(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、設備コストを低減し、回転電機の特性の悪化を防ぐ回転電機を提供することにある。【解決手段】回転電機は、固定子鉄心と、固定子鉄心の周方向に配置された固定子スロットと、固定子スロットに配置された固定子巻線とを有する固定子と、回転子鉄心と、前記回転子鉄心の周方向に配置された回転子スロットと、回転子スロットに配置された回転子バーと、回転子鉄心の外周側に配置し、回転子スロットと連なる回転子スリットを有する回転子とを備え、極数が、定めておいた極数範囲に含まれており、極数範囲内での極数の変化に対応した回転子スリットのパーミアンス比の変化量が、固定子スロットの開口部のスロットパーミアンス比より小さくなるように、固定子スロットの開口部における高さ、固定子スロットの開口部における幅、回転子スリットの幅を有し、固定子の断面形状が、極数範囲において略同一となる形状を有する。【選択図】  図１
2019146325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心と、前記固定子鉄心の周方向に配置された固定子スロットと、前記固定子スロットに配置された固定子巻線とを有する固定子と、
回転子鉄心と、前記回転子鉄心の周方向に配置された回転子スロットと、前記回転子スロットに配置された回転子バーと、
前記回転子鉄心の外周側に配置し、前記回転子スロットと連なる回転子スリットを有する回転子とを有する回転電機であって、
極数が、定めておいた極数範囲に含まれており、前記極数範囲内での極数の変化に対応した前記回転子スリットのパーミアンス比の変化量が、前記固定子スロットの開口部のスロットパーミアンス比より小さくなるように、前記固定子スロットの開口部における高さ、前記固定子スロットの開口部における幅、前記回転子スリットの幅を有し、前記固定子の断面形状が、前記極数範囲において略同一となる形状を有することを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記固定子と前記回転子とはギャップを隔てて径方向に対向し、
前記固定子は、円環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に突き出て周方向に複数配置されたティースを有する前記固定子鉄心と、
隣接する前記ティースの間に形成される前記固定子スロットと、前記固定子スロットに配置された前記固定子巻線とを有し、
前記ティースは、周方向に突き出した凸部を有し、
前記凸部の先端の径方向の高さをｈｓ、前記固定子スロットの開口部の周方向の幅をｗｓ、前記回転子スリットの周方向の幅をｗｒ、前記極数範囲において前記極数が最も小さい回転電機の前記ギャップの径方向距離をｇｍａｘ、前記極数が最も大きい回転電機の前記ギャップの径方向距離をｇｍｉｎとするとき、下記の式１０の関係を有することを特徴とする回転電機。
（ｇｍａｘ−ｇｍｉｎ）／ｈｓ  ＜  ｗｒ／ｗｓ  ＜  １  式１０
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記極数範囲において、最も小さい前記極数をＰｍｉｎ、最も大きい前記極数をＰｍａｘとするとき、下記の式１２の関係を有することを特徴とする回転電機。
ｗｒ＞（１−（Ｐｍｉｎ／Ｐｍａｘ）０．５）×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１２
【請求項４】
請求項１に記載の回転電機において、
前記極数範囲において、前記極数の減少に伴い前記回転子鉄心の外径を小さくしており、
前記回転子の断面形状が、前記極数範囲において略同一となる形状を有することを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項２に記載の回転電機において、
前記極数範囲において、最も小さい前記極数を６とするとき、下記の式１４の関係を有することを特徴とする回転電機。
ｗｒ＞０．２９３×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１４
【請求項６】
