JPH08214513A - 誘導電動機 - Google Patents

誘導電動機

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JPH08214513A
JPH08214513A JP7287114A JP28711495A JPH08214513A JP H08214513 A JPH08214513 A JP H08214513A JP 7287114 A JP7287114 A JP 7287114A JP 28711495 A JP28711495 A JP 28711495A JP H08214513 A JPH08214513 A JP H08214513A
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JP
Japan
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induction motor
rotor
magnetic flux
flux induction
axial magnetic
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JP7287114A
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English (en)
Inventor
Dieter Gerling
ゲルリンク ディーテル
Peter Luerkens
リュルケンス ペテル
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Koninklijke Philips NV
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Philips Electronics NV
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/16Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
    • H02K17/165Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors characterised by the squirrel-cage or other short-circuited windings
    • HELECTRICITY
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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Induction Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い周辺回転速度に耐えることのできる、磁
極を有する固定子とその固定子に対向する回転子とを具
えている軸方向磁束誘導電動機を提供する。 【解決手段】 誘導電動機が磁極を有する固定子(10)
と、前記磁極に対向するように放射状空隙(11)内に配
置された回転子(12)とを具え、該回転子は電気的に高
伝導性の材料(15)と磁気的に高伝導性の材料(16)と
から製造されており、前記の電気的に高伝導性の材料
(15)は前記固定子(10)と対向する回転子(12)の側
に置かれて且つ前記の磁気的に高伝導性の材料(16)よ
りも小さい比重を有している。積層された回転子の安定
性問題を解決する可能性は、前記の磁気的に高伝導性の
リング形状またはディスク形状の材料(16)の外側半径
(R1)を、前記の電気的に高伝導性のリング形状または
ディスク形状の材料(15)の外側半径(R2)よりも小さ
くすることである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁極を有する固定子
とその固定子に対向する回転子とを具えている軸方向磁
束誘導電動機に関するものであり、前記回転子は第1材
料の第1部分と第2材料の第2部分とを具えており、前
記第1材料は前記第2材料と比べて比較的高い透磁率を
有し且つ前記第2材料は前記第1材料と比べて比較的高
い導電率を有しており、前記第1部分はディスク形状で
第1外側半径R1を有し、前記第2部分はディスク形状で
第2外側半径R2を有し且つ少なくとも前記固定子と前記
第1部分との間に延在する部分を具えている。
【0002】本発明は軸方向誘導電動機により駆動され
る羽根車を具えている真空掃除機にも関係している。
【0003】
【従来の技術】そのような誘導電動機は、例えば欧州特
許明細書第0487141A2 号から既知である。この既知の電
動機はガス流を発生するための、特に真空掃除機用のフ
ァンユニットの一部を形成し、且つこれも電磁気的に活
