WO1991007004A1 - Moteur a induction du type a induit externe - Google Patents

Moteur a induction du type a induit externe Download PDF

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K17/02Asynchronous induction motors
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0673Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the motor being of the inside-out type

Definitions

  • the present invention relates to an induction motor, and more particularly, to a rotor rotor type induction motor in which a rotor winding is arranged outside a stator winding.
  • Electric motors are widely used as power sources for industrial machines and transportation, but the rotating rotor of a hail motor is generally placed inside, and a fixed stator is placed outside this rotor. Therefore, in order to transmit the output of the motor to industrial machinery, many parts are used.
  • electric motors used for industrial machinery and transportation are installed under various temperature conditions, and the permanent magnets are located on the surface side of the motor, which is susceptible to the installed temperature conditions.
  • the strength of the magnetic force of the permanent magnet is also liable to change, and it may be difficult for the motor to output a predetermined drive torque, especially when the installed temperature condition is high.
  • An object of the present invention is to provide an electric motor which can be performed with a simple structure, at the same time reduces the adhesion of iron powder, etc., and does not impair the durability of the machine, and has less choice of temperature conditions for installation. It is.
  • an invention of the present application is directed to an induction motor in which a stator frame having a stator winding and a rotor frame having a rotor winding are rotatably supported.
  • a stator winding is mounted on the outer periphery of the boss portion via a yoke, and a rotary shaft is rotatably supported in a boss hole of the boss portion. Further, an outer end portion of the rotary shaft is provided.
  • Has the rotor frame held therein, and the rotor winding of the rotor frame is arranged on the outer peripheral side of the stator winding.
  • the outer periphery of the rotor can be used for transmitting power to the machine, and the structure of the power transmission path is made cylindrical.
  • this motor does not use permanent magnets and is not installed on the surface side of the motor, the driving torque is hardly affected by the installed temperature conditions, and the installed temperature conditions are rarely selected.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an autter rotor type induction motor
  • FIG. 2 is a perspective view of a rotor
  • FIG. 3 is a perspective view of a cage type rotor
  • FIG. And Fig. 5 shows an example of application of the rotor rotor type induction motor to a centrifugal pump.
  • FIG. 5 is a sectional view of a main part.
  • 1 is an outer rotor type induction motor
  • 2 is a stator
  • 3 is a rotor
  • the stator 2 has a stator frame 4 fixed to a structural part of a machine, and a boss portion 5 is formed integrally with the stator frame 4 in a cantilever shape.
  • a yoke 6 made of a number of steel plates is mounted in a stacked manner, and a stator winding 7 is installed on the yoke 6.
  • a bearing 11 is provided in a boss hole 8 formed inside the boss portion 5, and the rotating shaft 12 of the rotor 3 is rotatably supported by the bearing 11. .
  • the rotor 3 has a rotor frame 13 and a rotation shaft 12 formed of a steel plate in a container shape, and the rotation shaft 12 is located at the center of the rotor frame 13. It is fixed to.
  • a cage rotor 14 shown in a perspective view in FIG. 3 is fitted along the inner peripheral wall of the rotor frame 13.
  • the cage type rotor 14 is formed by connecting the ends of the end rings 15 installed at both ends with a number of conductors 16, and acts as a rotor winding, and is provided between the stator winding 7. Generates a rotational force.
  • the rotor 3 configured as described above connects the induction motor 1 with the rotation shaft 12 attached to the bearing 11 of the boss hole 8 formed in the boss portion 5 of the stator 2. Constitute.
  • the rotating shaft 12 is properly mounted on the bearing 11
  • the cage type rotor 14 which is a rotor winding is disposed so as to cover the outer peripheral side of the stator winding 7 installed on the outer periphery of the boss portion 5, when the power is turned on, The rotor 3 is driven to rotate about the boss hole 8 of the stator 2.
  • the induction motor 1 since the rotor 3 is positioned and rotated on the outer peripheral side, the outer periphery is used as it is as a component of a machine to be driven (corresponding to a rotating part in the present invention). Therefore, the structure of the power transmission path can be simplified.
  • the induction motor 1 does not use a permanent magnet and is not installed on the surface side, the driving torque of the motor is hardly affected by the installed temperature condition, and the temperature condition to be installed should be selected. Not much.
  • FIG. 4 An example of the use of the induction motor 1 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the aforementioned rotor-type induction motor 1 is used as a drive motor for the centrifugal pump 20.
  • 21 is a spiral casing
  • 22 is an impeller
  • the liquid sucked into the spiral casing 21 from the suction pipe 23 is accelerated by the rotation of the impeller 22 (arrow in the figure) and discharged. It is discharged from pipe 24.
  • the drive motor 25 of the impeller 22 of the centrifugal pump 20 is configured to extend between the spiral casing 21 and the impeller 22. That is, the center of rotation 0— ⁇ of the impeller 2 2 of the spiral casing 2 1
  • a stator 2 such as the stator frame 4 of the rotor rotor type induction motor 1 is attached to the rotor, and a recess 26 is formed on the rotation center 0-0 of the impeller 22.
  • the rotor frame 13 is inserted and fixed.
  • the impeller 22 is driven to rotate about the boss portion 5 of the stator frame 4 by the rotating shaft 12, and acts as a centrifugal pump 20.
  • the rotor 3 is integrally formed with the impeller 22, the rotor frame 13 as described above is omitted, and a rotating part, that is, a recess 26 formed in the impeller 22 itself is provided. If the cage type rotor 14 is directly mounted, the number of components can be further reduced.
  • the shape of the centrifugal pump which has conventionally largely protruded to the rear side of the impeller 22, can be made slim.
  • the rotating shaft of the impeller 22 is short, and the number of drive system components can be reduced, and the structure can be simplified.
  • the rotor 3 formed on the impeller 22 does not use permanent magnets, so that the impeller Iron powder does not adhere to the car 22 and rotating parts, and the possibility of damage to the centrifugal pump 20 is also suppressed.
  • the above-described example of the use of the rotor-type induction motor 1 is for a centrifugal pump 20. It can also be used for applications.
  • the wheel / rim may be used as a rotor frame for mounting, and in the case of a rolling roller or a hoisting machine, the rolling roller itself or the hoisting drum itself may be mounted as a rotor frame. Good.
  • the power transmission mechanism can be simplified for the same purpose, and the durability of the machine can be maintained.

