(57)【要約】【課題】分布巻きかつ重ね巻ステータを備える三相交流回転電機において、簡便な構造で同相及び各相間の隣接コイル間の分担電圧を同時に緩和する。【解決手段】各相の巻線２０，３０，４０は各第１コイル２１，３１，４１と中性点５０に接続された各最終コイル２８，３８，４８と複数の各中間コイル２２〜２７、３２〜３７、４２〜４７とを含み、各第２、第３コイル２２，３２，４２，２３，３３，４３が各第１コイル２１，３１，４１の両側に隣接するよう配置され、各相の第１コイル２１，３１，４１を隣接する第２、第３コイル２２，３２，４２，２３，３３，４３よりも電気的に中性点５０側に接続されている他相の中間コイル２４〜２７，３４〜３７，４４〜４７または他相の最終コイル２８，３８，４８と隣接するように配置する。【選択図】図１
2009278845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分布巻きかつ重ね巻の各相の巻線をＹ結線としたステータを備え、インバータによって駆動される三相交流回転電機であって、
各入力端に接続された各第１コイルと、中性点に接続された各最終コイルと、各第１コイルと各最終コイルとの間に直列に接続された複数の各中間コイルと、を含み、複数の各中間コイルの内の２つの各中間コイルがステータの周方向に沿って各第１コイルの両側に隣接するよう配置される各相の巻線は、相毎にステータの半径方向に重ねて配置され、
各相の第１コイルは、隣接する２つの同相の中間コイルよりも電気的に中性点側に接続されている他相の中間コイルまたは他相の最終コイルとステータの半径方向に隣接するように配置されていること、
を特徴とする三相交流回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の三相交流回転電機であって、
同相の巻線の巻き始めと巻き終わりとは離間して配置されていること、
を特徴とする三相交流回転電機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の三相交流回転電機であって、
各相の巻線のステータに対する巻きつけ方向は、ステータの半径方向に向かって相毎に交互に反対方向となっていること、
を特徴とする三相交流回転電機。
【請求項４】
請求項１または２に記載の三相交流回転電機であって、
各巻線は、各第１コイルと各中間コイルと各最終コイルとがステータの周方向に向かって同じ順序に並べられ、各巻線はステータの周方向に向かって一定角度ずつずらして配置されていること、
を特徴とする三相交流回転電機。
【請求項５】
請求項４に記載された三相交流回転電機であって、
一定角度は、ステータのスロット間角度の整数倍であって、最も１２０度に近い角度であること、
を特徴とする三相交流回転電機。
【請求項６】
請求項１から５に記載の三相交流回転電機であって、
第１コイルの両側に隣接して配置される２つの中間コイルは、第１コイルの中性点側に接続される第２コイルと、第２コイルの中性点側に接続される第３コイルであること、
を特徴とする三相交流回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流回転電機の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動源とする電気車両や、エンジンと共にモータを駆動源とするハイブリッド車両などの電動車両が多く用いられている。このような電動車両では、モータと発電機の双方の機能を併せ持つモータジェネレータを搭載し、車両の減速の際或いは坂路を下る際にモータジェネレータを発電機として機能させ、動力を電力として回収する電力回生を行い燃費の向上を図っているものがある。また、モータジェネレータの速度制御等を効率的に行うために、インバータによる周波数変換によってモータジェネレータを駆動しているものが多い。
【０００３】
