JPH07163107A - Squirrel-cage induction motor, manufacture thereof, and fluid machinery having square torque characteristics driven thereby - Google Patents
Squirrel-cage induction motor, manufacture thereof, and fluid machinery having square torque characteristics driven therebyInfo
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- JPH07163107A JPH07163107A JP30536793A JP30536793A JPH07163107A JP H07163107 A JPH07163107 A JP H07163107A JP 30536793 A JP30536793 A JP 30536793A JP 30536793 A JP30536793 A JP 30536793A JP H07163107 A JPH07163107 A JP H07163107A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばポンプやファン
等の二乗トルク負荷に使用されるかご形誘導電動機及び
このかご形誘導電動機を使用した流体機械及びかご形誘
導電動機の製造方法に係わり、特にかご形誘導電動機の
小形化・軽量化の技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a squirrel-cage induction motor used for a square torque load such as a pump or a fan, a fluid machine using the squirrel-cage induction motor, and a method for manufacturing a squirrel-cage induction motor. In particular, the present invention relates to a technology for reducing the size and weight of a squirrel-cage induction motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般汎用かご形誘導電動機はあらゆる用
途に用いられるため駆動力の強い、いわゆるトルクの大
きな誘導電動機が求められている。過去にはロータの二
次導体が導電率１００％程度の銅を用いた銅ロータが主
流の時期があったが、現在では生産性が良い、導電率６
０％程度のアルミニュウムを用いたアルミダイキャスト
ロータが用いられている。アルミニュウムは導電率が６
０％程度と低いため、二次抵抗が大きくなり始動トルク
を大きくすることができ一般汎用かご形誘導電動機に適
したものである。しかし、一方では二乗トルク負荷特性
を持つ機器（例えば、ポンプ、ファンなど）のように始
動トルクは低くても充分使用できる用途では、余分なト
ルクを出さずに、より小形で軽量なかご形誘導電動機が
求められている。図２０はかご形誘導電動機のトルク・
滑べりの関係を示すものであり、現在の汎用かご形誘導
電動機の構造のままでトルクを下げると、曲線Ｂで示す
ようなトルク特性となり、二乗トルク負荷特性を持つフ
ァンあるいはポンプの回転数が下がりトルク特性が低下
するという問題があった。さらにこのようなトルク特性
のかご形誘導電動機にすると、かご形誘導電動機の発生
ロス（二次銅損）が大きくなり、かご形誘導電動機が加
熱するという問題があった。2. Description of the Related Art Since a general-purpose general-purpose squirrel-cage induction motor is used for all purposes, an induction motor having a strong driving force, that is, a large torque is required. In the past, there was a time when copper rotors, which used copper whose secondary conductor was about 100% conductivity, were the mainstream, but nowadays, productivity is good, and conductivity is 6%.
An aluminum die cast rotor using about 0% aluminum is used. Aluminum has a conductivity of 6
Since it is as low as 0%, the secondary resistance becomes large and the starting torque can be made large, which is suitable for a general-purpose squirrel-cage induction motor. However, on the other hand, in applications such as equipment with squared torque load characteristics (for example, pumps, fans, etc.) that can be used sufficiently even if the starting torque is low, a smaller and lighter squirrel-cage induction machine does not generate extra torque. Electric motors are needed. Fig. 20 shows the torque of the squirrel cage induction motor
It shows the relationship of slipping, and if the torque is lowered with the structure of the current general-purpose squirrel-cage induction motor, the torque characteristic becomes as shown by curve B, and the rotation speed of the fan or pump having the square torque load characteristic becomes There is a problem that the falling torque characteristic is deteriorated. Further, when the squirrel-cage induction motor having such a torque characteristic is used, the squirrel-cage induction motor has a large loss (secondary copper loss), which causes a problem that the squirrel-cage induction motor is heated.
【０００３】そこで二乗トルク負荷特性を持つ機器を駆
動するかご形誘導電動機においては、汎用かご形誘導電
動機のように余分なトルクを必要としないので、この余
剰トルクを下げ、かご形誘導電動機を小形化するため
に、２次抵抗を下げることが必要となる。即ち空隙の磁
束数（量）を下げることによりコアの使用量を減らすこ
とができる。これは例えばステータコア内径Ｄ（ｃ
ｍ）、コア幅Ｌ（ｃｍ）とすれば、Ｄ2・Ｌを下げるこ
とである。図２０において、破線で示す曲線Ａは汎用か
ご形誘導電動機のもの、点線で示す曲線Ｂは従来の一般
汎用かご形誘導電動機を用い、出力、極数に対応してフ
レームの枠番（枠番とは、ＪＩＳ規格などで規定され、
足付きかご形誘導電動機の足裏（かご形誘導電動機の取
付面）からかご形誘導電動機の軸中心までの高さを表
す）が定められており、この定められている枠番のもの
より下の枠番のかご形誘導電動機を用いてトルクのみ下
げたものである。次にこの図２０で示した曲線となる理
由について詳述する。かご形誘導電動機のトルクＴは二
次抵抗Ｒ2の一次換算値をＲ12、二次リアクタンスＸ2の
一次換算値Ｘ12、滑べりＳとすると数式１の関係があ
る。Therefore, a squirrel-cage induction motor for driving equipment having a squared torque load characteristic does not require an extra torque like a general-purpose squirrel-cage induction motor. Therefore, this surplus torque is reduced and the squirrel-cage induction motor is reduced in size. In order to realize this, it is necessary to lower the secondary resistance. That is, the amount of core used can be reduced by reducing the number (quantity) of magnetic flux in the air gap. This is, for example, the stator core inner diameter D (c
m) and the core width L (cm), it is to lower D 2 · L. In FIG. 20, a curved line A indicated by a broken line is for a general-purpose squirrel-cage induction motor, and a curved line B indicated by a dotted line is a conventional general-purpose squirrel-cage induction motor, and the frame number (frame number) corresponding to the output and the number of poles is used. Is defined in JIS standards,
The height from the sole of the squirrel cage induction motor (the mounting surface of the squirrel cage induction motor to the shaft center of the squirrel cage induction motor) is specified, and the height is below that of the frame number. Only the torque is reduced by using the cage type induction motor with the frame number. Next, the reason why the curve shown in FIG. 20 is obtained will be described in detail. The torque T of the squirrel-cage induction motor has the relationship of Expression 1 when the primary conversion value of the secondary resistance R2 is R12, the primary conversion value X12 of the secondary reactance X2, and the slip S.
【０００４】[0004]
【数１】 [Equation 1]
【０００５】したがって、二次抵抗Ｒ2をパラメータし
たトルクＴと滑べりＳの関係は比例推移の特性を示す。
即ち、二次抵抗Ｒ2がｍ倍になると同一トルクに対する
滑べりＳもｍ倍になる。また、二次銅損Ｐ2は次式によ
って表わせる。 Ｐ2＝Ф1（Ｉ12）2Ｒ2 ここで、Ф1は一次相数、Ｉ12は二次電流の一次換算値
である。したがって、二次抵抗Ｒ2が小さくなると二次
銅損が減少するので効率は向上し、かつ、ロータの温度
も抑制される。上述のように、かご形誘導電動機の二次
抵抗Ｒ2を減少させると滑べりＳも比例して小さくな
り、かつ、二次銅損の減少に伴って効率向上、温度上昇
の抑制がはかれる。このように、かご形誘導電動機を小
形、軽量化を図るとき、かご形誘導電動機の発熱が最も
大きな課題となる。そこで、このかご形誘導電動機から
の発熱を抑制する方策として、 １．ロータの改善によって、発生ロスを低減する。 ２．フレームの改善によって、発生熱の放熱効果を向上
させる。 の二点が考えられる。以下に、上記課題に対する従来の
対策について述べる。まず、上記１項のロータの改善に
ついて詳述する。Therefore, the relationship between the torque T and the slip S, which parameterizes the secondary resistance R2, shows a characteristic of proportional transition.
That is, when the secondary resistance R2 becomes m times, the slip S for the same torque also becomes m times. The secondary copper loss P2 can be expressed by the following equation. P2 = Φ1 (I12) 2 R2 where Φ1 is the number of primary phases and I12 is the primary conversion value of the secondary current. Therefore, when the secondary resistance R2 is small, the secondary copper loss is reduced, so that the efficiency is improved and the temperature of the rotor is also suppressed. As described above, when the secondary resistance R2 of the squirrel-cage induction motor is reduced, the slip S is also proportionally reduced, and the efficiency is improved and the temperature rise is suppressed as the secondary copper loss is reduced. As described above, when the squirrel-cage induction motor is downsized and reduced in weight, the heat generation of the squirrel-cage induction motor is the most important issue. Therefore, as a measure to suppress the heat generation from the squirrel cage induction motor, 1. The loss is reduced by improving the rotor. 2. By improving the frame, the heat dissipation effect of generated heat is improved. There are two possible points. The conventional measures against the above problems will be described below. First, the improvement of the rotor in the above item 1 will be described in detail.
【０００６】上述のようにかご形誘導電動機とファンや
ポンプ等の負荷の、滑べり（回転数）とトルクとの関係
は図２０に示すように、負荷は滑べりの減少すなわち回
転数の増加に伴い、回転数の二乗に比例してトルクが増
加する二乗トルク負荷特性である。ただし始動時につい
ては静摩擦力等の機械ロスを生じ定格トルクの約０．３
倍程度のトルクを必要とする。かご形誘導電動機は始動
トルクＴｓ（滑べりが１．０の時のトルク）が定格トル
クの２．０〜３．８倍で、停動トルクＴｍ（最大トル
ク）も定格トルクの２．１〜３．９倍と二乗トルク負荷
に比して大きなトルク特性となっている。トルクを低下
すると定格時の滑べりが大きくなるため、このように大
きなトルク特性として定格時の滑べりを低くしている。
ここで滑べりは円線図で計算されたものを用いるものと
する。As described above, the relationship between the slip (rotation speed) and the torque of the squirrel-cage induction motor and the load of the fan, the pump and the like is shown in FIG. Is a square torque load characteristic in which the torque increases in proportion to the square of the rotation speed. However, at the time of start-up, mechanical loss such as static friction force occurs and the rated torque is about 0.3.
Double the torque is required. In the squirrel-cage induction motor, the starting torque Ts (torque when the slip is 1.0) is 2.0 to 3.8 times the rated torque, and the stall torque Tm (maximum torque) is 2.1 to the rated torque. The torque characteristic is 3.9 times larger than the squared torque load. As the torque decreases, the slippage at the time of rating increases, so the slippage at the time of rating is made low as such a large torque characteristic.
Here, it is assumed that the slip calculated by the circle diagram is used.
【０００７】この様なかご形誘導電動機と負荷のトルク
関係の場合、始動や加速時において負荷に加わる衝撃が
大きく負荷が損傷することがある。特に遠心分離機のよ
うな二乗トルク負荷で物を回転体に入れ回転させる場
合、この遠心分離機により遠心分離される物が急激な加
速で破損するため負荷トルクを大幅に上回るかご形誘導
電動機のトルクは問題となる。図２１はかご形誘導電動
機の滑べりと電流の関係を示し、始動時は大きな始動電
流が流れ、加速するに従い低下する。定格トルクを発生
する時の電流が定格電流で、定格電流に対して始動電流
は一般的に５．０〜９．０倍であり、この始動電流が大
きいと電源の電圧降下等電源側に悪影響を与える。In the case of such a torque relationship between the squirrel-cage induction motor and the load, the impact applied to the load at the time of starting or acceleration may be large and the load may be damaged. In particular, when an object is put into a rotating body and rotated by a squared torque load such as a centrifuge, the object centrifugally separated by this centrifuge is damaged due to abrupt acceleration, and thus the load torque of the squirrel-cage induction motor that greatly exceeds the load torque. Torque is a problem. FIG. 21 shows the relationship between the slip and the electric current of the squirrel cage induction motor. A large starting current flows at the time of starting and decreases as it accelerates. The current when the rated torque is generated is the rated current, and the starting current is generally 5.0 to 9.0 times the rated current. If this starting current is large, the voltage drop of the power supply and other adverse effects on the power supply side will occur. give.
【０００８】このように上記図２０に示す曲線Ｂにあっ
ては、破線で示す曲線Ａの一般汎用かご形かご形誘導電
動機と比べトルクは全体的に下がるものの滑べりは大き
くなり、また電圧変動による回転数の変動が大となる。
したがって二乗トルク負荷特性を有する流体機械は回転
数の変化による特性の変化が大きいので、二乗トルク負
荷駆動用かご形誘導電動機として実用に供することはで
きない。As described above, in the curve B shown in FIG. 20, the torque is reduced as a whole but the slippage is large and the voltage fluctuation is larger than that of the general-purpose squirrel-cage type induction motor of the curve A shown by the broken line. The change in the number of revolutions due to is large.
Therefore, a fluid machine having a square torque load characteristic has a large change in the characteristic due to a change in the number of revolutions, and cannot be put to practical use as a squirrel cage induction motor for driving a square torque load.
【０００９】従来上記のような課題を解決するため二次
抵抗を低減することによって対策が講じられていた。図
２２、図２３は特開平４−８８８５５号公報に開示され
たもので、銅棒アルミ鋳ぐるみロータを示し、図２２は
ロータの部分断面側面図、図２３は図２２のＡーＡ線に
よる断面図である。１は薄鉄系電気鋼板が多数枚積層さ
れたロ−タコア、２はロータコア１の外径方向に多数個
放射状に設けられたロータコアスロット１ａに挿入され
た銅棒、３はロ−タコア１と、その両端（図２２に示す
ロ−タコアの左、右）に形成されたアルミニュウムのエ
ンドリング４と、ロータコアスロット１ａの中で銅棒２
をアルミニュウム金属５よりなるダイキャスト鋳造法で
鋳ぐるんで（ロータコアスロット１ａに挿入された銅棒
２と一緒にアルミニュウムによってダイキャストする）
形成されたロータである。Conventionally, in order to solve the above problems, measures have been taken by reducing the secondary resistance. 22 and 23 are disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 4-88855, which shows a copper rod aluminum cast stuffed rotor, FIG. 22 is a partial cross-sectional side view of the rotor, and FIG. 23 is taken along the line AA of FIG. FIG. 1 is a rotor core in which a number of thin iron-based electrical steel sheets are laminated, 2 is a copper rod inserted in a rotor core slot 1a radially provided in the outer diameter direction of the rotor core 1, and 3 is a rotor core 1. , Aluminum end rings 4 formed at both ends thereof (left and right of the rotor core shown in FIG. 22) and a copper rod 2 in the rotor core slot 1a.
