KR102246438B1 - Rotor structure of induction motor and manufacturing method for thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유도전동기가 목표하는 효율과 기동토크의 설정을 용이하게 할 수 있고, 서로 다른 형상의 슬롯이 형성된 강판들의 제작을 최소한의 금형을 이용해 제작할 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있는 유도전동기의 회전자 구조 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention makes it possible to easily set the target efficiency and starting torque of the induction motor, and it is possible to manufacture steel plates with slots of different shapes using a minimum number of molds, thereby improving economic efficiency. It relates to an electronic structure and a method of manufacturing the same.
Description
본 발명은 유도전동기의 회전자 구조 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor structure of an induction motor and a method of manufacturing the same.
유도전동기는 대표적인 교류전동기로, 고정자가 만드는 회전 자계에 의해, 전기 전도체의 회전자에 유도 전류가 발생해 미끄러짐에 대응한 회전 토크가 발생한다. 유도전동기는 세탁기, 에어컨, 냉장기과 같은 생활가전과 전기차 및 하이브리드차 구동용, ISG(Idle Stop&Go)용, 전동 압축기용, EPS용과 같은 자동차 전장품에 사용되고 있으며, 이 외에도 철도 차량 구동용, 차량용 견인 전동기 및 기타 다양한 산업분야에 적용되고 있다.An induction motor is a typical AC motor, and an induction current is generated in the rotor of an electric conductor by a rotating magnetic field created by the stator to generate rotational torque corresponding to slippage. Induction motors are used in household appliances such as washing machines, air conditioners, refrigerators, electric and hybrid vehicles, ISG (Idle Stop&Go), electric compressors, and automotive electronics such as EPS. And other various industrial fields.
유도전동기에는 회전자 코어가 사용되며, 도 1 및 도 2는 종래 두 가지 종류의 회전자 코어의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1에 도시된 회전자 코어는 농형(cage type)이고, 도 2에 도시된 회전자 코어는 이중 농형(double cage type)이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회전자 코어(10)는 다수개의 강판(11)이 적층되어 형성되며, 각각의 강판(11)에는 소정 형상의 슬롯(12)이 형성되어 있다. 각각의 도체 슬롯(12) 내부에는 도체 바(20, 30)가 형성되어 있으며, 농형 회전자 코어의 도체 바(20)와 이중 농형 회전자 코어의 도체 바(30)의 형상은 서로 다르다.A rotor core is used in an induction motor, and FIGS. 1 and 2 schematically show cross-sections of two types of rotor cores in the related art. The rotor core shown in FIG. 1 is a cage type, and the rotor core shown in FIG. 2 is a double cage type. 1 and 2, the
보다 구체적으로, 도 2에 도시된 이중 농형 회전자 코어의 도체 바(30)는 워킹 바(31)(Working bar)와 스타팅 바(32)(Starting bar)로 나뉜다. 유도전동기의 기동 시에는 슬립이 커져 누설인덕턴스가 저항보다 매우 커지기 때문에, 회전자의 전류는 워킹 바(31)의 누설인덕턴스에 의해 제한되어, 스타팅 바(32)로 집중된다. 반대로 유도전동기의 운전영역에서는 슬립이 작아 저항의 비중이 커져, 워킹 바(31)에 회전자 전류가 집중된다. 즉, 유도전동기의 기동시에는 도 2에 도시된 이중 농형의 회전자 저항이 도 1에 도시된 농형의 회전자 저항보다 커진다. 유도전동기는 회전자 저항과 기동토크가 서로 반비례하는 Trade-off 특성을 가지기 때문에, 유도전동기(모터)의 효율을 중시할 때에는 도 1에 도시된 농형 회전자 코어를, 상대적으로 높은 기동토크가 필요할 때에는 도 2에 도시된 이중 농형 회전자 코어를 사용한다. 일반적으로 모터의 성능에 맞게 회전자 형상을 제작하기 때문에, 모터마다 회전자 코어의 형상은 각기 다르며, 회전자 코어의 형상이 고정되면 회전자 저항 또한 변하지 않는다. 즉, 종래의 농형 또는 이중 농형 회전자 코어를 사용할 경우, 유도전동기의 특성을 원하는 형태로 설정하기 용이하지 않았으며, 다른 용도의 유도전동기를 제조하기 위해서는 각기 다른 형상의 회전자와 그에 맞는 금형이 필요하여 경제성이 저하되어, 양산이 어려운 문제점이 있었다.More specifically, the
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 유도전동기의 회전자 구조 및 이의 제조방법의 목적은, 유도전동기가 목표하는 효율과 기동토크의 설정을 용이하게 할 수 있고, 서로 다른 형상의 슬롯이 형성된 강판들의 제작을 최소한의 금형을 이용해 제작할 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있는 유도전동기의 회전자 구조 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.The present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the rotor structure of an induction motor and a method of manufacturing the same according to the present invention is to facilitate the setting of the target efficiency and starting torque of the induction motor. It is to provide a rotor structure of an induction motor and a method of manufacturing the same, which can improve economic efficiency by making it possible to manufacture steel plates having slots of different shapes using a minimum number of molds.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 유도전동기의 회전자 구조는 슬롯이 관통 형성된 강판 다수개가 일측으로 적층되어 구성되는 코어; 및 상기 강판들에 형성된 상기 슬롯들이 이어져 이루어지는 삽입공간 내부에 형성되는 도체 바;를 포함하되, 상기 강판은 제1슬롯이 관통 형성된 제1강판과 상기 제1슬롯과 다른 형상을 가지는 제2슬롯이 관통 형성된 제2강판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The rotor structure of the induction motor according to the present invention for solving the above-described problems includes: a core composed of a plurality of steel plates having slots formed therethrough being stacked on one side; And a conductor bar formed in an insertion space formed by connecting the slots formed in the steel plates, wherein the steel plate includes a first steel plate through which a first slot is formed and a second slot having a different shape from the first slot. It characterized in that it is composed of a second steel plate formed through.
