JPH03285542A - Squirrel-cage rotor - Google Patents
Squirrel-cage rotorInfo
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- JPH03285542A JPH03285542A JP8572590A JP8572590A JPH03285542A JP H03285542 A JPH03285542 A JP H03285542A JP 8572590 A JP8572590 A JP 8572590A JP 8572590 A JP8572590 A JP 8572590A JP H03285542 A JPH03285542 A JP H03285542A
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- steel plate
- slots
- slot
- rotor
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- Induction Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、外周部に導体収納用のスロット形成部が複数
形成された鋼板を積層してなる積層鉄心を有するかご形
回転子に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention provides a cage-shaped core having a laminated iron core formed by laminating steel plates each having a plurality of slot forming portions for accommodating conductors formed on the outer periphery thereof. Regarding the rotor.
(従来の技術)
一般に、この種のかご形回転子は、予め外周部に複数の
スロット形成部を打抜き加工等により形成した磁性鋼板
を多数枚積層して積層鉄心を形成し、この積層鉄心のス
ロットにアルミニウム等の二次導体を鋳込み等の方法で
形成し、二次導体の端部をエンドリングにより連結した
状態にしてかご形導体が形成されている。(Prior Art) In general, this type of squirrel cage rotor has a laminated core formed by laminating a large number of magnetic steel plates each having a plurality of slots formed in advance by punching or the like on the outer periphery. A squirrel-cage conductor is formed by forming a secondary conductor made of aluminum or the like in the slot by a method such as casting, and connecting the ends of the secondary conductor with an end ring.
この場合、上記回転子が駆動された状態において、固定
子からギャップ部を介して積層鉄心に入る磁束は、高調
波成分を含んだものとなっており、この磁束の高調波成
分により二次導体に高調波起電力を発生させることにな
る。ところが、このような高調波起電力は回転子にとっ
て異常トルクとして作用し、結果的には脈動トルクとな
ったり振動或は騒音の原因となるものである。In this case, when the rotor is driven, the magnetic flux that enters the laminated core from the stator through the gap contains harmonic components, and the harmonic components of this magnetic flux cause the secondary conductor to This will generate harmonic electromotive force. However, such harmonic electromotive force acts on the rotor as abnormal torque, resulting in pulsating torque and causing vibration or noise.
そこで、従来、このような高調波成分による悪影響を抑
制するために、回転子に所謂スキューを施した積層鉄心
が用いられている。これは、鋼板を積層する際に、回転
子スロットの位置を周方向に僅かずつずらしてゆくもの
で、例えば全体として固定子スロットの1ピッチ分だけ
ずらすものがある。このようにすることにより、磁束の
高調波成分に基づいて二次導体に発生する起電力の位相
が僅かずつずれるので、全体としての起電力の高調波成
分が打ち消され、異常トルクに寄与する分が抑制される
ものである。Therefore, in order to suppress the adverse effects of such harmonic components, a laminated iron core in which the rotor is so-called skewed has been conventionally used. This is a technique in which the positions of the rotor slots are slightly shifted in the circumferential direction when the steel plates are laminated; for example, there is one in which the positions of the rotor slots are shifted by one pitch of the stator slots as a whole. By doing this, the phase of the electromotive force generated in the secondary conductor is slightly shifted based on the harmonic component of the magnetic flux, so the harmonic component of the overall electromotive force is canceled out, and the amount that contributes to the abnormal torque is canceled out. is suppressed.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上述のような従来構成のものでは、次の
ような不具合があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional configuration as described above had the following problems.
即ち、鋼板をスキューさせながら積層する際に、そのピ
ッチを調節するのに特殊な治具を必要とすると共に、そ
の調整に多大な時間を要するため(特にスロットが全開
形のものでは、積層した状態でスロットの位置が外周方
向から見えないため手間がかかる)、コストアップが避
けられなくなる。また、このようにスキューする場合に
は、そのスキュー量が適切に設定されていないと、スキ
ュー効果が大幅に低減してしまうが、適切なスキュー量
は理論的に確立されていないため、設計段階においてス
キュー量を決定するのに試作を行なう等の必要があるの
で、多大なコストがかかってしまう不具合がある。In other words, when laminating steel plates while skewing them, a special jig is required to adjust the pitch, and it takes a lot of time to adjust (especially when the slot is fully open, the laminated In this case, the position of the slot cannot be seen from the outer circumferential direction, which is time-consuming), which inevitably increases costs. In addition, when skewing in this way, the skew effect will be significantly reduced if the skew amount is not set appropriately, but since the appropriate skew amount has not been theoretically established, In order to determine the amount of skew, it is necessary to make a prototype, so there is a problem that a large amount of cost is incurred.
このような回転子に生ずる不具合を解決すべく、例えば
、特開昭64−81647号公報に示されるように、鋳
込みによる二次導体を形成しないで棒状の二次導体を直
接スロットに圧入するようにしたものがある。つまり、
この場合には、スキューを行わないでスロットを形成し
て二次導体を圧入により収納するようにしたものである
。そして、この場合、回転子の積層鉄心にスキューを行
なわないため、前述の高調波成分による不具合の解決策
としては固定子側の鉄心をスキニーさせて回転子側に磁
束の高調波成分が入り込まないようにしているのである
。従って、固定子のスロットに巻線や絶縁物を収納する
のに手間がかかるため、組立ての作業効率が低下し、特
に自動実装ができなくなる等して多大なコストがかかる
不具合がある。In order to solve such problems that occur in the rotor, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-81647, a rod-shaped secondary conductor is directly press-fitted into the slot without forming the secondary conductor by casting. There is something I did. In other words,
In this case, a slot is formed without skewing and the secondary conductor is housed by press-fitting. In this case, since no skew is applied to the laminated core of the rotor, the solution to the problem caused by the harmonic components mentioned above is to make the core of the stator skin skinny so that the harmonic components of the magnetic flux do not enter the rotor. That's how I do it. Therefore, it takes time and effort to store the windings and insulators in the slots of the stator, which reduces the efficiency of assembly work and, in particular, makes automatic mounting impossible, resulting in a large cost increase.
