JPH04295260A - Squirrel-cage rotor - Google Patents

Squirrel-cage rotor

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JPH04295260A
JPH04295260A JP5539691A JP5539691A JPH04295260A JP H04295260 A JPH04295260 A JP H04295260A JP 5539691 A JP5539691 A JP 5539691A JP 5539691 A JP5539691 A JP 5539691A JP H04295260 A JPH04295260 A JP H04295260A
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skew
laminated
rotor
slot
duct
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JP5539691A
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Tadayuki Sato
忠幸 佐藤
Sadayoshi Hibino
日々野 定良
Sukeyasu Mochizuki
資康 望月
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/06Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew

Landscapes

  • Induction Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a squirrel-cage rotor whereby an effect of suppressing abnormal torque, vibration and noise equivalent to a skew effect can be obtained without applying a skew to a laminated iron core further a temperature rise thereof can be suppressed as low as possible. CONSTITUTION:A punch part 30 of a steel plate is formed in an asymmetrical shape so as be placed in a position where a bridge part 30b in the peripheral side or an opening part is displaced by a distance (d), satisfied by a formula (A), to one side relating to a center line for storing a conductor, and a laminated iron core 24 is laminated in each two or more sheets so that the punch part 30 agrees to obtain an equal effect to applying a skew. Further, a duct part 40 is interposed between each unit block to improve cooling performance by smoothly performing convection of a radial duct. {piD/4(Z+P)}=d={piD /4(Z-P)}...(A) where: D, the rotor diameter; Z, the number of slots of corresponding stator; P, the number of pairs of electrodes.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[発明の目的] [Purpose of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、外周部に導体収納用の
スロット形成部が複数形成された鋼板を積層してなる積
層鉄心を有するかご形回転子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a squirrel cage rotor having a laminated core made of laminated steel plates each having a plurality of slots for accommodating conductors formed on the outer periphery thereof.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、この種のかご形回転子は、予め
外周部に複数のスロット形成部を打抜き加工等により形
成した磁性鋼板を多数枚積層して積層鉄心を形成し、こ
の積層鉄心のスロットにアルミニウムの二次導体を鋳込
む方法で形成し、二次導体の端部をエンドリングにより
連結した状態にしてかご形導体が形成されている。
[Prior Art] In general, this type of squirrel cage rotor has a laminated core formed by laminating a large number of magnetic steel plates each having a plurality of slots formed in advance by punching or the like on the outer periphery. A squirrel cage conductor is formed by casting an aluminum secondary conductor into the slot, and connecting the ends of the secondary conductor with an end ring.

【0003】この場合、上記回転子が駆動された状態に
おいて、固定子からギャップ部を介して積層鉄心に入る
磁束は、高調波成分を含んだものとなっており、この磁
束の高調波成分により二次導体に高調波起電力を発生さ
せることになる。ところが、このような高調波起電力は
回転子にとって異常トルクとして作用し、結果的には脈
動トルクとなったり振動或いは騒音の原因となるもので
ある。
In this case, when the rotor is driven, the magnetic flux that enters the laminated core from the stator through the gap contains harmonic components, and the harmonic components of this magnetic flux cause This will generate harmonic electromotive force in the secondary conductor. However, such harmonic electromotive force acts as abnormal torque on the rotor, resulting in pulsating torque and causing vibration or noise.

【0004】従来、このような高調波成分による悪影響
を抑制するために、回転子に所謂スキューを施した積層
鉄心が用いられている。これは、鋼板を積層する際に、
スロットの位置を周方向に僅かずつずらしてゆくもので
、例えば全体として固定子スロットの1ピッチ分だけず
らすものがある。これにより、磁束の高調波成分で二次
導体に発生する起電力の位相が僅かずつずれるので、全
体としての起電力の高調波成分が打ち消され、異常トル
クに寄与する分が抑制されるものである。
[0004] Conventionally, in order to suppress the adverse effects of such harmonic components, a laminated iron core in which the rotor is so-called skewed has been used. This is when laminating steel plates.
The position of the slot is shifted slightly in the circumferential direction, for example, there is one that shifts the position of the stator slot as a whole by one pitch. As a result, the phase of the electromotive force generated in the secondary conductor due to the harmonic component of the magnetic flux is slightly shifted, so the harmonic component of the electromotive force as a whole is canceled out, and the amount that contributes to abnormal torque is suppressed. be.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来構成では次のような不具合があった。即ち、まず第
1に、鋼板をスキューさせながら積層する際にそのピッ
チを調節するのに特殊な治具を必要とすると共に、その
調整に多大な時間を要するため(特にスロットが全閉形
のものでは、積層した状態でスロットの位置が外周方向
から見えないため手間がかかる)、コストアップが避け
られなくなる。
However, the above-mentioned conventional configuration has the following problems. That is, first of all, when laminating steel plates while skewing them, a special jig is required to adjust the pitch, and it takes a lot of time to adjust the pitch (especially when the slot is completely closed). In this case, the positions of the slots cannot be seen from the outer circumferential direction in the stacked state, which takes time and effort), which inevitably increases costs.

