JPH01218343A - 回転電機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転電機に係り、特に、かご形誘導電動機の
回転子の導体バーの構成に関する。

〔従来の技術〕

一般に回転電機の回転子は、特開昭５７−４６６５６号
公報にも記載されているように、磁束を通過し易くする
ため透磁率の大きいけい素鋼板の積層鉄心、この鉄心の
軸方向の溝に挿入される導体バー、およびこの導体バー
同士をその両端部で電気的に接続するエンドリングから
構成される。この導体バーにはアルミニウムや銅などの
電気の良導体が多く使用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

アルミニウムや銅などの電気良導体を回転電機の回転子
の導体バーとして使用すると、その低電気抵抗ゆえに誘
導電流に対しては有利である。しかし、これらの材料は
、非磁性体である上に導体バーとしての断面寸法が径方
向に長いため、この方向の磁気抵抗が著しく大きくなり
、固定子から回転子側へ流入する磁束は導体バー内部を
径方向に通過しにくい、従って、回転子内で鉄心ティー
ス部、および、導体バー付近を径方向に流れる磁束の大
部分は、磁気抵抗の小さい鉄心ティース部に集中する。

その結果、回転子内の磁束密度は鉄心ティース部で著し
く大きく、導体バ一部分で局部的に小さいという磁束集
中が生じ易い。これが回転電機の振動や騒音の発生原因
となる。

本発明の目的は１回転型機の回転子内への磁束集中の緩
和を図ることにより、振動や騒音の少ない回転電機を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、回転電機の回転子の導体バーに、複数金属
で一体構成され、電気良導体で、且つ、透磁率が径方向
にのみ著しく大きく周方向および軸方向には小さい磁気
異方性をもつ複合材料を使用し、導体バーの断面寸法を
径方向より周方向に長く、また、内周側辺より外周側辺
を長く形成することにより達成される。

〔作用〕

このような回転子では、導体バーの径方向の磁気抵抗が
小さくなり、磁束がその内部を径方向に通過し易くなる
。それによって回転子の鉄心ティース部への局部的な磁
束集中が緩和され、磁束の分布が均一化する。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明のかご形誘導電動機の回転子の一部断
面斜視図を示す。回転子鉄心１は、強磁性体である鉄の
薄板を積層させたものから構成され、誘導電流流路とな
る導体バー２を軸方向に挿入するためのスロット７をも
つ、エンドリング３は導体バー２同士をその両端部で互
いに電気的に短絡する。運転時の導体バーの銅損等によ
る発熱のため温度が上昇するので、この冷却に必要な放
熱用フィン４がエンドリング３の外側に設けられる。こ
の放熱用フィン４は導体バー２と一体構造であっても、
また、そうでなくとも良い。出力トルクを負荷に伝達す
るのはシャフト５である。回転子鉄心１の表面には、ス
リット６が軸に平行に設けられている。これは、回転子
表面付近を周方向に流れる漏れ磁束を低減させるためで
ある。

第２図は、第１図における導体バー２の拡大断面を示し
ている。導体バー２とスロット７との隙間は、導体バー
２のスロット７への挿入を容易にするために設けられて
いる。

第３図は、銅と鉄から構成され、磁気異方性の複合材料
の斜視図である。この材料は、電気良導体で、且つ、非
磁性体である銅９に、強磁性体である鉄の直径散開程度
の網素線１０が一定の鉄占積率の下で、−様に分布され
るように埋め込まれている。

第２図において、その内部に埋め込まれた鉄の網素線に
より導体バー２の内部を磁束が鉄の網素線の方向に通過
し易いので、回転子内における導体バー２、および、鉄
心ティース部８の付近を径方向に流れる磁束の分布状態
は、従来の非磁性導体バーを使用した場合に較べてかな
り均一なものとなる。これにより、損失原因の一つであ
る磁束集中が大巾に低減され、振動や騒音を小さく押さ
えることができる。