또한, 상기 제1강판과 상기 제2강판은 소정 패턴으로 교번 적층되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first steel plate and the second steel plate is characterized in that it is alternately laminated in a predetermined pattern.
또한, 상기 슬롯은 상기 강판의 중심을 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되고, 단일의 상기 슬롯은, 상기 강판의 중심 방향에 위치한 내측공간 및 상기 강판의 외측에 위치한 외측공간으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of the slots are formed radially with respect to the center of the steel plate, and a single slot includes an inner space positioned in the center direction of the steel plate and an outer space positioned outside the steel plate.
또한, 상기 제1슬롯의 외측공간은 상기 제2슬롯의 외측공간과 다른 것을 특징으로 한다.In addition, the outer space of the first slot is different from the outer space of the second slot.
또한, 상기 제1슬롯의 외측공간은 상기 제2슬롯의 외측공간에서 일정 부분이 제거된 형상인 것을 특징으로 한다.In addition, the outer space of the first slot is characterized in that a certain portion is removed from the outer space of the second slot.
또한, 단일의 상기 도체 바는 서로 다른 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the single conductor bar is characterized in that it is made of different metals.
또한, 상기 도체 바는, 제1금속으로 형성되는 워킹 바(Working bar) 및 상기 워킹 바와 연결되되, 상기 제1금속과 다른 제2금속으로 형성되는 스타팅 바(Starting bar)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the conductor bar is characterized in that it comprises a working bar formed of a first metal and a starting bar connected to the working bar and formed of a second metal different from the first metal. .
또한, 상기 제1금속은 구리이며, 상기 제2금속은 알루미늄인 것을 특징으로 한다.In addition, the first metal is copper, and the second metal is aluminum.
또한, 상기 워킹 바의 적어도 일부분은 상기 스타팅 바 보다 상기 강판의 중심 부분에 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, at least a portion of the working bar is characterized in that located in the central portion of the steel plate than the starting bar.
본 발명에 의한 유도 전동기의 회전자 구조의 제조방법은 a) 카운터펀치를 이용해 판을 프레싱하여, 제1슬롯이 관통 형성된 제1강판을 제조하는 단계; b) 상기 카운터펀치에 보조부재를 덧붙인 후, 판을 프레싱하여 상기 제1슬롯과 다른 형상의 제2슬롯이 관통 형성된 제2강판을 제조하는 단계; c) 상기 a) 단계 및 b) 단계에서 제조된 상기 제1강판과 상기 제2강판을 각각에 관통 형성된 상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯이 서로 이어져 삽입공간을 형성하도록 적층하여 코어를 제조하는 단계; 및 d) 상기 삽입공간에 녹은 금속을 주입한 후, 상기 녹은 금속을 굳혀 도체 바를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a rotor structure of an induction motor according to the present invention comprises the steps of: a) pressing a plate using a counter punch to produce a first steel plate having a first slot through which it is formed; b) adding an auxiliary member to the counter punch and then pressing the plate to manufacture a second steel plate having a second slot having a different shape from that of the first slot penetrating therethrough; c) manufacturing a core by stacking the first steel plate and the second steel plate manufactured in steps a) and b) so that the first slot or the second slot formed through each of them is connected to each other to form an insertion space. step; And d) after injecting the molten metal into the insertion space, solidifying the molten metal to form a conductor bar.
또한, 상기 c) 단계는 상기 제1강판과 상기 제2강판을 소정 패턴으로 교번 적층하는 것을 특징으로 한다.In addition, step c) is characterized in that the first steel plate and the second steel plate are alternately laminated in a predetermined pattern.
또한, 상기 d) 단계는, d-1) 상기 삽입공간에 상기 삽입공간보다 작은 워킹 바(Working bar)를 삽입하는 단계; 및 d-2) 상기 삽입공간의 나머지 공간에 녹인 금속을 주입한 후, 굳혀 스타팅 바(Starting bar)를 제조해, 도체 바를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step d) may include: d-1) inserting a working bar smaller than the insertion space into the insertion space; And d-2) injecting molten metal into the remaining space of the insertion space, and then hardening to prepare a starting bar to form a conductor bar.
또한, 상기 워킹 바와 상기 스타팅 바는 서로 다른 금속으로 제조되는 것을 특징으로 한다.In addition, the working bar and the starting bar are made of different metals.
또한, 상기 워킹 바는 구리로 제조되고, 상기 스타팅 바는 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 한다.In addition, the working bar is made of copper, and the starting bar is made of aluminum.
