JPH033459B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は誘導電動機の回転子に係り、特にイン
バータ出力のような歪波電源で駆動さる誘導電動
機に好適な回転子に関する。

〔従来の技術〕

一般に誘導電動機の回転子は、巻線形，かご
形，塊状形の３種類に大別され、この内、かご形
回転子が堅牢で安価なうえ、電気特性も良好であ
るということからも最も広く用いられている。し
かし、このかご形回転子には電磁振動騒音が大き
いという欠点がある。これは第１図で示すように
固定子１のスロツトとこのスロツト内に巻装され
た１次巻線２の配列によつて生ずる空間高調波磁
束が、エアギヤツプ３を介して回転子４に入射
し、回転子外周部に設けられるスロツト内の回転
子導体５に高調波電流が誘導され、これによつて
できる及用高調波磁束や回転子スロツトによる高
調波磁束が固定子側に高調波電磁力として働くか
らである。この電磁力を抑制する手段として、従
来は電磁振動騒音に最も影響を及ぼす空間高調波
磁束を打消すように、回転子導体をスキユーして
いた。しかし、近年誘導電動機はインバータ等の
可変周波電源により速度が制御されるようになつ
た。インバータ電源は通常半導体回路で構成され
るから、出力される電圧或は電流が非正弦波とな
る。このためその出力を利用する誘導電動機の磁
束には正弦波電源よりさらに多くの高調波が生
じ、従来行なわれていた回転子導体のスキユーだ
けでは特定の高調波しか打消せないので、数多く
の高レベルの高調波磁束が残るため電磁振動騒音
が増大することになる。

一方、塊状形回転子では回転子外周にスロツト
を有しないことから、スロツトによる高調波磁束
の発生が無く、回転子全体が磁束を通す鉄心と電
流を流す導体を兼ねており、回転子の全表面が電
流通路となるから、固定子からの高調波磁束を打
消すように高調波電流が流れる。実際にインバー
タ電源で駆動しても、電磁振動騒音が非常に低い
ことを試験により確認している。しかし、塊状形
回転子は電気特性がかご形回転子に比べて劣ると
いう欠点がある。それは塊状形回転子が単一材料
よりなるため、鉄心の径方向の周方向の透磁率が
同一であり、磁束が径方向に深く侵透せず、最短
距離を通るよう回転子表面周方向に流れるためで
ある。これにより磁束と鎖交する鉄心導体断面積
は狭くなつて電流密度が高くなり、その部分の抵
抗損により熱が発生して、実効抵抗が増加し、回
転子電流の減少から出力が低下することになるの
である。

このようなことから、かご形と塊状形回転子の
長所だけを取り入れた第２図のような回転子が提
案されている。これは磁束だけを通す内胴６と、
トンクを発生する有効部分である外皮７から構成
された回転子である。

内胴６は薄い磁性鉄板を軸方向に積層しただけ
であるが、このものでは外皮７に特徴がある。外
皮７は直径0.5mm程度の鉄等からなる磁性細素線
８を略径方向に回転子全周にわたつて多数本配置
させ、当該磁性細素線８のすき間にアルミニウム
等の良導電材９を流し込んで円筒状に成形する。
これにより回転子に入射する磁束は磁性細素線８
に導かれて奥深く内胴６まで侵入できるので、磁
束が鎖交する導電材９の断面積は広くなり、かご
形回転子に近い電気特性を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしこの種回転子は、製作上次のような問題
がある。それは磁性細素線８が多数本配置された
間の狭い部分に溶解した良導電材９を流し込むた
め、いたるところに「す」ができ易いということ
である。そのために導電部の電気抵抗が増加して
電気特性が悪化する欠点があつた。さらに外皮表
面に導体が露出しているために、固定子の巻線起
磁力やスロツトリツプル等の磁束による高調波の
うず電流損矢が大きく、効率が悪化する欠点があ
つた。

本発明の目的は、導体部に「す」ができること
がなく、すなわち従来のように電気抵抗が増大す
ることなくかつ外皮表面にうず電流損失が生じな
いこの種誘導電動機の回転子を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明は、円筒状有
効部分、例えば前記外皮を、径方向に延びる多数
の磁性細素線と、軸方向に延びる多数の良導電性
細素線と、これらの各細素線を一体に結合する結
合材とより構成したことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

