JP2014099966A - Method of manufacturing squirrel-cage rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、かご形回転子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a cage rotor.
誘導電動機のかご形回転子は、回転子鉄心と導体バーとを備える。回転子鉄心には、周方向に並べて複数の貫通穴(スロット)が形成されている。回転子鉄心に形成されたスロットには、アルミダイカストによってアルミニウムが充填され、導体バーが構成される。 A squirrel-cage rotor of an induction motor includes a rotor core and a conductor bar. The rotor core is formed with a plurality of through holes (slots) arranged in the circumferential direction. The slots formed in the rotor core are filled with aluminum by aluminum die casting to form a conductor bar.
導体バーと回転子鉄心との間に絶縁処理がされていない場合には、回転子の渦電流損や漂遊負荷損が発生し、電動機の効率低下を招いていた。この対策方法として、かご形回転子を加熱してから水冷することで、主に鉄で構成される回転子鉄心と主にアルミニウムで構成される導体バーとの線膨張係数差により回転子鉄心から導体バーを剥離する処理方法が、例えば特許文献1に開示されている。
When insulation treatment is not performed between the conductor bar and the rotor core, eddy current loss and stray load loss occur in the rotor, resulting in a reduction in efficiency of the motor. As a countermeasure against this problem, the cage rotor is heated and then cooled with water, so that the difference between the coefficient of linear expansion between the rotor core mainly composed of iron and the conductor bar composed mainly of aluminum The processing method which peels a conductor bar is disclosed by
しかしながら、かご形回転子を加熱するためには加熱炉設備が必要になる。加熱炉設備では、複数本の回転子を一度に加熱するため、在庫品の増加や工程日数が掛かるという問題があった。さらに、400〜450度の温度で加熱するため、回転子鉄心の酸化や熱変形等が生じる場合があるといった品質面での課題もあった。 However, heating furnace equipment is required to heat the cage rotor. In the heating furnace equipment, since a plurality of rotors are heated at a time, there are problems that the number of inventory items and the number of process days are increased. Furthermore, since the heating is performed at a temperature of 400 to 450 degrees, there is a problem in terms of quality that the rotor core may be oxidized or thermally deformed.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、品質面での問題も生じにくく、より簡単な装置、手順で導体バーと回転子鉄心との間に絶縁処理を施すことのできるかご形回転子の製造方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is difficult to cause a problem in terms of quality, and a cage shape that can be insulated between the conductor bar and the rotor core with a simpler apparatus and procedure. It aims at obtaining the manufacturing method of a rotor.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回転子鉄心に形成されたスロットにアルミダイカスト工程によってアルミニウムを充填させて導体バーを形成するステップと、導体バーの形成後に回転子鉄心に複数回の衝撃を加えるステップと、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a step of filling a slot formed in a rotor core with aluminum by an aluminum die casting process to form a conductor bar, and a rotation after the conductor bar is formed. Applying a plurality of impacts to the core.
本発明によれば、品質面での問題も生じにくく、より簡単な装置、手順で導体バーと回転子鉄心との間に絶縁処理を施すことができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is no problem in terms of quality, and there is an effect that an insulation process can be performed between the conductor bar and the rotor core with a simpler apparatus and procedure.
以下に、本発明の実施の形態にかかるかご形回転子の製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Below, the manufacturing method of the cage rotor concerning embodiment of this invention is demonstrated in detail based on drawing. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるかご形回転子の製造方法を説明する図であってかご形回転子の側面図である。図1に示すかご形回転子50は、誘導電動機に用いられる回転子であり、回転子鉄心1とダイカスト部2とを備える。回転子鉄心1の中心には回転軸3が挿入される。かご形回転子50は、誘導電動機において、回転軸3を中心に回転可能とされる。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method for manufacturing a cage rotor according to a first embodiment of the present invention, and is a side view of the cage rotor. A squirrel-
図2は、かご形回転子50を回転軸3に沿って見た図である。回転子鉄心1には、回転軸3に沿って延びる貫通穴として複数のスロット6が形成されている。スロット6は、周方向に沿って並べて形成されている。回転子鉄心1は、回転軸3を挿入する穴やスロット6が形成されるように所定の形状に打ち抜かれた鉄板が積層されて構成されている。