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Description

明 細 書
発明の名称 ァウタロータ型誘導電動機
産業上の利用分野
本願の発明は、 誘導電動機に関し、 特に回転子巻線を固定子巻線 の外側に配置したァゥタロータ型の誘導電動機に関する。
従来の技術
産業機械や交通機関等の動力源として、 電動機は広く用いられて いるが、 一般に雹動機の回転する回転子は内側に配置され、 この回 転子の外側には固定された固定子が配置されているので、 電動機の 出力を産業機械等に伝達するには、 多くの点数の部品を介在させて いる。
本願発明が解決しようとする課題
近時、 回転子の内側に固定子を配置して、 電動機の機械への出力 の伝達経路を簡素化するものも存在するが、 このものは永久磁石を 用いた電動機であるので、 産業機械や交通機関等に用いた場合、 電 動機の表面等に鉄粉等を付着し易く、 電動機からの機械への動力伝 達経路上に鉄粉が付着することによって機械の耐久性を損なうおそ れがある。
また、 産業機械や交通機関等に用いられる電動機は種々の温度条 件の下に設置されるので、 設置された温度条件の影響を受けやすい 電動機の表面側に永久磁石が位置することによって、 その永久磁石 の磁力の強さも変化しやすく、 とくに設置される温度条件が高温で ある場合には電動機が所定の駆動トルクを出力することが困難とな ることもある。
本願の発明は、 このような背景に基づいてなされたもので、 産業 機械や交通機関等において、 電動機から機械への出力の伝達を簡素 な構造で行なうことができ、 同時に鉄粉等の付着を軽減することに よって機械の耐久性を損なわず、 また、 設置される温度条件を選ぶ ことの少ない電動機を提供することを 目的とするものである。
課題を解決するための手段および効果
この目的を達成するために、 本願の発明は、 固定子卷線を有する 固定子フレームに回転子巻線を有する回転子フレームを回転可能に 支持させた誘導電動機において、 前記固定子フレームにボス部を設 け、 このボス部の外周上にヨークを介して固定子卷線を装着すると ともに、 該ボス部のボス穴には回転軸を回転可能に支持させ、 さら にこの回転軸の外端部には前記回転子フレームを保持させ、 この回 転子フレームの有する回転子巻線を前記固定子巻線の外周側に配置 したものである。
回転子を固定子の外周側にはめ合わせて構成したので、 回転子の 外周を機械への出力伝達に利用することができ、 動力伝達経路の構 成が筒素化される。
そして、 この電動機の表面側に位置する回転子には永久磁石が設 置されないので、 電動機の外表面での磁力は小さく、 鉄粉が付着し にく くなるので、 機械の耐久性を損なうおそれもない。
また、 この電動機には永久磁石が用いられず、 電動機の表面側に 設置されないので、 設置される温度条件によリ駆動トルクが影響を 受けることも少なく、 設置される温度条件を選ぶことも少ない。 図面の簡単な説明
図面は、 本願の発明の一実施例に関し、 第 1図はァウタロータ型 誘導電動機の断面図、 第 2図は回転子の斜視図、 第 3図はかご型回 転子の斜視図、 第 4図および第 5図はァウタロータ型誘導電動機の 遠心ポンプへの利用例を示し、 第 4図は遠心ポンプの概要説明図、 第 5図は要部断面図である。
実施例
以下、 図面に示す一実施例により本願の発明を説明する。
1はァウタロータ型誘導電動機であって、 2は固定子、 3 は回転 子である。
固定子 2は、 機械の構造部分に固定される固定子フレーム 4を有 し、 この固定子フレーム 4にはボス部 5が一体で片持ち状に形成さ れている。
