JP3466864B2 - かご形誘導電動機の回転子およびその製造方法 - Google Patents
かご形誘導電動機の回転子およびその製造方法Info
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Description
などに用いられる、かご形誘導電動機の回転子、および
その製造方法に関するものである。
目的として高効率化や低騒音化が要求されており、その
ため様々な設計手法や製造方法を用い、より高効率や低
騒音なものを得るために内容もより緻密になってきてい
る。
と固定子を示すものである。図9において、1は多数積
層されて構成される固定子鉄心の径方向断面であり、2
は固定子のスロット、3は固定子の歯である。また、4
は多数積層されて構成される回転子鉄心の径方向断面で
あり、5は回転子のスロット、6は回転子の歯である。
等間隔に24個配置され、固定子スロット2の内部には
コイルが挿入されており、コイルに三相電圧を印加する
ことにより、二極の回転磁界を生成する。回転子スロッ
ト5は回転子鉄心4の外周に等間隔に配置され、内部に
は二次導体のバーが形成されている。一般的に、回転子
のスロット数は固定子のスロット数の0.6倍から1.
5倍程度が用いられることが多く、固定子のスロット数
が24であれば、回転子のスロット数は14から36程
度が一般的に使われている。
心4に二次導体が形成されたものであり、アルミダイキ
ャストによりバーとエンドリング11を一体に成形して
製造したものが広く知られている。
機の回転子は以上のように構成されているので、回転子
と固定子のスロット数の組合せによる周波数、すなわち
スロット数の公倍数による周波数が低周波であるため電
磁騒音が大きくなり、さらに回転子のスロット数が少な
いため、効率が低くなる。一般に用いられている、固定
子のスロット数の0.6倍から1.5倍程度の回転子ス
ロット数では、効率はかなり低く、2倍未満では、その
効率は十分ではない。そして、単純にスロット数を多く
すると、ダイキャストを行ったときに圧力条件などによ
り電磁鋼板の隙間からアルミが漏れて、ブリッジを生成
し損失を増加させてしまう。また、高効率化の一手段と
して二次導体に導電率のよい銅を用いることがあるが、
銅のダイキャスト方式は設備が高価になる。
60−132152号公報,実開平01−147647
号公報,特開昭55−34831号公報,特開昭57−
80250号公報および特開平02−206347号公
報があるが、これらは上記の課題を解決できるものでは
なかった。
るためになされたもので、損失を低減させた、高効率
な、かご形誘導電動機の回転子を得ることを目的し、さ
らに、低騒音化を実現することを目的とする。
電動機の回転子においては、回転磁界を生成する固定子
と、前記固定子の生成磁界によって駆動される回転子を
備えたかご形誘導電動機において、前記回転子のスロッ
ト数を固定子のスロット数の2倍以上にするとともに、
電磁鋼板を多数積層して成る回転子鉄心の電磁鋼板の表
面に接着剤を塗布したものを積層し、積層された電磁鋼
板にダイキャストを行って、回転子として一体に構成し
たものである。
製造方法においては、回転磁界を生成する固定子と、前
記固定子の生成磁界によって駆動される回転子を備え、
前記回転子のスロット数を固定子のスロット数の2倍以
上にするようにした、かご形誘導電動機の回転子の製造
方法において、電磁鋼板を打ち抜いて生成される回転子
鉄心を製造するにあたり、スロット部を数回に分けて打
ち抜き、スロットが打ち抜かれた電磁鋼板を積層して、
積層された電磁鋼板にダイキャストを行い、回転子を得
るようにしたものである。
いて説明する。図1は、この発明の実施の形態1による
かご形誘導電動機の回転子と固定子を示すものである。
図1において、1は多数積層されて構成される固定子鉄
心の径方向断面、2は固定子のスロット、3は固定子の
歯、4は多数積層されて構成される回転子鉄心の径方向
断面、5は回転子のスロット、6は回転子の歯である。
た電磁鋼板を多数積層して構成されている。固定子スロ
ット2は半閉スロットの丸底形状であり、固定子鉄心1
の内周に等間隔に配置されている。固定子スロット2の
内部にはコイルが巻かれており、三相交流電圧を印加し
て電流を流すことにより2極の回転磁界を生成する。固
定子歯3は径方向に対して一定の幅を持つようにする。
様に、電磁鋼板を多数積層して構成されている。回転子
スロット5は、回転子鉄心4の外周に等間隔に配置され
ており、クローズスロット、形状は丸底形状、内部には