FIG. 2 is a view of the
ダイカスト部2は、スロット6に充填されたアルミニウムによって構成される導体バー7と、回転軸3に沿った回転子鉄心1の両側に設けられるエンドリング部13とを有する。回転子鉄心1の両側に設けられるエンドリング部13同士は、導体バー7を介して連結されている。ダイカスト部2は、アルミダイカスト工程によって、導体バー7とエンドリング部13とを一体成形することで形成される。
The die
次に、かご形回転子50の製造方法について説明する。まず、所定の形状に打ち抜かれた鉄板を積層して回転子鉄心1を製造する。次に、アルミダイカスト工程によって、回転子鉄心1のスロット6に溶融アルミニウムを充填させ、導体バー7とエンドリング部13とを含むダイカスト部2を成形する。次に、回転子鉄心1に回転軸3を挿入して固定する。次に、必要な寸法精度でかご形回転子50に切削加工を行う。次に、かご形回転子50の表面に複数回の衝撃を加える。例えば、回転軸3に垂直となる方向から、かご形回転子50の表面に複数回の衝撃が加えられる。なお、衝撃を加える方向は、これに限られない。
Next, a method for manufacturing the
図3は、図2に示すA部分を拡大した部分拡大図である。かご形回転子50の表面に複数回の衝撃を加えることで、スロット6の内側で、回転子鉄心1から導体バー7が剥離されて、回転子鉄心1と導体バー7との間に空気層8が形成される。
FIG. 3 is a partially enlarged view in which the portion A shown in FIG. 2 is enlarged. By applying an impact several times to the surface of the
かご形回転子50の表面に衝撃を加える手法としては、例えば、図1に示すように、先端に衝撃部材5が取り付けられたピストンバルブ14を用いてもよい。ピストンバルブ14が往復移動することで、かご形回転子50の表面に衝撃部材5が衝突するようにすれば、かご形回転子50の表面に衝撃を加えることができる。
As a method for applying an impact to the surface of the
衝撃部材5には、かご形回転子50の表面や回転子鉄心1と回転軸3との同軸度を変形させないような材料、例えばポリカーボネイト等の強化プラスチックを用いることが好ましい。なお、かご形回転子50の表面に加える衝撃の回数は、回転子の径やスロット6の数により任意に設定する。
The
空気層8が形成された部分では、回転子鉄心1と導体バー7との電気的接触がなくなり、隣り合うスロット6間での短絡電流が生じにくくなる。したがって、誘導電動機の渦電流損や漂遊負荷損を抑えることができ、電動機の特性向上を図ることができる。
In the portion where the
図4は、かご形回転子を用いた電動機の回転数とトルク特性の関係を示す図である。表面に衝撃を加える前のかご形回転子のトルクカーブ9よりも、表面に衝撃が加えられたかご形回転子のトルクカーブ10のほうが大きなトルク上昇を確認することができる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the rotational speed and torque characteristics of an electric motor using a squirrel-cage rotor. It can be confirmed that the
図5は、かご形回転子を用いた電動機の回転数と効率特性の関係を示す図である。表面に衝撃を加える前のかご形回転子の効率カーブ11よりも、表面に衝撃が加えられたかご形回転子の効率カーブ12のほうが効率の向上を確認することができる。このように、図4,5からも、かご形回転子の表面に衝撃を加えることで、誘導電動機の渦電流損や漂遊負荷損を抑えて電動機の特性向上を図ることができることが確認される。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the rotational speed of an electric motor using a cage rotor and efficiency characteristics. The efficiency improvement can be confirmed in the
以上説明した様に、かご形回転子50の表面に複数回衝撃を加えることで、誘導電動機の渦電流損や漂遊負荷損を抑え特性改善を図ることができる。したがって、加熱・冷却を行う設備に比べて簡単な設備で済むため、製造ラインのインライン化や小型化を図ることができる。また、衝撃を加えるという簡単な手順で回転子鉄心1と導体バー7との間に絶縁処理を施すことができる。また、在庫品増加や工程日数が掛かることなく生産することが可能であり、酸化や高温による熱変形等の品質面の課題も解決が可能である。
As described above, by applying an impact to the surface of the cage rotor 50 a plurality of times, eddy current loss and stray load loss of the induction motor can be suppressed and the characteristics can be improved. Accordingly, since the equipment is simpler than the equipment for heating and cooling, the production line can be inlined and downsized. Further, an insulation process can be performed between the
以上のように、本発明にかかるかご形回転子は、アルミダイカスト工程によって導体バーが形成されるかご形回転子の製造方法に有用である。 As described above, the cage rotor according to the present invention is useful for a method of manufacturing a cage rotor in which conductor bars are formed by an aluminum die casting process.
1 回転子鉄心、2 ダイカスト部、3 回転軸、5 衝撃部材、6 スロット、7 導体バー、8 空気層、9 トルクカーブ、10 トルクカーブ、11 効率カーブ、12 効率カーブ、13 エンドリング部、14 ピストンバルブ、50 かご形回転子。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記導体バーの形成後に前記回転子鉄心に複数回の衝撃を加えるステップと、を備えることを特徴とするかご形回転子の製造方法。 Filling a slot formed in the rotor core with aluminum by an aluminum die casting process to form a conductor bar;
Applying a plurality of impacts to the rotor core after forming the conductor bar, and a method of manufacturing a squirrel-cage rotor.
前記回転子鉄心に衝撃を加えるステップにおいて、前記回転軸と垂直な方向から衝撃を加えることを特徴とする請求項1に記載のかご形回転子の製造方法。 Further comprising the step of inserting a rotating shaft into the rotor core;
2. The method for manufacturing a cage rotor according to claim 1, wherein in the step of applying an impact to the rotor core, the impact is applied from a direction perpendicular to the rotation axis.
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