このボス部 5の外周面側には、 多数の鋼板からなるヨーク 6が積 層して装着され、 このヨーク 6には、 固定子卷線 7が設置されてい る。
そして、 このボス部 5の内側に形成されたボス穴 8内には軸受 1 1が設置されており、 この軸受 1 1によって、 回転子 3の回転軸 1 2が回動可能に支持されている。
回転子 3は、 第 2図に斜視図で示すように、 鋼板で容器状に形成 した回転子フレーム 1 3 と回転軸 1 2 とを有し、 回転軸 1 2は回転 子フレーム 1 3の中央に固定されている。
そして、 回転子フレーム 1 3の内側周壁に沿って、 第 3図に斜視 図で示すかご型回転子 1 4がはめ込まれている。
かご型回転子 1 4は、 両端に設置されたェンドリング 1 5の閒を 多数の導体 1 6で連結して構成したもので、 回転子卷線として作用 し、 前記固定子卷線 7 との間で回転力を発生するものである。
このように構成された回転子 3は、 前記固定子 2のボス部 5に形 成されたボス穴 8の軸受 1 1 に回転軸 1 2が装着されることによつ て、 誘導電動機 1 を構成する。
このようにして、 回転軸 1 2が軸受 1 1 に適切に装着された状態 においては、 回転子卷線であるかご型回転子 1 4は、 ボス部 5の外 周に設置された固定子卷線 7の外周側を覆うように配置されている ので、 電源を投入すると、 回転子 3は固定子 2のボス穴 8を中心に 回転駆動される。
そのため、 この誘導電動機 1においては、 外周側に回転子 3が位 置して回転するので、 この外周をそのまま駆動すべき機械の構成部 分 (本発明でいう回転部品に該当する) として利用することができ、 動力伝達経路の構造を簡素化することができる。
また、 この誘導電動機 1 の外周側に位置する回転子 3には、 永久 磁石を設置する必要がないので、 電動機の表面に鉄粉等を付着する おそれもなく、 機械の耐久性を損なうおそれもない。
さらに、 この誘導電動機 1には永久磁石が用いられず、 表面側に 設置されないので、 設置される温度条件によリ電動機の駆動トルク が影響を受けることも少なく、 設置される温度条件を選ぶことも少 ない。
次に、 この誘導電動機 1の利用の一例を第 4図および第 5図で説 明する。
この利用例は、 遠心ポンプ 2 0の駆動電動機として前記のァウタ ロータ型誘導電動機 1を用いたものである。
図において、 2 1は渦巻ケーシング、 2 2は羽根車であり、 吸込 管 2 3から渦巻ケーシング 2 1内に吸引された液体は、 羽根車 2 2 の回転 (図中矢印) によって加速され、 吐出管 2 4から排出される ようになつている。
ところで、 この遠心ポンプ 2 0の羽根車 2 2の駆動電動機 2 5は、 渦巻ケ一シング 2 1 と羽根車 2 2 との間に渡って構成されている。 すなわち、 渦巻ケ一シング 2 1 の羽根車 2 2 の回転中心 0—〇上 には、 前記ァウタロータ型誘導電動機 1の前記固定子フレーム 4等 の固定子 2を取り付け、 羽根車 2 2の回転中心 0— 0上には、 凹部 2 6を形成して、 この凹部 2 6内には、 前記回転子フレーム 1 3を 挿入固定したものである。
そのため、 前記固定子フレーム 4のボス部 5を中心と して回転軸 1 2によつて羽根車 2 2は回転駆動され、 遠心ポンプ 2 0としての 作用を行なう。
なお、 このように遠心ポンプ 2 0に前記ァウタロータ型誘導電動 機 1 を用いる場合、 図示しないが公知のシール構造を採用して電動 機の内部の水密性を確保してあることはいう までもない。
