KR20010047168A

KR20010047168A - Rotor assembly of induction motor

Info

Publication number: KR20010047168A
Application number: KR1019990051261A
Authority: KR
Inventors: 박진수
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2001-06-15

Abstract

PURPOSE: A rotor assembly of a high speed induction motor is provided to prevent the damage of the connecting portion between an end ring and rotor bars in high speed operation of the motor, and prevent the damage of balance weight by being fabricated through balancing process of a minus weight method. CONSTITUTION: A center hole for mounting a rotating shaft and a plurality of rotor slots are formed in the center and on outer circumference of a rotor core(32). The rotating shaft(34) is inserted into the center hole under the state that several rotor cores(32) are stacked. A plurality of rotor bars(36) are inserted into the rotor slots under the state that several rotor cores(32) are stacked. An end ring(38) connects the leading ends of the rotor bars(36). A reinforcement sleeve(50) surrounds the stacked rotor core(32) and end ring(38).

Description

고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리{ROTOR ASSEMBLY OF INDUCTION MOTOR}Rotor assembly of high speed induction motor {ROTOR ASSEMBLY OF INDUCTION MOTOR}

본 발명은 고속용 유도 전동기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속회전 작동 시 원심력에 의해 엔드링이 파단되는 현상을 방지됨으로써 전동기의 작동안정성 향상에 도움이 되는 고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a high speed induction motor, and more particularly, to a rotor assembly of a high speed induction motor which helps to improve the operational stability of the motor by preventing the end ring from being broken by centrifugal force during the high speed rotation operation. .

일반적으로 유도 전동기는 도 1에 나타난 것과 같이 케이스(10) 내에서 외곽측으로 배치된 통형의 스테이터 어셈블리(20)와, 상기 스테이터 어셈블리(20) 중간에 삽입 장착된 로터 어셈블리(30)와, 상기 로터 어셈블리(30)를 회전 가능토록 지지하는 베어링(40)을 포함하여 이루어져 있는데, 상기 로터 어셈블리(30)는 적층된 다수개의 얇은 로터코어(rotor core)(32)와, 상기 로터코어(32)가 적층된 상태에서 그 중간부위를 관통하는 방식으로 장착된 회전축(34)을 주요 구성요소로 하여 이루어져 있다.In general, the induction motor has a cylindrical stator assembly 20 disposed outwardly in the case 10, a rotor assembly 30 inserted and inserted in the middle of the stator assembly 20, and the rotor, as shown in FIG. 1. It comprises a bearing 40 for rotatably supporting the assembly 30, the rotor assembly 30 is a plurality of stacked rotor core (32), the rotor core 32 is The rotating shaft 34 mounted in a manner of penetrating the intermediate portion in the stacked state is composed of the main components.

상기 로터코어(32)는 도 2에 나타난 것과 같이 중심부위에 회전축(34)이 관통 장착되는 중심홀(32a)이 형성되고, 가장자리에 일정한 간격을 두고 다수개의 로터슬롯(32b)이 형성된 원판형태로서, 다수개가 적층되는 구조로 이루어지며, 로터슬롯(32b)을 관통하는 로터바(rotor bar)(36)(도 1 참조)에 의해 서로 결합되는 구조로 이루어져 있다.As shown in FIG. 2, the rotor core 32 has a central hole 32a through which the rotating shaft 34 is mounted, and a plurality of rotor slots 32b are formed at regular intervals. It consists of a structure in which a plurality are stacked, it is composed of a structure that is coupled to each other by a rotor bar (rotor bar) 36 (see Fig. 1) passing through the rotor slot (32b).

여기서, 상기 로터바(36)는, 다수개의 로터코어(32)를 적층한 상태에서 로터슬롯(32b) 내로 알루미늄 용융재 등을 주입함으로써 로터슬롯(32b)에 맞게 그 형상이 이루어지도록 하는 다이캐스팅 등의 방법으로 제작된다.Here, the rotor bar 36 is formed by injecting an aluminum molten material into the rotor slot 32b in a state in which a plurality of rotor cores 32 are stacked, so that the shape of the rotor bar 36 is made to conform to the rotor slot 32b. Is produced in the way.

그리고, 이와 같은 구조의 로터 어셈블리(30) 전후단에는 엔드링(end ring)(38)이 구비되어 있는데, 상기 엔드링(38)은 도 3에 나타난 것과 같이 로터바(36)의 선단을 연결하는 폐곡선의 형태로 이루어져 있다.In addition, an end ring 38 is provided at front and rear ends of the rotor assembly 30 having such a structure, and the end ring 38 connects the front end of the rotor bar 36 as shown in FIG. 3. In the form of a closed curve.

