）は比較例のステータコイルの特性をそれぞれ示す。尚、サージ電圧の波形は図右上に示す通りであり、ここではサージ電圧の波高値を１００％一定とし、立ち上がり時間ｔｒを変化させた場合における結果を示す。
【００５１】
図７（ａ）に示すように、本実施例のステータコイルでは、ライン側の第１の相コイル（単位コイル）の分担電圧６１，第２の相コイル（単位コイル）の分担電圧６２，第３の相コイル（単位コイル）の分担電圧６３，第４の相コイル（単位コイル）の分担電圧６４のいずれも、サージ電圧の立ち上がり時間が短くなるとともに増加する。しかしながら、相コイル（単位コイル）のいずれもコイル導体のターン間絶縁の分担電圧は、エナメル電線の絶縁が劣化し始める部分放電劣化電圧レベルに比べて小さい。このため、本実施例のステータコイルでは、インバータ装置を用いて駆動した際、コイル絶縁を厚くすることなく、十分にインバータ装置のサージ電圧に耐えることができるということが判る。
【００５２】
これに対して比較例のステータコイルでは、図７（ｂ）に示すように、ライン側の第１の相コイル（単位コイル）の分担電圧６５，第２の相コイル（単位コイル）の分担電圧
６６，第３の相コイル（単位コイル）の分担電圧６７，第４の相コイルの分担電圧６８のいずれも、サージ電圧の立ち上がり時間が短くなるとともに増加する。また、比較例のステータコイルでは、ライン側の第１の相コイル（単位コイル）の分担電圧の増加が特に大きく、サージ電圧の立ち上がり時間が短くなると、第１の相コイル（単位コイル）の分担電圧６５は、エナメル電線の絶縁が劣化し始める部分放電劣化電圧レベルを超えてしまう。このため、比較例のステータコイルでは、インバータ装置を用いて駆動した際、コイル絶縁を厚くするなどの絶縁強化を施す必要があり、機械出力特性を変化させてインバータ装置のサージ電圧に耐えるようにしなければならないことが判る。  
【００５３】
図８は、サージ電圧立ち上がり時間に対する巻線端部間接触部分担電圧を示す特性図であり、（ａ）は本実施例のステータコイルの特性、（ｂ）は比較例のステータコイルの特性をそれぞれ示す。尚、サージ電圧の波形は図右上に示す通りであり、ここでは、サージ電圧の波高値を１００％一定とし、立ち上がり時間ｔｒを変化させた場合における結果を示す。  
【００５４】
図８（ａ）に示すように、本実施例のステータコイルでは、サージ電圧の立ち上がり時間ｔｒが短くなるとともに、分担電圧が増加する。しかしながら、本実施例のステータコイルでは、サージ電圧の立ち上がり時間ｔｒに対する分担電圧の増加は緩やかであり、平等分布時の分担電圧に対して大きく増加しない。このため、巻線端部間接触部の分担電圧は部分放電劣化電圧レベルに達しない。このため、本実施例のステータコイルでは、インバータ装置を用いて駆動した際、巻線端部部間の接触部に、絶縁紙などの絶縁スペーサを配置することなく、十分にインバータ装置のサージ電圧に耐えることができるということが判る。
【００５５】
これに対して比較例のステータコイルでは、図８（ｂ）に示すように、サージ電圧の立ち上がり時間ｔｒが短くなるとともに、巻線端部間の接触部の分担電圧が増加し、エナメル電線の部分放電劣化電圧レベルを超えてしまう。このため、比較例のステータコイルでは、インバータ装置を用いて駆動した際、巻線端部間の接触部に絶縁紙などの絶縁スペーサを配置して、巻線端部間の接触部の絶縁を強化する必要があり、機械出力特性を変化させてインバータ装置のサージ電圧に耐えるようにしなければならないことが判る。  
【００５６】
このように、本実施例の回転電機によれば、耐インバータサージ特性に優れていると共に、絶縁強化に伴う機械出力特性の低下が無いので、従来に比べて効率を低下させることがなく、インバータ駆動による省エネ効果を得ることができる。  
【００５７】
