KR20230072597A - Method for manufacturing rotor for an electric motor using a simple mold using gravity casting - Google Patents

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이규석
이성호
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Abstract

본 발명에 따른 중력 주조 방식의 전동기용 회전자 제조 방법은 다수개의 타발 작업된 원형 강판을 적층하여 회전자 코어를 형성하는 단계; 상기 회전자 코어의 외주 면의 안쪽에 형성된 다수개의 슬롯 내부 상에 다수개의 도체바를 결합하는 단계; 상기 다수개의 도체바가 결합된 회전자 코어를 상하 분리된 간이 금형 내에 배치하는 단계; 상기 간이 금형을 통해 알루미늄을 공급하여 중력 주조 방식으로 상기 회전자 코어의 양측 상에 엔드링을 형성하는 단계; 및 상기 간이 금형을 분리하여 완성된 회전자 코어를 획득하는 단계;를 포함한다.A method for manufacturing a rotor for an electric motor using a gravity casting method according to the present invention includes forming a rotor core by laminating a plurality of punched circular steel plates; coupling a plurality of conductor bars on the inside of a plurality of slots formed inside an outer circumferential surface of the rotor core; arranging the rotor core coupled with the plurality of conductor bars in a simple mold separated from the top and bottom; forming end rings on both sides of the rotor core by a gravity casting method by supplying aluminum through the simple mold; and separating the simple mold to obtain a completed rotor core.

Description

간이 금형을 이용한 중력 주조 방식의 전동기용 회전자 제조 방법{Method for manufacturing rotor for an electric motor using a simple mold using gravity casting}Method for manufacturing rotor for an electric motor using a simple mold using gravity casting method {Method for manufacturing rotor for an electric motor using a simple mold using gravity casting}

본 발명은 기존의 다이캐스팅 공정 대신에 상하 2단으로 제작된 간이 금형 내에 도체바가 조립된 회전자 코어를 배치한 상태에서 알루미늄 용융액을 공급하여 중력 주조 방식으로 엔드링 부위를 성형할 수 있도록 한 방안에 관한 것이다.The present invention is a method to form the end ring part by gravity casting method by supplying aluminum melt in a state where a rotor core assembled with a conductor bar is placed in a simple mold made of two upper and lower stages instead of the conventional die casting process. it's about

종래에 삼상 유도 전동기 내지 발전기를 구성하는 회전자 내의 도체는 종형 또는 횡형의 다이캐스팅기에 의해 알루미늄 혹은 구리 용탕을 주입하여 제작한다.Conventionally, a conductor in a rotor constituting a three-phase induction motor or generator is manufactured by injecting aluminum or copper molten metal using a vertical or horizontal die-casting machine.

전동기는 모터 하우징이나 프레임 등에 고정 설치되는 고정자와 고정자의 내부에 회전 가능하도록 위치하는 회전자를 포함해서 구성된다. 회전자는 다수개의 타발 작업된 원형 강판의 중심에 형성된 회전자 코어, 회전자 코어를 중심으로 하여 원형 강판의 외주면 내측에 인접하여 방사상으로 형성된 다수개의 슬롯 내부에 결합되는 다수개의 도체바 및 상기 도체바의 양단 측에서 일체로 결합하는 엔드링을 포함해서 구성된다.The motor includes a stator fixedly installed in a motor housing or frame, and a rotor positioned rotatably inside the stator. The rotor includes a rotor core formed in the center of a plurality of punched circular steel plates, a plurality of conductor bars coupled to the inside of a plurality of slots radially formed adjacent to the inner circumferential surface of the circular steel plate with the rotor core as the center, and the conductor bars It is configured to include end rings integrally coupled at both ends of the.

종래에 유도 전동기를 구성하는 회전자 제작 공정은 알루미늄 혹은 구리 잉곳(Ingot)을 용탕에 용해한 다음 다이캐스팅 장비의 제작된 금형 안에 회전자 코어를 삽입 후 종형 또는 횡형의 다이캐스팅기에 의해 알루미늄 혹은 구리 용탕을 주입하여 제작 후 후처리 공정을 걸쳐 제작을 한다. Conventionally, in the rotor manufacturing process constituting an induction motor, an aluminum or copper ingot is melted into molten metal, and then the rotor core is inserted into a mold made of die casting equipment, and then the aluminum or copper molten metal is injected by a vertical or horizontal die casting machine After fabrication, it is produced through post-processing process.

