JP5079021B2 - 誘導電動機及び密閉型圧縮機 - Google Patents
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Description
回転子は、
複数枚の電磁鋼板が積層されて形成された回転子鉄心と、
回転子鉄心の外周縁に沿って設けられ、導電性材料が充填された外層スロットと、
外層スロットの半径方向内側に配置され、導電性材料が充填された内層スロットと、
外層スロットと内層スロットとの間に設けられ、電磁鋼板からなる内周薄肉部とを備えたことを特徴とする。
回転子は、
複数枚の電磁鋼板が積層されて形成された回転子鉄心と、
回転子鉄心の外周縁に沿って設けられ、導電材料が充填された外層スロットと、
外層スロットの半径方向内側に配置され、導電材料が充填された内層スロットと、
外層スロットと内層スロットとの間に設けられ、電磁鋼板からなる内周薄肉部とを備え、外層スロットの両側面と回転子の中心のなす角度を、隣り合う外層スロットの近接側側面と回転子の中心のなす角度より大きくしたことを特徴とする。
回転子は、
複数枚の電磁鋼板が積層されて形成された回転子鉄心と、
回転子鉄心の外周縁に沿って設けられ、導電材料が充填された外層スロットと、
外層スロットの半径方向内側に配置され、導電材料が充填された内層スロットと、
外層スロットと内層スロットとの間に設けられ、電磁鋼板からなる内周薄肉部とを備え、外層スロットの両側面と回転子の中心のなす角度の内側に内層スロットを配置したことを特徴とする。
以下、実施の形態1について図面を参照しながら説明する。図1乃至図6は実施の形態1を示す図で、図1は誘導電動機100の横断面図、図2は誘導電動機100の回転子11の横断面図、図3は誘導電動機100の回転子11の斜視図、図4乃至図6は誘導電動機100の回転子11の回転子スロット40の拡大図である。
(1)外層スロット40aと内層スロット40bは内周薄肉部82により分離されているため、起動時に内周薄肉部82に磁束が流れやすくなり、外層アルミバー30aのみに二次電流を流すことができるため、更に高い起動トルクを得ることができる。
(2)外層スロット40aを周方向に横長形状にすると共に、外周薄肉部81を略一定の厚さで細くすることにより、起動時に内周薄肉部82に磁束が流れ、外層スロット40aへの鎖交磁束が増加し、外層スロット40aに効果的に二次電流が流れることにより、高い起動トルクを得ることができる。
(3)外層スロット40aの両側面と回転子中心のなす角度θ1、隣り合う外層スロット40aの近接側の側面のなす角度θ2とを、θ1>θ2となるように構成し、また内層スロット40bは外層スロット40aのなす角度θ1の内側に収まるように構成することにより、起動トルクを確保しつつ通常運転時の誘導電動機100の高効率化を実現している。
(4)内周薄肉部82の半径方向の幅寸法a、外層スロット40aの回転子外周側端部から内層スロット40bの回転子内周側端部の寸法bとの関係を、b>5aにすることで起動トルクを高くすると共に、通常運転時の誘導電動機100の効率を高くすることが可能である。
(5)内周薄肉部82の半径方向の幅寸法aは製造可能な範囲で細くした方が良いが、余り細くしすぎると、起動時のすべり周波数が高い状況においても、外層スロット40aに磁束が鎖交しなくなる可能性があるため、内周薄肉部82の半径方向の幅寸法aは、回転子鉄心11aを構成する電磁鋼板の厚さの1〜3倍程度にすることが望ましい。
(6)内周薄肉部82を回転子鉄心11aの円周方向に対して傾けて構成することにより、回転子11の回転方向が一方向であれば、起動時により有効に内周薄肉部82に漏れ磁束が流れ込むことができ、更に起動トルクを改善することが可能である。
以下、実施の形態2について図面を参照しながら説明する。図7は実施の形態2を示す図で、誘導電動機100の回転子11の回転子スロット40の拡大図である。
(1)外周薄肉部81の一部を開口部40a−1にすることで外周薄肉部81への漏れ磁束が大幅に低減し、内周薄肉部82へより磁束が流れることになり、起動時の外層スロット40aに流れる二次電流が増加して、起動トルクを大きくすることができる。
(2)開口部40a−1にアルミを入れた場合は、等価的に外層スロット40aの断面積が拡大することにより、通常運転時の二次抵抗が低くなり、高効率化が実現できる効果がある。
以下、実施の形態3について図面を参照しながら説明する。図8、図9は実施の形態3を示す図で、図8は誘導電動機100の回転子11の横断面図、図9は誘導電動機100の回転子11の回転子スロット40の拡大図である。
(1)外層スロット40cの数を内層スロット40bの数の二倍にすることにより、起動時に回転子11の外周表面に流れる漏れ磁束を内層スロット40bに効果的に鎖交させることができ、起動トルクを大きくすることができる。
(2)外層スロット40cの位置を歯幅中心線上からずらして配置することで、主磁束の流れの妨げを防止し、高効率な誘導電動機100を得ることができる。