또한, 상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯은 각각의 강판의 중심을 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되고, 단일의 상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯은, 각각이 형성된 강판의 중심 방향에 위치한 내측공간 및 강판의 외측에 위치한 외측공간으로 이루어지며, 상기 제1슬롯의 외측공간은 상기 제2슬롯의 외측공간과 다른 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of the first slots or the second slots are formed radially with respect to the center of each steel plate, and the single first slot or the second slot is an inner side located in the center direction of each formed steel plate. It consists of a space and an outer space located outside the steel plate, characterized in that the outer space of the first slot is different from the outer space of the second slot.
또한, 상기 제1슬롯의 외측공간은 상기 제2슬롯의 외측공간에서 일정 부분이 제거된 형상인 것을 특징으로 한다.In addition, the outer space of the first slot is characterized in that a certain portion is removed from the outer space of the second slot.
또한, 상기 d-1) 단계에서 상기 워킹 바의 적어도 일부분은 상기 내측공간에 삽입되고, 상기 d-2) 단계에서 상기 스타팅 바는 상기 외측공간에 제조되는 것을 특징으로 한다.In addition, in step d-1), at least a portion of the working bar is inserted into the inner space, and in step d-2), the starting bar is manufactured in the outer space.
또한, 상기 d) 단계는 상기 코어의 양측에 링을 형성할 수 있는 금형을 배치한 후, 상기 삽입공간에 녹은 금속을 주입한 후, 굳혀 상기 도체 바 및 상기 도체 바와 전기적으로 연결되는 상기 링을 형성하는 것을 특징으로 한다.In the step d), after disposing a mold capable of forming a ring on both sides of the core, a molten metal is injected into the insertion space, and then hardened to form the conductor bar and the ring electrically connected to the conductor bar. It is characterized by forming.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 유도전동기의 회전자 구조 및 이의 제조방법에 의하면, 단일의 카운터펀치를 이용하여 서로 다른 형상의 슬롯이 형성된 강판을 제조할 수 있기 때문에, 유도전동기의 회전자를 제조하는데 있어서 경제성이 향상되는 효과가 있다.According to the rotor structure of the induction motor and the method of manufacturing the same according to the present invention as described above, since it is possible to manufacture steel plates with slots of different shapes using a single counter punch, the rotor of the induction motor is manufactured. In doing so, there is an effect of improving economic efficiency.
또한 본 발명에 의하면, 서로 다른 형상의 슬롯이 형성된 제1강판과 제2강판의 적층비를 달리하여 코어를 제조함으로써, 유도전동기의 회전자 코어의 특성을 보다 용이하게 변경할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by manufacturing the core by varying the lamination ratio of the first steel plate and the second steel plate in which slots of different shapes are formed, it is possible to more easily change the characteristics of the rotor core of the induction motor.
도 1은 종래 농형 회전자 코어의 사시도와 도체 바의 단면도.
도 2는 종래 이중 농형 회전자 코어의 사시도와 도체 바의 단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 사시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 코어의 서로 다른 위치의 단면도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 코어의 서로 다른 위치의 단면도.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 코어의 서로 다른 위치의 단면도.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법의 a) 단계의 개략도.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법의 b) 단계의 개략도.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법의 c) 단계가 수행되는 과정의 개략도.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법의 d-1) 단계의 개략도.1 is a perspective view of a conventional squirrel cage rotor core and a cross-sectional view of a conductor bar.
2 is a perspective view of a conventional double cage rotor core and a cross-sectional view of a conductor bar.
3 is a perspective view of a rotor structure of an induction motor according to a first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of different positions of the core of the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of different positions of a core of a rotor structure of an induction motor according to a second embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of different positions of a core of a rotor structure of an induction motor according to a third embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram of step a) of the method of manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram of step b) of a method of manufacturing a rotor structure of an induction motor according to the first embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram of a process in which step c) of a method for manufacturing a rotor structure of an induction motor according to the first embodiment of the present invention is performed.
