KR790001848B1 - Electric induction drive assemblies - Google Patents

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KR790001848B1
KR790001848B1 KR740003509A KR740003509A KR790001848B1 KR 790001848 B1 KR790001848 B1 KR 790001848B1 KR 740003509 A KR740003509 A KR 740003509A KR 740003509 A KR740003509 A KR 740003509A KR 790001848 B1 KR790001848 B1 KR 790001848B1
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stator
rotor
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windings
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KR740003509A
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Inventor
찌스라우 루스테키 로무알드
Original Assignee
로버트 프란시스 죤
에다(오버시이즈) 리미티드
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Abstract

A rotor was consisted of many rotor rods installed radially between the internal and external short-rings and located on the same azis of loads. A stator having the windings to generate the magnetic field towards the direction of axis was able to adjust the position of stator according to high and low loads and then able to maintain a constant distance between a stator and a rotor.

Description

전기 유도 구동장치Electric induction drive

제 1 도는 본 발명의 구동장치에 사용되는 회전자를 고정자측에서 본 측면도.1 is a side view of the rotor used in the drive device of the present invention as seen from the stator side;

제 2 도는 제 1 도 Ⅱ-Ⅱ선에서 본 회전자의 횡단면도.FIG. 2 is a cross sectional view of the rotor as seen from FIG.

제 3 도는 제 1 도 및 제 2 도의 회전자에 사용할 고정자와 지지구조물을 회전자측에서 본 측면도.3 is a side view of the stator and support structure for use in the rotor of FIGS.

제 4 도는 제 3도 Ⅳ-Ⅳ선에서 본 권선을 제거한 상태의 고정자 횡단면도.4 is a cross-sectional view of the stator with the windings removed from the third line IV-IV.

제 5 도는 전기한 도면들에 도시된 부분품들을 가동할 수 있는 상태로 조립하되 냉각용 선풍익편을 생략한 정면도.FIG. 5 is a front view of the parts shown in the above drawings assembled in a state in which they can operate, but omitting the cooling fan blade.

제 6 도는 지지틀에 대한 고정자의 배치방법을 달리한 상태의 고정자와 지지틀의 측면도.6 is a side view of the stator and the support frame in a state in which the stator is disposed in a support frame differently;

제 7 도는 제 6 도와 같은 지지틀물을 적당한 위치에 고정시키는 방법을 보여주는 정면도.FIG. 7 is a front view showing a method of fixing a support frame such as the sixth diagram in a proper position. FIG.

제 8 도는 한쌍의 고정자와 단일 회전자를 구동시키도록 된 개량된 형태의 구동장치를 보인 정면도.8 shows a front view of an improved form of the drive adapted to drive a pair of stators and a single rotor.

제 9 도는 단일 고정자가 한쌍의 회전자를 구동시키도록 된 개량된 형태의 구동장치를 보인 정면도.9 is a front view showing an improved type of drive in which a single stator drives a pair of rotors.

본 발명은 전기 유도 전등기, 특히 측방향 공극형 유도 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to an electric induction lamp, in particular a lateral air gap induction motor.

축방향 공극형 유도 전동기는 통상적인 원통형 유도 전동기에서 나타나는 결점을 해소하였다. 예를들면 축방향 공극형 전동기의 회전자는 전동기에 의하여 구동되는 부하에 의하여 전적으로 지지되므로 전동기 자체는 통상적인 원통형 전동기에서 요구되는 회전자 베어링과 그에 관계되는 부분들을 필요로 하지 않는다. 그러나 축방향 공극형 전동기들은 통상적인 원통형 진동기의 많은 결점과 한정된 형태에 연관되도록 설계되어 있어서 크게 성공을 거두지 못하였다. 예를들면 일부의 공지된 설계는 특수 목적의 전동기와 펌프 또는 콤프레서에 관계된 것이다. 고정자 부분과 회전자 및 펌프나 콤프레서 부분들은 그들 사이에 밀봉체를 개재시켜 결합한 서로 분리된 조립용 하우징에 장치한다. 전동기 부분은 전체적으로 부하장치와 일체로 되어 있고 두개의 하우징 부분들은 단일 하우징 조립체를 형성하도록 함께 결합되게 설계 및 제작되므로 전동기는 통상적인 형태의 전동기에서와 같이 일반적인 목적의 용도에는 적당하지 않다. 또한 전체 전동기가 하우징 부분들에 둘러 쌓여 있어서 전동기의 냉각에 문제점이 있다.The axial void induction motor eliminates the drawbacks found in conventional cylindrical induction motors. For example, the rotor of an axial air-gap motor is entirely supported by a load driven by the motor so that the motor itself does not need the rotor bearings and the parts that are required in a conventional cylindrical motor. However, axial air-gap motors have been largely unsuccessful because they are designed to relate to many of the shortcomings and limited shapes of conventional cylindrical vibrators. For example, some known designs relate to special purpose electric motors and pumps or compressors. The stator part and the rotor and pump or compressor parts are placed in separate assembly housings which are joined via a seal between them. The motor part is integral with the load device as a whole and the two housing parts are designed and manufactured to be joined together to form a single housing assembly, so the motor is not suitable for general purpose applications as in conventional motors. In addition, there is a problem in the cooling of the motor because the entire motor is surrounded by the housing parts.

예를들면 고정자 권선이 소실되는 경우 이들을 정비 및 수선하기 위하여 전기 기술자들이 전기한 공지 결합체를 분해하여야 한다는 문제점이 있는 바 이러한 사실은 숙련공을 구할 수 있는 대량 사용자에게는 크게 논란한 문제가 아닐지 모르나 소규모 사용자에게는 기대하지 않아든 수선 또는 정비작업을 한다는 것이 곤란한 문제일 뿐 아니라, 특히 전기한 전동기가 단기간에 주로 사용하는 계절적인 특성을 갖는 물품, 예를들면 농산품의 가공 작업 등에 계속적으로 사용되는 경우에는 극히 곤란한 문제점을 일으킨다.For example, if the stator windings are missing, there is a problem that electrical technicians must disassemble the known combinations to repair and repair them. This may not be a very controversial issue for a large number of skilled workers. Unexpectedly, repairing or maintenance work is not only a difficult problem, but especially if the electric motor is used continuously for a long time, such as a product having a seasonal characteristic, for example, processing of agricultural products. Cause difficult problems.

공지 유도 전동기의 또 하나의 결점은 공지형이나 축방향 공극형을 막론하고 그들의 가동속도를 변경할수 없거나 또는 복잡하고 고가의 부속품 없이는 가변시킬 수 없다는 사실이다. 예를들면 처리할 생산품의 성질에 따라 공장의 가동속도를 변경하거나 공장을 고속으로 가동시키고저 할 경우 진동기의 속도를 수시로 변경할 필요가 있다. 전자의 경우는 비용이 비싸면서도 효율과 확실성이 적은 가변성 변속기를 사용하는 것이 필요하고 후자의 경우에는 진동기를 완전히 교체하여야 한다.Another drawback of known induction motors, whether known or axial air gaps, is their inability to change their speeds or to change them without complicated and expensive accessories. For example, depending on the nature of the product to be processed, it is necessary to change the speed of the vibrator from time to time to change the operating speed of the plant or to operate the plant at high speed. In the former case, it is necessary to use a variable transmission, which is expensive but less efficient and less reliable. In the latter case, the vibrator must be completely replaced.

본 발명의 목적은 정비가 필요하지 않는 전기 유도 구동장치를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 전기 유도 구동장치는 미숙련 기술자도 검사와 정비를 할 수 있고 변속시키거나 조립할 수 있게 되었다.An object of the present invention is to provide an electric induction drive device that does not require maintenance, the electric induction drive device of the present invention can be inspected and maintained by an inexperienced technician and shifted or assembled.