기존에 회전자를 제조하는 과정은 상기와 같이 고가의 다이캐스팅 장비를 사용해야 하며, 다이캐스팅 장비는 소량 생산에 부적합하다는 한계가 있다. 다이캐스팅 시에 주조 조건 세팅을 위해선 최소 1~2회에 걸쳐 시험 다이캐스팅을 실시해야 하는 바 최소 20~30개 이상의 회전자 로터를 소모해야 하는 한편, 200kW 이상급 유도전동기 회전자의 경우 다이캐스팅으로 제작에 어려움이 있다는 한계가 있다. 또한, 고압 주조시 회전자 코어(Rotor core)의 립(Rip) 부위 터짐을 방지하기 위해 립 두께를 일정 이상으로 유지해야 하는 바 후가공이 필수이라는 현실적 제약이 있다.Existing processes for manufacturing rotors require the use of expensive die-casting equipment as described above, and there is a limit in that die-casting equipment is not suitable for small-volume production. During die casting, in order to set the casting conditions, test die casting must be carried out at least once or twice, so at least 20 to 30 rotor rotors must be consumed. There is a limit to this. In addition, there is a practical limitation that post-processing is essential since the thickness of the rib must be maintained at a certain level or more to prevent bursting of the rip portion of the rotor core during high-pressure casting.

회전자를 주조하는 종래의 방법 중 원심 주조법은 높은 충전율 및 뛰어난 효율을 나타내고 있으나 범용적으로 적용할 수 없는 문제점이 있고, 수직형 주입 방법을 이용하는 입형 고압 주조법은 용탕이 주입되는 인게이트가 한쪽에 편중되어 회전자에서 인게이트가 없는 부분에 기포가 고립되어 분포함에 따라 회전자의 불균형이 발생하여 진동 소음이 발생하고 효율 저하를 야기하는 문제점이 있고, 수평형 주입 방식을 이용한 횡형 고압 주조법은 저가의 장비를 사용하고 소모되는 알루미늄의 양이 적어 낮은 생산단가로 회전자를 제작할 수 있으나 다른 제작 방법에 비해 낮은 충전율을 갖는 문제점이 있다.Among the conventional methods of casting a rotor, the centrifugal casting method shows a high filling rate and excellent efficiency, but has a problem that it cannot be applied universally, and the vertical high-pressure casting method using a vertical injection method has an ingate into which molten metal is injected on one side. As the air bubbles are isolated and distributed in the non-ingate part of the rotor due to bias, the imbalance of the rotor occurs, resulting in vibration noise and reduced efficiency. The horizontal high-pressure casting method using the horizontal injection method Although the rotor can be manufactured at a low production cost by using low-cost equipment and the amount of aluminum consumed is small, there is a problem in that the filling rate is lower than other manufacturing methods.

상기와 같이, 입형 고압 주조법 및 횡형 고압 주조법 등을 보면, 다이캐스팅 공정상 도체바 및 엔드링 부위에서 기공이 발생한다는 문제점이 있게 된다. 한편, 다이캐스팅 공정상 금형 제작이 필수이며, Cu 다이캐스팅의 경우 고온에 의해 수명이 매우 짧아져 제작 비용이 높다는 문제점이 있게 된다.As described above, looking at the vertical high-pressure casting method and the horizontal high-pressure casting method, there is a problem in that pores are generated in the conductor bar and the end ring in the die casting process. On the other hand, it is essential to manufacture a mold in the die-casting process, and in the case of Cu die-casting, the lifespan is very short due to high temperatures, resulting in a high manufacturing cost.

특허공보 제10-0572581호는 알미늄이나 구리합금금속 등을 용해하여 진공상태로한 금형내에 용해금속의 무게에 의하여 유입되게 하여 주로 부피가 큰 제품을 성형할 수 있도록한 진공중력 금형주조기 내용을 제공한다.Patent Publication No. 10-0572581 is a vacuum gravity mold casting machine that melts aluminum or copper alloy metal, etc. and introduces it by the weight of the molten metal into a mold in a vacuum state so that bulky products can be molded. do.

대한민국 등록특허공보 제10-0572581 "진공중력 금형주조기" (2006.04.24.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0572581 "Vacuum Gravity Mold Casting Machine" (2006.04.24.)

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고자, 기존의 다이캐스팅 공정 대신에 상하 2단으로 제작된 간이 금형 내에 도체바가 조립된 회전자 코어를 배치한 상태에서 알루미늄 용융액을 공급하여 중력 주조 방식으로 엔드링 부위를 성형할 수 있도록 한 회전자 제조 방안을 제안하는 것을 특징으로 한다.An object of the present invention is to solve the above problems, instead of the existing die casting process, the rotor core in which the conductor bar is assembled is placed in a simple mold manufactured in two stages, and the aluminum melt is supplied to the end ring by gravity casting method. It is characterized by proposing a method of manufacturing a rotor so that the part can be molded.

