JPH0819230A - 高周波モータ - Google Patents
高周波モータInfo
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- JPH0819230A JPH0819230A JP6143084A JP14308494A JPH0819230A JP H0819230 A JPH0819230 A JP H0819230A JP 6143084 A JP6143084 A JP 6143084A JP 14308494 A JP14308494 A JP 14308494A JP H0819230 A JPH0819230 A JP H0819230A
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 43
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
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- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
- H02K17/02—Asynchronous induction motors
- H02K17/16—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
- H02K17/165—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors characterised by the squirrel-cage or other short-circuited windings
-
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- H02K17/168—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors having single-cage rotors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Induction Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高周波モータに関するものであ
り、その目的は、導体棒数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2の積と
回転子外径Ｄとの比を適正な範囲に設定し電気抵抗の小
さい銅を導体棒に使用することにより、１２０，０００
ｍｉｎ~1以上で運転させても回転子の変形ないし破損を
生じることなく且つモータ効率の良い高周波モータを提
供することができる。 【構成】 かご形回転子の導体棒に銅を用いると共に導
体棒の数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2の積と回転子外径Ｄとの
比（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）を１.１ないし１.５の範囲となるよ
うに構成する。
り、その目的は、導体棒数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2の積と
回転子外径Ｄとの比を適正な範囲に設定し電気抵抗の小
さい銅を導体棒に使用することにより、１２０，０００
ｍｉｎ~1以上で運転させても回転子の変形ないし破損を
生じることなく且つモータ効率の良い高周波モータを提
供することができる。 【構成】 かご形回転子の導体棒に銅を用いると共に導
体棒の数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2の積と回転子外径Ｄとの
比（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）を１.１ないし１.５の範囲となるよ
うに構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、最高回転数１２０，０
００ｍｉｎ~1以上で運転される高周波モータに関するも
のである。
００ｍｉｎ~1以上で運転される高周波モータに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】かご形回転子を高速回転させる場合に
は、その運転限界として鉄心にかかる円周方向の応力が
問題となっていた。従来の最高回転数１２０，０００ｍ
ｉｎ~1以上で運転される高周波モータにおいては、回転
子の変形ないし破損を生じさせずに高速回転させるた
め、導体棒の材質に銅よりも密度の小さいアルミニウム
を使用して回転子鉄心にかかる円周方向の応力を極力緩
和させていた。また、回転子鉄心の材質面での対処とし
て高強度の珪素鋼板あるいはバネ材等に用いられる鋼板
を鉄心に使用していた。更に、積層鉄心ではなく鉄心を
一体材料で製作するいわゆるソリッドロータを使用する
こともあった。
は、その運転限界として鉄心にかかる円周方向の応力が
問題となっていた。従来の最高回転数１２０，０００ｍ
ｉｎ~1以上で運転される高周波モータにおいては、回転
子の変形ないし破損を生じさせずに高速回転させるた
め、導体棒の材質に銅よりも密度の小さいアルミニウム
を使用して回転子鉄心にかかる円周方向の応力を極力緩
和させていた。また、回転子鉄心の材質面での対処とし
て高強度の珪素鋼板あるいはバネ材等に用いられる鋼板
を鉄心に使用していた。更に、積層鉄心ではなく鉄心を
一体材料で製作するいわゆるソリッドロータを使用する
こともあった。
【０００３】尚、上記モータの最高回転数を１２０，０
００ｍｉｎ~1以上としたのは、完成品としてのモータが
特定の用途に使用される高周波モータを対象にしている
からである。
００ｍｉｎ~1以上としたのは、完成品としてのモータが
特定の用途に使用される高周波モータを対象にしている
からである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のよう
に、銅よりも密度の小さいアルミニウムを使用した導体
棒は銅を使用した導体棒に比べ電気抵抗が大きくなるこ
