JP2011010498A

JP2011010498A - 回転電機

Info

Publication number: JP2011010498A
Application number: JP2009153181A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nishihama; 和雄西濱; Hiroyuki Mikami; 浩幸三上; Tadahiro Shimozono; 忠弘下薗; Keiichiro Kaihatsu; 慶一郎開發; Atsushi Abe; 敦阿部
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2011-01-13

Abstract

【課題】かご形誘導電動機における回転子導体とエンドリングの接合形状や電磁鋼板と端板の寸法に関し、かご形誘導電動機では、回転子導体が長くなることや、回転子導体とエンドリングのつながり部分で電流が集中することで、回転子導体やエンドリングの電気抵抗損が大きくなり効率が低下する問題がある点である。
【解決手段】本発明は、回転子鉄心と、この回転子鉄心の外周近くに間隔を置いて設置された多数の回転子スロットと、これらの回転子スロットに埋め込まれた回転子導体と、回転子鉄心の両端に設置されたエンドリングを備えたかご形誘導電動機において、回転子鉄心は電磁鋼板の両端に端板が設置された構成とし、端板は電磁鋼板よりも回転子スロットの面積が大きいことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はかご形誘導電動機に関するものである。

従来のかご形誘導電動機において、回転子導体とエンドリングの接合形状に関する公知例として、特許文献１には、回転子導体とエンドリングをロウ付けする従来技術を開示している。また、電磁鋼板と端板の寸法に関する公知例として、特許文献２には、電磁鋼板よりも端板のスロットを大きくする従来技術を開示している。

特開平１０−１５０７５０号公報特開平２００７−３２９９８６号公報

特許文献１及び特許文献２の従来技術は、回転子導体とエンドリングの接合形状に関する技術や電磁鋼板と端板の寸法に関する技術が開示されている、電磁鋼板とエンドリングが離れているため回転子導体が長くなることや、回転子導体とエンドリングのつながり部分で電流が集中することで、回転子導体やエンドリングの損失が増加して効率が低下する問題に対しては何ら示唆されていない。

本発明は、これらの問題に対して高効率で高信頼性なかご形誘導電動機を提供することである。

本発明のその他の目的及び特徴は、以下の記載、及び実施形態の説明で明らかにする。

上記課題を達成するために、本発明は回転子鉄心と、該回転子鉄心の内周に設置された多数の回転子スロットと、該回転子スロットに埋め込まれた回転子導体と、前記回転子鉄心の両端に設置されたエンドリングを備えたかご形誘導電動機において、前記回転子鉄心は電磁鋼板の両端に端板を備え、該端板は前記電磁鋼板よりも前記回転子スロットの面積が大きいことを特徴とするものである。

更に、本発明はかご形誘導電動機において、前記回転子導体と前記エンドリングをダイカストで製造したことを特徴とするものである。

更に、本発明はかご形誘導電動機において、前記回転子導体と前記エンドリングをメッキで製造したことを特徴とするものである。

更に、本発明はかご形誘導電動機において、前記端板のスロットは、外周側を前記電磁鋼板のスロットに対して大きくすることを特徴とするものである。

更に、本発明はかご形誘導電動機において、固定子鉄心と、該固定子鉄心の内周に設置された多数の固定子スロットと、該固定子スロットに埋め込まれた固定子巻線を備え、該固定子よりも前記回転子の積厚を大きくしたことを特徴とするものである。

また、上記課題を達成するために、本発明は回転子鉄心と、該回転子鉄心の内周に設置された多数の回転子スロットと、該回転子スロットに埋め込まれた回転子導体と、前記回転子鉄心の両端に設置されたエンドリングを備えたかご形誘導電動機において、前記回転子鉄心は電磁鋼板の両端に端板を備え、該端板は前記電磁鋼板の位置よりも前記回転子スロットの位置での面積が大きいことを特徴とするものである。