アルミバーが形成されておりエンドリングとともにアル
ミダイキャストにより二次導体を形成する。回転子歯6
は、固定子歯3と同様に径方向に対して一定の幅を持つ
ように回転子スロット6の丸底の寸法を設定する。
的な製造方法のフローについて説明する。電磁鋼板をパ
ンチ型により回転子の形状に打ち抜き、打ち抜かれた電
磁鋼板を多数枚積層して回転子鉄心4にする。一枚の電
磁鋼板の厚さは0.35mmまたは0.5mmが一般的
である。
イキャストの型にセットして、高温で溶かしたアルミを
型に流し込み、バーとエンドリングからなる二次導体を
一体に成形する。大型の誘導電動機では、バーを回転子
スロット5内に挿入した後、エンドリングと溶接する方
法もある。
の効率特性を示す曲線図であり、横軸は固定子のスロッ
ト数に対する回転子のスロット数の比(以下、スロット
比という)である。インバータにより電動機を60Hz
で運転させた場合の定格負荷時の特性で、その時のすべ
りは3.0〜3.5%程度である。回転子のスロット数
に応じて丸底の寸法を変更させるが、エンドリングの形
状はスロット数に関わらず一定とし、また固定子の形状
および構成も回転子のスロット数に関わらず同一とす
る。
させてスロット比を大きくすることにより効率が上昇す
ることがわかる。特に、スロット比2.0未満までは低
効率域にあるため変化が急激であるが、スロット比が
2.0以上になると十分に効率が上昇し、その変化は緩
やかになることになる。
た電動機と従来のスロット比1.25の回転子を用いた
電動機の特性を比較した結果を示すものである。なお、
固定子のスロット数は24であり、そのスロット数に対
して回転子のスロット数を30(スロット比1.25)
から60(スロット比2.50)に増やしたものであ
る。回転子の外径寸法は52mm、回転子歯6の幅はス
ロット比1.25のときで1.95mm、スロット比
2.50のときで0.96mmである。
よって電流が減少して入力が減り、効率が向上している
ことがわかる。また、スロット比の増加により停動トル
クも上昇することがわかる。なお、定格負荷時の特性比
較であり、電動機をインバータにより60Hzで運転さ
せた場合の特性である。
させることによって、損失を低減させた高効率なかご形
誘導電動機の回転子を得ることができる。また、回転子
のスロット数を増やすことによりスロット数の組合せか
ら発生する電磁騒音を低減することができる。
て述べたが、単相の場合でもよく、極数については何極
でも同様の効果が得られる。また、回転子スロットをオ
ープンにしてもよい。
4は、この発明の実施の形態2によるかご形誘導電動機
の回転子の製造方法を示すものであり、電磁鋼板をパン
チ型により回転子の形状に打ち抜く際に、回転子スロッ
ト部を数回に分けて打ち抜くようにしたものである。
る電磁鋼板であり、パンチ型により打ち抜かれていく様
子を示している。なお、回転子スロット数は60であ
る。
する。図4のSTEP1において、60個のスロットを
生成するときに、まず4分の1の15個のスロットと、
回転子の内径部をパンチ型により打ち抜く。STEP2
において、STEP1により打ち抜いたスロットから1
2度ずらした15個のスロットを型により打ち抜く。さ
らに、STEP3、STEP4によりそれぞれ15個ず
つのスロットを打ち抜き、STEP5により回転子の外
径部を打ち抜き、回転子鉄心の1枚分が完成する。
を増加させると、回転子歯6の幅は必然的に細くなる。
歯が極端に細くなった回転子をパンチ型により一回で打
ち抜こうとすると、歯の部分に応力が集中して、歯の断
面が四角ではなく、くの字に変形することがある。断面
が変形した回転子を積層すると、くの字に変形した部分
に隙間が生じる。ここでアルミダイキャストを行うと、
隙間からアルミが漏れてブリッジを生成する可能性があ
る。
機を運転させると、ブリッジに電流が流れることにより
損失が増大し、効率が低下することになる。
転子スロット部を数回に分けて打ち抜くため、積層した
ときの隙間を極力抑えることにより、ダイキャストを行
ってもアルミが漏れることがなくブリッジの生成を防止
するため、損失を低減させた高効率なかご形誘導電動機
の回転子を得ることができる。また、回転子のスロット
数を増やすことによりスロット数の組合せから発生する
電磁騒音を低減することができる。
パンチの回数を数回に分けても断面の形状は変形してし
まうため、スロット数にも限界がある。発明の実施の形
態1に示すように、スロット比を増やしても効率の上昇
が緩やかになるため、特性面と製造面からみるとスロッ
ト比は1.8程度から2.5程度で用いるのがよい。