しかし、インバータはスイッチング素子のスイッチング動作によって周波数を変換するものであることから、スイッチング素子のオン、オフのタイミングでモータジェネレータの巻線間に通常の交流電流で駆動する際の電圧よりも高い急峻なサージ電圧が発生することがある。そして、急峻なサージ電圧により特定のコイルに電圧が集中し、隣接するコイルとの間の電位差が大きくなり、コイル間の絶縁が劣化する場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、複数のコイルが形成されて配置されるシングルスター結線された回転電機において、コイル配置位置が飛ばされてコイルが形成され、飛ばされたコイル配置位置に巻き始めコイルあるいは巻き終わりコイルの少なくとも一方が形成されているコイル配置によって、隣接コイル間における最大電位差を小さくし、同相コイル間における絶縁性能を高めることが提案されている。また、特許文献２には、巻型の異なる同心巻巻線を備えた三相交流誘導電動機において、各相の電圧入力側の１次巻線同士が隣接スロットにならないように巻線を配置し、各相の１次巻線間に高電圧が生じるのを防止することが提案されている。特許文献３には、固定子鉄心のスロットに複数の導体セグメントを挿入するとともに、その複数の導体セグメントを各々接合して三相の固定子巻線を形成したセグメント接合型の電動機において、周回コイルのうち外部引き出し端子に接続されている第１周回コイルを、他相の相スロット群と隣接しないスロットに配置するとともに、第１周回コイルが配置されているスロットにおける第１周回コイルと径方向に隣接する位置に第１周回コイルと周方向に隣接させて配置する周回コイルよりも中性点側の周回コイルを配置し、コイルエンドにおいて隣接する周回コイル間に生じる電位差を抑制し、部分放電の発生を抑止することが提案されている。特許文献４には、モータの複数の巻線をそれぞれ二分割し、二分割された各巻線の各巻き始めと各巻き終わりとを接続するとともに各接続部の間にコンデンサを接続することによって、各巻線間の分担電圧を緩和し、巻線間の絶縁劣化を防止する方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７―２６７５２２６号公報
【特許文献２】特開平１０−３２２９８９号公報
【特許文献３】特開２００８―３５５８０号公報
【特許文献４】特開２００５―６５３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された従来技術は、同相コイル間における絶縁性能を高めるためのものであり、各相の電力入力側の各第１コイルに生じる電圧分担を低減させることができないという問題があった。特許文献２に記載された従来技術は、各相の１次巻線同士が隣接するスロットにならないようにして各相の１次巻線間に高電圧が発生するのを防止しているが、同相巻線間の分担電圧を十分に低減することができないという問題が有った。特許文献３は、セグメント接合型の電動機において隣接する周回コイル間に生じる電位差を低減するものであるが、分布巻きかつ重ね巻のステータには適用できないという問題があった。特許文献４に記載された従来技術は、同一コイル内の分担電圧は緩和されるものの隣接するコイル群間の分担電圧の低減効果が少ないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、分布巻きかつ重ね巻ステータを備える三相交流回転電機において、簡便な構造で同相及び各相間の隣接コイル間の分担電圧を同時に緩和することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の三相交流回転電機は、分布巻きかつ重ね巻の各相の巻線をＹ結線としたステータを備え、インバータによって駆動される三相交流回転電機であって、各入力端に接続された各第１コイルと、中性点に接続された各最終コイルと、各第１コイルと各最終コイルとの間に直列に接続された複数の各中間コイルと、を含み、複数の各中間コイルの内の２つの各中間コイルがステータの周方向に沿って各第１コイルの両側に隣接するよう配置される各相の巻線は、相毎にステータの半径方向に重ねて配置され、各相の第１コイルは、隣接する２つの同相の中間コイルよりも電気的に中性点側に接続されている他相の中間コイルまたは他相の最終コイルとステータの半径方向に隣接するように配置されていること、を特徴とする。
【０００９】