また、前述の不具合を解決すべく、回転子の積層鉄心を
、鋼板の積層時にスキューを行なわずにスキュー効果の
みを得ようとするものが考えられている。例えば、実公
昭52−17045号公報に示されたものは、スロット
の開口部或はブリッジ部に当たる部分をスロットの中心
線からずらして形成したものである。しかしながら、こ
の場合でも、鋼板を積層する際にはスロットが一致する
ように位置合わせを行う必要があり、特に全閉形のスロ
ットのときには専用の治具を用いるなどして積層状態の
鋼板を保持しながら形成して行くため、組立て作業に多
くの手間と時間を要する状況であった。Further, in order to solve the above-mentioned problems, it has been considered to obtain only a skew effect without skewing the laminated core of the rotor when laminating steel plates. For example, in the one shown in Japanese Utility Model Publication No. 52-17045, the portion corresponding to the opening or bridge portion of the slot is offset from the center line of the slot. However, even in this case, when stacking the steel plates, it is necessary to align the slots so that they match, and in particular, when the slots are completely closed, it is necessary to use a special jig to hold the stacked steel plates. The assembly process required a lot of effort and time as the parts were being formed at the same time.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、鋼板をスキニーすることなく、また積層用の特殊な
治具等を用いる必要がなく、積層鉄心を簡単且つ安価に
製作することができ、しかも、その場合でもスキューし
たものと同様にして、異常トルク、振動或は騒音の抑制
効果が得られるかご形回転子を提供するにある。The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to easily and inexpensively produce a laminated iron core without making steel plates skinny or using special jigs for lamination. It is an object of the present invention to provide a squirrel cage rotor that can suppress abnormal torque, vibration, or noise in the same way as a skewed rotor.
C発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は、外周部に導体を収納するためのスロット形成
用の打抜部が形成された鋼板を所定枚数積層して積層鉄
心を形成してなるかご形回転子を対象とし、前記鋼板に
、膨出若しくは切起しにより形成した突出部を設けると
共に、その鋼板の前記打抜部を、その外周側のブリッジ
部或は開口部が前記導体が収納される主部の中心線に対
して一方側に下記条件を満たす距離dだけずらした位置
となる非対称形状に形成し、前記積層鉄心を、前記鋼板
を前記スロットの方向と位置とを一致させた状態で前記
突出部が重なるようにして複数枚積層された単位ブロッ
クを複数組合せると共に、各単位ブロック間においては
スロットの方向が互いに異なると共に前記主部が重なる
ように構成したところに特徴ををする。C Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention forms a laminated iron core by laminating a predetermined number of steel plates each having a punched part for forming a slot for accommodating a conductor in the outer periphery. The target is a squirrel-cage rotor, in which the steel plate is provided with a protruding part formed by bulging or cutting, and the punched part of the steel plate is provided with a bridge part or an opening on the outer peripheral side of the steel plate. The laminated core is formed into an asymmetrical shape that is shifted by a distance d that satisfies the following condition on one side with respect to the center line of the main part in which the conductor is housed, and the laminated core is formed in such a way that the steel plate is aligned with the direction and position of the slot. A plurality of stacked unit blocks are combined so that the protrusions overlap in a matched state, and the slots in each unit block have different directions and the main parts overlap. Characteristics.
但し、D:回転子直径
2:対応する固定子のスロット数
p:極対数
また、鋼板の打抜部をスロット形成用の打抜き部間の間
隔がその鋼板の外周部まで略同−寸法になるようにして
非対称状態に形成すると良い。However, D: Rotor diameter 2: Number of slots in the corresponding stator p: Number of pole pairs Also, the distance between the punched parts of the steel plate for forming the slots is approximately the same size up to the outer periphery of the steel plate. It is preferable to form it in an asymmetrical state in this way.
(作用)
本発明のかご形回転子によれば、第1図に示す如く、積
層鉄心1は、打抜部2を有する鋼板3をその内周側に膨
出若しくは切起しにより形成された突出部3aが重なる
ようにして同じ位置で複数枚積層して単位ブロック4を
形成し、この単位ブロック4を複数(図中では2個の単
位ブロック4A、4Bの場合を示す)組み合わせて構成
されている。スロット5は回転軸の軸線に平行に形成さ
れ、その主部5aに対して、ブリッジ部或は開口部5b
(図中ではスロット5を全閉形のものとし、外周側がブ
リッジ部5bとなる場合を示す)は、主部5aの中心線
pから所定距、l!Idだけずれた位置に形成されてい
ると共に、単位ブロック49.4B毎にずれる方向が逆
になるように配置されている。(Function) According to the squirrel cage rotor of the present invention, as shown in FIG. A unit block 4 is formed by laminating a plurality of unit blocks 4 at the same position so that the protrusions 3a overlap, and a plurality of unit blocks 4 (the figure shows the case of two unit blocks 4A and 4B) are combined to form a unit block 4. ing. The slot 5 is formed parallel to the axis of the rotating shaft, and has a bridge portion or opening 5b with respect to its main portion 5a.