본 발명의 일예에 의하면 본 발명의 전기 유도 구동장치는 자성체의 원륜상 코어가 내측에 장설되고 내외측 단락링 사이에 다수의 회전자봉이 방사상으로 착설되었으며 부하의 측과 동축상에 부착될 수 있도록 된 회전자, 코어의 일면에서 축방향으로 자장을 발생하도록 배열된 권선을 갖는 자성체로 된 원륜상 코어를 포함하는 고정자, 부하축에 대한 위치를 조절하여 고정자를 회전자의 일면과 대향되도록 위치하게 하고 고정자와 회전자 코어 사이에 일정한 간격이 유지되도록 고정자와 분리된 상태에서 고정자를 지지하는 지지틀, 구동장치가 동작상태로 설치되어 있는 경우에도 지지틀을 이동시킴이 없이 고정자와 권선을 지지틀에서 분리 및 교체할 수 있도록 고정자 코어를 지지틀 내의 적당한 위치에 착탈 가능하게 고정시키는 장치로 구성된다.According to one embodiment of the present invention, the electric induction drive device of the present invention is such that the cylindrical core of the magnetic body is installed inside, and a plurality of rotor rods are radially installed between the inner and outer short-circuit rings and can be coaxially attached to the side of the load. A stator comprising a cylindrical rotor, a cylindrical body made of a magnetic body having a winding arranged to generate a magnetic field axially on one side of the core, the position of the stator facing one side of the rotor by adjusting its position with respect to the load axis And a support frame for supporting the stator in a state in which it is separated from the stator so that a constant distance is maintained between the stator and the rotor core, and the stator and windings are supported without moving the support frame even when the driving device is operated. Consisting of a device for removably fixing the stator core to a suitable position within the support frame for removal and replacement in the .

당해 분야에서 잘 알려진 바와 같이 전등기에 의하여 부하가 걸렸을 경우, 소위 하프-카우플링(half-coupling)은 부하 입력축과 전동기 출력축에 고정되고 입력축과 출력축이 동축상에 위치하게 전동기를 배치한 후 두 하프-카우플링을 함께 보울트로 체착한다. 본 구동장치의 회전자는 통상의 하프-카우플링에서와 같은 방법으로 부하축에 간단히 고정되도록 형성하므로서 스크류 드라이버, 렌치 또는 알렌키를 사용하여 간단하게 축에 고정할 수 있다. 통상적인 원통형 유도 전동기에 사용되는 원통형 농형 회전자와 같은 평판형 회전자는 모든 목적에 대하여 안전하므로 한번 장치되면 주의하지 않아도 된다. 고정자와 지지틀은 회전자를 고정하기 전후에 적당한 위치에 고정하는 바 이에 대하여는 후에 상술한다. 회전자를 축에 고정하고 구동장치의 속도를 부하에 적당하게 하면 구동장치는 각종 용도에 이용할 수 있고 조립하지 않은 상태로 판매할 수 있다.As is well known in the art, when a load is applied by a lamp, the so-called half-coupling is fixed to the load input shaft and the motor output shaft, and the motor is placed after the input shaft and the output shaft are coaxial. The half-cowlings are seated together in a bowl. The rotor of the drive can be simply fixed to the shaft using a screwdriver, wrench, or Allen key, as it is simply configured to be fixed to the load shaft in the same way as a conventional half-cowling. Plate-like rotors, such as the cylindrical squirrel rotors used in conventional cylindrical induction motors, are safe for all purposes and need not be exercised once installed. The stator and the support frame are fixed at a proper position before and after fixing the rotor, which will be described later. If the rotor is fixed to the shaft and the speed of the drive is adjusted to the load, the drive can be used for various purposes and can be sold without assembly.

전술한 바와 같이 회전자는 사실상 전기적으로 파괴되지 않고 오직 고정자 권선만이 전기적으로 손실되게 된다.As mentioned above, the rotor is virtually not electrically destroyed and only the stator windings are electrically lost.

고정자와 그에 착설된 권선들은 지지틀을 해체함이 없이 제거할 수 있고 고정자 권선이 소실되면 미숙련자도 코어를 교환할 수 있어서 숙련된 전기 기술자나 엔지니어가 꼭 필요하지 않게 된다.The stator and its associated windings can be removed without disassembling the support frame, and if the stator windings are lost, even inexperienced personnel can change cores, eliminating the need for a skilled electrician or engineer.

또한 고정자 코어와 권선을 간단히 교체할 수 있으므로 고정자를 제거하여 극의 수가 다르고 동기 속도가 다르게 권선한 동일한 크기의 다른 고정자를 대치하면 전동기의 속도를 간단하게 변경시킬 수 있다. 본 발명에 의한 지지틀의 형태는 예를들면 고정자 코어와 동축상에 배치된 단부가 개방된 원통형 프레임과 프레임에 천설된 구멍을 통하여 내측 중심부로 연결된 다수의 보울트로 구성된 고정자 코어 고정장치로 구성된다. 코어와 권선은 보울트를 해체하여 골조로부터 코어와 권선을 빼내는 간단한 작업으로 제거할 수 있으므로 대치할 코어가 가까이 있으면 코어를 빼내어 교환하는 작업은 수분 내에 할 수 있다.In addition, the stator core and the windings can be easily replaced, so that the speed of the motor can be simply changed by removing the stator to replace other stators of the same size with different number of poles and different synchronous speeds. The shape of the support frame according to the present invention is composed of a stator core fixing device composed of, for example, a cylindrical frame having an end coaxially arranged with a stator core and a plurality of bowls connected to an inner center through a hole formed in the frame. . Cores and windings can be removed by simply removing the cores and windings from the framework by dismantling the bolts, so that the core can be removed and replaced in minutes if the core to be replaced is close.

고정자 코어를 고정하는 장치는 프레임 내에 꼭 맞도록 끼워 보울트로 프레임에 체착한 판체로 구성되는 바 고정자는 외주면이 판체에서 격리되게 고정된다.The device for fixing the stator core is composed of a plate body fitted into the frame to fit in the frame, the stator is fixed so that the outer peripheral surface is isolated from the plate body.

이와같이 배치하면 판체가 프레임 내에 끼워지므로 코어를 교환할 때 판체에 있는 구멍을 통하여 코어에 천설된 나사공 속으로 다수의 보울트를 나삽하므로서 간단하게 코어를 고정시킬 수 있다. 이와같이 코어와 권선은 판체로부터 간단하고 빠르게 해체할 수 있고 판체에 끼워 프레임에 부착하므로서 간단히 교환할 수 있다.In this arrangement, the plate is fitted in the frame, so that when the core is replaced, the core can be easily fixed by inserting a number of bolts into the threaded holes in the core through the holes in the plate. In this way, the core and the windings can be easily and quickly dismantled from the plate body and simply exchanged by being attached to the frame and attached to the frame.

본 발명의 다른 예에 의하면 판체없이 보울트를 고정자 코어에 천설된 나사에 직접 나삽되게 하는 바 이러한 장치는 가격이 저렴하고 구조가 간단한 장점을 갖고 있는 외에 코어와 프레임 사이로 공기순환이 잘되는 이점이 있는 것으로서 고정자의 양면에 권선이 권착된 고정자의 설치에 적당하다.According to another example of the present invention, the bolt is directly inserted into a screw installed in the stator core without a plate, and such a device has the advantages of low cost and simple structure, and has an advantage of good air circulation between the core and the frame. It is suitable for installation of stator with winding wound on both sides of stator.

지지틀은 원통형 프레임에 고정되고 프레임과 평행한 평면상에 놓여있는 기판(基板)을 포함한다.The support frame includes a substrate fixed to a cylindrical frame and lying on a plane parallel to the frame.