更に、本発明はかご形誘導電動機において、前記端板のスロットは、シャフト側よりも外周側を前記電磁鋼板のスロットに対して大きくすることを特徴とするものである。

本発明によれば、高効率で高信頼性なかご形誘導電動機を提供することを実現できる。

本発明の実施例によるかご形誘導電動機の回転子の部分断面図。本発明の他の実施例によるかご形誘導電動機の回転子鉄心の部分断面図。本発明の他の実施例によるかご形誘導電動機の回転子鉄心の部分断面図。本発明の他の実施例によるかご形誘導電動機の回転子鉄心の部分断面図。本発明の他の実施例によるかご形誘導電動機の回転子鉄心の部分断面図。本発明の一実施例によるかご形誘導電動機の部分断面図。

以下、図示した実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例によるかご形誘導電動機の回転子の部分断面図である。回転子２１０は、回転子鉄心２１１と、この回転子鉄心２１１の外周近くに間隔を置いて設置された多数の回転子スロット２１２と、これらの回転子スロット２１２に埋め込まれた回転子導体２１３と、回転子鉄心２１１の両端に設置されたエンドリング２１４と、回転子鉄心の内周側に設置されたシャフト２１５を備えたかご形誘導電動機において、回転子鉄心２１１は電磁鋼板１１２の両端に端板１１１が設置された構成とし、端板１１１は電磁鋼板１１２よりも回転子スロット２１２の面積が大きくなっており、回転子導体２１３とエンドリング２１４はダイカストで製造されて、回転子導体２１３の面積は電磁鋼板１１２の部分よりも端板１１１の部分のほうが大きく形成されている。

回転子導体２１３とエンドリング２１４のつながり部分では、電流が集中するが、本実施例では、回転子導体２１３の面積を電磁鋼板１１２の部分よりも端板１１１の部分のほうを大きくすることで、電流の流れを滑らかにすることができ、電流の集中を緩和することができる。電流の集中を緩和することで、回転子導体２１３とエンドリング２１４のつながりの部分の損失を低減でき効率が向上される。

また、回転子導体２１３の面積を電磁鋼板１１２の部分よりも端板１１１の部分のほうを大きくすることで、応力集中も緩和することができる。応力集中を緩和することで、信頼性が向上できる。特に周速の大きい回転電機において信頼性向上の効果が大きい。

図２から図５は、本発明の他の実施例によるかご形誘導電動機の回転子鉄心の部分断面図を示している。図２（ａ）は、図１のＢ−Ｂ断面図であり、端板１１１と電磁鋼板１１２のみ記載してあり、回転子導体２１３は非表示である。端板１１１のスロット形状は、電磁鋼板１１２のスロット形状ごとに異なり、図２から図５にその変形例の実施例を記載している。

回転子導体２１３とエンドリング２１４のつながり部分で電流が集中するが、特に外周側に電流の集中が大きいため、端板１１１のスロットは、特に外周側を電磁鋼板１１２のスロットに対して大きくすることで、電流の集中を大きく緩和できる。図２（ｂ）には、端板１１１の固定子側のスロットを大きくした実施例も記載してある。

図３（ａ）は、他の実施例としてシャフト側と固定子側の形状を半円形にした端板１１１と電磁鋼板１１２を開示している。また、図３（ｂ）には、端板１１１の固定子側のスロットを大きくした構成例を示している。

図４（ａ）は、他の実施例として固定子側を円形にして、かつ、前述の図２と同様の形状を組み合わせた端板１１１と電磁鋼板１１２を開示している。また、図４（ｂ）には、端板１１１の固定子側のスロットを大きくした構成例を示している。

図５（ａ）は、他の実施例として固定子側を半円形にした端板１１１と電磁鋼板１１２を示している。また、図５（ｂ）には、端板１１１の固定子側のスロットを大きくした構成例を示している。

以上の実施例においても、回転子導体２１３とエンドリング２１４のつながり部分で電流が集中するが、特に固定子側で電流の集中が大きいため、端板１１１のスロットは、特に外周側を電磁鋼板１１２のスロットに対して大きくすることで、電流の集中を大きく緩和できる効果が得られる。