請求項２に記載の回転電機において、
前記極数範囲において、最も小さい前記極数を６とするとき、下記の式１５の関係を有することを特徴とする回転電機。
ｗｒ＞０．４５２×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１５
【請求項７】
請求項２に記載の回転電機において、
前記極数範囲において、最も小さい前記極数を４とするとき、下記の式１６の関係を有することを特徴とする回転電機。
ｗｒ＞０．１８４×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１６
【請求項８】
請求項２に記載の回転電機において、
前記極数範囲において、最も小さい前記極数を２とするとき、下記の式１７の関係を有することを特徴とする回転電機。
ｗｒ＞０．４２３×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１７
【請求項９】
請求項１に記載の回転電機において、
前記回転子スリットには、前記回転子バーと同じ材料が配置されたことを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項１に記載の回転電機は、負荷設備を駆動し、
前記負荷設備は、コンプレッサ、ドリル、ミル、ファンのいずれかであることを特徴とする回転電機システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の回転電機は、発電機であり、前記回転電機は、タービンの動力を電力に変換することを特徴とする回転電機システム。
【請求項１２】
固定子鉄心と、前記固定子鉄心の周方向に配置された固定子スロットと、前記固定子スロットに配置された固定子巻線とを有する固定子と、
回転子鉄心と、前記回転子鉄心の周方向に配置された回転子スロットと、前記回転子スロットに配置された回転子バーと、前記回転子鉄心の外周側に配置し、前記回転子スロットと連なる回転子スリットを有する回転子とを有する回転電機を、複数有する回転電機セットであって、
前記回転電機セットを構成する第１の回転電機の極数は、前記回転電機セットを構成する第２の回転電機の極数より少なく、前記第１の回転電機の前記固定子の断面形状と前記第２の回転電機の前記固定子の断面形状は略同一であり、前記第１の回転電機の前記回転子の外径は、前記第２の回転電機の前記回転子の外径より小さいことを特徴とした回転電機セット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関し、特に、コストを低減した回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の一例である誘導機に関する背景技術として、特許文献１が知られている。特許文献１は、主磁束の漏れを低減しつつ、高調波磁束の漏れを増加させることで、力率を向上しながら高効率な誘導機を提供するため、回転子スロットの外周側に回転子スリットを備えた回転子の形状に特徴を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７６１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、回転子スリットを備えた誘導機を提供する技術である。複数の回転電機に対して、極数毎に鉄心の断面形状を変更すると、極数に対応した鉄心の打ち抜き型が必要となり、設備コストの増加を招く。そのため、鉄心の断面形状を変更することなく、極数を変更することが望ましい。しかしながら、異なる極数で鉄心の断面形状を変更しないようにした場合は、誘導機の特性が大幅に悪化する。特許文献１では、異なる極数に対応して鉄心の断面形状を変えることなく、設備コストを低減し、回転電機の特性の悪化を防ぐことについては、配慮されていない。
【０００５】