【0006】第2に、このようなスキューされたスロッ
トを有する積層鉄心に二次導体を収納する際には、例え
ばアルミニウムの金属を鋳込みにより形成する必要があ
る。このときスロット内において、鋼板の積層部分の段
差部に欠陥となる巣の発生する場合が生ずる。そして、
このような欠陥分部は、回転子をアンバランスにするた
め、特に高速回転においては回転状態の安定性を低下さ
せる不具合がある。
Second, when a secondary conductor is housed in a laminated core having such skewed slots, it is necessary to form the secondary conductor by casting a metal such as aluminum. At this time, cavities that become defects may occur in the stepped portion of the laminated portion of the steel plates within the slot. and,
Such defective portions cause the rotor to become unbalanced, resulting in a problem of lowering the stability of the rotational state, especially when rotating at high speeds.

【0007】第3に、このような回転子に生ずる不具合
を解決すべく、例えば、特開昭64−81647号公報
に示されるように、二次導体を鋳込みにより形成しない
で棒状の二次導体を直接スロットに圧入するようにした
ものがある。つまり、この場合には、固定子側の鉄心を
スキューさせることにより、回転子側はスキューを行な
わないでスロットを形成して二次導体を圧入により収納
するようにしたもので、これにより強度を増加させて回
転子を高速回転に充分耐え得る構造とするものである。 しかし、この場合には固定子側の鉄心をスキューさせて
いるので、固定子のスロットに巻線や絶縁物を収納する
のに手間がかかって、組立の作業効率が低下し、特に自
動実装ができなくなる等、多大なコストがかかる不具合
がある。更に、前述の不具合を解決すべく、鋼板の積層
時にスキューを行なわずにスキュー効果のみを得ようと
するものが実公昭52−17045号公報に示され、ス
ロットの開口部或いはブリッジ部に当たる部分をスロッ
ト中心線からずらして形成されている。しかしながら、
この場合には、ずれ量の論理的な値が示されておらず、
寸法がずれている場合にはスキュー効果が殆どなくなっ
てしまう等、実際に適用する場合には実験等により最適
値を求める必要があり、設計コストが大きくなってしま
う不具合があった。
Thirdly, in order to solve the problems that occur in the rotor, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-81647, the secondary conductor is not formed by casting but is made into a bar-shaped secondary conductor. There is one that is press-fitted directly into the slot. In other words, in this case, by skewing the iron core on the stator side, slots are formed on the rotor side without skewing, and the secondary conductor is housed by press-fitting, thereby increasing the strength. By increasing the number of rotors, the rotor has a structure that can sufficiently withstand high-speed rotation. However, in this case, since the iron core on the stator side is skewed, it takes time and effort to store the windings and insulators in the stator slots, reducing assembly work efficiency, especially when it comes to automatic mounting. There are problems that require a large amount of cost, such as being unable to do so. Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, a method was disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 17045/1983 in which only the skew effect was obtained without performing skew when laminating steel plates, and the part corresponding to the opening or bridge of the slot was It is formed offset from the slot centerline. however,
In this case, no logical value for the amount of deviation is indicated;
If the dimensions are deviated, the skew effect will almost disappear, and when actually applied, it is necessary to find the optimum value through experiments, etc., which increases the design cost.

【0008】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、積層鉄心にスキューを施すことなくス
キュー効果と同等の異常トルク,振動及び騒音抑制効果
を得ることができ、しかも、積層鉄心の温度上昇を極力
抑えることができるかご形回転子を提供するにある。 [発明の構成]
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its object is to be able to obtain abnormal torque, vibration and noise suppression effects equivalent to the skew effect without skewing the laminated core, and to To provide a squirrel cage rotor capable of suppressing temperature rise of a laminated iron core as much as possible. [Structure of the invention]

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のかご形回転子は
、外周部に導体を収納するためのスロット形成用の打抜
部が形成された鋼板を所定枚数積層して積層鉄心を形成
して成るものを対象とし、前記鋼板の打抜部は、その外
周側のブリッジ部或いは開口部が前記導体が収納される
主部の中心線に対して一方側に(A)式が満たす距離d
だけずれた位置となる非対称形状に形成され、前記積層
鉄心は、前記鋼板を前記打抜部が合致するようにして複
数枚積層された単位ブロックを軸方向に複数組合せ構成
すると共に、隣接する単位ブロックどうしは、一方が他
方に対して裏返しの状態で且つ前記主部が合致するよう
に配置され、更に、各単位ブロック間には前記スロット
内における前記導体とスロット内周との間の隙間に連通
するラジアルダクト部とそのラジアルブクト部へ冷却空
気を供給する軸方向のダクトが介在されているところに
特徴を有する。       {πD/4(z+p)}≦d≦{πD/4
(z−p)}    …(A)但し、D:回転子直径 z:対応する固定子のスロット数 p:極対数
[Means for Solving the Problems] The squirrel cage rotor of the present invention has a laminated iron core formed by laminating a predetermined number of steel plates each having a punched part for forming a slot for accommodating a conductor on the outer periphery. The punched part of the steel plate has a bridge part or an opening on the outer circumferential side thereof on one side with respect to the center line of the main part in which the conductor is housed, and the distance d satisfied by formula (A) is
The laminated core is formed by combining a plurality of unit blocks in the axial direction in which a plurality of unit blocks are laminated with each other so that the punched portions of the steel plates coincide with each other, and the adjacent units The blocks are arranged so that one of the blocks is upside down with respect to the other and the main portions match each other, and further, a gap between the conductor and the inner periphery of the slot in the slot is provided between each unit block. It is characterized by the interposition of a communicating radial duct portion and an axial duct that supplies cooling air to the radial duct portion. {πD/4(z+p)}≦d≦{πD/4
(z-p)} ...(A) However, D: Rotor diameter z: Number of slots in the corresponding stator p: Number of pole pairs