本発明の三相交流回転電機において、同相の巻線の巻き始めと巻き終わりとは離間して配置されていること、としても好適であるし、各相の巻線のステータに対する巻きつけ方向は、ステータの半径方向に向かって相毎に交互に反対方向となっていること、としても好適であるし、各巻線は、各第１コイルと各中間コイルと各最終コイルとがステータの周方向に向かって同じ順序に並べられ、各巻線はステータの周方向に向かって一定角度ずつずらして配置されていること、としても好適であるし、一定角度は、ステータのスロット間角度の整数倍であって、最も１２０度に近い角度であること、としても好適であるし、第１コイルの両側に隣接して配置される２つの中間コイルは、第１コイルの中性点側に接続される第２コイルと、第２コイルの中性点側に接続される第３コイルであること、としても好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、分布巻きかつ重ね巻ステータを備える三相交流回転電機において、簡便な構造で同相及び各相間の隣接コイル間の分担電圧を同時に緩和することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態の三相交流回転電機に組み込まれているステータ１０は、円筒状で内径側にコイル２１〜２８、３１〜３８，４１〜４８が巻かれる複数のスロット１２設けられたステータコア１１と、ステータコア１１に巻かれたＵ相巻線２０、Ｖ相巻線３０、Ｗ相巻線４０とを備えている。各相の巻線２０，３０，４０はエナメルで絶縁被覆されたエナメル電線をステータコア１１のスロット１２に巻くことによって形成される。各相の巻線２０，３０，４０はＹ結線となっているので、ステータ１０は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の電力が入力される各相の入力端１３，１４，１５と、各相の巻線２０，３０，４０が一点に接続された中性点５０とを有している。各巻線２０，３０，４０の入力端側の各端部と各入力端１３，１４，１５との間は外面を樹脂などの絶縁体で被覆された各スリーブ線１６，１７，１８で接続され、各相の巻線２０，３０，４０の中性点５０側の各端部と中性点５０との間も各スリーブ線５１，５２，５３で接続されている。中性点５０はコイルエンドにボルト等によって固定されている。なお、図１において、各巻線２０，３０，４０のコイル２１〜２８、３１〜３８，４１〜４８の両端の円で囲んだＸマークと円の中に点を配置したマークはそれぞれワイヤの巻き方向が紙面の表面側から裏面側になっていること、及びワイヤの巻き方向が紙面の裏面側から表面側に向かっていることを示している。
【００１２】
図１及び図３に示すように、Ｕ相巻線２０は入力端１３にスリーブ線１６によって接続されたＵ相第１コイル２１と、中性点５０にスリーブ線５１によって接続されたＵ相最終コイル２８と、Ｕ相第１コイル２１とＵ相最終コイル２８との間に直列に接続された６つの中間コイルである、Ｕ相第２コイル２２からＵ相第７コイル２７を含んでいる。６つのＵ相コイル２２〜２７の内、Ｕ相第１コイル２１の中性点５０側に接続されるＵ相第２コイル２２と、Ｕ相第２コイル２２の中性点５０側に接続されるＵ相第３コイル２３は、ステータ１０の周方向に沿ってＵ相第１コイル２１の両側に隣接するよう配置されている。本実施形態では、Ｕ相第２コイル２２はＵ相第１コイル２１の時計回り方向に隣接するように配置され、Ｕ相第３コイル２３はＵ相第１コイル２１の反時計周りの方向に隣接するよう構成されている。そして、各Ｕ相コイル２１〜２８は、Ｕ相第１コイル２１から反時計周りに、Ｕ相第３コイル２３、Ｕ相第４コイル２４、Ｕ相第５コイル２５、Ｕ相第６コイル２６、Ｕ相第７コイル２７、Ｕ相最終コイル２８、Ｕ相第２コイル２２の順に配置されている。このように各コイル２１〜２８が配置されているので、Ｕ相巻線２０の巻き始めであるＵ相第１コイル２１の入力端側と、Ｕ相巻線２０の巻き終わりであるＵ相最終コイル２８の中性点５０側は離間した配置となっている。
【００１３】
同様に、図１及び図３に示すように、Ｖ相巻線３０も同様に、入力端１４にスリーブ線１７によって接続されたＶ相第１コイル３１と、中性点５０にスリーブ線５２によって接続されたＶ相最終コイル３８と、Ｖ相第１コイル３１とＶ相最終コイル３８との間に直列に接続された６つの中間コイルである、Ｖ相第２コイル３２からＶ相第７コイル３７を含んでいる。６つのＶ相コイル３２〜３７の内、Ｖ相第１コイル３１の中性点５０側に接続されるＶ相第２コイル３２と、Ｖ相第２コイル３２の中性点５０側に接続されるＶ相第３コイル３３は、ステータ１０の周方向に沿ってＶ相第１コイル３１の両側に隣接するよう配置されている。本実施形態では、Ｖ相第２コイル３２はＶ相第１コイル３１の時計回り方向に隣接するように配置され、Ｖ相第３コイル３３はＶ相第１コイル３１の反時計周りの方向に隣接するよう構成されている。そして、各Ｖ相コイル３１〜３８は、Ｕ相の各コイル２１〜２８と同様に、Ｖ相第１コイル３１から反時計周りに、Ｖ相第３コイル３３、Ｖ相第４コイル３４、Ｖ相第５コイル３５、Ｖ相第６コイル３６、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８、Ｖ相第２コイル３２の順に配置されている。