本発明の目的は、設備コストを低減し、回転電機の特性の悪化を防ぐ回転電機および回転電機セットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の好ましい一例は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心の周方向に配置された固定子スロットと、前記固定子スロットに配置された固定子巻線とを有する固定子と、回転子鉄心と、前記回転子鉄心の周方向に配置された回転子スロットと、前記回転子スロットに配置された回転子バーと、前記回転子鉄心の外周側に配置し、前記回転子スロットと連なる回転子スリットを有する回転子とを有する回転電機であって、
極数が、定めておいた極数範囲に含まれており、前記極数範囲内での極数の変化に対応した前記回転子スリットのパーミアンス比の変化量が、前記固定子スロットの開口部のスロットパーミアンス比より小さくなるように、前記固定子スロットの開口部における高さ、前記固定子スロットの開口部における幅、前記回転子スリットの幅を有し、前記固定子の断面形状が、前記極数範囲において略同一となる形状を有する回転電機である。
【０００７】
また、本発明の好ましい他の例は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心の周方向に配置された固定子スロットと、前記固定子スロットに配置された固定子巻線とを有する固定子と、回転子鉄心と、前記回転子鉄心の周方向に配置された回転子スロットと、前記回転子スロットに配置された回転子バーと、前記回転子鉄心の外周側に配置し、前記回転子スロットと連なる回転子スリットを有する回転子とを有する回転電機を、複数有する回転電機セットであって、
前記回転電機セットを構成する第１の回転電機の極数は、前記回転電機セットを構成する第２の回転電機の極数より少なく、前記第１の回転電機の前記固定子鉄心の断面形状と前記第２の回転電機の前記固定子鉄心の断面形状は略同一であり、前記第１の回転電機の前記回転子鉄心の外径は、前記第２の回転電機の前記回転子鉄心の外径より小さい回転電機セットである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、設備コストを低減し、回転電機の特性の悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の誘導電動機の部分断面図である。
【図２】実施例１の製造装置の斜視図である。
【図３】実施例１における回転電機の力率を示す図である。
【図４】実施例１における回転電機の最大出力を示す図である。
【図５】実施例２の誘導電動機の部分断面図である。
【図６】実施例１の変形例である製造装置の斜視図である。
【図７】実施例３の回転電機システムの構成図である。
【図８】実施例３の発電機システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１１】
回転電機の一例である誘導電動機を用いて実施例１を説明する。図１は、実施例１の誘導電動機の部分断面図である。図１の左図の点線部を拡大したものを部分図１５、部分図１６に示す。本実施例は、固定子１と回転子２とがギャップ３を隔てて径方向に対向する回転電機である。固定子１は、円環状のコアバック４と、コアバック４から径方向に突き出すようにして周方向に複数設けられたティース５を有する固定子鉄心６と、固定子鉄心６内径側の周方向に配置され、隣接するティース５の間に形成される固定子スロット７と、固定子スロット７に配置され、巻装された固定子巻線８を備える。ティース５は、径方向に突き出した先端部からさらに周方向に突き出した凸部９を周方向の両側に備える。回転子２は、回転子鉄心１１と、回転子鉄心１１に周方向に所定の間隔で配置された複数の回転子スロット１２に配置された回転子バー１３と、回転子スロット１２の外周側に連続して配置された回転子スリット１０を備える。実施例１では、固定子１や回転子２の断面形状は略同一である。ここで、断面形状とは、固定子１や回転子２のスロットなどの形状をいい、固定子の打ち抜き型を共通にして固定子を作成する場合に、固定子や回転子に形成される形状をいう。また、同じ型を使って打ち抜いてできる固定子１や回転子２は、型の経年変化などを考慮し、同一形状に限らず、略同じ形状の固定子１と呼ぶことにする。
【００１２】