기판 위에 재치된 지지틀은 회전자와 고정자가 동축상에 놓여 그들의 대향면 사이에 요구하는 공극이 형성될 때까지 이동시킨다. 고정자와 부하축에 의하여서만 지지된 회전자간의 회전력 전달은 기계적이 아닌 전자학적으로 이루어지므로 설비 단계는 통상적인 원통형 유도전동기를 장치하는데 필요한 것과 같은 숙련된 작업을 필요로 하지 않는다. 사실상 공지의 공극형 전동기에서는 회전자와 고정자를 배치하여 하우징 내에 그들을 고정시키므로 그들 사이의 간격을 정확하게 설정하는 것이 곤란하였으나 본 발명의 구동장치는 축이 약간 틀어지거나 간극이 나타나는 경우는 물론 공극이 이론치에서 현저히 달라지는 경우에도 현저하게 효율이 감소되거나 극심하게 진동함이 없이 만족할 정도로 동작됨을 알게 되었다. 이러한 사실은 고정자 지지틀의 위치 실정을 숙련공이 아니라도 할 수 있음을 나타낸다. 지지틀은 회전자와 고정자가 어느정도 동축으로 되고 주위에서 측정되는 공극의 평균 폭이 이론치 즉 1마력 전동기에 대하여 2.5mm에서 약 10% 범위 내로 될 때까지 이동시켜야 한다. 물론 기판에는 구멍을 뚫어 지지틀이 정확한 위치에 놓였을 때 보울트와 같은 적당한 고정구로 고정할 수 있게 한다.The support frame placed on the substrate moves the rotor and stator coaxially until the required voids are formed between their opposing surfaces. Since the rotational force transmission between the stator and the rotor supported only by the load shaft is electronic, not mechanical, the installation step does not require skilled work as is necessary to install a conventional cylindrical induction motor. In fact, in the well-known pore-type electric motor, it is difficult to accurately set the spacing between the rotor and the stator to fix them in the housing. However, in the driving apparatus of the present invention, the air gap is theoretical as well as the shaft is slightly distorted or a gap appears. It has been found that even in the case of a significant change in efficiency, it operates satisfactorily without significantly decreasing efficiency or vibrating violently. This fact indicates that the position of the stator support frame can be made by skilled workers. The supporting frame shall be moved until the rotor and stator are somewhat coaxial and the average width of the measured voids is within the theoretical range of 2.5mm to about 10% for a 1 hp motor. Of course, the substrate is drilled so that it can be fixed with a suitable fixture such as a bolt when the support frame is in the correct position.

지지틀을 고정시키는 다른 방법으로서는 원통형 프레임에 고정구와 결합되는 다수의 방사상 소켓을 부착하므로서 프레임과 수직으로 된 표면에 지지틀을 고정시킬 수 있으므로 프레임을 부하의 케이싱 또는 부하가 설치된 골조에 부착시킬 수 있다. 이 경우에는 비록 프레임이 실내에 설비되는 경우 회전자를 고정자의 동축에 고정할 수 있으나 부하축을 고정자의 중심으로 관통시켜 회전자가 고정자의 외측에 고정되도록 하는 것이 편리할 수도 있다.Another method of securing the support frame is to attach the frame to the casing of the load or to the frame in which the load is installed by attaching a number of radial sockets that engage the fixture to the cylindrical frame, thereby fixing the support frame to a surface perpendicular to the frame. have. In this case, although the rotor may be fixed to the coaxial of the stator when the frame is installed indoors, it may be convenient for the rotor to be fixed to the outside of the stator by passing the load shaft through the center of the stator.

공지 축방향 공극형 전동기에 나타나는 현상이 회전자와 고정자간의 전자 작용에 의하여 회전자에 부과되는 축방향 트러스트(thrust)에서 나타난다.The phenomenon seen in known axial air-gap motors is seen in the axial thrust imposed on the rotor by the electromagnetic action between the rotor and the stator.

축방향 공극형 유도 전동기의 정지 상태에서 전속 가동하면 회전자와 고정자는 서로 반발하는 바, 이때 나타나는 반발력은 속력이 증가하면 감속되어 동기 속도의 약 45%에서 0까지 떨어진다. 전속 가동속도 및 구동체의 정상 가동 중의 조업속도 이상에서는 반발력이 흡인력의 하나로 되는 바, 그 반발력은 고정자의 전자 특성에 의한 고정자 전류에 따라 변화한다.The rotor and stator will react against each other at full speed while the axial air-gap induction motor is stationary, and the repulsive force that appears at this time will decelerate as the speed increases and fall from about 45% of the synchronous speed to zero. The repulsive force becomes one of the suction forces above the full speed operation speed and the operation speed during the normal operation of the driving body, and the repulsive force changes according to the stator current due to the electronic characteristics of the stator.

부하축이 좋은 트러스트 베어링에 지지된 경우에는 축방향 트러스트는 거의 문제시되지 않지만 부하축이 트러스트 베어링으로 장치되지 않거나 트러스트 베어링이 마모되면 축방향 트러스트는 공극의 폭을 허용한계 이하로 감소시키거나 극단적인 경우에는 고정자와 회전자간의 마찰을 야기할 수도 있다.Axial trust is rarely a problem when the load shaft is supported by a good thrust bearing, but if the load shaft is not equipped with a thrust bearing or the thrust bearing is worn, the axial thrust reduces the width of the air gap below the allowable limit or extremes. This may cause friction between the stator and the rotor.

본 발명에 의한 구동장치는 정상 가동 중 회전자와 고정자 사이에서 나타나는 전자기 흡인력을 최소한으로 상쇄하기 위하여 고정자에 부착되고 고정자 권선을 통하여 흐르는 전류에 의하여 자화된 다수의 전자석을 갖고 있다.The drive device according to the present invention has a plurality of electromagnets magnetized by electric current flowing through the stator windings to minimize the electromagnetic attraction force between the rotor and the stator during normal operation.

회전자는 회전자의 고정자간의 자기 흡인력을 상쇄하는 진기력학적 반발력을 회전자와 구동자 사이에서 발생하도록 하는 동작 조건하에서 전기한 전자석에 대향되게 위치하고 있는 전기 전도성 비자성 부분을 갖고 있다.The rotor has an electrically conductive nonmagnetic portion positioned opposite to the electromagnet that is electromagnetized under operating conditions such that the repulsive force between the rotor and the driver generates an electromagnetic repulsive force that cancels the magnetic attraction between the stator of the rotor.

경우에 따라서는 자기 흡인력을 부분적으로 상쇄하는 것만으로도 충분할 수 있으나 두 힘이 서로 완전히 서로 상쇄되도록 하는 것이 더 좋다.In some cases it may be sufficient to partially cancel the magnetic attraction force, but it is better to allow the two forces to completely cancel each other out.

두 힘은 고정자 권선을 통하여 흐르는 전류에 종속하므로 전류가 부하회전력의 변동에 의하여 변경되면 그들은 서로 상쇄된다. 더구나 두 힘은 속력에 좌우되므로 모우터의 속력이 부하에 따라 변경되면 그들은 실질적으로 서로 상쇄된다.The two forces are dependent on the current flowing through the stator windings, so they cancel each other if the current is changed by a change in load rotational force. Moreover, the two forces depend on speed, so if the speed of the motor changes with the load, they actually cancel each other out.

전자석은 그들 주위에 권회된 고정자 권선의 극변환 부분들을 갖는 자성 계철로 구성된다. 이러한 방식에 의하면 유효한 효과를 나타내지 않은 권선을 사용할 수 있으므로 동 손실을 최소한 막을 수 있다. 전기 전도성 비자성 부분과 전자석들을 요구에 따라 회전자의 외주면 또는 내주면에 장치한다.The electromagnet consists of a magnetic yoke with pole changing portions of the stator winding wound around them. This approach allows the use of windings that do not have an effective effect, thus at least preventing copper losses. Electrically conductive nonmagnetic parts and electromagnets are mounted on the outer or inner circumferential surface of the rotor as required.

전술한 바와 같이 고정자 코어를 원통형 프레임 내에 고정된 판체에 장치하면 계철들은 고정자 코어의 외주면과 프레임 사이에 있는 판에 축방향으로 부설된다. 이러한 간격은 고정자 권선의 변환 부분들을 받아들이므로 계철을 받아들이도록 고정자 지지틀의 크기를 증가시킬 필요가 없다.As described above, when the stator core is mounted on a plate fixed in the cylindrical frame, the yokes are axially laid on a plate between the outer circumferential surface of the stator core and the frame. This spacing accepts the translating parts of the stator windings, so there is no need to increase the size of the stator support frame to accept the yoke.

만약 회전자의 전기 전도성 비자성 부분이 회전자의 외주에 있으면 이들을(회전자봉 및 내측 단락 링도 함께) 단일 조작으로 외측 단락 링에 일체로 주조한다.If the electrically conductive non-magnetic part of the rotor is on the outer circumference of the rotor (with the rotor rod and inner short ring), they are integrally cast to the outer short ring in a single operation.

적당한 설계에 의하면 회전자의 전기 전도성 비자성 부분은 회전자의 전체 외주면에 걸쳐 돌설되고 회전자 축에 대하여 수직으로 되는 평면상에 놓여있는 연속링의 형태로 된다.According to a suitable design, the electrically conductive non-magnetic portion of the rotor is in the form of a continuous ring that is projected over the entire outer circumferential surface of the rotor and lies on a plane perpendicular to the rotor axis.