【００１４】
Ｖ相の入力端１４及び、各Ｖ相コイル３１〜３８のステータ１０の周方向位置は、それぞれＵ相の入力端１３、各Ｕ相コイル２１〜２８と略１２０度の角度だけ反時計方向にずれた位置となっている。この角度はスロット１２間の角度の整数倍であってできるだけ１２０度に近い角度になっている。このようにＶ相巻線３０はＵ相巻線２０と同様の順序で各コイル３１〜３８がステータ１０の周方向に並べられ、ステータ１０の周方向に向かって略１２０度回転させて配置されている。また、このように各コイル３１〜３８が配置されているので、Ｖ相巻線３０の巻き始めであるＶ相第１コイル３１の入力端側と、Ｖ相巻線３０の巻き終わりであるＶ相最終コイル３８の中性点５０側は離間した配置となっている。
【００１５】
同様に、図１及び図３に示すように、Ｗ相巻線４０も同様に、入力端１５にスリーブ線１８によって接続されたＷ相第１コイル４１と、中性点５０にスリーブ線５３によって接続されたＷ相最終コイル４８と、Ｗ相第１コイル４１とＷ相最終コイル４８との間に直列に接続された６つの中間コイルである、Ｗ相第２コイル４２からＷ相第７コイル４７を含んでいる。６つのＷ相コイル４２〜４７の内、Ｗ相第１コイル４１の中性点５０側に接続されるＷ相第２コイル４２と、Ｗ相第２コイル４２の中性点側に接続されるＷ相第３コイル４３は、ステータ１０の周方向に沿ってＷ相第１コイル４１の両側に隣接するよう配置されている。本実施形態では、Ｗ相第２コイル４２はＷ相第１コイル４１の時計回り方向に隣接するように配置され、Ｗ相第３コイル４３はＷ相第１コイル４１の反時計周りの方向に隣接するよう構成されている。そして、各Ｗ相コイル４１〜４８は、Ｗ相第１コイル４１から反時計周りに、Ｗ相第３コイル４３、Ｗ相第４コイル４４、Ｗ相第５コイル４５、Ｗ相第６コイル４６、Ｗ相第７コイル４７、Ｗ相最終コイル４８、Ｗ相第２コイル４２の順に配置されている。
【００１６】
Ｗ相の入力端１５及び、各Ｗ相コイル４１〜４８のステータ１０の周方向位置は、それぞれＶ相の入力端１４、各Ｖ相コイル３１〜３８と略１２０度の角度だけ時計方向にずれた位置となっている。この角度はスロット１２間の角度の整数倍であってできるだけ１２０度に近い角度になっている。このようにＷ相巻線４０はＵ相巻線２０、Ｖ相巻線３０と同様の順序で各コイル４１〜４８がステータ１０の周方向に並べられ、ステータ１０の周方向に向かって略１２０度回転させて配置されている。また、このように各コイル４１〜４８が配置されているので、Ｗ相巻線４０の巻き始めであるＷ相第１コイル４１の入力端側と、Ｗ相巻線４０の巻き終わりであるＷ相最終コイル４８の中性点５０側は離間した配置となっている。
【００１７】
図２に示すように、ステータ１０の軸方向の端面には、各スロット１２間の渡りのワイヤが盛り上がったコイルエンド７１が成形される。そして、コイルエンド７１のワイヤはステータ１０の内径側から外径側に向かって、Ｗ相巻線４０、Ｖ相巻線３０、Ｕ相巻線２０の順に配置されている。各巻線２０，３０，４０の間には、絶縁紙６５が挟みこまれ、各巻線２０，３０，４０の間を絶縁するよう構成されている。
【００１８】
図１、図２に示すように、Ｕ相第１コイル２１は、ステータ１０の周方向に向かってＵ相第２コイル２２、Ｕ相第３コイル２３と接し、コイルエンド７１において、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８と絶縁紙６５を介してステータ１０の半径方向に接している。図３に示すように、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８は、Ｕ相第２コイル２２、Ｕ相第３コイル２３よりも電気的に中性点５０側に接続されているコイルである。したがって、Ｕ相第１コイル２１は、隣接する２つの同相の中間コイルであるＵ相第２コイル２２、Ｕ相第３コイル２３よりも電気的に中性点５０側に接続されている他相の中間コイルであるＶ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８とステータ１０の半径方向に隣接するように配置されている。
