KR100360244B1 - Rotor for induction motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인덕션 모터용 회전자에 관한 것으로서, 본 발명은 중심에 회전축이 결합되고 둘레면에 복수개의 슬롯이 형성된 적층 철심과, 상기 적층 철심의 슬롯에 형성된 회전자 바와, 상기한 각각의 회전자 바에 흐르는 전류의 폐회로가 형성되도록 상기 적층 철심의 양측에 설치되어 상기 회전자 바를 단락시키는 엔드 링으로 구성되고, 상기 엔드 링은 그 무게중심의 반경이 작아져 모터의 고속 회전시 엔드 링에 작용하는 원심력이 최소화되도록 내주면이 상기 회전축에 밀착되게 형성됨으로써 모터의 고속 회전시 엔드 링에 작용하는 원심력의 크기가 최소화되어 과도한 원심력으로 인해 상기 엔드 링이 변형되는 현상이 방지되고, 이에 따라 엔드 링의 변형으로 인해 야기되는 모터의 기계적인 결함이 제거되어 모터의 전체 성능 및 신뢰성이 향상되도록 한 것이다.The present invention relates to a rotor for an induction motor, and the present invention relates to a laminated iron core having a rotating shaft coupled to a center thereof and having a plurality of slots formed on a circumferential surface thereof, and a rotor bar formed in a slot of the laminated iron core, and the respective rotors described above. It is composed of end rings installed on both sides of the laminated iron core to short-circuit the rotor bar to form a closed circuit of the current flowing in the bar, and the end ring has a radius of its center of gravity that is reduced to act on the end ring during high speed rotation of the motor. Since the inner circumferential surface is formed to be in close contact with the rotating shaft to minimize the centrifugal force, the size of the centrifugal force acting on the end ring during the high speed rotation of the motor is minimized to prevent the end ring from being deformed due to excessive centrifugal force, thereby deforming the end ring. Improves overall motor performance and reliability by eliminating mechanical faults caused by the motor It will have to.
Description
본 발명은 초고속 인덕션 모터용 회전자에 관한 것으로서, 특히 모터의 고속 회전시 엔드 링에 작용하는 원심력이 최소화되도록 상기 엔드 링의 내주면이 회전축에 밀착되게 형성된 구조의 인덕션 모터용 회전자에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor for an ultra-high speed induction motor, and more particularly to a rotor for an induction motor having a structure in which the inner circumferential surface of the end ring is in close contact with the rotating shaft so as to minimize the centrifugal force acting on the end ring during the high speed rotation of the motor.
상기한 인덕션 모터는 에이씨(AC) 모터의 일종으로서 회전 자계형으로 분류되어 있다. 이러한 인덕션 모터는 고정자 권선에 흐르는 교번 전류에 의해 발생하는 회전 자기장과 회전자에 발생하는 유도 전류와의 상호 작용에 의해 생기는 회전력에 의하여 작동되며, 이 때문에 유도 모터라고 부르기도 한다.The induction motor is classified as a rotating magnetic field type as an AC motor. Such an induction motor is operated by the rotational force generated by the interaction between the rotating magnetic field generated by the alternating current flowing through the stator windings and the induced current generated in the rotor.
도 1은 종래 기술에 따른 인덕션 모터용 회전자가 도시된 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 인덕션 모터용 회전자가 도시된 단면도이다.1 is a perspective view showing a rotor for an induction motor according to the prior art, Figure 2 is a cross-sectional view showing a rotor for an induction motor according to the prior art.
상기한 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 인덕션 모터용 회전자는, 중심에 회전축(1)이 결합되고 둘레면에 일정 간격으로 복수개의 슬롯(5)이 형성된 적층 철심(3)과, 상기 적층 철심(3)의 슬롯(5)에 형성된 회전자 바(7)와, 상기한 각각의 회전자 바(7)에 흐르는 전류의 폐회로가 형성되도록 상기 적층 철심(3)의 양측에 설치되어 상기 회전자 바(7)를 단락시키는 엔드 링(9)으로 구성된다.1 and 2, the rotor for the induction motor according to the prior art, the laminated iron core (3) having a plurality of slots (5) formed at a predetermined interval on the circumferential surface and the rotating shaft (1) is coupled to the center; And installed on both sides of the laminated iron core 3 so that a rotor bar 7 formed in the slot 5 of the laminated iron core 3 and a closed circuit of a current flowing through the respective rotor bar 7 are formed. And an end ring 9 for shorting the rotor bar 7.
