KR100421385B1 - 고속운전용 유도전동기의 회전자 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속운전용 유도전동기의 회전자 구조에 관한 것으로, 본 발명은 소정 형상을 갖는 다수개의 규소강판이 원통 형태로 적층된 원통형 적층체와; 상기 원통형 적층체에 관통 결합되는 도체인 다수개의 고정 바들과; 환형 형상으로 상기 원통형 적층체의 외경과 상응하는 외경과 일정 두께를 가지며 상기 원통형 적층체의 양단면에 밀착되는 몸체부와, 그 몸체부의 일측면에 일정 두께를 갖는 환형의 테두리 보강벽과, 상기 몸체부와 테두리 보강벽에 의해 한정되는 삽입홈 및, 상기 삽입홈의 저면에 상기 고정 바들의 양단이 삽입되는 관통공으로 이루어지는 링 삽입형 보강부재와; 상기 링 삽입형 보강부재의 삽입홈 내에 삽입되며 상기 링 삽입형 보강부재의 관통공을 통과한 보강 바들의 양단이 관통 삽입되는 다수개의 관통공이 형성된 도체인 단락 링;을 포함하도록 구성하여 고속운전용 유도전동기의 60000RPM 이상 고속 운전시 고속 회전으로 인한 원심력에 의해서 구성 부품의 변형을 방지함으로써 고속 회전 밸런스를 정확하게 유지하여 고속 회전의 안정성을 확보할 수 있도록 한 것이다.

Description

고속운전용 유도전동기의 회전자 구조{ROTOR FOR HIGH-SPEED INDUCTION MOTOR}

본 발명은 고속운전용 유도전동기의 회전자 구조에 관한 것으로, 특히 고속 운전시 원심력으로 인한 부품의 변형을 최소화하여 안정된 운전이 이루어질 수 있도록 한 고속운전용 유도전동기의 회전자 구조에 관한 것이다.

일반적으로 전동기는 전기에너지를 공급받아 운동에너지 변환시키는 기기로, 그 종류가 다양하다.

도 1은 상기 전동기의 일예로 고속운전용 유도전동기를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 고속운전용 유도전동기는 내부에 코일이 권선된 고정자(100)와 그 고정자(100)의 내부에 삽입되어 그 고정자 권선 코일(110)에 흐르는 교번 전류에 의해 발생되는 회전 자기장에 의해 유도 전류를 발생시키는 원통 형태의 회전자(200)를 포함하여 구성된다.

상기 고정자(100)는 소정 형상으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 적층된 적층체(120)와 그 적층체(120)에 형성된 티스에 권선되는 권선 코일(110)이 포함되어 구성된다.

상기 회전자(200)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 갖는 환형 형상의 규소강판 내부에 동일원 선상으로 일정 간격을 두고 다수개의 관통공(211)이 형성된 실리콘 스틸(L)이 원통 형태를 이루도록 다수개 적층된 환봉형 적층체(210)와, 그 환봉형 적층체(210)의 관통공(211)들에 각각 삽입되는 고정 바(220)와, 상기 환봉형 적층체(210)의 양단에 각각 위치하여 상기 고정 바(220)들과 결합되는 단락 링(230)과, 상기 단락 링(230)의 외측으로 결합되어 구조적 강도를 강화하는 지지링(240)을 포함하여 구성된다.

상기 고정 바(220)는 상기 환봉형 적층체(210)의 길이보다 길게 형성되며 그 양단이 상기 단락 링(230)에 형성된 다수개의 관통공(231)에 각각 삽입된 상태에서 브레이징에 의해 그 고정 바(220)와 단락 링(230)이 서로 결합된다. 상기 고정 바(220)는 도체인 구리로 형성된다.

상기 단락 링(230)은 그 외경이 상기 환봉형 적층체(210)의 외경보다 약간 적은 환형 링 형상으로 그 단면이 사각 형태를 이루며 그 재질은 도체인 구리로 형성된다.

상기 지지링(240)은 상기 환봉형 적층체(210)의 외경과 상응하는 외경과 상기 단락 링(230)의 외경과 상응하는 내경을 갖는 환형 링 형상으로 그 단면이 사각 형태를 이루도록 형성되며 그 재질은 스테인레스 강으로 이루어진다. 상기 지지링(240)은 상기 단락 링(230)의 외경에 고정 결합된다.

그리고 상기 환봉형 적층체(210)의 가운데에 축 삽입구멍(212)이 형성되고 그 축 삽입구멍(212)에 회전축이 고정 결합된다.

상기한 바와 같은 고속운전용 유도전동기의 작동은 다음과 같다.