With a die-casting method made of aluminum metal 5 (die cast with aluminum together with the copper rod 2 inserted in the rotor core slot 1a)
It is the formed rotor.
【００１０】この公報にも記載されているように、ロー
タコアスロット１ａの中にアルミニュウム金属５の他に
銅棒２を挿入すると、アルミニュウムに対して銅の導電
率が約１．７倍優れているのでロータ３全体の二次抵抗
が低下する。この二次抵抗の低下率をｍ（ｍ＝Ｒａ／Ｒ
ｂ×１００）、但しロータコアスロット１ａの中にアル
ミニュウム金属だけが挿入されたものの二次抵抗：Ｒ
ａ，ロータコアスロット１ａの中に銅系金属が挿入され
たものの二次抵抗：Ｒｂとするとかご形誘導電動機のト
ルク特性は比例推移で停動トルクの発生する滑べりがｍ
倍小さくなり、定格時の滑べりもほぼｍ倍小さくなる。
そして始動トルクが低下するように特性も変化する。し
かしこの例は銅棒アルミ鋳ぐるみロータにより、二次抵
抗を調整して所望のトルク特性を得るものであり、銅棒
アルミニュウム鋳ぐるみロータを具体的に実現する技術
は開示されていない。またアルミニュウムがロータコア
スロット１ａ内で銅棒２を包む状態であり、スロット１
ａに対する銅棒２の断面占積率も小さいものである。As described in this publication, when the copper rod 2 is inserted into the rotor core slot 1a in addition to the aluminum metal 5, the conductivity of copper is about 1.7 times better than that of aluminum. Therefore, the secondary resistance of the entire rotor 3 decreases. The rate of decrease of this secondary resistance is m (m = Ra / R
b × 100), but the secondary resistance of the rotor core slot 1a in which only aluminum metal is inserted: R
a, the secondary resistance of the copper core metal inserted in the rotor core slot 1a is Rb, the torque characteristic of the squirrel-cage induction motor changes proportionally, and the slip that causes stall torque is m.
It is twice as small, and the slip at the time of rating is almost m times smaller.
The characteristics also change so that the starting torque decreases. However, in this example, the secondary resistance is adjusted by a copper rod cast aluminum rotor to obtain a desired torque characteristic, and a technique for specifically realizing the copper rod cast aluminum rotor is not disclosed. Also, the aluminum is in a state of wrapping the copper rod 2 in the rotor core slot 1a,
The cross-section space factor of the copper rod 2 with respect to a is also small.
【００１１】図２４は特開平２ー２０６３４７号公報に
開示されたもので、銅棒ロータの部分断面側面図を示
し、図において、１は薄鉄系電気鋼板が多数枚積層され
たロ−タコア、６はロータコア１の外径方向に多数個放
射状に設けられたロータコアスロット１ａに挿入された
銅棒で、ロ−タコア１のコア幅より長くしてある。７は
ロ−タコア１の両端（図２４に示すロ−タコアの左、
右）に形成された銅材のエンドリングで円盤状となって
いる。このエンドリング７にはロータコアスロット１ａ
と同位置に上記銅棒６を挿入する穴が設けてある。上記
銅棒６はロー材によってエンドリング７と接合させロー
タ８を形成する。この構造においても二次抵抗小のロー
タは得られる。FIG. 24 is a partial cross-sectional side view of a copper rod rotor disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-206347. In FIG. 24, 1 is a rotor core in which a plurality of thin iron-based electrical steel sheets are laminated. , 6 are copper rods inserted into the rotor core slots 1a radially provided in the outer diameter direction of the rotor core 1, and are longer than the core width of the rotor core 1. 7 is both ends of the rotor core 1 (left of the rotor core shown in FIG. 24,
A disk-shaped end ring made of copper material formed on the right). This end ring 7 has a rotor core slot 1a
A hole for inserting the copper rod 6 is provided at the same position as. The copper rod 6 is joined to the end ring 7 with a brazing material to form a rotor 8. Even with this structure, a rotor having a small secondary resistance can be obtained.
【００１２】上記銅棒ロータは、銅棒６とエンドリング
７とを接合させるためロー付け作業が必要となりロー付
け作業に時間がかかり生産性が極めて低いものとなって
いる。またロー付け作業は熟練作業が必要となり、熟練
者の確保が困難であるなどの課題がある。The copper rod rotor requires brazing work to join the copper rod 6 and the end ring 7, and the brazing work takes time, resulting in extremely low productivity. Further, the brazing work requires a skilled work, and there is a problem that it is difficult to secure a skilled person.
【００１３】次に上述したかご形誘導電動機からの発熱
を抑制する方策として、上記２項の放熱効果を向上させ
るため、フレームの改善について詳述する。図２５、図
２６はかご形誘導電動機のうち全閉外扇形誘導電動機を
例に説明する。図２５は全閉外扇形かご形誘導電動機の
半断面側面図、図２６は図２５のＢーＢ線による断面図
である。９はシャフト、１０は薄鉄系電気鋼板が多数枚
積層されたステ−タコア、１１はステータコア１０の内
周部に放射状に多数個設けられたスロット１０ａに巻線
されたコイル、１２は内径にステータコア１０を焼きば
め等で収納したフレーム、１２ａはフレーム１２の外表
面に突出して設けられた放熱フイン、１３はシャフト９
に固着されたロータ３を支持してフレーム１２に固定さ
れたブラケット、１４はシャフト９に結合されたファ
ン、１５はファン１４を保護するカバーである。Next, as a measure for suppressing the heat generation from the above-mentioned squirrel cage induction motor, the improvement of the frame in order to improve the heat radiation effect of the above item 2 will be described in detail. 25 and 26 will be described by taking a fully-closed fan-shaped induction motor as an example of the squirrel-cage induction motors. FIG. 25 is a half cross-sectional side view of the fully-closed fan-shaped squirrel-cage induction motor, and FIG. 26 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. Reference numeral 9 is a shaft, 10 is a stator core formed by laminating a large number of thin iron-based electric steel sheets, 11 is a coil wound in a plurality of slots 10a radially provided on the inner peripheral portion of the stator core 10, and 12 is an inner diameter. A frame in which the stator core 10 is housed by shrink fitting or the like, 12a is a heat dissipation fin provided on the outer surface of the frame 12 so as to project, and 13 is a shaft 9
A bracket fixed to the frame 12 to support the rotor 3 fixed to the fan 12, a fan connected to the shaft 9, and a cover 15 for protecting the fan 14.
【００１４】次に上記図２５、図２６に示す全閉外扇形
かご形誘導電動機の冷却構造について説明する。全閉外
扇形かご形誘導電動機の運転にともなってロータ３が回
転すると、ロータ３と結合されているシャフト９、ファ
ン１４が回転する。ファン１４が回転し全閉外扇形かご
形誘導電動機の外部から空気をカバー１５の側面部に設
けられている風窓１５ａより全閉外扇形かご形誘導電動
機内部に取り入れる。内部に取り入れられた冷却風は、
図２５中矢印Ａで冷却風の流れを示すようにブラケット
１３とカバー１５との隙間より吐き出され、フレーム１
２の外表面に沿って流れる。このフレーム１２の外表面
を流れるときフレーム１２および放熱フイン１２ａ表面
の熱を奪い全閉外扇形かご形誘導電動機を冷却する。Next, the cooling structure of the fully closed outer fan type cage induction motor shown in FIGS. 25 and 26 will be described. When the rotor 3 rotates with the operation of the fully-closed fan-shaped squirrel-cage induction motor, the shaft 9 and the fan 14 connected to the rotor 3 rotate. The fan 14 rotates to take in air from the outside of the fully-closed fan-cage induction motor into the fully-closed fan-cage induction motor through the wind window 15a provided on the side surface of the cover 15. The cooling air taken in,
As indicated by the arrow A in FIG. 25, the flow of cooling air is discharged from the gap between the bracket 13 and the cover 15, and the frame 1
2 along the outer surface. When flowing on the outer surface of the frame 12, the heat of the surface of the frame 12 and the surface of the heat dissipation fin 12a is taken away to cool the fully-closed outer fan-shaped cage induction motor.
【００１５】さて図２５のかご形誘導電動機は運転中、
主にコイル１１で発熱するが、この熱はステ−タコア１
０を経由してフレーム１２から外部へ放熱され、ファン
１４による冷却風がフレーム１２を冷却している。ここ
でステ−タコア１０とフレーム１２の熱膨張率の違いか
ら、両者が焼きばめ等される場合、かご形誘導電動機の
運転中において両者に隙間を生じ、伝熱特性が低下する
のでコイル１１の温度が高くなる問題がある。Now, the squirrel cage induction motor shown in FIG.
The coil 11 mainly generates heat, but this heat is generated by the stator core 1
Heat is radiated from the frame 12 to the outside via 0, and the cooling air from the fan 14 cools the frame 12. Due to the difference in thermal expansion coefficient between the stator core 10 and the frame 12, a gap is created between the stator core 10 and the frame 12 during the operation of the squirrel-cage induction motor when the two are shrink-fitted. There is a problem that the temperature rises.
【００１６】次に本発明の目的である小型化による発熱
量について詳述する。かご形誘導電動機の損失は一次銅
損、二次銅損、鉄損と機械損等に分類されるが、機械損
の一部である冷却用のファンによる風損を除いて、大部
分がかご形誘導電動機の内部で熱として消費され、この
中で一次銅損が大きな割合を占める。かご形誘導電動機
を小形化しても効率を同等にすると発生損失も同等であ
り、したがって単位体積当りの発熱量の大きなかご形誘
導電動機となる。Next, the amount of heat generated by miniaturization, which is the object of the present invention, will be described in detail. Losses of squirrel cage induction motors are classified into primary copper loss, secondary copper loss, iron loss and mechanical loss, etc., but most of them are cages except for wind loss due to a cooling fan, which is a part of mechanical loss. It is consumed as heat inside the induction motor, and primary copper loss occupies a large proportion of this. Even if the squirrel-cage induction motor is downsized, if the efficiency is made the same, the generated loss is also the same, so that the squirrel-cage induction motor has a large calorific value per unit volume.
【００１７】次に小型化による冷却風量、熱放散面積に
ついて詳述する。かご形誘導電動機の冷却用のファンの
径Ｄｆ、ファンの幅Ｂとするとこのファンによる冷却風
量ＱはＤｆ2・Ｂに比例する。またかご形誘導電動機の
コイルの温度上昇θ、フレームの熱放散面積Ｓ，フレー
ムとコイルの熱抵抗Ｒｆｃ、発生損失Ｗｔとすると、か
ご形誘導電動機のコイルの温度上昇θは数式２のように
表される。Next, the cooling air volume and the heat dissipation area due to the miniaturization will be described in detail. Assuming that the diameter of the cooling fan of the squirrel-cage induction motor is Df and the width of the fan is B, the cooling air volume Q by this fan is proportional to Df 2 · B. If the temperature rise θ of the coil of the squirrel cage induction motor, the heat dissipation area S of the frame, the thermal resistance Rfc of the frame and the coil, and the generated loss Wt are given, the temperature rise θ of the coil of the squirrel cage induction motor is expressed as To be done.
【００１８】[0018]
【数２】 [Equation 2]
【００１９】ここで簡略化するためすべて損失がコイル
で発生して、すべての熱がフレームから放散するとす
る。かご形誘導電動機を小形化すると、冷却用のファン
の径Ｄｆが小となり冷却風量Ｑが低下する。また一般的
にフレームの熱放散面積も低下しコイルの温度上昇θが
大きなものとなる。このため、フレームの外周表面をフ
イン付とし、フレームの軸方向長さをステータコイルよ
り長くして、フレーム熱放散面積Ｓを大きくする。また
フレームとコイルの熱抵抗Ｒｆｃを小さくする必要があ
る。For simplicity, it is assumed that all losses occur in the coil and that all heat is dissipated from the frame. When the squirrel-cage induction motor is downsized, the diameter Df of the cooling fan becomes small and the cooling air volume Q decreases. Further, generally, the heat dissipation area of the frame also decreases, and the temperature rise θ of the coil becomes large. Therefore, the outer peripheral surface of the frame is provided with fins, the axial length of the frame is made longer than the stator coil, and the frame heat dissipation area S is increased. Further, it is necessary to reduce the thermal resistance Rfc of the frame and the coil.
【００２０】次に上記図２５の全閉外扇形かご形誘導電
動機の構成について図２７、図２８を用いて簡単に説明
する。図２７は全閉外扇形かご形誘導電動機の半断面側
面図、図２８は図２７のＣーＣ線による断面図である。
上記図２５と同一符号は同一につき説明を省略する。図
において、１２はステ−タコア１０を内周に焼ばめ等で
嵌合させ外周に多数の放熱フィン１２ａを形成したフレ
ーム、１６はフレーム１２に打込まれたステータコア１
０を固定する打込みねじである。Next, the structure of the fully-closed fan-shaped squirrel cage induction motor shown in FIG. 25 will be briefly described with reference to FIGS. 27 and 28. FIG. 27 is a half cross-sectional side view of the fully-enclosed fan-shaped cage induction motor, and FIG. 28 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
The same reference numerals as those in FIG. 25 are the same, and the description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 12 is a frame in which the stator core 10 is fitted to the inner circumference by shrinkage fitting or the like and a large number of heat radiation fins 12a are formed on the outer circumference, and 16 is the stator core 1 driven into the frame 12.
It is a driving screw that fixes 0.