상술한 바와 같은 종래의 유도 전동기는 스테이터 어셈블리(20)와 로터 어셈블리(30) 사이에서 발생하는 유도전류에 의해 로터 어셈블리(30)가 회전하는 방식으로 작동하게 되는데, 특히 로터 어셈블리(30)가 고속으로 회전하는 고속용 유도 전동기의 경우에는 작동 특성상 로터 어셈블리(30)의 무게 중심이 미세하게 어긋나는 경우에도 작동상태가 불량해지므로 이를 방지하기 위해 제작 시 로터 어셈블리(30)의 언밸런스량(unbalance)을 줄이는 밸런싱(balancing) 작업을 거치게 된다.The conventional induction motor as described above is operated in a manner in which the rotor assembly 30 is rotated by an induction current generated between the stator assembly 20 and the rotor assembly 30, in particular, the rotor assembly 30 is a high speed. In the case of the high-speed induction motor rotating in accordance with the operation characteristics, even if the center of gravity of the rotor assembly 30 is slightly misaligned operation state is poor, so in order to prevent the unbalance amount (unbalance) of the rotor assembly 30 during manufacturing The reduction will be balanced.

여기서, 상기 밸런싱 작업은 엔드링(38)의 일단에 밸런스 웨이트(balance weight)(381)(도 3참조)를 부착하여 일측으로 그 중량을 더하는 이른바 플러스 웨이팅(plus weighting) 방식이나, 엔드링(38)의 일단에 드릴링 등의 방법으로 홈을파내어 일측의 중량을 감소시키는 마이너스 웨이팅(minus weighting)방식으로 이루어진다.Here, the balancing operation is a so-called plus weighting method of attaching a balance weight 381 (see FIG. 3) to one end of the end ring 38 and adding the weight to one side, or an end ring ( 38) minus weighting method to reduce the weight of one side by digging a groove by a method such as drilling.

한편, 상술한 바와 같은 유도 전동기의 작동 시 로터 어셈블리(30)는 그 회전작동으로 인해 원심력을 받게 되는데, 특히 로터 어셈블리(30)의 회전속도가 수천에서 수만 RPM 에 이르는 고속용 유도 전동기의 경우, 로터 어셈블리(30)의 가장자리에 위치한 로터바(36)와 엔드링(38)은 회전중심에서 떨어진 위치특성상 매우 강한 원심력을 받게 된다.Meanwhile, when the induction motor is operated as described above, the rotor assembly 30 receives centrifugal force due to its rotational operation. In particular, in the case of a high speed induction motor in which the rotation speed of the rotor assembly 30 reaches several thousand to tens of thousands of RPM, The rotor bar 36 and the end ring 38 located at the edge of the rotor assembly 30 are subjected to very strong centrifugal force due to the positional characteristic away from the center of rotation.

그리고, 이러한 원심력은 로터코어(32)의 외부에 위치된 엔드링(38)의 구조상, 로터바(36)와 엔드링(38)의 연결부위에 전단응력으로 작용하게 되는데, 이러한 전단응력이 연결부위의 전단응력한계를 초과할 경우에는 엔드링(38)이 파단된다는 문제점이 발생한다.In addition, this centrifugal force acts as a shear stress on the connection portion between the rotor bar 36 and the end ring 38 in the structure of the end ring 38 located outside the rotor core 32, which is connected to the shear stress. If the shear stress limit of the site is exceeded, a problem occurs that the end ring 38 breaks.

더불어, 밸런스 웨이트(381)와 엔드링(38)의 연결부위에서도 전단응력이 그 한계를 초과함으로써 파단현상이 발생하여 상기 밸런스 웨이트(381)가 엔드링(38)에서 분리 파손된다는 문제점 또한 발생한다.In addition, even when the shear weight exceeds the limit at the connection portion between the balance weight 381 and the end ring 38, breakage occurs and the balance weight 381 is separated and broken at the end ring 38. .

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 고속회전 작동 시 발생하는 원심력으로 인해 엔드링이 파단되는 것을 방지할 수 있는 고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리 제공을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rotor assembly of a high speed induction motor capable of preventing the end ring from breaking due to the centrifugal force generated during the high speed rotation operation.

도 1은 일반적인 고속용 유도 전동기의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a general high speed induction motor.

도 2는 종래 고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리를 구성하는 로터코어의 구조를 나타낸 개략적인 평면도이다.Figure 2 is a schematic plan view showing the structure of the rotor core constituting the rotor assembly of a conventional high speed induction motor.

