JPH03207228A - 誘導電動機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、キャストロータなどと呼ばれる、鋳込み形成
された２次巻線を有するかご形誘導電動機の回転子に係
り、特に運転の静粛性についての要求が高い、空調装置
用のコンプレッサー駆動用などに好適な誘導電動機の回
転子に関する。

〔従来の技術〕

誘導電動機の運転騒音の低減は、絶えざる命題であるが
、特に近年、エアコンなどとよばれている空調装置のコ
ンプレッサーとして、従来から主流を占めていたレシプ
ロ方式に加えて、或いは、それに代わって、ロータリー
形、スクロール形などの、いわゆる回転方式のものが用
いられるようになり、この結果、コンプレッサー自体で
の著しい低騒音化が容易になるにつれ、それを駆動する
電動機の騒音が目立つようになり、−層の低騒音化が強
く望まれるようになってきた。

ところで、電動機の騒音の原因の主なものの一つに電磁
騒音があるが、これの低減策として、回転子の構造に工
夫を凝らした従来例としては、例えば特開昭５２−２０
２０４号公報があり、二の公報では、回転子の歯頭幅間
隔を不等にするという提案がなされている。

また、これとは別に、回転子スロットにスキューを付加
する方法も、従来から広く採用されていた。

なお、電磁騒音の低減とは直接結び付かないが、回転子
鉄心のスロットの外周に高磁気抵抗部を設けるようにし
た回転子については、例えば特開昭５３−９８０１１号
公報に開示があり、また、スロット間に空隙を設けるよ
うにした回転子については、例えは実開昭５３−４４７
１０号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のうち、特開昭５２−２０２０４号公報に
開示の技術では、全閉スロット形の回転子での電磁騒音
の低減には配慮がされておらず、キャストロータなど、
全閉スロット形の回転子に適用して騒音低減を図ること
はできない。

また、従来から広く採用されているスキューの付加によ
る方法は、電動機の停動トルクの低下や、漂遊損失の増
加などを招き、特性低下の問題があった。

なお、特開昭５３−９８０１１号公報に開示されている
回転子は作業性についての配慮がされておらず、ダイカ
スト作業に問題があり、また、実開昭５３−４４７１０
号公報に開示されている回転子では、高調波電流につい
て配慮がされておらず、特性に問題があった。

本発明の目的は、電動機特性や作業性を損なう虞れがな
く、充分に騒音の低減が得られるようにした誘導電動機
の回転子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、複数のスロットの
それぞれの間の回転子鉄心に、各スロットと平行に複数
の貫通孔を設け、該貫通孔の形状を、回転子の径方向で
の寸法よりも円周方向での寸法が大となるように形成し
、且つ、この貫通孔を中空状態に保持したものである。

〔作用〕

回転子鉄心の各スロット間に設けられた貫通孔は、回転
子鉄心の外周空隙部近傍での回転子の径方向に沿った磁
束流通経路を分割する働きをし、電動機の加振周波数を
増加させるので、電動機フレームの固有振動周波数と加
振周波数との分離が得られ、電磁騒音の低減が得られる
。

ここで、かご形誘導電動機の加振周波数について説明す
ると、次式のようになるに こで、　ｆｚ：加振周波数（Ｈｚ） Ｑド回転子のスロット数 Ｐ　：極対数 Ｓ　：滑り ｆ　：電源周波数（比） この式から明らかなように、誘導電動機の加振周波数は
回転子のスロット数に依存するが、これは、磁気空隙で
の磁束分布が、スロット部分では磁気抵抗が高いため疎
になり、磁気抵抗が小さい歯鉄心上では密になるためで
ある。

そして、二の加振周波数ｆ２が電動機フレームの固有振
動周波数に近いと、大きな騒音を発生することになるの
である。

そこで、本発明では、上記したように、貫通孔を設け、
スロット以外の部分にも磁気抵抗の高い部分が形成され
るようにし、これにより磁気空隙での磁束分布を変え、
加振周波数ｆ２が電動機フレームの固有振動周波数とは
異なった周波数になるようにしたのである。

しかして、このとき、誘導電動機の回転子には、固定子
（電機子）の高調波磁束により高調波電流が流れる。そ
して、この高調波電流の大きさは、回転子結合係数ηが
大きい程、大きくなる。

