KR830001273B1

KR830001273B1 - Manufacturing method of core for electric machine

Info

Publication number: KR830001273B1
Application number: KR1019800000643A
Authority: KR
Inventors: 스탠리 루이스; 스탠리 재클린
Original assignee: 카드 오 매틱 피티와이·리미티드; 스탠리 루이스
Priority date: 1980-02-19
Filing date: 1980-02-19
Publication date: 1983-06-30
Also published as: KR830002419A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Manufacturing method of core for electric machine

제1도는 전기 유도모터의 투시도.1 is a perspective view of an electric induction motor.

제2도는 제1도의 모터에 사용된 회전자 및 고정자의 형성 개요 투시도.2 is a schematic perspective view of the formation of the rotor and stator used in the motor of FIG.

제3도는 종래의 유도회전자의 측단면도.3 is a side cross-sectional view of a conventional induction rotor.

제4도는 제1도의 기계에 사용된 회전자의 부분적인 변형설계도.4 is a partial deformation design of the rotor used in the machine of FIG.

제5도는 발전기에 사용된 회전자의 또 다른 부분적인 변형설계도.5 is another partial variant design of the rotor used in the generator.

제6도는 회전자 및 고정자를 동시에 형성하는 개요 설계도.6 is a schematic design for simultaneously forming the rotor and stator.

제7도는 원추형 고정자를 형성하는 측면 개요도.7 is a side schematic view forming a conical stator.

제8도는 제7도의 고정자 설계도.8 is a stator design of FIG.

본 발명은 모터 및 발전기의 경우 회전식이고 변압기의 경우 고정식인 양자의 전기 기계용 코어의 제작방법에 관한 것으로, 전동기 특히, 큰 유도모터의 제작에 있어서 회전자는 대개의 경우 주조에 의해 함께 설치된 복수의 겹쳐 쌓아진 금속디스크로 형성되는데, 이 방법 및 다른 공지된 제조방법은 금속낭비와 조립방법에 기인하여 상품의 단가에 상당한 영향을 미친다. 첨부된 도면 제3도에 도시된 종래 회전자의 실예에 있어서, 회전자의 코어는 디스크를 통해 통과하는 세로로 연장된 암(arm)을 가지는 외부 구조 케이싱에 의해 함께 설치된 복주의 겹쳐진 디스크로 형성된다. 이것은 고정자의 제작이 있어서 금속 낭비와 직결된다.The present invention relates to a method for manufacturing both electric machine cores, which are rotary for motors and generators, and fixed for transformers. In the manufacture of electric motors, particularly large induction motors, the rotors are usually installed together by casting. Formed of stacked metal disks, this method and other known manufacturing methods have a significant effect on the unit cost of goods due to metal waste and assembly methods. In the example of the conventional rotor shown in FIG. 3 of the accompanying drawings, the core of the rotor is formed of an overlapping disk of a lucky cast installed together by an outer structural casing having a longitudinally extending arm passing through the disk. do. This is directly related to metal waste due to the manufacture of the stator.

본 발명의 목적은 상술된 단점을 개량하거나 또는 극복하는 것이다.It is an object of the present invention to ameliorate or overcome the above mentioned disadvantages.

우선, 전기 기계용 코어가 여기에 설명된다. 상기 코어는 대체로 스트립(strip)면에 수직으로 연장하는 중앙 세로축에 대하여 감겨져 겹쳐진 금속 스트립으로 형성되고, 사기 스트립은 상기 축에 대해 감겨질 수 있도록 스트립의 길이를 따라 세로방향으로 매 간격을 두고 변형된다.First, an electromechanical core is described here. The core is generally formed of a metal strip wound around a central longitudinal axis that extends perpendicular to the strip face and overlapping, and the fraud strips are deformed at every interval in the longitudinal direction along the length of the strip so as to be wound about the axis. do.

더우기, 여기에는 전기 기계용 코어의 형성방법이 설명된다. 상기 방법은 다음의 두 단계를 포함한다.Moreover, the method for forming the core for an electric machine is described here. The method includes the following two steps.

(1) 스트립이 스트립의 면으로 연장되는 세로축에 대해 감겨지도록 스트립을 따라서 세로로 매 간격을 두고 금속 스트립을 변형시키는 단계.(1) Deforming the metal strip at intervals longitudinally along the strip such that the strip is wound about a longitudinal axis extending to the face of the strip.

