KR100820180B1 - A rotor of a squirrel cage induction motor - Google Patents

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Abstract

개선된 제1,2 회전자슬롯을 갖는 농형 유도전동기의 회전자가 개시된다. 농형 유도전동기의 회전자는, 각기 다른 모양을 갖는 다수의 제1 회전자슬롯들과 제2 회전자슬롯들이 가장 자리를 따라 방사형으로 교차하여 배치되는 강판을 제1 회전자슬롯과 제2 회전자슬롯이 각각 축 방향을 따라 연속되도록 다수 개 적층 하여 이루어지는 회전자 철심을 포함한다. 회전자 도체는 각각의 상기 제1 회전자슬롯과 제2 회전자슬롯에 제공되어 유기된 전류와 자속의 상호 작용에 의해 토크를 발생시킨다. 엔드링은 회전자 도체의 양단에 서로 연결되어 하나의 회로를 구성한다. 이러한 구조로 인하여, 고기동 토크, 저기동 전류의 특성을 갖는 유도전동기 등에 적용할 수 있다.A rotor of a squirrel cage induction motor having improved first and second rotor slots is disclosed. The rotor of the squirrel cage induction motor includes a first rotor slot and a second rotor slot in which a plurality of first rotor slots and second rotor slots having different shapes radially intersect along edges thereof. Each of these includes a rotor iron core formed by stacking a plurality of them so as to be continuous along the axial direction. Rotor conductors are provided in each of the first rotor slot and the second rotor slot to generate torque by the interaction of the induced current with the magnetic flux. The end rings are connected to each other at both ends of the rotor conductor to form a circuit. Due to this structure, it can be applied to an induction motor having a characteristic of high torque, low starting current and the like.

농형, 유도 전동기, 회전자, 고정자 Squirrel cage, induction motor, rotor, stator

Description

농형 유도전동기의 회전자{A ROTOR OF A SQUIRREL CAGE INDUCTION MOTOR}Rotor of squirrel cage induction motor {A ROTOR OF A SQUIRREL CAGE INDUCTION MOTOR}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농형 유도전동기의 회전자의 횡단면도; 1 is a cross-sectional view of a rotor of a squirrel cage induction motor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에서 보여준 농형 유도전동기의 회전자의 종단면도 및 부분 확대도; 및2 is a longitudinal sectional view and a partially enlarged view of the rotor of the squirrel cage induction motor shown in FIG. And

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농형 유도전동기의 회전자를 제작하기 위한 금형의 개략도이다. Figure 3 is a schematic diagram of a mold for manufacturing a rotor of the squirrel cage induction motor according to a preferred embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>

110: 회전자 철심 112: 강판110: iron core 112: steel plate

114: 제1 회전자슬롯 116: 제2 회전자슬롯114: first rotor slot 116: second rotor slot

120: 회전자 도체 130: 엔드링120: rotor conductor 130: end ring

140: 샤프트 150: 금형140: shaft 150: mold

152: 회전자 부위 154: 고정자 부위152: rotor part 154: stator part

본 발명은 농형 유도전동기의 회전자에 관한 것으로, 더욱 상세히는 개선된 제1,2 회전자슬롯을 갖는 농형 유도전동기의 회전자에 관한 것이다. The present invention relates to a rotor of a squirrel cage induction motor, and more particularly to a rotor of a squirrel cage induction motor having improved first and second rotor slots.

일반적으로, 유도 전동기는 고정자(stator)와 회전자(rotor)로 구성되며, 이는 고정자 권선에 흐를 때 발생하는 회전 자기장(rotating magnetic field)에 의해서 회전자에 토크가 발생하여 전동기가 회전하게 된다. 이러한 유도 전동기는 회전자의 권선 형태에 따라 알루미늄 환봉이 회전자 도체를 형성하는 농형 유도전동기(squirrel cage induction motor) 및 회전자에도 고정자와 마찬가지로 권선이 결선되어 있는 권선형 유도전동기(wound-rotor induction motor)로 구분된다.In general, an induction motor is composed of a stator and a rotor, and torque is generated in the rotor by a rotating magnetic field generated when flowing through the stator winding, thereby causing the motor to rotate. Such induction motors have a squirrel cage induction motor in which aluminum rods form a rotor conductor according to the winding form of the rotor, and a wound-rotor induction motor in which the windings are connected to the rotor as well as the stator. motor).