なお、本実施例ではターン間の容量結合を強化し、ライン側相コイルの分担電圧を低減するとともに、このライン側相コイル（或いは単位コイル）の分担電圧の低減分を他のコイルにも分担させ、各相コイル（或いは単位コイル）の分担電圧を平等化している。この際、１相の直列コイル数を４として本効果を説明したが、その他の場合についても検討した結果、１相の直列コイル数が２個の場合には、モータ巻線端部で第１コイルの巻き始め導体（ライン導体）と、第２コイルの巻き終わり導体（中性点導体）がステータコアスロット出口の巻線端部で接触部するため、巻線端部間の接触部に、絶縁紙などの絶縁スペーサを配置しなければならなかった。一方、直列コイル数を３以上とした場合、巻線端部間の接触部の分担電圧は部分放電劣化電圧未満であり、巻線端部間の接触部に、絶縁紙などの絶縁スペーサを配置することなく、十分にインバータ装置のサージ電圧に耐えることができた。特に、直列コイル数を多くするほど、巻線端部間の接触部の分担電圧を低減できた。
【００５８】
本実施例の図２６のモータでは、Ｕ,Ｖ,Ｗ三相の巻線のライン側コイル位置を１２０°ずつ周方向にシフトさせることで、Ｕ，Ｖ，Ｗ三相の巻線の口出しリードと、中性点接続リードが周方向に均一に分布して配置されるようにし、モータ巻線端部寸法が均一になるようにしている。しかしながら、Ｕ，Ｖ，Ｗ三相の巻線のライン側コイルを近づけることもできる。すなわち，図２６のモータの場合、Ｕ，Ｖ，Ｗのライン側コイル位置を３０°ずつ周方向にシフトさせることができる。この場合、モータ巻線端部寸法が均一でなくなるが、モータ外部からＵ，Ｖ，Ｗライン側コイルまでのリード線およびＵ，Ｖ，Ｗ相の巻線中性点接続線が短くでき、巻線抵抗を小さくすることができる。このため、モータ巻線端部寸法が均一でなくても良いモータでは、Ｕ，Ｖ，Ｗ三相の巻線のライン側コイルを近づけることが望ましい。
【実施例２】
【００５９】
本発明の第２実施例を図９に基づいて説明する。
【００６０】
本実施例では、Δ型の結線回路（デルタ結線回路）が形成されるように、図１に示したＵ相ステータコイル（Ｕ相巻線回路）Ｕ，Ｖ相ステータコイル（Ｖ相巻線回路）Ｖ，Ｗ相ステータコイル（Ｗ相巻線回路）Ｗの三相のステータコイルを結線し、ステータコイルを構成している。各巻線回路の構成は図１と同様である。また、各巻線回路を構成する複数の相コイル（単位コイル）は、第１実施例と同様の製造方法によって製作され、ステータコアのスロットに挿入されている。
【００６１】
ところで、一般に、Δ結線のステータコイルを備えた回転電機を正弦波で駆動する場合、Ｕ−Ｖ相，Ｖ−Ｗ相，Ｗ−Ｕ相間の相間電圧を各巻線回路が分担するため、各巻線回路を形成する相コイル（単位コイル）の分担電圧は、Ｙ結線のステータコイルを備えた回転電機に比べて高くなる。しかしながら、種々の検討を行った結果、インバータ装置を用いて回転電機を駆動する時のコイル導体のターン間絶縁の分担電圧は、各相の口出し電線とステータコアとの間に加わる急峻サージ電圧に対し発生することが明らかになった。このことから、ステータコイルをΔ結線で構成した場合においても、本実施例のように、相コイル（単位コイル）を構成することにより、回転電機の耐サージ電圧特性を向上できる。
【００６２】
第１実施例では３相Ｙ型結線２並列４直列回路のステータコイルを、第２実施例では３相Δ型２並列４直列回路のステータコイルをそれぞれ例に挙げて説明した。本実施例の効果は、第１及び第２実施例において説明した２並列回路にとって特に顕著であるが、２相の場合、あるいは１並列回路又は４並列回路の場合でも、本実施例のステータコイルの構成を採用することにより、サージ電圧低減効果が得られる。
【実施例３】
【００６３】
本発明の第３実施例を図１０，図１１に基づいて説明する。
【００６４】
図１０は、第１及び第２実施例のいずれかの回転電機を搭載した電動車両の一つであるハイブリッド電気自動車の電機駆動システムの構成を示す。
【００６５】
ハイブリッド電気自動車は、内燃機関であるエンジンＥＮと、前述した第１及び第２実施例で説明した回転電機からなるフロント側モータ・ジェネレータＦＭＧによって前輪