(The figure shows a case where the slot 5 is completely closed and the outer peripheral side becomes the bridge part 5b) is a predetermined distance from the center line p of the main part 5a, l! They are formed at positions shifted by Id, and are arranged so that the direction of shift is opposite for each unit block 49.4B.
上述のように、単位ブロック4^+4Bは、夫々鋼板3
をその突出部3aが重なるように積層することにより、
第2図に断面で示すように自動的に位置合せがなされる
ので、専用の治具等を用いることなくスロット5の主部
5aが重なるように配置されると共に、その状態が治具
等により固定しなくとも保持され、簡単且つ迅速に積層
鉄心1を形成することができる。また、積層鉄心1をス
キニーしないで形成することにより、鋼板3の突出部3
aを同じ位置に形成すれば良いので、鋼板3の製作コス
トが大幅に上昇することはない。As mentioned above, each unit block 4^+4B is made of steel plate 3
By stacking them so that their protruding parts 3a overlap,
As shown in the cross section in FIG. 2, the alignment is automatically performed, so the main parts 5a of the slots 5 are arranged so as to overlap without using a special jig, etc., and the state is maintained by the jig etc. It can be held without being fixed, and the laminated core 1 can be formed easily and quickly. In addition, by forming the laminated core 1 without skinny, the protruding portion 3 of the steel plate 3
Since it is sufficient to form the parts a at the same position, the manufacturing cost of the steel plate 3 does not increase significantly.
そして、電気的特性としては以下に示す原理により、ス
キューした場合のものと同様の効果が得られ、回転子の
駆動に伴う異常トルク発生や振動。As for the electrical characteristics, based on the principle shown below, the same effect as in the case of skew can be obtained, and abnormal torque generation and vibration due to the drive of the rotor can be obtained.
騒音を極力抑制できるものとなる。This makes it possible to suppress noise as much as possible.
即ち、第3図に示すように、固定子側からギャップを介
して単位ブロック4A及び4Bに入り込む磁束Φカ及び
Φ3は流入経路が異なり、位相差α(電気角)が生ずる
。磁束Φ9及びΦ8によりスロット5内に収納された二
次導体6に誘起される電圧を夫々eA及びesとすると
、これも同様に位相差αb(生ずる。この位相差αは磁
束Φ4及びΦBの磁路の差に相当する距離2dにより生
ずるもので、具体的には、極対数pと積層鉄心1の外径
りにより表わされる極ピッチτにより、次式のように与
えられる。That is, as shown in FIG. 3, the magnetic fluxes Φ and Φ3 entering the unit blocks 4A and 4B from the stator side through the gap have different inflow paths, resulting in a phase difference α (electrical angle). If the voltages induced in the secondary conductor 6 housed in the slot 5 by the magnetic fluxes Φ9 and Φ8 are respectively eA and es, a phase difference αb is also generated. This is caused by a distance 2d corresponding to the difference in path, and specifically, it is given by the number of pole pairs p and the pole pitch τ expressed by the outer diameter of the laminated core 1 as shown in the following equation.
2dπ
α =
・・・(1〉
しp
一方、誘起電圧eA及びe8は夫々第4図に示すように
ベクトル量として表わされる二であり、実際に二次導体
6に発生する電圧eはこれらの和e−eA十e[lとし
て表わされる値である。磁束Φ6及びΦ8には高調波成
分が含まれ、これにより誘起電圧eA及びeRにも高調
波成分が生ずる。2dπ α = ... (1> Ship On the other hand, the induced voltages eA and e8 are each expressed as vector quantities as shown in Fig. 4, and the voltage e actually generated in the secondary conductor 6 is It is a value expressed as the sum e-eA+e[l. The magnetic fluxes Φ6 and Φ8 contain harmonic components, and thereby the induced voltages eA and eR also have harmonic components.
しかし、両者の間には位相差αがあるため、これらの合
成値となる誘起電圧eに含まれる高調波成分の度合いは
各次数に応じて異なる値となる。However, since there is a phase difference α between the two, the degree of the harmonic component included in the induced voltage e, which is the combined value of these, becomes a different value depending on each order.
このような誘起電圧eに含まれる高調波成分の度合いを
示すスキュー係数Ksnは次式によって与えられる。A skew coefficient Ksn indicating the degree of harmonic components included in such an induced voltage e is given by the following equation.
いま、単位ブロック4A、4mの厚さを同じ寸法とする
と、1eAf−!eslとなり、第4図に概念的にベク
トルで示すように、式(2)の分母の値・は線分OAの
2倍の長さ2rに等しくなる。Now, if we assume that the unit blocks 4A and 4m have the same thickness, 1eAf-! esl, and as conceptually shown as a vector in FIG. 4, the value of the denominator in equation (2) is equal to twice the length 2r of the line segment OA.
また、開式の分子にあるベクトル和の大きさは同図中線
分OBの長さqに等しくなる。そして、これらの値を式
(2)に対応して表わすと、次のように算出される。Further, the magnitude of the vector sum in the numerator of the open equation is equal to the length q of the line segment OB in the figure. When these values are expressed in accordance with equation (2), they are calculated as follows.