【0010】0010

【作用】本発明のかご形回転子によれば、図1に示す如
く、積層鉄心24は、打抜部30を有する鋼板29を同
じ位置で複数枚積層して単位ブロック31,32を形成
している。この単位ブロック31,32はラジアルダク
ト部34(図4参照)を介して組合わされる。そして、
このラジアルダクト部34は、各単位ブロック31,3
2におけるスロット25のブリッジ部35,36を含ん
だ断面積を有している。さらに、前記スロット25は回
転軸の軸線に平行に形成され、その主部30aに対して
、ブリッジ35,36(図中ではスロット25を全閉形
のものとし、外周側がブリッジ部35,36となる場合
を示す)は、主部30aの中心線lから所定距離dだけ
ずれた位置に形成されていると共に、単位ブロック31
,32毎にずれる方向が逆になるように配置されている
。これにより、外形上においてはスロット25の主部3
0aが回転軸の軸線に対して傾斜のない形状とされ、二
次導体26を鋳込み形成する際に鋼板29の積層状態で
段差がなくなることにより、欠陥となる巣の発生を低減
できる。また、スロット25の内周側には軸方向のダク
ト40が設けられており、各単位ブロック31,32の
ラジアルダクト部34へ冷却風が送られる。
[Operation] According to the squirrel cage rotor of the present invention, as shown in FIG. 1, the laminated core 24 is formed by laminating a plurality of steel plates 29 having punched portions 30 at the same position to form unit blocks 31 and 32. ing. The unit blocks 31 and 32 are combined via a radial duct portion 34 (see FIG. 4). and,
This radial duct part 34 is connected to each unit block 31, 3.
It has a cross-sectional area including the bridge portions 35 and 36 of the slot 25 at 2. Further, the slot 25 is formed parallel to the axis of the rotating shaft, and bridges 35, 36 (in the figure, the slot 25 is a fully closed type, and the outer peripheral side becomes the bridge parts 35, 36) with respect to the main part 30a. ) is formed at a position shifted by a predetermined distance d from the center line l of the main portion 30a, and the unit block 31
, 32, the direction of shift is reversed. As a result, the main part 3 of the slot 25 is
0a has a shape that is not inclined with respect to the axis of the rotating shaft, and there is no step difference in the laminated state of the steel plates 29 when forming the secondary conductor 26 by casting, thereby reducing the occurrence of cavities that become defects. Further, an axial duct 40 is provided on the inner peripheral side of the slot 25, and cooling air is sent to the radial duct portion 34 of each unit block 31, 32.

【0011】また、電気的特性としては以下に示す原理
により、スキューした場合のものと同様の効果が得られ
、回転子の駆動に伴う異常トルク発生や振動,騒音を極
力抑制できるものとなる。
[0011] In terms of electrical characteristics, the following principle provides the same effect as in the case of skew, and it is possible to suppress as much as possible the generation of abnormal torque, vibration, and noise associated with the drive of the rotor.

【0012】即ち、図2に示すように、固定子側からギ
ャップを介して単位ブロック31,32に入り込む磁束
φA 及びφB は流入経路が異なり、位相差α(電気
角)が生ずる。磁束φA 及びφB により二次導体2
6に誘起される電圧を夫々eA 及びeB とすると、
これも同様に位相差αが生ずる。この位相差αは磁束φ
A 及びφBの磁路の周方向のずれに相当する距離2d
により生ずるもので、具体的には、極対数pと積層鉄心
24の外径Dにより表わされる極ピッチτにより、次式
のように与えられる。       α=2dπ/τ            
                         
   …(1)但し、  τ=πD/2p
That is, as shown in FIG. 2, the magnetic fluxes φA and φB entering the unit blocks 31, 32 from the stator side through the gap have different inflow paths, resulting in a phase difference α (electrical angle). Secondary conductor 2 due to magnetic flux φA and φB
If the voltages induced in 6 are eA and eB, respectively,
This also produces a phase difference α. This phase difference α is the magnetic flux φ
A distance 2d corresponding to the circumferential deviation of the magnetic paths of A and φB
Specifically, it is given by the number of pole pairs p and the pole pitch τ expressed by the outer diameter D of the laminated core 24 as shown in the following equation. α=2dπ/τ