10 is a schematic diagram of step d-1) of a method for manufacturing a rotor structure of an induction motor according to a second embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a rotor structure of an induction motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조][Rotor structure of induction motor according to the first embodiment]
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조(이하 유도전동기의 회전자 구조)를 개략적으로 도시한 것이다.3 schematically shows a rotor structure of an induction motor (hereinafter, a rotor structure of an induction motor) according to the first embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조는 코어(100) 및 도체 바(200)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention may include a
도 3에 도시된 바와 같이, 코어(100)는 다수개의 강판들이 일방향으로 적층되어 구성되는 것으로, 유도전동기의 동작시 회전한다. 코어(100)를 형성하는 다수개의 강판들은 제1강판(111) 및 제2강판(112)으로 구분될 수 있는데, 제1강판(111)과 제2강판(112)을 구분하는 기준은 각각의 강판에 형성된 슬롯(S)의 형상이며, 제1강판(111)과 제2강판(112)에 각각 형성된 슬롯(S)의 형상 차이에 대해서는 후술한다.As shown in FIG. 3, the
도 3에 도시된 바와 같이, 제1강판(111)에 형성되 슬롯(S)은 제1강판(111)의 일면의 중심을 기준으로 방사상으로 다수개가 관통 형성된다. 다시 말해, 슬롯(S)은 제1강판(111)의 중심에서 반경방향 외측으로 일정거리에 관통 형성될 수 있으며, 원주 방향으로 일정 각도 간격으로 다수개가 형성될 수 있다. 슬롯(S)이 형성된 위치는 모든 제1강판(111)이 동일할 수 있으며, 제2강판(112)에도 제1강판(111)과 동일한 위치에 슬롯이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3, a plurality of slots S formed in the
제1강판(111) 및 제2강판(112)은 소정 패턴으로 적층될 수 있다. 이때, 소정 패턴이라 하면 제1강판(111)과 제2강판(112)이 적층되는 비율 및 적층되는 위치를 말하며, 도 3에 도시된 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조에서는 3개의 제1강판(111)과 한 개의 제2강판(112)이 교번 적층되어 코어(100)를 구성한다. 단, 본 발명은 제1강판(111)과 제2강판(112)이 적층되는 패턴을 도 3에 도시된 본 발명의 제2실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조에 한정하는 것은 아니며, 유도전동기의 특성을 변경하기 위해 제1강판(111)과 제2강판(112)이 적층되는 패턴을 얼마든지 변경할 수 있다.The
코어(100)를 구성하는 다수개의 제1강판(111) 및 제2강판(112)은 각각에 형성된 슬롯(S)들이 서로 이어지도록 적층될 수 있으며, 강판 각각의 동일한 위치에 형성된 슬롯(S)들은 서로 이어져 일종의 삽입공간을 형성할 수 있다.A plurality of the
도 3에 도시된 바와 같이, 도체 바(200)는 강판들의 슬롯(S)이 서로 이어져 형성된 삽입공간 내부에 형성될 수 있다. 도체 바(200)는 배경기술에서 설명했듯 유도전동기의 특성을 결정하는 부재로, 전도성 부재로 형성될 수 있으며, 단일의 금속으로 형성되거나, 서로 다른 이종의 금속으로 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조에서 도체 바(200)는 단일의 금속으로 이루어지며, 서로 다른 이종의 금속으로 형성되는 도체 바(200)에 대해서는 후술한다.As shown in FIG. 3, the
도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 도체 바(200)는 다수개의 삽입공간 내부에 형성된다. 도 3에서는 단일의 도체 바(200)가 슬롯(S)들이 형성하는 삽입공간의 외측에 도시되어 있는데, 본 실시예에서 도체 바(200)는 슬롯(S)들이 형성하는 삽입공간 내부에 삽입되는 것은 아니며, 다이캐스팅(Die-casting)과 같은 방식으로 녹은 금속을 삽입공간 내부에 주입한 후, 금속을 응고시킴으로써 제조해, 삽입공간 내부에 형성시킬 수 있다.3, a plurality of conductor bars 200 are formed inside a plurality of insertion spaces. In FIG. 3, a
도 3에 도시된 바와 같이, 도체 바(200)는 연장 형성된 방향으로 진행하면서, 그 단면이 일정하지 않다.As shown in FIG. 3, while the
도 4a는 도 3에 도시된 도체 바(200)가 형성된 코어(100)의 일부분을 가상의 A-A'선으로 자른 면(단면)을 도시한 것이고, 도 4b는 도체 바(200)가 형성된 코어(100)의 일부분을 도 3에 도시된 도체 바(200)를 가상의 B-B'선으로 자른 면을 도시한 것이다. 즉, 도 3에서 A-A'와 B-B'는 도체 바(200)에 도시되어 있지만, 실제로 도 4는 도체 바(200)의 해당 부분의 코어(100)를 자른 면을 도시한 것이다.4A is a diagram showing a surface (cross-section) of a portion of the
도 3, 도 4a와 도 4b를 통해 알 수 있듯이, 도체 바(200)는 일측으로 연장되면서 두 개의 단면 형상이 번갈아가며 나타나며, 보다 상세히 도체 바(200)는 도 4a에 도시된 농형(cage type)의 제1단면(210)과 도 4b에 도시된 이중 농형(double cage type)의 제2단면(220)이 번갈아가면서 나타난다.As can be seen through FIGS. 3, 4A and 4B, the
즉, 본 실시예에서 도체 바(200)는 일정한 단면을 가지지 않으며, 제1단면(210)과 제2단면(220)이 번갈아가면서 나타나는 특성을 통해 유도전동기의 특성(효율 또는 가동토크)을 조절 할 수 있다. 상술했듯, 도체 바(200)는 녹은 금속을 슬롯(S)들이 형성하는 삽입공간에 주입한 후 굳히는 다이 캐스팅 방식을 사용하여 제조하기 때문에, 제1단면(210)과 제2단면(220)의 형상은 녹은 금속을 주입하는 삽입공간의 형상에 따라 결정될 수 있다. 즉, 제1단면(210)과 제2단면(220)의 형상은 각각 제1강판(111)과 제2강판(112)에 각각 형성된 슬롯의 형상과 동일할 수 있으며, 도체 바(200)의 형상을 통해 유도전동기의 특성을 변경하기 위해서는, 제1강판(111) 및 제2강판(112)의 적층 비를 조절하는 과정이 필요하다.That is, in the present embodiment, the
도 4를 참조하여 도체 바(200)의 제1단면(210)과 제2단면(220)을 보다 상세히 설명한다.The