また、第0次高調波においては位相角αがn倍となるの
で、aをnff1.:Iき換えると、結局式(2)のス
キュー係数Ksnは、次式のように表わせる。Also, in the 0th harmonic, the phase angle α is n times larger, so a is set to nff1. :I In other words, the skew coefficient Ksn of equation (2) can be expressed as follows.
さて、一般に、異常トルク、振動或は騒音を発生しやす
い高調波は、固定子スロットによる溝高調波によるもの
であることは良く知られているところであるが、その高
調波の次数μ、は、次のように表わされる。Now, it is generally well known that harmonics that tend to generate abnormal torque, vibration, or noise are groove harmonics caused by stator slots, and the order μ of the harmonics is It is expressed as follows.
μ膠 = −± 1
・・・(5)
(但し、2は固定子スロット数とする)従って、上記式
(5)に示される次数における本発明の場合のスキニー
係数Ksnの値は、式(4)に基づいて次のように算出
される。即ち、まず、設定された距離dの範囲(A)に
対して、位相差αの範囲は、式(1)より、
πP KP
≦ α ≦
2+ρ χ+ρ
・・・(6)
この結果に基づいて式(4)に示されるスキュー係数K
snのうち、まず1次(n−1)の場合について求める
と、
(a)αの下限値で、
Ks、 = cos(号)
限値の夫々に対応して、
但し、士は順不同
ここで、分子分母の復号が同符号の場合は、Ksn=
COm =Q
・・・(9)
(b)、αの上限値で、
・・・wcos(是1
・・・(7b)
ここで、一般的な場合には、固定子のスロット数2が極
対数pに比べて大きいので(PJえばz−48、p−2
) 、第(7a)、 (7b)式の値は略1になる。μ glue = −± 1 (5) (However, 2 is the number of stator slots) Therefore, the value of the skinny coefficient Ksn in the case of the present invention at the order shown in the above formula (5) is given by the formula ( 4) is calculated as follows. That is, first, for the range (A) of the set distance d, the range of the phase difference α is calculated from equation (1) as follows: πP KP ≦ α ≦ 2+ρ χ+ρ (6) Based on this result, the range of phase difference α is calculated as follows: Skew coefficient K shown in (4)
First, let us find the first order (n-1) case of sn. , if the decoding of the numerator and denominator has the same sign, Ksn=
COm = Q ...(9) (b), with the upper limit of α, ...wcos (correct 1 ...(7b)) Here, in the general case, the number of slots in the stator is 2. Since it is larger than the logarithm p (for PJ, z-48, p-2
), the values of equations (7a) and (7b) are approximately 1.
一方、式(5)で示される88次の高調波によるスキュ
ー係数Kgnは、距fidの上限値及び下となって常に
ゼロとなる。また、異符号の場合は、上述同様、固定子
のスロット数2が極対数pに比べて大きい一般的な場合
を考えると、
Ksn # cos()=0
・・・(10)
となって、式(5)に示す回転子に悪影響を及ぼす第8
5次のスキュー係数Ksnを略ゼロとすることができる
。従って、いずれの場合においても導体に誘起される電
圧のうち、回転子の回転力として有効に作用する1次の
成分に対してはスキュ−係数を略1にすることができ、
異常トルク、振動或は騒音の原因となる次数μsの高調
波成分の誘起電圧を極力低減させることができ、スキュ
ーを行った場合と同様の効果が得られるのである。On the other hand, the skew coefficient Kgn due to the 88th harmonic shown in equation (5) is always zero at the upper limit and below the distance fid. In addition, in the case of opposite signs, as described above, considering the general case where the number of stator slots 2 is larger than the number of pole pairs p, Ksn # cos () = 0 ... (10), The eighth factor that has a negative effect on the rotor shown in equation (5)
The fifth-order skew coefficient Ksn can be set to approximately zero. Therefore, in any case, the skew coefficient can be set to approximately 1 for the first-order component of the voltage induced in the conductor, which effectively acts as the rotational force of the rotor.
The induced voltage of the μs-order harmonic component, which causes abnormal torque, vibration, or noise, can be reduced as much as possible, and the same effect as when skewing is achieved can be obtained.
尚、このようにして導出されるスキュー係数を柾々の条
件に応じて算出した結果を第5図に示す。Incidentally, FIG. 5 shows the results of calculating the skew coefficients derived in this way according to certain conditions.
この場合、従来のスキューを行った場合の係数値を併記
しており、そのスキニー係数Kn s’ は次式で与え
られている。In this case, the coefficient values obtained when conventional skewing is performed are also shown, and the skinny coefficient Kns' is given by the following equation.
この結果からもわかるように、従来のスキューを行った
場合には、距離dの値が式(A)の範囲においても殆ど
0.6以上の大きな値となるのに対し、本発明のものは
0.1以下或はその近傍の値となり、十分大きなスキニ
ー効果が得られている。As can be seen from this result, when conventional skewing is performed, the value of distance d becomes a large value of 0.6 or more even in the range of formula (A), whereas in the case of the present invention, The value is less than or near 0.1, and a sufficiently large skinny effect is obtained.