...(1) However, τ=πD/2p

【0013】一方、誘起電圧eA 及びeB は夫々図
3に示すようにベクトル量として表わされる量であり、
実際に回転子の導体26に発生する電圧eはこれらの和
e=eA+eB として表わされる値である。磁束φA
 及びφB には高調波成分が含まれ、これにより誘起
電圧eA 及びeB にも高調波成分が生ずる。しかし
、両者の間には位相差αがあるため、これらの合成値と
なる誘起電圧eに含まれる高調波成分の度合いは各次数
に応じて異なる値となる。このような誘起電圧Eに含ま
れる高調波成分の度合いを示すスキュー係数Ksnは次
式によって与えられる。       Ksn=|eA +eB |/|eA |
+|eB |            …(2)
On the other hand, the induced voltages eA and eB are quantities expressed as vector quantities, respectively, as shown in FIG.
The voltage e actually generated in the rotor conductor 26 is a value expressed as the sum of these values e=eA+eB. Magnetic flux φA
and φB include harmonic components, and as a result, harmonic components are also generated in the induced voltages eA and eB. However, since there is a phase difference α between the two, the degree of the harmonic component included in the induced voltage e, which is the combined value of these, becomes a different value depending on each order. A skew coefficient Ksn indicating the degree of harmonic components included in such induced voltage E is given by the following equation. Ksn=|eA +eB |/|eA |
+|eB|…(2)

【00
14】いま、単位ブロック31,32の厚さを同じ寸法
とすると|eA |=|eB |となり、図3に概念図
にベクトルで示すように、式(2)の分母の値は線分O
Aの2倍の長さ2rに等しくなる。また、同式の分子に
あるベクトル和の大きさは同図中線分OBの長さqに等
しくなる。そして、これらの値を式(2)に対応して表
わすと、次のように算出される。       q/2r=2Rsinα/4Rsin(α
/2)              =cos(α/2
)                        
    …(3)また、第n次高調波においては位相角
αがn倍となるので、αをnαに置き換えると、結局式
(2)のスキュー係数Ksnは、次式のように表わせる
。       Ksn=cos(nα/2)      
                      …(4
00
14] Now, if the unit blocks 31 and 32 have the same thickness, |eA |=|eB |, and as shown by the vector in the conceptual diagram in FIG.
It is equal to twice the length of A, 2r. Further, the magnitude of the vector sum in the numerator of the equation is equal to the length q of the line segment OB in the figure. When these values are expressed in accordance with equation (2), they are calculated as follows. q/2r=2Rsinα/4Rsin(α
/2) =cos(α/2
)
...(3) Also, in the n-th harmonic, the phase angle α becomes n times, so if α is replaced by nα, the skew coefficient Ksn in equation (2) can be expressed as follows. Ksn=cos(nα/2)
…(4
)

【0015】さて、一般に、異常トルク,振動或いは
騒音を発生しやすい高調波は、固定子スロットによる溝
高調波によるものであることは良く知られているところ
であるが、その高調波の次数μsは、次のように表わさ
れる。       μs=(z/p)±1         
                         
…(5)(但し、zは固定子スロット数とする)
Now, it is generally well known that harmonics that tend to generate abnormal torque, vibration, or noise are caused by groove harmonics due to stator slots, but the order μs of the harmonics is , is expressed as follows. μs=(z/p)±1

...(5) (However, z is the number of stator slots)

【00
16】従って、上記式(5)に示される次数における本
発明の場合のスキュー係数Ksnの値は、式(4)に基
づいて次のように算出される。即ち、まず、設定された
距離dの範囲(A)に対して、位相差αの範囲は、式(
1)より、       πp/(z+p)  ≦α≦  πp/(
z−p)            …(6)この結果に
基づいて式(4)に示されるスキュー係数Ksnのうち
、まず1次(n=1)の場合について求めると、(a)
αの下限値で、       Ks1 =cos(α/2)      
      =cos{πp/2(z+p)}    
            …(7a)(b)αの上限値
で、       Ks1 =cos{πp/2(z−p)}
                …(7b)ここで、
一般的な場合には、固定子のスロット数zが極対数pに
比べて大きいので(例えばz=48,p=2)、第(7
a),(7b)式の値は略1になる。一方、式(5)で
示されるμs次の高調波によるスキュー係数Ksnは、
距離dの上限値及び下限値の夫々に対応して、       Ksn=cos{π(z±p)/2(z±
p)}          …(8)ここで、固定子の
スロット数zが極対数pに比べて大きい一般的な場合を
考えると、       Ksn〜cos(π/2)=0     
                     …(9)
となって、式(5)に示す回転子に悪影響を及ぼす第μ
s次のスキュー係数Ksnを略ゼロとすることができる
。従って、いずれの場合においても導体に誘起される電
圧のうち、回転子の回転力として有効に作用する1次の
成分に対してはスキュー係数を略1にすることができ、
異常トルク,振動或いは騒音の原因となる次数μsの高
調波成分の誘起電圧を極力低減させることができ、スキ
ューを行なった場合と同様の効果が得られる。
00
[16] Therefore, the value of the skew coefficient Ksn in the case of the present invention at the order shown in the above equation (5) is calculated as follows based on the equation (4). That is, first, with respect to the range (A) of the set distance d, the range of the phase difference α is expressed by the formula (
1), πp/(z+p) ≦α≦ πp/(
z-p)...(6) Based on this result, first find the first-order (n=1) case of the skew coefficient Ksn shown in equation (4), (a)
At the lower limit of α, Ks1 = cos(α/2)
= cos {πp/2(z+p)}
...(7a) (b) At the upper limit of α, Ks1 = cos {πp/2(z-p)}
...(7b) Here,
In general, since the number z of stator slots is larger than the number p of pole pairs (for example, z = 48, p = 2), the (7th
The values of equations a) and (7b) are approximately 1. On the other hand, the skew coefficient Ksn due to the μs-order harmonic shown in equation (5) is
Corresponding to the upper and lower limits of distance d, Ksn=cos{π(z±p)/2(z±
p)} ...(8) Here, considering the general case where the number of stator slots z is larger than the number of pole pairs p, Ksn ~ cos (π/2) = 0
…(9)
Therefore, the μth
The s-th skew coefficient Ksn can be set to approximately zero. Therefore, in any case, the skew coefficient can be set to approximately 1 for the first-order component of the voltage induced in the conductor, which effectively acts as the rotational force of the rotor.
The induced voltage of the μs-order harmonic component, which causes abnormal torque, vibration, or noise, can be reduced as much as possible, and the same effect as when skewing is performed can be obtained.