(2) 스트립 코어들을 겹치게 감는 단계.(2) winding the strip cores together.

다음에 설명된 적합한 실시예에서, 그 변형은 스트립의 내부 가장자리상에 방사형으로 형성되는 디프레션(depressions; 음푹 눌려진 홈)이다.In a suitable embodiment described in the following, the deformation is depressions that are formed radially on the inner edge of the strip.

다음에 설명되는 실시예의 장점은 종래의 코어 구조에 비해 금속 낭비가 거의 없다는 점이다.An advantage of the embodiments described below is that there is little metal waste compared to conventional core structures.

본 발명의 양호한 형태는 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 제1도의 전기 기계(10)는 베이스(12)에 부착된 프레임(11)을 포함한다. 프레임(11)은 고정된 위치에서 고정자(13)를 지지하고 회전자(14)를 회전가능하게 유지시킨다. 회전자(14)는 프레임(11)의 베어링(bearing) 하우징(16)에 의해 회전가능하게 지지된 중앙샤프트(15)를 포함한다. 샤프트(15)의 외부로 방사형으로 연장되는 스포크(spoke; 바퀴의 살)(16)는 회전자(14)의 코어(17)와 연결되고, 회전자(14) 및 고정자(13)는 공기틈(18)에 의해 분리된다. 고정자(13)는 필드권선(19) 및 코어(20)를 포함한다. 모터(10)는 종래의 방법으로 필드권선에 접속된 콘덴서(21)에 의해 완성된다.Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, wherein the electrical machine 10 of FIG. 1 includes a frame 11 attached to a base 12. The frame 11 supports the stator 13 in a fixed position and keeps the rotor 14 rotatable. The rotor 14 comprises a central shaft 15 rotatably supported by a bearing housing 16 of the frame 11. A spoke 16 extending radially out of the shaft 15 is connected to the core 17 of the rotor 14, the rotor 14 and the stator 13 being air gaps. Separated by 18. The stator 13 includes a field winding 19 and a core 20. The motor 10 is completed by the condenser 21 connected to the field winding by the conventional method.

제2도를 참조하면, 회전자코어(17) 및 고정자코어(20) 양자가 일반적으로 원통형 코어(17 및 20)를 형성하도록 감겨져 있는 겹쳐진 금속 스트립으로부터 형성됨을 알 수 있다. 스트립은 코어(17 및 20)를 형성하는 스트립 면으로 연장하는 축에 대해 감겨진다. 이것을 달성하도록 스트립은 감겨진 스트립의 방사형 내부 가장자리 부근의 위치에서 스트립면으로부터 돌출하는 변형 영역을 가지기 위하여 스트립을 따라서 세로로 매 간격을 두고 주름잡힌다.Referring to FIG. 2, it can be seen that both the rotor core 17 and the stator core 20 are formed from overlapping metal strips that are generally wound to form cylindrical cores 17 and 20. The strip is wound about an axis extending to the strip face which forms the cores 17 and 20. To achieve this, the strip is corrugated longitudinally at intervals along the strip to have a deformation area projecting from the strip surface at a position near the radially inner edge of the wound strip.

고정자코어(20)를 형성하는데 사용된 스트립(21)은 홈(23)을 형성하도록 감겨진 코어(20)상에 배열된 구멍(22)을 갖게끔 펀치되고, 부가하여 스트립(21)은 컵모양을 가지도록 주름잡히게 하여 스트립(21)이 감겨질 수 있도록 한다. 필드권선(19)은 홈(23)내에 위치된다. 구멍(22)은 펀치(25)에 의해 형성되고 반면 디프레션(24)은 펀치(26)에 의해 형성된다. 스트립(21)은 또한 펀치(28)에 의해 구멍(27)로서 형성된다. 구멍(27)은 볼트(30)가 수납하는 통로(29)를 형성하도록 코어(20)상에 배열되어, 완전히 형성될 때의 위치에서 감겨진 스트립(21)을 유지시킨다. 디프레션(24)은 코어(20)상에 배열되어 스트립(21)이 제위치에서 유지되도록 해준다.The strip 21 used to form the stator core 20 is punched to have holes 22 arranged on the core 20 wound to form the grooves 23, in addition the strip 21 is a cup. It is crimped to have a shape so that the strip 21 can be wound. The field winding 19 is located in the groove 23. The hole 22 is formed by the punch 25 while the depression 24 is formed by the punch 26. The strip 21 is also formed as a hole 27 by the punch 28. The holes 27 are arranged on the core 20 to form passages 29 in which the bolts 30 receive, to hold the wound strip 21 in position when fully formed. The depression 24 is arranged on the core 20 to keep the strip 21 in place.

