定子和旋转电的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种定子和旋转电机。在具有定子铁芯和相绕组的定子中，定子铁芯中形成有槽，并且每个槽沿着定子铁芯的径向从槽的一端至槽的另一端容纳有层结构的导体。一个相的相绕组具有容纳在第一槽和第二槽中的导体，第一槽和第二槽相邻地形成在定子铁芯中。第n层中的导体与第（n+1）层中的导体之间的电连接包括：容纳在第一槽中的导体电连接在一起，容纳在第二槽中的导体电连接在一起，以及容纳在第一槽中的导体与容纳在第二槽中的导体电连接。这种连接消除了分布式绕组结构中第一槽与第二槽的相位差。
【专利说明】定子和旋转电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种定子和包括这种定子的旋转电机，该定子包括铁芯和多个相绕组。
【背景技术】
[0002]存在公开了旋转电机的定子的传统技术，该旋转电机具有能够在没有增加制造成本的情况下减少由漏磁通产生的涡流损耗的简单结构。例如，日本公开特许公报N0.JP2012-130093公开了 一种关于具有以上功能的旋转电机的传统技术。在JP2012-130093所公开的传统旋转电机的结构中，定子包括分段导体和多个分相绕组。分段导体被划分成N个段组。相绕组包括并联连接的划分的N个段组。划分的N个段组并联布置。
[0003]专利文献JP2012-130093示出了两个相绕组并联布置的技术。然而，专利文献JP2012-130093并没有示出当并联布置的相绕组的数量大于2时抑制循环电流的生成的方法。换句话说，当专利文献JP2012-130093中所公开的技术应用于具有包括多于两个的多个相绕组(即，并联布置的多个相绕组)的定子的旋转电机时，不总是能够防止循环电流的产生。
【发明内容】
[0004]因此，理想的是提供一种定子和配备有该定子的旋转电机，该定子能够在相绕组并联地缠绕在多个双槽(即分布式绕组结构的多对槽)中的情况下抑制循环电流的产生。
[0005]示例性实施方式提供了一种具有改进结构的定子。该定子包括定子铁芯和多个相绕组。定子铁芯包括沿着定子铁芯的圆周方向形成并且布置在定子铁芯中的多个槽。每个相绕组包括导体。导体电连接在一起以形成相绕组。导体容纳在相应的槽中使得导体沿着定子铁芯的径向从一侧到另一侧在每个槽中堆叠成多个层。每个相绕组包括连接在一起并且容纳在第一槽和第二槽中的导体。第一槽和第二槽彼此相邻。也就是，每个相绕组通过将容纳在第一槽中的第(2n-l)层中的导体电连接至容纳在第二槽中的第2n层中的导体来缠绕在定子周围。第η层中的导体与第(n+1)层中的导体之间的电连接为:(a)容纳在第一槽中的导体电连接在一起，(b)容纳在第二槽中的导体电连接在一起，以及(c)容纳在第一槽中的导体与容纳在第二槽中的导体电连接。
[0006]在先前描述的定子的结构中，相绕组通过将容纳在第一槽和第二槽中的导体电连接来缠绕在定子周围。除容纳在相同槽中的导体电连接的结构以外，容纳在不同槽例如第一槽和第二槽中的导体也电连接。导体的这种连接结构可以抑制在分布式绕组中的第一槽和第二槽(与包含在多对槽中的双槽相对应)中并联布置的相绕组中的循环电流的流动。这使得可以防止由循环电流引起的损耗。
[0007]根据示例性实施方式的另一方面，提供了一种其中每个相绕组具有端子的定子。端子电连接以形成选自星形连接、三角形连接和星形-三角形连接的连接。即使以选自星形连接、三角形连接和星形-三角形连接的连接来形成相绕组，这种结构仍然使得可以抑制循环电流的产生并且避免由循环电流的产生引起的任何损耗。
[0008]根据示例性实施方式的另一方面，提供了一种旋转电机，该旋转电机包括具有先前所描述的结构的定子和被布置成面向该定子的转子。这使得可以抑制各个相之间的电位差并且可以容易地选择从星形连接、三角形连接和星形-三角形连接中所选择的相连接。
[0009]可以将具有预定形状(例如，字符“U”形)的多个导体电连接在一起，并且也可接受的是使用具有与导体连接在一起时的长度相同的长度的单个线。
[0010]层连接导体(将在第一示例性实施方式中进行说明)具有曲柄形状并且将第2η层中的导体连接至第(2η+1)层中的导体。只要层连接导体可以将导体即相绕组连接在一起，则层连接导体可以由任何材料制成并且可以具有任何形状。只要旋转电机具有旋转部分(例如，旋转轴等)，则可以将根据本发明的定子的构思应用于旋转电机。换句话说，可以将定子的构思应用于多种类型的电机例如交流发电机、电动机和电动发电机。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]将参照下面的附图通过示例对本发明的优选的、非限制性的实施方式进行描述，其中:
[0012]图1是示出了根据本发明第一示例性实施方式的具有定子的旋转电机的结构的示意性横截面的视图；
[0013]图2是示出了根据本发明第一示例性实施方式的旋转电机中的定子的结构的俯视图；
[0014]图3是示出了根据本发明第一示例性实施方式的旋转电机中的定子的一部分的详细结构的视图；
[0015]图4是示出了根据本发明第一示例性实施方式的容纳在旋转电机中的定子的定子铁芯中所形成的槽中的导体的立体图；
[0016]图5是示出了根据本发明第一示例性实施方式的待插入到并容纳在旋转电机的定子的相应槽中的导体的横截面的视图；
[0017]图6是示出了根据本发明第一示例性实施方式的用于连接旋转电机的定子中的槽中的第(2η+1)层和第2η层中的导体的层连接导体16d的结构的视图；
[0018]图7是示出了根据本发明第一示例性实施方式的缠绕在旋转电机的定子的槽中的两个层组如第一层和第二层、以及第三层和第四层中的绕组161和绕组162的示意性结构的视图；
[0019]图8是示出了根据本发明第一示例性实施方式的波绕组(或串联绕组)的一部分的示意性结构的视图，其中，导体连接在一起以形成旋转电机的U相绕组、V相绕组和W相绕组；
[0020]图9是示出了根据本发明第一示例性实施方式的形成旋转电机的定子中的相绕组的绕组的转弯部分的一部分的立体图；
[0021]图10是示出了根据本发明第一示例性实施方式的旋转电机的定子中的齿、槽和导体之间的关系的俯视图；
[0022]图11是示出了沿着图9所示的X1-XI线的导体的横截面的视图；[0023]图12是示出了导体的第一连接示例的示意性电路结构的视图，其中，导体被划分成并联布置的两个并联连接；
[0024]图13是示出了根据本发明第一示例性实施方式的相连接，其中，导体布置在旋转电机的定子中的双槽(槽的乘数(multiplier number) S为2 (S=2))中；
[0025]图14是示意性地示出了根据本发明第一示例性实施方式的容纳在旋转电机的定子的槽中的串联电路和导体之间的关系的俯视图；
[0026]图15是示出了根据本发明第一示例性实施方式的旋转电机的定子中的相绕组的第一线连接结构(星形连接)的示意图；
[0027]图16是示出了根据本发明第一示例性实施方式的旋转电机的定子中的相绕组的第二线连接结构(或三角形连接)的示意图；
[0028]图17是示出了根据本发明第一示例性实施方式的旋转电机的定子中的相绕组的第三线连接结构(星形三角混合连接)的示意图；
[0029]图18是示出了根据本发明第一示例性实施方式的旋转电机的定子的相绕组的线连接部分的示意性结构的俯视图；
[0030]图19是根据本发明第一示例性实施方式的通过旋转电机中的重新布置部分IB对定子的相绕组的线连接进行重新布置的第一结构的示意图；