구동장치가 다상인 경우에는 전기 전도성 비자성 부분이 불연속이면서 연속적인 힘이 유지된다 해도 전자석을 적당히 배열하여 상(phase) 중에 그들을 분산시키는 간단한 방법으로 연속링을 보호할 수 있다.If the drive is multiphase, the continuous ring can be protected by a simple method of distributing the electromagnets in a suitable manner by distributing them in phase, even if the non-conductive portions of the electrically conductive non-continuous portion are maintained.

비록 본 발명의 구동장치는 케이싱 내에 장치하지 않으므로 공지장치들보다 우수하게 냉각되지만 경우에 따라서는 강냉시킬 필요가 있다. 이 경우 냉각용 선풍익편을 회전자의 전기 전도성 비자성 부분 및 외측 단락링에 장치한다.Although the driving device of the present invention is not installed in the casing, it is cooled better than the known devices, but in some cases it is necessary to cool it. In this case, the cooling fan blades are attached to the electrically conductive nonmagnetic portion of the rotor and the outer short ring.

본 발명을 효과적으로 실시하는 특수한 예에 의하면 고정자 코어의 양면에 있는 요홈에 권선을 배설하여 자계가 코어의 양면에서 축방향으로 발산되도록 하고 제 2 회 전자는 고정자 코어의 일면에 대향되게 하고 고정자 권선은 두 회전자가 동일한 회전 방향으로 회전되게 설치한다. 이러한 배치에 의하면 지정된 크기의 고정자로부터 2배의 회전력율이 얻어진다.According to a special example of effectively implementing the present invention, the windings are disposed in the grooves on both sides of the stator core so that the magnetic field diverges axially from both sides of the core, and the second rotor is opposed to one side of the stator core. The two rotors are installed to rotate in the same direction of rotation. This arrangement yields twice the rotational force from the stator of the specified size.

통상적인 원통형 유도장치의 고정자에서는 권선의 극변환 부분을 형성하는 동(또는 기타 전도성 물질)이 유용한 효과를 나타내지 않는다. 불용성 동과 유용성 동 즉 코어 요홈에 있는 동의 비율은 대개 1.25 : 1이다. 불용성 동의 사용은 경비의 손실만을 초래한다. 원륜상 고정자 코어들을 갖는 축방향 공극형 전동기에서는 전기한 비율이 감소되고 1 : 1까지 감소시킬 수 있다. 그러나 아직까지도 동의 손실이 많음을 나타낸다. 그러나 전술한 2개의 회전자를 사용하는 장치에서는 불필요한 동의 양을 현저히 감소시킬 수 있다. 고정자 코어의 양면에 있는 권선들은 함께 형성되고 전도체들은 각 요홈의 외측출구로부터 삽설되어서 코어의 반대면에 있는 인접한 요홈까지 고정자의 외주면상에 축방향으로 향하게 된다.In the stator of a conventional cylindrical induction device, copper (or other conductive material) forming the pole change portion of the winding has no useful effect. The ratio of insoluble copper and availability copper, ie, the core in the core groove, is usually 1.25: 1. Use of insoluble consent only results in loss of expenses. In axial air-gap motors with cylindrical stator cores the electrical ratio is reduced and can be reduced to 1: 1. However, there is still a lot of loss of motion. However, in the apparatus using the two rotors described above, the amount of unnecessary motion can be significantly reduced. The windings on both sides of the stator core are formed together and the conductors are inserted from the outer outlet of each groove so that they are axially directed on the outer peripheral surface of the stator up to the adjacent groove on the opposite side of the core.

이와같이 하면 불용성 동은 코어의 내주면 및 외주면에 권설되지 않고 단지 고정자 코어의 축방향폭만을 관통하게 되어 불용성 동의 사용량이 적어진다. 고정자 코어가 크면 코어의 외주직경에 대한 축방향폭의 비율이 감소되므로 대형 구동장치에서는 동을 더 절약하게 된다. 즉 고정자 코어의 크기가 증가하면 유용성 동에 대한 불용성 동의 비율은 근소치에 접근한다.In this way, insoluble copper is not recommended on the inner and outer circumferential surfaces of the core, but only passes through the axial width of the stator core, thereby reducing the amount of insoluble copper used. Larger stator cores reduce the ratio of the axial width to the outer circumferential diameter of the core, further saving copper in large drives. In other words, as the size of the stator core increases, the ratio of insoluble motion to usability dynamics approaches.

이하 첨부도면에 의하여 본 발명의 각종 예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, various examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 전기 구동장치에 사용되는 회전자를 제 1 도 및 제 2 도에서 10으로 표시한다. 회전자(10)는 자성강선을 연속권회한 나선체 형태로 된 적층 자성체의 코어(12)를 갖고 있고 코어(12)에는 내주면에서 외주면측을 항하여 방사상으로 요설된 요홈(14)이 요설되었다. 요홈(14)은 구동체가 원활하게 구동되도록 하기 위하여 정확한 방사상으로 하지 않고 하나의 곡절에 의하여 약간 경사지게 향하도록 한다. 비록 제 1 도에서는 요홈(14)이 코어(12)의 일부분에만 도시되었으나 사실상 코어 전체에 걸쳐 일정한 간격으로 형성되어 있다.The rotor used in the electric drive apparatus according to the present invention is shown at 10 in FIGS. 1 and 2. The rotor 10 has a core 12 of a laminated magnetic body in the form of a spiral wound around a magnetic steel wire, and the core 12 is provided with a groove 14 radially concave from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface side. . The groove 14 is oriented slightly inclined by one circumference, rather than an exact radial in order to drive the drive smoothly. Although the groove 14 is shown only in a portion of the core 12 in FIG. 1, it is formed at regular intervals throughout the core.

각 요홈(14)에는 알미늄 합금 회전자 봉(16)을 삽설하여 그들의 내외단부를 각각 내측 및 외측 단락링(18)(20)에 끼운다. 이와같이 형성된 회전자는 통상적인 원통형 유도 전동기에 사용되는 원통형 농형 회전자의 설계적인 변형이다. 회측 단락링(20)과 일체로 된 동력 평형링(22)은 코어(12) 전면(24)의 외주측에서 플런지형으로 되게 약간 돌출되었고 다수의 냉각용 선풍익편(26)을 갖고 있다.In each groove 14, an aluminum alloy rotor rod 16 is inserted so that their inner and outer ends are fitted into the inner and outer short rings 18 and 20, respectively. The rotor thus formed is a design variant of the cylindrical squirrel rotor used in conventional cylindrical induction motors. The power balance ring 22 integrated with the ash short circuit ring 20 slightly protrudes to be plunged on the outer circumferential side of the front face 24 of the core 12 and has a plurality of cooling fan blades 26 for cooling.

중공원통형 강철재 보스(boss)(28)를 내측 단락링(18)의 내측에 고정하고 보스(28)의 내주면에 요홈(30)을 형성하여 회전자(10)를 구동될 기계의 축에 고정할 수 있도록 한다. 회전자(10)를 적당한 위치에 고정시키기 위하여는 보스(28)의 후단을 코어(12)의 배면(32)에서 돌출되게 하고 보스(28)의 후단에 구멍(36)을 천설하여 보올트(34)를 보스(28) 내측으로 나삽할 수 있게 한다. 또한 보스(28)의 선단에는 요구(38)를 요설하고 요구(28)에 구멍(42)를 천설하여 보올트(40)로 보스(28)의 선단에 고정시킬 수 있게 할 수도 있다.The hollow cylindrical steel boss 28 is fixed to the inner side of the inner short ring 18 and the groove 30 is formed on the inner circumferential surface of the boss 28 to fix the rotor 10 to the axis of the machine to be driven. To be able. In order to fix the rotor 10 in a proper position, the rear end of the boss 28 is projected from the rear surface 32 of the core 12, and a hole 36 is laid at the rear end of the boss 28 so that the bolt ( 34 can be threaded into the boss 28. In addition, the tip of the boss 28 may be provided with a request 38, and a hole 42 may be formed in the request 28 so that the bolt 40 can be fixed to the tip of the boss 28.

