JP2831418B2 - 誘導電動機の回転子 - Google Patents
誘導電動機の回転子Info
- Publication number
- JP2831418B2 JP2831418B2 JP2000427A JP42790A JP2831418B2 JP 2831418 B2 JP2831418 B2 JP 2831418B2 JP 2000427 A JP2000427 A JP 2000427A JP 42790 A JP42790 A JP 42790A JP 2831418 B2 JP2831418 B2 JP 2831418B2
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- JP
- Japan
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- rotor
- slots
- magnetic flux
- induction motor
- core
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、キャストロータなどと呼ばれる、鋳込み形
成された２次巻線を有するかご形誘導電動機の回転子に
係り、特に運転の静粛性についての要求が高い、空調装
置用のコンプレッサー駆動用などに好適な誘導電動機の
回転子に関する。
成された２次巻線を有するかご形誘導電動機の回転子に
係り、特に運転の静粛性についての要求が高い、空調装
置用のコンプレッサー駆動用などに好適な誘導電動機の
回転子に関する。
誘導電動機の運転騒音の低減は、絶えざる命題である
が、特に近年、エアコンなどとよばれている空調装置の
コンプレッサーとして、従来から主流を占めていたレシ
プロ方式に加えて、或いは、それに代わって、ロータリ
ー形、スクロール形などの、いわゆる回転方式のものが
用いられるようになり、この結果、コンプレッサー自体
での著しい低騒音化が容易になるにつれ、それを駆動す
る電動機の騒音が目立つようになり、一層の低騒音化が
強く望まれるようになってきた。
が、特に近年、エアコンなどとよばれている空調装置の
コンプレッサーとして、従来から主流を占めていたレシ
プロ方式に加えて、或いは、それに代わって、ロータリ
ー形、スクロール形などの、いわゆる回転方式のものが
用いられるようになり、この結果、コンプレッサー自体
での著しい低騒音化が容易になるにつれ、それを駆動す
る電動機の騒音が目立つようになり、一層の低騒音化が
強く望まれるようになってきた。
ところで、電動機の騒音の原因の主なものの一つに電
磁騒音があるが、これの低減策として、回転子の構造に
工夫を凝らした従来例としては、例えば特開昭52−2020
4号公報があり、この公報では、回転子の歯頭幅間隔を
不等にするという提案がなされている。
磁騒音があるが、これの低減策として、回転子の構造に
工夫を凝らした従来例としては、例えば特開昭52−2020
4号公報があり、この公報では、回転子の歯頭幅間隔を
不等にするという提案がなされている。
また、これとは別に、回転子スロットにスキューを付
加する方法も、従来から広く採用されていた。
加する方法も、従来から広く採用されていた。
なお、電磁騒音の低減とは直接結び付かないが、回転
子鉄心のスロットの外周に高磁気抵抗部を設けるように
した回転子については、例えば特開昭53−98011号公報
に開示があり、また、スロット間に空隙を設けるように
した回転子については、例えば実開昭53−44710号公報
に開示されている。
子鉄心のスロットの外周に高磁気抵抗部を設けるように
した回転子については、例えば特開昭53−98011号公報
に開示があり、また、スロット間に空隙を設けるように
した回転子については、例えば実開昭53−44710号公報
に開示されている。
上記従来技術のうち、特開昭52−20204号公報に開示
の技術では、全閉スロット形の回転子での電磁騒音の低
減には配慮がされておらず、キャストロータなど、全閉
スロット形の回転子に適用して騒音低減を図ることはで
きない。
の技術では、全閉スロット形の回転子での電磁騒音の低
減には配慮がされておらず、キャストロータなど、全閉
スロット形の回転子に適用して騒音低減を図ることはで
きない。
また、従来から広く採用されているスキューの付加に
よる方法は、電動機の停動トルクの低下や、漂遊損失の
増加などを招き、特性低下の問題があった。
よる方法は、電動機の停動トルクの低下や、漂遊損失の
増加などを招き、特性低下の問題があった。
なお、特開昭53−98011号公報に開示されている回転
子は作業性についての配慮がされておらず、ダイカスト
作業に問題があり、また、実開昭53−44710号公報に開
示されている回転子では、高周波電流について配慮がさ
れておらず、特性に問題があった。
子は作業性についての配慮がされておらず、ダイカスト
作業に問題があり、また、実開昭53−44710号公報に開
示されている回転子では、高周波電流について配慮がさ
れておらず、特性に問題があった。
