感應電動機的籠形轉子及其製作方法
2023-05-27 00:38:26 3
專利名稱：感應電動機的籠形轉子及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種感應電動機的籠形轉子及其製作方法，更具體地說，是有關在2次側的轉子，使感應磁場在起動初期時主要在導體杆的外側形成並在正常狀態下受到整個導體杆的影響而能提高起動特性和正常狀態下特性的感應電動機籠形轉子及其製作方法的。
背景技術：
一般，電動機是把電能轉換為動能的機器，這樣的電動機可分為把電能轉換為旋轉運動的旋轉式電動機，把電能轉換為直線往復運動的往復式電動機等。
電動機作為動力源，家用產品中幾乎都配備。例如電冰箱、空調、洗衣機、電風扇、吸塵器等。
圖1是以往感應電動機的內部結構剖面圖，圖2是以往轉子的斜視圖，圖3是圖2的A-A′線剖面圖。如圖所示，以往感應電動機包括由在電機外殼或機架上安裝的定子1，插入在定子1的內部旋轉的籠形轉子2，在轉子2的中心部插入的旋轉軸3構成。
定子1由層疊薄矽鋼板形成的定子側鐵心11，在定子側鐵心11內側凸出形成的定子側齒12上卷線並根據電源導通而產生電磁力的線圈13構成。
籠形的轉子2包括由層疊單張矽鋼板形成的圓形棒狀轉子側鐵心21，在轉子側鐵心21的邊緣向上下方向貫通形成的多個通孔21b裡安裝的鋁材質導體杆22，在導體杆22的上下兩端部電路連接導體杆22們的環形短路環23。
以往的感應電動機，如果卷線的線圈13裡輪流導通電流，在線圈13產生感應磁場，由此轉子2在感應磁場的相互作用下旋轉，而且旋轉軸3也跟轉子2一起旋轉。
以往籠形轉子2的製作順序如下。首先，層疊薄矽鋼板，製作出有多個通孔21b的轉子鐵心21，然後把轉子鐵心21放在鋁拉模鑄造模具裡進行鋁拉模鑄造，並轉子鐵心21的通孔21b裡注入熔融的鋁，形成導體杆22，同時在轉子鐵心21的兩端部安裝跟導體杆22連接為一體的環形短路環23。
但是，如前所述的以往感應電動機的籠形轉子2，由於旋轉轉子2的感應磁場在起動初期多數在導體杆22的外側產生，主要受到外側的影響，而且在正常狀態下主要受到導體杆22整體的影響，但是在以往設計時並沒有適當地考慮到起動初期和正常狀態下的感應磁場，對提高起動初期效率和驅動效率的方面有限度。
發明內容
本發明是為了解決上述缺點而發明的，其目的在於，提供一種使導體杆內側和外側的電阻各自不同，起動初期時的效率和正常狀態下的效率全都提高的感應電動機籠形轉子及其製作方法的。
為了達到上述目的，本發明的感應電動機的籠形轉子，其特徵在於，包括由圓筒形的轉子鐵心；由在轉子鐵心邊緣上下方向的槽口內部外側形成的鋁質外側導體，和用電阻值比鋁低的低電阻金屬在槽口的內部內側形成的內側導體組成的導體杆；為了使導體杆們電路連接，而各自設置在轉子鐵心的上側和下側的短路環構成。
另外，本發明的感應電動機的籠形轉子製作方法，其特徵在於，包括由衝切及層疊薄鋼板，在其邊緣形成有上下方向貫通的多個槽口的轉子鐵心製作階段；在轉子鐵心的槽口內部內側設置用棒狀低電阻金屬製作的內側導體的階段；在槽口的內部外側形成鋁質外側導體，跟內側導體一起組成導體杆，同時為了使導體杆們電路連接而在轉子鐵心的上下兩側形成短路環的階段構成。
發明的效果如上所述，根據本發明的感應電動機的籠形轉子，導體杆由在起動時主要受到影響的外側用鋁材料製作外側導體，內側用電阻值比外側導體相對低的銅材質製作內側導體來構成，所以電動機在起動初期主要受到電阻相對高的導體杆外側導體影響並在正常狀態下主要受到導體杆整體的影響，由此起動初期時的特性和正常狀態下的特性全都提高。
圖1是以往感應電動機的內部結構剖面圖。
圖2是以往轉子的斜視圖。
圖3是圖2的A-A′線剖面圖。
圖4是部分切割本發明的感應電動機籠形轉子的斜視圖。
圖5是切割圖4的B-B′的剖面圖。
圖6是根據本發明的感應電動機籠形轉子製作順序橫剖面圖。
附圖主要部分符號的說明
101轉子鐵心102槽口103內側導體104外側導體105導體杆[bar] 106短路環具體實施方式
下面結合附圖和實施例具體說明根據本發明的感應電動機的籠形轉子及其製作方法。