性な羽根車を具え且つ電動機固定子の電磁気的に活性な
部分と一緒に羽根車のトルクを発生する。前記羽根車の
電磁気的に活性な部分は、固定子と対向する放射状平面
内に配設され且つ回転子側において放射状空隙に束縛さ
れる導電性ディスクである。導電性回転子ディスクは、
例えば羽根車の基礎ディスクであり且つ、例えばアルミ
ニウムで作られている。空隙から離れている回転子ディ
スクの側では、この導電性基礎回転子ディスクは高透磁
率材料、すなわち例えば固形体の鉄でできた磁気的に高
い伝導性の層のディスクにより裏打ちされている。この
既知の電動機は、遠心力により一定の周辺回転速度にお
いて回転子が破壊すると言う欠点を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】高い周辺回転速度に耐
えることのできる、冒頭部分に規定された種類の軸方向
磁束誘導電動機を提供することが本発明の目的である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による軸方向磁束
誘導電動機は、第1外側半径R1と第2外側半径R2とが1.
2R1<R2<1.6R1 の関係に従って選択されることを特徴
としている。良好な誘導電動機を得るために充分に高い
透磁率を有する材料、例えば鉄は、良好な誘導電動機を
得るために充分に高い導電性を有する材料、例えばアル
ミニウムよりも高い周辺回転速度に大して少ししか抵抗
力が無いことが見出された。普通の軸方向磁束誘導電動
機の回転子に対しては双方の材料が必要であり、その回
転子の最大回転速度は高透磁率を有する材料により制限
される。本発明による手段によると、比較的高透磁率を
有する材料の部分の周辺回転速度は比較的高導電率を有
する材料の部分の周辺回転速度より小さくされて、双方
の材料がそれらの限界に近く負荷されるので、従来技術
の軸方向磁束電動機よりも高い周辺回転速度を達成する
ことができる軸方向磁束電動機が得られる。
【0006】軸方向磁束誘導電動機の一実施例は、第1
外側半径R1と第2外側半径R2とが、1.3R1<R2<1.5R1
の関係に従って選択されることを特徴としている。この
範囲によって良好な電力効率とコンパクトな電動機とが
得られることが見出された。
【0007】簡単な製造と組立とが、本発明の一実施例
において第1部分と第2部分とが一様な厚さを有するデ
ィスクであることで得られる。
【0008】本発明の別の実施例においては、第2部分
がR1<r<R2である半径rおいてもっと厚くする。この
手段の結果、第1部分の位置の外側が前の実施例よりも
厚い導電性ディスクが得られる。そのような部分的に厚
い導電性回転子ディスクの実効回転子抵抗は、それ故に
一定厚さの導電性回転子ディスクの実効回転子抵抗より
も小さく、前記の一定厚さは前記第1部分の位置での高
導電性のディスクの厚さと等しい。電動機効率は実効回
転子抵抗の低減により正に影響される。
【0009】本発明の別の特色のある特徴によると、第
1部分が第2部分内に完全に埋め込まれる。電流のため
の通路が一層短いので、この手段が達成されるべき実効
回転子抵抗の更なる低減を可能にする。図面を参照した
説明において別の埋め込み手段が規定される。
【0010】本発明の別の実施例においては、前記の第
1部分が2個以上の固形体のリング切片を具えている。
高周辺速度の結果として機械的応力が第1部分内に形成
され得ないことをこれが保証する。切片化の結果として
回転子ヨークがもはや自己支持しないので、個別の切片
は遠心力をも支持しなくてはならない第1部分を取り巻
く材料によって一緒に保持されねばならない。切片化さ
れた第1部分の場合には、取り巻く回転子材料が固形体
又は積層された第1部分の破壊の場合におけるのと同じ
力を取り扱わねばならないが、その利点は切片化によっ
て第1部分の一部分の大きさが決められることである。
本構造が用いられる場合には、鉄内の材料欠陥が安全に
影響しない。
【0011】本発明の別の実施例においては、前記の第
1部分が巻かれた薄板又は針金を具えている。この構造
によって利用できる体積が高透磁率材料により部分的に
のみ満たされているとはいえ、切片化と比較して、この
構造は第1部分における磁束案内が切片境界により中断
されないと言う利点を有する。本構造によって、第1部
分が自己支持であり得るので、切片化された構造の場合
のように取り巻く材料は必要ではない。固形体又は積層
された第1部分と比較して、針金を巻かれた構造は、過
負荷の場合に高エネルギーが加えられる間に各繊維が個
別に破壊されねばならず、その結果この構造の欠陥のあ
る回転子は潜在的に少ししか危険でないと言う利点を有
している。高透磁率材料における材料欠陥の場合には、
材料欠陥を有する繊維のみが破壊され且つ他の全部の繊
維が損なわれないままで残ると言う利点が得られる。こ
れは電動機の安全と特性とのいずれにも影響しない。こ