본 발명은 주석이 도금된 도체바 및 회전자 코어를 결합하는 단계, 도체바가 결합된 회전자 코어를 간이 금형에 넣어 조립을 진행하는 단계, 조립 완료 후에 알루미늄 용융액을 회전자 코어의 양쪽에 공급하여 중력주조 방식으로 엔드링을 성형하는 단계 및 중력 주조를 시행 후 간이 금형을 분리하여 최종 유도전동기용 회전자를 제작하는 단계를 통해 회전자를 형성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the steps of combining the tin-plated conductor bar and the rotor core, the step of assembling by putting the rotor core with the conductor bar coupled into a simple mold, and supplying an aluminum melt to both sides of the rotor core after the assembly is completed. It is characterized in that the rotor is formed through the step of forming the end ring by gravity casting and the step of manufacturing the rotor for the final induction motor by separating the simple mold after performing gravity casting.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유도전동기 회전자 제작 공정은 다수개의 타발 작업된 원형 강판을 적층하여 회전자 코어를 형성하는 단계; 상기 회전자 코어의 외주 면의 안쪽에 형성된 다수개의 슬롯 내부 상에 다수개의 도체바를 결합하는 단계; 상기 다수개의 도체바가 결합된 회전자 코어를 상하 분리된 간이 금형 내에 배치하는 단계; 상기 간이 금형을 통해 알루미늄을 공급하여 중력 주조 방식으로 상기 회전자 코어의 양측 상에 엔드링을 형성하는 단계; 및 상기 간이 금형을 분리하여 완성된 회전자 코어를 획득하는 단계;를 포함한다.A process for manufacturing an induction motor rotor according to the present invention for achieving the above object includes forming a rotor core by laminating a plurality of punched circular steel plates; coupling a plurality of conductor bars on the inside of a plurality of slots formed inside an outer circumferential surface of the rotor core; arranging the rotor core coupled with the plurality of conductor bars in a simple mold separated from the top and bottom; forming end rings on both sides of the rotor core by a gravity casting method by supplying aluminum through the simple mold; and separating the simple mold to obtain a completed rotor core.

상기 다수개의 도체바는 주석을 도금한 것이 바람직할 수 있다.The plurality of conductor bars may preferably be plated with tin.

상기 간이 금형(100)은 하부 금형(110) 및 상기 하부 금형에 대응되는 형상을 갖는 상부 금형(120)을 포함하는 것으로서, 상기 상부 금형 및 하부 금형에는 상기 회전자 코어 안착을 가능하게 하는 코어 안착부가 형성되며, 상기 코어 안착부를 기준으로 양측 상에 배치되는 용융액 공급 라인 및 상기 코어 안착부의 양측 하단과 상기 용융액 공급 라인 간에 알루미늄 용융액의 공급을 위해 배치된 용융액 주입로(150) 및 상기 코어 안착부의 양측 상단과 간이 금형의 외측 상에 배치되어져 상기 회전자 코어에 공급된 알루미늄 용융액의 과잉 공급을 제어하는 오버플로우 관로(160)가 형성되며, 상기 용융액 공급 라인 및 용융액 주입로를 통해 용융된 알루미늄을 간이 금형 상으로 공급하여 회전자 코어의 양측 상에 엔드링을 중력주조 방식으로 성형하는 것이 바람직할 수 있다.The simple mold 100 includes a lower mold 110 and an upper mold 120 having a shape corresponding to the lower mold, and the upper mold and the lower mold have a core seating for enabling the rotor core to be installed. A portion is formed, and a melt supply line disposed on both sides of the core seating portion and a melt injection path 150 disposed for supplying aluminum molten solution between lower ends of both sides of the core seating portion and the melt supply line, and the core seating portion An overflow conduit 160 is formed on both upper ends and on the outer side of the simple mold to control the excessive supply of the aluminum melt supplied to the rotor core, and the melted aluminum is supplied through the melt supply line and the melt injection passage. It may be preferable to supply onto a simple mold and mold the end rings on both sides of the rotor core by gravity casting.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. According to the present invention, all of the objects of the present invention described above can be achieved.

본 발명은 기존의 다이캐스팅 공정 대신에 상하 2단으로 제작된 간이 금형 내에 도체바가 조립된 회전자 코어를 배치한 상태에서 알루미늄 용융액을 공급하여 중력 주조 방식으로 엔드링 부위를 성형할 수 있도록 한 제작 방안을 제공한다.The present invention is a manufacturing method that allows the end-ring portion to be molded by gravity casting by supplying an aluminum melt in a state in which a rotor core assembled with a conductor bar is placed in a simple mold made of two upper and lower stages instead of the existing die casting process provides