本発明の目的は、電動機特性や作業性を損なう虞れが
なく、充分に騒音の低減が得られるようにした誘導電動
機の回転子を提供することにある。
なく、充分に騒音の低減が得られるようにした誘導電動
機の回転子を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、複数のスロット
の間の中央部分に、各スロットと平行に複数の貫通孔を
設け、該貫通孔の形状を半月形に形成すると共に、その
円弧側が回転子の外周側になり、直線側が回転軸側にな
るようにして配置させ、且つ、この貫通孔を、その両端
が外部に連通された中空状態に保持することにより、全
体の磁束に対する磁気抵抗の増加を抑えながら、回転子
鉄心の外周空隙部近傍での回転子の径方向に沿った磁束
流通経路の分割が得られるようにしたものである。
の間の中央部分に、各スロットと平行に複数の貫通孔を
設け、該貫通孔の形状を半月形に形成すると共に、その
円弧側が回転子の外周側になり、直線側が回転軸側にな
るようにして配置させ、且つ、この貫通孔を、その両端
が外部に連通された中空状態に保持することにより、全
体の磁束に対する磁気抵抗の増加を抑えながら、回転子
鉄心の外周空隙部近傍での回転子の径方向に沿った磁束
流通経路の分割が得られるようにしたものである。
回転子鉄心の各スロット間に設けられた貫通孔は、回
転子鉄心の外周空隙部近傍での回転子の径方向に沿った
磁束流通経路を分割する働きをし、電動機の加振周波数
を増加させるので、電動機フレームの固有振動周波数と
加振周波数との分離が得られ、電磁騒音の低減が得られ
る。
転子鉄心の外周空隙部近傍での回転子の径方向に沿った
磁束流通経路を分割する働きをし、電動機の加振周波数
を増加させるので、電動機フレームの固有振動周波数と
加振周波数との分離が得られ、電磁騒音の低減が得られ
る。
ここで、かご形誘導電動機の加振周波数について説明
すると、次式のようになる。
すると、次式のようになる。
ここで、fz：加振周波数（Hz） Q2：回転子のスロット数 P :極対数 S :滑り f :電源周波数（Hz） この式から明らかなように、誘導電動機の加振周波数
は回転子のスロット数に依存するが、これは、磁気空隙
での磁束分布が、スロット部分では磁気抵抗が高いため
疎になり、磁気抵抗が小さい歯鉄心上では密になるため
である。
は回転子のスロット数に依存するが、これは、磁気空隙
での磁束分布が、スロット部分では磁気抵抗が高いため
疎になり、磁気抵抗が小さい歯鉄心上では密になるため
である。
そして、この加振周波数fzが電動機フレームの固有振
動周波数に近いと、大きな騒音を発生することになるの
である。
動周波数に近いと、大きな騒音を発生することになるの
である。
そこで、本発明では、上記したように、貫通孔を設
け、スロット以外の部分にも磁気抵抗の高い部分が形成
されるようにし、これにより磁気空隙での磁束分布を変
え、加振周波数fzが電動機フレームの固有振動周波数と
は異なった周波数になるようにしたのである。
け、スロット以外の部分にも磁気抵抗の高い部分が形成
されるようにし、これにより磁気空隙での磁束分布を変
え、加振周波数fzが電動機フレームの固有振動周波数と
は異なった周波数になるようにしたのである。
しかして、このとき、誘導電動機の回転子には、固定
子（電機子）の高調波磁束により高調波電流が流れる。
そして、この高調波電流の大きさは、回転子結合係数η
が大きく程、大きくなる。
子（電機子）の高調波磁束により高調波電流が流れる。
そして、この高調波電流の大きさは、回転子結合係数η
が大きく程、大きくなる。
η＝Sin2（Pn1π／Q2）／（Pn1π／Q2）2 ここで、n1：固定子高調波磁束の次数 また、固定子で優勢な高調波の次数は、固定子でのス
ロット数をQ1とすると、 n1＝（Q1/P）±１ 従って、この結合係数ηを小さくするためには、 Q2≒Q1 に定めるのが望ましい。回転子のスロット数Q2が大きく
なると高調波電流が増加し、損失が多くなることにな
る。
ロット数をQ1とすると、 n1＝（Q1/P）±１ 従って、この結合係数ηを小さくするためには、 Q2≒Q1 に定めるのが望ましい。回転子のスロット数Q2が大きく
なると高調波電流が増加し、損失が多くなることにな
る。
そこで、電気的な回転子のスロット数、つまり、２次
巻線が施されるスロットの数は、固定子のスロット数に
近い数にしておく必要が有り、このため本発明の貫通孔
には導電材料を充填せず、中空状態に保つのである。
巻線が施されるスロットの数は、固定子のスロット数に
近い数にしておく必要が有り、このため本発明の貫通孔
には導電材料を充填せず、中空状態に保つのである。
以下、本発明による誘導電動機の回転子について、図
示の実施例により詳細に説明する。
示の実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例による回転子一部の正面図
で、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は同じくＢ
