KR20140123737A - 유도전동기의 회전자 제조 방법 - Google Patents

유도전동기의 회전자 제조 방법 Download PDF

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Abstract

유도전동기의 회전자 제조 방법이 개시된다. 유도 전동기의 회전자 제조 방법은, 솔리드 회전자가 내부에 수납되도록 복수의 부분 금형들을 합형하는 단계; 합형된 부분 금형들 중 하나 이상에 형성된 주입관을 통해 동 용탕을 주입함으로써, 상기 솔리드 회전자에 형성된 복수의 슬롯 내부 공간 및 합형된 부분 금형들의 내부 공간 중 상기 솔리드 회전자가 밀착되지 않은 공동 영역에 상기 동 용탕이 주입되도록 하는 단계; 및 상기 주입된 동 용탕이 냉각되어 고형화되면 상기 합형된 부분 금형들을 분리하여 솔리드 회전자를 취출하는 단계를 포함한다.

Description

유도전동기의 회전자 제조 방법{Method for manufacturing rotor of induction motor}
본 발명은 유도전동기의 회전자 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전동기는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전 동력을 제공하는 기기이다. 교류 전동기의 일종인 유도 전동기는 권선에 교류를 흘려 회전 자계를 형성하는 고정자와 그 자계에 의해 회전하는 회전자로 구성된다.
회전자는 일반적으로 회전자 철심의 슬롯에 동 바를 삽입하고, 회전자 철심의 양 끝단부를 엔드링으로 접합하여 제작하는 동 바 타입으로 제작되고 있다.
그러나 회전자를 동 바 타입으로 제작하기 위해서는 많은 제작 경험과 제작 시간, 많은 공정 비용을 요구하는 문제점이 있다.
본 발명은 동(cu) 다이캐스팅 방식으로 회전자를 제작함으로써 제작 단가를 감소시키고, 공정이 단순화되며, 제작 시간을 절감할 수 있는 유도전동기의 회전자 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 유도 전동기의 회전자 제조 방법에 있어서, 솔리드 회전자가 내부에 수납되도록 복수의 부분 금형들을 합형하는 단계; 합형된 부분 금형들 중 하나 이상에 형성된 주입관을 통해 동(Cu) 용탕을 주입함으로써, 상기 솔리드 회전자에 형성된 복수의 슬롯 내부 공간 및 합형된 부분 금형들의 내부 공간 중 상기 솔리드 회전자가 밀착되지 않은 공동(空洞) 영역에 상기 동 용탕이 주입되도록 하는 단계; 및 상기 주입된 동 용탕이 냉각되어 고형화되면 상기 합형된 부분 금형들을 분리하여 솔리드 회전자를 취출하는 단계를 포함하는 유도 전동기의 회전자 제조 방법이 제공된다.
상기 공동(空洞) 영역에 주입된 상기 동 용탕은 엔드링을 형성할 수 있다.
상기 부분 금형들 각각은 니켈강으로 형성될 수 있다.
상기 동 용탕은 1280도 내지 1360도 중 임의의 온도로 용융될 수 있다.
상기 부분 금형들 각각은 300도 내지 600도 중 임의의 온도로 예열될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 동(cu) 다이캐스팅 방식으로 회전자를 제작함으로써 제작 단가를 감소시키고, 공정이 단순화되며, 제작 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 회전자 제조 방법을 나타낸 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 동(cu) 다이캐스팅 방식을 이용한 회전자 제조 방법을 나타낸 도면.
도 3은 도 2a 및 도 2b의 제조 방법에 의해 제조된 회전자의 평면도 및 정면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 종래기술에 따른 회전자 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 회전자 제조 방법은 우선 회전자 철심의 내측 홀에 샤프트(shaft)를 삽입하는 축 가공 공정이 수행된다(도 1의 (a) 참조).
이어서, 2차측 전기 발생 및 회전 조작이 가능하도록 하기 위해 회전자 철심에 형성된 각 슬롯에 동 바(Cu bar)를 삽입한다(도 1의 (b) 참조).
이어서, 회전자 철심에 형성된 슬롯에 삽입된 동 바들을 통전시켜 회로를 구성하기 위해 엔드링을 조립하고 용접한다(도 1의 (c) 참조). 엔드링의 용접 방법은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
마지막으로, 조립된 엔드링 외부로 노출된 동 바를 제거하는 후가공 작업이 수행된다(도 1의 (d) 참조).