【００１９】
図１、図２に示すように、Ｖ相第１コイル３１は、ステータ１０の周方向に向かってＶ相第２コイル３２、Ｖ相第３コイル３３と接し、コイルエンド７１において、Ｕ相第４コイル２４、Ｕ相第５コイル２５と絶縁紙６５を介してステータ１０の半径方向外側で接し、Ｗ相第７コイル４７、Ｗ相最終コイル４８と絶縁紙６５を介してステータ１０の半径方向内側で接している。図３に示すように、Ｕ相第４コイル２４、Ｕ相第５コイル２５、Ｗ相第７コイル４７、Ｗ相最終コイル４８は、Ｖ相第２コイル３２、Ｖ相第３コイル３３よりも電気的に中性点５０側に接続されているコイルである。したがって、Ｖ相第１コイル３１は、隣接する２つの同相の中間コイルであるＶ相第２コイル３２、Ｖ相第３コイル３３よりも電気的に中性点５０側に接続されている他相の中間コイルである、Ｕ相第４コイル２４、Ｕ相第５コイル２５、Ｗ相第７コイル４７、Ｗ相最終コイル４８とステータ１０の半径方向に隣接するように配置されている。
【００２０】
図１、図２に示すように、Ｗ相第１コイル４１は、ステータ１０の周方向に向かってＷ相第２コイル４２、Ｗ相第３コイル４３と接し、コイルエンド７１において、Ｖ相第４コイル３４、Ｖ相第５コイル３５と絶縁紙６５を介してステータ１０の半径方向に接している。図３に示すように、Ｖ相第４コイル３４、Ｖ相第５コイル３５は、Ｗ相第２コイル４２、Ｗ相第３コイル４３よりも電気的に中性点５０側に接続されているコイルである。したがって、Ｗ相第１コイル４１は、隣接する２つの同相の中間コイルであるＷ相第２コイル４２、Ｗ相第３コイル４３よりも電気的に中性点５０側に接続されている他相の中間コイルであるＶ相第４コイル３４、Ｖ相第５コイル３５とステータ１０の半径方向に隣接するように配置されている。
【００２１】
図３に本実施形態の三相交流回転電機のステータ１０の等価回路を示す。図３に示すように、Ｕ相巻線２０、Ｖ相巻線３０、Ｗ相巻線４０を構成する各コイル２１〜２８、３１〜３８、４１〜４８はそれぞれ大地との間に対地容量６２を有している。Ｕ相第１コイル２１は、隣接するＵ相第２コイル２２、Ｕ相第３コイル２３と直列に接続されると共に、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８と絶縁紙６５の浮遊容量６１を介して電気的に接続されている。ここで、浮遊容量６１は対地容量６２よりも大きな静電容量となっている。なお、Ｕ相第１コイル２１、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８を接続する接続線は電気的に接続していることを模式的に示したもので実際に接続線が設けられているのではない。
【００２２】
同様に、Ｖ相第１コイル３１は、Ｖ相第２コイル３２、Ｖ相第３コイル３３と直列に接続されると共に、Ｕ相第４コイル２４、Ｕ相第５コイル２５、Ｗ相第７コイル４７、Ｗ相最終コイル４８と絶縁紙６５の浮遊容量６１を介して電気的に接続されている。また、Ｗ相第１コイル４１は、Ｗ相第２コイル４２、Ｗ相第３コイル４３に直列に接続され、Ｖ相第４コイル３４、Ｖ相第５コイル３５と絶縁紙６５の浮遊容量６１を介して電気的に接続されている。
【００２３】
このように構成された三相交流回転電機のステータ１０にインバータによるスイッチング電力が入力された際の動作について説明する。インバータのスイッチングの際にＵ−Ｖ間にピーク電圧の高いサージ電圧がかかった場合、急峻な立ち上がり電流は、Ｕ相第１コイル２１の対地容量６２を介してＶ相の第１コイルなどに流れようとする。しかし、Ｕ相第１コイル２１は対地容量６２よりも大きな静電容量を持つ浮遊容量６１を介してＶ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８に電気的に接続されていることから、Ｕ相第１コイル２１に流れ込んだ急峻な立ち上がり電流は静電容量が大きくより流れやすい浮遊容量６１を介してＶ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８に流れこむ。