도 4에 도시된 바와 같이, 제1단면(210)은 제2단면(220)에 비해 면적이 넓으며, 제1단면(210)의 중단 일부분을 제거하면 제2단면(220)이 된다. 제1단면(210)과 제2단면(220)의 내측과 외측은(강판의 중심을 기준으로) 워킹 바와 스타팅 바로 구분될 수 있다. 강판에 형성된 단일의 슬롯은, 강판의 중심측에 위치하고 워킹 바가 형성되는 내측공간과 강판의 중심을 기준으로 외측에 위치하고, 스타팅 바가 형성되는 외측공간으로 구분될 수 있다. 슬롯의 내측공간과 외측공간을 구분하는 기준이 되는 선은, 제1단면(210)과 제2단면(220)을 구분하는 기준으로, 제1단면(210)에서 제거된 일부분을 연결한 임의의 선일 수 있으며,(도 4b의 제2단면에서 오목하게 들어간 부분을 연결한 가상의 선) 도체 바(200)의 제1단면(210)이 형성되는 슬롯 또한 상기 임의의 선을 통해 내측공간과 외측공간이 구분될 수 있다.As shown in FIG. 4, the
본 발명의 제1실시예에 의한 유도 전동기의 회전자 구조에서 도체 바(200)는 구리 또는 알루미늄과 같은 금속으로 제조될 수 있으며, 알루미늄의 녹는점이 구리의 녹는점보다 낮기 때문에, 알루미늄을 이용해 도체 바(200)를 삽입공간 내부에 형성시킬 수 있다.In the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention, the
[제2실시예 및 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조][Rotor structure of an induction motor according to the second and third embodiments]
앞서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시예에 의한 유도 전동기의 회전자 구조에서 도체 바(200)는 단일의 금속으로 제조되었다. 이하 설명할 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조에서 도체 바(200)는 서로 다른 금속으로 제조될 수 있다.In the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 3 and 4 above, the
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 서로 다른 위치의 단면을 도시한 것으로, 도 5a에는 제1강판(111)의 단면이, 도 5b에는 제2강판(112)의 단면이 도시되어 있다.5 is a cross-sectional view of a rotor structure of an induction motor according to a second embodiment of the present invention at different positions. FIG. 5A shows a cross section of the
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 도체 바는 워킹 바(230)와 스타팅 바(240)를 포함하여 이루어질 수 있다. 워킹 바(230)는 슬롯의 내부공간에 삽입되며, 스타팅 바(240)는 슬롯의 외부공간에 형성된다. 워킹 바(230)와 스타팅 바(240)는 서로 다른 금속으로 제조될 수 있으며, 구체적으로 워킹 바(230)는 구리로, 스타팅 바(240)는 알루미늄으로 제조될 수 있다. 단, 본 발명은 도체 바를 구성하는 워킹 바(230)와 스타팅 바(240)의 재질을 상기한 바와 같이 구리 및 알루미늄으로 한정하지 않으며, 다른 종류의 금속으로 도체 바가 제조되는 실시예 또한 있을 수 있다.5A and 5B, the conductor bar may include a working
도 5에서 워킹 바(230)는 미리 제조되어 슬롯(S)이 형성하는 삽입공간에 삽입될 수 있으며, 스타팅 바(240)는 워킹 바(230)가 삽입된 이후에 다이캐스팅 방법으로 삽입공간에 형성될 수 있다. 스타팅 바(240)는 제조된 후 삽입되기 어려운데, 이는 제1강판(111)과 제2강판(112) 각각에 형성된 슬롯의 외측공간이 달라져, 슬롯의 외측공간이 서로 이어져 형성되는 삽입공간에 대응되는 형상의 스타팅 바(240)를 미리 제조한 후, 삽입할 수 없기 때문이다. 워킹 바(230)를 미리 제조하고 삽입공간에 삽입한 후, 다이캐스팅 방법으로 스타팅 바(240)를 형성하는 방법의 효과에 대해서는 본 발명의 일실시예에 의한 유도 전동기의 회전자 구조의 제조방법을 설명할 때 상세히 설명한다.In FIG. 5, the working
도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 서로 다른 위치의 단면을 도시한 것으로, 도 6a에는 제1강판(111)의 단면이, 도 6b에는 제2강판(112)의 단면이 도시되어 있다.6 is a cross-sectional view of a rotor structure of an induction motor according to a third embodiment of the present invention at different positions. FIG. 6A shows a cross section of the
도 6에 도시된 본 발명의 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조와 도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조와 다른 점은, 워킹 바(230) 및 스타팅 바(240)의 형상이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 워킹 바(230)는 슬롯의 내측공간에만 위치하는 것이 아니라, 외측공간에도 위치하며, 스타팅 바(240)는 제1강판(111)에만 형성된다. 본 실시예는 워킹 바(230)를 미리 제조한 후, 워킹 바(230)를 삽입공간에 삽입하고, 삽입공간 내부에 녹은 금속을 주입하고 굳혀 스타팅 바(240)를 형성하는 방식이다. 도 6에 도시된 바와 같은 형상의 워킹 바(230)가 제2강판(112)에 형성된 슬롯의 대부분 공간을 차지하고 있기 때문에, 녹은 금속은 제2강판(112)에 형성된 슬롯의 나머지 공간으로 주입될 수밖에 없고, 따라서 스타팅 바(240)는 제2강판(112)에만 형성된다. 본 실시예 또한 워킹 바(230)는 구리로, 스타팅 바(240)는 알루미늄으로 형성될 수 있다.The difference from the rotor structure of the induction motor according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6 and the rotor structure of the induction motor according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. ) And the shape of the starting
[제1실시예 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법][Method of manufacturing a rotor structure of an induction motor according to the first embodiment]
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a rotor structure of an induction motor according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법은, 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조를 제조하기 위한 방법으로, a) 내지 d) 단계를 포함할 수 있다.The method for manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention is a method for manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention described above, and steps a) to d) It may include.