본 발명에 따른 전동기용 회전자 제조 방법은 회전자 코어 내에 도체바를 삽입하기 때문에 다이캐스팅 공정에 비해 전기 전도도가 높아 회전자 효율이 향상된다는 점, 다이캐스팅 장치에 비해 간이 금형의 제작 비용이 상대적으로 저렴하며, 소량 생산도 가능하다는 점, 간이 금형의 제작 크기에 맞춰 회전자 제작 용량을 크게 제작 가능하다는 점 및 다양한 유도전동기용 회전자 제작에 용이하며 립(rib) 두께에 대한 제한이 없다는 장점이 있다.Since the method for manufacturing a rotor for an electric motor according to the present invention inserts a conductor bar into the rotor core, the electrical conductivity is higher than that of the die-casting process, so the rotor efficiency is improved, and the manufacturing cost of the simple mold is relatively low compared to the die-casting device. , It is possible to produce small quantities, it is possible to manufacture a large rotor production capacity according to the production size of a simple mold, it is easy to manufacture rotors for various induction motors, and there are no restrictions on the thickness of ribs.

본 발명은 기존 다이캐스팅 공정과는 다르게 회전자 코어에 도체바를 삽입한 후에 엔드링 부위를 주조하며, 도체바의 경우 주조시 산화 방지, 이종소재 주조 및 접합성 향상을 위해 주석 도금을 시행하는 것에 특징이 있다.Unlike the existing die casting process, the present invention casts the end ring after inserting the conductor bar into the rotor core, and in the case of the conductor bar, tin plating is performed to prevent oxidation during casting, to cast different materials, and to improve bonding. there is.

도 1 (a) (b)은 본 발명의 일 실시예에 따라 간이금형으로 회전자 중력주조 전 회전자 제조를 하기 위한 회전자 코어와 도체바 구성품의 설명 예시이다.
도 1 (c) 상에서 제작되어진 도체바의 형상은 양쪽 엔드링(Endring) 부위의 이종접합의 강도 및 접합면적을 높이기 위하여 Hole을 내거나 노치, 다단 형상 등을 주어 가공을 한 것을 보인다.
도 2는 회전자 코어의 중심을 기준으로 방사상으로 관통 형성된 복수의 슬롯 상에 도체바를 압입한 상태의 결합 관계를 보인다.
도 3은 금형용 내부 코어 및 회전자에 금형용 내부코어 조립형상을 보인다.
도 4는 한쌍의 대칭적인 형상을 갖는 하부 금형 및 상부 금형을 갖는 간이 금형을 보인다.
도 5는 융액 탕도가 코어 안착부를 기준으로 일측 상에 형성된 금형을 보인다.
도 6은 본 발명을 따른 전동기용 회전자 제조 방법을 보인다.
도 7은 기존의 다이캐스팅 방법을 적용한 경우와 본 발명에 따른 전동기용 회전자 진공 브레이징 방법을 적용한 경우의 효율을 비교한 것이다.
1 (a) (b) is a description example of a rotor core and conductor bar components for manufacturing a rotor before gravity casting of the rotor with a simple mold according to an embodiment of the present invention.
The shape of the conductor bar manufactured on FIG. 1 (c) shows that it was processed by giving a hole, notch, multi-stage shape, etc. to increase the strength and joint area of the heterojunction at both endrings.
2 shows a coupling relationship in a state in which a conductor bar is press-fitted into a plurality of slots radially penetrating with respect to the center of the rotor core.
3 shows an assembly shape of the inner core for the mold and the inner core for the mold in the rotor.
4 shows a simple mold having a pair of symmetrical shapes of a lower mold and an upper mold.
5 shows a mold in which a melt runner is formed on one side with respect to the core seating part.
6 shows a method for manufacturing a rotor for an electric motor according to the present invention.
7 is a comparison of efficiency between a case in which a conventional die casting method is applied and a case in which a vacuum brazing method for a motor rotor according to the present invention is applied.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다. 발명에 따른 전동기용 회전자를 간이금형을 이용하여 중력주조하는 공정을 설명한다. Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A process of gravity casting a rotor for an electric motor according to the invention using a simple mold will be described.

먼저, 도 1을 참조하면 전동기용 회전자를 제조하기 위한 구성품인 회전자 코어(10) 및 도체바(20)를 준비한다.First, referring to FIG. 1, a rotor core 10 and a conductor bar 20, which are components for manufacturing a rotor for an electric motor, are prepared.

회전자 코어(10)는 다수의 원형 전기강판 시트를 타발하여 작업한다.The rotor core 10 works by punching out a plurality of circular electrical steel sheets.

회전자 코어(10) 상에는 회전자 코어의 중심(11)을 기준으로 방사상으로 복수의 슬롯(12)이 관통 형성된다. 복수의 슬롯(12) 각각은 회전자 코어의 중심(11)에서 반경 방향을 따라 외측으로 갈수록 점점 그 폭이 커지는 형상일 수 있다.A plurality of slots 12 are radially formed through the rotor core 10 with respect to the center 11 of the rotor core. Each of the plurality of slots 12 may have a shape in which the width gradually increases from the center 11 of the rotor core toward the outside along the radial direction.