[0031]图20是示出了根据本发明第二示例性实施方式的导体的第二连接示例的示意性电路结构的视图，其中，在旋转电机中导体被划分成并联布置的两个并联连接；
[0032]图21是示意性地示出了根据本发明第二示例性实施方式的容纳在旋转电机的定子的槽中的串联电路部分和导体之间的关系的俯视图；
[0033]图22是示出了根据本发明第二示例性实施方式的旋转电机的定子的相绕组的第四线连接结构(星形连接)的示意图；
[0034]图23是示出了根据本发明第三示例性实施方式的导体的第三连接示例的示意性电路结构的视图，其中，在旋转电机中导体被划分成并联布置的两个并联连接；
[0035]图24是示意性地示出了根据本发明第三示例性实施方式的容纳在旋转电机的定子的槽中的串联电路部分和导体之间的关系的俯视图；
[0036]图25是示出了根据本发明第三示例性实施方式的旋转电机的定子的相绕组的第五线连接结构(星形连接)的示意图；
[0037]图26是示出了根据本发明第四示例性实施方式的导体的连接示例的示意性电路结构的视图，其中，在旋转电机中导体被划分成并联布置的四个并联连接；
[0038]图27是示意性地示出了根据本发明第四示例性实施方式的容纳在旋转电机的定子的槽中的串联电路部分和导体之间的关系的俯视图；
[0039]图28是示出了根据本发明第四示例性实施方式的旋转电机的定子的相绕组的第六线连接结构(星形连接)的示意图；以及
[0040]图29是通过旋转电机中的重新布置部分IB对定子的相绕组的线连接进行重新布置的第二结构的示意图，作为本发明第一示例性实施方式至第四示例性实施方式的变型。
【具体实施方式】
[0041]在下文中，将参照附图对本发明的各种实施方式进行描述。在下面对各种实施方式的描述中，贯穿各个附图，相似的附图标记表示相似的或相同的组成部分。
[0042]第一示例性实施方式
[0043]将参照图1至图19给出根据第一示例性实施方式的对定子12和装配有定子12的旋转电机10的描述。
[0044]图1是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机的结构的示意性横截面的视图。图1所示的旋转电机10包括定子12、转子13、旋转轴20和壳体构件11。定子12、转子13和旋转轴20容纳在壳体构件11中。旋转电机10通过输入和输出电缆17等电连接至动力转换装置30。旋转电机10的壳体构件11独立地装配并且通过固定构件固定到动力转换装置30的壳体构件上，或它们组装在一起。随后将对动力转换装置30的壳体构件进行说明。
[0045]例如，作为固定构件，有螺栓和螺母、阳螺钉和阴螺钉、通孔和开口销、焊接、铆接等。也可以对这些固定构件中的不少于两个固定构件进行组合。也可以使用导体16的扩展部分作为输入和输出电缆17。随后将对导体16进行详细地说明。
[0046]旋转轴20通过轴承15等由壳体构件11可旋转地支撑。旋转轴20通过固定构件固定到转子13的中央部分，或者，旋转轴20和转子13组合在一起。旋转轴20和转子13一起旋转。
[0047]图2是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12的结构的俯视图。定子12具有定子铁芯12a。图3是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10中的定子12的一部分的详细结构的视图。
[0048]如图2和图3所示，被形成为圆柱形的定子12布置在转子13的径向外表面侧。沿着定子铁芯12a的圆周方向在定子铁芯12a中形成有多个槽12b。定子12通过固定构件固定到壳体构件11 (见图1)。相邻的槽12b之间的间距可以调整。然而，从具有统一的磁通量流以及增大旋转电机10的输出转矩的观点来看，优选的是沿着定子11的圆周方向以均匀的间距在定子铁芯12a中形成槽12b。如图3所示，槽12b形成在相邻的齿12c之间。
[0049]在图2所示的定子12的结构中，定子12b的乘数S为2，磁极数Mn为8，相数p为
3。因此，用下面的公式来表示槽12b的数量Sn:
[0050]Sn=SXMnXp=2X8X3=48,
[0051]其中，S表示槽的乘数并且为正整数，Mn表示磁极数并且为正整数，P表示相数并且为正整数。
[0052]导体16容纳在槽12b中。导体16形成定子12的相绕组。例如，如图3所示，在每个槽12b中容纳四个导体16使得四个导体16沿着定子12的定子铁芯12a的径向对准。每个槽12b中可以布置多个导体16。在第一例性实施方式中，每个槽12b被划分成四层如第一层、第二层、第三层和第四层。第一层、第二层、第三层和第四层从定子12的内径侧到定子12的外径侧布置在每个槽12b中。
[0053]容纳在相应的槽12b中的每个导体16的部分被称为“导体16的容纳部分19”。
[0054]图8是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10中布置在波形绕组(或串联绕组)中的导体16的示意性结构的视图，其中，导体16串联连接以形成相绕组。从槽12b内部暴露或突出的导体16的部位被称为“转弯部分14”。整个转弯部分14被称为定子12的“线圈端部”。转弯部分14的一部分被用作引线。例如，如图1所示，引线电连接至动力转换装置30。
[0055]现在，将参照图4和图5给出对导体16的结构的描述。
[0056]图4是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10中的定子12的槽12a中所容纳的导体16的立体图。图5是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10中的定子12的槽12a中所容纳的导体16的横截面的视图。
[0057]如图4所示，导体16具有字符“U”形状。也就是，导体16包括转弯部分14、容纳部分19和端部16t。转弯部分14具有包括多个阶梯形片段的阶梯形部位14s。阶梯形部位14s中的一个阶梯形片段的高度为H，高度H可以针对不同的应用而调整至期望高度。当阶梯形部位14s中的一个阶梯形片段的高度H被形成为大约等于导体16的高度(或厚度“Th”)时，可以很容易地沿着定子12的轴向堆叠导体16。可以调整导体16中的阶梯形部位14s中的阶梯片段的数量。例如，可以基于导体16中的相邻的容纳部分19之间的间隙来确定阶梯形部位14s中阶梯形片段的数量。
[0058]阶梯形部位14s的中央部分处形成有曲柄部位14c。通过将导体16弯曲成曲柄形状以朝着定子12的径向偏移导体16来获得曲柄部位14c。曲柄部位14c具有从定子铁芯12a的端表面(end surface)测量的最大高度。可以优选地沿着定子12的径向弯曲曲柄部位14c。当曲柄部位14c被弯曲导体16的宽度Wd时，可以容易地朝着定子12的径向偏移导体16。
[0059]每个导体16也可以具有不带有阶梯形部位14s的结构。只要每个导体16具有不带有阶梯形部位14s的曲柄部位14c，则旋转电机可以具有同样的效果。
[0060]图7是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12中的U相绕组中的绕组161和绕组162的示意性结构的视图。绕组161和绕组162缠绕成两个层组，也就
是第一层和第二层、以及第三层和第四层。