このため、Ｕ相第１コイル２１の分担電圧を低減することができると共に、Ｕ相第１コイル２１からＶ相第１コイル３１に流れ込む電流を低減することができるので、Ｖ相第１コイル３１の分担電圧の上昇も抑えることができ、絶縁性能を向上させることができる。この際、電流の流れこんだＶ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８の電位が上昇するが、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８は電気的にＵ相第２コイル２２、第３コイル２３よりも中性点５０に近く、その電位が元々低いので、電位が上昇しても絶縁が問題になることはない。
【００２４】
Ｕ相第１コイル２１はステータ１０の周方向にＵ相第１コイル２１と電位差の少ないＵ相第２コイル２２とＵ相第３コイル２３とによってはさみこまれるように配置されている。したがって、図３に示す範囲Ｒのステータ１０の周方向の両端はＵ相第２コイル２２及びＵ相第３コイル２３となるため、他のＵ相コイル２４〜２８はＵ相第１コイル２１よりも電位の低いコイルと接することとなり、同相のコイル間での最大電位差を低減でき、絶縁性能を向上させることができる。また、Ｕ相巻線２０の巻き始めであるＵ相第１コイル２１の入力端側と、Ｕ相巻線２０の巻き終わりであるＵ相最終コイル２８の中性点５０側は離間した配置となっているので、同相の巻線間の電位差を抑制することができ、絶縁性能を向上させることができる。
【００２５】
同様に、Ｖ−Ｕ間、またはＶ−Ｗ間にピーク電圧の高いサージ電圧がかかった場合、Ｖ相第１コイル３１に流れ込んだ急峻な立ち上がり電流は静電容量が大きくより流れやすい浮遊容量６１を介してＵ相第４コイル２４、Ｕ相第５コイル２５、Ｗ相第７コイル４７、Ｗ相最終コイル４８に流れこむ。このため、Ｖ相第１コイル３１の分担電圧を低減することができると共に、Ｖ相第１コイル３１からＵ相第１コイル２１またはＷ相第１コイル４１に流れ込む電流を低減することができるので、Ｕ相第１コイル２１、Ｗ相第１コイル４１の分担電圧の上昇も抑えることができ、絶縁性能を向上させることができる。この際、電流の流れこんだＵ相第４コイル２４、Ｕ相第５コイル２５、Ｗ相第７コイル４７、Ｗ相最終コイル４８の電位が上昇するが、これらのコイル２４，２５，４７，４８はＶ相第２コイル３２、Ｖ相第３コイル３３よりも電気的に中性点５０に近く、その電位が元々低いので、電位が上昇しても絶縁が問題になることはない。
【００２６】
Ｖ相第１コイル３１はステータ１０の周方向にＶ相第１コイル３１と電位差の少ないＶ相第２コイル３２とＶ相第３コイル３３とによってはさみこまれるように配置されている。したがって、図３に示す範囲Ｒのステータ１０の周方向の両端はＶ相第２コイル３２及びＶ相第３コイル３３となるため、他のＶ相コイル３４〜３８はＶ相第１コイル３１よりも電位の低いコイルと接することとなり、同相のコイル間での最大電位差を低減でき、絶縁性能を向上させることができる。また、Ｖ相巻線３０の巻き始めであるＶ相第１コイル３１の入力端側と、Ｖ相巻線３０の巻き終わりであるＶ相最終コイル３８の中性点５０側は離間した配置となっているので、同相の巻線間の電位差を抑制することができ、絶縁性能を向上させることができる。
【００２７】
同様に、Ｗ−Ｖ間にピーク電圧の高いサージ電圧がかかった場合、Ｗ相第１コイル４１に流れ込んだ急峻な立ち上がり電流は静電容量が大きくより流れやすい浮遊容量６１を介してＶ相第４コイル３４、Ｖ相第５コイル３５に流れこむ。このため、Ｗ相第１コイル４１の分担電圧を低減することができると共に、Ｗ相第１コイル４１からＶ相第１コイル３１に流れ込む電流を低減することができるので、Ｖ相第１コイル３１の分担電圧の上昇も抑えることができ、絶縁性能を向上させることができる。この際、電流の流れこんだＶ相第４コイル２４、Ｖ相第５コイル２５の電位が上昇するが、Ｖ相第４コイル２４、Ｖ相第５コイル２５はＷ相第２コイル４２、Ｗ相第３コイル４３よりも電気的に中性点５０に近く、その電位が元々低いので、電位が上昇しても絶縁が問題になることはない。
【００２８】
