JPH02273059A - かご形誘導電動機用回転子 - Google Patents
かご形誘導電動機用回転子Info
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- JPH02273059A JPH02273059A JP9195489A JP9195489A JPH02273059A JP H02273059 A JPH02273059 A JP H02273059A JP 9195489 A JP9195489 A JP 9195489A JP 9195489 A JP9195489 A JP 9195489A JP H02273059 A JPH02273059 A JP H02273059A
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Landscapes
- Induction Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はかご形誘導電動機用の回転子に関する。
〔従来技術、および発明が解決しようとする課題〕一般
に、かご形誘導電動機の高速回転化にあたっての問題点
の一つに、２次導体短絡環部の強度不足による遠心破壊
の対策がある。２次導体には通常、電気抵抗の小なる銅
、アルミニウム系の材料が用いられる。銅は比重が大で
あるにもかかわらず強度が低く、アルミニウムは比重は
小で強度は一層低いから、銅、アルミニウム系の材料を
用いると、高速回転時の遠心力に耐えられず、破壊が生
ずることになる。
に、かご形誘導電動機の高速回転化にあたっての問題点
の一つに、２次導体短絡環部の強度不足による遠心破壊
の対策がある。２次導体には通常、電気抵抗の小なる銅
、アルミニウム系の材料が用いられる。銅は比重が大で
あるにもかかわらず強度が低く、アルミニウムは比重は
小で強度は一層低いから、銅、アルミニウム系の材料を
用いると、高速回転時の遠心力に耐えられず、破壊が生
ずることになる。
近年、強度、磁気特性の両者がすぐれた磁性材料が開発
され、回転子コアの材料の強度不足の点は改善されつつ
あるのに対して、比重が小で強度が大なる導体材料の適
切なものがなく、２次導体の材料として、電気抵抗率の
見地から銅、アルミ系材料を使わざるを得ない。このこ
とが高速化に対する大きな阻害理由である。
され、回転子コアの材料の強度不足の点は改善されつつ
あるのに対して、比重が小で強度が大なる導体材料の適
切なものがなく、２次導体の材料として、電気抵抗率の
見地から銅、アルミ系材料を使わざるを得ない。このこ
とが高速化に対する大きな阻害理由である。
なお短絡環および導体棒に銅またはアルミの繊維強化複
合材料を用い短絡環部の強度を大とすることが従来提案
されているが（特開昭５Ｏ−８２５０１）、このものは
製造が容易でなく製造原価も高く、必ずしも有利なもの
ではない。
合材料を用い短絡環部の強度を大とすることが従来提案
されているが（特開昭５Ｏ−８２５０１）、このものは
製造が容易でなく製造原価も高く、必ずしも有利なもの
ではない。
本発明の目的は、前述の事情にかんがみ、リングにより
短絡環の変位を抑制し、コア内の導体棒と短絡環の変位
量がほぼ一致するようにすることにより、短絡環・導体
棒連結断面に無理な応力が作用することを回避し、高速
回転子のせん断破壊を防止することができるかご形誘導
電動機用の回転子を提供することにある。
短絡環の変位を抑制し、コア内の導体棒と短絡環の変位
量がほぼ一致するようにすることにより、短絡環・導体
棒連結断面に無理な応力が作用することを回避し、高速
回転子のせん断破壊を防止することができるかご形誘導
電動機用の回転子を提供することにある。
〔課題を解決するための手段、および作用〕本発明にお
いては、回転子軸、該回転子軸に装着された回転子コア
、該回転子コアを貫通する導体棒、および、該回転子コ
アの両端面に設けられた短絡環、を有するかご形誘導電
動機用回転子において、 高張力鋼板等の高強度材料からなる補強リングが該回転
子コアの両端部において該回転子軸および該短絡環を覆
って装着されており、それにより回転子の高速回転時の
遠心力に対抗する強度が増大されている、ことを特徴と
する、かご形誘導電動機用回転子、が提供される。
いては、回転子軸、該回転子軸に装着された回転子コア
、該回転子コアを貫通する導体棒、および、該回転子コ
アの両端面に設けられた短絡環、を有するかご形誘導電
動機用回転子において、 高張力鋼板等の高強度材料からなる補強リングが該回転
子コアの両端部において該回転子軸および該短絡環を覆
って装着されており、それにより回転子の高速回転時の