5は、この発明の実施の形態3によるかご形誘導電動機
の回転子鉄心の歯の断面図であり、図1に示す打ち抜か
れた回転子の電磁鋼板の積層面に接着剤9を塗布してか
ら電磁鋼板を積層するようにしたものである。
電磁鋼板のスロット5近傍の拡大部、9は接着剤であ
る。
を増加させると、回転子歯6の幅は必然的に細くなる。
回転子歯6が極端に細くなった電磁鋼板を積層してアル
ミダイキャストを行おうとすると、ダイキャスト時の圧
力条件や回転子鉄心4の積層強度などにより積層した電
磁鋼板の隙間からアルミが漏れてブリッジを生成する可
能性がある。
機を運転させると、ブリッジに電流が流れることにより
損失が増大し、効率が低下することになる。
を接着させて積層することにより、ダイキャストを行っ
てもアルミが漏れることがなく、ブリッジの生成を防止
するため、損失を低減させた高効率なかご形誘導電動機
の回転子を得ることができる。また、回転子のスロット
数を増やすことによりスロット数の組合せから発生する
電磁騒音を低減することができる。
間からのアルミの漏れを防止するものであり、接着剤に
樹脂や工業用接着剤などを用いてもよい。
は、この発明の実施の形態3によるかご形誘導電動機の
回転子鉄心の歯の断面図であり、図1に示す積層された
回転子鉄心4のスロット5の内部端面に酸化珪素の塗料
を塗布した後に回転子鉄心4を燒結し、すなわち高温で
加熱させて一体に構成して、スロット5の端面にセラミ
ックス10などを生成させたものである。
転子歯6の幅が極端に細い回転子鉄心4にアルミダイキ
ャストを行うとブリッジの生成により効率が低下するこ
とがある。
ス10などの耐熱性のある膜を生成することにより、ア
ルミダイキャストを行ってもアルミが漏れることがなく
ブリッジの生成を防止するため、損失を低減させた高効
率なかご形誘導電動機の回転子を得ることができる。ま
た、回転子のスロット数を増やすことによりスロット数
の組合せから発生する電磁騒音を低減することができ
る。
7は、この発明の実施の形態5による、かご形誘導電動
機の回転子の二次導体の製造方法を示すものであり、1
1は二次導体のエンドリング、12は二次導体のバー、
13は片側のエンドリング11とバー12が一体となっ
た構造体である。
幅が極端に細い回転子鉄心4にアルミダイキャストを行
うとブリッジの生成により効率が低下することがある。
ー12が一体となった構造体13を回転子鉄心4のスロ
ット5に挿入した後に、もう片側のエンドリング11と
溶接するため、アルミダイキャストを行う必要がない。
そのため、ブリッジの生成を防止し、損失を低減させた
高効率なかご形誘導電動機の回転子を得ることができ
る。また、回転子のスロット数を増やすことによりスロ
ット数の組合せから発生する電磁騒音を低減することが
できる。さらに、銅による二次導体を考えたとき、ダイ
キャストで行うと設備が高価になり実現が困難である
が、この方式ではバーをスロットに挿入するため、設備
に費用がかからず銅の二次導体の実現が容易になる。二
次導体に導電率のよい銅を用いることにより、さらに高
効率なかご形誘導電動機の回転子を得ることができる。
8は、この発明の実施の形態5によるかご形誘導電動機
の回転子の二次導体の製造方法を示すものであり、回転
子スロット5に二次導体のバー12を挿入した後に、両
側のエンドリング11を溶接させて、二次導体を生成す
るものである。
幅が極端に細い回転子鉄心4にアルミダイキャストを行
うとブリッジの生成により効率が低下することがある。
子鉄心4のスロット5に挿入した後、両側のエンドリン
グ11と挿入したバー12を溶接するため、アルミダイ
キャストを行う必要がない。そのためブリッジの生成を
防止し、損失を低減させた高効率なかご形誘導電動機の
回転子を得ることができる。また、回転子のスロット数
を増やすことによりスロット数の組合せから発生する電
磁騒音を低減することができる。さらに、実施の形態5
に示すように、二次導体に銅を用いることより、さらに
高効率なかご形誘導電動機の回転子を得ることができ
る。
によれば、回転子のスロット数を増加することにより、
高効率なかご形誘導電動機を得ることができ、さらに低
騒音化が実現できるとともに、回転子のスロット数を増
加することにより、回転子の歯部が細くなって、アルミ
ダイキャスト等を行うと、積層した鉄心の隙間からアル
ミが漏れてブリッジを形成することがあるが、接着によ
りアルミの漏れを確実に防止し、電動機効率が改善さ
れ、省エネ化が実現できる。
製造方法によれば、電磁鋼板のスロット部の打ち抜きを
数回に分けて行い、スロットが打ち抜かれた電磁鋼板を