【００２１】図２９は実開昭６０−７７２４８号公報に
開示されたステータをアルミニュウムダイキャスト材の
フレームによって同時に鋳ぐるみしたかご形誘導電動機
を示す半断面正面図で、１７はステ−タコア１０の外周
側にステ−タコア１０と一体にアルミニュウム鋳ぐるみ
でダイキャスト鋳造法により成形されたフレ−ムであ
る。しかし、この例ではステ−タコア１０をフレ−ム１
７で一体にアルミニュウム鋳ぐるみしているが、フレ−
ム１７の長さがステ−タコア１０を若干上回るだけの短
いフレーム幅によるステータコアアルミニュウム鋳ぐる
みフレームの製作例が開示されているだけである。ステ
ータコア１０は磁束を通すため、磁化特性の優れた材質
で鉄損を小さくするため電気鋼板の薄板を積層して形成
したものである。しかし、従来のステ−タコアアルミニ
ュウム鋳ぐるみフレ−ムの場合、ステータコア外径Ｄ
（ｃｍ）、フレームの肉厚ｔ（ｃｍ）の関係ｔ／Ｄが
０．０３よりかなり大きいものとなっている。FIG. 29 is a front view of a half cross-section showing a squirrel-cage induction motor in which the stator disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-77248 is cast into a frame of an aluminum die-cast material at the same time. This is a frame integrally formed with the stator core 10 on the outer peripheral side by aluminum die cast molding by a die casting method. However, in this example, the stator core 10 is connected to the frame 1
It is made of aluminum and cast as a unit in 7.
Only an example of manufacturing a stator core aluminum cast stuff frame with a short frame width in which the length of the frame 17 is slightly longer than the stator core 10 is disclosed. Since the stator core 10 allows magnetic flux to pass therethrough, it is formed by laminating thin electric steel sheets in order to reduce iron loss with a material having excellent magnetization characteristics. However, in the case of the conventional stator core aluminum cast stuff frame, the stator core outer diameter D
(Cm) and the thickness t (cm) of the frame, the relationship t / D is considerably larger than 0.03.
【００２２】次に図２５の全閉外扇形かご形誘導電動機
の動作、作用について説明する。かご形誘導電動機は運
転中において主にコイル１１で発熱するが、この熱はス
テ−タコア１０を経由してフレーム１２から外部に放熱
されている。しかし、フレーム１２の内周にステ−タコ
ア１０を焼ばめ等で嵌合させた場合、フレーム１２とス
テ−タコア１０の締め代が大きくできず、ステ−タコア
１０は鉄系金属で熱膨張率が小さいが、ステ−タコア１
０の外周を被うフレーム１２はアルミニュウム系金属で
熱膨張率が大きいため、両者の温度が高くなるとステ−
タコア１０とフレーム１２の間に隙間を生じ、空気の断
熱層ができる。このため、コイル１１からステータコア
１０及びフレーム１２への熱伝達が阻害され、コイル１
１の温度が高くなる。これに対して、ステータコアアル
ミニュウム鋳ぐるみフレーム１２の場合、溶融したアル
ミニュウム系金属のフレームで鋳ぐるむため表１に示す
ように計算上では焼ばめする場合の約１０倍の締め代が
可能となりフレーム１２とステータコア１０の間に隙間
ができることはない。Next, the operation and action of the fully-closed fan-shaped squirrel cage induction motor shown in FIG. 25 will be described. The squirrel cage induction motor mainly generates heat in the coil 11 during operation, and this heat is radiated to the outside from the frame 12 via the stator core 10. However, when the stator core 10 is fitted on the inner periphery of the frame 12 by shrink fitting, the interference between the frame 12 and the stator core 10 cannot be increased, and the stator core 10 is thermally expanded with iron-based metal. The rate is small, but stator core 1
The frame 12 covering the outer circumference of 0 is an aluminum-based metal and has a large coefficient of thermal expansion.
A gap is created between the tacoa 10 and the frame 12 to form a heat insulating layer for air. Therefore, heat transfer from the coil 11 to the stator core 10 and the frame 12 is hindered, and the coil 1
The temperature of 1 becomes high. On the other hand, in the case of the stator core aluminum cast-in frame 12, the frame is made of molten aluminum-based metal, and therefore, as shown in Table 1, the tightening allowance is approximately 10 times that in the case of shrink-fitting in calculation. There is no gap between the frame 12 and the stator core 10.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】さらに大きな力でフレーム１２はステータ
コア１０を締め付けているので打込みねじ１６等も不要
となる。Since the stator core 10 is tightened by the frame 12 with a larger force, the driving screw 16 and the like are not necessary.
【００２５】しかし、従来のステータコアアルミニュウ
ム鋳ぐるみフレームの場合、約７００℃の溶融したアル
ミニュウム系金属のフレーム１２をステータコア１０の
外周に一体に形成するためアルミニュウム系金属のフレ
ーム１２の熱影響でステータコア１０の特性が変化して
鉄損が増加する。また、このアルミニュウム系金属のフ
レーム１２について、放熱フィン付きの高冷却のフレー
ムを有効利用するため、ストックする場合等にコイルエ
ンド１１を保護するため及び口出し線引出しの自動化を
容易にするため等から長さをコイルエンド１１より長く
することが望まれる。しかし、フレームを長くするとフ
レーム鋳ぐるみ後のコイルの巻線や結線作業が困難とな
る。従来の製造工程は「ステータコア完成→フレーム鋳
ぐるみ→機械加工→コイル巻線→ワニス処理→ワニス落
し→洗浄（下地処理）→リード通し→かご形誘導電動機
組立→塗装」となっているが、これではワニスの上に塗
装がのりにくい、機械加工面にワニスが付着する等の問
題が生じ、ワニス落し工程が必要である。However, in the case of the conventional stator core cast aluminum frame, since the molten aluminum-based metal frame 12 of about 700 ° C. is integrally formed on the outer periphery of the stator core 10, the stator core 10 is affected by the heat of the aluminum-based metal frame 12. Changes the characteristics of and increases iron loss. Further, regarding the aluminum-based metal frame 12, in order to effectively use the highly cooled frame with the radiation fins, to protect the coil end 11 when stocked, and to facilitate automation of lead wire drawing, etc. It is desirable to make the length longer than the coil end 11. However, if the frame is made long, it becomes difficult to wind and connect the coil after the frame is cast. The conventional manufacturing process is "stator core completion → frame casting doll → machining → coil winding → varnish processing → varnish removal → cleaning (base treatment) → lead through → squirrel cage induction motor assembly → painting. Then, problems such as difficult coating on the varnish and adhesion of the varnish on the machined surface occur, and a varnish removing step is required.
【００２６】[0026]
【発明が解決しようとする課題】従来のかご形かご形誘
導電動機は、二乗負荷トルク特性を有する流体機械に適
応し、小形、軽量なかご形誘導電動機とするために一般
汎用かご形誘導電動機の余剰トルクを減じた低トルク特
性とした場合に、滑りが大きくなり、ファン、ポンプな
どの二乗負荷トルク特性を有する流体機械の回転数が低
下して所要出力が得られない。又、電圧変動などによる
回転数の変動が大きいなどの問題があった。また、滑べ
りを小さくするために、二次抵抗を低下することが必要
であるが、二次抵抗を低下するための方式として、銅棒
ロータ、鋳ぐるみロータなどがあるが、これら生産性や
信頼性が低いなどの問題があった。さらに、小形、軽量
化による放熱面積、冷却の風量の低下による冷却効果が
低下する問題を解決しなければならないという問題があ
った。A conventional squirrel cage squirrel-cage induction motor is adapted to a fluid machine having a square load torque characteristic, and is used as a general-purpose squirrel-cage induction motor in order to obtain a small and lightweight squirrel-cage induction motor. When the low torque characteristic is obtained by reducing the surplus torque, slippage becomes large, and the rotation speed of the fluid machine having a square load torque characteristic such as a fan and a pump is reduced, so that the required output cannot be obtained. In addition, there is a problem that the fluctuation of the rotation speed due to the fluctuation of the voltage is large. In addition, in order to reduce slippage, it is necessary to reduce the secondary resistance.Copper rod rotors, cast iron rotors, etc. are available as methods for reducing the secondary resistance. There were problems such as low reliability. Further, there is a problem that it is necessary to solve the problem that the cooling effect is reduced due to the reduction of the heat radiation area due to the reduction in size and weight and the reduction of the cooling air flow.
【００２７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、二乗トルク負荷で使用される小形
軽量化したかご形誘導電動機及びこのかご形誘導電動機
を使用し駆動される流体機械並びにかご形誘導電動機の
製造方法を得ることを目的とするものである。The present invention has been made to solve the above problems, and is a small and lightweight cage-type induction motor used in a square torque load and a fluid driven by using the cage-type induction motor. It is intended to obtain a method for manufacturing a machine and a squirrel cage induction motor.
【００２８】[0028]
【課題を解決するための手段】第１の発明に係るかご形
誘導電動機は、ロ−タコアに第１、第２のスロットを設
けたロ−タと、上記ロータの外径部に隙間を有して対向
配置されたステータとを備え、上記ロータは、上記第１
のスロットに上記ロ−タコアの軸方向長さより長い銅材
からなる棒材を挿入し、少なくとも上記第２のスロット
にアルミニュウム系金属を注湯することにより上記棒材
の両端を包むと共に、上記ロータコアの両側にエンドリ
ングが構成されたものである。A squirrel-cage induction motor according to a first aspect of the present invention has a gap between a rotor having a rotor core having first and second slots and an outer diameter portion of the rotor. And a stator disposed opposite to each other, wherein the rotor has the first
A rod made of copper material longer than the axial length of the rotor core is inserted into the slot of the rotor core, and aluminum alloy metal is poured into at least the second slot so as to wrap both ends of the rod material and the rotor core. End rings are formed on both sides of the.
【００２９】第２の発明に係るかご形誘導電動機は、第
１の発明の他に、ロータコア両端部より突出した銅材か
らなる棒材の突出部にエンドリングとの係止部を設けた
ものである。In addition to the first invention, the squirrel-cage induction motor according to the second aspect of the present invention is one in which a protruding portion of a copper rod protruding from both ends of the rotor core is provided with an engaging portion for engaging with an end ring. Is.
【００３０】第３の発明に係るかご形誘導電動機は、ス
ロットを有するロータコアからなるロータと、上記ロー
タの外径部に隙間を有して対向配置されたステータと、
上記ステータの外周部に接し、アルミニュウムまたはア
ルミニュウム合金で作られた放熱フィンを有するフレー
ムとを備え、上記ロータは、ロータのスロットに銅材か
らなる棒材を挿入し、アルミニュウム系金属を注湯する
ことにより上記棒材を包むとともに、上記ロータコアの
両側にエンドリングが構成されたものである。A squirrel-cage induction motor according to a third aspect of the present invention includes a rotor including a rotor core having slots, and a stator disposed to face the outer diameter portion of the rotor with a gap.
The rotor is provided with a frame having a heat radiation fin made of aluminum or an aluminum alloy, which is in contact with the outer peripheral portion of the stator, and the rotor is formed by inserting a rod made of a copper material into a slot of the rotor and pouring an aluminum metal. As a result, the rod member is wrapped and end rings are formed on both sides of the rotor core.
【００３１】第４の発明に係るかご形誘導電動機は、ロ
−タコアに第１、第２のスロットを設けたロータと、ス
テータコアのスロットにステータコイルが配置され、上
記ロータの外径部に隙間を有して対向配置されたステー
タと、上記ステータの外周部に接し、アルミニュウム系
金属で作られた放熱フィンを有するフレームとを備え、
上記ロータは、上記第１のスロットにロータコアの軸方
向長さより長い銅材からなる棒材を挿入し、上記第２の
スロットにアルミニュウム系金属を注湯し、かつ上記棒
材の両端を包むと共に、上記ロータコアの両側にエンド
リングを構成し、上記フレームは上記ステータコアの外
周部に鋳造型の一部に用い鋳造されかつ軸方向長さは上
記ステータコイルの軸方向長さより大きく延設して構成
されたものである。In the squirrel-cage induction motor according to the fourth aspect of the present invention, a rotor having first and second slots in the rotor core and a stator coil in the slot of the stator core are arranged, and a gap is provided in the outer diameter portion of the rotor. And a stator disposed opposite to each other, and a frame that is in contact with an outer peripheral portion of the stator and has a radiation fin made of an aluminum-based metal,
In the rotor, a rod made of a copper material longer than the axial length of the rotor core is inserted into the first slot, aluminum-based metal is poured into the second slot, and both ends of the rod are wrapped. End rings are formed on both sides of the rotor core, the frame is cast by being used as a part of a casting die on an outer peripheral portion of the stator core, and the axial length of the frame extends beyond the axial length of the stator coil. It was done.
【００３２】第５の発明に係るかご形誘導電動機は、ロ
−タコアに第１、第２のスロットを設けたロータと、上
記ロータの外径部に隙間を有して対向配置されたステー
タと、上記ステータの外周部に接し、アルミニュウム系
金属で作られた放熱フィンを有するフレームとを備え、
上記ロータは、上記第１のスロットに上記ロ−タコアの
軸方向長さより長い銅材からなる棒材を挿入し、上記第
２のスロットにアルミニュウム系金属または銅系金属を
注湯し、かつ上記棒材の両端を包むと共に、上記ロータ
コアの両側にエンドリングを構成すると共に、定格運転
時の滑べりが１０％以下で、ステータコア内径Ｄ（ｃ
ｍ）、コア幅Ｌ（ｃｍ）に対する定格出力Ｐ（Ｗ）と極
数ｐの関係を０．８≧Ｄ3・Ｌ／Ｐ／ｐとしたものであ
る。A squirrel-cage induction motor according to a fifth aspect of the present invention includes a rotor having a rotor core provided with first and second slots, and a stator disposed to face the outer diameter portion of the rotor with a gap. A frame having heat dissipating fins made of aluminum-based metal in contact with the outer periphery of the stator,
In the rotor, a rod made of a copper material longer than the axial length of the rotor core is inserted into the first slot, aluminum-based metal or copper-based metal is poured into the second slot, and The rod core is wrapped around both ends, and end rings are formed on both sides of the rotor core. The slippage during rated operation is 10% or less, and the stator core inner diameter D (c
m), the relationship between the rated output P (W) and the number of poles p with respect to the core width L (cm) is 0.8 ≧ D 3 · L / P / p.