여기서, 상기 적층 철심(3)은 고정자의 권선에서 발생된 자속의 통로를 구성하는 것으로서, 철손의 최소화를 위해 얇은 규소 강판이 적층된 형태로 이루어진다.Here, the laminated iron core 3 constitutes a passage of magnetic flux generated in the winding of the stator, and is formed in a form in which thin silicon steel sheets are laminated to minimize iron loss.
또한, 상기 회전자 바(7)와 엔드 링(9)은 알루미늄 다이캐스팅에 의해 상기 적층 철심(3)에 일체로 형성되며, 상기 엔드 링(9)은 그 내주면이 상기 회전축(1)과 일정 거리 이상 이격되도록 형성된다.In addition, the rotor bar 7 and the end ring 9 are integrally formed on the laminated iron core 3 by aluminum die casting, and the end ring 9 has an inner circumferential surface at a predetermined distance from the rotation shaft 1. It is formed to be spaced over.
그런데, 상기와 같은 인덕션 모터의 힘의 발생 원리는 회전자 바(7)에 흐르는 전류와 자속의 곱에 의해 토크가 발생되는 것이기 때문에 상기 회전자 바(7)에는 반드시 전류가 유기되어 흐르게 되고, 이러한 전류 때문에 회전자 바(7)에 열이 발생되게 된다.However, the principle of generating the force of the induction motor as described above is that the torque is generated by the product of the current flowing in the rotor bar 7 and the magnetic flux, the current is always induced to flow in the rotor bar (7), This current causes heat to be generated in the rotor bar 7.
뿐만 아니라, 종래의 인덕션 모터는 회전축(1)과 엔드 링(9)이 일정 거리 이상 이격되어 있는 구조이기 때문에 상기 엔드 링(9)의 무게중심의 반경이 커져 고속 회전시 원심력의 크기가 더 커지는 효과가 생기고, 이로 인해 모터의 고속 회전시 엔드 링(9)에 과도한 원심력이 작용되게 된다.In addition, the conventional induction motor has a structure in which the rotary shaft 1 and the end ring 9 are separated by a predetermined distance or more, so that the radius of the center of gravity of the end ring 9 is increased, so that the size of the centrifugal force is increased at high speed. An effect is generated, which causes excessive centrifugal force to be applied to the end ring 9 at high speed of rotation of the motor.
따라서, 상기한 종래의 인덕션 모터용 회전자는, 모터의 고속 회전시 회전자 바(7)에서 발생되는 열과 엔드 링(9)에 과도하게 작용되는 원심력 때문에 상기 엔드 링(9)에 반경 방향으로의 부풀음과 같은 변형이 발생되어 모터의 기계적인 결함을 야기하는 문제점이 있었다.Therefore, the above-described conventional induction motor rotor is radially applied to the end ring 9 due to the heat generated in the rotor bar 7 and the centrifugal force excessively applied to the end ring 9 during the high speed rotation of the motor. Deformation such as swelling has occurred, causing a mechanical defect of the motor.
상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 모터의 고속 회전시 엔드 링에 작용하는 원심력의 크기를 최소화하여 과도한 원심력으로 인해 상기 엔드 링이 변형되는 현상을 방지하고, 이에 따라 엔드 링의 변형으로 인해 야기되는 모터의 기계적인 결함이 제거되어 모터의 전체 성능 및 신뢰성이 향상되도록 하는 인덕션 모터용 회전자를 제공함에 있다.An object of the present invention devised in view of the above problems, to minimize the size of the centrifugal force acting on the end ring during high speed rotation of the motor to prevent the end ring is deformed due to excessive centrifugal force, and thus It is to provide a rotor for an induction motor to remove the mechanical defects of the motor caused by the deformation of the ring to improve the overall performance and reliability of the motor.