특히 농형 유도 전동기의 특성은 회전자의 구조, 즉 슬롯 형상, 슬롯 구조 및 슬롯 수 등에 따라 크게 좌우되기 때문에 회전자슬롯의 설계는 어려움이 따른다. 만일, 이러한 회전자슬롯의 설계 및 제작상의 문제가 있을 경우에는 기동 토크가 부족하거나 소음이 심하거나 기동 전류가 높거나 가동 효율이 떨어지거나 온도가 급격히 상승하여 사용이 곤란할 뿐만 아니라 심하게는 전동기가 기동 되지 않는 등의 문제가 종종 발생했었다. In particular, since the characteristics of the squirrel cage induction motor largely depend on the structure of the rotor, that is, the slot shape, the slot structure and the number of slots, the design of the rotor slot is difficult. If there is a problem in the design and manufacture of such a rotor slot, the starting torque is insufficient, the noise is too high, the starting current is high, the operating efficiency is low, or the temperature rises rapidly. Problems such as not being used often occurred.

이 때문에, 회전자슬롯의 형상은 2중 또는 3중 슬롯으로 제작하여 사용하는 방법도 있으나, 이러한 방법들은 금형이 복잡하여 제작상의 어려움이 예상되며, 제작 비용의 상승 문제나 농형 유도전동기 자체의 기동이 제대로 되지 않는 등의 문 제가 발생하였다.For this reason, the shape of the rotor slot may be manufactured by using a double or triple slot. However, these methods may be difficult to manufacture due to a complicated mold, and a problem of rising manufacturing cost or starting of the squirrel cage induction motor itself. There was a problem such as not working properly.

결국, 상기한 바와 같은 기동 토크가 적고 기동 전류가 증가하는 문제를 극복하면서, 기존의 2중 농형 유도전동기의 회전자슬롯의 효과를 배가시키는 기술이 요구되었다. As a result, a technique for doubling the effect of the rotor slot of the existing double squirrel cage induction motor has been required while overcoming the problem of low starting torque and increasing starting current as described above.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 충분한 기동 토크를 갖으면서 기동 전류를 제한할 수 있는 농형 유도전동기의 회전자를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotor of a squirrel cage induction motor capable of limiting a starting current while having sufficient starting torque.

본 발명의 다른 목적은 금형의 제작 비용을 절감할 수 있는 농형 유도전동기의 회전자를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a rotor of a squirrel cage induction motor that can reduce the manufacturing cost of the mold.

상기 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 In order to achieve the above objects, the present invention

각기 다른 모양을 갖는 다수의 제1 회전자슬롯들과 제2 회전자슬롯들이 가장 자리를 따라 방사형으로 교차하여 배치되는 강판을 상기 제1 회전자슬롯과 제2 회전자슬롯이 각각 축 방향을 따라 연속되도록 다수 개 적층하여 이루어지는 회전자 철심; A plurality of first rotor slots and second rotor slots having different shapes radially intersect along the edge of the steel sheet is arranged along the axial direction of the first rotor slot and the second rotor slot, respectively A rotor iron core formed by stacking a plurality of continuous cores;

각각의 상기 제1 회전자슬롯과 제2 회전자슬롯에 제공되어 유기된 전류와 자속의 상호 작용에 의해 토크를 발생시키는 회전자 도체; 및 A rotor conductor provided at each of the first rotor slot and the second rotor slot to generate torque by interaction of induced currents and magnetic fluxes; And

상기 회전자 도체의 양단에 서로 연결되어 하나의 회로를 구성하는 엔드링End rings connected to both ends of the rotor conductor to form a circuit

을 포함하는 것을 특징으로 하는 농형 유도전동기의 회전자를 제공한다. It provides a rotor of the squirrel cage induction motor comprising a.

바람직하게는, 상기 제1 회전자슬롯과 제2 회전자슬롯은 서로에 대하여 대칭 형성된다.Preferably, the first rotor slot and the second rotor slot are symmetrical with respect to each other.

바람직하게는, 상기 제1 회전자슬롯은 가상의 중심을 향하여 간격이 넓어지는 유선형으로 형성되며, 상기 제2 회전자슬롯은 가상의 중심을 향하여 간격이 좁아지는 유선형으로 형성된다. Preferably, the first rotor slot is formed in a streamlined shape that is wider toward the center of the virtual, and the second rotor slot is formed in a streamlined shape that becomes narrower toward the center of the virtual.