とにより２次銅損が増加する。また、回転子鉄心に高強
度の珪素鋼板あるいはバネ材等に用いられる鋼板を使用
すると回転子強度の問題は解決できるが電機機器用の珪
素鋼板を使用した積層鉄心よりも鉄損が増加する。以
上、述べたように強度を重視した材料の使用は磁気的及
び電気的性能の低下が避けられず、モータの効率が低下
してしまう問題があった。
に、銅よりも密度の小さいアルミニウムを使用した導体
棒は銅を使用した導体棒に比べ電気抵抗が大きくなるこ
とにより２次銅損が増加する。また、回転子鉄心に高強
度の珪素鋼板あるいはバネ材等に用いられる鋼板を使用
すると回転子強度の問題は解決できるが電機機器用の珪
素鋼板を使用した積層鉄心よりも鉄損が増加する。以
上、述べたように強度を重視した材料の使用は磁気的及
び電気的性能の低下が避けられず、モータの効率が低下
してしまう問題があった。
【０００５】現在、導体棒に電気抵抗の小さい銅を用い
た最高回転数１２０，０００ｍｉｎ~1以上の高周波モー
タの強度及びモータ性能両面における最適設計に関する
データについて何ら得られていないのが実情である。
た最高回転数１２０，０００ｍｉｎ~1以上の高周波モー
タの強度及びモータ性能両面における最適設計に関する
データについて何ら得られていないのが実情である。
【０００６】本発明の目的は、上記のような問題を解決
し、導体棒数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2の積と回転子外径Ｄ
の比を適正な範囲に設定し、電気抵抗の小さい銅を導体
棒に使用することによってモータ性能を低下させずに最
高回転数１２０，０００ｍｉｎ~1以上で運転させること
のできるかご形回転子を有する高周波モータを提供する
ことである。
し、導体棒数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2の積と回転子外径Ｄ
の比を適正な範囲に設定し、電気抵抗の小さい銅を導体
棒に使用することによってモータ性能を低下させずに最
高回転数１２０，０００ｍｉｎ~1以上で運転させること
のできるかご形回転子を有する高周波モータを提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、銅を導体
棒に使用すると共に導体棒数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2の積
と回転子外径Ｄの比（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）が１．１から１．
５の範囲となるように構成することで達成される。
棒に使用すると共に導体棒数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2の積
と回転子外径Ｄの比（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）が１．１から１．
５の範囲となるように構成することで達成される。
【０００８】
【作用】銅導体棒の数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2との積と回
転子外径Ｄの比を１．５以下にすることにより回転子鉄
心にかかる円周方向の応力を鉄心材料の許容応力以下に
でき回転子の変形ないし破損を防止することができると
同時に、銅導体棒なら導体棒数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2と
の積と回転子外径Ｄの比（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）を１.１以上に
することにより２次銅損の増加を抑制できモータ効率の
良い高周波モータを得られるよう作用する。
転子外径Ｄの比を１．５以下にすることにより回転子鉄
心にかかる円周方向の応力を鉄心材料の許容応力以下に
でき回転子の変形ないし破損を防止することができると
同時に、銅導体棒なら導体棒数Ｎ2と導体棒の直径ｄ2と
の積と回転子外径Ｄの比（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）を１.１以上に
することにより２次銅損の増加を抑制できモータ効率の
良い高周波モータを得られるよう作用する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図４を用い
て説明する。図３はかご形回転子の概略縦断面図、図４
は回転子鉄心板の側面図である。図３及び図４におい
て、外径Ｄの鉄心１に設けられた複数個の円形スロット
４に直径ｄ2の導体棒２を挿入し、導体棒２の両端に短
絡環３を配置している。
て説明する。図３はかご形回転子の概略縦断面図、図４
は回転子鉄心板の側面図である。図３及び図４におい
て、外径Ｄの鉄心１に設けられた複数個の円形スロット
４に直径ｄ2の導体棒２を挿入し、導体棒２の両端に短
絡環３を配置している。
【００１０】図１は本発明における導体棒に銅を使用し
た場合の導体棒数Ｎ2と導体棒直径ｄ2の積と回転子外径
Ｄとの比（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）に対する回転子鉄心の最大主
応力及びモータ効率を示すグラフであり、回転子外径２
０ｍｍのモータを１５０，０００ｍｉｎ~1の回転数で運
転した時のデータである。電機機器用の鉄損の少ない珪
素鋼板、例えば、５０Ａ２９０の許容応力は３３６ＭＰ
ａであり、この種の材料を回転鉄心に使用するには回転
子鉄心にかかる最大応力を３３６ＭＰａ以下にしない
と、鉄心が変形してしまい固定子と接触することによっ
て破壊に至ったり極端な場合には鉄心自体にクラックが
生じ破壊してしまう。回転子鉄心にかかる応力は回転子
外形Ｄに対し導体棒数Ｎ2あるいは導体棒直径ｄ2が大き
くなる程大きくなる。このため、（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）の上
限を回転子鉄心にかかる応力が鉄心材料の許容応力以下
になる範囲で設定する必要がある。図１からも判るよう