도 1은 종래 기술에 따른 인덕션 모터용 회전자가 도시된 사시도,1 is a perspective view showing a rotor for an induction motor according to the prior art,
도 2는 종래 기술에 따른 인덕션 모터용 회전자가 도시된 단면도,2 is a cross-sectional view showing a rotor for an induction motor according to the prior art,
도 3은 본 발명에 따른 인덕션 모터용 회전자가 도시된 사시도,3 is a perspective view showing a rotor for an induction motor according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 인덕션 모터용 회전자가 도시된 단면도이다.4 is a sectional view showing a rotor for an induction motor according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
51 : 회전축 53 : 적층 철심51: rotating shaft 53: laminated iron core
55 : 슬롯 57 : 회전자 바55: slot 57: rotor bar
59 : 엔드 링 61 : 지지용 홈59: end ring 61: support groove
61a : 홈 걸림면 63 : 지지용 돌기61a: groove engaging surface 63: support protrusion
63a : 돌기 걸림면63a: protrusion surface
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 중심에 회전축이 결합되고 둘레면에 복수개의 슬롯이 형성된 적층 철심과, 상기 적층 철심의 슬롯에 형성된 회전자 바와, 상기한 각각의 회전자 바에 흐르는 전류의 폐회로가 형성되도록 상기 적층 철심의 양측에 설치되어 상기 회전자 바를 단락시키는 엔드 링으로 구성된 인덕션 모터용 회전자에 있어서, 상기 회전축과 엔드 링에는 모터의 고속 회전시 원심력으로 인해 엔드 링이 이탈되는 것이 방지되도록 서로 결합되는 지지용 홈과 지지용 돌기가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 인덕션 모터용 회전자가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the rotary iron is coupled to the center and a plurality of slots formed on the circumferential surface, the rotor bar formed in the slot of the laminated iron core, flowing through the respective rotor bar In the induction motor rotor consisting of an end ring installed on both sides of the laminated iron core to short-circuit the rotor bar to form a closed circuit of the current, the end shaft is separated from the rotating shaft and the end ring due to the centrifugal force during the high speed rotation of the motor There is provided a rotor for an induction motor, characterized in that the support grooves and the support protrusions, which are coupled to each other so as to be prevented from each other, are formed.
또한, 본 발명의 부가적인 특징에 의하면, 상기 엔드 링은 회전자 바에 다이캐스팅에 의해 일체로 형성되며, 상기 지지용 돌기는 상기 지지용 홈에 삽입된 상태로 다이캐스팅에 의해 상기 회전축에 일체로 형성된다.Further, according to an additional feature of the present invention, the end ring is integrally formed by die casting on the rotor bar, and the support protrusion is integrally formed on the rotating shaft by die casting while being inserted into the support groove. .
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 인덕션 모터용 회전자가 도시된 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 인덕션 모터용 회전자가 도시된 단면도이다.3 is a perspective view showing a rotor for an induction motor according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a rotor for an induction motor according to the present invention.
상기한 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 인덕션 모터용 회전자는, 중심에 회전축(51)이 결합되고 둘레면에 일정 간격으로 복수개의 슬롯(55)이 형성된 적층 철심(53)과, 상기 적층 철심(53)의 슬롯(55)에 형성된 회전자 바(57)와, 상기한 각각의 회전자 바(57)에 흐르는 전류의 폐회로가 형성되도록 상기 적층 철심(53)의 양측에 설치되어 상기 회전자 바(57)를 단락시키는 엔드 링(59)으로 구성된 것으로서, 상기 엔드 링(59)은 그 무게중심의 반경이 작아져 모터의 고속 회전시 엔드 링(59)에 작용하는 원심력이 최소화되도록 내주면이 상기 회전축(51)에 밀착되게 형성된다.Referring to FIGS. 3 and 4, the induction motor rotor according to the present invention includes a laminated iron core 53 in which a rotation shaft 51 is coupled to a center thereof and a plurality of slots 55 are formed at predetermined intervals on a circumferential surface thereof. And installed on both sides of the laminated iron core 53 such that a rotor bar 57 formed in the slot 55 of the laminated iron core 53 and a closed circuit of a current flowing through each of the rotor bars 57 are formed. And an end ring 59 to short-circuit the rotor bar 57, the end ring 59 has a smaller radius of center of gravity so that the centrifugal force acting on the end ring 59 during the high speed rotation of the motor is reduced. An inner circumferential surface is formed to be in close contact with the rotating shaft 51 so as to be minimized.
즉, 상기 엔드 링(59)은 그 내주면 반경이 상기 회전축(51)의 반경과 동일한 크기로 형성되어 마치 상기 엔드 링(59)에 회전축(51)이 압입되어 결합된 것처럼 보이도록 설치된다.That is, the end ring 59 is installed so that its inner circumferential surface radius is the same size as the radius of the rotation shaft 51, as if the rotation shaft 51 is press-fitted and coupled to the end ring 59.
또한, 상기 엔드 링(59)은 모터의 고속 회전시 엔드 링(59)에 작용하는 원심력의 영향력이 최소화되도록 비교적 작은 두께로 형성된다.In addition, the end ring 59 is formed to a relatively small thickness so that the influence of the centrifugal force acting on the end ring 59 during the high speed rotation of the motor is minimized.