a) 단계는 카운터펀치를 이용해 판을 프레싱하여, 제1슬롯이 관통 형성된 제1강판을 제조한다.In step a), the plate is pressed using a counter punch to manufacture a first steel plate in which the first slot is formed.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법의 a) 단계의 과정을 개략적으로 도시한 것이다.7 schematically shows the process of step a) of the method of manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 카운터펀치(300)의 하면에는 슬롯이 관통된 제2강판을 형성하기 위한 구조가 양각으로 돌출형성되어 있으며, 카운터펀치(300)의 하부에는 프레스되기 전의 강판(400)이 위치한다. 카운터펀치(300)의 하면에 형성된 구조는 제2강판의 외형을 형성하기 위한 제1프레스구조(310)와 제2강판에 슬롯을 형성하기 위한 제2프레스구조(320)로 이루어진다. 도 7에 도시된 제1프레스구조(310)와 제2프레스구조(320)는 제2프레스구조(320)에 대응되는 형상의 슬롯이 관통 형성된 제2강판을 제조할 수 있지만, 다른 형상의 슬롯이 관통된 제1강판을 제조하지는 못한다.As shown in FIG. 7, a structure for forming a second steel plate through which a slot is penetrated is formed on the lower surface of the
b) 단계는 상기 카운터펀치에 보조부재를 덧붙인 후, 판을 프레싱하여 상기 제1슬롯과 다른 형상의 제2슬롯이 관통 형성된 제2강판을 제조한다.In step b), after adding the auxiliary member to the counter punch, the plate is pressed to manufacture a second steel plate in which a second slot having a shape different from that of the first slot is penetrated.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법의 b) 단계의 과정을 개략적으로 도시한 것이다.8 schematically shows the process of step b) of the method of manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법의 b) 단계에서는 제1강판을 제조하기 위해, 제2프레스구조(320)에 보조프레스부재(330)를 삽입할 수 있다. 제2프레스구조(320)와 보조프레스부재(330)는 함께 제1강판에 형성될 슬롯의 형상을 이룰 수 있으며, 상술한 단일의 카운터 펀치(300)의 하면에 보조프레스부재(330)를 삽입하는 방식은 단일의 금형(카운터펀치)을 이용해 서로 다른 제1강판 및 제2강판을 제조할 수 있어, 경제성이 개선되는 효과가 있다.As shown in Fig. 8, in step b) of the method of manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention, in order to manufacture the first steel plate, an auxiliary press member is applied to the
a) 단계와 b) 단계는 서로 번갈아가며 반복 수행되거나, a) 단계가 일정 횟수 반복 수행된 후, b) 단계가 일정 횟수 반복 수행될 수 있다.Steps a) and b) may be repeatedly performed alternately with each other, or step a) may be repeatedly performed a certain number of times, and then step b) may be repeatedly performed a certain number of times.
c) 단계는 a) 단계 및 b) 단계에서 제조된 제1강판과 제2강판을 적층하는 단계로, 이때 제1강판과 제2강판 각각에 관통 형성된 제1슬롯 또는 제2슬롯이 서로 이어지도록 적층한다. c) 단계는 a) 단계 또는 b) 단계가 진행되는 도중에 수행되거나, a) 단계와 b) 단계가 모두 수행된 후 이루어질 수 있으나, 경제성 및 제조장비의 공간효율성을 고려하면, a) 단계 또는 b) 단계가 수행되면서 이루어지는 것이 바람직하다.Step c) is a step of laminating the first steel sheet and the second steel sheet manufactured in steps a) and b), wherein the first slot or the second slot formed through each of the first and second steel sheets are connected to each other. Stacked. Step c) may be performed during step a) or step b), or may be performed after steps a) and b) are both performed. However, considering the economy and space efficiency of manufacturing equipment, step a) or step b It is preferable that it is made while the) step is performed.
도 9는 c) 단계가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.9 schematically shows a process in which step c) is performed.
도 9에 도시된 바와 같이, c) 단계에서는 제1강판 적층체(111a)와 제2강판 적층체(112a)가 일방향으로 적층될 수 있으며, 제1강판 적층체(111a)와 제2강판 적층체(112a)는 교번 적층될 수 있다. 도 9에서 제1강판 적층체(111a) 및 제2강판 적층체(112a)는 각각 다섯 개의 제1강판 또는 제2강판이 적층되어 이루어지는데, 각각의 적층체에 포함되는 강판의 개수는 구현하고자 하는 유도전동기의 특성에 따라 달라질 수 있다.9, in step c), the first
d) 단계는 c) 단계가 수행되어 제조된 코어의 슬롯(S)에 녹은 금속이 주입되고, 주입된 녹은 금속이 굳어져, 삽입공간 내부에 도체 바가 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 도체 바는 단일의 금속으로 이루어질 수 있다. In step d), molten metal is injected into the slot (S) of the core manufactured by performing step c), and the injected molten metal is hardened, so that a conductor bar may be formed inside the insertion space. That is, in this embodiment, the conductor bar may be made of a single metal.