に（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）を１.５以下になるように設定するこ
とにより回転子を破壊させることなく運転することがで
きる。しかし、導体棒の２次抵抗は導体数Ｎ2及び導体
棒直径ｄ2の２乗に比例するので（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）を小さ
くしすぎると２次銅損が増加し、モータ効率は図１に示
すように（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）が１.１以下になると急激に低
下する。
た場合の導体棒数Ｎ2と導体棒直径ｄ2の積と回転子外径
Ｄとの比（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）に対する回転子鉄心の最大主
応力及びモータ効率を示すグラフであり、回転子外径２
０ｍｍのモータを１５０，０００ｍｉｎ~1の回転数で運
転した時のデータである。電機機器用の鉄損の少ない珪
素鋼板、例えば、５０Ａ２９０の許容応力は３３６ＭＰ
ａであり、この種の材料を回転鉄心に使用するには回転
子鉄心にかかる最大応力を３３６ＭＰａ以下にしない
と、鉄心が変形してしまい固定子と接触することによっ
て破壊に至ったり極端な場合には鉄心自体にクラックが
生じ破壊してしまう。回転子鉄心にかかる応力は回転子
外形Ｄに対し導体棒数Ｎ2あるいは導体棒直径ｄ2が大き
くなる程大きくなる。このため、（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）の上
限を回転子鉄心にかかる応力が鉄心材料の許容応力以下
になる範囲で設定する必要がある。図１からも判るよう
に（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）を１.５以下になるように設定するこ
とにより回転子を破壊させることなく運転することがで
きる。しかし、導体棒の２次抵抗は導体数Ｎ2及び導体
棒直径ｄ2の２乗に比例するので（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）を小さ
くしすぎると２次銅損が増加し、モータ効率は図１に示
すように（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）が１.１以下になると急激に低
下する。
【００１１】また、図２は（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）に対しモー
タが必要トルクを出す時のすべりを示す図で、回転子外
径２０ｍｍのモータについてのデータである。高周波モ
ータの回転原理は固定子側の回転磁界により回転子が回
転するというものであり、固定子側の回転磁界と回転子
との間に必ず回転差が生じる。回転差の周波数と固定子
側の回転磁界の周波数の比をすべりといい、このすべり
が大きくなるほど回転子の回転数が低下する。図２にお
いてモータが必要トルクを出す時のすべりも（Ｎ2・ｄ2
／Ｄ）が１．１以下になると急激に増加し回転数が低下
するため、目的の最高回転数を得ることが困難になる。
タが必要トルクを出す時のすべりを示す図で、回転子外
径２０ｍｍのモータについてのデータである。高周波モ
ータの回転原理は固定子側の回転磁界により回転子が回
転するというものであり、固定子側の回転磁界と回転子
との間に必ず回転差が生じる。回転差の周波数と固定子
側の回転磁界の周波数の比をすべりといい、このすべり
が大きくなるほど回転子の回転数が低下する。図２にお
いてモータが必要トルクを出す時のすべりも（Ｎ2・ｄ2
／Ｄ）が１．１以下になると急激に増加し回転数が低下
するため、目的の最高回転数を得ることが困難になる。
【００１２】従って、モータの電気的性能を確保するに
は（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）を１.１以上に設定する必要がある。
は（Ｎ2・ｄ2／Ｄ）を１.１以上に設定する必要がある。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、導体棒に銅を用いると
共に導体棒の数及び導体棒の直径の積と回転子外径との
比が１.１ないし１.５の範囲となるように構成すること
で、最高回転数１２０，０００ｍｉｎ~1以上で運転させ
ることが可能となる。また、モータ効率の良い高周波モ
ータを提供することができる。
共に導体棒の数及び導体棒の直径の積と回転子外径との
比が１.１ないし１.５の範囲となるように構成すること
で、最高回転数１２０，０００ｍｉｎ~1以上で運転させ
ることが可能となる。また、モータ効率の良い高周波モ
ータを提供することができる。
【図１】 本発明になる導体棒数及び導体棒直径の積と
回転子外径との比に対するモータ効率及び回転子鉄心の
最大主応力を示すグラフである。
回転子外径との比に対するモータ効率及び回転子鉄心の
最大主応力を示すグラフである。
【図２】 本発明になる導体棒数及び導体棒直径の積と
回転子外径との比に対する必要トルクを得る時のすべり
を示すグラフである。
回転子外径との比に対する必要トルクを得る時のすべり
を示すグラフである。
【図３】 本発明になるかご形回転子を示す概略縦断面
図である。
図である。
【図４】 本発明になる回転子鉄心板を示す側面図であ
る。
る。
１は回転子鉄心、２は導体棒、３は短絡環、４はスロッ
トである。
トである。
Claims (1)
- 【請求項１】 複数個の円形スロットを有する回転子鉄
心と、該スロットに挿入される複数個の導体棒と、該導
体棒の両端に配置された短絡環から成るかご形回転子を
具備した高周波モータにおいて、前記導体棒に銅を用い
ると共に前記導体棒数及び前記導体棒の直径との積と前
記回転子外径との比が１.１ないし１.５の範囲となるよ
うに構成したことを特徴とする高周波モータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6143084A JPH0819230A (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 高周波モータ |