도체바(20)는 상기 슬롯(12) 형상에 대응하도록 형성하되 상기 회전자 코어(10)의 전체 길이보다는 길게 형성되어져, 도체바(20)를 슬롯(12) 상에 삽입하는 경우에, 회전자 코어(10)의 내외측으로 노출되는 구조를 가진다. 또한, 도체바에서 Endring 부위와 결합되어지는 부분은 이종접합의 강도 및 접합면적을 높이기 위하여 Hole을 내거나 노치, 다단 형상을 주어 가공하여 제작을 하게 된다. The conductor bar 20 is formed to correspond to the shape of the slot 12 but is longer than the entire length of the rotor core 10, so when the conductor bar 20 is inserted into the slot 12, It has a structure exposed to the inside and outside of the electronic core 10. In addition, the part connected to the endring part of the conductor bar is manufactured by processing it by making a hole or giving a notch or multi-stage shape to increase the strength and joint area of the heterojunction.

회전자 코어(10) 상에서 회전자 코어의 중심을 기준으로 방사상으로 관통 형성된 복수의 슬롯(12) 상에 압출된 도체바(20)를 압입하여 삽입한다.On the rotor core 10, the extruded conductor bar 20 is press-fitted and inserted into a plurality of slots 12 radially penetrating with respect to the center of the rotor core.

엔드링(30)은 유도 전동기 상에서 회전자 코어(10) 철심의 자계를 폐루프로 만들기 위해서 필요한 것으로서, 계자에서 받은 자계로 인해서 독립적인 전자석을 생성하게 한다.The end ring 30 is necessary to make the magnetic field of the iron core of the rotor core 10 a closed loop on the induction motor, and generates an independent electromagnet due to the magnetic field received from the field.

엔드링(30)은 회전자 코어(10)의 양측단을 통해 노출된 도체바(20)를 전체적으로 덮도록 도넛 형상을 갖는 것으로서, 상기 엔드링(30)의 내측면 상에는 상기 도체바(20)의 끝단 삽입이 가능할 정도의 삽입홈이 형성된다.The end ring 30 has a donut shape so as to entirely cover the conductor bar 20 exposed through both ends of the rotor core 10, and on the inner surface of the end ring 30, the conductor bar 20 An insertion groove is formed to the extent that insertion of the end of the is possible.

도 3은 도체바를 압입하여 삽입한 회전자의 중심 상에 금형용 내부코어를 조립한형상을 보인다.3 shows a shape in which an inner core for a mold is assembled on the center of a rotor into which a conductor bar is press-fitted and inserted.

도 4를 참조하면, 본 발명에 적용되는 간이 금형은 다이캐스팅 공정 대신에 상하 2 단으로 제작 후, 양쪽 엔드링 부위를 성형할 수 있도록 설계된 것이다. Referring to FIG. 4 , the simple mold applied to the present invention is designed so that both end-rings can be molded after being manufactured in two stages, instead of a die-casting process.

간이 금형을 구체적으로 보면 다음과 같다. 간이 금형은 사형 및 주물 금형 외 2단으로 제작할 수 있는 모든 금형을 통칭한다. Looking at the simple mold in detail, it is as follows. Simple mold refers to all molds that can be manufactured in two stages, other than sand and casting molds.

간이 금형(100)은 한쌍의 대칭적인 형상을 갖는 하부 금형(110) 및 상부 금형(120)을 포함하는 것으로서, 상기 상부 금형(120) 및 하부 금형(110) 각각은 도체바가 삽입된 상태의 회전자 코어를 안착 가능하게 하는 코어 안착부(130)가 형성된다. The simple mold 100 includes a pair of a lower mold 110 and an upper mold 120 having symmetrical shapes, and each of the upper mold 120 and the lower mold 110 rotates in a state where a conductor bar is inserted. A core seating portion 130 enabling the seating of the electronic core is formed.

코어 안착부(130)는 회전자 코어(10)의 삽입이 가능한 형상을 갖는 반원통 형태를 갖는 것이고, 회전자 코어의 안정적인 조립과 Endring 형상의 폭을 조절해 주는 금형용 내부 코어(133)의 조립 공간(132)를 갖는다. 코어 안착부(130) 상에 금형용 내부코어가 조립된 회전자를 안착한다.The core seating part 130 has a semi-cylindrical shape in which the rotor core 10 can be inserted, and the assembly of the inner core 133 for a mold that adjusts the stable assembly of the rotor core and the width of the endring shape. space 132. The rotor assembled with the inner core for the mold is seated on the core seating part 130 .