図２は、実施例１の製造装置の斜視図である。図２は、本実施例において電磁鋼板２２を打ち抜くのに用いる金型２１と、打ち抜かれた固定子鉄心１１と、回転子鉄心６を示す図である。本実施例の金型２１は、回転子２の内径、回転子スロット１２、固定子１の内径、固定子スロット７、固定子１の外径を打ち抜く金型が一体の構造である。金型２１で打ち抜かれて形成された固定子鉄心１１と回転子鉄心６は、異なる極数の回転電機で共用できる。本実施例によって、これらの打ち抜き断面形状を、異なる複数の極数で略同一にできるため、極数が異なる場合でも金型は共用で利用できる。
【００１３】
したがって、従来技術では、例えば、６極と８極の場合のように極数毎に複数台の金型を用いる。それに比べて、本実施例では、金型を少なくできるので、金型のコストが低減され、金型の製造期間も短縮される。
【００１４】
図１に示す回転子鉄心１１の外径Ｄは、電磁鋼板を積み重ねて回転子２を組み立てた後に、機械加工することで変更する。部分図１５と部分図１６に示すように、適切なギャップ長ｇの大きさは、極数毎に異なる。部分図１５では、極数が小さい場合、つまり金型を共有する極数範囲のうち、最小極数の場合を示し、部分図１６は、極数範囲のうち極数が、最大極数の場合を示す。機械加工で回転子鉄心１１の外径Ｄを、変更してギャップ長ｇを、極数毎に適切な大きさにする。このとき、回転子スリット１０の高さｈｒが同時に変更されてしまう。
【００１５】
本実施例の回転電機は、回転子スリット１０の高さｈｒの変更によるモータ特性に及ぼす影響は小さい。したがって、本実施例の回転電機は、電磁鋼板の打ち抜き断面形状を、極数が異なる場合でも略同一にすることができ、極数が異なる場合でも金型は共用で利用できる。
【００１６】
回転子スリット１０の高さｈｒが変化すると、回転子スリット１０を周方向に通る磁束量が変化する。その結果、回転子バー１３に鎖交する磁束量が変化し、モータ特性である力率や最大出力に影響を及ぼす。本実施例の回転電機は、回転子スリット１０が備えられていない全閉回転子スロット構造の場合に対して、磁束が通りにくい非磁性体で構成される回転子スリット１０が備えられている。
【００１７】
そのために、回転子鉄心１１の外周を機械加工して回転子スリット１０の高さｈｒが変化した場合でも、回転子スリットを周方向に通る磁束の変化量は小さい。比透磁率をμｒとするとき、磁束の通り易さを表す回転子スリット１０のパーミアンス比Ｐｒは、次の式１で表される。
Ｐｒ＝μｒ×ｈｒ／ｗｒ  式１
ここで、ｗｒは、回転子スリット１０の幅である。回転子の回転子スリット１０が、径方向に平行な対向する面を有する場合には、回転子スリットの幅は一意に決まる。平行でない場合には、回転子スリットの幅ｗｒは、スリット幅の平均値とする。
実施例１の回転電機は、非磁性体または空気で構成される回転子スリット１０が備えられているため、比透磁率μｒは１程度である。それに対して、回転子スリット１０が備えられていない場合の比透磁率μｒは、本実施例の数倍〜数千倍となる。したがって、全閉回転子スロット構造の場合に対して、回転子スリット１０が備えられている本実施例の回転電機の場合は、回転子スリット１０高さｈｒの変化量に対してＰｒの変化量は小さくなり、回転子スリット１０の高さｈｒが適切な大きさから変更された場合でも、モータ特性に与える影響は小さい。
【００１８】
図１の部分図である１５や部分図である１６に示すように、極数が小さい場合は、極数が大きい場合よりも、適切なギャップ長ｇは大きい。言い換えると、回転子２の外径は、極数が小さい場合には、極数が大きい場合よりも、小さくなる。異なる複数の極数の中で、極数が最も小さい場合の適切なギャップ長をｇｍａｘ、極数が最も大きい場合をｇｍｉｎとするとき、回転子スリット１０高さの変化量Δｈｒは、次の式２で表される。
Δｈｒ＝ｇｍａｘ−ｇｍｉｎ  式２
【００１９】
回転子スリット１０の高さが、Δｈｒの変化をするときの回転子スリット１０のパーミアンス比の変化量ΔＰｒは、次の式３で表される。
ΔＰｒ＝（ｇｍａｘ−ｇｍｉｎ）／ｗｒ  式３
式３からわかるように、回転子スリット１０の幅ｗｒが小さい場合は、回転子スリット１０のパーミアンス比の変化量ΔＰｒは大きくなる。すなわち、回転子スリット１０の高さｈｒが最適な大きさから変更された場合でもモータ特性に与える影響を小さくする効果を十分に得るためには、回転子スリット１０の幅ｗｒを大きくする必要がある。