【００３３】第６の発明に係る流体機械は、第１〜第５
の発明のいずれかに記載のかご形誘導電動機により駆動
され、流体を送給する流体機械とからなるものである。A fluid machine according to a sixth aspect of the present invention is the first to fifth aspects.
And a fluid machine that feeds a fluid, driven by the squirrel cage induction motor according to any one of the inventions.
【００３４】第７の発明に係るかご形誘導電動機の製造
方法は、ステータコアのスロットにステータコイルを巻
回して、ステータを製作する工程と、上記ステータの外
周部を鋳造型の一部として放熱フインを有すると共に、
軸方向長さは、上記ステータコイルの軸方向長さより大
きく延設したフレームを、アルミニュウム系金属で鋳造
する工程と、ロータコアに第１、第２のスロットを設
け、上記第１のスロットに上記ロータコアの軸方向長さ
より長い銅材からなる棒材を挿入し、上記ロータコアの
両側に上記棒材と接触するようにエンドリングを形成さ
せてロータを製作する工程とからなるものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a squirrel-cage induction motor in which a stator coil is wound around a slot of a stator core to manufacture a stator, and the outer peripheral portion of the stator is used as a part of a casting die to radiate fins. With
Regarding the axial length, a step of casting a frame extending longer than the axial length of the stator coil with an aluminum-based metal, and providing first and second slots in the rotor core, wherein the rotor core is provided in the first slot Of a copper material having a length longer than the axial length of the rotor core is inserted, and end rings are formed on both sides of the rotor core so as to come into contact with the rod material to manufacture a rotor.
【００３５】[0035]
【作用】第１の発明に係るかご形誘導電動機は、ロ−タ
コアの第１のスロットに、軸方向長さより長い銅材から
なる棒材が挿入され、第２のスロットにアルミニュウム
系金属が注湯されて二次抵抗が低減される。In the squirrel-cage induction motor according to the first aspect of the present invention, a rod made of a copper material longer than the axial length is inserted into the first slot of the rotor core, and an aluminum-based metal is poured into the second slot. It is heated and the secondary resistance is reduced.
【００３６】第２の発明に係るかご形誘導電動機は、ロ
ータコア両端部より突出した銅材からなる棒材の突出部
に設けられている係止部によって、エンドリングの強度
補強する。In the squirrel cage induction motor according to the second aspect of the present invention, the strength of the end ring is reinforced by the engaging portions provided on the protruding portions of the rod made of copper which protrudes from both ends of the rotor core.
【００３７】第３の発明に係るかご形誘導電動機のロー
タの二次導体は、ロ−タコアのスロットに、銅材からな
る棒材が挿入され、ロータコアの両側に棒材の両端を包
む、エンドリングをアルミニュウム系金属で形成され二
次抵抗が低減される。In the secondary conductor of the rotor of the squirrel-cage induction motor according to the third aspect of the present invention, a rod made of copper is inserted into the slot of the rotor core, and both ends of the rod are wrapped on both sides of the rotor core. The ring is made of an aluminum-based metal to reduce the secondary resistance.
【００３８】第４の発明に係るかご形誘導電動機は、コ
イルが巻回されたステータを一体にフレームに鋳ぐるみ
される。In the squirrel-cage induction motor according to the fourth aspect of the present invention, the stator around which the coil is wound is integrally cast around the frame.
【００３９】第５の発明に係るかご形誘導電動機は、ロ
ータコアのスロットに銅材からなる棒材が挿入され、定
格運転時の滑べりが１０％以下で、ステータコア内径Ｄ
（ｃｍ）、コア幅Ｌ（ｃｍ）に対する定格出力Ｐ（Ｗ）
と極数ｐの関係を０．８≧Ｄ3・Ｌ／Ｐ／ｐを実現可能
となり、枠番を下げることができる。In the squirrel-cage induction motor according to the fifth aspect of the present invention, a rod made of a copper material is inserted into the slot of the rotor core, the slip during rated operation is 10% or less, and the stator core inner diameter D
(Cm), rated output P (W) with respect to core width L (cm)
And the number of poles p can be 0.8 ≧ D 3 · L / P / p, and the frame number can be lowered.
【００４０】第６の発明に係る流体機械は、第１〜第５
の発明のいずれかのかご形誘導電動機によって、流体機
械が駆動される。A fluid machine according to a sixth aspect of the present invention is the first to fifth aspects.
A fluid machine is driven by the squirrel cage induction motor of any of the inventions of.
【００４１】第７の発明に係るかご形誘導電動機の製造
方法は、コイルが巻かれたステータコアを一体に鋳込ん
でフレームを形成し、ロータコアのスロットに銅材が挿
入されてロータを形成する。In the squirrel-cage induction motor manufacturing method according to the seventh aspect of the present invention, a stator core around which a coil is wound is integrally cast to form a frame, and a copper material is inserted into slots of the rotor core to form a rotor.
【００４２】[0042]
【実施例】実施例１．図１、図２は全閉外扇形かご形誘
導電動機を示し、図１は全閉外扇形かご形誘導電動機の
半断面側面図、図２は図１のＤーＤ線による断面図であ
る。図において、２０は薄鋼板材が多数枚積層されたロ
ータコア、２１はロータコア２０の外径方向に多数個設
けられたロータコアスロット２０ａに挿入された銅材の
棒材よりなる銅系棒、２２はロータコアスロット２０ａ
の銅系棒２１の隙間に導電率６０％程度のアルミニュウ
ム系金属を鋳ぐるんでロータコア２０の両端面に形成さ
れたアルミニュウム系エンドリング、２３はロータコア
２０と銅系棒２１及びアルミ系エンドリング２２よりな
るロータ、２４はロータ２３の外側に僅かな隙間を有し
対向配設され、薄鋼板材が多数枚積層されたステータコ
ア、２５はステータコア２４の内周部に放射状に多数個
設けられたステータコアスロット２４ａに巻線されたコ
イル、２６は筒状の外形部に多数の放熱フィン２６ａが
設けられ、上記筒状の内径部にステータコア２４の外周
を鋳ぐるみで形成されたアルミニュウム系フレームであ
る。EXAMPLES Example 1. 1 and 2 show a fully-closed outer fan type cage induction motor, FIG. 1 is a half cross-sectional side view of the fully-closed outer fan type cage induction motor, and FIG. 2 is a sectional view taken along line D-D of FIG. In the figure, 20 is a rotor core formed by laminating a large number of thin steel plates, 21 is a copper-based rod made of a copper rod inserted in a plurality of rotor core slots 20a provided in the outer diameter direction of the rotor core 20, and 22 is a Rotor core slot 20a
The aluminum-based end rings formed on both end faces of the rotor core 20 by casting aluminum-based metal having a conductivity of about 60% in the gap between the copper-based rods 21 of the rotor core 20 and the copper-based rods 21 and the aluminum-based end rings 22. And a stator core 24 formed of a plurality of thin steel plates laminated on the outer surface of the rotor 23 with a slight gap therebetween, and a stator core 25 radially provided on the inner peripheral portion of the stator core 24. A coil wound around the slot 24a, and 26 is an aluminum-based frame in which a large number of heat radiation fins 26a are provided in a cylindrical outer shape portion, and the outer circumference of the stator core 24 is formed by casting in the cylindrical inner diameter portion.
【００４３】上記銅系棒２１は、ロータコアスロット２
０ａに銅系棒２１を挿入する側の片端先端をＣ２（４５
度２ｍｍ幅の面取り）程度の細径部を設けることのより
挿入し易くなっている。ロータコアスロット２０ａに対
する銅系棒２１の占積率を大にすると、特に銅系棒を安
価に製作可能するため加工屑等を出さずに長い棒からプ
レス切断した場合、銅系棒２１の端面にかえりができる
ため、銅系棒２１のロータコアスロット２０ａへの挿入
性が悪化する。この対策として、まず長い棒の一部をプ
レスで細径とし、次にこの細径部で切断する方法や、切
断位置の前後をつかみ、これの一方を回すか又は両方を
反対方向に回して引っ張りちぎる方法とすればよい。ま
た、塑性加工によって製作してもよい。The copper-based rod 21 is used for the rotor core slot 2
0a at one end on the side where the copper-based rod 21 is inserted to C2 (45
It is easier to insert by providing a small-diameter portion having a chamfering width of 2 mm). When the space factor of the copper-based rod 21 with respect to the rotor core slot 20a is increased, the end face of the copper-based rod 21 is not particularly cut when a long rod is press-cut without producing processing wastes because the copper-based rod can be manufactured at low cost. Due to the burr, the insertability of the copper rod 21 into the rotor core slot 20a deteriorates. As a measure against this, first make a part of the long bar thin with a press, then cut with this thin part, grasp the front and back of the cutting position and turn one of them or turn both in the opposite direction. It can be pulled off. It may also be manufactured by plastic working.
【００４４】図３はダイキャスト型の構造を示し、固定
型２７と可動型２８からなり、銅系棒２１を多数挿入し
たロータコア２０を中心軸が型と直角方向になるように
可動型２８に挿入後型締めし、固定型２７の湯口２７ａ
からアルミニュウム系溶融金属を注湯して両側のエンド
リングを形成する。湯は固定型２７のエンドリング空間
部２７ｂからロータコアスロット２０ａを通路として反
対側の可動型２８のエンドリング空間部２８ａに注湯さ
れる。ロータコアスロット２０ａの断面積に対してスロ
ット２０ａに挿入された銅材としての銅系棒２１の占積
率は二次抵抗をより小として滑べりと二次損失を小さく
するためできるだけ大きくする。このためロータコアス
ロット２０ａとこれに挿入された銅系棒２１の断面占積
率を大きくするなど両者の形状により、可動型２８のエ
ンドリング空間部２８ａへ注湯する通路が確保されなく
なる問題を生じる。このため図４に示すようにロータコ
アスロット２９に銅系棒２１を係止する係止部としての
くぼみ２９ａを設けて、銅系棒２１をスロットの片側へ
固定してスロット内にまとまった湯路を確保する。又は
両側のエンドリングから注湯する型構造の採用、あるい
は溶湯鍛造ダイキャスト鋳造法を採用して、ロータコア
スロット２９に対する銅系棒２１の断面占積率が５０％
以上にしたものである。この断面占積率を５０％以上と
大きくすれば二次抵抗をより小として滑べりと二次損失
を小さくすることが可能である。逆に断面占積率が例え
ば３０％〜４９％であれば滑べりが１０％以上となるな
ど、図２０に示したトルク特性ＢからＣまで滑べりが改
善されず二次損失は大幅に大きくなり発熱が増加する。FIG. 3 shows the structure of a die cast type, which is composed of a fixed die 27 and a movable die 28. The rotor core 20 having a large number of copper rods 21 inserted therein is arranged in the movable die 28 so that the central axis thereof is perpendicular to the die. After insertion, the mold is clamped and the spout 27a of the fixed mold 27 is inserted.
Molten aluminum-based molten metal is poured to form the end rings on both sides. Hot water is poured from the end ring space portion 27b of the fixed die 27 into the end ring space portion 28a of the movable die 28 on the opposite side through the rotor core slot 20a as a passage. The space factor of the copper-based rod 21 as a copper material inserted into the slot 20a with respect to the cross-sectional area of the rotor core slot 20a is made as large as possible in order to reduce secondary resistance and reduce slippage and secondary loss. Therefore, due to the shapes of the rotor core slot 20a and the copper-based rod 21 inserted into the rotor core slot, such as increasing the sectional space factor, a problem arises in that the passage for pouring the molten metal into the end ring space 28a of the movable die 28 cannot be secured. . For this reason, as shown in FIG. 4, the rotor core slot 29 is provided with a recess 29a as a locking portion for locking the copper-based rod 21, and the copper-based rod 21 is fixed to one side of the slot to form a molten bath in the slot. Secure. Alternatively, by adopting a die structure in which the end rings on both sides are poured, or by using a molten metal forging die casting method, the cross-sectional space factor of the copper-based rod 21 with respect to the rotor core slot 29 is 50%.
That is all. If the sectional space factor is increased to 50% or more, the secondary resistance can be made smaller and the slip and the secondary loss can be reduced. On the contrary, if the sectional space factor is 30% to 49%, the slip becomes 10% or more, and the slip is not improved from the torque characteristics B to C shown in FIG. 20, and the secondary loss is significantly large. Fever increases.
【００４５】なおこの溶湯鍛造ダイキャスト鋳造法につ
いては同一出願人により、出願された特開平３ー１５９
５４６号、特開平３ー１５９５４７号公報に詳述されて
いる。The molten metal forging die-cast casting method was filed by the same applicant as Japanese Patent Laid-Open No. 3-159.
No. 546 and JP-A-3-159547.
【００４６】実施例２．図５〜図８において、図５はだ
るま形スロットのロータを示す半断面側面図、図６は図
５のＥーＥ線による断面正面図、図７は逆だるま形スロ
ットのロータを示す半断面側面図、図８は図７のＦーＦ
線による断面正面図である。図５はロータコア３２の外
形方向に放射状に多数個設けたロータコアスロット３３
に挿入された高導電性材料としての銅系丸棒３４を、ア
ルミニュウム系エンドリング３５で鋳ぐるんで形成され
たロータ３６において、ロータコアスロット３３の形状
が図５、図６に示すだるま形又は図７、図８に示す逆だ
るま形で、だるまの胴部（スロット面積の大きい部分）
３３ａに銅系丸棒３４を挿入し、頭部（スロット面積の
小さい部分）３３ｂにアルミニュウム系金属３７を鋳こ
んだものである。このようなロータコアスロット３３の
形状とすることで、スロットの胴部３３ａと銅系丸棒３
４の関係を隙間の無い状態ではめることによりスロット
の中での丸棒３４の動きを防止できる。Example 2. 5 to 8, FIG. 5 is a half sectional side view showing a rotor having a daruma slot, FIG. 6 is a sectional front view taken along the line EE of FIG. 5, and FIG. 7 is a half sectional view showing a rotor having an inverted daruma slot. Side view, FIG. 8 is FF of FIG.