また、上述の鋼板3を用いる際に、打抜部2により形成
されるスロット5間の間隔寸法が外周部で狭くなってい
る場合(第1図参照)には、その間隔寸法Sをスロット
間の幅kに略等しくなるように形成することにより、肩
の部分3bにより磁束がそこで集中して磁束密度が大き
くなることがなくなる。これにより、鋼板3のスロット
形成部分に前述のような加工を行った場合でも、それに
よって磁束密度の大きいところを生じさせることはない
。In addition, when using the above-mentioned steel plate 3, if the distance between the slots 5 formed by the punched parts 2 is narrow at the outer periphery (see Fig. 1), the distance S between the slots should be By forming the shoulder portion 3b so that it is approximately equal to the width k, the magnetic flux is prevented from being concentrated at the shoulder portion 3b and the magnetic flux density becomes large. As a result, even if the slot-forming portion of the steel plate 3 is processed as described above, no area with high magnetic flux density will be created.
(実施例)
以下、本発明をモータに適用した場合の第1の実施例に
ついて第6図乃至第10図を参照しながら説明する。(Embodiment) Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a motor will be described with reference to FIGS. 6 to 10.
まず、全体構成を断面で示す第9図において、固定子1
1は、固定子鉄心12と図示しないスロットに収納され
た固定予巻1113からなるもので、固定子鉄心12は
、スロット部分が打抜き形成された鋼板14をスキュー
しないで積層することにより形成されている。First, in FIG. 9 showing the overall configuration in cross section, the stator 1
1 consists of a stator core 12 and a fixed pre-winding 1113 housed in a slot (not shown). The stator core 12 is formed by stacking steel plates 14 with punched slot portions without skewing. There is.
かご形回転子15は、図示しない軸受に支持された回転
軸16とこの回転軸16に嵌着された積層鉄心17から
なり、その積層鉄心17にはスロット18が外周部に沿
って多数形成されている。The squirrel-cage rotor 15 consists of a rotating shaft 16 supported by a bearing (not shown) and a laminated core 17 fitted onto the rotating shaft 16. The laminated core 17 has a number of slots 18 formed along its outer periphery. ing.
積層鉄心17のスロット18には、二次導体19が圧入
されると共にそれらの端部を連結するように固定された
エンドリング20が設けられてかご形導体21が構成さ
れている。A secondary conductor 19 is press-fitted into the slot 18 of the laminated core 17, and an end ring 20 is fixed to connect the ends of the secondary conductor 19 to form a squirrel-cage conductor 21.
次に、かご形回転子15について詳細に述べる。Next, the squirrel cage rotor 15 will be described in detail.
積層鉄心17を構成する鋼板22は、けい素鋼板。The steel plate 22 constituting the laminated core 17 is a silicon steel plate.
冷間圧延鋼板或はアモルファス磁性材等の磁性板からな
り、外径寸法をDとする円盤状のもので、第6図に示す
ように外周部に所定間隔を存してスロット18形成用の
打抜部23が多数形成されている。この打抜部23は、
主部23aとスキュー効果を発生させるためのブリッジ
部23bとが次の関係で配置形成されている。即ち、ブ
リッジ部23bの位置は、主部23gの中心!!1gに
対して所定の距離dだけ一方側にずれるように配置され
ている。そして、その距Mdは、前述した式(A)に示
す条件を満たす値として、次のように設定されている。It is made of a magnetic plate such as a cold-rolled steel plate or an amorphous magnetic material, and has a disk shape with an outer diameter of D. As shown in FIG. A large number of punched portions 23 are formed. This punching part 23 is
The main portion 23a and the bridge portion 23b for generating a skew effect are arranged in the following relationship. That is, the position of the bridge portion 23b is at the center of the main portion 23g! ! It is arranged to be shifted to one side by a predetermined distance d with respect to 1g. The distance Md is set as follows, as a value that satisfies the condition shown in equation (A) above.
z
また、鋼板22の内周側には、第7図にも拡大して示す
ように、円形の孔部24aとその縁部に設けられた切起
し部24bにより突出部24が形成されている。この切
起し部24bは、第8図に示すように例えば4箇所に形
成されており、積層状態では第2図に示したように、互
いに位置決めするようになることにより、特殊な治具あ
るいは技術を要することがなく、簡単且つ迅速に積層し
て行くことができる。また、突出部24の形成位置は、
スキューを行わないので鋼板22に対してずれて行くこ
とがないため、同一のものを製作すれば良く、簡単な抜
き型で安価に製作できるものである。z Also, on the inner circumferential side of the steel plate 22, as shown in an enlarged view in FIG. There is. The cut and raised portions 24b are formed at, for example, four locations as shown in FIG. 8, and in the stacked state, as shown in FIG. It does not require any special skills and can be laminated easily and quickly. Moreover, the formation position of the protrusion 24 is as follows.
Since no skew is performed, there is no misalignment with respect to the steel plate 22, so it is sufficient to manufacture the same one, and it can be manufactured at low cost using a simple cutting die.
そして、このような鋼板22を同一位置で(つまりスキ
ニーしないで)所定枚数聞届して全体の厚さLの1/2
の厚みの単位ブロック25を形成し、この単位ブロック
25と、同様にして形成され打抜部23が裏返しに配置
された単位ブロック26とを打抜部23の主部23gが
重なるようにして組合わせた状態にして積層鉄心17を
構成している(第9図参照)。従って、積層鉄心17の
スロット18を回転軸16の軸方向に見た場合、各スロ
ット18は、単位ブロック25と26との間でブリッジ
部23bの位置が距離2dだけずれた位置関係となる(
第3図参照)。Then, a predetermined number of such steel plates 22 are delivered at the same position (in other words, without being skinny) to obtain a thickness of 1/2 of the total thickness L.