이러한 본 발명의 농형 유도전동기의 회전자는, 각기 다른 모양을 갖는 제1 회전자슬롯과 제2 회전자슬롯이 교차 배열되는 강판이 제공되는 회전자 철심으로 이루어진다. 제1 회전자슬롯은 가상의 중심을 향하여 간격이 넓어지는 유선형으로 형성되며, 상기 제2 회전자슬롯은 가상의 중심을 향하여 간격이 좁아지는 유선형으로 형성된다. 이러한 구조로 인하여, 고기동 토크, 저기동 전류의 특성을 갖는 유도전동기 등에 적용할 수 있다.The rotor of the squirrel cage induction motor of the present invention includes a rotor iron core provided with a steel plate in which a first rotor slot and a second rotor slot having different shapes are arranged to cross each other. The first rotor slot is formed in a streamlined shape that is wider toward the virtual center, and the second rotor slot is formed in a streamlined shape that becomes narrower toward the virtual center. Due to this structure, it can be applied to an induction motor having a characteristic of high torque, low starting current and the like.

본 발명의 목적 및 장점은 첨부된 도면을 참조로 한 하기의 바람직한 실시 예의 상세한 설명에 의해 더욱 명확해질 것이다.The objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농형 유도전동기의 회전자의 횡단면도이다. 도 2는 도 1에서 보여준 농형 유도전동기의 회전자의 종단면도 및 부분 확대도이다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농형 유도전동기의 회전자를 제작하기 위한 금형의 개략도이다.1 is a cross-sectional view of the rotor of the squirrel cage induction motor according to a preferred embodiment of the present invention. 2 is a longitudinal sectional view and a partial enlarged view of the rotor of the squirrel cage induction motor shown in FIG. Figure 3 is a schematic diagram of a mold for manufacturing a rotor of the squirrel cage induction motor according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 고정자 철심의 고정자 슬롯은 일반적인 3상 농형 유도전동기와 동일한 구조의 고정자 철심과 고정자 슬롯의 구조로 구성되어 있다 (도시안됨). 1 and 2, the stator slot of the stator iron core is composed of the structure of the stator iron core and the stator slot of the same structure as a typical three-phase squirrel cage induction motor (not shown).

이를 전제로, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농형 유도전동기의 회전자는 회전자 철심(110), 회전자 도체(120) 및 엔드링(130)을 포함한다.On the premise of this, the rotor of the squirrel cage induction motor according to the preferred embodiment of the present invention includes a rotor iron core 110, rotor conductor 120 and the end ring 130.

회전자 철심(110)은 각기 다른 모양을 갖는 다수의 제1 회전자슬롯들(114)과 제2 회전자슬롯들(116)이 가장 자리를 따라 방사형으로 교차하여 배치되는 강판(112)을 제1 회전자슬롯(114)과 제2 회전자슬롯(116)이 각각 축 방향을 따라 연속되도록 여러 개 적층 하여 이루어진다. 제1 회전자슬롯(114)은 가상의 중심을 향하여 간격이 넓어지는 유선형으로 형성되며, 제2 회전자슬롯(116)은 가상의 중심을 향하여 간격이 좁아지는 유선형으로 형성된다. 이 결과로서, 초기 기동시 기동 토크를 증대시키고 기동 전류를 제한하는 특성이 있게 된다.The rotor core 110 is formed of a steel plate 112 in which a plurality of first rotor slots 114 and second rotor slots 116 having different shapes radially intersect along edges thereof. A plurality of rotor slots 114 and second rotor slots 116 are formed so as to be continuous along the axial direction. The first rotor slot 114 is formed in a streamlined shape with a wider gap toward the virtual center, and the second rotor slot 116 is formed in a streamlined shape with a narrower gap toward the virtual center. As a result, there is a characteristic of increasing the starting torque at the initial start and limiting the starting current.

회전자 도체(120)는 각각의 제1 회전자슬롯(114)과 제2 회전자슬롯(116)에 제공되어 유기된 전류와 자속의 상호 작용에 의해 토크를 발생시킨다. The rotor conductor 120 is provided to each of the first rotor slot 114 and the second rotor slot 116 to generate torque by the interaction of the induced current with the magnetic flux.

엔드링(130)은 회전자 도체(120)의 양단에 서로 연결되어 하나의 회로를 구성한다. 도면 중 미설명 부호 "140"는 회전자 철심(110)이 설치되는 샤프트이다.The end rings 130 are connected to both ends of the rotor conductor 120 to form a circuit. In the drawing, reference numeral “140” denotes a shaft on which the rotor iron core 110 is installed.

