JPH11299144A - 高速回転機の回転子構造と溝の加工方法 - Google Patents

高速回転機の回転子構造と溝の加工方法

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JPH11299144A
JPH11299144A JP10108465A JP10846598A JPH11299144A JP H11299144 A JPH11299144 A JP H11299144A JP 10108465 A JP10108465 A JP 10108465A JP 10846598 A JP10846598 A JP 10846598A JP H11299144 A JPH11299144 A JP H11299144A
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JP
Japan
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groove
secondary conductor
conductor metal
speed rotating
rotating machine
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JP10108465A
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English (en)
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Tadanobu Toyama
忠信 當山
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/16Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
    • H02K17/168Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors having single-cage rotors

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Induction Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 従来の回転子では、(1)溶射や肉盛り溶接
による熱影響で心材や高導電性の二次導体金属の強度が
低下する、(2)溝の断面積に応じて溝の半径を調整す
るのに、例えばR1、R2、R3、・・・等の半径を有す
る数種類の工具を用意する必要がある、(3)心材と高
導電性の二次導体金属との接合強度が低い、などの問題
がある。 【解決手段】 磁性体軸21の溝部22に高導電性の二
次導体金属23を熱間静水圧処理(HIP)、爆着など
の手段で強固に接合させることにより、熱影響で心材や
高導電性の二次導体金属の強度が低下することがなく、
また前記溝の加工には、1種類の工具を用いて溝半径中
心位置を上、下に移動して溝断面積を調整することによ
り上記の課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に高速回転機
を用いたターボコンプレッサ、タービン発電機等に関
し、特に高速回転機の回転子構造と溝の加工方法の改良
に関する。
【0002】
【従来の技術】回転子全体が鋼塊で軸と一体的に加工さ
れているソリッドロータを用いた誘導機は二次抵抗値が
高いので始動トルクが大きく巻取機などに用いられてい
た。しかし、ソリッドロータは元来軸と一体加工されて
いるので、機械的強度が優れており高速機に適用できる
はずであるが、アルミ材や鋼材を使用したかご形ロータ
に比べると二次抵抗値が高いため、運転中の滑りが大き
く効率が悪くインバータモータなどには適用できない。
また二次損失が大きいため、運転中に温度が上昇しバラ
ンスが取り難いこともあり高速機への適用に対する課題
となっていた。そこで、本出願人は先願として出願中の
実願平1−113424号により、誘導機のソリッドロ
ータの円周面に、高導電率の金属を接着することにより
渦電流回路を形成するようにして上記の問題点を解決す
る考案を出願しており、その概要は以下の通りである。
高速回転誘導機の回転子の半体部分図を図4に、図4の
A−A断面を図5に示し、その構造を説明すると、磁性
体軸(心材)1の大径部1aに長手方向に半径Rの溝2
が切削により複数個設けられ、この溝2と大径部1aの
端部1bとに、高導電性の二次導体金属3、例えば銅が
溶射や肉盛り溶接などで接着され、機械加工により大径
部1aと、その表面のつら(面)一表面3a及び短絡部
3bが仕上げられる。溝部のこの構造により、磁性体軸
1の表面に生ずる渦電流は、主に高導電性の二次導体金
属3の部分を流れるので、二次抵抗が低いため効率が良
く温度上昇も低いという利点を有する。
【0003】また、別の従来技術として特開昭51−2
8605号公報には、『かご形巻線の製造法』と題する
技術が開示されている。この技術は、同公報の特許請求
の範囲に記載されているように、外表面に開口するスロ
ットを形成した回転子の外周に導電管をはめ込み、この
導電管の上からしごき加工を施すことによって上記導電
管を上記スロット内にめり込ませた後、外表面に上記回
転子鉄心の外径に合わせて切削加工を施すことにより、
端絡環と一体の導体バーを構成することを特徴とする、
かご形巻線の製造法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の本出
願人の先願である実願平1−113424号に開示され
た回転子では、(1)溶射や肉盛り溶接による熱影響を
受けて、心材や高導電性の二次導体金属の強度が低下す
る、(2)図6に示すように溝の半径を変更することに