[0061]一些导体16的端部16t具有端子部分T，例如，随后将解释的图7所示的绕组161和绕组162的端部。端子部分T用图4所示的交替的一长两短虚线来表示。
[0062]端部16t通过软焊或熔焊来连接。同样地,端部16t通过软焊(soldering)或熔焊(welding)电连接至端子部分T。
[0063]技术术语“熔焊”表示熔焊接如气焊接、电弧焊接、电子束焊接、激光束焊接等、以及加压焊接如电阻焊接、锻焊等。
[0064]图5示出了沿着图4所示的V-V线的导体16的横截面。导体16中的转弯部分14和容纳部分19被绝缘膜16r例如树脂膜等覆盖。也就是，转弯部分14由金属构件16m例如铜线等制成，并且容纳部分19被绝缘膜16r所覆盖。另一方面，由于导体16中的端部16t没有被绝缘膜覆盖，所以端部16t中的金属构件16m暴露到外部，并且端部16t电连接至其他导体16的端子T或端部。
[0065]图6是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12中的层连接导体16d的结构的视图。层连接导体16d具有曲柄形状并且将第2n层(例如，绕组161)连接至第(2n+l)层(例如，绕组162)。层连接导体16d布置在图6所示的正面并且另外的导体16布置在图6所示的后侧(或背面)。因为层连接导体16d布置在另外的导体16的中央部分处所形成的水平部分Hr处，所以在如图6、图9、图10和图11所示的层连接导体16d与另外的导体16之间没有出现干扰。随后将对图9、图10和图11所示的导体的结构进行解释。[0066]图7示出了属于一个相绕组例如U相的导体16的示意性连接。通过将第一层和第二层中的导体16依次连接来形成绕组161。相绕组161的一个端部电连接至端子Tl，相绕组161的另一个端部电连接至端子T2。通过将第三层和第四层中的导体16依次连接来形成绕组162。相绕组162的一个端部电连接至端子T3，相绕组162的另一端部电连接至端子T4。端子T1、T2、T3和T4中的每一个端子与图4所示的导体16的端子T相对应。通过连接彼此径向相邻的两个层中的导体16来形成绕组161、相和绕组162。
[0067]因为根据第一不例性实施方式的旋转电机具有三个相(例如，U相、V相和W相),所以三个相中的每个相都具有绕组161和绕组162。没有必要每个绕组161和绕组162都配备有端子Τ。
[0068]图8示出了连接三个相的绕组161和绕组162的示例。也就是，绕组161构成U相绕组16U。绕组161构成V相绕组16V。绕组161构成W相绕组16W。类似地，绕组162构成U相绕组16U。绕组162构成V相绕组16V，绕组162构成W相绕组16W。可以确定要在三相U、V和W中的每个相中使用的绕组161和绕组162的数量。
[0069]图8所示的定子12包括U相绕组16U、V相绕组16V和W相绕组16W。在根据第一示例性实施方式的定子12的结构中，每个相由一对槽12b形成。图8所示的每个导体16用其编号来表示，其编号表示U相绕组16U、V相绕组16V和W相绕组16W中的导体16所容纳于的相应的槽的编号。例如，用附图标记I表示的导体16被插入并且容纳在具有编号I的槽12b中。
[0070]作为三个相绕组U、V和W中的一个绕组的U相绕组16U包括串联连接并且分别容纳在用槽编号1、7、13、19、25、31、37和43表示的槽12b中的导体16。如附图中所省略的，U相绕组16U包括串联连接并且分别容纳在用槽编号2、8、14、20、26、32、38和43表示的槽12b中的导体16。一个U相绕组16U在连接部分Un处电连接至另一个U相绕组16U。
[0071 ] V相绕组16V和W相绕组16W具有与U相绕组16U相同的结构。也就是，一个V相绕组16V包括串联连接并且分别容纳在用槽编号3、9、15、21、27、33、39和45表示的槽12b中的导体16。与U相绕组16U的结构相似，一个V相绕组16V在连接部分Vn处电连接至另一个V相绕组16V。相绕组16W包括串联连接并且分别容纳在用槽编号5、11、17、23、29、35,41和47表示的槽12b中的导体16。与U相绕组16U和V相绕组16V的结构相似，一个W相绕组16W在连接部分Wn处电连接至另一个W相绕组16W。
[0072]如先前所描述的，U相绕组16U、V相绕组16V和W相绕组16W通过在相应的槽12b中缠绕导体16来形成。
[0073]现在将参照图9、图10和图11给出对每个相绕组中的相绕组的一部分特别是转弯部分14的描述。
[0074]图9是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12中形成相绕组的绕组的转弯部分的一部分的立体图。图10是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12中的齿12c、槽12b、导体16x (16)和16y (16)以及层连接导体16d (16)之间的关系的俯视图。图11是示出了沿着图9所示的X1-XI线的导体16的横截面的视图。
[0075]也就是，图9、图10和图11示出了第2n层中的导体16x、第(2n+l)层中的导体16y和转弯部分16d，第2n层中的导体16x通过该转弯部分16d切换至第(2n+l)层中的导体 16y。[0076]图10示出了在导体16x (16)和16y (16)的中央部分处形成的水平部分Hr中被弯曲的作为层连接导体16d的导体。如图11所示，层连接导体16d、导体16x和导体16y之间形成有间隙“G”。因此，层连接导体16d、导体16x和导体16y之间没有干扰。
[0077]接下来，现在将参照图12至图17给出连接绕组161和绕组162 (U相绕组16U、V相绕组16V和W相绕组16W)的方法。
[0078]图12是示出了导体的第一连接示例的示意性电路结构的视图，其中，导体被划分成并联布置的两个并联连接。图13是示出了根据第一示例性实施方式的当旋转电机10的定子12中槽的乘数为2 (S=2)时导体布置在槽中的相连接的俯视图。
[0079]在图12至图17所示的绕组连接中，每个相绕组有两个串联电路部分并联连接。也就是，图12至图17示出了相绕组中两个相绕组的并联连接的示例。并联连接的串联电路部分的总数被称为“并联数”。在根据第一示例性实施方式的定子12中，并联数为2。
[0080]图12的上部示出了包括串联连接的绕组Al、绕组a2、绕组B3、绕组b4、绕组B1、绕组b2、绕组A3和绕组a4的绕组连接的示例。
[0081]如图13所示，绕组Al被缠绕，也就是容纳在双槽12b中的槽A的第一层中。绕组a2被缠绕，也就是容纳在双槽12b中的槽a的第二层中。另外，如图13所示，绕组BI被缠绕，也就是容纳在双槽12b中的槽B的第一层中。绕组b2被缠绕，也就是容纳在双槽12b中的槽b的第二层中。其他绕组B3、b4、A3和a4通过相同的结构进行缠绕。
[0082]图7所示的绕组161和绕组162通过层连接部分16d在定子12上缠绕两次。双绕组Al-a2包括通过连接导体Ala2连接的绕组Al和绕组a2。双绕组B3_b4包括通过连接导体B3b4连接的绕组B3和绕组b4。双绕组Bl-b2包括通过连接导体b2A3连接的绕组BI和绕组b2。双绕组A3-a4包括通过连接导体A3a4连接的绕组A3和绕组a4。图12的底部示出了图12的上部处的绕组连接的简化结构的示例。
[0083]现在将通过使用缠绕在根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12周围的双绕组来给出对绕组连接的各种示例的描述。