遠心力に対抗する強度が増大されている、ことを特徴と
する、かご形誘導電動機用回転子、が提供される。
本発明によるかご形誘導電動機用回転子においては、短
絡環の外周部が高強度のリングで包囲されて補強され、
リングにより短絡環の変位が押さえ込まれ、コア内の導
体棒と短絡環の変位量がほぼ一致するようになり、短絡
環・導体棒連結断面に無理な応力が作用せず、高速回転
時のせん断破壊が防止される。
絡環の外周部が高強度のリングで包囲されて補強され、
リングにより短絡環の変位が押さえ込まれ、コア内の導
体棒と短絡環の変位量がほぼ一致するようになり、短絡
環・導体棒連結断面に無理な応力が作用せず、高速回転
時のせん断破壊が防止される。
本発明の一実施例としてのかご形誘導電動機用の回転子
の構成が断面図として第１図に示される。
の構成が断面図として第１図に示される。
第１図において、回転子１は高張力鋼板あるいは高強度
な磁性材料を用いた回転子コア１１１〜１１８゜１２１
〜１２８．２次導体短絡環３１，３２、導体棒２、およ
び回転軸５を有する。２次導体短絡環３１．３２の外周
は、回転子コアと同様に回転軸５に圧入固定された６の
補強リング４１．４２のリング状に突出したひさし状の
部分により、全面が覆われている。
な磁性材料を用いた回転子コア１１１〜１１８゜１２１
〜１２８．２次導体短絡環３１，３２、導体棒２、およ
び回転軸５を有する。２次導体短絡環３１．３２の外周
は、回転子コアと同様に回転軸５に圧入固定された６の
補強リング４１．４２のリング状に突出したひさし状の
部分により、全面が覆われている。
第１図において、２次導体２．３１．３２の材料として
、電気抵抗が低くかつ比較的伸びが大で引張り強度も大
である例えばクロム銅のような銅系合金が用いられる。
、電気抵抗が低くかつ比較的伸びが大で引張り強度も大
である例えばクロム銅のような銅系合金が用いられる。
回転子１は、回転子コア１１１〜１１８、１２１〜１２
８を積層した状態で導体棒２をコアにあらかじめ設けら
れている導体棒挿入穴にそれぞれ挿入し短絡環３１．３
２によって両側からはさんだ状態で、溶接あるいはろう
付は等の接合手段により連結固定される。次いで、短絡
環３１．３２の外周は、５〜ｌＯ°の角度に切削等によ
り成形される。補強リング４１．４２は、回転子コア１
１１〜１１８゜１２１〜１２８に用いられる材料の中で
、特に回転遠心力による外径方向への拡大量の少ない方
のコア材料とほぼ同一の変形特性をもつものが用いられ
る。この場合、全く同一の材料を用いるのが最も望まし
い。補強リング用材料としては、例えばマルエージング
鋼等が用いられる。
８を積層した状態で導体棒２をコアにあらかじめ設けら
れている導体棒挿入穴にそれぞれ挿入し短絡環３１．３
２によって両側からはさんだ状態で、溶接あるいはろう
付は等の接合手段により連結固定される。次いで、短絡
環３１．３２の外周は、５〜ｌＯ°の角度に切削等によ
り成形される。補強リング４１．４２は、回転子コア１
１１〜１１８゜１２１〜１２８に用いられる材料の中で
、特に回転遠心力による外径方向への拡大量の少ない方
のコア材料とほぼ同一の変形特性をもつものが用いられ
る。この場合、全く同一の材料を用いるのが最も望まし
い。補強リング用材料としては、例えばマルエージング
鋼等が用いられる。
補強リング４１．４２のひさし部は短絡環外周の成形角
度と一致する角度に内面加工されている。製造に際して
、この一対の補強リング４１．４２の一方を回転軸５に
適当な締め代を与えて工大した後、回転子１を、同様に
、短絡環の外周部が、完全に補強リングに覆われ密着す
るまで押し込み、次に残った他方の補強リングを挿入、
回転子１の他方の短絡環の外周が完全に覆われ密着する
まで挿入する。
度と一致する角度に内面加工されている。製造に際して
、この一対の補強リング４１．４２の一方を回転軸５に
適当な締め代を与えて工大した後、回転子１を、同様に
、短絡環の外周部が、完全に補強リングに覆われ密着す
るまで押し込み、次に残った他方の補強リングを挿入、
回転子１の他方の短絡環の外周が完全に覆われ密着する
まで挿入する。
従来形のかご形誘導電動機用回転子における２次導体短
絡環の遠心破壊現象が第２図および第３図を用いて説明
される。
絡環の遠心破壊現象が第２図および第３図を用いて説明
される。
第２図に示される従来形の構成においては、第３図に示
されるように、高速回転時、回転子にはコア部及び短絡
環部にそれぞれの体格と比重に応じた遠心力が作用し、
コア及び短絡環はそれぞれのヤング率に応じて外周方向
へ変位しようとする。
されるように、高速回転時、回転子にはコア部及び短絡
環部にそれぞれの体格と比重に応じた遠心力が作用し、
コア及び短絡環はそれぞれのヤング率に応じて外周方向