【0017】尚、このようにして導出されるスキュー係
数を種々の条件に応じて算出した結果を表1に示す。
Table 1 shows the results of calculating the skew coefficients derived in this way according to various conditions.

【0018】[0018]

【表1】 この場合、従来のスキューを行なった場合の係数値を併
記しており、そのときのスキュー係数Kns´は次式で
与えられている。       Kns´=sin{(nα/2)/(nα
/2)}      …(10)
[Table 1] In this case, the coefficient values when conventional skewing is performed are also shown, and the skew coefficient Kns' at that time is given by the following equation. Kns'=sin {(nα/2)/(nα
/2)} …(10)

【0019】この結果
からもわかるように、従来のスキューを行った場合には
、距離dの値が式(A)の範囲においても殆ど0.6以
上の大きな値となるのに対し、本発明のものは0.1以
下或いはその近傍の値となり、十分大きなスキュー効果
が得られている。
As can be seen from this result, when conventional skewing is performed, the value of distance d is almost a large value of 0.6 or more even in the range of formula (A), whereas in the present invention The value is less than or near 0.1, and a sufficiently large skew effect is obtained.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明をモータに適用した場合の一実
施例について図5乃至図7を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a motor will be described below with reference to FIGS. 5 to 7.

【0021】まず、全体構成を断面で示す図5において
、固定子19は、固定子鉄心20と図示しないスロット
に収納された固定子巻線21からなるもので、固定子鉄
心20はスロット部分が打抜き形成された鋼板をスキュ
ーしないで積層することにより形成されている。
First, in FIG. 5 showing the overall configuration in cross section, the stator 19 consists of a stator core 20 and a stator winding 21 housed in a slot (not shown). It is formed by laminating stamped steel plates without skewing them.

【0022】一方、かご形回転子22は図示しない軸受
に支持された回転軸23とこの回転軸23に嵌着された
積層鉄心24からなり、その積層鉄心24にはスロット
25が外周部に沿って多数形成される。そして、積層鉄
心24のスロット25には、二次導体26がダイキャス
ト(鋳込み成形)されると共にそれらの端部を連結する
ように前記二次導体26と一体でダイキャストされたエ
ンドリング27が設けられてかご形導体28を構成する
On the other hand, the squirrel cage rotor 22 consists of a rotating shaft 23 supported by a bearing (not shown) and a laminated core 24 fitted to the rotating shaft 23. The laminated core 24 has slots 25 along its outer periphery. A large number of them are formed. A secondary conductor 26 is die-cast (cast-molded) in the slot 25 of the laminated core 24, and an end ring 27 is die-cast integrally with the secondary conductor 26 so as to connect their ends. A squirrel cage conductor 28 is formed.

【0023】次に、かご形回転子22について詳細に述
べる。積層鉄心24を構成する鋼板29はケイ素鋼板か
らなり、外径寸法をDとする円盤状のもので、図6に示
すように外周部に所定間隔を存してスロット25形成用
の打抜部30を多数形成する。この打抜部30は、二次
導体26がダイキャストされる主部30aと、スキュー
効果を発生させるためのブリッジ部35,36とが次の
関係で配置形成する。即ち、ブリッジ部35,36の位
置は、主部30aのの中心線lに対して所定の距離dだ
け一方側にずれるように配置する。そして、距離dは、
前述した式(A)に示す条件を満たす値として、次のよ
うに設定されている。       d=(πD)/(4z)        
                      …(イ
Next, the squirrel cage rotor 22 will be described in detail. The steel plate 29 constituting the laminated core 24 is made of a silicon steel plate, and is disk-shaped with an outer diameter of D. As shown in FIG. Form a large number of 30. This punched part 30 is formed by arranging a main part 30a on which the secondary conductor 26 is die-cast, and bridge parts 35 and 36 for generating a skew effect in the following relationship. That is, the positions of the bridge parts 35 and 36 are arranged to be shifted to one side by a predetermined distance d with respect to the center line l of the main part 30a. And the distance d is
The following values are set as values that satisfy the conditions shown in equation (A) above. d=(πD)/(4z)
…(stomach)