【００２０】
固定子スロット７の開口部における高さをｈｓ、幅をｗｓとするとき、固定子スロット７の開口部のスロットパーミアンス比Ｐｓは次の式４で表される。
Ｐｓ＝ｈｓ／ｗｓ  式４
【００２１】
固定子スロット７の開口部のスロットパーミアンス比Ｐｓは、モータ特性に及ぼす影響が十分に小さくなるように決定される。したがって、固定子スロット７の開口部のスロットパーミアンス比Ｐｓよりも、回転子スリット１０のパーミアンス比の変化量ΔＰｒを小さくすることで、回転子スリット１０の高さｈｒが適切な大きさから変更された場合においても、モータ特性に与える影響を小さくする効果を十分に得ることができる。
【００２２】
モータ特性に及ぼす影響を十分に小さくすることができる回転子スリット１０のパーミアンス比の変化量ΔＰｒは、次の式５で表される。
ΔＰｒ＜Ｐｓ  式５
式５に、式３と式４を代入すると、次の式６で表される。
（ｇｍａｘ−ｇｍｉｎ）／ｗｒ＜ｈｓ／ｗｓ  式６
式６からｗｒは次の式７で表される。
ｗｒ＞（ｇｍａｘ−ｇｍｉｎ）×ｗｓ／ｈｓ  式７
式７を満足する回転子スリット１０の幅ｗｒにすることで、回転子スリット１０の高さｈｒが適切な大きさから変更された場合でも、モータ特性に与える影響を十分に小さくすることができる。
【００２３】
回転子スリット１０の幅ｗｒが変化すると、固定子鉄心６と回転子鉄心１１が対向する(ギャップ長がｇである) 部位の表面積が変化する。その結果、固定子鉄心６と回転子鉄心１１の磁気吸引力が変化し、モータ特性である力率や最大出力に影響を及ぼす。固定子巻線８は固定子スロット７の内周側から組み込まれ、その作業性を向上させるため、固定子スロット７の開口部の幅ｗｓは、磁気的に適切な寸法よりも大きい値に決定される。
【００２４】
それに対して、回転子バー１３はアルミや銅のダイカスト又は軸方向の端部から納められるため、回転子スリット１０の幅ｗｒは作業性に影響を及ぼさない。したがって、回転子スリット１０の幅ｗｒは、固定子スロット７の開口部の幅ｗｓよりも小さく決定される。回転子スリット１０の幅ｗｒは、次の式８で表される。
ｗｒ＜ｗｓ  式８
式７と式８により、回転子スリット１０の幅ｗｒは、次の式９で表される。
（ｇｍａｘ−ｇｍｉｎ）×ｗｓ／ｈｓ  ＜  ｗｒ  ＜  ｗｓ  式９
式９を、ｗｓで割ることで無次元化すると、次の式１０で表される。
（ｇｍａｘ−ｇｍｉｎ）／ｈｓ  ＜  ｗｒ／ｗｓ  ＜  １  式１０
【００２５】
図３は、実施例１における回転電機の力率（縦軸で単位は、p.u）と極数（横軸）の関係を示す図である。３０で示す線は、本実施例の値を示し、３１で示す線は、比較例の値を示す。本実施例による回転電機は、６〜２０極において、電磁鋼板の打ち抜き断面形状を略同一にすることで金型を共用にしており、機械加工で回転子鉄心１１の外径Ｄを変更してギャップ長ｇを極数毎に適切な大きさにしている。
【００２６】
６極の場合のギャップ長をｇｍａｘ、２０極の場合をｇｍｉｎとするとき、式１０の（ｇｍａｘ−ｇｍｉｎ）／ｈｓは０．３０、ｗｒ／ｗｓは０．３９としている。したがって、式１０が成り立つ。
【００２７】
比較例３１による回転電機は、全閉回転子スロット構造の場合に、６〜１８極において、電磁鋼板の打ち抜き断面形状を略同一にするために、金型を共用にしており、機械加工で回転子鉄心１１の外径Ｄを変更してギャップ長ｇを極数毎に適切な大きさにしている。図３の力率は、打ち抜き断面形状を極数毎に異なるものにし、極数毎に金型を製造する方式による回転電機の力率を１としている。
【００２８】
本実施例３０による回転電機は、比較例３１による回転電機よりも力率が１に近い。すなわち、本実施例による回転電機は、金型を共用にすることによる力率への悪影響が、比較例による回転電機よりも小さい。したがって、本実施例の回転電機は、電磁鋼板の打ち抜き断面形状を、極数が異なる場合でも略同一にすることができ、極数が異なる場合でも金型は共用で利用できる。
【００２９】
図４は、実施例１における回転電機の最大出力（縦軸で単位は、p.u）と極数（横軸）との関係を示す図である。図４は、図３の回転電機の最大出力である。図４の最大出力は、打ち抜き断面形状を極数毎に異なるものにし、極数毎に金型を製造する方式による回転電機の最大出力を１としている。