−Ｂ断面図であり、これらの図において、１は鉄板（回
転子鉄心）、２は当板、３は小穴（貫通孔）、４はエン
ドリング、５は導体である。
で、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は同じくＢ
−Ｂ断面図であり、これらの図において、１は鉄板（回
転子鉄心）、２は当板、３は小穴（貫通孔）、４はエン
ドリング、５は導体である。
鉄板１は、第４図に示すように、かご形巻線（２次巻
線）となる導体５を通すスロット８と、上記した小穴
３、それに継鉄部鉄心６と歯鉄心７が形成されており、
この鉄板１の積層して両端に当板２を設置し、アルミダ
イカストにより導体５とエンドリング４とを鋳込み成型
して回転子を構成する。
線）となる導体５を通すスロット８と、上記した小穴
３、それに継鉄部鉄心６と歯鉄心７が形成されており、
この鉄板１の積層して両端に当板２を設置し、アルミダ
イカストにより導体５とエンドリング４とを鋳込み成型
して回転子を構成する。
このとき、当板２には、第５図に示すように、小穴３
が形成されておらず、これにより、鉄板１の小穴３には
アルミニウムが充填されないようにしてある。
が形成されておらず、これにより、鉄板１の小穴３には
アルミニウムが充填されないようにしてある。
小穴３は、その形状が半月形に作られているが、その
理由は後述する。
理由は後述する。
この本発明の実施例による回転子を誘導電動機として
組立てて運転したときの磁束の状態について、第４図に
より説明する。
組立てて運転したときの磁束の状態について、第４図に
より説明する。
まず、この第４図において、９は磁束、10はエアギャ
ップ（磁気空隙）、11は固定子スロット、12は固定子歯
鉄心、13は固定子継鉄部鉄心である。
ップ（磁気空隙）、11は固定子スロット、12は固定子歯
鉄心、13は固定子継鉄部鉄心である。
図において、固定子継鉄部鉄心13からエアギャップ10
を通って回転子の歯鉄心７に流れ込もうとする磁束９
は、スロット８の間に小穴３が存在し、この部分の磁気
抵抗が高くなっているので、ここで２分割され、固定子
歯鉄心12の先端からエアギャップ10を通って回転子にい
たる部分では２経路に別れて流れるようになる。
を通って回転子の歯鉄心７に流れ込もうとする磁束９
は、スロット８の間に小穴３が存在し、この部分の磁気
抵抗が高くなっているので、ここで２分割され、固定子
歯鉄心12の先端からエアギャップ10を通って回転子にい
たる部分では２経路に別れて流れるようになる。
従って、この実施例では、磁気的にみると、回転子の
スロット数が２倍になったと等価になり、電磁騒音の原
因になる加振周波数も２倍になるので、電動機フレーム
との共振を無くし、電磁騒音を充分に抑えることができ
る。
スロット数が２倍になったと等価になり、電磁騒音の原
因になる加振周波数も２倍になるので、電動機フレーム
との共振を無くし、電磁騒音を充分に抑えることができ
る。
一方、小穴３には、アルミニウムなどの導電材料が充
填されていないので、電気的にみたときには、この小穴
３は存在しないことと等価であり、従って、高調波電流
などによる損失発生はなく、特性が低下する虞れは全く
生じない。
填されていないので、電気的にみたときには、この小穴
３は存在しないことと等価であり、従って、高調波電流
などによる損失発生はなく、特性が低下する虞れは全く
生じない。
従って、この実施例によれば、特性の低下を伴わず
に、充分に電磁騒音を低減させることができ、エアコン
などに適用して、大きな低騒音化を容易に図ることがで
きる。
に、充分に電磁騒音を低減させることができ、エアコン
などに適用して、大きな低騒音化を容易に図ることがで
きる。
そして、このとき、上記したように、小穴３は第４図
に示されているように、半月形に作られており、同じく
第４図に示されているように、この半月形の小穴３の円
弧側が鉄板（回転子鉄心）１の外周側になり、直線側
（弦側）は鉄板１の回転軸側になるようにして、各スロ
ット８の間で、それらの中央部に配置されているので、
回転子の径方向での長さが短くなり、磁束９全体として
の磁気抵抗の増加が最小限に抑えられ、励磁電流の増加
を、これも最小限に抑えることができ、良好な効率維持
を容易に得ることができる。
に示されているように、半月形に作られており、同じく
第４図に示されているように、この半月形の小穴３の円
弧側が鉄板（回転子鉄心）１の外周側になり、直線側
（弦側）は鉄板１の回転軸側になるようにして、各スロ
ット８の間で、それらの中央部に配置されているので、
回転子の径方向での長さが短くなり、磁束９全体として
の磁気抵抗の増加が最小限に抑えられ、励磁電流の増加
を、これも最小限に抑えることができ、良好な効率維持
を容易に得ることができる。
ここで、この実施例による加振周波数の２倍化動作に
ついて、第７図の従来例の場合と比較しながら、第６図
により説明する。
ついて、第７図の従来例の場合と比較しながら、第６図
により説明する。
周知のように、誘導電動機に使用される材料の中で、
鉄などの磁性材料と、銅、アルミニウムなどの導電材料