디프레션(24)은 홈(23)의 종단부와 스트립(21)의 방사형 외부 가장자리 사이에 위치된 스트립(21)의 연속부분내로 연장되도록 홈(23)의 내부 가장자리에 위치된다. 디프레션(24)의 형태는 일반적으로 컵형태이다. 그러나 스트립 방향으로 연장하는 각 디프레션(24)의 폭은 스트립(21)의 방사형 외부 가장자리 부근의 디프레션(24)의 폭에 비해 스트립(21)의 방사형 내부 가장자리 부근이 더 넓다. 코어(20)가 일반적으로 원통형임을 보증하도록, 디스페션(24)은 스트립(21)을 따라 일정한 간격을 두고 동일한 형태와 깊이를 가져야만 된다. 스트립(21)의 분리코일의 겹침을 보증하도록 디프레션은 코어상에 배열되어야만 한다. 코어(20)의 반경은 디프레션(24)간의 거리와 마찬가지로 폭 및 깊이에 의해 결정된다. 변형의 보다 더 큰 크기는 코어(20)의 반경이 작은 디프레션(24)에 의해 기인된다. 부가하여, 디프레션(24)간의 공간을 감소시킴에 의해 반경 역시 감소될 것이다.The depression 24 is located at the inner edge of the groove 23 so as to extend into the continuous portion of the strip 21 located between the end of the groove 23 and the radial outer edge of the strip 21. The depression 24 is generally in the form of a cup. However, the width of each depression 24 extending in the strip direction is wider near the radial inner edge of the strip 21 compared to the width of the depression 24 near the radial outer edge of the strip 21. In order to ensure that the core 20 is generally cylindrical, the dispersion 24 must have the same shape and depth at regular intervals along the strip 21. The depressions must be arranged on the core to ensure overlap of the separating coils of the strips 21. The radius of the core 20 is determined by the width and depth as well as the distance between the depressions 24. The larger magnitude of deformation is due to the depression 24 having a smaller radius of the core 20. In addition, the radius will also be reduced by reducing the space between the depressions 24.

회전자코어(17)는 스트립(31)으로부터 형성되는데 이 스트립은 축(38)에 대하여 스트립(31)이 감겨지도록 이것의 방사형 내부 가장자리 부근의 디프레션(32)을 가지도록 펀치된다. 또한 스트립(31)내의 펀치된 코어(17)상의 배열된 구멍은 볼트(35)를 수납하는 통로(34)를 형성하여 감겨진 위치에서 감겨진 스트립(31)을 지지해 준다. 구리스트립의 두개의 종단부층(36)과 강철스트립(37)의 중앙층을 가지도록 코어(17)를 형성하는 것이 유리하다. 스트립이 감겨지도록 작용하는 디프레션(32)은 디프레션(24)과 유사한 방법으로 스트립의 방사형 외부 가장자리를 향하여 경사지도록 이루어진다. 코어(17)의 반경은 디프레션(32)의 형태 및 회수에 의해 영향을 받는다.The rotor core 17 is formed from a strip 31 which is punched to have a depression 32 near its radially inner edge such that the strip 31 is wound about the axis 38. The arranged holes on the punched core 17 in the strip 31 also form passages 34 for receiving the bolts 35 to support the wound strip 31 in the wound position. It is advantageous to form the core 17 to have two termination layers 36 of the gusrip strip and a central layer of the steel strip 37. The depression 32 which acts to wind the strip is made to be inclined towards the radial outer edge of the strip in a manner similar to the depression 24. The radius of the core 17 is influenced by the shape and number of depressions 32.

제4도에서 변형된 회전자코어(50)가 부분적으로 완성된 도시를 묘사한 것이다. 코어(50)는 구멍(52) 및 코어(50)의 축에 대하여 스트립이 감겨지도록 재작용시키는 디프레션(51)을 가진다. 구멍들은 코어(50)를 장착시키도록 제공되고 회전자와 함께 유지되도록 하는 볼트의 수납을 위해 제공된다.In FIG. 4, the modified rotor core 50 depicts a partially completed city. The core 50 has a hole 51 and a depression 51 which reacts to wind the strip about the axis of the core 50. The holes are provided for mounting the core 50 and for receiving the bolts to be held together with the rotor.