另外，跟以往結構相同的結構，即定子1、旋轉軸3的圖示省略，且對他的說明引用圖1。
圖4是本發明的感應電動機的籠形轉子的部分切割斜視圖，圖5是圖4的B-B′切割剖面圖。如圖所示，本發明的感應電動機籠形轉子100層疊薄矽鋼板來構成圓筒形轉子鐵心101，且在轉子鐵心101的上下兩側邊緣隔著一定間距形成向上下方向貫通形成的多個槽口102。
而且，在槽口102的內部內側壓入電阻值比後述的鋁(Al)質外側導體104相對低的銅(Cu)質內側導體103，且在內側導體103的外側通過拉模鑄造注入鋁質外側導體104，跟內側導體103一起形成杆體，由此導體杆105成型。
另外，為了連接導體杆105上側和下側的端部，在轉子鐵心101的上下兩側形成鋁質的環形短路環106。
即，導體杆105，由於在起動初期時感應磁場主要受到導體杆105外側的影響，在正常狀態下主要受到內側的影響，所以把導體杆105的內側導體103用電阻值比鋁質外側導體104低的銅材質製作，使起動初期效率和正常狀態的效率全都提高。
這樣構成的轉子100的製作方法如圖6所示。
首先，如圖6a)所示，衝切及層疊薄矽鋼板，製作出在其邊緣向上下方向貫通的多個槽口102隔著一定距離形成的轉子鐵心101。
然後，如圖6b)所示，在轉子鐵心101的槽口102內部外側壓入電阻值比後述的鋁質外側導體104相對低的金屬棒狀銅質內側導體103。
接著，如圖6c)所示，在槽口102的內部外側形成鋁質外側導體104，跟內側導體103一起構成導體杆105，同時為了使導體杆105們電路連接，而在轉子鐵心101的上下兩側形成短路環106。由此，轉子100成型。
在起動時主要受影響的導體杆外側由鋁材質的外側導體構成，內側由電阻比外側導體相對低的銅材質內側導體構成。因此，電動機在起動初期主要受到電阻相對高的導體杆外側導體的影響，在正常狀態下主要受到導體杆整體的影響，所以起動初期效率和正常狀態的效率全都提高。
表1是本發明和現有技術有限要素法(FEM)解釋的對比表，表1附後如表1所示，以往的轉子採用只用鋁材料製作的導體杆，感應電動機的效率是82.49；本發明的轉子採用油銅材質的內側導體和鋁材質的外側導體構成的導體杆，感應電動機的效率是84.46。由此看出本發明的效率更高。
表1是本發明和現有技術有限要素法(FEM)解釋的對比表
權利要求
1.一種感應電動機的籠形轉子，其特徵在於包括由圓筒形的轉子鐵心；由在轉子鐵心邊緣上下方向的槽口內部外側形成的鋁質外側導體，和用電阻值比鋁低的低電阻金屬在槽口的內部內側形成的內側導體組成的導體杆；為了使導體杆們電路連接而各自設置在轉子鐵心的上側和下側的短路環構成。
2.根據權利要求1所述的感應電動機的籠形轉子，其特徵在於低電阻金屬是銅材質的棒狀。
3.一種感應電動機的籠形轉子製作方法，其特徵在於包括由衝切及層疊薄鋼板，在其邊緣形成有上下方向貫通的多個槽口的轉子鐵心製作階段；在轉子鐵心的槽口內部內側設置用棒狀低電阻金屬製作的內側導體的階段；在槽口的內部外側形成鋁質外側導體，跟內側導體一起組成導體杆，同時為了使導體杆們電路連接而在轉子鐵心的上下兩側形成短路環的階段構成。
4.根據權利要求3所述的感應電動機的籠形轉子，其特徵在於內側導體是銅質棒，壓入槽口的內側。
全文摘要
本發明是有關感應電動機的籠形轉子及其製作方法的。本發明的感應電動機的籠形轉子包括由圓筒形的轉子鐵心；由在轉子鐵心邊緣上下方向的槽口內部外側形成的鋁材質外側導體和用電阻值相對比鋁低的低電阻金屬在槽口的內部內側形成的內側導體來組成的導體杆；為了使導體杆們電路連接而各自設置在轉子鐵心的上側和下側的短路環構成。因此，電動機在起動初期主要受到電阻相對高的導體杆外側導體的影響，在正常狀態下主要受到導體杆整體的影響，所以起動初期效率和正常狀態的效率全都提高。
文檔編號H02K17/16GK1780116SQ20041007281
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月19日 優先權日2004年11月19日
發明者河政茂 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司