(3)外層スロット40cの数と内層スロット40bの数の最小公倍数を高い数値となるようにそれぞれの数を設定することにより、スロット組合せによる振動・騒音を低減できる効果も得られる。
以下、実施の形態4について図面を参照しながら説明する。図10乃至図12は実施の形態4を示す図で、誘導電動機100の回転子11の部分縦断面図である。
(1)エンドリング32の形状を段付き形状にしているため、起動時の二次抵抗を高くすることができ、起動トルクを増大させた誘導電動機100を得ることができる。
(2)外層アルミバー30aに連結する部分のエンドリング32の高さを低く、内層アルミバー30bに連結する部分のエンドリング32の高さを高くする形状が、より効果を発揮することができる。
(3)内層アルミバー30bに連結するエンドリング32の外側高さを徐々に高くするような傾斜を設けても良い。さらに効果を発揮することができる。
(4)外層アルミバー30a用の外層エンドリング101と内層アルミバー30b用の内層エンドリング102をそれぞれ設けることで、更に起動トルクを改善させることが可能である。
(5)外層アルミバー30aには抵抗率の高い材料である、例えばアルミを使用し、内層アルミバー30bには抵抗率の低い材料である、例えば銅を使用して、外層アルミバー30aと内層アルミバー30bの材料を変えることで、更なる起動トルクの改善と通常運転時の高効率化の両立を実現することができる。
Claims (11)
- 回転子を有する誘導電動機において、
前記回転子は、
導電性材料を有する二重かご形二次導体と、
複数枚の電磁鋼板が積層されて構成された回転子鉄心とを備え、
前記回転子鉄心は、
前記回転子鉄心の外周縁に沿って設けられ、前記導電性材料が充填された外層スロットと、
前記外層スロットより前記回転子鉄心の半径方向内側に配置され、前記導電性材料が充填された内層スロットと、
前記外層スロットと前記内層スロットとの間に設けられ、電磁鋼板からなる内周薄肉部とを有し、
前記回転子鉄心の半径方向における前記内周薄肉部の寸法は、前記回転子鉄心を構成する電磁鋼板の厚さの略1〜3倍であり、
前記外層スロットの両側面と前記回転子の中心のなす角度は、隣り合う前記外層スロットの近接側側面と前記回転子の中心のなす角度より大きいことを特徴とする誘導電動機。 - 前記外層スロットは、前記回転子鉄心の半径方向における寸法より前記回転子鉄心の円周方向における寸法の方が長い横長形状であることを特徴とする請求項1記載の誘導電動機。
- 前記回転子鉄心の半径方向における前記内周薄肉部の寸法は、前記回転子鉄心の円周方向において略一定であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の誘導電動機。
- 前記回転子鉄心は、
前記外層スロットの前記回転子鉄心の外周側に設けられる外周薄肉部を有し、
前記回転子鉄心の半径方向における前記外周薄肉部の寸法は、前記回転子鉄心の円周方向において略一定であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の誘導電動機。 - 前記外周薄肉部の一部は、開口されていることを特徴とする請求項4記載の誘導電動機。
- 前記二重かご形二次導体は、
前記外層スロット内に前記導電性材料が充填されて形成される外層導体バーと、
前記内層スロット内に前記導電性材料が充填されて形成される内層導体バーと、
前記回転子鉄心の積層方向両端面に設けられ、前記外層導体バーと前記内層導体バーとに連結するエンドリングとを有し、
前記エンドリングは、前記外層導体バーに連結する部分と前記内層導体バーに連結する部分との間に段差が設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の誘導電動機。 - 前記エンドリングは、前記外層導体バーに連結する部分の高さより前記内層導体バーに連結する部分の高さの方が高いことを特徴とする請求項6記載の誘導電動機。
- 前記二重かご形二次導体は、
前記外層スロット内に前記導電性材料が充填されて形成される外層導体バーと、
前記内層スロット内に前記導電性材料が充填されて形成される内層導体バーと、
前記回転子鉄心の積層方向両端面に設けられ、前記外層導体バーに連結する外層エンドリングと、
前記回転子鉄心の積層方向両端面に設けられ、前記内層導体バーに連結し、前記外層エンドリングには連結しない内層エンドリングとを有することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の誘導電動機。 - 前記内層導体バーを形成する導電性材料は、前記外層導体バーを形成する導電性材料より低抵抗の材料であることを特徴とする請求項8記載の誘導電動機。
- 前記内層スロットは、前記外層スロットの両側面と前記回転子の中心のなす角度の内側に配置されていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の誘導電動機。
- 請求項1から10のいずれかに記載の誘導電動機を備えたことを特徴とする密閉型圧縮機。
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