[0084]图13示出了连接不同层的绕组的层连接导体的连接状态的示例。在具有双槽结构(也就是，槽12b的乘数S为2 (S=2))的定子12的结构中，一个相绕组使用相邻的两个槽。U相绕组、V相绕组和W相绕组中的每个被指定给相邻的两个槽12b。U相绕组、V相绕组和W相绕组的组使用每六个槽12b。作为简短的解释，如图13所示，用附图标记“A”来标记作为双槽的一对相邻的槽12b中的左侧槽，并且用附图标记“B”来标记其中的右侧槽。当一个相的绕组跨过其他相的绕组时，用附图标记“a”来标记作为双槽的一对相邻的槽12b中的左侧槽，并且用附图标记“b”来标记其中的右侧槽，并且用附图标记“ α ”来标记一对相邻的槽12b中的左侧槽，并且用附图标记“ β ”来标记其中的右侧槽。槽Α、槽a和槽α布置在相应的一对槽的左侧。另一方面，槽B、槽b和槽β布置在作为双槽的相应的一对槽的右侧。换句话说，槽Α、槽a和槽α在作为双槽的一对相邻的槽中的相同侧(A=a=a )。类似地，槽B、槽b和槽β在作为双槽的一对相邻的槽中的相同侧(B=b=i3 )。另外，尽管实际的定子具有弧形形状或圆形形状，但是为了简要解释，图13示出了定子12具有矩形形状。
[0085]如图13所示，连接导体Ala2将容纳在槽A中的第一层中的导体Al与槽a中的第二层中的导体a2连接。类似地，连接导体Blb2将容纳在槽B中的第一层中的导体BI与槽b中的第二层中的导体b2连接。连接导体A2b3将容纳在槽A中的第二层中的导体A2与槽b中的第三层中的导体b3连接。连接导体B2a3将容纳在槽B中的第二层中的导体B2与槽a中的第三层中的导体a3连接。
[0086]连接导体A3a4将容纳在槽A中的第三层中的导体A3与槽a中的第四层中的导体a4连接。连接导体B3b4将容纳在槽B中的第三层中的导体B3与槽b中的第四层中的导体b4连接。也可以接受的是，使用层连接导体16d作为这些连接导体Ala2、连接导体Blb2、连接导体A2b3、连接导体B2a3、连接导体A3a4和连接导体B3b4中的一个或更多个。
[0087]如从图12和图13所示的绕组连接的示例中知道的，可以通过使用图14所示的一对槽A和槽B示出绕组连接。
[0088]图14是示意性地示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12的槽A和槽B中所容纳的串联电路部分与导体之间的关系的俯视图。
[0089]通过包括绕组Al、连接导体Ala2、绕组a2、连接导体a2B3、绕组B3、连接导体B3b4和绕组b4的串联连接来构成图12底部的用交替的长和短虚线标记的串联电路CU。类似地，通过包括绕组B1、连接导体Blb2、绕组b2、连接导体b2A3、绕组A3、连接导体A3a4和绕组a4的串联连接来构成图12底部的用交替的长和短虚线标记的串联电路C12。在η个层(在第一示例性实施方式中，η=4)中连接导体16 (也就是，绕组161和绕组162)以实现串联电路部分Cll和C12中的每个串联电路部分中的连接。
[0090]根据先前所描述的第一示例性实施方式，串联电路Cll和串联电路C12包括在一对相邻的槽中的左侧处用附图标记“Α”标记的槽12b中和右侧处用附图标记“B”标记的槽12b中的相同数量的导体。串联电路Cll中的连接导体a2B3和串联电路C12中的连接导体b2A3连接不同槽中的导体。容纳在相邻地布置的一对槽A和B中的绕组通常具有不同的电位。然而，如图14所示，因为图14所示的层连接使得可以消除这样的不同电位，所以可以防止在串联电路如图12所示的闭合电路中产生循环电流，并且可以防止由循环电流引起的损耗。
[0091]当图12、图13和图14所示的一个相绕组的连接示例应用于图15、图16和图17所示的三个相绕组时，图15、图16和图17所示的每个绕组并联连接。相同的连接用相同的附图标记来标记。
[0092]图15是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12中包括U相绕组16U、V相绕组16V和W相绕组16W的作为星形(Y)连接的第一线连接结构的示意图。
[0093]图16是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12中包括U相绕组16U、V相绕组16V和W相绕组16W的第二线连接结构(或三角形(Λ)连接)的示意图。图17是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12中包括图15所示的星形连接和图16所示的三角形连接的作为Y-三角形(Λ)复合连接的第三线连接结构的示意图。
[0094]可以使用绕组161的端部和绕组162的端部或端子T (Tl、T2、T3和T4)、或图1所示的输入和输出缆线17作为图15、图16和图17所示的端子Tu、Tv和Tw。
[0095]当绕组161的端部和绕组162的端部、作为端子T的端子Tu、Tv和Tw、以及输入和输出缆线17布置在定子12中的集中区域时，则可以容易地将他们连接在一起。
[0096]图18是示出了根据第一示例性实施方式的旋转电机10的定子12中的相绕组的线连接部分的示意性结构的俯视图。
[0097]如图18所示，接合部分IA形成在定子12的集中区域。接合部分IA占据了定子12的一圈内的、即具有角度Θ (0° <θ〈360° )的区域。可以使用端子块作为接合部分IA0
[0098]图15、图16和图17示出了绕组连接的示例。然而，可以根据不同的应用将星形连接、三角形连接以及星形连接和三角形连接的组合进行组合。图19所示的结构使用基于从动力转换装置30发送的重新布置信号SW来切换连接所使用的重新布置部分1Β。除重新布置信号SW外，动力转换装置30也发送电力转换信号Es。
[0099]通过使用继电器装置(其包含半导体继电器)来实现重新布置部分1Β。U相绕组电路U1、U2、V电路相绕组V1、V2、以及W相绕组电路Wl、W2电连接至重新布置部分IB。具体地，每个相绕组电路中的连接部分Un、Vn和Wn电连接至重新布置部分1B。
[0100]图19是根据第一示例性实施方式的旋转电机10中的通过重新布置部分IB对定子12的相绕组的线连接进行重新布置的第一结构的示意图。
[0101]图19示出了用于图13所示的槽A和槽B中的三个相绕组的12个连接节点Un、Vn和Wn (也就是，U1、U2、V1、V2、W1和W2)。因为除三个相绕组所使用的槽A和槽B以外还存在槽a和槽b、以及槽α和槽β，所以有必要使用36个连接部分。也可以使用连接导体Ala2、A2b3、B2a3、A3b4和B3b4作为待连接至重新布置部分IB的连接部分。重新布置部分IB接收从动力转换装置30发送的重新布置信号SW，并且基于所接收的重新布置信号SW选择相绕组的星形连接、三角形连接和星形-三角形连接中的一个。
[0102]例如，具有图19所示的重新布置部分IB的结构可以根据各种应用来选择最佳的连接，例如，车辆速度低而车辆需要大的转矩的情况，或车辆速度高而对于车辆来说具有低转矩是足够的情况。
[0103]现在将给出对根据第一示例性实施方式的具有先前所描述的上述结构的旋转电机的描述。