It is a sectional front view by a line. FIG. 5 shows a plurality of rotor core slots 33 radially provided in the outer direction of the rotor core 32.
In a rotor 36 formed by casting a copper-based round bar 34, which is a highly conductive material, inserted in a slab into an aluminum-based end ring 35, the rotor core slot 33 has the shape of a daruma shown in FIGS. 7, the inverted Daruma shape shown in Fig. 8, the body of the Daruma (the part with a large slot area)
A copper-based round bar 34 is inserted into 33a, and an aluminum-based metal 37 is cast into a head portion (portion having a small slot area) 33b. With such a shape of the rotor core slot 33, the body portion 33a of the slot and the copper-based round bar 3 are
The movement of the round bar 34 in the slot can be prevented by fitting the relationship of 4 in the state where there is no gap.
【００４７】また銅系棒に丸棒を使用することで棒材の
生産性がよく、スロットへの挿入性がよいなどの効果も
あるが、銅系棒は丸棒材に限定されるものではなく角材
またはスロット形状に合わせた異形状でもよい。さらに
一方向から注湯するダイキャスト型構造とするためロー
タコアスロット３３のだるま形又は逆だるま形の頭部３
３ｂにまとまった面積を確保して湯の通路にしたもので
ある。また同時に両側のアルミニュウム系エンドリング
３５は銅系丸棒３４を介して固定するだけでなく、ロー
タコアスロット３３のだるま形又は逆だるま形の頭部３
３ｂのアルミニュウム系金属３７で直接連結可能となり
高強度のロータ３６が得られる。さらにロータコアスロ
ット３３の中に銅系丸棒３４を入れるためロータコアス
ロットに対して銅棒は小径にするが、このためかご形誘
導電動機を運転中、ロータコアスロットの中で銅棒が移
動することも、だるま形又は逆だるま形の頭部３３ｂの
アルミニュウム系金属３７で胴部３３ａの銅系丸棒３４
を押え固定することもできる。もちろんアルミニュウム
系金属３７も二次導体として二次抵抗の低下にもつなが
る。また変形例としてだるま形の上部の他に下部にも頭
部を設け、胴部に丸棒を挿入し、頭部の両方または片方
にアルミニュウム系金属を鋳こんだものでもよい。従来
からある二重かご形スロットは外側スロットと内側スロ
ットの間に狭い幅の首部を設けるが、この首部のためス
ロット高さを長くしないとスロット面積を大きくとれな
い。これに対して小形かご形誘導電動機は寸法制限から
スロット高さを長くとれず、だるま形スロットは低いス
ロット長さで面積を大きくとれる効果がある。Further, by using a round bar as the copper-based rod, there is an effect that the productivity of the rod is good and the insertability into the slot is good, but the copper-based rod is not limited to the round bar. Instead, it may be a square member or a different shape matching the slot shape. Further, in order to have a die-cast type structure in which the molten metal is poured from one direction, the head 3 of the rotor core slot 33 having a daruma shape or an inverted daruma shape is used.
3b is a hot water passage with a large area. At the same time, not only the aluminum-based end rings 35 on both sides are fixed via the copper-based round bar 34, but also the rotor core slot 33 has a dull-shaped or inverted-drum-shaped head 3
The aluminum-based metal 37 of 3b can be directly connected to obtain the high-strength rotor 36. Furthermore, since the copper rod 34 is inserted in the rotor core slot 33, the diameter of the copper rod is smaller than that of the rotor core slot. For this reason, the copper rod may move in the rotor core slot during operation of the squirrel cage induction motor. , Aluminum-based metal 37 of the Daruma-shaped or inverted Daruma-shaped head 33b and a copper-based round bar 34 of the body 33a
You can also press and fix. Of course, the aluminum-based metal 37 also serves as a secondary conductor, leading to a reduction in secondary resistance. Further, as a modified example, a head may be provided in the lower part in addition to the upper part of the daruma shape, a round bar may be inserted in the body part, and aluminum-based metal may be cast into both or one of the head parts. Conventional double cage slots have a narrow neck between the outer slot and the inner slot, but because of this neck, the slot area cannot be increased unless the slot height is increased. On the other hand, the small squirrel-cage induction motor has an effect that the slot height cannot be long due to the size limitation, and the daruma-shaped slot has a large slot area with a small slot length.
【００４８】実施例３．また、図９、図１０において図
９は複数の穴を設けたロータを示す半断面側面図、図１
０は図９のＧーＧ線による断面正面図である。図９、図
１０において変形例としてロータコアに銅棒３６を挿入
されたスロットと別に複数の穴を設け、複数の穴４０を
アルミニュウム系金属４１の通路としたもので、両側の
エンドリングをロータコアの複数の穴４０のアルミニュ
ウム系金属４１で直接連結可能とし、ロータの強度向上
と型構造複雑化防止が可能となる。Example 3. Further, in FIGS. 9 and 10, FIG. 9 is a half sectional side view showing a rotor provided with a plurality of holes, and FIG.
Reference numeral 0 is a sectional front view taken along the line GG of FIG. In FIGS. 9 and 10, as a modified example, a plurality of holes are provided in the rotor core in addition to the slots in which the copper rods 36 are inserted, and the plurality of holes 40 are used as passages for the aluminum-based metal 41. The aluminum-based metal 41 of the plurality of holes 40 can be directly connected to each other, whereby the strength of the rotor can be improved and the die structure can be prevented from becoming complicated.
【００４９】実施例４．さらに、図１１は１スロットお
きに銅系丸棒を挿入したロータを示す半断面側面図で、
図１１において他の変形例としてロータコアスロット全
数に銅系丸棒３４を挿入せず、１スロットおきあるいは
２スロットおき等に規則正しく挿入して、残りのスロッ
トはアルミニュウム系金属４２の通路としたもので、両
側のエンドリングを残りのスロットのアルミニュウム系
金属４２で直接連結可能とし、ロータの強度向上と型構
造複雑化防止が可能となる。Example 4. Furthermore, FIG. 11 is a half cross-sectional side view showing a rotor in which copper-based round bars are inserted every other slot.
In FIG. 11, as another modified example, the copper-based round rods 34 are not inserted into all the rotor core slots, but are regularly inserted every other slot or every two slots, and the remaining slots are passages of the aluminum-based metal 42. The end rings on both sides can be directly connected by the aluminum-based metal 42 of the remaining slots, so that the strength of the rotor can be improved and the die structure can be prevented from becoming complicated.
【００５０】実施例５．図１２はロータ銅系丸棒のかし
め状態を示す断面図で、実施例１のロータコア２０の外
径側に多数設けたロータコアスロット２０ａに挿入され
た高導電性材料としての銅系棒４３において、ロータコ
ア２０両側に突き出た銅系棒４３の両端をロータコア中
心側に２０゜〜７０゜折り曲げたかしめ部４３ａを形成
するようにしてかしめて、アルミニュウム系エンドリン
グ２２を鋳ぐるんだものである。これによりロータコア
スロット２０ａに挿入された銅系棒４３がエンドリング
２２を鋳込み形成するまでに移動することを防止でき
る。また両側のエンドリング２２は銅系棒４３を介して
電気的機械的に固着されるが、エンドリング２２と銅系
棒４３の軸方向（銅系棒４３の長さ方向）の結合は銅系
棒４３の両端の折り曲げたかしめ部４３ａの内側に鋳込
み後、アルミニュウム系エンドリング２２のかみこみ部
２２ａを形成させ、両者をかみかませて強度信頼性を向
上した対策である。ここで銅系棒４３の面積はスロット
間の磁路を一定とした場合、ロータコア２０の中心から
離れた外形側に近ずけた程大きくとれるため、ロータ外
径側に位置させる。また、ロータ外径へのアルミの漏れ
を防止するためエンドリング型の外径側をロータ端面に
当てるが、銅系棒４３のかしめ部がさらに外径側に出る
とエンドリング型のエンドリング部に収納できなくな
り、型をロータ端面に当てることができなくなるためか
しめ部は中心側に向けてかしめる。但しロータコアスロ
ットの形状が図５〜図６のだるま形のように、銅系棒が
ロータコアの外径側から離れた場合、かしめの形状方向
は制約されない。なお上記実施例ではエンドリング２２
は、アルミニュウム系エンドリングとしたが、銅系であ
ってもよい。Example 5. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a caulked state of the rotor copper-based round bar. In the copper-based bar 43 as a highly conductive material inserted into the rotor core slots 20a provided in large numbers on the outer diameter side of the rotor core 20 of the first embodiment, The aluminum-based end ring 22 is cast around by crimping both ends of the copper-based rod 43 protruding on both sides of the rotor core 20 so as to form a crimped portion 43a by bending the rotor core center side by 20 ° to 70 °. This can prevent the copper-based rod 43 inserted into the rotor core slot 20a from moving before the end ring 22 is cast. The end rings 22 on both sides are electrically and mechanically fixed via the copper-based rods 43, but the coupling between the end rings 22 and the copper-based rods 43 in the axial direction (the length direction of the copper-based rods 43) is copper-based. This is a measure for improving the strength reliability by forming the indented portions 22a of the aluminum-based end ring 22 after casting inside the bent and crimped portions 43a at both ends of the rod 43 and engaging both of them. Here, when the magnetic path between the slots is fixed, the area of the copper-based rod 43 can be increased as it gets closer to the outer shape side away from the center of the rotor core 20, so it is positioned on the outer diameter side of the rotor. In addition, the outer diameter side of the end ring type is applied to the rotor end surface to prevent aluminum from leaking to the outer diameter of the rotor. However, when the caulking portion of the copper-based rod 43 further extends to the outer diameter side, the end ring type end ring portion Since the mold cannot be stored in and the mold cannot be applied to the rotor end face, the caulking part is caulked toward the center side. However, when the copper-based rod is separated from the outer diameter side of the rotor core, as in the case where the shape of the rotor core slot is the daruma shape in FIGS. 5 to 6, the caulking shape direction is not limited. In the above embodiment, the end ring 22
Is an aluminum-based end ring, but may be a copper-based end ring.
【００５１】またロータコアスロット２０ａに銅系棒２
１を挿入しアルミニュウム系金属によって鋳ぐるんでロ
ータコア２０の両端面にアルミニュウム系エンドリング
２２が形成されたロータ２３によって構成されたかご形
誘導電動機により実験した。その結果、かご形誘導電動
機の始動トルクＴｓは定格トルクの１．０〜２．０倍
で、停動トルクＴｍ（最大トルク）も定格トルクの１．
５〜１．８倍と二乗トルク負荷に対して適正なトルク特
性となっている。図１３に示すように、３０ｋｗ以下の
一般用のかご形誘導電動機では、かご形誘導電動機の始
動トルクＴｓの定格トルクＴLに対する比を従来のＴｓ
／ＴL＝２．３〜３．４に対してＴｓ／ＴL≦Ｋｔ（但し
Ｋｔは下記による）としたものである。誘導電動機の始
動トルクＴｓをこのように小さくすると定格運転時の滑
べりが１０％（滑べりＳは、同期速度Ｎ0（ｒｐｍ）、
負荷回転速度Ｎ（ｒｐｍ）としたときＳ＝Ｎ0−Ｎ／Ｎ0
×１００（％））を越えたものとなるが、銅系棒２１を
使用するなどで二次抵抗を小にして滑べりを１０％以下
にしたものである。次に始動電流が大きいと電源の電圧
降下等電源側に悪影響を与えるため、負荷トルクを大幅
に上回るかご形誘導電動機トルクを小さくするなどで、
かご形誘導電動機の始動電流Ｉｓの定格電流ＩLに対す
る比がＩｓ／ＩL≦Ｋｉ（但しＫｉは下記による）とし
たものである。このように定格運転時の滑べりが１０％
以下で、かご形誘導電動機の始動トルクＴｓの定格トル
クＴLに対する比がＴｓ／ＴL≦Ｋｔで、かご形誘導電動
機の始動電流Ｉｓの定格電流ＩLに対する比がＩｓ／ＩL
≦Ｋｉであることを満足したものである。 極数２Ｐ、周波数５０Ｈｚの時 Ｋｔ＝２．０、Ｋｉ＝
６．５ 極数２Ｐ、周波数６０Ｈｚの時 Ｋｔ＝１．８、Ｋｉ＝
６．５ 極数４Ｐ、周波数５０Ｈｚの時 Ｋｔ＝２．０、Ｋｉ＝
５．５ 極数４Ｐ、周波数６０Ｈｚの時 Ｋｔ＝１．８、Ｋｉ＝
５．５ 極数６Ｐ、周波数５０Ｈｚの時 Ｋｔ＝２．０、Ｋｉ＝
５．０ 極数６Ｐ、周波数６０Ｈｚの時 Ｋｔ＝１．８、Ｋｉ＝
５．０Further, the copper-based rod 2 is inserted in the rotor core slot 20a.
An experiment was carried out by a squirrel-cage induction motor constituted by a rotor 23 in which 1 is inserted and cast around an aluminum-based metal and aluminum end-rings 22 are formed on both end surfaces of a rotor core 20. As a result, the starting torque Ts of the squirrel cage induction motor is 1.0 to 2.0 times the rated torque, and the stall torque Tm (maximum torque) is 1.
It is 5 to 1.8 times, which is an appropriate torque characteristic for a squared torque load. As shown in FIG. 13, in a general-purpose squirrel-cage induction motor of 30 kW or less, the ratio of the starting torque Ts of the squirrel-cage induction motor to the rated torque T L is set to the conventional Ts.