한편, 용융 알루미늄을 공급하여 중력 주조 방식으로 엔드링을 형성하기 위하여, 코어 안착부(130)를 기준으로 양측 상에 용융액 탕도(140)를 형성한다. 즉, 코어 안착부 양측에 배치된 버퍼 공간(132)의 금형용 내부코어 조립 공간의 외측 상에 이격된 상태로 용융액 공급라인 탕도(140)를 배치한다.Meanwhile, in order to supply molten aluminum to form an end ring by gravity casting, melt runners 140 are formed on both sides of the core seating portion 130 as a reference. That is, the melt supply line runner 140 is disposed in a spaced apart state on the outside of the inner core assembly space for the mold of the buffer space 132 disposed on both sides of the core seating part.

한편, 도 5를 참조하면. 융액 탕도(140)는 코어 안착부(130)를 기준으로 일측 상에 형성되는 것이 가능할 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 5 . The melt runoff 140 may be formed on one side of the core mounting portion 130 .

상기 용융액 탕도(140)는 상부 금형 및 하부 금형의 외측 개방 영역에서 내측으로 연장되어져 코어 안착부의 하부 상에 도달한다. 즉, 한쌍의 용융액 탕도(140)는 코어 안착부(130)의 상측에서부터 연장되어져 코어 안착부의 하측 상에서 마주보는 방향으로 형성되는 것일 수 있다. 한쌍의 용융액 탕도는 상부 금형 및 하부 금형의 외측에서 일직선으로 연장되어진 상태에서 코어 안착부의 하측에서 서로 가까워지는 방식으로 굴곡되는 형상을 가질 수 있다.The melt runner 140 extends inward from the outer open areas of the upper mold and the lower mold to reach the lower portion of the core seating part. That is, the pair of melt runners 140 may extend from the upper side of the core seating portion 130 and face each other on the lower side of the core seating portion. The pair of melt runners may have a shape that is bent in such a way that they come close to each other at the lower side of the core seating part in a state in which they extend in a straight line outside the upper and lower molds.

한편, 코어 안착부(130)의 양측 하단과 한쌍의 용융액 탕도(140) 간에는 알루미늄 용융액의 공급을 위한 용융액 게이트(150)가 형성된다. 즉, 용융액 탕도(140)을 통해 공급된 용융액은 중력 주조 방식으로 회전자 코어(130)의 양단에 공급되어져 결합된 도체바를 덮는 방식으로 엔드링(30)을 형성한다.Meanwhile, melt gates 150 for supplying aluminum melt are formed between lower ends of both sides of the core seating part 130 and the pair of melt runners 140 . That is, the melt supplied through the melt runner 140 is supplied to both ends of the rotor core 130 in a gravity casting method to form the end ring 30 by covering the coupled conductor bars.

한편, 코어 안착부(130)의 양측 상단과 상부 금형 및 하부 금형의 외측 상에는 회전자 코어의 양단에 공급된 알루미늄 용융액 주입시 내부에서 발생되어지는 가스를 제거하면서 용탕이 잘 채워질수 있도록 가스킷(160)을 형성한다. 가스킷(160)은 엔드링 형성 과정에서 발생되어지는 가스 및 이물질을 배출 가능하게 함으로써 결과적으로 엔드링의 품질 향상을 가능하게 한다.On the other hand, on the tops of both sides of the core seating part 130 and on the outer sides of the upper and lower molds, gaskets 160 can be well filled with molten metal while removing gas generated inside when the aluminum melt supplied to both ends of the rotor core is injected. ) to form The gasket 160 enables the discharge of gases and foreign substances generated in the process of forming the end ring, and as a result, the quality of the end ring can be improved.

하부 금형과 상부 금형 상에는 각각 복수개의 가이드공(170)이 형성된다. 복수개의 가이드공을 상호 연결하도록 가이드바(180)가 결합된다. 즉, 하부 금형과 상부 금형은 상호 대응되는 가이드공을 통해 가이드바가 결합되도록 함으로써 정확한 교합을 이루게 한다.A plurality of guide holes 170 are formed on the lower mold and the upper mold, respectively. A guide bar 180 is coupled to interconnect a plurality of guide balls. That is, the lower mold and the upper mold achieve accurate occlusion by allowing guide bars to be coupled through mutually corresponding guide holes.

도 6을 참조하여, 전동기용 회전자 제조 방법을 설명한다.Referring to FIG. 6, a method of manufacturing a rotor for an electric motor will be described.

먼저, 회전자 코어(10)와 주석이 도금된 도체바(20)를 결합한다.First, the rotor core 10 and the tin-plated conductor bar 20 are coupled.