の解決策の利点は渦電流損失が低減されることと非常に
簡単な製造性とである。
【0012】本発明の別の実施例においては、前記の第
1部分が軸方向に積層された薄板の形をとる。切片化の
場合と同じ方法で、材料欠陥の場合に断片の大きさを制
御することが可能である。切片化された構造との対比に
おいて、第1部分は自己支持であり得る。
【0013】本発明による真空掃除機は羽根車と本発明
による軸方向誘導電動機とを具えており、ここで軸方向
誘導電動機の回転子と前記羽根車とはほぼ同じ外側半径
を有している。羽根車により確立され得る吸引圧力は羽
根車の周辺速度に直接依存することが見出されていた。
1個の羽根車によって充分な吸引圧力を達成するために
は、羽根車の最大許容値まで羽根車の周辺速度を増大す
ることが必要である。本発明による軸方向誘導電動機を
用いることによってこれが達成され得る。
【0014】
【発明の実施の態様】図1に示した軸流誘導電動機は固
定子10と放射状空隙11内に配置された回転子12とを有
し、前記の回転子は軸13上に取り付けられ軸受14によっ
て回転可能に支持されている。回転子12は二つの材料、
すなわち高導電性材料(アルミニウム)15と高透磁率材
料(鉄)16とで作られている。高透磁率材料16は高導電
性材料15よりも高い比重を有し、リング形状を与えられ
且つ高導電性材料の層のみが固定子10と対向する側に置
かれるように埋め込まれている。高透磁率材料の外側半
径R1と高導電性材料の外側半径R2とが、 1.2R1<R2<1.
6R1 の関係に従って、この場合にはR2≒1.4R2 に選択さ
れる。高透磁率材料16の種々の埋め込み方法と形状とが
図4〜6を参照してもっと詳細に記載されている。
【0015】固定子10は巻き付けと電気薄板帯とにより
形成され且つ巻線18を受け入れるための溝を設けられた
鉄スリーブ17を有している。動作中に渦電流が高導電性
材料15のディスク内に発生され、高透磁率材料16が磁束
を案内するために働く。
【0016】図2は図1での方向Aから見た回転子の平
面図である。図3aは対応する断面図を示している。材料
16は空隙11から離れている側を除いて材料15内に完全に
埋め込まれてしまった。図3bは、材料16が材料15内に完
全に埋め込まれてしまっている一実施例を示している。
図3a及び3bにおける材料16は固形体の鉄である。
【0017】図4〜6は図3に対応する実施例を示して
いる。図4においては鉄が巻き付けられた薄板帯16' の
形態をとっており、図5においては鉄が巻かれた針金1
6" の形態をとり、且つ図6においては鉄が軸方向に積
層された薄板16"'の形態をとっている。
【0018】図7においては、回転子ヨーク、すなわち
高透磁率材料16が4個の等しい固形体リング切片16a 〜
16d に分割されている。図8aと8bとから明らかなよう
に、他の例におけるのと同じ方法で、これらの切片が高
導電性材料15内に完全にかまたは部分的にかのいずれか
で埋め込まれている。
【0019】図9は軸方向に積層された薄板から成る高
透磁率材料16"'が高導電性材料15上に取り付けられた回
転子の断面図である。
【0020】図10は羽根車123 と本発明による軸方向誘
導電動機125 とを具えている真空掃除機100 を示してい
る。軸方向誘導電動機125 の回転子127 は、羽根車123
の外側半径R3とほぼ等しい外側半径R2を有している。こ
の羽根車は欧州特許明細書第EP0487141A2 号に開示され
たように形成されてもよい。この真空掃除機100 による
と、充分な吸引圧力が形成され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】放射状空隙内に配設された回転子を有する誘導
電動機の側面図である。
【図2】二つの材料で作られた回転子を示す平面図であ
る。
【図3】回転子の二つの断面図を示している。
【図4】高透磁率材料が巻き付けられた薄板帯である回
転子の二つの断面図を示している。
【図5】高透磁率材料が巻かれた針金である回転子の二
つの断面図を示している。
【図6】高透磁率材料が軸方向に積層された薄板である
回転子の二つの断面図を示している。
【図7】高透磁率材料が切片化された回転子の別の例を
示す平面図である。
【図8】図7に示した回転子の二つの断面図である。
【図9】別の回転子の断面図である。
【図10】本発明による真空掃除機を示している。
【符号の説明】
10 固定子 11 放射状空隙 12 回転子 13 軸 14 軸受 15 高導電性材料 16 高透磁率材料 16' 巻き付けられた薄板帯 16" 巻かれた針金 16"' 軸方向に積層された薄板 16a, 16b, 16c, 16d 固形体リング切片 17 鉄スリーブ 18 巻線 100 真空掃除機 123 羽根車 125 軸方向誘導電動機 127 回転子 A 方向 R1, R2, R3 外側半径