/ T L = 2.3 to 3.4, Ts / T L ≦ Kt (where Kt is based on the following). If the starting torque Ts of the induction motor is reduced in this way, the slip during rated operation is 10% (slip S is the synchronous speed N0 (rpm),
When the load rotation speed is N (rpm), S = N0-N / N0
However, the secondary resistance is reduced by using a copper-based rod 21 or the like to reduce the slippage to 10% or less. Next, if the starting current is large, it will adversely affect the power supply side such as the voltage drop of the power supply, so by reducing the torque of the squirrel cage induction motor significantly exceeding the load torque,
The ratio of the starting current Is of the squirrel cage induction motor to the rated current I L is Is / I L ≦ Ki (where Ki is as described below). Thus, the slip during rated operation is 10%
Hereinafter, the rated torque T ratio L is Ts / T L ≦ Kt starting torque Ts of the squirrel-cage induction motor, the rated current I ratio L is Is / I L of starting current Is of squirrel-cage induction motor
It is satisfied that ≦ Ki. When the number of poles is 2P and the frequency is 50 Hz, Kt = 2.0, Ki =
6.5 When the number of poles is 2P and the frequency is 60 Hz, Kt = 1.8, Ki =
6.5 Number of poles 4P, frequency 50Hz Kt = 2.0, Ki =
5.5 Number of poles 4P, frequency 60Hz Kt = 1.8, Ki =
5.5 When the number of poles is 6P and the frequency is 50 Hz, Kt = 2.0, Ki =
5.0 When the number of poles is 6P and the frequency is 60 Hz, Kt = 1.8, Ki =
5.0
【００５２】更に、二乗トルク負荷専用として小形小エ
ネルギーで始動時の負荷と電源への衝撃を軽減するた
め、トルクを小さくし更に小形化のためにステータコア
内径Ｄ（ｃｍ）コア幅Ｌ（ｃｍ）に対する定格出力Ｐ
（ｗ）と極数ｐとしたとき、Ｄ3・Ｌ／Ｐ／ｐとトルク
を小さくすると、図１５に電流と滑べりの関係を示すよ
うに、始動電流は従来のかご形誘導電動機と比べ下が
り、図２０にトルクと滑べりの関係を示すごとく、滑べ
りが大きくなるためかご形誘導電動機と負荷の回転数が
下がり、負荷の特性がでなくなり、電圧の変化などに対
して回転数が変動する安定性の悪い特性となる。また滑
べりが大きいため滑べりに比例する二次損失が増加する
など効率が悪く温度大となるため、滑べりと損失の改善
を図るためロータの二次抵抗小のかご形誘導電動機とす
る必要がある。そこで上記実験では、二次抵抗はスロッ
ト内の二次導体の抵抗とエンドリングの抵抗が合算され
たもので、この中で二次導体の抵抗が大きな割合を占め
るため、二次抵抗小にする方法として二次導体をアルミ
ニュウム系金属で鋳ぐるんだ銅棒にする効果が大きい。
なお、スロット断面積を大きくしても二次導体の抵抗は
小さくなるが、ロータコアのスロット間の寸法が小とな
り磁路が狭くなり、ここの磁束密度が高まり励磁電流が
増加して逆に損失が増大する。Further, in order to reduce the impact on the load and the power source at the time of starting with a small size and small energy exclusively for the square torque load, the torque is reduced and the stator core inner diameter D (cm) and the core width L (cm) are further reduced. Rated output P for
Assuming that (w) is the number of poles p and D 3 · L / P / p and torque are small, the starting current is lower than that of the conventional squirrel cage induction motor, as shown in the relationship between current and slip in FIG. As shown in the relationship between torque and slip in Fig. 20, the slip increases and the rotation speeds of the squirrel cage induction motor and the load decrease, the load characteristics disappear, and the rotation speed changes with changes in voltage. It has a characteristic of varying stability and poor stability. In addition, since the slip is large, the secondary loss proportional to the slip increases, resulting in poor efficiency and high temperature.Therefore, in order to improve the slip and loss, it is necessary to use a squirrel cage induction motor with a small secondary resistance of the rotor. There is. Therefore, in the above experiment, the secondary resistance is the sum of the resistance of the secondary conductor in the slot and the resistance of the end ring. Since the resistance of the secondary conductor occupies a large proportion in this, the secondary resistance is made small. As a method, a large effect is obtained by forming a copper rod in which the secondary conductor is cast from an aluminum-based metal.
Although the resistance of the secondary conductor will decrease even if the slot cross-sectional area is increased, the dimension between the slots of the rotor core will become smaller and the magnetic path will become narrower, increasing the magnetic flux density here and increasing the exciting current. Will increase.
【００５３】そしてさらに上記実施例１で述べたかご形
誘導電動機（ロータ２３をロータコアスロット２０ａに
銅系棒２１を挿入、エンドリング２２をアルミニュウム
系金属とし、フレーム２６をステータコア２４の外周を
鋳ぐるみで一体に形成し、さらに、表２に示す枠番２段
落とし、０．８≧Ｄ3・Ｌ／Ｐ／ｐまで小形化したかご
形誘導電動機）を用いて実験を行なった結果、図１４に
Ｄ3・Ｌ／Ｐ／ｐと滑べりの関係を示すように、本発明
の一実施例による上記かご形誘導電動機は、定格運転時
の滑べりが１０％以下の範囲内に分布していることが確
認できた。Further, the squirrel cage induction motor described in the first embodiment (the rotor 23 is formed by inserting the copper rod 21 into the rotor core slot 20a, the end ring 22 is made of aluminum metal, and the frame 26 is cast around the outer periphery of the stator core 24. 14 was used as an integral part of the squirrel-cage induction motor of which the frame number is 2 paragraphs shown in Table 2 and the size was reduced to 0.8 ≧ D 3 · L / P / p. As shown in the relationship between D 3 · L / P / p and slip, the cage-type induction motor according to one embodiment of the present invention is distributed within a range where the slip during rated operation is 10% or less. I was able to confirm that
【００５４】[0054]
【表２】 [Table 2]
【００５５】そして、上述のロータによれば空隙の磁束
数（量）を下げ、Ｄ2・Ｌを下げ０．８≧Ｄ3・Ｌ／Ｐ／
ｐまで小形化したときの汎用かご形誘導電動機のトルク
と滑べりの関係の曲線は図２０のＣで示す曲線を満足す
るかご形誘導電動機が得られた。According to the above-mentioned rotor, the magnetic flux number (amount) in the air gap is lowered and D 2 · L is lowered to 0.8 ≧ D 3 · L / P /
A squirrel-cage induction motor was obtained in which the curve of the relationship between the torque and the slip of the general-purpose squirrel-cage induction motor when the size was reduced to p satisfied the curve shown by C in FIG.
【００５６】上記実験の結果、表２に示すごとく誘導電
動機の枠番に対しメーカは標準コアを定めている。標準
コアは誘導電動機の設計に際し標準化などの観点から、
枠番に対する標準コア（コア内径、コア外径、スロット
形状）で設計することが基本とされており、今回の実験
においてもこの現有の標準コアのステータコア内径を遵
守し表２の結果を得たものである。ステータ内径Ｄを小
さくしてコア幅Ｌを長くする方法もあるが、この方法に
よるとコア幅Ｌがステータ内径Ｄを越えた寸法付近よ
り、ステータコアにコイルを巻線する作業性が大きく悪
化する。Ｄ3・Ｌ／Ｐ／ｐは一般汎用かご形誘導電動機
で１．５０〜２．１４、一般汎用かご形誘導電動機の枠
番より１段落した枠番１段落で１．０３〜１．５、さら
に一般汎用かご形誘導電動機の枠番より２段落した枠番
２段落で０．６５〜０．７５となり枠番２段落とするこ
とによりステータコア内径Ｄ（ｃｍ）コア幅Ｌ（ｃｍ）
に対する定格出力Ｐ（ｗ）と極数ｐの関係がＤ3・Ｌ／
Ｐ／ｐで０．８以下が可能となった。As a result of the above experiment, as shown in Table 2, the manufacturer defines a standard core for the frame number of the induction motor. The standard core is used for standardization when designing an induction motor.
It is basically designed with a standard core (core inner diameter, core outer diameter, slot shape) for the frame number, and in this experiment, the stator core inner diameter of this existing standard core was observed and the results in Table 2 were obtained. It is a thing. There is also a method in which the stator inner diameter D is reduced and the core width L is lengthened. However, according to this method, the workability of winding the coil around the stator core is significantly deteriorated from the dimension where the core width L exceeds the stator inner diameter D. D 3 · L / P / p is generally a general purpose squirrel-cage induction motor from 1.50 to 2.14, in general generic 1 from frame number of the squirrel-cage induction motor paragraphs the frame number 1 paragraph 1.03 to 1.5, Furthermore, the frame number 2 paragraph, which is two paragraphs from the frame number of the general-purpose squirrel-cage induction motor, becomes 0.65 to 0.75, and the stator core inner diameter D (cm) core width L (cm) becomes the frame number 2 paragraph.
The relation between the rated output P (w) and the number of poles p is D 3 · L /
P / p of 0.8 or less is possible.
【００５７】以上のように滑べりが１０％以下において
ステータコア内径Ｄ（ｃｍ）コア幅Ｌ（ｃｍ）に対する
定格出力Ｐ（ｗ）と極数ｐとしたとき、Ｄ3・Ｌ／Ｐ／
ｐが、従来のかご形誘導電動機は１．０以上に分布して
いるのに比較して、このように構成したかご形誘導電動
機は０．８以下に分布させることができ大幅な小形化、
軽量化がが可能となる。As described above, when the slip is 10% or less and the rated output P (w) with respect to the stator core inner diameter D (cm) and the core width L (cm) and the number of poles p are D 3 · L / P /
p is distributed over 1.0 in the conventional squirrel-cage induction motor, while the squirrel-cage induction motor configured in this way can be distributed in 0.8 or less, resulting in a significant reduction in size.
Weight reduction is possible.
【００５８】二乗トルク負荷専用の誘導電動機におい
て、上述したように、電気部分を小形化するとトルクが
小さくなり、滑べりが大きくかつ損失増加により温度大
となるため、滑べりと損失の改善を図るため、ロータの
二次抵抗小の誘導電動機とする。次に機械部分を薄肉ア
ルミニュウム化すると、電気鋼板のステータコアとアル
ミニュウムのフレームの熱膨張の違いから、一般の結合
方法（焼ばめ）の場合隙間を生じ、両者間の熱抵抗が大
幅に増加し、鉄心からフレームへの伝熱特性が低下し冷
却が悪化するため温度大となる。この対策としてステー
タコアの外周に、一体にフレームをダイキャスト鋳造法
により形成する、ステータコア鋳ぐるみフレームの製造
法とする。この製造法の場合溶融したアルミニュウム系
フレームで鋳ぐるむので上述の表１に示すように焼きば
めする場合の約１０倍以上の締め代が可能となりフレー
ムとステータコアの間に隙間ができることはない。また
ステータコアとフレームが一体化しているので強度が増
しフレームの薄肉厚化が可能となる。In the induction motor dedicated to the squared torque load, as described above, when the electric part is downsized, the torque becomes small, the slippage becomes large and the temperature becomes large due to the increase of the loss, so that the slippage and the loss are improved. Therefore, the induction motor has a small secondary resistance of the rotor. Next, if the machine part is made thin-walled aluminum, due to the difference in thermal expansion between the stator core of the electrical steel sheet and the frame of aluminum, a gap will be created in the case of the general joining method (shrink fit), and the thermal resistance between the two will greatly increase. However, the heat transfer characteristic from the iron core to the frame is deteriorated and the cooling is deteriorated, so that the temperature becomes high. As a countermeasure against this, a method of manufacturing a stator core cast stuffed frame is formed in which the frame is integrally formed on the outer periphery of the stator core by die casting. In the case of this manufacturing method, since the molten aluminum frame is cast, the tightening margin of about 10 times or more as compared with the shrink fitting as shown in Table 1 above is possible, and there is no gap between the frame and the stator core. . Further, since the stator core and the frame are integrated, the strength is increased and the thickness of the frame can be reduced.
【００５９】実施例７．次にステータコア鋳ぐるみフレ
ーム製造方法の一実施例について説明する。かご形誘導
電動機を軽量化するためフレームの肉厚を薄肉アルミニ
ュウム化すると、電気鋼板のステータコアとアルミニュ
ウムのフレームの熱膨張の違いから、一般の結合方法
（焼ばめ）の場合隙間を生じ、両者間の熱抵抗が大幅に
増加し、冷却が悪化するため温度大となる。この対策と
してステータコアの外周に、一体にフレームをダイキャ
スト鋳造法により形成する、ステータコア鋳ぐるみフレ
ームの製造法とする。図１６、図１７において、図１６
は本発明の一実施例によるかご形誘導電動機を示す半断
面正面図、図１７は図１６によるＨーＨ線による断面側
面図である。図において、２４はステ−タコア、２５は
ステータコア２４に設けたスロット２４ａに巻線された
コイル、２５ａはステータコアスロット２４ａより突出
したコイル２５のコイルエンド、４５はステ−タコア２
４を内周に収納させ外周に多数のフィン４５ａを形成し
たアルミニュウム系金属のフレームである。ここでアル
ミニュウム系金属のフレーム４５はコイルエンド２５ａ
より軸方向に長くし、コイル２５を巻線後のステータコ
ア２４を一体に鋳ぐるみで形成し、ステ−タコア外径Ｄ
（ｃｍ）、フレームの肉厚ｔ（ｃｍ）の関係が０．０３
≧ｔ／Ｄとしたものである。なお、この案はコイル２５
を巻線後のステータコア２４にアルミニュウム系金属の
フレーム４５を鋳ぐるんだものである。Example 7. Next, an embodiment of a method for manufacturing a stator core cast gurney frame will be described. When the thickness of the frame is reduced to thin aluminum in order to reduce the weight of the squirrel-cage induction motor, due to the difference in thermal expansion between the stator core of the electrical steel sheet and the frame of aluminum, a gap is created in the case of the general joining method (shrink fit), The thermal resistance between them greatly increases and the cooling deteriorates, resulting in a high temperature. As a countermeasure against this, a method of manufacturing a stator core cast stuffed frame is formed in which the frame is integrally formed on the outer periphery of the stator core by die casting. 16 and 17, in FIG.
FIG. 17 is a half sectional front view showing a squirrel cage induction motor according to one embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a sectional side view taken along line HH of FIG. In the figure, 24 is a stator core, 25 is a coil wound in a slot 24a provided in the stator core 24, 25a is a coil end of a coil 25 protruding from the stator core slot 24a, and 45 is a stator core 2
It is an aluminum-based metal frame in which 4 is housed inside and a large number of fins 45a are formed on the outside. Here, the aluminum-based frame 45 is the coil end 25a.