도 3은 종래 고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리를 나타낸 사시도이다.Figure 3 is a perspective view showing a rotor assembly of a conventional high speed induction motor.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리에 적용되는 로터코어의 구조를 나타낸 평면도이다.4 is a plan view illustrating a structure of a rotor core applied to a rotor assembly of a high speed induction motor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5은 본 발명의 실시예에 따른 고속용 유도 전동기에 적용되는 로터 어셈블리의 구조를 나타낸 종방향 단면도이다.5 is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of a rotor assembly applied to a high speed induction motor according to an embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 횡방향 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view of FIG. 5.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 케이스 20: 스테이터 어셈블리10: case 20: stator assembly

30: 로터 어셈블리 32: 로터코어30: rotor assembly 32: rotor core

32a: 중심홀 32b: 로터슬롯32a: center hole 32b: rotor slot

32c: 로터슬롯 34: 회전축32c: rotor slot 34: axis of rotation

36: 로터바 38: 엔드링36: rotor bar 38: end ring

38a: 홈 381: 밸런스 웨이트38a: groove 381: balance weight

40: 베어링 50: 보강 슬리브40: bearing 50: reinforcement sleeve

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리는 그 중간에 회전축의 장착을 위한 중심홀이 형성되고, 가장자리에 선단이 개방된 형태의 다수개의 로터슬롯이 형성된 로터코어와; 상기 로터코어가 다수개 적층된 상태에서 중심홀에 삽입 장착되는 회전축과; 상기 로터코어가 다수개 적층된 상태에서 로터슬롯에 다이캐스팅 등의 방법으로 주입 성형되는 다수개의 로터바와; 상기 로터바의 선단을 연결하는 엔드링과; 상기 적층된 로터코어 및 엔드링을 감싸는 형태로 장착되며, 와류손의 감소를 위해 탄소강 등의 자성재료로 구성되는 보강 슬리브를 포함하여 이루어진다.The rotor assembly of the high speed induction motor provided to achieve the above object comprises: a rotor core having a center hole for mounting a rotating shaft in the middle thereof, and a plurality of rotor slots having open ends at edges thereof; A rotating shaft inserted into a center hole in a state in which the rotor cores are stacked in a plurality; A plurality of rotor bars which are injection-molded in a rotor slot by die casting or the like in a state where a plurality of rotor cores are stacked; An end ring connecting the tip of the rotor bar; It is mounted in a form surrounding the laminated rotor core and the end ring, and comprises a reinforcement sleeve made of a magnetic material such as carbon steel to reduce the vortex loss.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 4부터 도 6까지를 참조로 하여 상세하게 설명하며, 본 발명의 내용 중 종래구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 through 6, and like reference numerals refer to like parts of the present invention.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리는 도 4에 나타난 것과 같이 선단이 개방된 형태의 로터슬롯(32c)이 구비된 로터코어(32)와, 도 5에 나타난 것과 같이 상기 로터코어(32)가 적층된 상태에서 그 주위를 감싸는 구조로 장착되는 보강 슬리브(50)를 포함하여 이루어지는데, 상기 보강 슬리브(50)는 도 6에 나타난 것과 같이 그 선단이 엔드링(38)까지 감싸는 구조의 두께가 얇은 통형부재로서, 와류손의 감소를 위해 탄소강 등의 자성재료로 제작된다.First, the rotor assembly of the high speed induction motor according to an embodiment of the present invention is a rotor core 32 having a rotor slot 32c having an open end as shown in FIG. 4, and as shown in FIG. 5. The rotor core 32 includes a reinforcement sleeve 50 mounted in a stacked structure surrounding the rotor core 32, and the reinforcement sleeve 50 has an end ring 38 as shown in FIG. It is a cylindrical member with a thin structure that wraps up to) and is made of magnetic material such as carbon steel to reduce vortex loss.