上記構成を採用することにより、回転子の外皮
に形成されがちな「す」による導電部の電気抵抗
の増加を抑えることができるものである。

すなわち、抵抗になる恐れのある導電部とは別
に、軸方向に延びる多数の良導電性細素線が設け
られるため、磁束によつて発生する誘導電流は、
当該良導電性細素線に流れるようになるものであ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。

第３図は本発明の一実施例に係る回転子の要部
破断斜視図で、図中７は外皮である。この外皮７
は径方向にのびる外径が0.5mm程度の鉄等で出来
た磁性細素線８と、軸方向にのびる外径0.5mm程
度の銅等で出来た良導電性細素線１０とを外皮全
周部にわたり多数本配置し、これらの両細素線
８，１０のすき間に合成樹脂等の結合材１１を注
入して一体に成形する。良導電性細素線１０の両
端には全周に渡つてこれらを電気的に短絡する短
絡環１２が取り付けられる。

ここで細素線８，１０は、第４図ａのように、
軸方向に良導電性細素線１０、径方向に磁性細素
線８となるよう格子状に組線され、該組線物は第
４図ｂのように外皮の厚さｈと長さＬで、良導電
性細素線１０の方向に何重にも折り曲げられて外
皮周方向に配置される。６は内胴で、薄い磁性鉄
板を軸方向に積層して成つている。外皮７と内胴
６は堅く嵌合され、さらに内胴６はその軸方向中
心で軸１３に固定されている。

このようにして成る本発明の回転子は、良導電
性細素線群が当該回転子表面に流れる誘導電流を
導くための導体として働くので、この種回転子の
外皮に形成されがちな「す」の影響が抑えられ、
ひいては電気抵抗の増大がなく、出力が低下する
ことが防止できる。

なお、ここで細素線８，１０の外径を0.5mm程
度と記したが、無理にこの外径にこだわることな
く、製作可能な範囲でさらに細素線化してもよい
ことはもちろんである。

また、外皮７の厚さｈはここではしいて指定し
なかつたが、これは定常時の電気特性が十分に得
られる範囲に選定すべきである。

次に、第４図に示す細素線８，１０の組線を形
成する場合、軸方向に延びる複数本の良導電性細
素線１０の素線配置を、第５図のように、径方向
上部、つまり回転子の外周側に対して下部、つま
り内周側の方が密になるようにするか、あるいは
上部イの細素線１０に真鍮を、下部ロの細素線１
０に銅線をといつたように、上層部に行くに従つ
て抵抗率の高い良導電性細素線１０を配列するこ
とにより、始動特性を向上することができる効果
がある。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように本発明によれば、円筒
状有効部分、すなわち導体となる部分に、「す」
ができることがなく、従来のように電気抵抗が増
大することなく、かつ外皮表面にうず電流損失が
生じないこの種誘導電動機の回転子を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の誘導電動機の回転子を示す概略
展開図、第２図は近時提案された誘導電動機の回
転子の要部破断斜視図、第３図は本発明の一実施
例に係る誘導電動機の回転子の要部破断斜視図、
第４図ａ，ｂは本発明に係る回転子で用いる細素
線組の一例を示す図およびその製作説明図、第５
図は本発明に係る回転子で用いる細素線組の他の
実施例を示す図である。 ６…内筒、７…外被、８…磁性細素線、１０…
良導電性細素線、１１…結合材、１２…短絡環。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性および導電性を有する円筒状有効部分
   と、この円筒状有効部分の内側に配され、磁性材
   からなる内胴と、前記円筒状有効部分と電気的に
   接続された両端短絡部分とを備えたものにおい
   て、前記円筒状有効部分を、径方向に延びる多数
   の磁性細素線と、軸方向に延びる多数の良導電性
   細素線と、これらの各細素線を一体に結合する結
   合材とより構成したことを特徴とする誘導電動機
   の回転子。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記円筒状
   有効部分の軸方向の電気抵抗が、内周側より外周
   側で大きくなるように、前記多数の良導電性細素
   線を配列させたことを特徴とする誘導電動機の回
   転子。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記多数の
   良導電性細素線を、前記円筒状有効部分の内周側
   で密に、外周側で粗になるように配列したことを
   特徴とする誘導電動機の回転子。