The stator 25 having a longer length in the axial direction is integrally formed with the stator core 24 after winding, and the stator core outer diameter D
(Cm) and the wall thickness t (cm) of the frame is 0.03
≧ t / D. In addition, this plan is coil 25
A frame 45 of aluminum-based metal is cast around the stator core 24 after winding.
【００６０】ステータコア２４とアルミニュウム系金属
のフレーム４５が一体化しているので強度が強くアルミ
ニュウム系金属のフレーム４５の極薄肉厚化が可能であ
る。特に外周に多数のフィン４５ａが形成されているの
でステータコア２４の外周がむきだしとなるフレーム肉
厚ゼロも可能である。フレームダイキャスト時、約７０
０℃の溶融したアルミニュウム系金属の熱は大部分接触
面積が大きく熱容量の大きい金型に伝達する。そしてス
テータコア外周に接する部分のフレーム肉厚の熱容量の
約半分がステータコアに伝達する。実験の結果、ステー
タコアの各部の温度は表３（ステータコア外径１０２ｍ
ｍの例）のようになり、これはステータ側の熱容量とフ
レームからの伝達熱により決る。Since the stator core 24 and the aluminum-based metal frame 45 are integrated, the strength is high and the aluminum-based metal frame 45 can be made extremely thin. In particular, since a large number of fins 45a are formed on the outer circumference, it is possible to achieve zero frame thickness where the outer circumference of the stator core 24 is exposed. About 70 at the time of frame die casting
Most of the heat of the molten aluminum-based metal at 0 ° C is transferred to the mold having a large contact area and a large heat capacity. Then, about half of the heat capacity of the frame thickness of the portion in contact with the outer circumference of the stator core is transferred to the stator core. As a result of the experiment, the temperature of each part of the stator core is shown in Table 3 (stator core outer diameter 102 m
m)), which is determined by the heat capacity on the stator side and the heat transferred from the frame.
【００６１】[0061]
【表３】 [Table 3]
【００６２】ここでフレーム４５はステ−タコア外径Ｄ
（ｃｍ）、フレームの肉厚ｔ（ｃｍ）の関係を０．０３
≧ｔ／Ｄにするとステータコア部(背部の平均)の温度上
昇は２２０℃程度となり、鉄損が増加する熱ストレス以
下の温度となる。またステータコアスロット部（最大）
の温度上昇は１６０℃程度であり、一般的にＥ種絶縁で
使用のＰＥＴ等の絶縁材が許容できる温度となる。さら
にコイル２５をステータコア２４に入れるとステータ側
の熱容量が大きくなり、ステータ側の温度上昇は低下す
る。これによりコイル２５をステータコア２４へ巻線
後、このステータコア２４を中子として一体に鋳ぐるむ
ことによりアルミニュウム系金属のフレーム４５を形成
したものである。アルミニュウム系金属のフレーム４５
のステ−タコア外径Ｄ（ｃｍ）、フレームの肉厚ｔ（ｃ
ｍ）の関係が０．０３≧ｔ／Ｄと薄いので軽量少資源誘
導電動機にもつながる。本発明の製造工程は「ステータ
コア完成→コイル巻線→ワニス処理→フレーム鋳ぐるみ
→機械加工→下地処理→リード通し→誘導電動機組立→
塗装」となる。従来に比較して後述する実施例９に示す
加熱自己融着性コイルを用いることによりワニス落し工
程が不要で、巻線がフレーム鋳ぐるみの前であるので長
フレームでも無関係に巻線が容易である。Here, the frame 45 is a stator core outer diameter D.
(Cm) and the wall thickness t (cm) of the frame are 0.03
When ≧ t / D, the temperature rise of the stator core portion (average of the back portion) is about 220 ° C., which is a temperature equal to or lower than the thermal stress at which iron loss increases. Also, the stator core slot (maximum)
The temperature rise is about 160 ° C., which is an allowable temperature for an insulating material such as PET that is generally used for class E insulation. Further, when the coil 25 is inserted into the stator core 24, the heat capacity on the stator side increases and the temperature rise on the stator side decreases. As a result, the coil 25 is wound around the stator core 24, and the stator core 24 is used as a core to integrally enclose the coil 25, thereby forming the aluminum-based metal frame 45. Aluminum-based metal frame 45
Outer diameter D (cm) of the stator core and the wall thickness t (c
Since the relationship m) is as thin as 0.03 ≧ t / D, it can be connected to a lightweight and small resource induction motor. The manufacturing process of the present invention is "stator core completion → coil winding → varnish processing → frame cast stuffing → machining → base treatment → lead through → induction motor assembly →
It becomes "painting". By using the heating self-bonding coil shown in Example 9 which will be described later in comparison with the conventional one, the varnish removing step is unnecessary, and since the winding is before the frame casting, the winding is easy regardless of the long frame. is there.
【００６３】実施例８．次にステータコアとステータコ
アを一体に鋳ぐるんで形成されたアルミニュウム系金属
のフレーム製造方法において、鋳ぐるみ時の熱ストレス
やフレームの収縮力で増加した鉄損を低下するため、巻
線前のステータコアをアルミニュウム系金属のフレーム
で鋳ぐるみ後に焼鈍したものである。焼鈍温度は４００
℃以上にすると焼鈍の効果が得られ、５００℃を越える
とフレームの中に閉じ込められた気泡の膨張による表面
の膨らみが著しくなる問題点を生じるため、４００℃〜
５００℃が適切である。また、アルミニュウム系金属の
フレームで鋳ぐるみ直後のステータコアについてステー
タコアの内径側を４００℃以上に加熱し、その後専用の
炉で徐冷したものである。これによりフレーム鋳ぐるみ
時の熱を有効に利用してステータコアの焼鈍を行うもの
である。但し、焼鈍工程を有するので、巻線は焼鈍後に
行うことになる。Example 8. Next, in the method of manufacturing the aluminum-based metal frame that is formed by integrally casting the stator core and the stator core, in order to reduce the iron stress increased by the heat stress during shrinkage and the shrinking force of the frame, It was annealed after being cast as a frame of aluminum-based metal. Annealing temperature is 400
If the temperature exceeds 400 ° C, the effect of annealing can be obtained, and if the temperature exceeds 500 ° C, there is a problem that the swelling of the surface becomes remarkable due to the expansion of bubbles trapped in the frame.
500 ° C is suitable. The inner diameter side of the stator core immediately after being cast in an aluminum-based metal frame was heated to 400 ° C. or higher, and then gradually cooled in a dedicated furnace. As a result, the stator core is annealed by effectively utilizing the heat generated when the frame is cast. However, since the annealing step is included, the winding is performed after the annealing.
【００６４】実施例９．図１８は加熱自己融着性コイル
を使用した巻線後ステータコアを鋳ぐるみしたフレーム
の半断面正面図で、実施例８において、ワニス処理の代
替としてコイルに加熱自己融着性コイル４７を巻線して
アルミニュウム系金属のフレーム鋳ぐるみ時の熱４８で
このコイルを融着させ更に口出し線４９より追加通電加
熱を実施して融着させたものである。一般の加熱自己融
着性コイル４７を使用した場合と比較して通電加熱の量
及び要する時間が少なくてすむため、少資源な製造工程
が採用できる。これにより長フレームを採用した場合に
おいて難しい巻線作業の結線やレーシングが不要で、ワ
ニス落し工程も不要になる。Example 9. FIG. 18 is a front view of a half cross-section of a frame in which a stator core is cast after winding using a heating self-bonding coil. In Example 8, the coil is wound with a heating self-bonding coil 47 as an alternative to varnish treatment. Then, this coil is fused by heat 48 when the aluminum-based metal frame is cast, and is additionally fused by applying additional current heating from the lead wire 49. Compared with the case of using the general heating self-bonding coil 47, the amount of energization heating and the time required can be reduced, so that a manufacturing process with less resources can be adopted. This eliminates the need for wire connection or lacing, which is difficult when a long frame is used, and eliminates the need for a varnish removing process.
【００６５】実施例１０．図１９は耐熱性絶縁材の端子
台を鋳ぐるみしたフレームの半断面正面図で、実施例８
のアルミニュウム系金属のフレーム４５と一体にアルミ
ニュウム系金属のフレームの溶融温度より高いセラミッ
ク製等の７００℃以上の耐熱性絶縁材の端子台５０を鋳
ぐるみしたものである。これにより、アルミニュウム系
金属のフレーム４５への端子台のねじ止め固定等が不要
になる。また、長いフレームを鋳ぐるみ構造にすると口
出し線５１のアルミニュウム系金属のフレーム４５から
の引出しが、狭いスペースのためやりにくいという問題
が解決できる。Example 10. FIG. 19 is a front view of a half-section of a frame in which a terminal block made of a heat-resistant insulating material is cast and formed.
The terminal block 50 made of a heat-resistant insulating material of 700 ° C. or higher, which is made of ceramic or the like having a melting temperature higher than that of the aluminum-based metal frame, is integrally cast with the aluminum-based metal frame 45. This eliminates the need for screwing and fixing the terminal block to the aluminum-based metal frame 45. In addition, if a long frame is formed as a cast-in structure, it is possible to solve the problem that it is difficult to draw out the lead wire 51 from the aluminum-based metal frame 45 due to the small space.
【００６６】上述の実施例は、一般の５０Ｗ〜３０ｋＷ
の全閉外扇形及び開放形かご形誘導電動機を対象にした
もので、５０Ｗ未満の極小形や３０ｋＷを越える大形誘
導電動機と水中等の特殊冷却誘導電動機及びシャッター
用等の短時間定格誘導電動機は対象としない。The above-mentioned embodiment is generally 50 W to 30 kW.
It is intended for fully-closed fan-type and open-type squirrel-cage induction motors, which are extremely small types of less than 50 W, large-sized induction motors of more than 30 kW, special cooling induction motors for water, and short-time rated induction motors for shutters. Do not target.
【００６７】実施例１１．また流体供給手段は、ポン
プ、ファンなど二乗トルク特性を有する流体機械であ
り、これら流体機械は上記実施例１〜実施例１０によっ
て得られるかご形誘導電動機によって駆動される。上述
したようにトルク特性は二乗トルクを駆動するに所望な
トルクを得ることができるので、流体機械を駆動するに
十分なる運転特性とすることができるとともに、小形化
したかご形誘導電動機と組合わせることにより、ファン
・ポンプ等の装置全体の小形化が可能となる効果があ
る。Example 11. Further, the fluid supply means is a fluid machine having a square torque characteristic such as a pump or a fan, and these fluid machines are driven by the squirrel cage induction motors obtained in the first to tenth embodiments. As described above, since the torque characteristic can obtain a desired torque for driving the squared torque, the driving characteristic can be sufficient for driving the fluid machine, and the torque characteristic can be combined with the miniaturized squirrel-cage induction motor. This has the effect of making it possible to reduce the size of the entire device such as the fan and pump.
【００６８】[0068]
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.
【００６９】第１の発明によれば、ロ−タコアスロット
に銅材からなる棒材が挿入されているので、二次抵抗が
低減され、二乗トルク特性をもつ機器を駆動するに最低
限必要なトルクが得られ、小形・軽量なかご形誘導電動
機を得ることができる。According to the first aspect of the present invention, since the rod member made of copper is inserted in the rotor core slot, the secondary resistance is reduced and it is at least necessary to drive the device having the squared torque characteristic. It is possible to obtain a compact and lightweight squirrel-cage induction motor that can obtain various torques.
【００７０】第２の発明によれば、ロータコア両端部よ
り突出した銅材からなる棒材の突出部に設けられている
係止部によって、エンドリングが補強され高品質のロー
タを得ることができる。According to the second aspect of the present invention, the end ring is reinforced by the engaging portion provided on the protruding portion of the rod made of copper which protrudes from both ends of the rotor core, and a high quality rotor can be obtained. .
【００７１】第３の発明によれば、ロ−タコアのスロッ
トに、銅材からなる棒材が挿入され、ロータコアの両側
に棒材の両端を包む、エンドリングをアルミニュウムま
たはアルミニュウム合金で形成されているので、二次抵
抗が低減され、小形・軽量なかご形誘導電動機を得るこ
とができる。According to the third invention, a rod made of copper is inserted into the slot of the rotor core, and both ends of the rod are wrapped on both sides of the rotor core. The end rings are made of aluminum or an aluminum alloy. Since the secondary resistance is reduced, it is possible to obtain a small and lightweight squirrel cage induction motor.
【００７２】第４の発明に係るかご形誘導電動機は、コ
イルが巻回されたステータの外周部に接しアルミニュウ
ム合金でフレームと一体に鋳込まれるので、生産性が良
好なかご形誘導電動機を得ることができる。In the squirrel-cage induction motor according to the fourth aspect of the present invention, the squirrel-cage induction motor is in contact with the outer circumference of the stator around which the coil is wound and is cast integrally with the frame using an aluminum alloy, so that a squirrel-cage induction motor with good productivity is obtained. be able to.
【００７３】第５の発明に係るかご形誘導電動機は、ス
テータコア内径Ｄ（ｃｍ）、コア幅Ｌ（ｃｍ）に対する
定格出力Ｐ（Ｗ）と極数ｐの関係を０．８≧Ｄ3・Ｌ／
Ｐ／ｐとしたので、枠番が２段落ちとすることができる
ので小形・軽量なかご形誘導電動機を得ることができ
る。In the squirrel-cage induction motor according to the fifth aspect of the present invention, the relationship between the rated output P (W) and the number of poles p with respect to the stator core inner diameter D (cm) and the core width L (cm) is 0.8 ≧ D 3 · L. /
Since it is P / p, the frame number can be dropped in two steps, so that a compact and lightweight cage-type induction motor can be obtained.