ｙ７　＝Ｓｊｎ’　（Ｐ　ｎ　、π／　ＱＪ／　（Ｐ　
ｎ　ｒ　π／　Ｑり”ここで、ｎ、：固定子高調波磁束
の次数また、固定子で優勢な高調波の次数は、固定子で
のスロット数をＱ、とすると、 ｎ、＝　（Ｑ、／Ｐ）±１ 従って、この結合係数ηを小さくするためには、Ｑ、＃
Ｑ。

に定めるのが望ましい。回転子のスロット数Ｑ２が大き
くなると高調波電流が増加し、損失が多くなることにな
る。

そこで、電気的な回転子のスロット数、つまり、２次巻
線が施されるスロットの数は、固定子のスロット数に近
い数にしておく必要が有り、このため本発明の貫通孔に
は導電材料を充填せず、中空状態に保つのである。

〔実施例〕

以下、本発明による誘導電動機の回転子について、図示
の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例による回転子一部の正面図で
、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は同じ＜Ｂ−
Ｂ断面図であり、これらの図において、１は鉄板（回転
子鉄心）、２は当板、３は小穴（貫通孔）、４はエンド
リング、５は導体である。

鉄板１は、第４図に示すように、かご形巻線（２次巻線
）となる導体５を通すスロット８と、上記した小穴３、
それに継鉄部鉄心６と歯鉄心７が形成されており、この
鉄板１を積層して両端に当板２を設置し、アルミダイカ
ストにより導体５とエンドリング４とを鋳込み成型して
回転子を構成する。

このとき、当板２には、第５図に示すように、小穴３が
形成されておらず、これにより、鉄板１の小穴３にはア
ルミニウムが充填されないようにしである。

小穴３は、その形状が半月形に作られているが、その理
由は後述する。

この本発明の実施例による回転子を誘導電動機として組
立てて運転したときの磁束の状態について、第４図によ
り説明する。

まず、この第４図において、９は磁束、１０はエアギャ
ップ（磁気空隙）、１１は固定子スロット、１２は固定
子歯鉄心、１３は固定子線鉄部鉄心である。

図において、固定子線鉄部鉄心１３からエアギャップ１
０を通って回転子の歯鉄心７に流れ込もうとする磁束９
は、スロット８の間に小穴３が存在し、この部分の磁気
抵抗が高くなっているので、二二で２分割され、固定子
歯鉄心１２の先端からエアギャップ１０を通って回転子
にいたる部分では２経路に別れて流れるようになる。

従って、この実施例では、磁気的にみると、回転子のス
ロット数が２倍になったと等価になり、電磁騒音の原因
になる加振周波数も２倍になるので、電動機フレームと
の共振を無くし、電磁騒音を充分に抑えることができる
。

一方、小穴３には、アルミニウムなどの導電材料が充填
されていないので、電気的にみたときには、この小穴３
は存在しないことと等価であり、従って、高調波電流な
どによる損失発生はなく、特性が低下する虞れは全く生
じない。

従って、この実施例によれば、特性の低下を伴わずに、
充分に電磁騒音を低減させることができ、エアコンなど
に適用して、大きな低騒音化を容易に図ることができる
。

そして、このとき、上記したように、小穴３は半月形に
作られているので、回転子の径方向での長さが短くなり
、磁束９全体としての磁気抵抗の増加が最小限に抑えら
れ、励磁電流の増加を、これも最小限に抑えることがで
き、良好な効率維持を容易に得ることができる。

ここで、この実施例による加振周波数の２倍化動作につ
いて、第７図の従来例の場合と比較しながら、第６図に
より説明する。

周知のように、誘導電動機に使用される材料の中で、鉄
などの磁性材料と、銅、アルミニウムなどの導電材料と
では磁気抵抗に大きな差があり、また、空気も極めて高
い磁気抵抗を有する。

そこで、まず、従来の回転子では、そのエアギャップ１
０の展開図は第７図の（ｂ）に示すようになっているが
、ここで歯鉄心の部分では磁束が通り易く、他方、スロ
ットの部分では、磁束は通り難いため、固定子側での磁
束分布は、固定子スロット１１と固定子歯鉄心１２に合
わせて、第７図（ａ）の９８に示すようになり、同様に
回転子側でも、歯鉄心７とスロット８に合わせて、同図
（Ｃ）の９Ｒに示すようになる。