導体バー２の中に埋め込んだ鉄の網素線の配列方向を統
一したことで、導体バー２の透磁率に方向性が出る。つ
まり、導体バー２は磁気的な異方性を備えたことになり
、径方向への磁束は通過し易く周方向には通過しにくい
磁気特性をもつことになる。回転電機では、回転子外周
付近を径方向に流れる磁束は出力トルクに対して有効成
分として作用するが、周方向に流れる磁束は無効分であ
り損失となる。従って、導体バー２の透磁率が径方向に
のみ著しく大きく周方向、および、軸方向に対して小さ
いため、出力トルクを向上させる作用がある。

物質の磁気抵抗Ｒは、一般に、 Ｒ＝− μ　Ｓ Ω：ａ束通過距離 Ｓ：断面積 μ：透磁率 この式から磁気抵抗Ｒは、μが一定であればａに比例し
Ｓに反比例することが分かる。本発明では、第２図に示
すように、導体バー２の断面形状を高さよりも巾を大き
くしたので、前述の式中の０とＳの比を考慮すれば、導
体バー内部を径方向に流れる磁束に対しては磁気抵抗が
小さく周方向に流れる磁束に対しては大きい、このため
、従来の装置のような径方向に長い断面形状をもった導
体バーに比較して、前述の有効磁束が増大し無効磁束が
減少することになり、出力トルクの増大に対してより一
層有利となる。

導体バー２の断面形状は、さらに、第２図に示すように
、外側の辺を長く、内側の辺を短くすることで、誘導電
流の表皮効果に対しても有利に作用する。また、辺の長
さが外側と内側とで異なるので、鉄心ティース部８の巾
を一定に保つことができ１局部的な磁気飽和を避けるこ
とができて有効磁束が増す。

第２図に示すように、導体バー２の表面を鉄心歯頭部片
１１で覆うことで、高調波うず電流積が積層鉄心部のみ
で発生することになり、この損失を低減させることがで
きる。

導体バー２に銅系の複合材料を使用したので。

従来、多く使用されてきたアルミニウム等に比べて熱容
量が著しく大きくなり、過渡的な温度上昇を低減するこ
とができ、過負荷耐量の大きな電動機とすることができ
る。

スリット６を設けることで、回転子表面付近の周方向の
磁気抵抗が大きくなり、この付近を周方向に流れる無効
磁束の低減に有利となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、固定子から回転子側に流入し。

回転子の鉄心ティース部および導体バー付近を径方向に
流れる磁束が鉄心ティー入部に集中するのを緩和するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のかご形誘導電動機の回転子
の一部断面斜視図、第２図は回転子の鉄心スロットに挿
入された導体バーの拡大断面図。 第３図は磁気異方性複合材料の斜視図である。 １・・・積層鉄心、２・・・導体バー、３・・・エン、
ドリング、４・・・放熱用フィン。 嬉１ｒＩＡ 第２図　　　　　　君３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転磁界を発生させるための固定子、前記固定子の
   前記回転磁界を受けて回転する回転子、前記回転子が、
   軸に平行な複数の溝をもつ積層鉄心、前記溝に挿入され
   る複数の導体バー、前記導体バー同士をその両端部で電
   気的に接続するエンドリングを含む回転電機において、 前記導体バーとして、複数の金属から構成され、電気良
   導体で、且つ、透磁率が方向により異なる磁気異方性の
   複合材料を適用したことを特徴とする回転電機の回転子
   。 ２、特許請求の範囲第１項記載の回転電機において、 前記導体バーに、透磁率が径方向にのみ著しく大きく周
   方向および軸方向には小さい複合材料を使用したことを
   特徴とする回転電機の回転子。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項において、前記
   導体バーを外周側より内周側の辺が短い断面形状にした
   ことを特徴とする回転電機の回転子。 ４、特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに
   記載の回転電機において、 前記導体バーの断面寸法を径方向よりも周方向に長くし
   たことを特徴とする回転電機の回転子。