A unit block 25 with a thickness of The laminated iron core 17 is configured by combining them (see FIG. 9). Therefore, when the slots 18 of the laminated core 17 are viewed in the axial direction of the rotating shaft 16, the positional relationship between each slot 18 is such that the position of the bridge portion 23b is shifted by a distance of 2d between the unit blocks 25 and 26 (
(See Figure 3).
このように形成されたかご形回転子15によれば、回転
状態において、以下に示すようなスキニー効果が得られ
る。According to the squirrel cage rotor 15 formed in this way, the following skinny effect can be obtained in the rotating state.
即ち、本実施例においては、前述した距離dを式(イ)
に示すように設定しているので、式(6)に相当する位
相差αの値は、
πp
α = □
・・・(ロ)
となる。従って、スキュー係数Ksnは、式(7a)、
(7b)及び式(8)に対応して次のような値が得られ
る。That is, in this embodiment, the distance d described above is expressed as
Since the settings are as shown in the following, the value of the phase difference α corresponding to equation (6) is πp α = □ (b). Therefore, the skew coefficient Ksn is expressed by the formula (7a),
The following values are obtained corresponding to (7b) and equation (8).
(a)1次の場合(n−1)
(b)μ3次の場合〔μ5−(z/p)±1〕いま、例
えばステータのスロット数2を36とし、極対数pを2
として計算すると第10図に示すようになる。この結果
、式(ハ)におけるスキュー係数Ksnの値は0.99
6であるから略1と見なせ、また、式(ニ)におけるス
キニー係数Ksnの値は17次、19次共に0.087
であるから略ゼロと見なせる。そこで、従来と本実施例
とのスキニー係数Ksn及びKsn’を比較すると、1
7次、19次で本実施例の場合が従来の13%から15
%に低下している。従って、高調波トルクが減少するの
で、異常トルクの発生は極力抑制されると共に、振動、
騒音の発生も低減されるのである。(a) First-order case (n-1) (b) μ Third-order case [μ5-(z/p)±1] For example, let us assume that the number of slots 2 in the stator is 36 and the number of pole pairs p is 2.
When calculated as shown in FIG. As a result, the value of the skew coefficient Ksn in equation (c) is 0.99
6, so it can be considered approximately 1, and the value of the skinny coefficient Ksn in equation (d) is 0.087 for both the 17th and 19th orders.
Therefore, it can be regarded as approximately zero. Therefore, when comparing the skinny coefficients Ksn and Ksn' between the conventional method and this embodiment, it is found that 1
For the 7th and 19th orders, the improvement in this example is from 13% to 15% in the conventional case.
%. Therefore, harmonic torque is reduced, so the occurrence of abnormal torque is suppressed as much as possible, and vibration and
Noise generation is also reduced.
第11図乃至第13図は本発明の第2の実施例を示して
おり、以下第1の実施例と異なる部分についてのみ説明
する。11 to 13 show a second embodiment of the present invention, and only the parts different from the first embodiment will be described below.
即ち、この第2の実施例においては、鋼板22に代えて
鋼板22′を用いて積層鉄心17′を形成しており、そ
の鋼板22′の形状を第12図に示す。鋼板22′に形
成された打抜部23′の形状は、打抜き部分として外周
側でブリッジ部23bとは反対側に位置する肩部23c
が残されたものとなっている。これにより、第11図に
示すような形状のスロット18′が形成される。この場
合に、スロット18′が形成される打抜部23′におい
て、隣り合う主部23a間の距離をkとすると、肩部2
3cがないときの外周側の最短距離Sに対して距離6′
の寸法は距離にと略同じになるように広げられている。That is, in this second embodiment, a laminated iron core 17' is formed using a steel plate 22' instead of the steel plate 22, and the shape of the steel plate 22' is shown in FIG. The shape of the punched part 23' formed in the steel plate 22' is a shoulder part 23c located on the outer peripheral side on the opposite side of the bridge part 23b as a punched part.
is what is left behind. As a result, a slot 18' having a shape as shown in FIG. 11 is formed. In this case, in the punched part 23' in which the slot 18' is formed, if the distance between the adjacent main parts 23a is k, then the shoulder part 2
Distance 6' with respect to the shortest distance S on the outer circumferential side when 3c is not available
The dimensions of are expanded to be approximately equal to the distance.
上記構成によれば、積層鉄心17′に入込む磁束Φは、
¥413図に示すように、スロット18′間で局部的に
集中する部分がなくなり、略均−な磁束密度を保持でき
るようになる。According to the above configuration, the magnetic flux Φ entering the laminated iron core 17' is
As shown in the figure, there is no locally concentrated portion between the slots 18', and a substantially uniform magnetic flux density can be maintained.
換言すれば、肩部23cが設けられていない場合には、
設計上の都合によっては、上述の最短距離Sがスロット
間の距離によりも短くなるため、この部分で磁束Φの密
度が大きくなり、第1図に示しているような積層鉄心1
7がその部分で過熱状態となったり、或は特性が劣化し
たりする等の不具合が生じてしまうのである。そして、
従来ではこれを防止するために、本来必要な磁束密度を
得るためには、スロット間をさらに広くしたり或は積層
鉄心17を大形化したりしていたが、本実施例の積層鉄
心17′のように肩部23cを設けて磁束Φの集中を避
けることにより上述の不具合を防止することができ、第
1の実施例の効果に加えて、積層鉄心17′の小形、軽
量化が図れるものである。In other words, if the shoulder portion 23c is not provided,
Due to design considerations, the shortest distance S mentioned above is shorter than the distance between the slots, so the density of magnetic flux Φ increases in this part, resulting in a laminated core 1 as shown in Figure 1.