へ変位しようとする。
この際、２次導体部における応力による現象は下記の（
１）、 （２）として説明される。
１）、 （２）として説明される。
（１）短絡環と同一材料で２次導体を構成している導体
棒は、コア内の導体穴に挿入されているためその変位は
、コアとほぼ同じと考えてよい。
棒は、コア内の導体穴に挿入されているためその変位は
、コアとほぼ同じと考えてよい。
２次導体に銅系合金を使用した場合には、銅系合金は通
常コアに用いられる鉄系材料に較べて比重が大でヤング
率が小さい。したがって、コアと短絡環の外周方向変位
量は、回転が高速になるにつれてその差が拡大し、導体
棒と短絡環の連結断面部に応力集中が発生しこの部分か
らせん断破壊してしまう。
常コアに用いられる鉄系材料に較べて比重が大でヤング
率が小さい。したがって、コアと短絡環の外周方向変位
量は、回転が高速になるにつれてその差が拡大し、導体
棒と短絡環の連結断面部に応力集中が発生しこの部分か
らせん断破壊してしまう。
（２）短Ｍｒ環は円筒状のリングであり、高速回転時に
は、短絡環内周において最大の引張り応力を発生し、応
力値が材料強度を越えると破壊をおこす。
は、短絡環内周において最大の引張り応力を発生し、応
力値が材料強度を越えると破壊をおこす。
前記（２）の現象に対しては、短絡環よりも高強度な材
料を用いて補強することにより、内径部からの破壊限界
を上昇させることは可能である。ところが、この方法だ
けでは導体棒と短絡環の接合部に発生する前記（１）の
せん断芯力集中は防止できず、比較的低回転でせん断破
壊を起こす。
料を用いて補強することにより、内径部からの破壊限界
を上昇させることは可能である。ところが、この方法だ
けでは導体棒と短絡環の接合部に発生する前記（１）の
せん断芯力集中は防止できず、比較的低回転でせん断破
壊を起こす。
前記（１）の現象を防止するために最も理想的な方法は
、コアと短絡環の外周方向変位量を同じ量に保つことで
ある。
、コアと短絡環の外周方向変位量を同じ量に保つことで
ある。
第１図の構成においては、短絡環の外周がより高強度な
補強リングで包囲され、補強されている。
補強リングで包囲され、補強されている。
この際、短絡環外周とテーパ面で密着していることが望
ましい。補強リング用材料としては、コアに用いられる
高強度材料、例えばマルエージング鋼などが使用される
。補強リングの回転軸挿入穴径及び外径寸法はコア内外
径寸法と同一とされる。
ましい。補強リング用材料としては、コアに用いられる
高強度材料、例えばマルエージング鋼などが使用される
。補強リングの回転軸挿入穴径及び外径寸法はコア内外
径寸法と同一とされる。
第１図の構成においては、短絡環の変位は銅合金の高比
重または低ヤング率による変位ではなく補強リングによ
る変位に押え込むことができ、またその変位量は、コア
と補強リングの変形特性が同じのためコア内の導体棒と
短絡環の連結断面には無理な応力が作用せず、高速回転
してもせん断破壊は発生しない。
重または低ヤング率による変位ではなく補強リングによ
る変位に押え込むことができ、またその変位量は、コア
と補強リングの変形特性が同じのためコア内の導体棒と
短絡環の連結断面には無理な応力が作用せず、高速回転
してもせん断破壊は発生しない。
第１図の構成の回転子と従来形の回転子を高速回転遠心
破壊試験にかけ、高速化限界を比較した結果、従来形に
おける回転限界がＤＮ値３３０万に対し、第１図の構成
によれば、ＤＮ値５５０万以上が可能であることが確認
された。ここに、ＤＮ値＝ロータ外径＋１１１！１Ｘ回
転数ｒｐｍであられされる。
破壊試験にかけ、高速化限界を比較した結果、従来形に
おける回転限界がＤＮ値３３０万に対し、第１図の構成
によれば、ＤＮ値５５０万以上が可能であることが確認
された。ここに、ＤＮ値＝ロータ外径＋１１１！１Ｘ回
転数ｒｐｍであられされる。
なお、前述の実施例においては、短絡環外周と補強リン
グはテーパ面で密着していることが望ましいと説明され
たが、テーパ面でなくても双方の嵌合を厳しくするか、
または若干工大気味に補強リングをセットしてもほぼ同
様の効果が得られる。
グはテーパ面で密着していることが望ましいと説明され
たが、テーパ面でなくても双方の嵌合を厳しくするか、
または若干工大気味に補強リングをセットしてもほぼ同
様の効果が得られる。
また、前述の実施例においては補強リング用材料として
コアに用いられる材料と同一の材料、同一の内外径寸法
がよいと説明されたが、これは補強リングの補強部変位
と回転子コア変位を処理する最も容易な方法であるため
そのように説明されたのであり、異なる材料であっても
、補強リングあるいは回転子コアの内外径寸法をかえる