ＷＨ−Ｆを、前述した第１及び第２実施例で説明した回転電機からなるリア側モータ・ジェネレータＲＭＧによって後輪ＷＨ−Ｒをそれぞれ駆動するように構成された四輪駆動式のものである。尚、本実施形態では、エンジンＥＮとフロント側モータ・ジェネレータ
ＦＭＧによって前輪ＷＨ−Ｆを、リア側モータ・ジェネレータＲＭＧによって後輪ＷＨ−Ｒをそれぞれ駆動する場合について説明するが、エンジンＥＮと前述の各実施形態にて説明した回転電機からなるフロント側モータ・ジェネレータＦＭＧによって後輪ＷＨ−Ｒを、リア側モータ・ジェネレータＲＭＧによって前輪ＷＨ−Ｆをそれぞれ駆動するようにしてもよい。
【００６６】
前輪ＷＨ−Ｆの前輪車軸ＤＳ−Ｆにはフロント側差動装置ＦＤＦを介して変速機ＴＭが機械的に接続されている。変速機ＴＭには出力制御機構（図示省略）を介してエンジン
ＥＮとモータ・ジェネレータＭＧが機械的に接続されている。出力制御機構（図示省略）は、回転出力の合成や分配を司る機構である。フロント側モータ・ジェネレータＭＧの固定子巻線にはインバータＩＮＶの交流側が電気的に接続されている。インバータＩＮＶは、直流電力を三相交流電力に変換する電力変換装置であり、モータ・ジェネレータＭＧの駆動を制御するものである。インバータＩＮＶの直流側にはバッテリＢＡが電気的に接続されている。
【００６７】
後輪ＷＨ−Ｒの後輪車軸ＤＳ−Ｒ１，ＤＳ−Ｒ２にはリア側差動装置ＲＤＦとリア側減速機ＲＧを介してリア側モータ・ジェネレータＲＭＧが機械的に接続されている。リア側モータ・ジェネレータＲＭＧの固定子巻線にはインバータＩＮＶの交流側が電気的に接続されている。ここで、インバータＩＮＶはフロント側モータ・ジェネレータＭＧＦとリア側モータ・ジェネレータＲＭＧに対して共用のものであり、モータ・ジェネレータＭＧ用の変換回路部と、リア側モータ・ジェネレータＲＭＧの変換回路部と、それらを駆動するための駆動制御部とを有する。なお、インバータＩＮＶの構成については、図１１を用いて後述する。
【００６８】
ハイブリッド電気自動車の始動時及び低速走行時（エンジンＥＮの運転効率（燃費）が低下する走行領域）は、フロント側モータ・ジェネレータＦＭＧによって前輪ＷＨ−Ｆを駆動する。尚、本実施例では、ハイブリッド電気自動車の始動時及び低速走行時、フロント側モータ・ジェネレータＦＭＧによって前輪ＷＨ−Ｆを駆動する場合について説明するが、フロント側モータ・ジェネレータＦＭＧによって前輪ＷＨ−Ｆを駆動し、リア側モータ・ジェネレータＲＭＧによって後輪ＷＨ−Ｒを駆動するようにしてもよい（四輪駆動走行をしてもよい）。インバータＩＮＶにはバッテリＢＡから直流電力が供給される。供給された直流電力はインバータＩＮＶによって三相交流電力に変換される。これによって得られた三相交流電力はフロント側モータ・ジェネレータＦＭＧの固定子巻線に供給される。これにより、フロント側モータ・ジェネレータＦＭＧは駆動され、回転出力を発生する。この回転出力は出力制御機構（図示省略）を介して変速機ＴＭに入力される。入力された回転出力は変速機ＴＭによって変速され、差動装置ＦＤＦに入力される。入力された回転出力は差動装置ＦＤＦによって左右に分配され、前輪ＷＨ−Ｆの一方における前輪車軸ＤＳ−Ｆと前輪ＷＨ−Ｆの他方における前輪車軸ＤＳ−Ｆにそれぞれ伝達される。これにより、前輪車軸ＤＳ−Ｆが回転駆動される。そして、前輪車軸ＤＳ−Ｆの回転駆動によって前輪ＷＨ−Ｆが回転駆動される。
【００６９】
ハイブリッド電気自動車の通常走行時（乾いた路面を走行する場合であって、エンジンＥＮの運転効率（燃費）が良い走行領域）は、エンジンＥＮによって前輪ＷＨ−Ｆを駆動する。このため、エンジンＥＮの回転出力は出力制御機構（図示省略）を介して変速機
ＴＭに入力される。入力された回転出力は変速機ＴＭによって変速される。変速された回転出力はフロント側差動装置ＦＤＦを介して前輪車軸ＤＳ−Ｆに伝達される。これにより、前輪ＷＨ−Ｆが回転駆動される。また、バッテリＢＡの充電状態を検出し、バッテリ