とでは磁気抵抗に大きな差があり、また、空気も極めて
高い磁気抵抗を有する。
鉄などの磁性材料と、銅、アルミニウムなどの導電材料
とでは磁気抵抗に大きな差があり、また、空気も極めて
高い磁気抵抗を有する。
そこで、まず、従来の回転子では、そのエアギャップ
10の展開図は第７図の（ｂ）に示すようになっている
が、ここで歯鉄心の部分では磁束が通り易く、他方、ス
ロットの部分では、磁束は通り難いため、固定子側での
磁束分布は、固定子スロット11と固定子歯鉄心12に合わ
せて、第７図（ａ）の9Sに示すようになり、同様に回転
子側でも、歯鉄心７とスロット８に合わせて、同図
（ｃ）の9Rに示すようになる。
10の展開図は第７図の（ｂ）に示すようになっている
が、ここで歯鉄心の部分では磁束が通り易く、他方、ス
ロットの部分では、磁束は通り難いため、固定子側での
磁束分布は、固定子スロット11と固定子歯鉄心12に合わ
せて、第７図（ａ）の9Sに示すようになり、同様に回転
子側でも、歯鉄心７とスロット８に合わせて、同図
（ｃ）の9Rに示すようになる。
一方、本発明では、エアギャップ10の展開図は第６図
の（ｂ）に示すようになり、回転子のスロット８の間に
小穴３が存在する。
の（ｂ）に示すようになり、回転子のスロット８の間に
小穴３が存在する。
この結果、本発明の実施例では、この第６図に示すよ
うに、固定子側での磁束分布9Sは、同図（ａ）に示す如
く、従来例の場合と変りないが、同図（ｃ）に示すよう
に、回転子側では、この小穴３の存在により、スロット
８と小穴３の双方に対応して磁束分布が変化し、２倍の
密度変化となり、このため、加振周波数を２倍にするこ
とができるのである。
うに、固定子側での磁束分布9Sは、同図（ａ）に示す如
く、従来例の場合と変りないが、同図（ｃ）に示すよう
に、回転子側では、この小穴３の存在により、スロット
８と小穴３の双方に対応して磁束分布が変化し、２倍の
密度変化となり、このため、加振周波数を２倍にするこ
とができるのである。
なお、このとき、この小穴３には導電材料は充填され
ないから、高調波電流による特性低下の虞れのないこと
は上記したとおりである。
ないから、高調波電流による特性低下の虞れのないこと
は上記したとおりである。
ところで、以上の実施例では、第５図に示した当板６
を使用してダイカストを実行し、これにより、小穴３の
なかにはアルミニウムは充填されないものの、その両端
はエンドリング４で塞がれたかたちになっているが、こ
の小穴３を外部に開放された形にエンドリングを形成し
てもよく、このようにした本発明の実施例を第８図に示
す。
を使用してダイカストを実行し、これにより、小穴３の
なかにはアルミニウムは充填されないものの、その両端
はエンドリング４で塞がれたかたちになっているが、こ
の小穴３を外部に開放された形にエンドリングを形成し
てもよく、このようにした本発明の実施例を第８図に示
す。
この第８図において、1aはエンドリング４の外周部に
露出している鉄板を表わし、この部分にはエンドリング
４が存在していない部分となっている状態を示す。
露出している鉄板を表わし、この部分にはエンドリング
４が存在していない部分となっている状態を示す。
この実施例によれば、小穴３が外部に開放しているの
で、回転子の冷却効果が高くなるという利点が得られ
る。特に、エアコンのコンプレッサーなどのように、冷
媒中に封じ込まれて使用される場合には、この小穴３の
中を冷媒が流通するようになるので、さらに良好な冷却
効果を期待することができ、電動機の効率も向上させる
ことができる。
で、回転子の冷却効果が高くなるという利点が得られ
る。特に、エアコンのコンプレッサーなどのように、冷
媒中に封じ込まれて使用される場合には、この小穴３の
中を冷媒が流通するようになるので、さらに良好な冷却
効果を期待することができ、電動機の効率も向上させる
ことができる。
本発明では、小穴３の形状が効果に大きな影響をも
ち、全体の磁束に対する磁気抵抗の増加をなるべく伴わ
ずに、磁束の２分割が得られるような形状にする必要が
あるが、この条件は、上記実施例のように、小穴３を半
月形とすることにより充分に満たすことができる。
ち、全体の磁束に対する磁気抵抗の増加をなるべく伴わ
ずに、磁束の２分割が得られるような形状にする必要が
あるが、この条件は、上記実施例のように、小穴３を半
月形とすることにより充分に満たすことができる。
本発明によれば、回転子のスロットの間に小穴を設
け、この小穴の形状を所定のものにするという簡単な構
成で、電動機の特性への影響を最小限に保ちながら、電
磁騒音を充分に低減させることができ、エアコンなどの
低騒音化を充分に図ることができる。
け、この小穴の形状を所定のものにするという簡単な構
成で、電動機の特性への影響を最小限に保ちながら、電
磁騒音を充分に低減させることができ、エアコンなどの
低騒音化を充分に図ることができる。
第１図は本発明による誘導電動機の回転子の一実施例を
示す一部正面図、第２図及び第３図はそれぞれ第１図の
Ａ−Ａ線とＢ−Ｂ線による断面図、第４図は本発明の一