7 may become overheated in that part, or the characteristics may deteriorate. and,
Conventionally, in order to prevent this and obtain the originally required magnetic flux density, the gap between the slots was made wider or the laminated core 17 was made larger, but the laminated core 17' of this embodiment By providing the shoulder portion 23c to avoid concentration of magnetic flux Φ as shown in FIG. It is.
尚、上記各実施例においては、突出部を切起しにより形
成したが、これに限らず、鋼板を膨出加工することによ
り突出部を形成しても良い。In each of the above embodiments, the protrusions are formed by cutting and bending, but the present invention is not limited to this, and the protrusions may be formed by bulging a steel plate.
また、上記各実施例においては、二次導体を鋳込みによ
り形成する場合のものについて述べたが、これに限らず
、例えばアルミニウム、銅等の棒状導体を圧入すること
によりスロット内に収納する場合のものに適用しても良
い。Furthermore, in each of the above embodiments, the case where the secondary conductor is formed by casting has been described, but the invention is not limited to this. It can also be applied to things.
さらに、上記各実施例においては、スロット18を全閉
形のものとしたが、これに限らず、半閉形のものでもよ
いし、また、普通かご形量外として深溝かご形のスロッ
トを有するもの、或は第14図に示すような二重かご形
のスロット18′を有する積層鉄心17″を有するもの
に適用しても良いし、また、距離dの値は、式(イ)の
ように設定したが、これに限らず式(A)に示す範囲で
あれば良い。Further, in each of the above embodiments, the slot 18 is of a fully closed type, but the slot 18 is not limited to this, but may be of a semi-closed type, or a slot having a deep groove cage shape in addition to the normal cage shape. Alternatively, it may be applied to a laminated core 17'' having a double cage-shaped slot 18' as shown in FIG. However, the range is not limited to this and may be within the range shown in formula (A).
そして、上記各実施例においては、単位ブロック24及
び25の2個設けた場合について述べたが、これに限ら
ず、3個以上であっても良い等、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内で種々の変形が可能である。In each of the above embodiments, the case where two unit blocks 24 and 25 are provided is described, but the invention is not limited to this, and three or more unit blocks may be provided without departing from the gist of the present invention. Various modifications are possible.
[発明の効果]
請求項1記載のかご形回転子によれば、鋼板の打抜部を
、積層鉄心として構成したときのスロットのブリッジ部
或は開口部が主部の中心線から式(A)で示される範囲
の距離dに設定されるようにしたので、鋼板の積層時に
機械的なスキューを施すことなく、スキューを施したの
と同様の効果を得ることができる。これにより、回転子
は高調波−成分による異常トルクの発生を極力抑制でき
ると共に、振動、騒音の発生も極力抑制でき、また二次
導体を有効に利用できて効率を向上できる。[Effects of the Invention] According to the squirrel cage rotor according to claim 1, when the punched portion of the steel plate is configured as a laminated core, the bridge portion or opening of the slot is separated from the center line of the main portion by the formula (A). ) is set to the distance d in the range shown by ), it is possible to obtain the same effect as applying skew without applying mechanical skew when laminating the steel plates. As a result, the rotor can suppress as much as possible the generation of abnormal torque due to harmonic components, and also suppress the generation of vibration and noise as much as possible, and can effectively utilize the secondary conductor to improve efficiency.
この場合に、鋼板には突出部が形成されているので、積
層鉄心の形成時に特殊な治具或は技術を必要とすること
なく、簡単且つ迅速に積層できる。In this case, since the steel plates are formed with protrusions, the laminated cores can be laminated easily and quickly without requiring special jigs or techniques when forming the laminated core.
さらに、機械的なスキューを行なわないので、鋼板の突
出部の位置は一定になり、鋼板自体の製作も抜き型が簡
単且つ安価になるという優れた効果を奏する。Furthermore, since mechanical skewing is not performed, the position of the protruding portion of the steel plate remains constant, and the manufacturing of the steel plate itself has an excellent effect in that the cutting die is simple and inexpensive.
請求項2記載のかご形回転子によれば、鋼板の打抜部を
、スロット形成用の打抜部間の間隔が外周部まで略同−
寸法になるようにしたので、スロット間での局部的な磁
束の集中を避けることができ、これに基づき発生する異
常な温度上昇や回転子特性の悪化を防止できる。換言す
れば、磁束密度の低下を図るために大形化する必要がな
く、設計的に小型、軽量化が図れるという優れた効果を
奏するものである。According to the squirrel cage rotor according to the second aspect of the present invention, the punched portions of the steel plate are arranged so that the intervals between the punched portions for forming the slots are approximately the same up to the outer periphery.
Since the dimensions are made to be the same, local concentration of magnetic flux between the slots can be avoided, and abnormal temperature rise and deterioration of rotor characteristics that occur due to this can be prevented. In other words, there is no need to increase the size in order to reduce the magnetic flux density, and the design can be made smaller and lighter, which is an excellent effect.
