JP2010263758A - Rotor in cage-type induction machine and cage-type induction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータコアの周方向に配列された複数のスロット内に導体を設けたかご形誘導機における回転子及びかご形誘導機に関する。 The present invention relates to a rotor and a squirrel cage in a cage induction machine in which conductors are provided in a plurality of slots arranged in the circumferential direction of a rotor core.
かご形誘導機としては、ロータコアの周方向に並んだ状態で二次導体としての複数の導体をロータコアに収容するとともに、複数の導体の両端を短絡環で短絡して回転子を構成したものが知られている。このかご形誘導機では、ステータコアに巻回された固定子巻線に電流が流されると、固定子から磁束が発生し、この磁束がロータコアの周方向に並んだ導体と順に鎖交することによって、各導体に順に電流が流れ、導体を流れる電流と磁束との相互作用によって回転子が回転する。 As a squirrel-cage induction machine, a rotor is configured by accommodating a plurality of conductors as secondary conductors in the rotor core while being arranged in the circumferential direction of the rotor core, and shorting both ends of the plurality of conductors with a short-circuit ring. Are known. In this squirrel-cage induction machine, when a current is passed through the stator winding wound around the stator core, a magnetic flux is generated from the stator, and this magnetic flux is interlinked in sequence with the conductors arranged in the circumferential direction of the rotor core. A current flows through each conductor in turn, and the rotor rotates due to the interaction between the current flowing through the conductor and the magnetic flux.
回転子で発生した熱を排除するため、特許文献1では、ロータコアに中空部が形成され、中空部内に通された回転軸の外周面と回転子の内周面との間にファン形状の通風装置が介在されている。ロータコアは、通風装置を介して回転軸に支持されており、回転軸、通風装置及びロータコアが一体的に回転する。回転する通風装置は、中空部内の流体を回転軸の軸方向へ流して回転子を冷却する。
In order to eliminate the heat generated in the rotor, in
回転子内の発熱する導体を冷却するには、導体の熱を通風装置の回転による通風領域へ導いてくることが望ましい。しかし、特許文献1には、そのための具体的な構成の開示はなく、回転子内の導体を冷却する性能が不十分である。
In order to cool the heat-generating conductor in the rotor, it is desirable to conduct the heat of the conductor to the ventilation region by the rotation of the ventilation device. However,
本発明は、かご形誘導機における回転子内の導体を冷却する性能を高めることを目的とする。 An object of this invention is to improve the performance which cools the conductor in the rotor in a cage induction machine.
本発明は、固定子の内側にロータコアが設けられており、前記ロータコアは、その周方向に配列された複数のスロットを備えており、前記スロット内には導体が設けられており、前記ロータコアの一対の端面には短絡環が前記導体に接触するように設けられており、前記ロータコアにはその回転軸線の方向に貫通する貫通路が設けられているかご形誘導機における回転子を対象とし、請求項1の発明では、前記短絡環には放熱器が設けられており、前記放熱器は、放熱片を備えており、前記放熱片の少なくとも一部は、前記貫通路内に突入されている。
In the present invention, a rotor core is provided inside a stator, and the rotor core includes a plurality of slots arranged in a circumferential direction thereof, and a conductor is provided in the slot. A short-circuit ring is provided on a pair of end faces so as to contact the conductor, and the rotor core is provided with a rotor in a squirrel-cage induction machine provided with a through passage extending in the direction of the rotation axis thereof. In the invention of
放熱片は、ロータコアと一体的に回転する。ロータコア内の導体で発生する熱の一部は、短絡環を介して放熱片に伝わり、放熱片に伝えられた熱は、回転する放熱片から貫通路内の流体へ伝えられる。導体から貫通路内の放熱片へのこのような熱伝達は、導体を冷却する性能を高める。 The heat radiating piece rotates integrally with the rotor core. Part of the heat generated by the conductor in the rotor core is transferred to the heat radiating piece through the short-circuit ring, and the heat transferred to the heat radiating piece is transferred from the rotating heat radiating piece to the fluid in the through passage. Such heat transfer from the conductor to the heat radiating piece in the through passage enhances the performance of cooling the conductor.
好適な例では、前記放熱片は、前記短絡環に一体形成されている。
このような一体構成は、熱伝達の向上に寄与する。
好適な例では、前記放熱器は、前記短絡環の環内又は前記貫通路内に嵌合された円環を備えており、前記放熱片は、前記円環に一体形成されている。
In a preferred example, the heat dissipating piece is integrally formed with the short-circuit ring.