d) 단계에서, c) 단계에서 제조된 코어의 양측에 금형이 위치한 후, 녹은 금속이 주입될 수 있다. 코어의 양측에 위치한 금형은, 회전자 코어에 형성되는 도체 바를 단락시키는 링을 형성하기 위한 금형으로, 녹은 금속은 코어 내부의 삽입공간과, 코어의 양측에 위치한 금형으로 흘러들어가 굳어 도체 바와 링을 함께 형성하기 때문에, 도체 바와 링을 전기적으로 연결하는 별도의 과정에 필요하지 않아 제조가 용이하고, 경제성이 개선되는 효과가 있다.In step d), after the mold is placed on both sides of the core manufactured in step c), the molten metal may be injected. The molds located on both sides of the core are molds for forming rings that short-circuit the conductor bars formed in the rotor core, and the molten metal flows into the insertion space inside the core and the molds located on both sides of the core and hardens the conductor bars and rings. Since they are formed together, they are not required for a separate process of electrically connecting a conductor bar and a ring, so that manufacturing is easy and economical efficiency is improved.
[제2실시예 및 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법][Method of manufacturing a rotor structure of an induction motor according to the second and third embodiments]
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a rotor structure of an induction motor according to the second and third embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법은 본 발명의 제1실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법에서 d) 단계만이 달라지는 것으로, 각각 앞서 설명한 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조를 제조하며, 달라지는 d) 단계에 대해서만 중점적으로 설명한다.In the method of manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the second and third embodiments of the present invention, only step d) is different in the method of manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the first embodiment of the present invention. , The rotor structure of the induction motor according to the second and third embodiments of the present invention described above is manufactured, and only steps d) that are different will be described.
본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법에서 d) 단계는 d-1) 단계와 d-2) 단계를 포함할 수 있다.In the method of manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the second and third embodiments of the present invention, step d) may include steps d-1) and d-2).
도 10은 본 발명의 제2실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법의 d-1) 단계를 개략적으로 도시한 것이다.10 schematically shows step d-1) of the method of manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the second embodiment of the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, d-1) 단계는 코어(100)에 형성된 삽입공간에 상기 삽입공간보다 작은 워킹 바(230)(Working bar)를 삽입한다. 도 5를 참조하여 설명하면, 워킹 바(230)는 슬롯의 내측공간에만 삽입되기 때문에, 슬롯(또는 삽입공간)의 외측공간은 비게 되고, d-2) 단계는 삽입공간의 나머지 공간, 즉 외측공간에 녹인 금속을 주입한 후, 굳혀 스타팅 바)(240)(Starting bar)를 제조할 수 있다.As shown in FIG. 10, step d-1) inserts a working
본 발명의 제2실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법 또한, 코어(100)의 양측에 링을 형성하기 위한 금형이 위치하므로, 링과 스타팅 바를 함께 제조해 링과 도체 바를 전기적으로 연결하는 별도의 과정이 생략되어, 경제성이 개선될 수 있다.In the method of manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the second embodiment of the present invention, since the mold for forming the ring is located on both sides of the
본 발명의 제3실시예에 의한 유도전동기의 회전자 구조의 제조방법은 제2실시예와 비교해 워킹 바(230)의 형상이 도 5에서 도 6에 도시된 것으로 변경된 것이다. 단, 워킹 바(230)가 도 6a에 도시된 형상일 경우, 제2강판(112)에 형성된 슬롯의 모든 부분을 차지해, 스타팅 바를 형성하기 위한 녹은 금속이 제1강판으로 주입되지 않을 수 있다. 본 실시예는 이러한 상황을 대비하여, 워킹 바(230)의 형상이 제2강판(112)에 형성된 슬롯보다 작게 형성되어, 녹은 금속이 제1강판 및 제2강판에 형성된 슬롯으로 용이하게 흘러들어가도록 할 수 있으며, 녹은 금속을 고압으로 주입함으로써, 녹은 금속이 제1강판 및 제2강판에 형성된 슬롯으로 보다 용이하게 흘러들어가게 할 수 있다.In the method of manufacturing the rotor structure of the induction motor according to the third embodiment of the present invention, the shape of the working
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.The technical idea should not be interpreted as limited to the above-described embodiment of the present invention. As well as a variety of application ranges, various modifications may be made at the level of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Therefore, these improvements and changes will fall within the scope of protection of the present invention as long as it is apparent to those skilled in the art.