ことにより、前記変位を処理し、同様の効果を得ること
ができる。
コアに用いられる材料と同一の材料、同一の内外径寸法
がよいと説明されたが、これは補強リングの補強部変位
と回転子コア変位を処理する最も容易な方法であるため
そのように説明されたのであり、異なる材料であっても
、補強リングあるいは回転子コアの内外径寸法をかえる
ことにより、前記変位を処理し、同様の効果を得ること
ができる。
本発明によれば、かご形誘導電動機用回転子において、
短絡環の外周部が高強度材料からなる補強リングで包囲
されて補強され、補強リングにより短絡環の変位が押え
込まれ、コア内の導体棒と短絡環の変位量がほぼ一致す
るようになることにより、短絡環・導体棒連結断面に無
理な応力が作用することがなくなり、高速回転時におけ
るせん断破壊が防止され、回転子コアに用いられた材料
の遠心破壊により決定される回転限界までの高速回転が
可能になる。
短絡環の外周部が高強度材料からなる補強リングで包囲
されて補強され、補強リングにより短絡環の変位が押え
込まれ、コア内の導体棒と短絡環の変位量がほぼ一致す
るようになることにより、短絡環・導体棒連結断面に無
理な応力が作用することがなくなり、高速回転時におけ
るせん断破壊が防止され、回転子コアに用いられた材料
の遠心破壊により決定される回転限界までの高速回転が
可能になる。
第１図は本発明の一実施例としてのかご形誘導電動機用
回転子の構成を示す断面図、 第２図は従来形のかご形誘導電動機用回転子の構成を示
す断面図、 第３図は第２図の回転子の特性を説明する図である。 １・・・回転子、 １１１〜１１８・・・回転子コ
ア、１２１〜１２８・・・回転子コア、 ２・・・導体棒、 ３１．３２・・・短絡環、４１
．４２・・・補強リング、 ５・・・回転軸。
回転子の構成を示す断面図、 第２図は従来形のかご形誘導電動機用回転子の構成を示
す断面図、 第３図は第２図の回転子の特性を説明する図である。 １・・・回転子、 １１１〜１１８・・・回転子コ
ア、１２１〜１２８・・・回転子コア、 ２・・・導体棒、 ３１．３２・・・短絡環、４１
．４２・・・補強リング、 ５・・・回転軸。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転子軸、 該回転子軸に装着された回転子コア、 該回転子コアを貫通する導体棒、 および、 該回転子コアの両端面に設けられた短絡環、を有するか
ご形誘導電動機用回転子において、高張力鋼板等の高強
度材料からなる補強リングが該回転子コアの両端部にお
いて該回転子軸および該短絡環を覆って装着されており
、 それにより回転子の高速回転時の遠心力に対抗する強度
が増大されている、 ことを特徴とするかご形誘導電動機用回転子。 ２、短絡環の外周が補強リングのリング状に突出したひ
さし状の部分により覆われている、請求項１記載の回転
子。 ３、補強リングのひさし状の部分が短絡環外周の成形角
度と一致する角度に内面加工されている、請求項１記載
の回転子。 ４、補強リングが短絡環外周とテーパ面で密着している
、請求項１記載の回転子。 ５、補強リングと短絡環外周が圧入気味の厳密な嵌合状
態にある、請求項１記載の装置。 ６、補強リング用の材料が回転子コアに用いられる材料
と同一である、請求項１記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091954A JP2838896B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | かご形誘導電動機用回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091954A JP2838896B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | かご形誘導電動機用回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02273059A true JPH02273059A (ja) | 1990-11-07 |