【００３０】
本実施例４０による回転電機の最大出力は、比較例４１による回転電機の最大出力よりも最大出力が１に近い。すなわち、本実施例による回転電機は、金型を共用にすることによる最大出力への悪影響が、比較例による回転電機よりも小さい。したがって、本実施例の回転電機は、電磁鋼板の打ち抜き断面形状を、極数が異なる場合でも略同一にすることができ、極数が異なる場合でも金型は共用で利用できる。
【００３１】
特許文献１では、たとえば回転子スリット１０の外周側の幅をＳ２、内周側の幅をＷとするとき、Ｓ２／Ｗ≦０．３とするなど、単体の機種のみを考えて回転子スリット１０の寸法が決定されている。
【００３２】
それに対して、本実施例では、極数が異なる複数機種のギャップ長の差分を示す式２から、極数が異なるときのＰｒの変化が小さくなるように、回転子スリット１０の寸法ｗｒが、式７のように決定される。極数が異なる複数の機種の設計パラメータを考慮して回転子スリット１０の幅ｗｒを本実施例のように決定することで、異なる極数で鉄心の打ち抜き断面形状を略同一とした場合に生じる誘導機の特性の悪化を初めて抑制することができる。
【００３３】
一般に、適切なギャップ長は、極数の０．５乗に反比例する。したがって、極数が異なる複数の機種において、最も小さい極数をＰｍｉｎ、最も大きい極数をＰｍａｘとするとき、次の式１１の関係が得られる。
ｇｍｉｎ＝ｇｍａｘ×（Ｐｍｉｎ／Ｐｍａｘ）０．５  式１１
数１０に数１１を代入してｗｒについて解くと次の式１２で表される。
ｗｒ＞（１−（Ｐｍｉｎ／Ｐｍａｘ）０．５）×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１２
式１２において、Ｐｍｉｎが６極（ｇｍａｘは６極機のギャップ長）でＰｍａｘが８極の場合は次の式１３で表される。
ｗｒ＞０．１３４×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１３
したがって、式１３が成り立つ金型を製造して６極機を製作しておけば、その後に８極機を製作する必要が発生した際においても、この６極機を製作した金型を用いて電磁鋼板を打ち抜き８極機を製作すれば、金型の共有化により金型の製造コストが削減される。さらに、金型の共有化による８極機の特性の悪化も抑制される。
【００３４】
式１２において、Ｐｍｉｎが６極（ｇｍａｘは６極機のギャップ長）でＰｍａｘが１２極の場合は次の式１４で表される。
ｗｒ＞０．２９３×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１４
したがって、式１４が成り立つ金型を製造して６極機を製作しておけば、その後に８乃至１２極機を製作する必要が発生した際においても、この６極機を製作した金型を用いて電磁鋼板を打ち抜き８乃至１２極機を製作すれば、金型の共有化により金型の製造コストが削減される。さらに、金型の共有化による８乃至１２極機の特性の悪化も抑制される。
【００３５】
式１２において、Ｐｍｉｎが６極（ｇｍａｘは６極機のギャップ長）でＰｍａｘが２０極の場合は次の式１５で表される。
ｗｒ＞０．４５２×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１５
したがって、式１５が成り立つ金型を製造して６極機を製作しておけば、その後に８乃至２０極機を製作する必要が発生した際においても、この６極機を製作した金型を用いて電磁鋼板を打ち抜き８乃至２０極機を製作すれば、金型の共有化により金型の製造コストが削減される。さらに、金型の共有化による８乃至２０極機の特性の悪化も抑制される。
【００３６】
式１２において、Ｐｍｉｎが４極（ｇｍａｘは４極機のギャップ長）でＰｍａｘが６極の場合は、次の式１６で表される。
ｗｒ＞０．１８４×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１６
したがって、式１６が成り立つ金型を製造して４極機を製作しておけば、その後に６極機を製作する必要が発生した際においても、この４極機を製作した金型を用いて電磁鋼板を打ち抜き６極機を製作すれば、金型の共有化により金型の製造コストが削減される。さらに、金型の共有化による６極機の特性の悪化も抑制される。