Ｗ相第１コイル４１はステータ１０の周方向にＷ相第１コイル４１と電位差の少ないＷ相第２コイル４２とＷ相第３コイル４３とによってはさみこまれるように配置されている。したがって、図３に示す範囲Ｒのステータ１０の周方向の両端はＷ相第２コイル４２及びＷ相第３コイル４３となるため、他のＷ相コイル４４〜４８はＷ相第１コイル４１よりも電位の低いコイルと接することとなり、同相のコイル間での最大電位差を低減でき、絶縁性能を向上させることができる。また、Ｗ相巻線４０の巻き始めであるＷ相第１コイル４１の入力端側と、Ｗ相巻線４０の巻き終わりであるＷ相最終コイル４８の中性点５０側は離間した配置となっているので、同相の巻線間の電位差を抑制することができ、絶縁性能を向上させることができる。
【００２９】
以上述べたように、本実施形態の三相交流回転電機は、各相の巻線２０，３０，４０の各コイル２１〜２８、３１〜３８、４１〜４８を適切に配置するという簡便な構造で同相及び各相間の隣接コイル間の分担電圧を同時に緩和することができるという効果を奏する。
【００３０】
図４、図５を参照して本発明の他の実施形態について説明する。図１から図３を参照して説明した部分については同様の符号を付して説明は省略する。
【００３１】
図４に示すように、本実施形態は、図１から３を参照して説明した実施形態のＵ相巻線２０、Ｖ相巻線３０の配置は変更せず、Ｗ相巻線４０のステータ１０の周方向の配置をＷ相第１コイル４１のステータ１０の周方向位置がＵ相第１コイル２１とＶ相第１コイル３１との間になるようにしたものである。
【００３２】
図４に示すように、この配置によって、Ｖ相第１コイル３１は、隣接する２つの同相の中間コイルであるＶ相第２コイル３２、Ｖ相第３コイル３３よりも電気的に中性点側に接続されている他相の中間コイルである、Ｕ相第４コイル２４、Ｕ相第５コイル２５、Ｗ相第４コイル４４、Ｗ相第５コイル４５とステータ１０の半径方向に隣接するように配置されている。また、Ｗ相第１コイル４１は、隣接する２つの同相の中間コイルであるＷ相第２コイル４２、Ｗ相第３コイル４３よりも電気的に中性点側に接続されている他相の中間コイルであるＶ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８とステータ１０の半径方向に隣接するように配置されている。
【００３３】
図５に示すように、Ｕ相第１コイル２１は、隣接するＵ相第２コイル２２、Ｕ相第３コイル２３と直列に接続されると共に、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８と浮遊容量６１を介して電気的に接続され、Ｖ相第１コイル３１は、Ｖ相第２コイル３２、Ｖ相第３コイル３３と直列に接続されると共に、Ｕ相第４コイル２４、Ｕ相第５コイル２５、Ｗ相第４コイル４４、Ｗ相第５コイル４５と浮遊容量６１を介して電気的に接続され、Ｗ相第１コイル４１は、Ｗ相第２コイル４２、Ｗ相第３コイル４３に直列に接続され、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８と浮遊容量６１を介して電気的に接続されている。
【００３４】
本実施形態の動作は、Ｖ相第１コイル３１とＷ相第１コイル４１に流れ込んだ急峻な電流の流れる先がそれぞれＷ相第４コイル４４、Ｗ相第５コイル４５、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８となる以外は先に図１から図３を参照して説明した三相交流回転電機と同様で、同様の効果を奏する。
【００３５】
図６、図７を参照して本発明の他の実施形態について説明する。図１から図３を参照して説明した部分については同様の符号を付して説明は省略する。
【００３６】
図６に示すように、本実施形態は、図４から５を参照して説明した実施形態とＵ相巻線２０、Ｗ相巻線４０の配置は変更せず、Ｖ相巻線４０のステータ１０の周方向の配置を変更し、Ｖ相第１コイル３７の位置がＵ相第７コイル２７とＵ相最終コイル２８とステータ１０の半径方向に隣接するようにし、Ｖ相巻線３０の巻線の方向をＵ相、Ｗ相の巻線２０，４０の方向と逆方向にして、各Ｖ相コイル３１〜３８は、Ｕ相、Ｗ相の各コイル２１〜２８、４１〜４８と反対に、Ｖ相第１コイル３１から時計周りに、Ｖ相第３コイル３３、Ｖ相第４コイル３４、Ｖ相第５コイル３５、Ｖ相第６コイル３６、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８、Ｖ相第２コイル３２の順に配置されている。
【００３７】