より溝の断面積を変更するに際し、例えばR1、R2、R
3・・・等の種々の半径を有する数種類の工具を用意
し、同一の中心から同心円的に異なる半径で溝部を切削
していた、(3)心材1と高導電性の二次導体金属3と
の接合は接着であるので、高速回転による遠心力に対し
強度が懸念される、などの問題があった。
【0005】また、前記の特開昭51−28605号公
報に開示された技術では、図7に示すように、絞り治具
30により銅管の一端側を、回転子鉄心10の端絡環1
2のテーパ12aに沿った形状に絞り加工する。次に、
図8に示すように、支え台41の上に、 しごき治具42
を装着し、その上に銅管20を装着した回転子鉄心10
を、銅管絞り側12aを下にして配置して、更にしごき
治具42の上に回転子鉄心10および銅管20を包囲す
るように回転子支え治具43を配置すること、ならび
に、回転子支え治具43に装着された回転子鉄心10の
上部にプレス用治具44を使用して加圧すること、など
が記載されていて、特に大型の機構の場合、ある程度の
冷間加工施設を有する企業でないと加工できないという
問題が有り対策が要望されていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、磁性体軸の
溝に高導電性の二次導体金属を熱間静水圧処理(HI
P)あるいは爆着などの手段で強固に接合させ、前記溝
の加工は、半径が1種類の工具を用いて溝の中心の位置
を上、下に調整し溝断面積を変更する加工方法によって
上記の課題を解決した。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明による高速回転機の回転子
の半体部分図を図1に、図1のA−A断面を図2に、図
2の溝部分を図3に示す。図1と図2を参照すると、回
転子の磁性体軸21に高導電性の二次導体金属23、例
えば銅がHIP、爆着などにより磁性体軸21の大径部
21aの長手方向に等角度間隔に設けられた溝部22、
及び大径部21aの端部21bに強固に接合され、つら
(面)一表面を有する部分23aと短絡部23bが形成
される。しかし、従来とは異なり、図2に示すように溝
部22と隣の溝部22との間の大径部21aの外表面
に、厚さtが1mm以下の二次導体金属23で全面的に
覆われて高速回転の遠心力に対しても、二次導体金属2
3が円周方向に連続した接合する構成としたので一層強
固になる。短絡部23bへの二次導体金属23の被覆の
厚さtは、1mm以下と薄いので、この短絡部23bの
存在により、高導電性の二次導体金属23による磁気特
性の悪化を防止できる。
【0008】さらに、溝加工を行う場合には、溝部22
の断面積を調整する際に、図3に示すように半径Rの切
削工具(例えば、平面研削盤)を1種類だけ用い、図3
を参照すれば理解できるように、半径Rの中心位置L
を、L1、L2、L3、・・・のように変化させれば、溝
部22の断面積を変更することができるので1種類の加
工具で溝加工を行い得る。
【0009】
【発明の効果】本発明の高速回転機の回転子構造は、上
記のように心材と二次導体金属の接合を、HIPまたは
爆着などで行うようにしたため、従来のような熱影響
で、心材や二次導体金属の強度低下を来すことなく、溝
内の二次導体金属と隣の溝内の二次導体金属とは円周方
向に連結されているので、益々強固な接合が得られる。
さらに、前記回転子の溝の断面積を調整する際には、所
定の半径の1種類の加工具を使用し、その加工具の中心
の位置を変更して溝加工を行うようにした加工方法とす
ると、溝加工の工具は1種類用意すれば良いという利点
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による高速回転機の回転子の半体部分図
である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図2に示す溝部の説明図である。
【図4】従来技術による高速回転誘導機の回転子の半体
部分図である。
【図5】図4のA−A断面図である。
【図6】図5に示す溝の加工方法を示す説明図である。
【図7】特開昭51−28605号公報による加工方法
の一部を示す側断面図である。
【図8】図7の加工方法に次いで行われる加工方法の一
部を示す側断面図である。
【符号の説明】
21:磁性体軸(心材) 21a:大径部 21b:軸方向の端部 22:溝部 23:二次導体金属 23b:短絡部 R:半径

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速回転機の磁性体軸(21)におい
    て、その大径部(21a)の円周面の軸方向に平行に複
    数本のほぼ半円弧状の溝部(22)を有し、当該溝部
    (22)と溝部(22)の間の短絡部(23b)を被覆
    する厚さが所定値以下となるように、上記大径部(21
    a)の円周面全体と、上記大径部(21a)の軸端部
    (21b)を高導電性の二次導体金属(23)で被覆す
    るようにしたことを特徴とする高速回転機の回転子構
    造。
  2. 【請求項2】 上記二次導体金属(23)をHIP、爆
    着などにより、磁性体軸(21)に強固に接合して被覆
    するようにしたことを特徴とする請求項1記載の高速回
    転機の回転子構造。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の高速回転
    機の磁性体軸(21)の大径部(21a)の溝部(2
    2)を加工する際、所定の半径(R)を有する加工具を
    使用し、この加工具の中心から上記磁性体軸(21)の
    中心までの距離を変更することにより、溝部(22)の
    断面積を調整することを可能としたことを特徴とする溝
    の加工方法。
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