Such an integrated configuration contributes to an improvement in heat transfer.
In a preferred example, the radiator includes a circular ring fitted in the ring of the short-circuit ring or the through-passage, and the heat radiating piece is integrally formed with the circular ring.
好適な例では、前記貫通路周壁面と前記回転軸の外周面との間には、前記回転軸の回転に伴って流体を送る送流装置が介在されており、前記ロータコアは、前記送流装置を介して前記回転軸に支持されている。 In a preferred example, a flow feeding device is interposed between the through wall circumferential wall surface and the outer circumferential surface of the rotary shaft, and the rotor core is configured to send the fluid along with the rotation of the rotary shaft. It is supported by the rotating shaft through a device.
放熱片に伝えられた熱は、送流装置によって送られる流体へ伝えられる。
好適な例では、前記貫通路は、前記ロータコアに貫設された複数の送流路と、前記端面に開口すると共に、前記送流路に接続する凹部とを有し、前記凹部内には前記放熱片の少なくとも一部が突入されている。
The heat transferred to the heat radiating piece is transferred to the fluid sent by the flow sending device.
In a preferred example, the through passage has a plurality of feed passages penetrating the rotor core, and a recess that opens to the end surface and connects to the feed passage, At least a part of the heat dissipation piece is inserted.
放熱片に伝えられた熱は、凹部内の流体へ伝えられる。
請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の回転子を備えたかご形誘導機である。
The heat transferred to the heat radiating piece is transferred to the fluid in the recess.
A sixth aspect of the present invention is a squirrel-cage induction machine provided with the rotor according to any one of the first to fifth aspects.
本発明は、かご形誘導機における回転子内の導体を冷却する性能を高めることができるという優れた効果を奏する。 The present invention has an excellent effect that the performance of cooling a conductor in a rotor in a cage induction machine can be enhanced.
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図4について説明する。
図1に示すように、かご形誘導機Mは、モータハウジング10と、モータハウジング10の内周面に固定された環状の固定子11と、モータハウジング10に回転可能に支持された回転子15とを備えている。
A first embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the cage induction machine M includes a
図2に示すように、かご形誘導機Mを構成する固定子11は、環状のステータコア12と、ステータコア12の内周に複数配列されたティース121間のスロット122に施された巻線13とからなる。スロット122は、環状の固定子11の周方向に等ピッチで配列されている。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、ステータコア12は、磁性体(電磁鋼板)製の複数枚のコア板14を積層して構成されており、ロータコア16は、磁性体(電磁鋼板)製の複数枚のコア板20を積層して構成されている。
As shown in FIG. 1, the
回転子15は、円筒形状のロータコア16と、ロータコア16の筒内(以下においては貫通路160と記す)に通された回転軸17と、ロータコア16の両端面162,163に接合された一対の短絡環18,19とを備えている。ロータコア16は、一対の送風装置21,22を介して回転軸17に支持されている。
The
図3に示すように、送風装置22は、回転軸17に嵌合される内輪部23と、円筒形状のロータコア16の内周面に嵌合される外輪部24と、内輪部23と外輪部24とに連結された複数の羽根25とから構成されている。送風装置21も同様の構成である。回転軸17の外周面171と貫通路160の周壁面161との間に介在された送流装置としての送風装置21,22、回転軸17及びロータコア16は、矢印Rの方向へ一体的に回転する。
As shown in FIG. 3, the