제5도는 코어(55)의 방사형 외부주변 표면상의 세로로 연장하는 홈(58)을 형성하도록 코어(55)상에 배열되는 구멍(57)과, 감겨지는 코어(55)를 재차 작용시키는 방사형 내부 디프레션(56)을 가지는 또 다른 변형된 회전자 코어(55)를 도시한다. 이 회전자(55)는 슬로트(58)내의 전기자 권선을 위치시켜 발전기내에서 사용된다.5 shows a hole 57 arranged on the core 55 to form a longitudinally extending groove 58 on the radially outer peripheral surface of the core 55, and a radially inner portion to act upon the wound core 55 again. Another variant rotor core 55 with depression 56 is shown. This rotor 55 is used in the generator by placing the armature windings in the slot 58.

제6도를 참조하면, 회전자코어(100) 및 이것과 수반되는 고정자코어(101)의 동시형태가 도시된다. 코어(100 및 101)는 두개의 부스트립(103 및 104)으로 분할되는 금속스트립(102)로부터 형성된다. 스트립(102)은 도시되지는 않았으나 슬로트(105)를 형성하도록 펀치의 관통에 의해 분할된다. 또한 구멍(106)은 필드권선이 위치되는 곳내에 코어(101)의 방사형 내부주변 표면상의 홈을 형성하도록 펀치된다. 디프레션(107 및 108)은 각각 코어(101 및 100)를 형성하여 부스트립(103 및 104)이 감겨지도록 재차 작용시키기 위해 부스트립(103 및 104)내에 형성된다.Referring to FIG. 6, a simultaneous configuration of the rotor core 100 and the accompanying stator core 101 is shown. Cores 100 and 101 are formed from metal strips 102 that are divided into two boost strips 103 and 104. Strip 102 is not shown but divided by the penetration of a punch to form slot 105. The holes 106 are also punched to form grooves on the radially inner peripheral surface of the core 101 within the location where the field windings are located. Depressions 107 and 108 are formed in the boost strips 103 and 104 to form the cores 101 and 100, respectively, and act again to allow the boost strips 103 and 104 to be wound.

제7도 및 제8도를 참조하면, 축(201)에 대하여 감겨진 코어(200)를 도시한 것으로 축(201)에 대하여 나선형으로 형성되는 스트립(202)이 겹쳐져 감겨짐에 의하여 보여주는 절단된 콘(cone)을 나타낸다. 축(201)은 코어(200)상에 감겨질때 스트립(202)으로 재차 연장되지만, 절단된 콘의 형성을 작용시키도록, 코어(200)의 방사형 내부 주변 표면 부근에 형성된 디프레션(205)은 코어(200)의 작은 반경 종단부에서 코어(200)의 큰 반경종단부로 증가하는 거리에 의해 서로 간격을 두어야만 한다. 간격이라는 의미는 디프레션(205)은 스트립(202)을 따라서 세로로 간격을 두는 것을 의미한다. 더군다나 어떤 경우에는, 스트립(202)의 굽이(bending) 반경을 조정하기 위하여, 코어(200)의 작은 반경종단부 부근의 깊은 디프레이션에서 코어(200)의 큰 반경종단부 부근의 얕은 디프레션으로 디프레션(205)의 깊이를 변화시키는 것이 필요하다.Referring to FIGS. 7 and 8, the core 200 wound about the shaft 201 is shown and is cut, showing that the strip 202 spirally formed about the shaft 201 is superimposed and wound. Cone is shown. The axis 201 extends back into the strip 202 when it is wound on the core 200, but the depression 205 formed near the radially inner peripheral surface of the core 200 causes the core to act to form the cut cone. It should be spaced from each other by the increasing distance from the small radius end of the 200 to the large radius end of the core 200. By spacing it is meant that the depressions 205 are vertically spaced along the strip 202. Furthermore, in some cases, to adjust the bending radius of the strip 202, the deep deflection near the small radius end of the core 200 to the shallow depression near the large radius end of the core 200 is reduced. It is necessary to change the depth of 205.