먼저, 상기 고정자(100)의 권선 코일(110)에 교번 전류가 인가되면 그 인가되는 교번 전류에 의해 발생되는 회전 자기장과 그 회전 자기장에 의해 상기 회전자에 발생되는 유도 전류와의 상호작용에 의해 토오크(Torque)가 발생되며 그 토오크에 의해상기 회전자(200)가 회전하게 된다. 상기 회전자(200)의 회전력은 그 회전자(200)에 결합된 모터축에 의해 외부로 전달된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 고속운전용 유도전동기의 회전자 구조는 상기 고속운전용 유도전동기가 60000 RPM 이상의 초고속으로 운전시 상기 회전자(200)에 과도한 원심력이 작용하게 되며 그 과도한 원심력으로 인하여 상기 회전자를 구성하는 지지링(240)과 단락 링(230)이 밖으로 벌어지게 되어 상기 단락 링(230)의 변형이 발생되고 그 단락 링(230)의 변형으로 인하여 초기 밸런싱의 정도가 나빠져 운전이 불안정되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 고속 운전시 원심력으로 인한 부품의 변형을 최소화하여 안정된 운전이 이루어질 수 있도록 한 고속운전용 유도전동기의 회전자 구조를 제공함에 있다.

도 1은 종래 고속운전용 유도전동기를 도시한 단면도,

도 2는 상기 고속운전용 유도전동기의 회전자를 분해하여 도시한 사시도,

도 3은 본 발명의 고속운전용 유도전동기의 회전자 구조가 구비된 고속운전용 유도전동기의 단면도,

도 4는 본 발명의 고속운전용 유도전동기 회전자 구조를 분해하여 도시한 사시도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

310 ; 원통형 적층체 311 ; 규소강판

320 ; 고정 바 330 ; 링 삽입형 보강부재

331 ; 삽입홈 332 ; 몸체부

333 ; 보강벽 334 ; 관통공

340 ; 단락 링

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 소정 형상을 갖는 다수개의 규소강판이 원통 형태로 적층된 원통형 적층체와; 상기 원통형 적층체에 관통 결합되는 도체인 다수개의 고정 바들과; 환형 형상으로 상기 원통형 적층체의 외경과 상응하는 외경과 일정 두께를 가지며 상기 원통형 적층체의 양단면에 밀착되는 몸체부와, 그 몸체부의 일측면에 일정 두께를 갖는 환형의 테두리 보강벽과, 상기 몸체부와 테두리 보강벽에 의해 한정되는 삽입홈 및, 상기 삽입홈의 저면에 상기 고정 바들의 양단이 삽입되는 관통공으로 이루어지는 링 삽입형 보강부재와; 상기 링 삽입형 보강부재의 삽입홈 내에 삽입되며 상기 링 삽입형 보강부재의 관통공을 통과한 보강 바들의 양단이 관통 삽입되는 다수개의 관통공이 형성된 도체인 단락 링;을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 고속운전용 유도전동기의 회전자 구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 고속운전용 유도전동기의 회전자를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 고속운전용 유도전동기 회전자의 일예가 구비된 고속운전용 유도전동기를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 고속운전용 유도전동기는 내부에 코일이 권선된 고정자(100)와 그 고정자(100)의 내부에 삽입되어 그 고정자 권선 코일(110)에 흐르는 교번 전류에 의해 발생되는 회전 자기장에 의해 유도 전류를 발생시키는 원통 형태의 회전자(300)를 포함하여 구성된다.

상기 고정자(100)는 소정 형상으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 적층된 적층체(120)와 그 적층체(120)에 형성된 티스에 권선되는 권선 코일(110)이 구비된다.

상기 회전자(300)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 원통형 적층체(310)와 그 원통형 적층체(310)에 관통 결합되는 도체인 다수개의 고정 바(320)들과, 환형 형상으로 그 내부에 삽입홈(331)이 구비되어 상기 고정 바(320)들이 관통 삽입되도록 상기 원통형 적층체(310)의 양측면에 각각 고정 결합되는 링 삽입형 보강부재(330)와 그 링 삽입형 보강부재(330)의 삽입홈(331)에 삽입됨과 아울러 상기 고정 바(320)와 결합되는 도체인 단락 링(340)을 포함하여 구성된다.

상기 원통형 적층체(310)는 일정 두께를 갖는 원형 형태의 규소강판(311)이 다수개 적층되어 이루어진다. 상기 원통형 적층체(310)를 구성하는 각 규소강판(311)은 실리콘 스틸로 형성되며 그 내부에 축이 삽입되는 축 삽입구멍(312)이 형성되고 그 축 삽입구멍(312)의 둘레에 다수개의 관통공(313)이형성된다.