【0024】このような鋼板29を同一位置で(つま
りスキューしないで)所定枚数積層し、全体の厚さLか
ら連通部33の幅Sの倍数を減じた厚みになるように同
じ厚さの単位ブロック31,32で一対を形成する。ま
た、この単位ブロック31と同様にして形成され打抜部
30が裏返しに配置された単位ブロック32との間には
、連通部33が介在されており、この連通部33には、
スロット25と同数のラジアルダクト部34が形成され
る。これら各ラジアルダクト部34は、図6に示すよう
に各単位ブロック31,32におけるスロット25の二
次導体26のブリッジ部35,36に連通し、打抜部3
0を包含する様な形状を成している。そして、両単位ブ
ロック31,32をラジアルダクト部34を介して打抜
部30の主部30aが重なるようにして組合わせた状態
にして積層鉄心24を構成している。従って、積層鉄心
24のスット25を回転軸26の軸方向から見た場合、
各スロット25は両単位ブロック31,32間でブリッ
ジ部35,36の位置が距離2dだけずれ、それをラジ
アルダクト部34が包含する様な位置関係となる。 一方、固定子鉄心20も回転子22と同じく中間にスペ
ーサ37を介在させて軸方向寸法を回転子22と揃えて
いる。ところで、本実施例におけるかご形回転子22は
、回転状態においては以下に示すようなスキュー効果が
得られる。即ち、本実施例においては、前述した距離d
を式(イ)に示すように設定しているので、式(6)に
相当する位相差αの値は、       α=pπ/z             
                         
    …(ロ)となる。従ってスキュー係数Ksnは
、式(7a),(7b)及び式(8)に対応して次のよ
うな値が得られる。 (a)1次の場合(n=1)       Ks1 =cos(πp/2z)    
                      …(ハ
)(b)μs次の場合{μ=z/(p±1)}    
  Ksn=cos[π/2{1±(p/z)}]  
          …(ニ)いま、例えばステータの
スロット数zを36として計算すると表2に示すように
なる。
A predetermined number of such steel plates 29 are stacked at the same position (that is, without skewing), and the units of the same thickness are stacked so that the thickness is obtained by subtracting a multiple of the width S of the communication portion 33 from the overall thickness L. Blocks 31 and 32 form a pair. Further, a communicating portion 33 is interposed between this unit block 31 and a unit block 32 formed in the same manner and having a punched portion 30 arranged inside out, and this communicating portion 33 includes:
The same number of radial duct parts 34 as slots 25 are formed. As shown in FIG. 6, each of these radial duct parts 34 communicates with the bridge parts 35, 36 of the secondary conductor 26 of the slot 25 in each unit block 31, 32, and the punched part 3
It has a shape that includes 0. The laminated core 24 is constructed by combining both unit blocks 31 and 32 with the radial duct portion 34 in between so that the main portion 30a of the punched portion 30 overlaps. Therefore, when the slot 25 of the laminated core 24 is viewed from the axial direction of the rotating shaft 26,
In each slot 25, the positions of the bridge portions 35, 36 are shifted by a distance of 2d between the unit blocks 31, 32, and the radial duct portion 34 encompasses the bridge portions 35, 36. On the other hand, like the rotor 22, the stator core 20 also has a spacer 37 interposed therebetween so that its axial dimensions are aligned with the rotor 22. Incidentally, the squirrel cage rotor 22 in this embodiment produces the following skew effect in a rotating state. That is, in this embodiment, the above-mentioned distance d
is set as shown in equation (a), so the value of phase difference α corresponding to equation (6) is α=pπ/z

…(b) becomes. Therefore, the skew coefficient Ksn has the following value corresponding to equations (7a), (7b), and equation (8). (a) First-order case (n=1) Ks1 = cos(πp/2z)
...(c) (b) In the case of μs {μ=z/(p±1)}
Ksn=cos[π/2{1±(p/z)}]
(d) Now, for example, if the number of slots z in the stator is 36, the calculation will be as shown in Table 2.

【0025】[0025]

【表2】[Table 2]

【0026】この結果、式(ハ)におけるスキュー係数
Ksnの値は0.996であるから略1と見なせ、また
、式(ニ)におけるスキュー係数Ksnに値は17次,
19次共に0.087であるから略ゼロと見なせる。そ
こで、従来と本実施例とのスキュー係数Ksn及びKs
n´を比較すると、17次,19次で本実施例の場合が
従来の13%から15%に低下している。従って、高調
波トルクが減少するので、異常トルクの発生は極力抑制
されると共に、振動,騒音の発生も低減されるのである
As a result, the value of the skew coefficient Ksn in equation (c) is 0.996, so it can be regarded as approximately 1, and the value of the skew coefficient Ksn in equation (d) is 17th order,
Since both the 19th orders are 0.087, they can be considered to be approximately zero. Therefore, the skew coefficients Ksn and Ks of the conventional and this embodiment are
Comparing n', in the case of the 17th and 19th orders, in the case of this embodiment, it has decreased from 13% in the conventional case to 15%. Therefore, since the harmonic torque is reduced, the generation of abnormal torque is suppressed as much as possible, and the generation of vibration and noise is also reduced.