図1に示すように、環状の固定子11の内側に設けられたロータコア16には複数のスロット26が回転子15の回転軸線151の方向に貫通するように形成されている。各スロット26内には導体27が充填されている。導体27は、その両端が短絡環18,19に固定されて短絡されている。
As shown in FIG. 1, a plurality of
回転子15は、巻線13への通電制御によって回転軸線151を中心にして回転する。
短絡環18,19の内周面には複数の放熱片28,29(図2に示すように、本実施形態ではそれぞれ5つ)が一体形成されている。放熱片28は、ロータコア16の一方の端面162に対向する短絡環18の端面181側から貫通路160内に突入するように形成されており、放熱片29は、ロータコア16の他方の端面163に対向する短絡環19の端面191側から貫通路160内に突入するように形成されている。つまり、放熱片28,29の一部は、貫通路160内に突入されている。短絡環18及び放熱片28は、放熱器30Aを構成し、短絡環19及び放熱片29は、放熱器30Bを構成する。
The
A plurality of
図4は、ロータコア16の内周面、送風装置21,22の外輪部24の内周面、及び短絡環18,19の内周面を平面展開した展開図を表す。
図1に示すモータハウジング10内は、図示しない導入通路及び図示しない排出通路を介して大気に連通している。本実施形態では、回転軸17の矢印Rの方向への回転に伴って、送風装置21,22の羽根25が貫通路160内で矢印Q〔図1参照〕の方向へ空気を送る。送風装置21,22の回転に伴い、モータハウジング10外の大気から空気が前記導入通路を介してモータハウジング10内へ導入される。モータハウジング10内へ導入された空気は、送風装置21側から貫通路160を通って送風装置22側へ送られる。送風装置21側から貫通路160を通って送風装置22側へ送られた空気は、前記排出通路からモータハウジング10外へ流出する。
FIG. 4 is a development view in which the inner peripheral surface of the
The
ロータコア16の外周面の近くにある導体27で発生する熱の一部は、短絡環18,19を介して放熱片28,29に伝わる。放熱片28,29に伝えられた熱は、貫通路160内を流れる空気に伝わる。つまり、貫通路160内の放熱片28,29と貫通路160内を流れる空気との間の熱伝達作用は、ロータコア16の外周面付近の冷却をもたらす。
Part of the heat generated in the
第1の実施形態では以下の効果が得られる。
(1)導体27から短絡環18,19を介して放熱片28,29に伝えられた熱は、回転する放熱片28,29から貫通路160内を流れる空気へ伝えられる。モータハウジング10内における空気流速は、空気流を発生させる送風装置21,22を設けた貫通路160内で最速である。短絡環18,19に一体に連結する放熱片28,29を空気流速最速となる貫通路160内に突入された構成は、ロータコア16内(回転子15内)の導体27を冷却する性能を高める。
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The heat transferred from the
(2)短絡環18,19に放熱片28,29を別体で連結した場合に比べ、放熱片28,29を短絡環18,19に一体形成した構成は、導体27から放熱片28,29への熱伝達効率を高める。このような一体構成は、導体27を冷却する性能の向上に寄与する。
(2) Compared to the case where the radiating
又、このような一体構成は、放熱器30A,30Bの形成工程の簡素化に寄与する。
次に、図5の第2の実施形態を説明する。第1の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
Further, such an integrated configuration contributes to simplification of the process of forming the
Next, a second embodiment of FIG. 5 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
図5(b)は、ロータコア16の内周面、送風装置21,22の外輪部24の内周面、及び短絡環18,19の内周面を平面展開した展開図を表す。図5(a)は、送風装置21側から放熱片29Aを見た図である。
FIG. 5B shows a development in which the inner peripheral surface of the
放熱片28A,29Aは、回転軸線151に沿って送風装置21側から送風装置22側へと向かうにつれて、ロータコア16の回転方向Rとは反対側に向かう送風面281,291を有する形状に形成されている。ロータコア16の回転に伴い、放熱片28A.29Aの送風面281,291は、回転軸線151に沿って送風装置21側から送風装置22側へと貫通路160内の空気を送る。送風面281,291は、ロータコア16の回転に伴って回転軸線151の方向へ送られる空気(冷却流体)流の送流成分を生成する。送風面281,291を有する放熱片28A,29Aは、放熱片28A,29Aから空気への熱伝達の効率向上に有利である。
The
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○図6に示すように、貫通路160内に全て嵌入された円環33の内周面に放熱片28Bを一体形成してもよい。この場合、放熱片28Bは、全て貫通路160内に入り込んでおり、円環33の端面は、短絡環18の端面181〔図1参照〕に接合している。短絡環18、円環33及び放熱片28Bは、放熱器を構成する。
In the present invention, the following embodiments are also possible.