상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농형 유도전동기의 회전자의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.An operation of the rotor of the squirrel cage induction motor according to the preferred embodiment of the present invention having the structure as described above will be described with reference to the accompanying drawings.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 회전자슬롯(114)과 제2 회전자슬롯(116)은 통상의 3상 농형유도전동기와 같은 형태의 회전자슬롯이며, 제1 회전자슬롯(114)은 쐐기형 심구 농형 구조의 회전자슬롯으로서, 이러한 각기 다른 형상의 제1 회전자슬롯(114)과 제2 회전자슬롯(116)을 조합하여 구성한다. Referring again to FIGS. 1 and 2, the first rotor slot 114 and the second rotor slot 116 are rotor slots of the same type as a conventional three-phase squirrel cage induction motor, and the first rotor slot ( 114 is a rotor slot of a wedge-shaped core-shaped cage structure, which is configured by combining the first rotor slot 114 and the second rotor slot 116 having different shapes.

이때, 제1 회전자슬롯(114)의 형상만을 채택한 상태에서는, 초기 기동시 기동 토크가 작아지므로 일반회전자슬롯(22) 형상과 같은 슬롯으로 회전자 철심을 제작하여 기동 토크를 크게 설계하면 동시에 기동 전류도 증가하는 문제점이 있다. At this time, in the state where only the shape of the first rotor slot 114 is adopted, the starting torque at the time of initial start-up becomes small. Therefore, if the rotor iron core is made of the same slot as the shape of the general rotor slot 22 and the starting torque is designed to be large, There is also a problem that the starting current increases.

또한, 제2 회전자슬롯(116)의 형상만을 채택한 상태에서는, 기동 토크는 증가하고 기동 전류를 적게 할 수 있으나 이 경우 전동기 철심 치부분의 자속밀도가 증가하여 역률 및 효율이 감소하여 전동기 특성이 현저하게 떨어지게 되어 여자전류가 증가하고 전동기의 온도도 상승하게 되는 문제점이 있다.In addition, in the state in which only the shape of the second rotor slot 116 is adopted, the starting torque can be increased and the starting current can be decreased, but in this case, the magnetic flux density of the iron core portion of the motor is increased, so that the power factor and the efficiency are reduced, thereby improving the motor characteristics. There is a problem in that the falling off significantly increases the excitation current and the temperature of the motor.

그러나, 상기한 바와 같이 제1 회전자슬롯(114)과 제2 회전자슬롯(116)을 동시 채택한 상태에서는 농형 유도전동기 기동시에는 표피 효과에 의해 전류는 대부분 제1 회전자슬롯(114)과 제2 회전자슬롯(116)의 외곽으로 흐르고 2차 저항은 커지나 2차 주파수가 큰 기동시에는 리액턴스가 감소하게 되어 기동 전류는 제한되고 기동 토크는 크게 된다. 운전시에는 정상적으로 전류가 흐르게 되어 특성에 변화를 주지 않는다. 그러나 2차 저항이 커져 일반 3상 농형 유도전동기와 같은 형태의 제1 회전자슬롯(114) 만을 채택한 경우에 비하여 제2 회전자슬롯(116)을 채택한 경우에는 기동 토크는 증가하는 이점이 있으나 역률 및 효율이 현격히 감소하여 현재는 사용하지 않고 있는 상태이다. However, in the state where the first rotor slot 114 and the second rotor slot 116 are simultaneously adopted as described above, the current is mostly generated by the skin effect when starting the cage induction motor. The secondary resistance increases outside the second rotor slot 116, but when the secondary frequency is large, the reactance is reduced, so that the starting current is limited and the starting torque is large. During operation, current flows normally and does not change the characteristics. However, starting torque is increased when the second rotor slot 116 is adopted as compared with the case where only the first rotor slot 114 having the same shape as a general three-phase squirrel cage induction motor is adopted due to a large secondary resistance. And the efficiency has decreased significantly, which is not currently used.

이에 본원 발명의 농형 유도전동기의 회전자에서는, 제1 회전자슬롯(114)과 제2 회전자슬롯(116)을 병행하여 사용하기 때문에 제1 회전자슬롯(114)이나 제2 회전자슬롯(116) 중 하나를 채택한 것에 비하여 최상의 특성을 갖는 전동기 제작을 가능하다.In the rotor of the cage induction motor of the present invention, since the first rotor slot 114 and the second rotor slot 116 are used in parallel, the first rotor slot 114 or the second rotor slot ( Compared with one of 116), it is possible to manufacture an electric motor having the best characteristics.