ＢＡを充電する必要がある場合は、エンジンＥＮの回転出力を、出力制御機構(図示省略)を介してフロント側モータ・ジェネレータＦＭＧに分配し、フロント側モータ・ジェネレータＦＭＧを回転駆動する。これにより、フロント側モータ・ジェネレータＦＭＧは発電機として動作する。この動作により、フロント側モータ・ジェネレータＦＭＧの固定子巻線に三相交流電力が発生する。この発生した三相交流電力はインバータＩＮＶによって所定の直流電力に変換される。この変換によって得られた直流電力はバッテリＢＡに供給される。これにより、バッテリＢＡは充電される。
【００７０】
ハイブリッド電気自動車の四輪駆動走行時（雪道などの低μ路を走行する場合であって、エンジンＥＮの運転効率（燃費）が良い走行領域）は、リア側モータ・ジェネレータ
ＲＭＧによって後輪ＷＨ−Ｒを駆動する。また、上記通常走行と同様に、エンジンＥＮによって前輪ＷＨ−Ｆを駆動する。さらに、リア側モータ・ジェネレータＲＭＧの駆動によってバッテリＢＡの蓄電量が減少するので、上記通常走行と同様に、エンジンＥＮの回転出力によってフロント側モータ・ジェネレータＦＭＧを回転駆動してバッテリＢＡを充電する。リア側モータ・ジェネレータＲＭＧによって後輪ＷＨ−Ｒを駆動するめに、インバータＩＮＶにはバッテリＢＡから直流電力が供給される。供給された直流電力はインバータＩＮＶによって三相交流電力に変換され、この変換によって得られた交流電力がリア側モータ・ジェネレータＲＭＧの固定子巻線に供給される。これにより、リア側モータ・ジェネレータＲＭＧは駆動され、回転出力を発生する。発生した回転出力は、リア側減速機ＲＧによって減速され、差動装置ＲＤＦに入力される。入力された回転出力は差動装置
ＲＤＦによって左右に分配され、後輪ＷＨ−Ｒの一方における後輪車軸ＤＳ−Ｒ１，ＤＳ−Ｒ２と後輪ＷＨ−Ｒの他方における後輪車軸ＤＳ−Ｒ１，ＤＳ−Ｒ２にそれぞれ伝達される。これにより、後輪車軸ＤＳ−Ｆ４回転駆動される。そして、後輪車軸ＤＳ−Ｒ１，ＤＳ−Ｒ２の回転駆動によって後輪ＷＨ−Ｒが回転駆動される。
【００７１】
ハイブリッド電気自動車の加速時は、エンジンＥＮとフロント側モータ・ジェネレータＦＭＧによって前輪ＷＨ−Ｆを駆動する。尚、第４実施例では、ハイブリッド電気自動車の加速時、エンジンＥＮとフロント側モータ・ジェネレータＦＭＧによって前輪ＷＨ−Ｆを駆動する場合について説明するが、エンジンＥＮとフロント側モータ・ジェネレータ
ＦＭＧによって前輪ＷＨ−Ｆを駆動し、リア側モータ・ジェネレータＲＭＧによって後輪ＷＨ−Ｒを駆動するようにしてもよい（四輪駆動走行をしてもよい）。エンジンＥＮとフロント側モータ・ジェネレータＦＭＧの回転出力は出力制御機構（図示省略）を介して変速機ＴＭに入力される。入力された回転出力は変速機ＴＭによって変速される。変速された回転出力は差動装置ＦＤＦを介して前輪車軸ＤＳ−Ｆに伝達される。これにより、前輪ＷＨ−Ｆが回転駆動される。
【００７２】
ハイブリッド電気自動車の回生時（ブレーキを踏み込み時，アクセルの踏み込みを緩めた時或いはアクセルの踏み込みを止めた時などの減速時）は、前輪ＷＨ−Ｆの回転出力を前輪車軸ＤＳ−Ｆ，差動装置ＦＤＦ，変速機ＴＭ，出力制御機構（図示省略）を介してフロント側モータ・ジェネレータＦＭＧに伝達し、フロント側モータジェネレータＦＭＧを回転駆動する。これにより、フロント側モータ・ジェネレータＦＭＧは発電機として動作する。この動作により、フロント側モータ・ジェネレータＦＭＧの固定子巻線に三相交流電力が発生する。この発生した三相交流電力はインバータＩＮＶによって所定の直流電力に変換される。この変換によって得られた直流電力はバッテリＢＡに供給される。これにより、バッテリＢＡは充電される。一方、後輪ＷＨ−Ｒの回転出力を後輪車軸ＤＳ−Ｒ１，ＤＳ−Ｒ２，車両用出力伝達装置１００の差動装置ＲＤＦ，減速機ＲＧを介してリア側モータ・ジェネレータＲＭＧに伝達し、リア側モータ・ジェネレータＲＭＧを回転駆動する。これにより、リア側モータ・ジェネレータＲＭＧは発電機として動作する。この動作により、リア側モータ・ジェネレータＲＭＧの固定子巻線に三相交流電力が発生する。この発生した三相交流電力はインバータＩＮＶによって所定の直流電力に変換される。この変換によって得られた直流電力はバッテリＢＡに供給される。これにより、バッテリＢＡは充電される。