제 1 도 및 제 2 도에 도시된 회전자(10)의 제작방법을 설명하면 요홈(14)을 갖는 코어(12)를 형성한 다음 회전자 봉(16), 내측 및 외측단락장치(18)(20), 동력평형 링(22) 및 선풍익편(26)을 단일 원심 주조공정으로 코어(10)에 형성한다. 즉 코어(10)를 회전시키면서 용융 합금을 중심부로 주입하여 용융 합금이 주형 내에서 요홈(14)을 통하여 흐르도록 한다. 보스(28)는 주조작업 중 내측단락링(18)에 부착한다. 이러한 원심 주조법은 공지의 원통형 농형 회전자의 형성하는 방법에서 잘 알려진 것이므로 더 이상 구체적으로 설명하지 않는다.Referring to the manufacturing method of the rotor 10 shown in FIGS. 1 and 2, the core 12 having the grooves 14 is formed, and then the rotor rod 16 and the inner and outer short circuit device 18 are formed. 20, the power balance ring 22 and the fan blade 26 are formed in the core 10 in a single centrifugal casting process. That is, the molten alloy is injected into the center while rotating the core 10 so that the molten alloy flows through the recess 14 in the mold. The boss 28 is attached to the inner short ring 18 during the casting operation. This centrifugal casting method is well known in the method of forming a known cylindrical cage rotor, and thus will not be described in detail.

제 3 도 및 제 4 도는 전기 유도 구동장치를 형성하기 위하여 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 회전자와 조립 사용하게 된 고정자와 지지틀을 나타낸 것이다. 고정자의 기본적인 구성 요소는 원륜상 적층 코어(50)이다. 회전자 코어(12)와 같이 고정자 코어(50)는 자성 강선을 나선성으로 연속 권회하여 형성한다. 코어(50)의 전면(54)에는 다수의 슬로트(52)를 형성하는 바 슬로트(52)는 밀링, 절삭 등 기계적인 방법으로 형성한다. 슬로트(52)는 당해업계에서 알려진 적당한 형태로 할 수 있으나 제 4 도에서는 슬로트의 개구부측을 내측보다 좁게 한 것을 예시하였다.3 and 4 illustrate a stator and a support frame which are assembled with the rotor shown in FIGS. 1 and 2 to form an electric induction drive device. The basic component of the stator is the annular laminated core 50. Like the rotor core 12, the stator core 50 is formed by continuously winding a magnetic steel wire spirally. The bar slot 52, which forms a plurality of slots 52 on the front surface 54 of the core 50, is formed by mechanical methods such as milling and cutting. The slot 52 may be in any suitable form known in the art, but FIG. 4 illustrates that the opening side of the slot is narrower than the inner side.

제 3 도는 권선(56)이 고정자 코어슬로트(52) 내에 고정된 상태를 도시한 것으로서 4개의 권선(52)을 도시하고 있어서 구동장치도 4개의 극을 갖고 있다. 더구나 이 경우에는 단상에 대한 권선(56)만을 도시하였다.3 shows a state in which the winding 56 is fixed in the stator core slot 52, showing four windings 52, and the driving device also has four poles. Moreover, in this case only the windings 56 for the single phase are shown.

통상의 원통형 고정자의 권선권회 방법과 유사한 방법으로 고정자를 감을 수 있고 단상 또는 다상을 얻기 위하여 코어를 감는 것도 공지 기술에서 알려져 있으므로 권선들의 설치에 대하여는 더 설명하지 않는다.Since the stator can be wound in a manner similar to the winding method of a conventional cylindrical stator and the core is wound to obtain a single phase or a polyphase, it is known in the art to further explain the installation of the windings.

권선(56)을 코어(50)에 고정한 후 습기에 대한 저항성을 향상시키기 위하여 공지 방법으로 와니스에 함침시켜 건조한다. 필요에 따라서는 코어와 권선들을 에폭시 수지로 피복할 수도 있다.After fixing the winding 56 to the core 50, it is dried by impregnation with the varnish by a known method in order to improve the resistance to moisture. If necessary, the core and the windings may be coated with an epoxy resin.

코어(50)는 배면에 4개의 나사공(58)을 형성하고 원륜상 배판(60)에 천설된 구멍으로 감삽된 보올트(62)를 나사공(58)에 나삽하여 코어(50)를 배판(60)에 고정한다.The core 50 forms four threaded holes 58 on the back side, and inserts the bolt 62 inserted into the hole formed in the annular backboard 60 into the threaded hole 58 to displace the core 50. Fix to (60).

배판(60)의 외주연부에는 고정자를 고정자 지지틀에 고정하기 용이하게 하는 원형 플렌지(64)가 형성되어 있다.At the outer periphery of the back plate 60, a circular flange 64 is formed to facilitate fixing the stator to the stator support frame.

권선(56)은 배판(60)에 고정된 단자함(65)에 연결되어 외부의 전력 공급 케이블과 연결된다.Winding 56 is connected to the terminal box 65 fixed to the back plate 60 is connected to the external power supply cable.

자성체로 된 4개의 계철(66)은 도시된 바와 같이 배판(60)에 일체로 형성되었으나 꼭 일체로 형성할 필요는 없고 배판(60)에 부착할 수도 있다. 고정자 권선의 외측 극변환 부분(68)에는 루우프(70)가 형성되어 있어서 고정자 권선이 배판에 고정되면 루우프(70)가 제 3 도에 도시된 바와 같이 계철(66)을 둘러싸게 되었다.Four yoke 66 made of a magnetic material is integrally formed on the back plate 60 as shown, but does not have to be integrally formed and may be attached to the back plate 60. A loop 70 is formed in the outer pole converting portion 68 of the stator winding so that when the stator winding is fixed to the backplate, the loop 70 surrounds the yoke 66 as shown in FIG.

고정자 지지틀은 평판 기대(74)에 용접된 원통형 프레임(72)으로 구성되는 바, 프레임(72)은 평판 기대(74)와 프레임(72)의 측면에 용접된 지지대(76)에 의하여 지지되었고 기대(74)에는 다수의 구멍(78)이 천설되어 있어서 구멍(78)에 고정장치를 감삽하여 고정자 지지틀과 고정자를 적당한 위치에 고정시킬 수 있게 되었다.The stator support frame consists of a cylindrical frame 72 welded to the plate base 74, the frame 72 being supported by the plate base 74 and the support 76 welded to the sides of the frame 72. A large number of holes 78 are laid in the base 74 so that the stator support frame and the stator can be fixed in a proper position by subtracting the fixing device to the hole 78.

고정자 코어와 배판(60)은 4개의 보울트(80)를 프레임(72)에 천설된 구멍을 통하여 플렌지(64)의 나사공에 나착하므로서 프레임(72)의 적당한 위치에 고정된다.The stator core and back plate 60 are fixed at the proper position of the frame 72 by screwing four bolts 80 into the threaded holes of the flange 64 through holes bored in the frame 72.

제 5 도는 제 1 도 내지 4 도에 도시한 부분품들을 부하가 걸리도록 배치하여 전기 유도 구동장치를 형성한 상태를 나타낸다. 더 구체적으로 설명하면 입력축(92)를 갖는 부하(90)는 공장이 설치된 빌딩의 일부 또는 바닥으로 된 대판(94)에 고정한다. 회전자(10)는 축(92)에 감삽하여 보올트(34) 또는 보올트(40)로 고정한다. 고정자 지지 프레임을 고정자 코어(50)의 전면(54)이 회전자 코어(12)의 전면에 대향되게 이동시켜 두 코어가 실질적으로 동축상에 있으면서 두 대향면(24)(54) 사이의 공극의 폭이 특정 구동체에 대한 이론적인 공극인 실질적으로 일치할 때까지 그 위치를 조절한다. 2마력의 출력을 발생하는 구동장치의 일형을 예로 들어 설명하면 고정자 코어의 외주 직경은 7인치이고 공극의 간격은 2.5mm이다.FIG. 5 shows a state in which the parts shown in FIGS. 1 to 4 are placed under load to form an electric induction driving device. More specifically, the load 90 having the input shaft 92 is fixed to the base 94 of the floor or part of the building in which the factory is installed. The rotor 10 is fixed to the bolt 34 or the bolt 40 by subtracting the shaft 92. The stator support frame is moved so that the front face 54 of the stator core 50 faces the front face of the rotor core 12 such that the voids between the two opposing surfaces 24 and 54 are substantially coaxial. Adjust the position until the width substantially matches the theoretical void for the particular drive. As an example, a type of drive that generates two horsepower outputs has an outer circumference of the stator core of 7 inches and a gap of 2.5 mm.