상기 고정 바(320)는 소정의 길이를 갖는 봉으로 형성되며 그 봉은 도체인 구리로 형성됨이 바람직하다. 상기 고정 바(320)는 상기 다수개의 규소강판(311)으로 적층된 원통형 적층체(310)의 관통공(313)에 삽입된다.

상기 링 삽입형 보강부재(330)는 상기 원통형 적층체(310)의 외경과 상응하는 외경과 일정 두께를 갖는 몸체부(332)와 그 몸체부(332)의 일측면에 일정 두께를 갖는 환형의 테두리 보강벽(333)을 갖도록 상기 단락 링(340)의 외경과 상응하는 내경과 일정 깊이로 형성되어 상기 단락 링(340)이 삽입되는 삽입홈(331)과 그 삽입홈(331)의 저면에 상기 고정 바(320)들이 관통 삽입되는 다수개의 관통공(334)이 구비되어 이루어진다. 상기 링 삽입형 보강부재(330)는 상기 원통형 적층체(310)에 결합된 고정 바(320)들에 그 관통공(334)이 삽입되도록 상기 원통형 적층체(310)의 양측에 각각 결합된다.

상기 단락 링(340)은 상기 링 삽입형 보강부재(330)의 삽입홈(331)의 내경과 상응하는 외경을 갖는 환형 링 형태로 그 단면이 사각형으로 형성되며 그 내부에 상기 원통형 적층체(310)의 관통공(313)과 상응하도록 관통공(341)이 형성된다. 상기 단락 링(340)은 상기 링 삽입형 보강부재(330)의 삽입홈(331)에 삽입됨과 아울러 그 단락 링(340)의 관통공(341)에 상기 고정 바(320)들이 삽입되도록 결합된다. 상기 고정 바(320)들과 상기 단락 링(340)은 브레이징에 의해 결합됨이 바람직하다.

이하, 본 발명의 고속운전용 유도전동기 회전자의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 고속운전용 유도전동기는 상기 고정자(100)의 권선 코일(110)에 교번 전류가 인가되면 그 인가되는 교번 전류에 의해 발생되는 회전 자기장과 그 회전 자기장에 의해 상기 회전자(300)에 발생되는 유도 전류와의 상호작용에 의해 토오크가 발생되며 그 토오크에 의해상기 회전자(300)가 회전하게 된다.

그리고 상기 고속운전용 유도전동기가 고속 회전으로 운전되면 그 회전자(300)가 고속으로 회전되면서 과도한 원심력이 작용하게 된다. 이때, 상기 링 삽입형 보강부재(330)는 상기 원통형 적층체(310)의 양측에 고정 결합되므로 원심력에 의해 변형되는 것이 방지되고 아울러 상기 단락 링(340)이 상기 링 삽입형 보강부재(330)의 삽입홈(331)에 삽입되어 결합되므로 그 단락 링(340)이 링 삽입형 보강부재(330)에 감싸진 상태가 되어 원심력에 의해 그 단락 링(340)이 변형되는 것이 방지된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 고속운전용 유도전동기의 회전자 구조는 고속운전용 유도전동기의 60000RPM 이상 고속 운전시 고속 회전으로 인한 원심력에 의해서 구성 부품의 변형을 방지하여 고속 회전 밸런스를 정확하게 유지하게 됨으로써 고속 회전의 안정성을 확보하여 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 소정 형상을 갖는 다수개의 규소강판이 원통 형태로 적층된 원통형 적층체와;

   상기 원통형 적층체에 관통 결합되는 도체인 다수개의 고정 바들과;

   환형 형상으로 상기 원통형 적층체의 외경과 상응하는 외경과 일정 두께를 가지며 상기 원통형 적층체의 양단면에 밀착되는 몸체부와, 그 몸체부의 일측면에 일정 두께를 갖는 환형의 테두리 보강벽과, 상기 몸체부와 테두리 보강벽에 의해 한정되는 삽입홈 및, 상기 삽입홈의 저면에 상기 고정 바들의 양단이 삽입되는 관통공으로 이루어지는 링 삽입형 보강부재와;

   상기 링 삽입형 보강부재의 삽입홈 내에 삽입되며 상기 링 삽입형 보강부재의 관통공을 통과한 보강 바들의 양단이 관통 삽입되는 다수개의 관통공이 형성된 도체인 단락 링;을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 고속운전용 유도전동기의 회전자 구조.
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