【００７４】第６の発明に係る流体機械は、流体機械を
駆動するに最低限必要とする始動トルクを出力するかご
形誘導電動機によって流体機械を駆動するので、小エネ
ルギーで、かご形誘導電動機と流体機械とが一体となっ
た装置においても小形・軽量な装置を得ることができ
る。In the fluid machine according to the sixth aspect of the present invention, since the fluid machine is driven by the squirrel cage induction motor which outputs the minimum starting torque required to drive the fluid machine, the squirrel cage induction motor can be operated with a small amount of energy. Even in a device integrated with a fluid machine, a small and lightweight device can be obtained.
【００７５】第７の発明によれば、ステータコアのスロ
ットにコイルが巻回された後、このステータコアと一体
に鋳込みフレームを形成するとともに、ロータコアのス
ロットに銅材を挿入してロータを構成したので、二乗ト
ルク特性をもつ機器を駆動するに最低限必要な始動トル
クが得られ、小形軽量化が図られたかご形誘導電動機を
製造することができる。According to the seventh aspect of the invention, after the coil is wound around the slot of the stator core, a cast frame is formed integrally with this slot of the stator core, and a copper material is inserted into the slot of the rotor core to form the rotor. It is possible to manufacture a squirrel-cage induction motor in which the minimum starting torque required to drive a device having square-torque characteristics is obtained, and the size and weight are reduced.
【図１】本発明の一実施例による全閉外扇形誘導電動機
を示す半断面正面図である。FIG. 1 is a front view of a half-section of a fully-closed fan-shaped induction motor according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のＤーＤ線による断面側面図である。FIG. 2 is a sectional side view taken along the line DD of FIG.
【図３】本発明の一実施例によるロータのダイキャスト
型の構造断面図である。FIG. 3 is a structural sectional view of a die-cast type rotor according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例によるロータを示す部分断面
正面図である。FIG. 4 is a partial sectional front view showing a rotor according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の他の実施例によるだるま形スロットの
ロータを示す半断面側面図である。FIG. 5 is a half cross-sectional side view showing a rotor having a daruma-shaped slot according to another embodiment of the present invention.
【図６】図５のＥーＥ線による断面正面図である。6 is a sectional front view taken along the line EE of FIG.
【図７】本発明の他の実施例による逆だるま形スロット
のロータを示す半断面側面図である。FIG. 7 is a half cross-sectional side view showing a rotor having an inverted darball slot according to another embodiment of the present invention.
【図８】図７のＦーＦ線による断面正面図である。8 is a sectional front view taken along the line FF of FIG.
【図９】本発明の他の実施例による複数の穴を設けたロ
ータを示す半断面側面図である。FIG. 9 is a half sectional side view showing a rotor provided with a plurality of holes according to another embodiment of the present invention.
【図１０】図９のＧーＧ線にによる断面正断図である。FIG. 10 is a sectional positive sectional view taken along the line GG in FIG.
【図１１】本発明の他の実施例による１スロットおきに
銅系丸棒を挿入したロータを示す半断面側面図である。FIG. 11 is a half cross-sectional side view showing a rotor into which copper-based round bars are inserted every other slot according to another embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の他の実施例によるロータ銅系棒のか
しめ状態を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing a caulked state of a rotor copper rod according to another embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の誘導電動機の加速トルクと滑べりの
関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a relationship between acceleration torque and slip of the induction motor of the present invention.
【図１４】本発明の一実施例によるＤ3・Ｌ／Ｐ／ｐと
滑べりの関係を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a relationship between D 3 · L / P / p and slip according to an embodiment of the present invention.
【図１５】本発明の一実施例によるかご形誘導電動機の
電流と滑べりの関係を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a relationship between current and slip of a squirrel cage induction motor according to an embodiment of the present invention.
【図１６】本発明の一実施例による誘導電動機の半断面
側面図である。FIG. 16 is a half sectional side view of an induction motor according to an embodiment of the present invention.
【図１７】図１６のＨーＨ線による断面正面図である。17 is a sectional front view taken along the line HH of FIG.
【図１８】本発明の一実施例によるステータコアをフレ
ームに鋳ぐるみを示す半断面正面図である。FIG. 18 is a front view, in half cross-section, showing a stator core according to an embodiment of the present invention, which is cast into a frame.
【図１９】本発明の一実施例による端子台を鋳ぐるみし
たフレームの半断面正面図である。FIG. 19 is a front view, in half section, of a frame in which a terminal block according to an embodiment of the present invention is cast.
【図２０】本発明の一実施例によるかご形誘導電動機の
トルクと滑べりの関係を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a relationship between torque and slip of a squirrel cage induction motor according to an embodiment of the present invention.
【図２１】本発明の一実施例によるかご形誘導電動機の
滑べりと電流の関係を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a relationship between slip and current in a squirrel cage induction motor according to an embodiment of the present invention.
【図２２】従来のロータの部分断面側面図である。FIG. 22 is a partial cross-sectional side view of a conventional rotor.
【図２３】図２４のＡ−Ａ線による断面図である。23 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【図２４】従来の銅棒ロータの部分断面側面図である。FIG. 24 is a partial cross-sectional side view of a conventional copper rod rotor.
【図２５】従来の全閉外扇形誘導電動機の半断面側面図
である。FIG. 25 is a half cross-sectional side view of a conventional totally enclosed fan-shaped induction motor.
【図２６】図２７のＢ−Ｂ線による断面図である。26 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
【図２７】従来の全閉外扇形誘導電動機の半断面側面図
である。FIG. 27 is a half cross-sectional side view of a conventional fully-enclosed fan-shaped induction motor.
【図２８】図２９のＣ−Ｃ線による断面図である。28 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
【図２９】従来のステータをフレームによって同じに鋳
ぐるみした誘導電動機の断面正面図である。FIG. 29 is a cross-sectional front view of an induction motor in which a conventional stator is similarly cast around a frame.
２０ ロータコア ２１ 銅系棒 ２２ アルミニュウム系エンドリング ２３ ロータ ２４ ステータコア ２５ コイル ２６ アルミニュウム系フレーム ２７ 固定型 ２８ 可銅型 ２９ ロータコアスロット ２９ａ くぼみ ３２ ロータコア ３３ ロータコアスロット ３４ 銅系丸棒 ３５ アルミニュウム系エンドリング ３６ ロータ ３７ アルミニュウム系金属 ４０ 穴 ４１ アルミニュウム系金属 ４２ アルミニュウム系金属 ４３ 銅系棒 20 rotor core 21 copper-based rod 22 aluminum-based end ring 23 rotor 24 stator core 25 coil 26 aluminum-based frame 27 fixed type 28 copper-based 29 rotor core slot 29a recess 32 rotor core 33 rotor core slot 34 copper-based round bar 35 aluminum-based end ring 36 rotor 37 Aluminum-based metal 40 Hole 41 Aluminum-based metal 42 Aluminum-based metal 43 Copper-based rod
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉田 裕次 名古屋市東区矢田南五丁目１番14号 三菱 電機株式会社名古屋製作所内 (72)発明者 森 邦雄 名古屋市東区矢田南五丁目１番14号 三菱 電機株式会社名古屋製作所内 (72)発明者 杉浦 三千雄 名古屋市東区矢田南五丁目１番14号 三菱 電機株式会社名古屋製作所内 (72)発明者 前川 滋樹 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuji Kurata 5-1-1 Yata Minami 5-14, Higashi-ku, Nagoya City Mitsubishi Electric Corporation Nagoya Works (72) Inventor Kunio Mori 5-1-1 Yada Minami, Higashi-ku, Nagoya Mitsubishi Electric Corporation Nagoya Works (72) Inventor Michio Sugiura 5-14 Yanda Minami, Higashi-ku, Nagoya City Mitsubishi Electric Corporation Nagoya Works (72) Inventor Shigeki Maekawa 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki Mitsubishi Production Engineering Laboratory, Electric Co., Ltd.
Claims (7)
けたロ−タと、上記ロータの外径部に隙間を有して対向
配置されたステータとを備え、上記ロータは、上記第１
のスロットに上記ロ−タコアの軸方向長さより長い銅材
からなる棒材を挿入し、少なくとも上記第２のスロット
にアルミニュウム系金属を注湯することにより上記棒材
の両端を包むと共に、上記ロータコアの両側にエンドリ
ングが構成されることを特徴とするかご形誘導電動機。1. A rotor core is provided with a rotor having first and second slots, and a stator disposed to face the outer diameter portion of the rotor with a gap therebetween. First
A rod made of copper material longer than the axial length of the rotor core is inserted into the slot of the rotor core, and aluminum alloy metal is poured into at least the second slot so as to wrap both ends of the rod material and the rotor core. A squirrel-cage induction motor characterized in that end rings are formed on both sides of.
て、ロータコア両端部より突出した銅材からなる棒材の
突出部にエンドリングとの係止部を設けたことを特徴と
するかご形誘導電動機。2. The squirrel-cage induction motor according to claim 1, wherein a bar-shaped rod member projecting from both ends of the rotor core is provided with locking portions for engaging with end rings. Electric motor.
ータと、上記ロータの外径部に隙間を有して対向配置さ
れたステータと、上記ステータの外周部に接し、アルミ
ニュウムまたはアルミニュウム合金で作られた放熱フィ
ンを有するフレームとを備え、上記ロータは、ロータの
スロットに銅材からなる棒材を挿入し、アルミニュウム
系金属を注湯することにより上記棒材を包むとともに、
上記ロータコアの両側にエンドリングが構成されたこと
を特徴とするかご形誘導電動機。3. A rotor comprising a rotor core having a slot, a stator arranged to face the outer diameter portion of the rotor with a gap, and a heat dissipating member made of aluminum or an aluminum alloy, which is in contact with an outer peripheral portion of the stator. With a frame having fins, the rotor, while inserting the rod made of copper material into the slot of the rotor, and wrapping the rod by pouring aluminum-based metal,
A squirrel-cage induction motor characterized in that end rings are formed on both sides of the rotor core.
けたロータと、ステータコアのスロットにステータコイ
ルが配置され、上記ロータの外径部に隙間を有して対向
配置されたステータと、上記ステータの外周部に接し、
アルミニュウム系金属で作られた放熱フィンを有するフ
レームとを備え、上記ロータは、上記第１のスロットに
ロータコアの軸方向長さより長い銅材からなる棒材を挿
入し、上記第２のスロットにアルミニュウム系金属を注
湯し、かつ上記棒材の両端を包むと共に、上記ロータコ
アの両側にエンドリングを構成し、上記フレームは上記
ステータコアの外周部に鋳造型の一部に用い鋳造されか
つ軸方向長さは上記ステータコイルの軸方向長さより大
きく延設して構成されたことを特徴とするかご形誘導電
動機。4. A rotor having a rotor core provided with first and second slots, and a stator having a stator coil disposed in the slot of the stator core and having an outer diameter portion of the rotor opposed to each other with a gap therebetween. , Touching the outer circumference of the stator,
And a frame having heat dissipation fins made of an aluminum-based metal, wherein the rotor has a rod in which a copper material longer than the axial length of the rotor core is inserted into the first slot and the aluminum is inserted into the second slot. A base metal is poured and both ends of the rod are wrapped, and end rings are formed on both sides of the rotor core.The frame is cast on the outer periphery of the stator core as part of a casting die and has an axial length. The squirrel cage induction motor is characterized in that it is formed so as to extend beyond the axial length of the stator coil.
けたロータと、上記ロータの外径部に隙間を有して対向
配置されたステータと、上記ステータの外周部に接し、
アルミニュウム系金属で作られた放熱フィンを有するフ
レームとを備え、上記ロータは、上記第１のスロットに
上記ロ−タコアの軸方向長さより長い銅材からなる棒材
を挿入し、上記第２のスロットにアルミニュウム系金属
または銅系金属を注湯し、かつ上記棒材の両端を包むと
共に、上記ロータコアの両側にエンドリングを構成する
と共に、定格運転時の滑べりが１０％以下で、ステータ
コア内径Ｄ（ｃｍ）、コア幅Ｌ（ｃｍ）に対する定格出
力Ｐ（Ｗ）と極数ｐの関係を０．８≧Ｄ3・Ｌ／Ｐ／ｐ
としたことを特徴とするかご形誘導電動機。5. A rotor having rotor cores provided with first and second slots, a stator disposed to face the outer diameter portion of the rotor with a gap, and contacting an outer peripheral portion of the stator,
The rotor has a frame having radiating fins made of aluminum-based metal, and the rotor has a rod member made of a copper material longer than the axial length of the rotor core in the first slot, Aluminum metal or copper metal is poured into the slot, both ends of the rod are wrapped, end rings are formed on both sides of the rotor core, and the slip during rated operation is 10% or less. The relationship between the rated output P (W) and the number of poles p with respect to D (cm) and the core width L (cm) is 0.8 ≧ D 3 · L / P / p
The squirrel-cage induction motor characterized in that
ご形誘導電動機により駆動され、流体を送給することを
特徴とする二乗トルク特性を有する流体機械。6. A fluid machine having a squared torque characteristic, which is driven by the squirrel cage induction motor according to claim 1 to feed a fluid.
ルを巻回して、ステータを製作する工程と、上記ステー
タの外周部を鋳造型の一部として放熱フインを有すると
共に、軸方向長さは、上記ステータコイルの軸方向長さ
より大きく延設したフレームを、アルミニュウム系金属
で鋳造する工程と、ロータコアに第１、第２のスロット
を設け、上記第１のスロットに上記ロータコアの軸方向
長さより長い銅材からなる棒材を挿入し、上記ロータコ
アの両側に上記棒材と接触するようにエンドリングを形
成させてロータを製作する工程とからなることを特徴と
するかご形誘導電動機の製造方法。7. A step of manufacturing a stator by winding a stator coil around a slot of a stator core, and having a radiator fin with the outer peripheral portion of the stator as a part of a casting die, and having an axial length of the stator coil. Of casting a frame that is longer than the axial length of the rotor core, and forming first and second slots in the rotor core, the first slot being made of a copper material longer than the axial length of the rotor core. A rod-shaped induction motor. A method of manufacturing a squirrel-cage induction motor comprising the steps of: inserting a rod into the rotor core and forming end rings on both sides of the rotor core so as to contact the rod.
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- 1993-12-06 JP JP30536793A patent/JP3075051B2/en not_active Expired - Lifetime
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