전술한 구체적인 설명에서 알 수 있는 바와 같이 전술한 설치과정은 크게 정밀함을 필요로 하지 않으므로 숙련공이 아니라도 설치할 수 있다. 고정자와 고정자 지지프레임이 정확히 위치하면 보울트를 기대(74)의 구멍(78)에 감삽하여 대판(94)에 나착하므로서 지지프레임을 고정할 수 있다. 부하(90)와 고정자 지지틀은 동일한 높이에 설치하여야 하는 바 부하축(92)은 그 높이를 조절하기 곤란하므로 고정자 지지틀이 부착된 대판을 깍거나 높혀 고정자 지지틀의 높이를 조절한다.As can be seen from the above-mentioned detailed description, the above-described installation process does not require much precision, and therefore can be installed even without skilled workers. When the stator and the stator support frame are correctly positioned, the support frame can be fixed by subtracting the bolt into the hole 78 of the base 74 and attaching it to the base plate 94. The load 90 and the stator support frame should be installed at the same height, so the load shaft 92 is difficult to adjust the height thereof, thereby cutting or raising the base plate on which the stator support frame is attached to adjust the height of the stator support frame.

모우터를 동작시키기 위하여 고정자 권선에 전력을 공급하면 고정자 권선에서 발생된 회전자계는 고정자 코어의 전면(54)으로부터 회전자 코어(12) 속으로 발산되고 회전자 봉(16)을 통과하면서 단속되어 통상적인 원통형 유도 전동기에서와 같이 자계의 회전 속도보다 약간 적은 속도로 회전자(10)를 회동시킨다.When power is supplied to the stator windings to operate the motor, the rotor field generated in the stator windings diverges from the front face 54 of the stator core into the rotor core 12 and is interrupted while passing through the rotor rod 16. Rotor 10 is rotated at a speed slightly less than the rotational speed of the magnetic field as in a conventional cylindrical induction motor.

위에서 상술한 바와 같이 구동장치가 그의 보통 동작 속도로 운전되는 동안 회전자 코어와 고정자 코어사이에는 자기 흡인력이 생긴다. 이 힘을 최소한 일부나마 상쇄하기 위하여는 축방향 과잉 추력이 축(92)에 전달되지 않도록 전기 역학적인 반발력이 나타난다.As described above, magnetic attraction is generated between the rotor core and the stator core while the drive is operated at its normal operating speed. To at least partially offset this force, an electrodynamic repulsive force is present such that no axial excess thrust is transmitted to the shaft 92.

제 5 도에서 볼 수 있는 바와 같이 고정자의 배판(60)에 부착된 계철(66)은 회전자(10)의 동력 평형링(22)에 대향되게 위치하므로 계철들에 의하여 발생된 자계는 링(22)에 있는 전류를 유도하여 계철과 링 사이의 반발력에 이르는 역기자력을 생성한다. 계철(66)에 의하여 발생된 자계는 고정자 권선의 전류에 의존하므로 반발력은 고정자에 의하여 흡입된 전류에 따라 변동된다. 따라서 전자력과 전력은 전류에 비례하게 되므로 이들은 전동기에 의하여 흡인된 전류에 관계없이 서로 상쇄된다.As can be seen in FIG. 5, the yoke 66 attached to the back plate 60 of the stator is positioned opposite the power balance ring 22 of the rotor 10, so that the magnetic field generated by the yoke is ring ( By inducing the current in 22, it creates a counter-magnetic force that leads to the repulsive force between the yoke and the ring. Since the magnetic field generated by the yoke 66 depends on the current of the stator windings, the repulsive force varies with the current drawn by the stator. Therefore, the electromagnetic force and the electric power are proportional to the electric current, so they cancel each other regardless of the electric current drawn by the electric motor.

구동장치가 제 5 도에 도시된 바와 같이 동작 조건하에 놓여 있을 때 고정자 코어를 교환, 정비 또는 수선하기 위하여 구동장치로부터 고정자 코어를 제거하는 것은 대단히 간단한 작업일 뿐 아니라 숙련공이 아니라도 할 수 있는 것이다. 이 경우 필요한 작업은 보울트(80)를 해체하여 배판(60)과 고정자 코어를 함께 프레임(72)으로부터 뒷쪽으로 빼내고 정비 또는 시험된 코어나 교환된 코어는 뺄 때와 반대 순서로 삽입하므로서 간단하게 해체 조립할 수 있다. 고정자 코어가 소실되는 경우나 교환할 때 또는 구동장치의 속도를 변경시키기 위하여 극수가 다른 새로운 코어를 삽입하려는 경우에는 새로운 코어를 가까이 준비하여 놓으면 구동장치의 전체 동작 중단 시간은 오직 2분 또는 3분 정도밖에 걸리지 않는다.Removing the stator core from the drive to replace, service, or repair the stator core when the drive is placed under operating conditions as shown in FIG. 5 is not only a very simple task, it can also be done by a skilled worker. . In this case, the necessary work is simply dismantled by dismantling the bolt 80, removing the back plate 60 and the stator core together from the frame 72 backwards, and inserting the serviced or tested cores or replaced cores in the reverse order. Can be assembled. If the stator core is missing or replaced, or if you want to insert a new core with a different number of poles to change the speed of the drive, keep the new core close and the drive will have a total downtime of only 2 or 3 minutes. It only takes about.

코어를 교환하는 경우에는 코어를 미리 새로운 배판에 부착하여 새로운 코어와 새로운 배판을 삽설할 수도 있고 예비 부분품의 비용을 절약하기 위하여는 보울트(62)를 해체하여 묵은 코어를 빼내고 새로운 것으로 간단히 교환할 수도 있다.In the case of replacing the core, the core may be attached to a new board in advance to insert a new core and a new board, or to reduce the cost of spare parts, the bolt 62 may be dismantled to remove the old core and simply replace it with a new one. have.

고정자 코어의 교환은 신속하고 간편하게 할 수 있고 전체 장치를 분해하거나 흐트려 놓을 필요가 없다.Changing the stator core is quick and easy and does not require disassembly or disassembly of the entire device.

코어를 분리하는 장치, 예를들면 보울트(80) 및 그들의 사용방법은 미숙련공도 알 수 있는 것이다.Apparatuses for separating the core, such as the bolt 80 and how to use them, are also known to unskilled workers.

회전자(10)는 하우징이 없이 공기 중에 노출되어 있고 공기가 고정자 권선 주위로 자유로이 순환될 수 있도록 되어 있어서 현저하게 낮은 온도에서 동작되게 되므로 강냉하지 않고도 구동체를 동작시킬 수 있게 되어 선풍 익편이 필요없게 된다.The rotor 10 is exposed to the air without a housing, and the air can be freely circulated around the stator windings so that the rotor 10 can be operated at a significantly lower temperature, so that the driving body can be operated without cold cooling. There will be no.

제 6 도는 개량된 고정자와 지지틀을 나타내는 바 지지틀은 기대(74')에 고착된 원형 프레임(72')으로 구성하여 제 5 도에 도시된 바와 같이 설치한다. 그러나 개량된 지지틀은 고정자 코어와 프레임의 축방향으로 돌설되고 프레임의 외주면에 용접된 짧은 길이의 강관으로 된 4개의 소켓트(100)로 구성된 조립장치를 갖고 있다. 이 변형 조립장치를 사용하면 프레임(72')은 제 7 도에 도시된 바와 같이 부하의 케이싱을 향하여 프레임의 축에 평행하게 연설된 표면에 고정시킬 수 있는 바, 예를들면 스크류 또는 보울트(102)를 소켓트(100)를 통하여 표면에 있는 나사공(104)에 나합하므로서 고정할 수 있다. 이와같은 변형 조립방식을 사용하는 경우에는 회전자를 제 7 도에 도시한 바와 같이 지지틀 외측에 설치하는 것이 간편하고 또 그렇게 할 필요가 있다.FIG. 6 shows an improved stator and support frame, which is constructed as shown in FIG. 5, consisting of a circular frame 72 'fixed to a base 74'. However, the improved support frame has an assembly device consisting of four sockets 100 of short length steel pipe protruding in the axial direction of the stator core and the frame and welded to the outer circumferential surface of the frame. With this variant assembly, the frame 72 'can be fixed to a surface that is oriented parallel to the axis of the frame towards the casing of the load, as shown in FIG. 7, e.g. screw or bolt 102 ) Can be fixed by screwing into the threaded hole 104 on the surface through the socket 100. In the case of using such a modified assembly method, it is easy and necessary to install the rotor outside the support frame as shown in FIG.