一方、本発明では、エアギャップ１０の展開図は第６図
の（ｂ）に示すようになり、回転子のスロット８の間に
小穴３が存在する。

この結果、本発明の実施例では、この第６図に示すよう
に、固定子側での磁束分布９Ｓは、同図（ａ）に示す如
く、従来例の場合と変りないが、同図（Ｃ）に示すよう
に、回転子側では、この小穴３の存在により、スロット
８と小穴３の双方に対応して磁束分布が変化し、２倍の
密度変化となり、このため、加振周波数を２倍にするこ
とができるのである。

なお、このとき、この小穴３には導電材料は充填されな
いから、高調波電流による特性低下の虞れのないことは
上記したとおりである。

ところで、以上の実施例では、第５図に示した当板６を
使用してダイカストを実行し、これにより、小穴３のな
かにはアルミニウムは充填されないものの、その両端は
エンドリング４で塞がれたかたちになっているが、この
小穴３を外部に開放された形にエンドリングを形成して
もよく、このようにした本発明の実施例を第８図に示す
。

この第８図において、１ａはエンドリング４の外周部に
露出している鉄板を表わし、この部分にはエンドリング
４が存在していない部分となっている状態を示すに の実施例によれば、小穴３が外部に開放しているので、
回転子の冷却効果が高くなるという利点が得られる。特
に、エアコンのコンプレッサーなどのように、冷媒中に
封じ込まれて使用される場合には、この小穴３の中を冷
媒が流通するようになるので、さらに良好な冷却効果を
期待することができ、電動機の効率も向上させることが
できる。

なお、上記実施例では、小穴３の形状を半月形としてい
るが、本発明では、この小穴３の形状が効果に大きな影
響をもち、全体の磁束に対する磁気抵抗の増加をなるべ
く伴わずに、磁束の２分割が得られるような形状にする
必要があるが、この条件を満足する形状としては、上記
した半月形のほか矩形、楕円形などがあり、いずれの場
合にも、その回転子の径方向での寸法よりも円周方向で
の寸法が大となるように形成すればよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、回転子のスロットの間に小穴を設け、
この小穴の形状を所定のものにするという簡単な構成で
、電動機の特性への影響を最小限に保ちながら、電磁騒
音を充分に低減させることができ、エアコンなどの低騒
音化を充分に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による誘導電動機の回転子の一実施例を
示す一部正面図、第２図及び第３図はそれぞれ第１図の
Ａ−ＡＭとＢ−Ｂ線による断面図、第４図は本発明の一
実施例の拡大説明図、第５図は当板の説明図、第６図は
本発明の一実施例における磁束分布の説明図、第７図は
従来例における磁束分布の説明図、第８図は本発明の他
の一実施例を示す説明図である。 １・・・・・・鉄板、２・・・・・・当板、３・・・・
・・小穴（貫通孔）、４・・・・・・エンドリング、５
・旧・・導体、６・・・・・・回転子線鉄部鉄心、７・
・・・・・回転子線鉄心、８・・・・・・回転子スロッ
ト、９・・・・・・磁束、１０・・・・・・エアギャッ
プ（磁気空隙）、１１・・・・・・固定子スロット、１
２・・・・・・固定子歯鉄心、１３・・・・・・固定子
線鉄部鉄心。 第 １ 図 第２図 第３図 第５図 第８図 第６図 第４図 第７区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転子鉄心の外周空隙部近傍に、その円周方向に沿
   って配置された、回転軸と平行な複数のスロットを有し
   、このスロット内に導電材料を鋳込み充填してかご形２
   次巻線を形成した誘導電動機の回転子において、上記複
   数のスロットのそれぞれの間の回転子鉄心に、各スロッ
   トと平行に複数の貫通孔を設け、該貫通孔の形状を、回
   転子の径方向での寸法よりも円周方向での寸法が大とな
   るように形成し、且つ、この貫通孔を中空状態に保持す
   ることにより、回転子鉄心の外周空隙部近傍での回転子
   の径方向に沿った磁束流通経路を分割するように構成し
   たことを特徴とする誘導電動機の回転子。