As shown in FIG. 6, the
○図7に示すように、円環33の内周面に放熱片28Cを別体形成してもよい。
○図8(a)に示すように、ファン型の放熱器31A,31Bを採用してもよい。図8(b)に示すように、放熱器31Bは、回転軸17に嵌合される内輪部311と、円筒形状のロータコア16の内周面に嵌合される外輪部312と、内輪部311と外輪部312とに連結された複数の放熱片313とを備えている。放熱器31Aの構成も放熱器31Bと同様である。内輪部311は、短絡環18,19の端面181,191に接触している。
As shown in FIG. 7, the
As shown in FIG. 8A, fan-
ロータコア16、回転軸17及び放熱器31A,31Bは、一体的に回転する。放熱器31A,31Bの矢印Rの方向への回転に伴って、放熱片313が貫通路160内で矢印Qの方向へ空気を送る。
The
この実施形態では、図5の第2の実施形態と同様の効果が得られる。
○図9(a),(b)に示すように、ロータコア16の端面162,163に凹部32A,32Bを形成し、凹部32A,32Bの底を貫通する軸通し孔164に回転軸17を嵌入してロータコア16を回転軸17によって直接支持してもよい。この場合、回転軸線151の方向に延びる複数の送流路165が凹部32A,32Bの底を通るようにロータコア16に貫設される。送風装置21側の空気は、送流路165を通って送風装置22側へ流れる。複数の送流路165及び凹部32A,32Bは、貫通路を構成する。
In this embodiment, the same effect as the second embodiment of FIG. 5 is obtained.
○ As shown in FIGS. 9A and 9B, the
図示の例では、送流路165の個数と放熱片28の個数と放熱片29の個数とは、同じであり、回転軸線151の方向に見た場合、送流路165と放熱片28,29とは部分的に重なっている。このような重なり構成では、送風装置21側から送流路165へ流入する空気流の一部が放熱片28に当たり、送流路165から送風装置22側へ流出する空気流の一部が放熱片29に当たる。これは、放熱片28,29から空気への熱伝達効率を高める。
In the illustrated example, the number of the
○送風装置21,22と同様の送風装置を貫通路160外に設けてもよい。
○一対の送風装置21,22のうち、一方のみを採用してもよい。
○短絡環18,19の環内に円環33を嵌合してもよい。
A blower similar to the
Only one of the pair of
The
○冷却流体として、空気以外の気体や液体を用いてもいよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
〔1〕前記放熱片は、前記ロータコアの回転に伴って前記回転軸線の方向への送流成分を生成する送風面を有している請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のかご形誘導機における回転子。
○ A gas or liquid other than air may be used as the cooling fluid.
The technical idea that can be grasped from the embodiment described above will be described below.
[1] The heat dissipation piece according to any one of
11…固定子。15…回転子。151…回転軸線。16…ロータコア。160…貫通路。161…周壁面。162,163…端面。164…軸通し孔。165…送流路。17…回転軸。171…外周面。18,19…短絡環。21,22…送流装置としての送風装置。26…スロット。27…導体。28,28A,28B,28C,29,29A,313…放熱片。30A,30B,31A,31B…放熱器。32A,32B…凹部。33…円環。M…かご形誘導機。 11 ... Stator. 15 ... Rotor. 151: A rotational axis. 16 ... Rotor core. 160 ... a through passage. 161 ... A peripheral wall surface. 162, 163 ... end faces. 164 ... A shaft through hole. 165... 17 ... Rotating shaft. 171 ... Outer peripheral surface. 18, 19 ... Short circuit ring. 21, 22... Blower as a flow sending device. 26: Slot. 27: Conductor. 28, 28A, 28B, 28C, 29, 29A, 313. 30A, 30B, 31A, 31B ... radiator. 32A, 32B ... concave portions. 33 ... An annulus. M: A cage induction machine.
Claims (6)
前記短絡環には放熱器が設けられており、
前記放熱器は、放熱片を備えており、
前記放熱片の少なくとも一部は、前記貫通路内に突入されているかご形誘導機における回転子。 A rotor core is provided inside the stator, and the rotor core includes a plurality of slots arranged in a circumferential direction thereof, and a conductor is provided in the slot, and a pair of end faces of the rotor core are provided on the pair of end faces. Is provided in such a manner that a short-circuit ring is in contact with the conductor, and in the rotor in the squirrel-cage induction machine in which the rotor core is provided with a through passage extending in the direction of the rotation axis thereof,
The short-circuit ring is provided with a radiator.
The radiator includes a radiator piece,
At least a part of the heat dissipating piece is a rotor in a squirrel-cage induction machine that is inserted into the through passage.
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