이 경우 원륜상 고정자 코어의 내부 직경은 고정자 권선의 내부 극변환부가 부하의 축에 방해되지 않도록 충분히 커야 한다. 비록 회전자(10)가 고정자 지지틀의 외축에 설치되드라도 부수적인 조작이 회전자(10)를 간단히 제거, 교환하는 작업이므로 고정자 코어의 교환도 극히 간단한 일이다.In this case, the inner diameter of the cylindrical stator core must be large enough so that the internal pole change of the stator winding does not interfere with the load axis. Although the rotor 10 is installed on the outer shaft of the stator support frame, the secondary operation is a simple operation of removing and replacing the rotor 10, so the replacement of the stator core is extremely simple.

그렇지만 프레임(72')이 부착된 표면에 회전자(10)를 감삽할 수 있도록 요설하여 제 5 도에서와 같이 회전자를 고정자 지지틀의 내측에 설치하는 것도 좋다.However, it is also possible to install the rotor inside the stator support frame, as shown in FIG. 5, in order to allow the rotor 10 to be subtracted from the surface to which the frame 72 'is attached.

제 6 도의 개량형에는 기판(74')을 장비할 필요가 없이 제 7 도에 도시된 바와 같이 소켓트(100)에 의하여 형성된 변형 설비를 장비하는 것으로 대치할 수 있다.The improved form of FIG. 6 can be replaced with the modification facility formed by the socket 100, as shown in FIG. 7, without the need for the substrate 74 '.

제 6 도는 고정자 코어를 고정자 지지틀에 설치하는 변형방법을 도시한 것인 바 이 변형 방법에서는 편의상 제 6 도와 같이 도시하였으나 제 3 도 또는 제 4 도의 지지틀에 결합시킬 수도 있다.6 illustrates a method of installing the stator core in the stator support frame. For the convenience of the method, the method may be coupled to the support frame of FIG. 3 or 4 for convenience.

개량된 설치방법에는 배판(60)이 없는 대신 고정자 코어에 방사상 나선공(106)이 형성되어 있어서 볼트(80')를 원형 프레임(72')에 있는 구멍을 통하여 나사공(106)에 나합하므로서 고정자가 프레임(72')의 내부공간에 장설되게 되었다. 이 경우에는 코어의 외주와 프레임(72')의 내면 사이에 고정자 코어 권선의 외부 극변환부를 위한 충분한 공간이 형성되도록 한다.In the improved installation method, there is no back plate 60 but instead a radial spiral hole 106 is formed in the stator core, so that the bolt 80 'is screwed into the screw hole 106 through a hole in the circular frame 72'. The stator is placed in the interior space of the frame 72 '. In this case, sufficient space is formed between the outer circumference of the core and the inner surface of the frame 72 'for the outer pole change of the stator core winding.

제 8 도는 한쌍의 고정자(110)(112)가 축(116)에 고정된 회전자(114)를 가동하도록 된 개량된 배열을 보여준 것으로서 두개의 고정자들은 전술한 바와 같은 방법으로 회전자에 연관시켜 적당한 위치에 고정할 수 있다. 제 8 도에 의한 배열에서도 고정자 코어권선을 장치하고 교환하는 것이 전술한 다른 배열에서와 마찬가지로 간편하다. 고정자 권선을 제거하기 위하여 처음에 고정자(112)의 코어를 전술한 바와 같이 제거한 다음 회전자를 고정자(112)의 지지틀로부터 빼내고 이어서 고정자(110)의 코어를 동일한 방법으로 빼낸다.FIG. 8 shows an improved arrangement in which a pair of stators 110 and 112 are adapted to drive the rotor 114 fixed to the shaft 116, the two stators being associated with the rotor in the manner described above. It can be fixed in a proper position. In the arrangement according to Fig. 8, the installation and replacement of the stator core winding is as simple as in the other arrangements described above. To remove the stator windings, the core of the stator 112 is first removed as described above, then the rotor is pulled out of the support frame of the stator 112 and then the core of the stator 110 is removed in the same way.

제 9 도는 제 8 도의 반대 즉 축(124)에 고정된 한쌍의 회전자(120)(122)가 단일 양면 고장자(126)에 의하여 구동되도록 된 개량된 형태를 보여주는 것으로 양면 고정자는 고정자의 양측면에 코일 슬로트와 권선을 갖고 있다. 이러한 배열은 단위장치의 전류 부하를 2중으로 되게 하므로 전술한 일면 고정자보다 더 효과적이다. 전술한 바와 같이 제 9 도의 배열에서는 두 권선들이 합쳐지므로 코어권선용 등이 절약된다. 즉 제 3 도에서와 같이 권선은 코어의 전체 외주면에 걸쳐 있지 않고 일면에 있는 슬로트의 외주로 나와 코어 외주위를 축방향으로 통하여 코어의 반대면에 있는 슬로트로 도입되므로 대량의 동이 절약되고 따라서 고정자 코어의 생산비를 크게 절약할 수 있다.FIG. 9 shows an improved form in which the pair of rotors 120 and 122 fixed to the shaft 124 is driven opposite to that of FIG. 8 by a single double-sided fault 126. Has coil slots and windings. This arrangement doubles the current load of the unit and is therefore more effective than the one side stator described above. As described above, in the arrangement of FIG. 9, the two windings are merged, thereby saving the core winding and the like. That is, as shown in FIG. 3, the winding does not cover the entire outer circumferential surface of the core but is introduced to the slot on the opposite side of the core through the circumferential direction of the slot outside the core, thus saving a large amount of copper. The production cost of the stator core can be greatly saved.

제 8 도 및 제 9 도의 배열에 의하면 고정자의 권선들은 발생한 회전력이 합쳐지거나 축에 직접 향하지 않도록 배치하여야 한다. 예를 들면 제 9 도에 도시된 바와 같은 권선 형태에서는 일면에 있는 슬로트로부터 외측으로 방사상으로 뻗친 각 전도체는 타면에 있는 슬로트를 따라 내측으로 향하므로 슬로트에 권선들의 부분들에 있는 전류는 고정자의 양면에서 반대방향으로 방사상으로 나간다. 결과적으로 회전자계는 고정자의 각 측면에서 보면 반대측 회전방향으로 나오게 되고 그에 따라 그들은 고정자의 일측에서 동일 방향으로 나오게 되어 회전자에 단일 회전력을 부여하게 된다.According to the arrangement of FIGS. 8 and 9, the windings of the stator must be arranged so that the generated rotational forces do not merge or direct directly to the shaft. For example, in the form of the winding as shown in FIG. 9, each conductor extending radially outward from the slot on one side is directed inward along the slot on the other side so that the current in the portions of the windings in the slot Radially in opposite directions on both sides of the stator. As a result, the magnetic field comes out in the opposite direction of rotation from each side of the stator, so that they come out in the same direction from one side of the stator, giving the rotor a single rotational force.

제 8 도 및 제 9 도의 배치는 둘다 샌드위치같이 무제한 복합화되어 구동장치의 출력을 무제한 증가시키지만 전체 단위체의 횡방향 크기나 그들 각 부분들이 받는 원심력을 증가시키지 않는다.Both the arrangements of Figs. 8 and 9 are infinitely complex like sandwiches, which increase the output of the drive indefinitely but do not increase the transverse size of the entire unit or the centrifugal force that each of them receives.

구동장치의 각종 형태나 그들의 모형은 본 발명의 범위 내에서 개량할 수 있다. 예를들면 회전자의 단락링과 회전자 봉은 꼭 원심 주조법에 의하여 일체로 형성할 필요는 없다. 단락링들은 열수축 등에 의하여 코어에 고정시킬 수 있고 회전자봉은 코어의 전면에 있는 슬로트에 감삽할 수 있으며 그들의 단부에서 단락링에 용접할 수도 있다.Various forms of the drive device and their models can be improved within the scope of the present invention. For example, the shorting ring of the rotor and the rotor rod need not be integrally formed by the centrifugal casting method. The shorting rings can be fixed to the core by heat shrink or the like and the rotor rod can be inserted into the slots in front of the core and welded to the shorting ring at their ends.