【００７３】
本実施例の電機駆動システムによれば、大出力化しても絶縁性に優れ、小刀モータ・ジェネレータ（回転電機）を備えているので、車両への搭載省スペース化を図ることができるので、車両の小型化，軽量化及び低コスト化に寄与することができる。
【００７４】
次に、図１１を用いて、図１０に示したハイブリッド電気自動車の電機駆動システムに用いるインバータＩＮＶの回路構成について説明する。
【００７５】
インバータＩＮＶは、２個のインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２から構成されている。インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の構成は同じである。インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は、それぞれ、パワーモジュールＰＭと、ドライバユニットＤＵから構成される。ドライバユニットＤＵは、モータ制御ユニットＭＣＵによって制御される。パワーモジュールＰＭには、バッテリＢＡから直流電力が供給され、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は、それぞれ、交流電力に変換して、モータ・ジェネレータに供給する。また、モータ・ジェネレータが発電機として動作するときには、発電機の出力は、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２によって直流電力に変換され、バッテリＢＡに蓄電される。
【００７６】
インバータＩＮＶ１のパワーモジュールＰＭは６つのアームから構成され、車載用直流電源であるバッテリＢＡから供給される直流を交流に変換して回転機であるモータ・ジェネレータＦＭＧ，ＲＭＧに電力を供給する。パワーモジュールＰＭの上記６つのアームは、半導体のスイッチング素子としてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を使用している。半導体のスイッチング素子としてはＩＧＢＴ以外に電力用ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor−Field Effect 
Transistor）を使用することができる。
【００７７】
ＩＧＢＴは動作速度が速いメリットがある。昔は、電力用ＭＯＳ−ＦＥＴが使用できる電圧が低かったので、高電圧用のインバータはＩＧＢＴで作られていた。しかし最近は電力用ＭＯＳ−ＦＥＴの使用できる電圧が高くなり、車両用インバータではどちらも半導体スイッチング素子として使用可能である。電力用ＭＯＳ−ＦＥＴの場合は半導体の構造がＩＧＢＴに比べてシンプルであり、半導体の製造工程がＩＧＢＴに比べ少なくなるメリットがある。
【００７８】
図１１において、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相の上アームと下アームとはそれぞれ直列に接続されている。Ｕ相とＶ相とＷ相の各上アームのそれぞれのコレクタ端子（電力用ＭＯＳ−ＦＥＴ使用の場合はドレーン端子）はバッテリＢＡの正極側に接続される。一方Ｕ相とＶ相とＷ相の各下アームのそれぞれのエミッタ端子（電力用ＭＯＳ−ＦＥＴの場合はソース端子）は、バッテリＢＡの負極側に接続される。
【００７９】