이와 같은 구조의 본 발명의 실시예에 따른 로터 어셈블리는 보강 슬리브(50) 내에 다수개의 로터코어(32)를 적층 장착함으로써, 로터슬롯(32c)이 상기 보강 슬리브(50)에 의해 폐곡선을 이루도록 한 다음, 상기 로터슬롯(32c)에 다이캐스팅 등의 방법에 의해 알루미늄 등의 용융재를 주입하여 로터바(36)를 구성하고, 언밸런스량을 줄이는 밸런싱 작업을 진행하는 순서로 제작되는데, 상기 밸런싱 작업은 상기 엔드링(38)의 일측에 홈(38a)을 파내어 엔드링(38)의 중량을 부분적으로 감소시키는 마이너스 웨이트 방식으로 이루어진다.The rotor assembly according to the embodiment of the present invention having such a structure by stacking a plurality of rotor cores 32 in the reinforcement sleeve 50, so that the rotor slot 32c to form a closed curve by the reinforcement sleeve 50 Next, a rotor bar 36 is formed by injecting a molten material such as aluminum into the rotor slot 32c by a die casting method and the like, and the balancing operation is performed in order to reduce an unbalance amount. The groove 38a is excavated on one side of the end ring 38 so as to partially reduce the weight of the end ring 38.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따르면, 보강 슬리브(50)가 로터코어(32)뿐만 아니라 엔드링(38)의 외면까지 감싸는 구조로서, 엔드링(38)이 상기 보강 슬리브(50)에 의해 지지되기 때문에, 로터 어셈블리의 회전 시, 엔드링(38)과 로터바(36)의 연결부위가 파단되는 현상이 방지된다.According to the embodiment of the present invention configured as described above, the reinforcing sleeve 50 is a structure that wraps not only the rotor core 32 but also the outer surface of the end ring 38, the end ring 38 is the reinforcing sleeve 50 Since it is supported by, the phenomenon in which the connection between the end ring 38 and the rotor bar 36 is broken during rotation of the rotor assembly is prevented.

그리고, 본 실시예에 따른 로터 어셈블리를 제작함에 있어서는 전술한 바와 같이 엔드링(38)을 이용한 마이너스 웨이트 방식의 밸런싱 작업을 통해 언밸런스량을 줄임으로써 종래 플러스 웨이트 방식에서와 같이 밸런스 웨이트(381)(도 3 참조)가 파단되는 등의 문제도 해결된다.In manufacturing the rotor assembly according to the present embodiment, as described above, the balance weight 381 (as in the conventional plus weight method) is reduced by reducing the unbalance amount through the balancing operation of the negative weight method using the end ring 38 ( 3) is also solved.

본 발명에 따른 고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리는 엔드링이 보강 슬리브에 의해 지지되는 구조로 이루어지기 때문에 고속회전 작동 시 엔드링과 로터바의 연결부위가 파단되는 문제을 유발하지 않게 된다. 또한, 본 발명에 따르면 로터 어셈블리의 제작 시 마이너스 웨이트 방식의 밸런싱 작업을 거치게 되므로, 플러스 웨이트 방식의 밸런싱 작업을 거칠 경우에 발생하던 밸런스 웨이트의 파단과 같은 문제가 발생하지 않게 된다.Since the rotor assembly of the high speed induction motor according to the present invention has a structure in which the end ring is supported by the reinforcing sleeve, the connection part between the end ring and the rotor bar is not broken during the high speed rotation operation. In addition, according to the present invention, since the balance of the negative weight method is subjected to the balancing operation during the manufacture of the rotor assembly, problems such as the breakage of the balance weight that occur when the positive weight balance is performed.

따라서, 본 발명에 따른 로터 어셈블리에 의하면 전동기의 작동안정성 향상에 도움이 된다는 이점이 있다.Therefore, the rotor assembly according to the present invention has the advantage of helping to improve the operational stability of the motor.

Claims

그 중간에 회전축의 장착을 위한 중심홀이 형성되고, 가장자리에 선단이 개방된 형태의 다수개의 로터슬롯이 형성된 로터코어와;A rotor core having a center hole for mounting the rotating shaft in the middle thereof, and a plurality of rotor slots having open ends at the edges thereof;

상기 로터코어가 다수개 적층된 상태에서 중심홀에 삽입 장착되는 회전축과;A rotating shaft inserted into a center hole in a state in which the rotor cores are stacked in a plurality;

상기 로터코어가 다수개 적층된 상태에서 로터슬롯에 다이캐스팅 등의 방법으로 주입 성형되는 다수개의 로터바와;A plurality of rotor bars which are injection-molded in a rotor slot by die casting or the like in a state where a plurality of rotor cores are stacked;

상기 로터바의 선단을 연결하는 엔드링과;An end ring connecting the tip of the rotor bar;

상기 적층된 로터코어 및 엔드링을 감싸는 형태로 장착되는 보강 슬리브Reinforcement sleeve mounted in a form surrounding the laminated rotor core and the end ring

를 포함하여 이루어지는 고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리.Rotor assembly of a high speed induction motor comprising a.

제1항에 있어서, 상기 보강 슬리브는The method of claim 1 wherein the reinforcing sleeve is

와류손의 감소를 위해 탄소강 등의 자성재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속용 유도 전동기의 로터 어셈블리.A rotor assembly for a high speed induction motor, characterized in that made of magnetic materials such as carbon steel to reduce eddy current loss.