[0104]如图1所示，当接收到从动力转换装置30发送的电力转换信号Es时，定子12被激励。当定子12被激励时，通过激励定子12产生旋转转矩从而转子13旋转。在这种情况下，旋转电机10充当电动机。可以通过转子13将旋转电机10中产生的转矩输出至旋转装置如车轮和推进器。可以接受的是，在转子13和旋转装置(未示出)之间布置动力传送机构。例如，动力传送机构是旋转轴、凸轮、齿条和小齿轮、齿轮等中的一个或更多个。
[0105]另一方面，因为当动力转换装置30没有输出电力转换信号Es并且旋转装置产生旋转动力(旋转动力包含原动力)时通过旋转装置的旋转动力来旋转转子13,所以在定子12中产生了(具体地，在绕组161和绕组162中产生了)逆电动势。可以通过动力转换装置30将所产生的逆电动势(再生力)充电给电池(从附图中省略)。在这种情况下，旋转电机10充当电力发电机或交流发电机。
[0106]顺便提及，尽管旋转装置产生旋转动力，但是当动力装换装置30发送电力转换信号Es时，定子12产生旋转转矩并且转子13将所产生的旋转转矩输出至旋转装置。这使得可以帮助并且促进旋转装置的旋转运动。在这种情况下，旋转电机10充当电动机。
[0107]现在给出对根据第一示例性实施方式的具有先前所描述的结构的旋转电机的效果的描述。
[0108](I)定子12包括定子铁芯12a以及具有多个相部分的绕组161和绕组162。槽12b沿着定子铁芯12a的圆周方向形成并且布置在定子铁芯12a中。每个槽12b具有多个层。例如，在根据第一示例性实施方式的旋转电机的结构中，绕组161和绕组162形成三个相绕组。槽12b沿着定子铁芯12a的圆周方向形成并且布置在定子铁芯12a中。每个槽12b具有四个层部分，也就是，第一层至第四层。导体16容纳在每个槽12b中的第一层至第四层中。在定子铁芯12a中从每个槽12b的内径侧至外径侧形成第一层至第四层。
[0109]一个相(例如，U相、V相和W相中的一个)的绕组161和绕组162包括容纳在第一槽(例如槽A、槽a和槽α，它们是相邻地布置在定子铁芯12a中的一对相邻槽12b中的一个)中的导体16和容纳在第二槽(例如槽B、槽b和槽β，它们是相邻地布置在定子铁芯12a中的一对相邻槽12b中的一个)中的导体16。另外，绕组161和绕组162通过将容纳在第一槽和第二槽中的第(2n-l)层和第2n层中的导体连接来缠绕在定子12周围。
[0110]在如图1、图3、图7、图12至图17所示的这种结构中，容纳在第η层中的导体16与容纳在第(n+1)层中的导体16通过下面的方式连接:将容纳在第一槽中的导体16连接在一起(也就是，将图12所示的连接导体Ala2和连接导体A3a4连接在一起)、将容纳在第二槽中的导体16连接在一起(也就是，将图12所示的连接导体Blb2和连接导体B3b4连接在一起)、并且将容纳在第一槽和第二槽中的导体16连接在一起(也就是，将图12所示的连接导体alB2和连接导体b2A3连接在一起)。
[0111]因为这种结构使得可以通过以分布式绕组结构并联布置在第一槽和第二槽中的绕组(也就是通过包括并联连接的串联电路部分Cll和C12的闭合电路(如图12所示))来消除电相位差，所以可以避免循环电流的产生以及由循环电流引起的损耗。
[0112](2)如图14所示，根据第一示例性实施方式的旋转电机具有如下结构:其中，绕组161和绕组162并联地电连接，并且容纳在第一槽中的导体16的数量与容纳在第二槽中的导体16的数量相等。
[0113]因为在第一槽和第二槽中的导体16的数量相同，所以这种结构使得可以完全地抵消和消除电相位差。因此可以可靠地避免在闭合电路中产生任何循环电流以及由循环电流引起的损耗。
[0114](3)根据第一示例性实施方式的旋转电机具有如下的结构:其中，曲柄部分14c形成在图4所示的导体16中的星形部分14s的中央部分处。曲柄部分14s被弯曲成曲柄形状以将导体16朝着定子12的径向偏移。曲柄部分14c具有从定子铁芯12a的端表面测量的最大高度。这种结构使得可以使星形的转弯部分14彼此相交，并且绕组161和绕组161通过使用槽中的第η层和第(n+1)层布置在定子12周围。
[0115](4)如图12至图17所示，根据第一示例性实施方式的旋转电机具有如下的结构:其中，绕组161和绕组162以星形连接、三角形连接和星形-三角形连接中的一种连接方式电连接在一起。这种结构使得可以在串联电路部分Cll和C12中产生电位差，并且可以避免产生循环电流，以及可以抑制串联电路部分Cll和C12之间的电位差。
[0116](5)如图18所示，在根据第一示例性实施方式的旋转电机的结构中，接合部分IA形成在定子12中的角度Θ (在0° <θ〈360°的范围内)内。因为接合部分IA形成在用图18所示的定子12中的附图标记Θ标记的集中区域处，所以这种结构使得可以容易地连接绕组161和绕组162。
[0117](6)如图19所示，根据第一示例性实施方式的旋转电机的定子12具有绕组161和绕组162的32个连接部分Un、Vn和Wn。这种结构使得可以容易地对选自星形连接、三角形连接和星形-三角形连接的连接状态进行切换。
[0118](7)如图19所示，根据第一示例性实施方式的旋转电机具有选择星形连接、三角形连接和星形-三角形连接中的一种连接所使用的重新布置部分1B。当重新布置部分IB接收到从动力转换装置30发送来的重新布置信号SW时，这种结构使得可以基于重新布置信号SW选择星形连接、三角形连接和星形-三角形连接中的一种连接。因此，可以根据各种应用来选择最佳的绕组连接，所述应用例如是车辆速度低而车辆需要大的转矩的情况，或车辆速度高而车辆不需要大的转矩并且对于车辆来说具有低转矩是足够的情况。
[0119](8)如图4所示，导体16具有曲柄部分14c，曲柄部分14c被弯曲成曲柄形状以将导体16向定子12的径向偏移。这种结构使得可以容易地将多个导体16朝着定子12的径向偏移。
[0120](9)如图5所示，导体16包括金属构件16m和绝缘膜16r。金属构件16m由绝缘膜16r覆盖。因为不必使用绝缘构件来覆盖每个导体16，所以导体16很容易容纳在槽12b中。
[0121](10)如图1所示，根据第一示例性实施方式的旋转电机10包括定子12和转子13，转子13可旋转地布置成面向定子12。这种结构使得即使绕组161和绕组162以多个并联连接，也可以抑制循环电流的产生。
[0122]第二示例性实施方式
[0123]将参照图20、图21和图22给出对根据第二示例性实施方式的旋转电机的描述。根据第二示例性实施方式的旋转电机具有与第一示例性实施方式中的旋转电机基本上相同的结构。第二示例性实施方式与第一示例性实施方式之间不同的是绕组和连接导体的连接结构。
[0124]在下面的解释中，将使用相同的附图标记来指代第二示例性实施方式和第一示例性实施方式之间的相同的部件。
[0125]在根据第二示例性实施方式的旋转电机中，形成串联电路部分Cll和C12中的每个串联电路部分的绕组的数量与第一示例性实施方式中形成每个串联电路部分的绕组的数量不同。
[0126]图20是示出了根据第二示例性实施方式的旋转电机中的导体的第二连接示例的示意性电路结构的视图，其中，导体被划分成并联布置的两个并联连接。图20所示的连接示例与图12所示的连接示例不同。
[0127]图21是示意性地示出了根据第二示例性实施方式的容纳在旋转电机的定子的槽中的导体和串联电路之间的关系的俯视图。图21所示的连接示例与图14所示的连接示例不同。图22是示出了根据第二示例性实施方式的旋转电机的定子的相绕组的第四线连接结构(如星形(Y)连接)的示意图。图22所示的连接示例与图15所示的连接示例不同。