Ｕ相上アームのエミッタ端子（電力用ＭＯＳ−ＦＥＴの場合はソース端子）とＵ相下アームのコレクタ端子（電力用ＭＯＳ−ＦＥＴの場合はドレーン端子）の接続点は、モータ・ジェネレータＦＭＧ（ＲＭＧ）のＵ相端子に接続され、Ｕ相電流が流れる。電機子巻線（永久磁石型同期モータの固定子巻線）がＹ結線の場合はＵ相巻線の電流が流れる。Ｖ相上アームのエミッタ端子（電力用ＭＯＳ−ＦＥＴの場合はソース端子）とＶ相下アームのコレクタ端子（電力用ＭＯＳ−ＦＥＴの場合はドレーン端子）の接続点は、モータ・ジェネレータＦＭＧ（ＲＭＧ）のＶ相の電機子巻線（固定子巻線）のＶ相端子に接続され、Ｖ相電流が流れる。固定子巻線がＹ結線の場合はＶ相巻線の電流が流れる。Ｗ相上アームのエミッタ端子（電力用ＭＯＳ−ＦＥＴの場合はソース端子）と、Ｗ相下アームのコレクタ端子（電力用ＭＯＳ−ＦＥＴの場合はドレーン端子）の接続点はモータ・ジェネレータ
ＦＭＧ（ＲＭＧ）のＷ相端子に接続される。固定子巻線がＹ結線の場合はＷ相巻線の電流が流れる。バッテリＢＡから供給される直流電力を交流電力に変換して、モータ・ジェネレータＦＭＧ（ＲＭＧ）のステータを構成するＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３相のステータコイルに供給することにより、３相のステータコイルに流れる電流によって発生する起磁力により、ロータが回転駆動する。
【００８０】
モータ制御ユニットＲＭによりゲート信号を発生するドライバユニットＤＵが制御され
、各相のドライバユニットからゲート信号が各相の半導体スイッチング素子にゲート信号が供給される。このゲート信号により各アームの導通，非導通（遮断）が制御される。その結果供給された直流は三相交流に変換される。三相交流の発生は既に知られているので詳細な動作説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施例である回転電機のステータコイルの結線構成を示す回路図。
【図２】図１のステータコイルを構成する相コイルの製造方法を説明するための図。
【図３】図２の製造方法によって巻枠に巻かれたコイル導体群の配列構成を示す断面図。
【図４】図３のコイル導体群のスロット内における配列構成を示す断面図。
【図５】本実施例の第１実施例である回転電機の全体構成を示す断面図。
【図６】本実施例の第１実施例である回転電機の全体構成を示す断面図。
【図７】サージ電圧立ち上がり時間に対するコイル導体ターン間分担電圧の特性を示す特性図であり、（ａ）は第１実施例のステータコイルにおける特性、（ｂ）は比較例のステータコイルにおける特性をそれぞれ示す。
【図８】サージ電圧立ち上がり時間に対する巻線端部間接触部分担電圧の特性を示す特性図であり、（ａ）は第１実施例のステータコイルにおける特性、（ｂ）は比較例のステータコイルにおける特性をそれぞれ示す。
【図９】本発明の第２実施例である回転電機のステータコイルの結線構成を示す回路図。
【図１０】本発明の第３実施例であり、第１及び第２実施例のいずれかの回転電機を搭載した電動車両の電動駆動システムの構成を示すブロック図。
【図１１】図１０に搭載されたインバータ装置の構成を示す回路図。
【図１２】比較例のステータコイルを構成する相コイルの製造方法を説明するための図。
【図１３】図１２の製造方法によって巻枠に巻かれたコイル導体群の配列構成を示す断面図。
【図１４】図１３のコイル導体群のスロット内における配列構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００８２】
１０…ステータ、１２…ステータコア、１４…ステータコイル、１５…スロット、２０…ロータ、４１…エナメル電線、４１Ｅ…巻き終わりエナメル電線、４１Ｓ…巻き始めエナメル電線、４３…エナメル電線群、５０…巻枠。
【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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