그러나, 도 1에 도시된 바와 같은 종래기술에 따른 회전자 제조 방법은 많은 제작 경험과 제작 시간, 많은 공정 비용을 요구하는 문제점이 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 동(cu) 다이캐스팅 방식을 이용한 회전자 제조 방법을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2a 및 도 2b의 제조 방법에 의해 제조된 회전자의 평면도 및 정면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 실시예에 따른 동 다이캐스팅 방식을 이용한 회전자 제조 방법은 우선 회전자 철심(220)의 내측 홀에 샤프트(225)가 삽입된 솔리드 회전자를 구비된 금형에 삽입한다(도 2a의 (a) 및 (b) 참조).
솔리드 회전자를 내부에 수납하기 위한 금형은 도시된 바와 같이 복수의 부분 금형들(210a, 210b, 210c, 210d, 이하 210으로 통칭함)로 분리되어 구현될 수 있으며, 도 2a에 예시된 부분 금형들(210)이 이용되는 경우, 금형은 총 8개의 부분 금형들(210)로 구성될 수 있을 것이다.
동 다이캐스팅을 위한 각 부분 금형들(210)은 예를 들어 니켈강으로 이루어질 수 있다.
이어서, 회전자 철심에 형성된 슬롯(240)에 동 바를 형성하고, 회전자 철심의 양측 단부에 엔드링(250)을 동 다이캐스팅 방식으로 형성하기 위해, 용융 상태인 동(Cu)(즉, 동 용탕(molten metal, 鎔湯))을 주입관(즉, 탕도(湯道))에 주입한다(도 2a의 (c) 참조).
동은 예를 들어 1280도 내지 1360도 중 임의의 온도로 용융될 수 있고, 다이캐스팅을 위해 금형은 예를 들어 300도 내지 600도 중 임의의 온도로 예열될 수 있다.
이어서, 주입관 내부에 존재하는 동 용탕이 회전자 철심에 구비된 각 슬롯을 통해 회전자 철심 상부의 공동(空洞) 영역(235)까지 주입될 수 있도록, 주입관 단부에 위치한 플런저(230)를 주입관의 내측으로 이동시킨다(도 2b의 (d) 참조).
플런저(230)의 이동 조작에 의해 생성되는 압력에 의해 주입관 내부의 동 용탕이 각 슬롯 및 공동 영역(235)에 주입될 것이다. 회전자 철심의 슬롯(240)에 주입된 동 용탕은 동 바를 형성하게 되고, 회전자 철심의 상부 및 하부에 위치하는 공동 영역에 주입된 동 용탕은 엔드링(250)을 형성하게 된다.
이후, 합형된 부분 금형들 중 하나 이상에 형성된 주입관을 통해 합형된 금형 내부로 주입된 동 용탕(즉, 솔리드 회전자에 형성된 복수의 슬롯 내부 공간 및 합형된 부분 금형들의 내부 공간 중 상기 솔리드 회전자가 밀착되지 않은 공동(空洞) 영역에 주입된 동 용탕)이 냉각되어 고형화되면, 부분 금형들을 분리하여 내부에 수납된 솔리드 회전자(220)를 취출하고, 동 용탕 주입을 위해 이용된 게이트 영역(260)을 제거한다(도 2b의 (e) 및 (f) 참조). 도 2b의 (e)를 참조하면, 회전자 철심(220)의 상측 및 하측에 엔드링(250)이 형성됨을 확인할 수 있다.
도 3에는 도 2a 및 도 2b의 제조 방법에 의해 제조된 회전자의 외형이 도시되어 있다. 참고로, 도 3의 (a)는 동 다이캐스팅 방식으로 제조된 회전자의 평면도이고, (b)는 정면도이다.
도 3에 보이는 바와 같이, 본 실시예에 따른 회전자는 동 용탕 주입 방식으로 제조되며, 회전자 철심(220)의 상측 및 하측에 내부 홈을 가지도록 주변의 엔드링(250) 영역이 돌출되는 형상으로 제조된다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
210 : 부분 금형 220 : 회전자 철심
225 : 샤프트 230 : 플런저
240 : 슬롯 250 : 엔드링

Claims (5)

  1. 유도 전동기의 회전자 제조 방법에 있어서,
    솔리드 회전자가 내부에 수납되도록 복수의 부분 금형들을 합형하는 단계;
    합형된 부분 금형들 중 하나 이상에 형성된 주입관을 통해 동(Cu) 용탕을 주입함으로써, 상기 솔리드 회전자에 형성된 복수의 슬롯 내부 공간 및 합형된 부분 금형들의 내부 공간 중 상기 솔리드 회전자가 밀착되지 않은 공동(空洞) 영역에 상기 동 용탕이 주입되도록 하는 단계; 및
    상기 주입된 동 용탕이 냉각되어 고형화되면 상기 합형된 부분 금형들을 분리하여 솔리드 회전자를 취출하는 단계를 포함하는 유도 전동기의 회전자 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공동(空洞) 영역에 주입된 상기 동 용탕은 엔드링을 형성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부분 금형들 각각은 니켈강으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동 용탕은 1280도 내지 1360도 중 임의의 온도로 용융되는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부분 금형들 각각은 300도 내지 600도 중 임의의 온도로 예열되는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 회전자 제조 방법.
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