【0027】図7には、本実施例のかご形回転子を用い
たモータの回転速度とトルクとの関係を示している。図
中、破線で本実施例の特性を示し、実線で従来のスキュ
ーを行なった場合の特性、さらに一点鎖線でスキューし
ない場合の特性を示している。この結果によれば、スキ
ューしないものにおいて回転数が上昇する際にトルクが
低下して異常トルク発生状態となるのに対し、本実施例
は高調波トルクの減少によりトルクの低下が改善され、
そのスキュー効果は従来のスキューしたものと同等以上
の特性を示していることがわかる。従って、始動がスム
ーズに行なえると共に、短時間で加速が行なえるのであ
る。
FIG. 7 shows the relationship between the rotational speed and torque of the motor using the squirrel cage rotor of this embodiment. In the figure, the broken line shows the characteristics of this embodiment, the solid line shows the characteristics when conventional skew is performed, and the dashed line shows the characteristics when no skew is performed. According to this result, when the rotation speed increases in the non-skew engine, the torque decreases and an abnormal torque generation state occurs, whereas in this example, the decrease in torque is improved by reducing the harmonic torque.
It can be seen that the skew effect exhibits characteristics equal to or better than those of the conventional skewed one. Therefore, the engine can be started smoothly and accelerated in a short time.

【0028】本実施例では、単位ブロック31,32の
間に連通するラジアルダクト部34を介在させたので、
単位ブロック31の内周側に設けられた軸方向ダクト4
0より流入した冷却風は、単位ブロック31,32の間
のラジアルダクト部34を通して円滑にラジアル方向に
流入する。つまり、本実施例では冷却風の対流は極めて
円滑であり、従って積層鉄心24は速やかに放熱される
様になる。
In this embodiment, since the radial duct portion 34 communicating with the unit blocks 31 and 32 is interposed,
Axial duct 4 provided on the inner peripheral side of the unit block 31
The cooling air flowing in from 0 flows smoothly in the radial direction through the radial duct portion 34 between the unit blocks 31 and 32. That is, in this embodiment, the convection of the cooling air is extremely smooth, so that the laminated core 24 quickly radiates heat.

【0029】尚、上記実施例においては、二次導体26
をダイキャストにより収納する場合のものについて述べ
たが、これに限らず、例えば、二次導体を圧入により形
成するものでも良い。この場合、両単位ブロック31,
32間に連通部33を接合した後に、スロット25の主
部30に二次導体を圧入する構成としてもよいし、或い
は、予め二次導体が収納された単位ブロックを接合する
構成としても良い。
In the above embodiment, the secondary conductor 26
Although the case where the secondary conductor is housed by die-casting has been described, the present invention is not limited to this, and, for example, the secondary conductor may be formed by press-fitting. In this case, both unit blocks 31,
After joining the communicating part 33 between the slots 32, the secondary conductor may be press-fitted into the main part 30 of the slot 25, or a unit block in which the secondary conductor is stored in advance may be joined.

【0030】また、上記実施例においては鋼板をケイ素
鋼板としたが、これに限らず、例えば冷間圧延鋼板或い
はアモルファス磁性材を使用しても良い。そして、上記
実施例においてはスロット25を全閉形のものとしたが
、これに限らず半閉形のものでもよいし、普通かご形以
外の二重かご形,深溝かご形のものでもよいし、また、
距離dの値を式(イ)のように設定したが、これに限ら
ず式(A)に示す範囲であれば良い。さらに、上記実施
例においては、単位ブロック31,32を4個設けた場
合について述べたが、これに限らず、1対以上であって
も良い。
Further, in the above embodiment, the steel plate is a silicon steel plate, but the steel plate is not limited to this, and for example, a cold rolled steel plate or an amorphous magnetic material may be used. In the above embodiment, the slot 25 is a fully closed type, but the slot 25 is not limited to this, but may be a semi-closed type, a double cage type other than a normal cage type, a deep grooved cage type, or a slot 25 of a deep groove type. ,
Although the value of the distance d is set as shown in equation (A), it is not limited thereto, and may be within the range shown in equation (A). Further, in the above embodiment, a case was described in which four unit blocks 31 and 32 were provided, but the present invention is not limited to this, and one or more pairs may be used.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のかご形回
転子によれば、打抜部を同一位置で積層してスロットを
回転軸の軸方向に平行に形成したので、鋳込みにより二
次導体を形成する場合においては、欠陥となる巣の発生
を極力抑制できる。さらに、二次導体を圧入することも
できる。この場合には、高温状態にさらされないので鋼
板としてアモルファス磁性材等の引張り強度の大きな材
料を結晶化させることなく用いることができる。しかも
、この場合でも、スロットのブリッジ部或いは開口部を
主部の中心線から式(A)で示される範囲の距離dに設
定したので、スキューを施したのと同様の効果が得られ
、回転子は高調波成分による異常トルクの発生を極力抑
制できると共に、振動,騒音の発生も極力抑制できる。
As explained above, according to the squirrel cage rotor of the present invention, the punched parts are stacked at the same position and the slots are formed parallel to the axial direction of the rotating shaft. When forming a conductor, the occurrence of cavities that become defects can be suppressed as much as possible. Furthermore, a secondary conductor can also be press-fitted. In this case, since the steel plate is not exposed to high temperatures, materials with high tensile strength such as amorphous magnetic materials can be used as the steel plate without crystallization. Moreover, even in this case, since the bridge part or opening of the slot is set at a distance d within the range shown by formula (A) from the center line of the main part, the same effect as applying skew can be obtained, and the rotation The child can suppress the generation of abnormal torque due to harmonic components as much as possible, and can also suppress the generation of vibration and noise as much as possible.