| JP2838896B2 JP2838896B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=14040971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1091954A Expired - Fee Related JP2838896B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | かご形誘導電動機用回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2838896B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2592729A1 (de) * | 2011-11-09 | 2013-05-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Läufer einer Asynchronmaschine mit Halteelement |
| EP3883102A1 (de) * | 2020-03-18 | 2021-09-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor einer dynamoelektrischen maschine, dynamoelektrische maschine mit derartigem rotor und herstellungsverfahren eines derartigen rotors |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5080664B2 (ja) | 2011-02-24 | 2012-11-21 | ファナック株式会社 | 誘導電動機のかご型ロータ |
| JP5326012B2 (ja) | 2012-02-14 | 2013-10-30 | ファナック株式会社 | 補強構造が形成されたかご形導体を備える回転子及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149677U (ja) * | 1982-01-13 | 1982-09-20 |
-
1989
- 1989-04-13 JP JP1091954A patent/JP2838896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149677U (ja) * | 1982-01-13 | 1982-09-20 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2592729A1 (de) * | 2011-11-09 | 2013-05-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Läufer einer Asynchronmaschine mit Halteelement |
| US8946969B2 (en) | 2011-11-09 | 2015-02-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor of an asynchronous machine with retaining element |
| EP3883102A1 (de) * | 2020-03-18 | 2021-09-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor einer dynamoelektrischen maschine, dynamoelektrische maschine mit derartigem rotor und herstellungsverfahren eines derartigen rotors |
| WO2021185522A1 (de) * | 2020-03-18 | 2021-09-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor einer dynamoelektrischen rotatorischen maschine, dynamoelektrische maschine mit einem rotor und verfahren zur herstellung des rotors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2838896B2 (ja) | 1998-12-16 |
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Legal Events
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| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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