[0128]图20所示的串联电路部分C21包括串联连接的双绕组Al_a2、双绕组B3_b4、双绕组Bl-b2和双绕组A3-a4。也就是，双绕组Al_a2、双绕组B3_b4、双绕组Bl_b2和双绕组A3-a4通过连接导体a2B3、连接导体b4Bl和连接导体b2A3来连接。类似地，串联电路部分C22包括串联连接的双绕组al- α 2、双绕组b3_ β 4、双绕组bl_ β 2和双绕组a3_ α 4。双绕组al-a 2、双绕组b3-0 4、双绕组bl-β 2和双绕组a3_ a 4通过连接导体a 2b3、连接导体β 4bI和连接导体β 2a3来连接。[0129]如图13所示，连接导体al α 2、连接导体bl β 2、连接导体a2 β 3、连接导体b2 α 3、连接导体b3 β 4和连接导体a3 α 4分别通过来自连接导体Ala2、连接导体Blb2、连接导体A2b3、连接导体B2a3、连接导体A3a4和连接导体B3b4的6个槽来切换。
[0130]基于图20和图13所示的连接结构，可以示出槽A、槽B、槽a和槽b之间的连接结构。
[0131]图20的上部中的交替的长和短虚线所标记的串联电路部分由图21所示的串联连接来构成，该串联连接包括绕组Al、连接导体Ala2、绕组a2、连接导体a2B3、绕组B3、连接导体B3b4、绕组b4、连接导体b4bl、绕组B1、连接导体Blb2、绕组b2、连接导体b2A3、绕组A3、连接导体A3a4和绕组a4。
[0132]与串联电路部分C21的连接结构类似，图20的底部中的交替的长和短虚线所标记的串联电路部分C22包括槽a和槽b中的绕组、以及连接线导体。
[0133]根据先前所描述的连接示例，串联电路部分C21和C22中的槽a和槽b分别容纳相同数量的导体。也就是，串联电路部分C21中的连接导体a2B3和b2A3连接容纳在不同的槽中的导体。类似地，串联电路部分C22中的连接导体a 2b3和β 2a3连接容纳在不同的槽中的导体。
[0134]与根据第一示例性实施方式的旋转电机的结构类似，根据第二示例性实施方式的绕组和导体的连接结构使得完全可以抵消和消除相邻的槽之间的电相位差，可以可靠地避免在闭合电路中产生任何循环电流，并且可以避免由循环电流引起的损耗。因为连接结构可以消除这样的电相位差，所以图20所示的闭合电路可以具有高的效率。
[0135]图20和图21示出了一个相绕组连接的示例。可以将图20和图21所示的连接示例应用于三相星形连接示例。与第一示例性实施方式的结构类似，图20和图21所示的绕组和连接导体并联连接。图22示出了三相星形连接的示例。附图中省略了三角形连接和星形-三角形连接的示例。可以基于图22所示的连接示例使得三角形连接和星形-三角形连接与图15所示的连接示例、图16所示的三角形连接的示例以及图17所示的星形-三角形连接的示例类似。
[0136]因为第一示例性实施方式和第二示例性实施方式中待用于形成串联电路部分C21和C22的绕组的数量不同，因此根据第二示例性实施方式的旋转电机可以具有与根据第一示例性实施方式相同的功能和效果。
[0137]第三示例性实施方式
[0138]将参照图23、图24和图25给出对根据第三示例性实施方式的旋转电机的描述。根据第三示例性实施方式的旋转电机具有与根据第一示例性实施方式的旋转电机基本上相同的结构。根据第三示例性实施方式的绕组和连接导体的连接结构与第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的连接结构不同。
[0139]在下面的解释中，将使用相同的附图标记来指代第三例性实施方式和第一示例性实施方式之间的相同的部件。
[0140]第三示例性实施方式的连接结构或连接路径与第二示例性实施方式的连接结构或连接路径不同，也与第一示例性实施方式的连接结构或连接路径不同。
[0141]在先前所描述的第二示例性实施方式的连接结构中，串联电路部分C21和串联电路部分C22中的每个串联电路部分中的绕组通过使用两个槽连接在一起。[0142]另一方面，在第三示例性实施方式的连接结构中，串联电路部分C21和串联电路部分C22中的每个串联电路部分中的绕组通过使用四个槽连接在一起。
[0143]图23是示出了根据第三示例性实施方式的导体的第三连接示例的示意性电路结构的视图，其中，导体被划分成并联布置在旋转电机中的两个并联连接。
[0144]图24是示意性地示出了根据第三示例性实施方式的旋转电机的定子的槽中所容纳的串联电路与导体之间的关系的俯视图。图25是示出了根据第三示例性实施方式的旋转电机的定子的相绕组的15线连接结构(星形(Y)连接)的示意图。
[0145]图23示出了与图12所示的连接示例和图20所示的连接示例对应的连接示例。图24示出了与图14所示的连接示例和图21所示的连接示例对应的连接示例。图25示出了与图15所示的连接示例和图22所示的连接示例对应的连接示例。
[0146]图23所示的串联电路部分C31包括串联连接的双绕组Al_a2、双绕组B3_b4和双绕组bl- β 2、以及双绕组a3- α 4。双绕组Al_a2通过连接导体a2B3连接至双绕组B3_b4。双绕组B3-b4通过连接导体b4bl连接至双绕组bl-β 2。双绕组bl-β 2通过连接导体β 2Α3连接至a3_a4。
[0147]类似地，图23所示的串联电路部分C32包括串联连接的双绕组al_a 2、双绕组b3_0 4和双绕组Bl_b2、以及双绕组A3_a4。双绕组al_ α 2通过连接导体a 2b3连接至b3-0 4。双绕组b3-3 4通过连接导体3 4bl连接至双绕组Bl-b2。双绕组Bl_b2通过连接导体b2A3连接至双绕组A3-a4。
[0148]基于图22和图13所示的连接结构，可以示出图24所示的槽A、槽B、槽a和槽b之间的连接结构。
[0149]图23的上部中的交替的长和短虚线所标记的串联电路部分C31由图24所示的串联连接构成，该串联连接包括绕组A1、连接导体AIa2、绕组a2、连接导体A2b3、绕组B3、连接导体B3b4、绕组b4、连接导体b4bl、绕组bl、连接导体Μβ2、绕组β 2、连接导体β 2a3、绕组a3、连接导体a3a4和绕组a4。
[0150]与串联电路部分C31的连接结构类似，图23的下部中的交替的长和短虚线标记的串联电路部分C32由图24所示的串联连接构成，该串联连接包括绕组al、连接导体al α 2、绕组α 2、连接导体a 2b3、绕组b3、连接导体b304、绕组β 4、连接导体β4Β1、绕组B1、连接导体Blb2、绕组b2、连接导体b2A3、绕组A3、连接导体A3a4和绕组a4。
[0151]根据先前所描述的连接示例，串联电路部分C31和C32中的槽A、槽a、槽B和槽b分别容纳相同数量的导体。也就是，串联电路部分C31中的连接导体a2B3和β 2a3连接容纳在不同的槽中的导体。类似地，串联电路部分C32中的连接导体a2b3和b2A3连接容纳在不同的槽中的导体。
[0152]与根据第一示例性实施方式的旋转电机的结构相似，根据第三示例性实施方式的绕组和导体的连接结构使得可以可靠地抵消和消除相邻的槽之间的电相位差，可以可靠地避免在闭合电路中产生任何循环电流以及由循环电流引起的损耗。因为连接结构可以消除这样的电相位差，所以图23所示的闭合电路可以具有高的效率。
[0153]如前所述，图23和图24示出了一个相绕组连接的示例。可以将图23和图24所示的连接示例应用于三相星形连接示例。与第一示例性实施方式的结构类似，图23和图24所示的绕组和连接导体并联连接。图25示出了三相星形连接的示例。附图中省略了三角形连接和星形-三角形连接的示例。可以基于图25所示的连接示例使得三角形连接和星形-三角形连接与图15所示的连接示例、图16所示的三角形连接示例以及图17所示的星形-三角形连接示例相似。