第1図乃至第5図は本発明の詳細な説明するための原理
図で、第1図は積層鉄心の外観を一部を破断して示す斜
視図、第2図は突出部を拡大して示す断面図、第3図は
スロットに入り込む磁束の状態を示す説明図、第4図は
導体に誘起される起電力を示す説明図、第右図は種々の
計算例を示す図である。第6図乃至第10図は本発明の
第1の実施例を示すもので、第6図は鋼板の一部を拡大
して示す図、第7図は突出部を拡大して示す斜視図、第
8図は鋼板全体を示す図、第9図は全体構成の縦断側面
図、第10図はスキュー係数の=1算結果を示す図であ
る。第11図乃至第14図は本発明の第2の実施例を示
し、第11図は第1図相当図、第12図は第6図相当図
、第13図は磁束の状態を示す作用説明図、第14図は
第1及び第2の実施例の変形例を示す第12図相当図で
ある。
図面中、1,17.17’及び17′は積層鉄心、2.
23及び23′は打抜部、3,22及び22′は鋼板、
4^+4B及び24.25は単位ブロック、5.18.
18’及び18′はスロット、5a及び23aは主部、
5b及び23bはブリッジ部(或は開口部)、6及び1
9は二次導体、11は固定子、12は固定子鉄心、15
はがご形回転子、16は回転軸、2oはエンドリング、
21はかご形導体、23cは肩部である。Figures 1 to 5 are principle diagrams for explaining the present invention in detail. Figure 1 is a partially cutaway perspective view of the appearance of the laminated core, and Figure 2 is an enlarged view of the protrusion. 3 is an explanatory diagram showing the state of magnetic flux entering the slot, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the electromotive force induced in the conductor, and the right figure is a diagram showing various calculation examples. 6 to 10 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 6 is an enlarged view of a part of the steel plate, FIG. 7 is an enlarged perspective view of a protrusion, FIG. 8 is a diagram showing the entire steel plate, FIG. 9 is a vertical cross-sectional side view of the entire configuration, and FIG. 10 is a diagram showing the result of calculating the skew coefficient by 1. 11 to 14 show a second embodiment of the present invention, FIG. 11 is a diagram equivalent to FIG. 1, FIG. 12 is a diagram equivalent to FIG. 6, and FIG. 13 is an explanation of the operation showing the state of magnetic flux. 14 are views corresponding to FIG. 12 showing a modification of the first and second embodiments. In the drawing, 1, 17, 17' and 17' are laminated cores, 2.
23 and 23' are punched parts, 3, 22 and 22' are steel plates,
4^+4B and 24.25 are unit blocks, 5.18.
18' and 18' are slots, 5a and 23a are main parts,
5b and 23b are bridge parts (or openings), 6 and 1
9 is a secondary conductor, 11 is a stator, 12 is a stator core, 15
Ladder-shaped rotor, 16 is the rotating shaft, 2o is the end ring,
21 is a squirrel cage conductor, and 23c is a shoulder portion.
Claims (1)
抜部が形成された鋼板を所定枚数積層して積層鉄心を形
成してなるかご形回転子において、前記鋼板は、膨出若
しくは切起しにより形成された突出部を有すると共に、
その鋼板の前記打抜部は、その外周側のブリッジ部或は
開口部が前記導体が収納される主部の中心線に対して一
方側に下記条件を満たす距離dだけずれた位置となる非
対称形状に形成され、前記積層鉄心は、前記鋼板を前記
スロットの方向と位置とを一致させた状態で前記突出部
が重なるようにして複数枚積層された単位ブロックを複
数組合せると共に、各単位ブロック間においてはスロッ
トの方向が互いに異なると共に前記主部が重なるように
構成されていることを特徴とするかご形回転子。 πD/4(z+p)≦d≦πD/4(z+p)但し、D
:回転子直径 z:対応する固定子のスロット数 p:極対数 2、鋼板の打抜部は、スロット形成用の打抜き部間の間
隔がその鋼板の外周部まで略同一寸法になるようにして
非対称状態に形成されていることを特徴とする請求項1
記載のかご形回転子。[Scope of Claims] 1. In a squirrel cage rotor formed by laminating a predetermined number of steel plates having punched parts for forming slots for accommodating conductors on the outer periphery to form a laminated iron core, the steel plate has a protrusion formed by a bulge or an incision, and
The punched portion of the steel plate is asymmetrical in that the bridge portion or opening on the outer peripheral side is shifted to one side by a distance d that satisfies the following condition with respect to the center line of the main portion in which the conductor is housed. The laminated iron core is formed by combining a plurality of unit blocks in which a plurality of unit blocks are stacked so that the protrusions overlap with the steel plates aligned in the direction and position of the slot, and each unit block is formed into a shape. A squirrel cage rotor, characterized in that the directions of the slots are different between each other and the main parts overlap. πD/4(z+p)≦d≦πD/4(z+p) However, D
: Rotor diameter z: Number of slots in the corresponding stator p: Number of pole pairs 2. The punched parts of the steel plate are made so that the intervals between the punched parts for forming slots are approximately the same size up to the outer periphery of the steel plate. Claim 1 characterized in that it is formed in an asymmetrical state.
Squirrel cage rotor as described.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8572590A JP2854663B2 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Cage rotor |
| US07/634,574 US5182483A (en) | 1989-12-28 | 1990-12-27 | Squirrel-cage rotor with shaped-conductor harmonic reduction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8572590A JP2854663B2 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Cage rotor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03285542A true JPH03285542A (en) | 1991-12-16 |
| JP2854663B2 JP2854663B2 (en) | 1999-02-03 |
Family
ID=13866824
Family Applications (1)
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| JP8572590A Expired - Lifetime JP2854663B2 (en) | 1989-12-28 | 1990-03-30 | Cage rotor |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2854663B2 (en) |
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