実施例の拡大説明図、第５図は当板の説明図、第６図は
本発明の一実施例における磁束分布の説明図、第７図は
従来例における磁束分布の説明図、第８図は本発明の他
の一実施例を示す説明図である。 １……鉄板、２……当板、３……小穴（貫通孔）、４…
…エンドリング、５……導体、６……回転子継鉄部鉄
心、７……回転子歯鉄心、８……回転子スロット、９…
…磁束、10……エアギャップ（磁気空隙）、11……固定
子スロット、12……固定子歯鉄心、13……固定子継鉄部
鉄心。
示す一部正面図、第２図及び第３図はそれぞれ第１図の
Ａ−Ａ線とＢ−Ｂ線による断面図、第４図は本発明の一
実施例の拡大説明図、第５図は当板の説明図、第６図は
本発明の一実施例における磁束分布の説明図、第７図は
従来例における磁束分布の説明図、第８図は本発明の他
の一実施例を示す説明図である。 １……鉄板、２……当板、３……小穴（貫通孔）、４…
…エンドリング、５……導体、６……回転子継鉄部鉄
心、７……回転子歯鉄心、８……回転子スロット、９…
…磁束、10……エアギャップ（磁気空隙）、11……固定
子スロット、12……固定子歯鉄心、13……固定子継鉄部
鉄心。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−83252（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−403（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−179416（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭40−4574（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 1/00 - 1/34
Claims (1)
- 【請求項１】回転子鉄心の外周空隙部近傍に、その円周
方向に沿って配置された、回転軸と平行な複数のスロッ
トを有し、このスロット内に導電材料を鋳込み充填して
かご形２次巻線を形成した誘導電動機の回転子におい
て、 上記回転子鉄心の上記複数のスロットの間の中央部分
に、各スロットと平行に複数の貫通孔を設け、 該貫通孔の形状を半月形に形成すると共に、その円弧側
が回転子の外周側になり、直線側が回転軸側になるよう
にして配置させ、且つ、この貫通孔を、その両端が外部
に連通された中空状態に保持することにより、全体の磁
束に対する磁気抵抗の増加を抑えながら、回転子鉄心の
外周空隙部近傍での回転子の径方向に沿った磁束流通経
路の分割が得られるように構成したことを特徴とする誘
導電動機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000427A JP2831418B2 (ja) | 1990-01-08 | 1990-01-08 | 誘導電動機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000427A JP2831418B2 (ja) | 1990-01-08 | 1990-01-08 | 誘導電動機の回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03207228A JPH03207228A (ja) | 1991-09-10 |
| JP2831418B2 true JP2831418B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=11473515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000427A Expired - Lifetime JP2831418B2 (ja) | 1990-01-08 | 1990-01-08 | 誘導電動機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2831418B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4466671B2 (ja) | 2007-03-28 | 2010-05-26 | 株式会社日立製作所 | 誘導機 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49403U (ja) * | 1972-03-30 | 1974-01-05 | ||
| JPS54179416U (ja) * | 1978-06-08 | 1979-12-19 |
-
1990
- 1990-01-08 JP JP2000427A patent/JP2831418B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03207228A (ja) | 1991-09-10 |
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