[0154]因为第三示例性实施方式与第二示例性实施方式的不同在于绕组的连接路径，所以根据第三实施方式的旋转电机可以具有与第一不例性实施方式和第二不例性实施方式的旋转电机相同的功能和效果。
[0155]第四示例性实施方式
[0156]将参照图26、图27和图28给出对根据第四示例性实施方式的旋转电机的描述。
[0157]根据第四不例性实施方式的旋转电机具有与第一不例性实施方式基本上相同的结构。根据第四示例性实施方式的绕组和连接导体的连接结构与第一、第二和第三示例性实施方式的连接结构不同。
[0158]在下面的说明中，将使用相同的附图标记来指代第四例性实施方式和第一示例性实施方式之间的相同的部件。
[0159]第四示例性实施方式中的并联连接数量与第一示例性实施方式不同。
[0160]第一示例性实施方式公开了两个并联连接。另一方面，第四示例性实施方式公开了四个并联连接。
[0161]图26是示出了根据第四示例性实施方式的导体的连接示例的示意性电路结构的视图，其中，导体被划分成并联布置在旋转电机的定子中的四个并联连接。图27是示意性地示出了根据第四示例性实施方式的旋转电机的定子的槽中所容纳的导体与串联电路部分之间的关系的俯视图。图28是示出了根据第四示例性实施方式的旋转电机的定子的相绕组的6线连接结构(星形(Y)连接)的示意图。
[0162]例如，图26示出了与图12所示的两个并联连接示例对应的四个并联连接示例。图27示出了与图14所示的连接示例对应的连接示例。图28示出了与图15所示的两个并联星形连接示例对应的四个并联星形连接示例。
[0163]图26所示的串联电路部分C41包括串联连接的双绕组Al_a2和双绕组B3_a4。双绕组Al-a2通过连接导体a2B3连接至双绕组B3_a4。图26所示的串联电路部分C42包括双绕组Bl-b2和双绕组A3-a4。双绕组Bl_b2通过连接导体b2A3连接至双绕组A3_a4。图26所示的串联电路部分C43包括双绕组al-a I和双绕组b3_ 0 4。双绕组al_a I通过连接导体a 2b3连接至双绕组b3-0 4。图26所示的串联电路部分C44包括串联连接的双绕组bl- P 2和双绕组a2_ a 4。双绕组bl_ P 2通过连接导体P 2a3连接至双绕组a2_ a 4。
[0164]基于图26和图13所示的连接结构，可以示出图27所示的槽A、槽B、槽a和槽b之间的连接结构。
[0165]图26所示的串联电路部分C41和C42具有与图14所示的串联电路部分Cll和C12相同的结构。
[0166]图26示出的交替的长和短虚线所标记的串联电路部分C43由图27所示的串联连接来构成，该串联连接包括绕组al、连接导体al a 2、绕组a 2、连接导体0263、绕组63、连接导体b3P 4和绕组a 4。 [0167]另一方面，图26所示的交替的长和短虚线所标记的串联电路部分C44由图27所示的串联连接构成，该串联连接包括绕组bl、连接导体biP 2、绕组(62、连接导体P2a3、绕组a3、连接导体a3 a 4和绕组a 4。
[0168]如前所述，图26和图27示出了一相绕组连接的示例。可以将图26和图27所示的连接示例应用于三相星形连接示例。与第一示例性实施方式的结构类似，图26和图27所示的绕组和连接导体并联连接。图28示出了三相星形连接的示例。附图中省略了三角形连接和星形-三角形连接的示例。可以基于图28所示的连接示例使得三角形连接和星形-三角形连接与图15所示的连接示例、图16所示的三角形连接示例以及图17所示的星形-三角形连接示例类似。
[0169]因为第四示例性实施方式与第一示例性实施方式的不同在于并联连接的绕组的数量，所以根据第四示例性实施方式的旋转电机可以具有与根据第一示例性实施方式的旋转电机相同的功能和效果。
[0170](其他实施方式)
[0171]根据本发明的定子和旋转电机的构思由先前所描述的第一示例性实施方式至第四示例性实施方式限定。本发明可以具有以下变型。
[0172]第一示例性实施方式至第四示例性实施方式公开了图19所示的结构:其中，U相绕组电路Ul和U2中的每个的两个连接节点Un连接至重新布置部分1B，V相绕组电路Vl和V2中的每个的两个连接节点Vn连接至重新布置部分1B，W相绕组电路Wl和W2中的每个的两个连接节点fc连接至重新布置部分1B。
[0173]图29是作为第一示例性实施方式至第四示例性实施方式的变型的通过旋转电机中的重新布置部分IB对定子的相绕组的线连接进行重新布置的第二结构的示意图。
[0174]如图29所示，可以具有以下连接结构:其中，U相绕组Ul和U2、V相绕组Vl和V2以及W相绕组Wl和W2中每个相绕组中的4个连接节点Un连接至重新布置部分1B。也就是，在图29所示的连接结构中，双绕组Al-a2与双绕组B3-b4之间的连接节点Un、双绕组Bl-b2与双绕组A3-a4之间的连接节点Un、V相绕组(未示出)中的两个连接节点和W相绕组(未示出)中的两个连接节点被添加至图19所示的连接结构。也就是，第(2n+l)层和第2n层之间的绕组的连接节点连接至重新布置部分1B。这种结构使得可以形成沿着内径方向布置成星形连接的单向(one-way)绕组、以及沿着外半径方向布置成三角形连接的其他向(other-way)绕组。因为绕组的匝数很容易调整，所以可以容易地选择旋转电机10的旋转速度和转矩特征。
[0175]在先前所描述的第一示例性实施方式至第四示例性实施方式的结构中，具有相同绕组数量的星形连接和三角形连接被组合以构成例如图17和图30所示的星形-三角形连接。然而，本发明的思想并不限于此。可以通过使用具有不同数量绕组的星形连接和三角形连接来形成星形-三角形连接。例如，可以形成包括具有布置成两个并联连接的绕组的星形连接和具有布置成四个并联连接的绕组的三角形连接的星形-三角形连接。类似地，可以形成包括具有布置成四个并联连接的绕组的星形连接和具有布置成两个并联连接的绕组的三角形连接的星形-三角形连接。可以对并联布置的绕组的数量进行调整以形成另一类型的连接。具体地，图19所示的重新布置部分IB可以从具有相同数量的并联布置的绕组的一个星形连接和三角形连接的星形-三角形连接以及具有不同数量的并联布置的绕组的其他星形-三角形连接中选择一种连接。这使得可以容易地并且精确地调整旋转电机10的旋转速度和转矩特征。[0176]第一示例性实施方式至第四示例性实施方式公开了其中定子12具有包括12个槽12b的双槽结构并且槽12b的乘数S为2 (S=2)的旋转电机。然而，本发明的构思并不限于该结构。定子12可以具有不少于3的乘数S 0 3)。
[0177]在图13所示的连接结构中，一对双槽12b被指定给U相绕组、V相绕组和W相绕组中的每个。也可以将U相绕组、V相绕组和W相绕组中的每个指定给具有其他乘数S的槽。在这些变型中，因为仅改变了乘数S，所以这些变型可以具有与第一示例性实施方式至第四示例性方式相同的功能和效果。
[0178]如图7所示，第一示例性实施方式至第四示例性实施方式公开了其中绕组161包括从第一层到第二层串联连接的导体16、绕组162包括从第三层到第四层串联连接的导体16的旋转电机。代替这种连接结构，当在每个槽12b中布置有不少于5个导体16时，可以将槽12b中第(2n-l)层至第2n层的导体16串联连接，其中n不小于3。也就是，例如，导体16从相应的槽中的第5层和第6层串联连接，以及导体16从相应的槽中的第7层和第8层串联连接。