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ‐磁極を有する固定子と、 ‐前記固定子に対向する回転子であって、該回転子は第
    1材料の第1部分と第2材料の第2部分とを具えてお
    り、前記第1材料は前記第2材料と比べて比較的高い透
    磁率を有し且つ前記第2材料は前記第1材料と比べて比
    較的高い導電率を有している回転子と、を具えている軸
    方向磁束誘導電動機であって、 ‐前記第1部分はディスク形状で第1外側半径R1を有
    し、 ‐前記第2部分はディスク形状で第2外側半径R2を有し
    且つ少なくとも前記固定子と前記第1部分との間に延在
    する部分を具えている、軸方向磁束誘導電動機におい
    て、 前記第1外側半径R1と前記第2外側半径R2とが、 1.2R1
    <R2<1.6R1 の関係に従って選択されることを特徴とす
    る軸方向磁束誘導電動機。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の軸方向磁束誘導電動機に
    おいて、 前記第1外側半径R1と前記第2外側半径R2とが、 1.3R1
    <R2<1.5R1 の関係に従って選択されることを特徴とす
    る軸方向磁束誘導電動機。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の軸方向磁束誘導
    電動機において、 前記第1部分と前記第2部分とが一様な厚さを有するデ
    ィスクであることを特徴とする軸方向磁束誘導電動機。
  4. 【請求項4】 請求項1または2記載の軸方向磁束誘導
    電動機において、 前記第2部分が半径r>R1において一層厚いことを特徴
    とする軸方向磁束誘導電動機。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の軸方向磁束誘導電動機に
    おいて、 前記第1部分(16)が前記第2部分(15)内に完全に埋
    め込まれていることを特徴とする軸方向磁束誘導電動
    機。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項記載の軸方
    向磁束誘導電動機において、 前記第1部分が2個以上の固形体のリング切片を具えて
    いることを特徴とする軸方向磁束誘導電動機。
  7. 【請求項7】 請求項1〜5のいずれか1項記載の軸方
    向磁束誘導電動機において、 前記第1部分が軸方向に積層された薄板(16"')を具え
    ていることを特徴とする軸方向磁束誘導電動機。
  8. 【請求項8】 羽根車と請求項1〜7のいずれか1項記
    載の軸方向磁束誘導電動機とを具えた真空掃除機におい
    て、 前記軸方向磁束誘導電動機の回転子と前記羽根車とがほ
    ぼ同じ外側半径を有することを特徴とする真空掃除機。
JP7287114A 1994-11-07 1995-11-06 誘導電動機 Pending JPH08214513A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4439690:2 1994-11-07
DE4439690A DE4439690A1 (de) 1994-11-07 1994-11-07 Induktionsmotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08214513A true JPH08214513A (ja) 1996-08-20

Family

ID=6532659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7287114A Pending JPH08214513A (ja) 1994-11-07 1995-11-06 誘導電動機

Country Status (4)

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US (1) US5608281A (ja)
EP (2) EP1098426B1 (ja)
JP (1) JPH08214513A (ja)
DE (3) DE4439690A1 (ja)

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