また、 羽根車 2 2に回転子 3を一体に構成するに際して、 前述の ような回転子フレーム 1 3を省略して、 回転部品である, 羽根車 2 2 自体に形成された凹部 2 6内に直接かご型回転子 1 4を装着して 構成すればさらに構成部品点数を低滅することができる。
このように、 ァウタロータ型誘導電動機 1を遠心ポンプ 2 0の駆 動電動機 2 5 として利用することによって、 従来羽根車 2 2の背部 側に大きく突出していた遠心ポンプの形状をスリムにすることがで き、 羽根車 2 2の回転軸が短く、 駆動系部品の点数を削滅し構造を 簡素化することができる。
さらに、 この遠心ポンプ 2 0で送る液体に鉄粉等の磁性材料が含 有されている場合には、 羽根車 2 2に形成された回転子 3に永久磁 石が用いられていないので、 羽根車 2 2や回転部分に鉄粉が付着す ることもなく遠心ポンプ 2 0の損傷のおそれも抑制される。
そのうえ、 この遠心ポンプ 2 0で送る液体が高温である場合にも、 高温の温度条件となる表面側に永久磁石を用いずに済むため、 磁力 の低下による駆動トルクの変化が少なく、 設置する温度条件を選ぶ ことが少ない。
以上説明したこのァウタロータ型誘導電動機 1の利用例は遠心ポ ンプ 2 0におけるものであるが、 このァウタロータ型誘導電動機 1 は、 かかる遠心ポンプの他、 電気自動車や圧延ローラあるいは巻き 上げ機等の種々の用途にも利用することができる。
すなわち、 電気自動車においては、 ホイール · リムを回転子フレ ームとして利用して装着すればよく、 圧延ローラあるいは巻き上げ 機の場合には、 圧延ローラ自体あるいは巻き上げドラム自体を回転 子フレームとして装着すればよい。
これらの場合においても、 同様の趣旨による動力伝達機構の簡素 化を図ることができ、 また機械の耐久性を維持することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
( 1 ) 固定子卷線を有する固定子フレームに回転子卷線を有する 回転子フレームを回転可能に支持させた誘導電動機において、 前記固定子フレームにボス部を設け、 このボス部の外周上にョー クを介して固定子巻線を装着するとともに、 該ボス部のボス穴には 回転軸を回転可能に支持させ、 さらにこの回転軸の外端部には前記 回転子フレームを保持させ、 この回転子フレームの有する回転子卷 線を前記固定子巻線の外周側に配置したこ とを特徴とするァウタ口 ータ型誘導電動機。
( 2 ) 請求の範囲 ( 1 ) 記載のァウタロータ型誘導電動機におい て、 前記回転子フレームを容器状に形成するとともに、 この回転子 フレームの中心に前記回転軸を固定し、 さらに前記回転子フレーム の内側周壁に沿ってかご型回転子をはめ込んで前記回転子卷線とし たことを特徴とするァウタロータ型誘導電動機。
( 3 ) 請求の範囲 ( 1 ) 記載のァウタロータ型誘導電動機におい て、 機械の回転部品に凹部を形成し、 この凹部内に回転子巻線を装 着し、 この回転部品を前記回転子フレームとしたことを特徴とする ァゥタロータ型誘導電動機。
PCT/JP1990/001435 1989-11-06 1990-11-05 Moteur a induction du type a induit externe Ceased WO1991007004A1 (fr)

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