図６に示すように、この配置によって、Ｕ相第１コイル２１は、隣接する２つの同相の中間コイルであるＵ相第２コイル２２、Ｕ相第３コイル２３よりも電気的に中性点５０側に接続されている他相の中間コイルであるＶ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８とステータ１０の半径方向に隣接するように配置されている。また、Ｖ相第１コイル３１は、隣接する２つの同相の中間コイルであるＶ相第２コイル３２、Ｖ相第３コイル３３よりも電気的に中性点５０側に接続されている他相の中間コイルである、Ｕ相第７コイル３７、Ｕ相最終コイル３８、Ｗ相第７コイル４７、Ｗ相最終コイル４８とステータ１０の半径方向に隣接するように配置されている。また、Ｗ相第１コイル４１は、隣接する２つの同相の中間コイルであるＷ相第２コイル４２、Ｗ相第３コイル４３よりも電気的に中性点５０側に接続されている他相の中間コイルであるＶ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８とステータ１０の半径方向に隣接するように配置されている。
【００３８】
図７に示すように、Ｕ相第１コイル２１は、隣接するＵ相第２コイル２２、Ｕ相第３コイル２３と直列に接続されると共に、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８と浮遊容量６１を介して電気的に接続され、Ｖ相第１コイル３１は、Ｖ相第２コイル３２、Ｖ相第３コイル３３と直列に接続されると共に、Ｕ相第７コイル２７、Ｕ相最終コイル２８、Ｗ相第７コイル４７、Ｗ相最終コイル４８と浮遊容量６１を介して電気的に接続され、Ｗ相第１コイル４１は、Ｗ相第２コイル４２、Ｗ相第３コイル４３に直列に接続され、Ｖ相第７コイル３７、Ｖ相最終コイル３８と浮遊容量６１を介して電気的に接続されている。
【００３９】
本実施形態の動作は、各相第１コイル２１，３１，４１に流れ込んだ急峻な電流の流れる先がそれぞれ他相の第７コイル２７，３７，４７、他相の最終コイル２８，３８，４８となる以外は先に図１から図３を参照して説明した三相交流回転電機と同様である。本実施形態は、各相の第１コイル２１，３１，４１にステータ１０の半径方向で接するコイルがより電位の低い他相の第７コイル２７，３７，４７、他相の最終コイル２８，３８，４８であることから、より効果的に電位差の低減と行うことができ、より効果的に同相及び各相間の隣接コイル間の分担電圧を同時に緩和することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態における三相交流回転電機のステータと巻線の配置を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態における三相交流回転電機のステータの断面図である。
【図３】本発明の実施形態における三相交流回転電機のステータの巻線の等価回路を示す配線図である。
【図４】本発明の他の実施形態における三相交流回転電機のステータと巻線の配置を示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態における三相交流回転電機のステータの巻線の等価回路を示す配線図である。
【図６】本発明の他の実施形態における三相交流回転電機のステータと巻線の配置を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態における三相交流回転電機のステータの巻線の等価回路を示す配線図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ステータ、１１  ステータコア、１２  スロット、１３，１４，１５  入力端、１６，１７，１８，５１，５２，５３  スリーブ線、２０  Ｕ相巻線、２１  Ｕ相第１コイル、２２〜２７  Ｕ相第２〜第７コイル、２８  Ｕ相最終コイル、３０  Ｖ相巻線、３１  Ｖ相第１コイル、３２〜３７  Ｖ相第２〜第７コイル、３８  Ｖ相最終コイル、４０  Ｗ相巻線、４１  Ｗ相第１コイル、４２〜４７  Ｗ相第２〜第７コイル、４８  Ｗ相最終コイル、５０  中性点、６１  浮遊容量、６２  対地容量、６５  絶縁紙、７１  コイルエンド。
【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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