제7도에는 코어(200)의 구경증가로서 스트립(202)을 따라서 점진적인 큰 간격에서 펀치(203)에 의해 형성된 구멍(108)의 간격을 두기 위해 좌측으로 이동되는 펀치(203)이 개략적으로 도시된다. 펀치(203)는 코어(200)의 방사형 외부주변 표면을 결합시키는 캠(204)에 의해 좌측으로 이동된다. 캠(204)은 샤프트(205)에 의해 암(206)이 회전가능하게 부착된다. 디프레션(205)을 형성하는 펀치는 도시되지는 않았으나 역시 펀치(203)와 유사한 좌측 방향으로 이동된다. 상기에서 설명된 바와 같이, 형성된 디프레션(205)의 깊이는 그것을 형성하는 펀치의 이동에 의해 조절된다.7 schematically shows a punch 203 moved to the left to space the hole 108 formed by the punch 203 at progressively large intervals along the strip 202 as the aperture of the core 200 increases. do. The punch 203 is moved to the left by a cam 204 that engages the radially outer peripheral surface of the core 200. The cam 204 is rotatably attached to the arm 206 by the shaft 205. The punch forming the depression 205 is not shown but is also moved in the left direction similar to the punch 203. As explained above, the depth of the formed depression 205 is adjusted by the movement of the punch that forms it.

제7도 및 제8도의 원추형 회전자를 참조하여 설명되어졌지만, 공기틈은 코어의 축(201)에 대한 각도이므로, 종래의 모터에 비해 보다 더 큰 길이의 것인 고정자 및 회전자간의 공기틈을 제공하도록 보조형태의 고정자를 동시에 형성시킬 수도 있다.Although described with reference to the conical rotors of FIGS. 7 and 8, the air gap is an angle with respect to the axis 201 of the core, so that the air gap between the stator and the rotor is of greater length than that of a conventional motor. It is also possible to simultaneously form the stator of the auxiliary form to provide

상기에는 유도전동기의 제작에 대해서만 설명되었으나 본 기술상 숙련된 사람들은 상기의 기술이 발전기 및 설명되지 않은 다른 전동기와 같은 회전식 기계와 아울러 변압기와 같은 고정식 전기기계에 적용될 수 있음을 인정할 것이다.Although only described above for the manufacture of induction motors, those skilled in the art will recognize that the above technique can be applied to stationary electric machines such as transformers as well as rotary machines such as generators and other motors not described.

부가하여, 변형은 디프레션으로만 설명되었으나 변형은 홈에 의하여 형성될 수도 있고, 또한 스트립의 금속을 적절한 사이 간격으로 스트립을 압착시켜서 변형될 수도 있다. 이 후자의 경우에서, 압축의 힘을 받는 영역은 스트립의 방사 외부 가장자리를 향하여 된다. 변형형성의 여러 방법에도 불구하고, 상술된 디프레션은 어떠한 다른 감는 힘없이 스트립내에서 발생된 장력하에서 스트립을 감는 특정한 장점을 제공한다. 또한 디프레션은 감겨진 위치내의 스트립을 유지하는 보조역할도 한다.In addition, the deformation has been described only as a depression, but the deformation may be formed by grooves, or may also be deformed by compressing the strips at appropriate intervals between the metals of the strips. In this latter case, the area under compression is directed towards the radially outer edge of the strip. Despite the various methods of deformation, the above-described depressions offer the particular advantage of winding the strip under tension generated in the strip without any other winding force. Depression also serves as an aid to keep the strip in the wound position.

상술된 코어가 금속선으로 형성될 수 있고 따라서 부가된 청구범위를 포함하는 본 명세서에 사용된 "스트립"이란 말은 도선의 사용을 망라함을 또한 인정해야만 한다.It should also be appreciated that the term "strip" as used herein, which includes the core described above, may be formed of metal wires, and thus includes the appended claims, encompasses the use of wires.

Claims

A method of forming a core for an electromechanical machine, the method comprising forming a depression by punching near the strip edges at longitudinal intervals along the strips such that the strips are formed at radially inner edges about a central longitudinal axis generally perpendicular to the strip plane. Deforming the metal strip to be wound, overlapping the coils of the strip so that the depressions are inserted one after the other, and having the width extending in the strip direction, the width being reduced toward the radial outer edge of the strip. A method of forming an electromechanical core consisting of steps.