[0179]因为在这些例子中仅改变了层数并且导体16串联连接，所以这些变型具有与第一示例性实施方式至第四示例性实施方式相同的功能和效果。
[0180]如图13所示，第一示例性实施方式至第四示例性实施方式公开了其中端子T(T1、T2、T3和T4)连接至每两个层的绕组161和绕组162中的每个绕组的端部16t的旋转电机。
[0181]代替这种连接结构，当每个槽12b中沿着径向布置有不少于4个导体16时，可以将端子T连接至每2m层的绕组161和绕组162的端部16t，其中m不小于2。也就是，可以接受将端子T连接至每4层或6层的绕组161和绕组162中的端部16t。因为在这些例子中仅改变了端子T的数量，所以这些变型可以具有与第一示例性实施方式至第四示例性实施方式相同的功能和效果。
[0182]如图8至图16所示，第一示例性实施方式至第四示例性实施方式公开了一种旋转电机，其中定子12包括三个相绕组161和162，也就是，U相绕组16U、V相绕组16V和W相绕组16W。然而，本发明的构思并不限于这种结构。可以使用除三个相绕组以外的相绕组来形成定子12。例如，可以使用由包括U相绕组、V相绕组和W相绕组以及X相绕组、Y相绕组和Z相绕组的6个相绕组来形成定子。使用V相绕组16V和W相绕组16W的绕组连接被称为“UVW绕组连接”。使用X相绕组16X、Y相绕组16Y和Z相绕组16Z的绕组连接被称为“XYZ绕组连接”。可以基于图14、图15和图16所示的连接中的一种连接来连接UVW绕组连接和XYZ绕组连接。
[0183]当定子12中的UVW绕组连接没有连接至XYZ绕组连接时，有必要通过相应的动力转换装置30来激励每个绕组连接。另一方面，当定子12中的UVW绕组连接电连接至XYZ绕组连接时，动力转换装置30可以同时激励它们。上面的例子示出了 6个相绕组连接。定子可以包括通过先前所描述的方式实现的其他相绕组连接。因为在这些例子中仅改变了相数，所以这些变型具有与第一示例性实施方式至第四示例性实施方式相同的功能和效果。
[0184]如图3和图12所示，在先前所描述的第一示例性实施方式至第四示例性实施方式中的每种实施方式的结构中，每个槽12b包括从内径侧到外径侧按顺序布置的第一层、第二层、第三层和第四层。代替这种结构，每个槽12b可以包括从外径侧到内径侧按顺序布置的第一层、第二层、第三层和第四层。因为这些层结构在每个槽12b中具有层编号从一侧到另一侧增加的相同特性，所以这些变型可以具有与第一示例性实施方式至第四示例性实施方式相同的功能和效果。
[0185]如图1所示，如先前所描述在第一示例性实施方式至第四示例性实施方式中的每种实施方式的结构中，本发明的构思应用于其中转子13布置在旋转电机的内径侧并且定子12布置在旋转电机的外径侧的内转子类型的旋转电机10。然而，本发明的构思并不限于此。例如，可以将本发明的构思应用于内转子类型的电动机以及内转子类型的交流电机。另外，可以将本发明的构思应用于其中转子13布置在外径侧而定子12布置在内径侧的外转子类型的旋转电机。也就是，可以将本发明的构思应用于外转子类型的电动发电机、外转子类型的电动机、外转子类型的交流电机。因为这些装置的不同之处在于转子的结构，所以这些变型可以具有与第一示例性实施方式至第四示例性实施方式相同的功能和效果。
[0186]虽然已经对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但是应当理解的是，本领域的普通技术人员可以根据本公开内容的全部教导开发出这些细节的各种变型和替选。因此，所公开的具体布置仅意在说明而并不限于下面的整篇权利要求和其所有等同内容所给出的本发明的范围。
【权利要求】
1.一种定子(12)，包括定子铁芯(12a)和多个相绕组(161，162)，其中， 所述定子铁芯(12a)包括沿着所述定子铁芯(12a)的圆周方向形成并且布置在所述定子铁芯(12a)中的多个槽(12b)， 所述相绕组(161,162)中的每个包括导体(16,16x, 16y),所述导体(16,16x, 16y)电连接在一起以形成所述相绕组(161，162)，并且所述导体(16，16x，16y)容纳在对应的槽(12b)中使得所述导体(16，16x, 16y)沿着所述定子铁芯(12a)的半径方向从一侧到另一侧在每个槽(12b)中堆叠成多个层， 包括所述导体的每个相绕组(161，162)容纳在彼此相邻的第一槽(A，a, α )和第二槽(B, b，β )中， 每个相绕组(161，162)通过将容纳在所述第一槽(A，a，α )中的第(2η_1)层中的导体(16，16x, 16y)电连接至容纳在所述第二槽(B，b, β )中的第2η层中的导体(16，16x, 16y)来缠绕在所述定子(12)周围，以及 第η层中的导体(16，16x, 16y)与第(n+1)层中的导体(16，16x, 16y)之间的电连接包括: (a)容纳在所述第一槽(A,a, α )中的导体(16,16x, 16y)电连接在一起； (b)容纳在所述第二槽(B,b, β )中的导体(16,16x, 16y)电连接在一起；以及 (C)容纳在所述第一槽(A，a, α )中的导体(16，16乂，167)与容纳在所述第二槽(B，b,β )中的导体(16，16x, 16y)电连接。
2.根据权利要求1所述的定子(12)，其中，当所述相绕组(161，162)并联布置时，容纳在所述第一槽(A，a，0)中的导体(16，161，167)的数量与容纳在所述第二槽化，13，β)中的导体(16，161，167)的数量相等。
3.根据权利要求1或2所述的定子(12)，其中，所述导体(16，16x，16y)具有以下结构:其中，每个导体(16，16x, 16y)具有阶梯形状并且每个导体(16，16x, 16y)的中央部分具有从所述定子铁芯(12a)的端表面测量的最大高度。
4.根据权利要求1或2所述的定子(12)，其中，所述相绕组(161，162)电连接在一起以形成选自星形连接、三角形连接和星形-三角形连接的连接。
5.根据权利要求4所述的定子(12)，其中，所述相绕组(161，162)在具有比所述定子(12)的一圈小的角度Θ的接合部分(IA)处接合。
6.根据权利要求1所述的定子(12)，其中，在所述定子(12)中，所述相绕组(161，162)的连接部分(Un，Vn, Wn)的数量为32。
7.根据权利要求4所述的定子(12)，还包括重新布置部分(1B)，所述重新布置部分(IB)用来将所述相绕组(161，162)切换至星形连接、三角形连接和星形-三角形连接中的一种。
8.根据权利要求1或2所述的定子(12)，其中，所述导体(16，16x,16y)中的每个具有曲柄形状的曲柄部分(14c)。
9.根据权利要求1或2所述的定子(12)，其中，所述导体(16，16x，16y)中的每个包括具有矩形横截面的金属构件(16m)和用来覆盖所述金属构件(16m)的绝缘膜(16r)。
10.一种旋转电机(10),包括: 根据权利要求1或2中任一项所述的定子(12)，以及被布置成面向所述 定子(12)的转子(13)。
【文档编号】H02K3/12GK103812238SQ201310544573
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2012年11月7日
【发明者】铃木秀明, 濑口正弘, 高桥裕树, 杉浦真介 申请人:株式会社电装