이때, 상기 엔드 링(59)은 회전자 바(57)와 함께 알루미늄 다이캐스팅에 의해 상기 회전축(51)에 설치되며, 상기 회전자 바(57)와 엔드 링(59)은 일체형을 이루게 된다.In this case, the end ring 59 is installed on the rotating shaft 51 by aluminum die casting together with the rotor bar 57, and the rotor bar 57 and the end ring 59 are integrally formed.
또한, 상기 회전축(51)과 엔드 링(59)에는 모터의 고속 회전시 원심력으로 인해 엔드 링(59)이 이탈되는 것이 방지되도록 서로 결합되는 지지용 홈(61)과 지지용 돌기(63)가 각각 형성된다.In addition, the rotation shaft 51 and the end ring 59 has a support groove 61 and a support protrusion 63 coupled to each other to prevent the end ring 59 from being separated due to centrifugal force during high speed rotation of the motor. Each is formed.
여기서, 상기 지지용 돌기(63)는 엔드 링(59) 및 회전자 바(57)의 다이캐스팅시 상기 지지용 홈(61)에 알루미늄이 충진되는 방식으로 형성되어 상기 엔드 링(59)과 일체를 이루게된다.Here, the support protrusion 63 is formed in such a manner that aluminum is filled in the support groove 61 during die casting of the end ring 59 and the rotor bar 57 so as to be integral with the end ring 59. Is achieved.
또한, 상기 지지용 홈(61)과 지지용 돌기(63)는 각각 회전축(51)의 둘레면과 엔드 링(59)의 내주면을 따라 일정 간격을 사이에 두고 형성된 여러 개의 구조물로 형성되기도 하고, 띠 형태를 이루는 하나의 구조물로 형성되기도 한다.In addition, the support groove 61 and the support protrusion 63 may be formed of a plurality of structures formed at regular intervals along the circumferential surface of the rotary shaft 51 and the inner circumferential surface of the end ring 59, respectively. It may also be formed as a structure that forms a band.
또한, 상기 지지용 홈(61)과 지지용 돌기(63)에는 서로 대응되게 형성되어 엔드 링(59)의 이탈이 방지되도록 걸림 작용을 수행하는 홈 걸림면(61a)과 돌기 걸림면(63a)이 각각 형성된다.In addition, the support groove 61 and the support protrusion 63 are formed to correspond to each other, the groove engaging surface 61a and the protrusion engaging surface 63a which perform a locking action to prevent the end ring 59 from being separated. Are formed respectively.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 인덕션 모터용 회전자는, 엔드 링(59)의 내주면이 회전축(51)에 밀착되게 설치된 구조이므로 상기 엔드 링(59)의 무게중심의 반경이 작아져 모터의 고속 회전시 엔드 링(59)에 작용하는 원심력이 최소화되고, 이에 따라 기존에 과도한 원심력으로 인해 상기 엔드 링(59)에 발생되던 반경방향으로의 부풀음과 같은 엔드 링(59)의 변형이 방지되는 이점이 있다.As described above, the rotor for the induction motor according to the present invention has a structure in which the inner circumferential surface of the end ring 59 is in close contact with the rotation shaft 51, so that the radius of the center of gravity of the end ring 59 is reduced, thereby increasing the speed of the motor. The advantage of minimizing the centrifugal force acting on the end ring 59 during rotation, thereby preventing deformation of the end ring 59 such as radial swelling that has occurred in the end ring 59 due to the existing excessive centrifugal force. There is this.
또한, 본 발명은 회전축(51)과 엔드 링(59)에 서로 결합되도록 형성된 지지용 홈(61)과 지지용 돌기(63)에 의해 상기 엔드 링(59)의 이탈이 방지되므로 엔드 링(59)의 비산 방지에 보다 효과적으로 대처할 수 있게 되는 이점이 있다.In addition, the present invention prevents the end ring 59 from being separated by the support groove 61 and the support protrusion 63 formed to be coupled to the rotation shaft 51 and the end ring 59. ), There is an advantage that can be more effectively coped with the prevention of scattering.
결과적으로, 본 발명은 고속 회전시 발생하는 원심력으로부터 엔드 링(59)을 완벽하게 보호할 수 있게 되므로 상기 엔드 링(59)의 변형 및 파손으로 인해 발생되는 모터의 기계적인 결함이 제거되어 모터의 전체 성능 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.As a result, the present invention is able to completely protect the end ring 59 from the centrifugal force generated during high speed rotation, so that the mechanical defects of the motor caused by deformation and breakage of the end ring 59 are eliminated. There is an advantage that the overall performance and reliability are improved.
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