【0032】更に、各単位ブロック間のラジアルダクト
に連通する軸方向ダクト部を介在させたので、回転子の
軸方向から流入した冷却風は、単位ブロック間のラジア
ルダクトを円滑に対流する様になり、固定子,回転子両
方の積層鉄心および導体の放熱が促進されて冷却性能が
向上するという優れた効果を奏する。
Furthermore, since an axial duct portion communicating with the radial duct between each unit block is interposed, the cooling air flowing in from the axial direction of the rotor can smoothly convect through the radial duct between the unit blocks. This has the excellent effect of promoting heat dissipation from the laminated cores and conductors of both the stator and rotor, thereby improving cooling performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】層鉄心の外観を一部を破断して示す斜視図。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing the appearance of a layered core.

【図2】スロットに入り込む磁束の状態を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the state of magnetic flux entering the slot.

【図3】導体に誘起される起電力を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing electromotive force induced in a conductor.

【図4】積層鉄心の部分横断面図。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the laminated core.

【図5】全体構成の縦断側面図。FIG. 5 is a vertical side view of the overall configuration.

【図6】積層鉄心の部分横断平面図。FIG. 6 is a partial cross-sectional plan view of the laminated core.

【図7】回転数とトルクの相関を示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing the correlation between rotation speed and torque.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

19…固定子、                20
…固定子鉄心、22…かご形回転子、    23…回
転軸、24…積層鉄心、              
25…スロット、26…二次導体、         
     27…エンドリング、28…かご形導体、 
           29…鋼板、30…打抜部、 
               30a…主部、31,
32…単位ブロック、    33…連通部、34…ダ
クト部、              35,36…ブ
リッジ部、40…軸方向ダクト。
19...Stator, 20
...Stator core, 22...Squirrel cage rotor, 23...Rotating shaft, 24...Laminated core,
25...Slot, 26...Secondary conductor,
27... End ring, 28... Squirrel cage conductor,
29... Steel plate, 30... Punching part,
30a...main part, 31,
32... Unit block, 33... Communication section, 34... Duct section, 35, 36... Bridge section, 40... Axial duct.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】    外周部に導体を収納するためのス
ロット形成用の打抜部が形成された鋼板を所定枚数積層
して積層鉄心を形成して成るかご形回転子において、前
記鋼板の打抜部は、その外周側のブリッジ部或いは開口
部が前記導体が収納される主部の中心線に対して一方側
(A)式を満たす距離dだけずれた位置となる非対称形
状に形成され、前記積層鉄心は、前記鋼板を前記打抜部
が合致するようにして複数枚積層された単位ブロックを
軸方向に複数組合せて構成すると共に、隣接する単位ブ
ロックどうしは、一方が他方に対して裏返しの状態で且
つ前記主部が合致するように配置され、更に、各単位ブ
ロック間には、前記スロット内における前記導体間を連
通するダクト部が介在されており、さらに単位ブロック
の内径側に軸方向ダクトを有していることを特徴とする
かご形回転子。       {πD/4(z+p)}≦d≦{πD/4
(z−p)}    …(A)但し、D:回転子直径 z:対応する固定子のスロット数 p:極対数
1. A squirrel-cage rotor comprising a laminated iron core formed by laminating a predetermined number of steel plates in which punched parts for forming slots for accommodating conductors are formed on the outer periphery, the steel plates being punched. The part is formed in an asymmetrical shape such that the bridge part or the opening part on the outer circumferential side thereof is shifted by a distance d that satisfies formula (A) on one side with respect to the center line of the main part in which the conductor is housed; The laminated core is constructed by combining a plurality of unit blocks in the axial direction, each of which is a plurality of laminated steel plates so that the punched portions match each other, and adjacent unit blocks are arranged such that one of the unit blocks is turned upside down relative to the other. The unit blocks are arranged such that the main parts coincide with each other, and further, a duct part is interposed between each unit block to communicate between the conductors in the slot, and a duct part is provided in the axial direction on the inner diameter side of the unit block. A squirrel cage rotor characterized by having a duct. {πD/4(z+p)}≦d≦{πD/4
(z-p)} ...(A) However, D: Rotor diameter z: Number of slots in the corresponding stator p: Number of pole pairs
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