| US08/443,162 US5610465A (en) | 1994-06-24 | 1995-05-17 | High-frequency motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6143084A JPH0819230A (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 高周波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0819230A true JPH0819230A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15330545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6143084A Pending JPH0819230A (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 高周波モータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5610465A (ja) |
| JP (1) | JPH0819230A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010178613A (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Ls Cable Ltd | ケーブルの外装鉄線連結装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19818774C1 (de) * | 1998-04-27 | 1999-11-18 | Michael Zoche Antriebstechnik | Kurzschlußläufer mit einem Läuferkäfig |
| WO2010047173A1 (ja) * | 2008-10-23 | 2010-04-29 | 株式会社日立産機システム | かご形誘導電動機及びかご形誘導電動機駆動システム |
| US8274190B2 (en) * | 2010-05-28 | 2012-09-25 | General Electric Company | Electric machine rotor bar and method of making same |
| DE102016204782A1 (de) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Rotor für Asynchronmaschine |
| US20210099069A1 (en) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | Portland State University | Electromagnetic configurations and assembly methods for a halbach rotor magnetic gear |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3629632A (en) * | 1970-07-30 | 1971-12-21 | Altralite Inc | Flywheel electrical generator |
| DE2246962C3 (de) * | 1972-09-25 | 1980-02-21 | Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen | Anordnung zur Erhöhung der Axialkraft während des Motoranlaufs bei einem Verschiebeanker-Bremsmotor und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung |
| US4393344A (en) * | 1979-02-22 | 1983-07-12 | Whellams Geoffrey E | Squirrel cage induction motors |
| US4577128A (en) * | 1980-12-11 | 1986-03-18 | Northern Engineering Industries, Plc | Induction motors |
| FR2562348B1 (fr) * | 1984-03-27 | 1988-04-22 | Somfy | Moteur-frein |
| DE8528075U1 (ja) * | 1985-10-02 | 1987-05-14 | Fichtel & Sachs Ag, 8720 Schweinfurt, De | |
| IL82685A0 (en) * | 1987-05-27 | 1987-11-30 | Manuel M Werber | Improvement in electric motors |
| JPH0716297B2 (ja) * | 1987-11-27 | 1995-02-22 | 三菱電機株式会社 | 電動機 |
-
1994
- 1994-06-24 JP JP6143084A patent/JPH0819230A/ja active Pending
-
1995
- 1995-05-17 US US08/443,162 patent/US5610465A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010178613A (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Ls Cable Ltd | ケーブルの外装鉄線連結装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5610465A (en) | 1997-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001031 |