회전자와 고정자 사이의 자기 흡인력을 상쇄하는 전력을 발생하는 자성 계철(66)과 그에 공동으로 동작하는 동력 평형링(22)은 전기한 특정예에서 예시한 바와는 다른 각종 방법으로 조절할 수 있다. 예를들면 통상 사용되는 수의 계철을 사용한다. 또한 계철들은 상들에 분배될 수 있는 바 이러한 배치는 동력 평형링이 연속적이 아닌 경우, 예를들면 냉각용 선풍익편들에 의하여 구성되는 경우에 특히 유용할 수 있다.The magnetic yoke 66 generating power to cancel the magnetic attraction force between the rotor and the stator and the power balance ring 22 co-operating therewith can be adjusted in various ways other than as illustrated in the specific examples described above. For example, the number of commonly used yoke is used. The yokes can also be distributed in phases, which arrangement can be particularly useful when the power balance ring is not continuous, for example configured by cooling fan blades.

계철(66)들은 도시된 바와 같은 원형 단면이 아닌 다른 형태의 적당한 단면들을 갖는 것으로 대신할 수도 있다. 동력 평형링이 불연속적인 경우에서와 같은 특이한 경우에는 초생달과 같은 장방형이 유리한 경우가 있는 바, 이 경우는 냉각용 선풍 익편 자체로 형성한다. 또한 계철들을 다수의 선풍익편들을 연결할 정도로 길게 형성하여 전류역학적인 반발력이 연속적으로 발산되게 할 수도 있다.The yoke 66 may be substituted for having suitable cross sections other than a circular cross section as shown. In unusual cases, such as when the power balance ring is discontinuous, a rectangle such as crescent moon may be advantageous. In this case, the cooling fan blade itself is formed. In addition, the yoke may be formed long enough to connect a plurality of fan blades, so that the current mechanical repulsive force may be continuously emitted.

어떤 경우에도 회전자와 고정자의 원륜상 코어가 도시된 바와 같은 거의 원판형 모양이 아닐 수도 있다. 즉 코어가 얇은 링 형태로 되게 외주에 대한 두께의 비율을 감소시킬 수 있는 바 이러한 경우에는 연속적인 나선상 권회와 다른 방법으로 코어를 형성하는 것이 편리하다.In any case, the annular cores of the rotor and stator may not be nearly disc shaped as shown. In other words, it is possible to reduce the ratio of the thickness to the outer circumference so that the core becomes a thin ring shape. In this case, it is convenient to form the core in a manner different from continuous spiral winding.

이와같이 개량된 구동체에서는 효율이 높고 속도가 낮으며 회전력은 크게 된다. 코어 표면적이 구동체의 전력비를 결정하고 외주면적이 외측 방향으로 증가하면 이러한 형태를 받아들이므로서 야기되는 면적의 손실은 코어의 외주 직경을 약간 증가시키므로서 간단히 보상된다.In this improved driving body, the efficiency is high, the speed is low, and the torque is large. If the core surface area determines the power ratio of the drive body and the outer peripheral area increases in the outward direction, the loss of area caused by accepting this form is simply compensated by slightly increasing the outer diameter of the core.

전기한 특징예에서는 회전자가 축에 간편하게 연결되도록 회전자를 전동기와 축의 통상적인 연결에 사용되는 하프-카우플링과 같이 형성할 수 있다. 그러나 일부의 특별한 용도에는 회전자를 축에 일체로 형성하거나 다른 방법으로 축에 고착할 수도 있고 구동될 부하에 결합시킬 수도 있다. 예를들면 부하가 플라이 휠을 갖고 있으면 회전자를 플라이휠 내에 삽설할 수 있고 부하가 컴프레서나 펌프이면 회전자는 로타리 부분(예를들면 회전익편) 속에 장설할 수 있다. 또한 회전자는 대부분의 액체나 가스속에 삽입할 수 있다.In the foregoing feature, the rotor can be formed like a half-cowling used for the conventional connection of the motor and the shaft such that the rotor is easily connected to the shaft. However, in some special applications, the rotor may be integrally formed on the shaft, or otherwise fixed to the shaft and coupled to the load to be driven. For example, if the load has a flywheel, the rotor can be inserted into the flywheel; if the load is a compressor or a pump, the rotor can be placed in a rotary part (eg a rotor blade). The rotor can also be inserted into most liquids or gases.

고정자와 권선들은 지지틀을 이동시키지 않고 전술한 방법 이외의 방법으로도 교환할 수 있다. 예를들면 코어와 권선들을 평판 케트릿치형으로 하므로서 지지틀에 있는 적당한 위치에 놓거나 유삽하여 크립이나 키타 적당한 방법으로 착탈 가능하게 부착할 수도 있다.The stator and the windings can be exchanged by means other than the one described above without moving the support frame. For example, the core and windings may be flat-etched and placed in a suitable position on the support frame or inserted and detachably attached by creep or kit in a suitable manner.

회전자가 강력한 고체물질이고 전기적으로 파손되지 않는다는 관점에서는 이를 기계적인 출력 요소로 직접 사용할 수도 있다. 예를들면 코어의 내측이나 외측 또는 측면에 있는 회전자에 기어를 형성할 수도 있으므로, 이럴 경우에는 회전자가 기어박스 내의 전방 기어를 형성하는 것과 같은 기어 트레인을 직접 구동할 수도 있다.It can also be used directly as a mechanical output element in view of the fact that the rotor is a strong solid material and not electrically damaged. For example, gears may be formed on the rotor on the inside, outside or side of the core, in which case the rotor may directly drive a gear train, such as forming a front gear in the gearbox.

본 발명의 구동장치는 동작 속도를 조절하기 위하여 극수가 다른 고정자 코어로 간단하고 신속하게 교체할 수 있음은 물론이고 낮은 동력비율을 갖는 소형으로 고정자 코어로 대치하므로서 구동장치의 동력비율을 변경시킬 수 있다. 이와같이 구동장치의 속도와 출력은 즉시 변경시킬 수 있다.The drive device of the present invention can be easily and quickly replaced by a stator core having a different number of poles in order to adjust the operation speed, as well as to change the power ratio of the drive device by replacing the stator core with a small power ratio. have. In this way, the speed and output of the drive can be changed immediately.

전술한 구동장치의 각종 형태는 이해하기 용이하도록 수평입력축을 갖는 부하를 구동시키는 것과 같이 수평으로 조립된 것을 설명하였으나 수직 또는 경사진 축을 구동시키기 위하여 장치할 수도 있다.The various types of drive devices described above have been described as being assembled horizontally, such as driving a load having a horizontal input shaft for ease of understanding, but may be arranged to drive a vertical or inclined shaft.

Claims (1)

자성체로 된 원륜상 코어의 내외축에 있는 내측 및 외측 단락링과 내외축 단락링 사이에 방사상으로 부설된 다수의 회전자 봉으로 구성되고 부하와 동축상에 부착할 수 있도록 된 회전자와 코어의 일면에서 축방향으로 흐르는 자계를 발생하도록 배치된 권선들을 갖는 자성체로된 원륜상 코어를 갖는 고정자를 부하축에 대한 위치를 조절하므로서 고정자 코어면과 회전자 코어면이 서로 대향되게 하고 고정자 코어와 회전자 코어가 일정한 간격을 유지하도록 하여 고정자와 지지틀 및 고정자와 회전자가 떨어져 있도록 고정자를 지지틀로 지지하고 구동체를 가동할 수 있는 상태에서 지지틀을 이동시키지 않고 지지틀에서 고정자 코어와 권선들을 제거 또는 교환할 수 있도록 지지틀에 대하여 요구하는 위치에 고정자 코어를 착탈할 수 있게 부착하여서 된 전기 유도 구동장치.The rotor and core are composed of a plurality of rotor rods radially laid between the inner and outer shorting rings on the inner and outer shafts of the annular core made of magnetic material and the inner and outer shorting rings, and are capable of being coaxially attached to the load. The stator having a cylindrical annular core made of magnetic material with windings arranged to generate an axially flowing magnetic field on one side is positioned so that the stator core face and the rotor core face face each other by adjusting the position with respect to the load shaft. The stator core and the windings on the support frame are moved without supporting the stator with the support frame and the stator and the rotor so that the stator core and the rotor are separated from the support frame without moving the support frame. Removably attach the stator core to the position required for the support frame for removal or replacement. The electrical induction driving device.
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