10, 100 : 코어
11, 400 : 강판
12, S : 슬롯
20 : 농형 회전자 코어의 도체 바
30 : 이중 농형 회전자 코어의 도체 바
31, 230 : 워킹 바
32, 240 : 스타팅 바
111 : 제1강판
111a : 제1강판 적층체
112 : 제2강판
112a : 제2강판 적층체
200 : 도체 바
210 : 제1단면
220 : 제2단면
300 : 카운터펀치
310 : 제1프레스구조
320 : 제2프레스구조
330 : 보조프레스부재10, 100: core
11, 400: steel plate
12, S: slot
20: conductor bar of squirrel cage rotor core
30: Conductor bar of double squirrel cage rotor core
31, 230: working bar
32, 240: starting bar
111: first steel plate
111a: first steel plate laminate
112: second steel plate
112a: second steel plate laminate
200: conductor bar
210: first section
220: second section
300: counter punch
310: first press structure
320: second press structure
330: auxiliary press member
Claims (18)
b) 상기 카운터펀치에 보조부재를 덧붙인 후, 판을 프레싱하여 상기 제1슬롯과 다른 형상의 제2슬롯이 관통 형성된 제2강판을 제조하는 단계;
c) 상기 a) 단계 및 b) 단계에서 제조된 상기 제1강판과 상기 제2강판을 각각에 관통 형성된 상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯이 서로 이어져 삽입공간을 형성하도록 적층하여 코어를 제조하는 단계; 및
d) 상기 삽입공간에 녹은 금속을 주입한 후, 상기 녹은 금속을 굳혀 도체 바를 형성하는 단계;
를 포함하되,
상기 c) 단계는 상기 제1강판과 상기 제2강판을 소정 패턴으로 교번 적층하고, 상기 제1강판이 적층되는 구간과, 상기 제2강판이 적층되는 구간은 각각 두 구간 이상이 되도록 적층하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 구조의 제조방법.
a) pressing the plate using a counter punch to manufacture a first steel plate having a first slot through which it is formed;
b) adding an auxiliary member to the counter punch and then pressing the plate to manufacture a second steel plate having a second slot having a different shape from that of the first slot penetrating therethrough;
c) manufacturing a core by stacking the first steel plate and the second steel plate manufactured in steps a) and b) so that the first slot or the second slot formed through each of them is connected to each other to form an insertion space. step; And
d) after injecting the molten metal into the insertion space, solidifying the molten metal to form a conductor bar;
Including,
In the step c), the first steel plate and the second steel plate are alternately laminated in a predetermined pattern, and the section in which the first steel plate is laminated and the section in which the second steel plate is laminated are stacked so that there are two or more sections, respectively. A method for manufacturing a rotor structure of an induction motor, characterized in that.
상기 d) 단계는,
d-1) 상기 삽입공간에 상기 삽입공간보다 작은 워킹 바(Working bar)를 삽입하는 단계; 및
d-2) 상기 삽입공간의 나머지 공간에 녹인 금속을 주입한 후, 굳혀 스타팅 바(Starting bar)를 제조해, 도체 바를 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 구조의 제조방법.
The method of claim 10,
Step d),
d-1) inserting a working bar smaller than the insertion space into the insertion space; And
d-2) injecting molten metal into the remaining space of the insertion space and then hardening to prepare a starting bar to form a conductor bar;
A method of manufacturing a rotor structure of an induction motor comprising a.
상기 워킹 바와 상기 스타팅 바는 서로 다른 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 구조의 제조방법.
The method of claim 12,
The working bar and the starting bar are made of different metals.
상기 워킹 바는 구리로 제조되고, 상기 스타팅 바는 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 구조의 제조방법.
The method of claim 13,
The working bar is made of copper, and the starting bar is made of aluminum.
상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯은 각각의 강판의 중심을 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되고,
단일의 상기 제1슬롯 또는 상기 제2슬롯은,
각각이 형성된 강판의 중심 방향에 위치한 내측공간 및
강판의 외측에 위치한 외측공간으로 이루어지며,
상기 제1슬롯의 외측공간은 상기 제2슬롯의 외측공간과 다른 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 구조의 제조방법.
The method of claim 12,
The first slot or the second slot is formed in a plurality of radially based on the center of each steel plate,
The single first slot or the second slot,
The inner space located in the center direction of each formed steel plate and
It consists of an outer space located on the outside of the steel plate,
The method of manufacturing a rotor structure of an induction motor, characterized in that the outer space of the first slot is different from the outer space of the second slot.
상기 제1슬롯의 외측공간은 상기 제2슬롯의 외측공간에서 일정 부분이 제거된 형상인 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 구조의 제조방법.
The method of claim 15,
A method of manufacturing a rotor structure of an induction motor, wherein the outer space of the first slot has a shape in which a certain portion is removed from the outer space of the second slot.
상기 d-1) 단계에서 상기 워킹 바의 적어도 일부분은 상기 내측공간에 삽입되고,
상기 d-2) 단계에서 상기 스타팅 바는 상기 외측공간에 제조되는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 구조의 제조방법.
The method of claim 15,
In the step d-1), at least a portion of the walking bar is inserted into the inner space,
In the step d-2), the starting bar is manufactured in the outer space.
상기 d) 단계는 상기 코어의 양측에 링을 형성할 수 있는 금형을 배치한 후, 상기 삽입공간에 녹은 금속을 주입한 후, 굳혀 상기 도체 바 및 상기 도체 바와 전기적으로 연결되는 상기 링을 형성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 구조의 제조방법.
The method of claim 10,
In the step d), after disposing a mold capable of forming a ring on both sides of the core, a molten metal is injected into the insertion space, and then hardened to form the ring electrically connected to the conductor bar and the conductor bar. Method for manufacturing a rotor structure of an induction motor, characterized in that.
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---|---|---|---|
KR1020190076281A KR102246438B1 (en) | 2019-06-26 | 2019-06-26 | Rotor structure of induction motor and manufacturing method for thereof |
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