積層して、積層された電磁鋼板にダイキャストを行い、
回転子を得るようにしたため、電磁鋼板を積層したとき
の隙間を抑えることにより、アルミダイキャスト等を行
ったときのアルミが漏れによるブリッジの生成を確実に
防止して、電動機効率を改善して省エネ化が実現でき
る。
動機の回転子と固定子を示す説明図である。
動機の効率特性を示す曲線図である。
動機の特性比較を示す図である。
動機の回転子の製造方法を示すための説明図である。
動機の回転子の製造方法を示す説明図である。
動機の回転子の製造方法を示す説明図である。
動機の回転子の製造方法を示す説明図である。
動機の回転子の製造方法を示す説明図である。
を示す説明図である。
明図である。
4 回転子鉄心、5回転子スロット、6 回転子歯、7
電磁鋼板、8 回転子電磁鋼板、9 接着剤、10
セラミックス、11 エンドリング、12 バー、13
バー・エンドリング構造体。
Claims (2)
- 【請求項1】 回転磁界を生成する固定子と、前記固定
子の生成磁界によって駆動される回転子を備えたかご形
誘導電動機において、前記回転子のスロット数を固定子
のスロット数の2倍以上にするとともに、電磁鋼板を多
数積層して成る回転子鉄心の電磁鋼板の表面に接着剤を
塗布したものを積層し、積層された電磁鋼板にダイキャ
ストを行って、回転子として一体に構成したことを特徴
とするかご形誘導電動機の回転子。 - 【請求項2】 回転磁界を生成する固定子と、前記固定
子の生成磁界によって駆動される回転子を備え、前記回
転子のスロット数を固定子のスロット数の2倍以上にす
るようにした、かご形誘導電動機の回転子の製造方法に
おいて、電磁鋼板を打ち抜いて生成される回転子鉄心を
製造するにあたり、電磁鋼板のスロット部を数回に分け
て打ち抜き、スロットが打ち抜かれた電磁鋼板を積層し
て、積層された電磁鋼板にダイキャストを行い、回転子
を得ることを特徴とするかご形誘導電動機の回転子の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08046997A JP3466864B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | かご形誘導電動機の回転子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08046997A JP3466864B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | かご形誘導電動機の回転子およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10285889A JPH10285889A (ja) | 1998-10-23 |
JP3466864B2 true JP3466864B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08046997A Expired - Fee Related JP3466864B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | かご形誘導電動機の回転子およびその製造方法 |
Country Status (1)
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JP2006271187A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機 |
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JP2019140779A (ja) * | 2018-02-08 | 2019-08-22 | 株式会社ミツバ | 3相誘導モータ |
CN111245113A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-05 | 崔明花 | 一种异步电动机 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP08046997A patent/JP3466864B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10285889A (ja) | 1998-10-23 |
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