결합된 회전자 코어와 도체바(10)를 금형용 내부 코어(133)에 삽입 후에, 간이 금형(100)에 넣어 조립을 진행한다. 간이 금형 중 하부 금형에 형성된 코어 안착부 상에 도체바가 결합된 회전자 코어를 삽입하고, 하부 금형과 상부 금형에 상호 대응되도록 형성된 가이드공을 통해 가이드바가 결합되도록 함으로써 정확한 교합을 이루게 한다.After inserting the combined rotor core and the conductor bar 10 into the inner core 133 for a mold, insert it into the simple mold 100 to proceed with assembly. The rotor core coupled with the conductor bar is inserted on the core seating part formed in the lower mold of the simple mold, and the guide bar is coupled through a guide hole formed to correspond to the lower mold and the upper mold, thereby achieving accurate occlusion.

하부 금형과 상부 금형을 이루는 용융액 탕도(140) 상에는 압탕(190)을 배치한다. 상기 압탕(190)은 용탕의 하중을 늘려 중력 성형이 더욱 잘 이루어질 수 있도록하기 위해 설치한다. 압탕(190)은 상부 금형 및 하부 금형의 외측 개방 영역 상에 노출 구조로 형성된 깔때기 형상의 공급 케이스(191) 및 공급 케이스의 하단 상에 연통되는 구조로 연장 형성되는 공급관(193)을 포함한다.A riser 190 is disposed on the melt runner 140 forming the lower mold and the upper mold. The riser 190 is installed to increase the load of the molten metal so that gravity forming can be performed better. The riser 190 includes a funnel-shaped supply case 191 formed in an exposed structure on the outer open areas of the upper mold and the lower mold, and a supply pipe 193 extending in a communication structure on the lower end of the supply case.

압탕(190)은 하부 금형과 상부 금형 사이에 배치한 상태에서 조립 완료 후에, 용융된 알루미늄을 간이 금형 상으로 공급하여 중력주조 방식으로 성형한다.After assembly is completed in a state in which the riser 190 is placed between the lower mold and the upper mold, molten aluminum is supplied onto the simple mold and molded by gravity casting.

중력주조를 시행 후에 간이 금형을 분리한다. After performing gravity casting, the simple mold is separated.

최종적으로 유도전동기용 회전자를 제작한다.Finally, the rotor for the induction motor is manufactured.

도 7은 기존의 다이캐스팅 방법을 적용한 경우와 본 발명에 따른 전동기용 회전자 제조 방법을 적용한 경우의 효율을 비교한 것이다.7 is a comparison of efficiency between a case in which a conventional die-casting method is applied and a case in which a method for manufacturing a rotor for an electric motor according to the present invention is applied.

2.2 kW급 3상 유도 전동기에서 고정자는 공용으로 사용하고, 회전자만 다이캐스팅에 의해 제작된 회전자와 제안된 중력주조 공정으로 제작된 회전자를 교체해 가면서 전동기 성능 평가를 진행하였다.In a 2.2 kW class three-phase induction motor, the stator was used in common, and the motor performance was evaluated by replacing the rotor manufactured by die casting with the rotor manufactured by the proposed gravity casting process.

비교하면, 정격 2.2kW에서 다이캐스팅 적용 회전자보다 본 발명에 따라 제안된 중력주조 공정으로 제작된 회전자의 ETA 효율이 약 1 % 더 높다는 것을 확인할 수 있다.In comparison, it can be seen that the ETA efficiency of the rotor manufactured by the gravity casting process proposed according to the present invention is about 1% higher than that of the rotor applied with die casting at a rated power of 2.2 kW.

종래의 유도 전동기를 구성하는 회전자 제작 공정은 잉곳을 용탕에 용해한 다음 다이캐스팅 장비의 제작된 금형 안에 회전자 코어를 삽입 후 용탕을 주입하여 제작 후 후처리 공정을 걸쳐 제작을 하는데, 다이캐스팅 시에 주조 조건 세팅을 위해선 최소한의 시험 다이캐스팅을 실시해야 함으로 인해서 다량의 회전자 로터를 소모해야 하는 한다는 점 및 고압 주조시 회전자 코어 립 부위 터짐 방지를 위해 후가공이 필수이라는 제약이 있다.The rotor manufacturing process constituting the conventional induction motor melts an ingot into molten metal, inserts the rotor core into a mold made of die casting equipment, injects molten metal, and then manufactures it through a post-processing process. There are limitations in that a large amount of rotor rotor must be consumed due to minimum test die-casting for condition setting and that post-processing is essential to prevent bursting of the rotor core lip during high-pressure casting.