また、前述に示した構成以外に、端板１１１は２枚以上でもよく、エンドリングに近づくにつれ、スロットの大きさを徐々に大きくしてもよく、そのことで、回転子導体２１３とエンドリング２１４の電流や応力の集中がさらに緩和される。本実施例では端板１１１の材質は鉄を採用しているが、電磁鋼板１１２と同じものでもよい。また端板１１１は非磁性と磁性のどちらでもよい。本実施例では回転子導体２１３とエンドリング２１４の材質はアルミであるが、銅や他の導電体でもよい。本実施例による回転子導体２１３とエンドリング２１４の製造はダイカストにより実施しているが、メッキにより製造してもよい。本実施例による電磁鋼板１１２と端板１１１は薄板を積層して製作しているが、圧粉磁心により製作してもよい。

図６は、本発明の一実施例によるかご形誘導電動機の部分断面図である。固定子鉄心３２１と、この固定子鉄心３２１の内周近くに間隔を置いて設置された多数の固定子スロット３２２と、これらの固定子スロット３２２に埋め込まれた固定子巻線３２３を備えた固定子３２０と、回転子鉄心２１１と、この回転子鉄心２１１の外周近くに間隔を置いて設置された多数の回転子スロット２１２と、これらの回転子スロット２１２に埋め込まれた回転子導体２１３と、回転子鉄心２１１の両端に設置されたエンドリング２１４と、回転子鉄心の内周側に設置されたシャフト２１５を備えた回転子２１０を備えたかご形誘導電動機において、固定子鉄心３２１よりも回転子鉄心２１１の積厚を大きくしている。誘導電動機は、本実施例のように回転子鉄心２１１の積厚を大きくすることで、回転子の磁束量が増えてトルクが増加するため、端板１１１のスロットを電磁鋼板１１２よりも大きくすることで、回転子導体２１３とエンドリング２１４の電流集中を緩和する効果に加えて出力増大の効果がある。

２１０回転子
２１１回転子鉄心
２１２回転子スロット
２１３回転子導体
２１４エンドリング
２１５シャフト
３２０固定子
３２１固定子鉄心
３２２固定子スロット
３２３固定子巻線

Claims

回転子鉄心と、
該回転子鉄心の内周に設置された多数の回転子スロットと、
該回転子スロットに埋め込まれた回転子導体と、
前記回転子鉄心の両端に設置されたエンドリングを備えたかご形誘導電動機において、
前記回転子鉄心は電磁鋼板の両端に端板を備え、
該端板は前記電磁鋼板よりも前記回転子スロットの面積が大きいことを特徴とするかご形誘導電動機。
請求項１において、前記回転子導体と前記エンドリングをダイカストで製造したことを特徴とするかご形誘導電動機。
請求項１において、前記回転子導体と前記エンドリングをメッキで製造したことを特徴とするかご形誘導電動機。
請求項１において、
前記端板のスロットは、外周側を前記電磁鋼板のスロットに対して大きくすることを特徴とするかご形誘導電動機。
請求項１乃至請求項４において、
固定子鉄心と、
該固定子鉄心の内周に設置された多数の固定子スロットと、
該固定子スロットに埋め込まれた固定子巻線を備え、
該固定子よりも前記回転子の積厚を大きくしたことを特徴とするかご形誘導電動機。
回転子鉄心と、
該回転子鉄心の内周に設置された多数の回転子スロットと、
該回転子スロットに埋め込まれた回転子導体と、
前記回転子鉄心の両端に設置されたエンドリングを備えたかご形誘導電動機において、
前記回転子鉄心は電磁鋼板の両端に端板を備え、
該端板は前記電磁鋼板の位置よりも前記回転子スロットの位置での面積が大きいことを特徴とするかご形誘導電動機。
請求項６において、
前記端板のスロットは、シャフト側よりも外周側を前記電磁鋼板のスロットに対して大きくすることを特徴とするかご形誘導電動機。