한편, 도 3을 참조하여 회전자 부위(152) 및 고정자 부위(154)를 제작하는 금형(150)을 별도로 제작하여 필요에 따라 채택 및 조합하여 사용할 수 있기 때문에 최적의 전동기 특성이 있도록 설계가 가능하다.Meanwhile, since the mold 150 for manufacturing the rotor part 152 and the stator part 154 may be separately manufactured and used in combination with each other as needed, it may be designed to have optimal motor characteristics with reference to FIG. 3. Do.

이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 농형 유도전동기의 회전자에 따르면, 각기 다른 모양을 갖는 제1 회전자슬롯과 제2 회전자슬롯이 교차 배열되는 강판이 제공되는 회전자 철심으로 이루어지되, 제1 회전자슬롯은 가상의 중심을 향하여 간격이 넓어지는 유선형으로 형성되며, 제2 회전자슬롯은 가상의 중심을 향하여 간격이 좁아지는 유선형으로 형성된다. 그 결과, 기존 3상 농형 유도전동기 설계 제작 시에 갖고 있는 기동 토크가 낮고, 기동 전류가 높은 문제점을 해결함과 동시에 2중 농형 전동기에서 갖고 있는 기동시에 발생하는 이상 기동 현상을 근본적으로 해결할 수 있는 효과적인 발명이다. 이러한 본원 발명의 회전자슬롯은 형상이 간단할 뿐 아니라 기존의 금형을 이용하여 변형이 가능하고 금형을 제작하는 것이 어렵지 않아 제작 기간의 단축은 물론 저비용으로 금형제작이 가능하게 되어 최상의 고품질 3상 농형 유도전동기를 저가격에 제작할 수 있다. 또한, 이러한 회전자슬롯 구조를 이용하여 유도전동기를 설계할 경우 고기동 토크, 저기동 전류의 특성이 있도록 제작할 수 있다.As mentioned above, according to the rotor of the squirrel cage induction motor according to an embodiment of the present invention, a rotor iron core provided with a steel plate in which first and second rotor slots having different shapes are arranged to cross each other. The first rotor slot is formed in a streamlined shape with a wider gap toward the virtual center, and the second rotor slot is formed in a streamlined shape with a narrower gap toward the virtual center. As a result, it is possible to solve the problem of low starting torque and high starting current in the design and manufacture of the existing three-phase squirrel cage induction motor, and to fundamentally solve abnormal starting phenomena occurring at the start of the double squirrel cage motor. It is an effective invention. The rotor slot of the present invention is not only simple in shape, but also deformable using existing molds, and it is not difficult to manufacture molds, which makes it possible to manufacture molds at a low cost as well as at high cost. Induction motors can be manufactured at low cost. In addition, when the induction motor is designed using the rotor slot structure, it can be manufactured to have characteristics of high torque and low starting current.

이상에서는, 본 발명을 상기한 실시 예를 들어 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 통상의 지식 의 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to the embodiments described above, but the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art may change or improve the technology within the scope of ordinary knowledge.

Claims (3)

삭제delete 삭제delete 각기 다른 모양을 갖는 다수의 제1 회전자슬롯들과 제2 회전자슬롯들이 가장 자리를 따라 방사형으로 교차하여 배치되는 강판을 상기 제1 회전자슬롯과 제2 회전자슬롯이 각각 축 방향을 따라 연속되도록 다수 개 적층 하여 이루어지는 회전자 철심과, 각각의 상기 제1 회전자슬롯과 제2 회전자슬롯에 제공되어 유기된 전류와 자속의 상호 작용에 의해 토크를 발생시키는 회전자 도체와, 상기 회전자 도체의 양단에 서로 연결되어 하나의 회로를 구성하는 엔드링을 포함하는 농형 유도전동기의 회전자에 있어서, A plurality of first rotor slots and second rotor slots having different shapes radially intersect along the edge of the steel sheet is arranged along the axial direction of the first rotor slot and the second rotor slot, respectively A rotor iron core formed by stacking a plurality of them in a continuous manner, a rotor conductor provided in each of the first rotor slot and the second rotor slot to generate torque by interaction of induced current and magnetic flux; In the rotor of the squirrel cage induction motor comprising an end ring connected to both ends of the electromagnetic conductor to form a circuit, 상기 제1 회전자슬롯은 가상의 중심을 향하여 간격이 넓어지는 유선형으로 형성되며, 상기 제2 회전자슬롯은 가상의 중심을 향하여 간격이 좁아지는 유선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 농형 유도전동기의 회전자.The first rotor slot is formed in a streamlined shape that is wider toward the center of the virtual, the second rotor slot is formed of a streamlined induction motor characterized in that the spacing is narrowed toward the virtual center. Electronic.
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