본 발명에 따른 전동기용 회전자 제조 방법은 회전자 코어 내에 도체바를 삽입하기 때문에 다이캐스팅 공정에 비해 전기 전도도가 높아 회전자 효율이 향상된다는 점, 다이캐스팅 장치에 비해 간이 금형의 제작 비용이 상대적으로 저렴하며, 소량 생산도 가능하다는 점, 간이 금형의 제작 크기에 맞춰 회전자 제작 용량을 크게 제작 가능하다는 점 및 다양한 유도전동기용 회전자 제작에 용이하며 립(rib) 두께에 대한 제한이 없다는 장점이 있다.Since the method for manufacturing a rotor for an electric motor according to the present invention inserts a conductor bar into the rotor core, the electrical conductivity is higher than that of the die-casting process, so the rotor efficiency is improved, and the manufacturing cost of the simple mold is relatively low compared to the die-casting device. , It is possible to produce small quantities, it is possible to manufacture a large rotor production capacity according to the production size of a simple mold, it is easy to manufacture rotors for various induction motors, and there are no restrictions on the thickness of ribs.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described through the above examples, the present invention is not limited thereto. The above embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present invention, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes also belong to the present invention.

10 : 회전자 코어
20 : 도체바
30 : 엔드링
100 : 간이 금형
110 : 하부 금형
120 : 상부 금형
130 : 코어 안착부
132 : 금형용 내부 코어의 조립 공간
133 : 금형용 내부 코어
140 : 용융액 탕도
150 : 용융액 게이트
160 : 가스킷
170 : 가이드공
180 : 가이드바
10: rotor core
20: conductor bar
30: end ring
100: simple mold
110: lower mold
120: upper mold
130: core seating part
132: assembly space of inner core for mold
133: inner core for mold
140: melt runner
150: melt gate
160: gasket
170: guide ball
180: guide bar

Claims (3)

다수개의 타발 작업된 원형 강판을 적층하여 회전자 코어를 형성하는 단계;
상기 회전자 코어의 외주 면의 안쪽에 형성된 다수개의 슬롯 내부 상에 다수개의 도체바를 결합하는 단계;
상기 다수개의 도체바가 결합된 회전자 코어를 상하 분리된 간이 금형 내에 배치하는 단계;
상기 간이 금형을 통해 알루미늄을 공급하여 중력 주조 방식으로 상기 회전자 코어의 양측 상에 엔드링을 형성하는 단계; 및
상기 간이 금형을 분리하여 완성된 회전자 코어를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유도전동기 회전자 제작 공정.
forming a rotor core by laminating a plurality of punched circular steel plates;
coupling a plurality of conductor bars on the inside of a plurality of slots formed inside an outer circumferential surface of the rotor core;
arranging the rotor core coupled with the plurality of conductor bars in a simple mold separated from the top and bottom;
forming end rings on both sides of the rotor core by a gravity casting method by supplying aluminum through the simple mold; and
Characterized in that, the induction motor rotor manufacturing process comprising the; step of obtaining a completed rotor core by separating the simple mold.
제1항에 있어서,
상기 다수개의 도체바는 주석을 도금한 것을 특징으로 하는,
유도전동기 회전자 제작 공정.
According to claim 1,
The plurality of conductor bars are characterized in that tin is plated,
Induction motor rotor manufacturing process.
제1항에 있어서,
상기 간이 금형(100)은 하부 금형(110) 및 상기 하부 금형에 대응되는 형상을 갖는 상부 금형(120)을 포함하는 것으로서, 상기 상부 금형 및 하부 금형에는 상기 회전자 코어 안착을 가능하게 하는 코어 안착부가 형성되며,
상기 코어 안착부를 기준으로 양측 상에 배치되는 용융액 탕도 및 상기 코어 안착부의 양측 하단과 상기 용융액 탕도 간에 알루미늄 용융액의 공급을 위해 배치된 용융액 게이트(150) 및 상기 코어 안착부의 양측 상단과 간이 금형의 외측 상에 배치되어져 상기 회전자 코어에 공급된 알루미늄 용융액의 중력 주조시 발생되어지는 이물질 및 가스를 제거하기 위한 가스킷(160)이 형성되며,
상기 용융액 탕도 및 용융액 게이트를 통해 용융된 알루미늄을 간이 금형 상으로 공급하여 회전자 코어의 양측 상에 엔드링을 중력주조 방식으로 성형하는 것을 특징으로 하는, 유도전동기 회전자 제작 공정.
According to claim 1,
The simple mold 100 includes a lower mold 110 and an upper mold 120 having a shape corresponding to the lower mold, and the upper mold and the lower mold have a core seating for enabling the rotor core to be installed. part is formed,
A melt gate 150 disposed on both sides of the core seating part and between lower ends of both sides of the core seating part and the melt runner, and a melt gate 150 disposed on both sides of the core seating part and a simple mold A gasket 160 is formed on the outer side of the rotor core to remove foreign substances and gases generated during gravity casting of the aluminum melt supplied to the rotor core.
The induction motor rotor manufacturing process, characterized in that by supplying the molten aluminum through the melt runner and the melt gate onto a simple mold to form end rings on both sides of the rotor core by a gravity casting method.
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