【００３７】
式１２において、Ｐｍｉｎが２極（ｇｍａｘは２極機のギャップ長）でＰｍａｘが６極の場合は次の式１７で表される。
ｗｒ＞０．４２３×ｗｓ×ｇｍａｘ／ｈｓ  式１７
したがって、式１７が成り立つ金型を製造して２極機を製作しておけば、その後に４乃至６極機を製作する必要が発生した際においても、この２極機を製作した金型を用いて電磁鋼板を打ち抜き４乃至６極機を製作すれば、金型の共有化により金型の製造コストが削減される。さらに、金型の共有化による４乃至６極機の特性の悪化も抑制される。
【００３８】
実施例１の変形として、固定子鉄心６のみの断面形状を、極数が異なる複数の機種において略同一にする例を説明する。図６は、本実施例の製造装置の斜視図である。回転子鉄心１１の電磁鋼板を打ち抜く金型を、極数が異なる複数の機種において変えられるため、回転子鉄心１１の外周の加工をすることなく、極数が異なる複数の機種においてギャップ長を変化させることが可能となる。
【００３９】
このような製造方法によると、回転子鉄心１１の外周加工が不要となるため、作業性が向上する。また、回転子鉄心１１の打ち抜き断面形状を、極数が異なる複数の機種において変えられるため、固定子鉄心６の打ち抜き断面形状を異なる極数で略同一にしても、特性の調整をし易い。
【００４０】
図６では、固定子スロットを作成するために、電磁鋼板６１を、一度に打ち抜くことのできる金型６０を示している。固定子スロットを１スロット毎に打ち抜くノッチングの金型を利用してもよい。ノッチングの金型は、一度に打ち抜く金型よりも小さいため、金型の製造コストが削減されつつ製造期間が短縮される。
【実施例２】
【００４１】
実施例２では、実施例１と異なる部分として、回転子スリット１０の材質を回転子バー１３と同一にする。図５は、実施例２の誘導電動機の部分断面図である。回転子バー１３をダイカストで製造すると、回転子スリット１０にも回転子バー１３と同じ材料が配置される。本実施例の構成とすることで、回転子スリット１０に納められた材料を除去する必要がなく、作業性が向上する。
【００４２】
また、回転子スリット１０に導電性の材料が配置されるため、回転子バー１３の電流が低減されて、回転子バー１３に発生する二次銅損が低減される。回転子スリット１０に導電性の材料が配置されると、回転子スリット１０を周方向に漏れる磁束が低減されるため、定格運転時などの定常運転時及び、始動運転時などの過渡運転時の両方で、力率が向上する。力率が向上するため、固定子巻線８に流れる電流が低減されて、固定子巻線８に発生する一次銅損が低減される。一次銅損や二次銅損が低減されるため効率が向上する。
【実施例３】
【００４３】
実施例３は、実施例１乃至実施例２で記載した回転電機を用いて、回転電機１００で駆動する負荷設備１０２を有する回転電機システムおよび、回転電機１００を発電機として利用する回転電機システムについて説明する。
【００４４】
図７は、実施例３の回転電機システムの構成図である。また、図８は、実施例３の発電機システムの構成図である。本実施例は、負荷設備１０２として、コンプレッサ、ドリル、ミル、ファンのいずれかを設けた回転電機システムである。すなわち、回転電機システムとして、電源１０１から電力の供給を受ける回転電機１００は、コンプレッサを駆動するポンプシステム、回転電機１００で掘削用のドリル等を駆動する掘削システム、回転電機１００で切粉用のミル等を駆動する切粉システム、もしくは回転電機１００でファンを駆動するファンシステムを構築する。
【００４５】
また、タービン１０３の動力を電力に変換する回転電機１００で構成される発電機システムとする。これらの回転電機システムに用いる回転電機１００を実施例１乃至実施例３の回転電機１００とする。これにより、実施例１乃至実施例３の回転電機１００は、金型の製造コストが削減されているため、回転電機システムの低コスト化に寄与する。
【００４６】
以上、実施例について説明したが、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…固定子、２…回転子、３…ギャップ、４…コアバック、５…ティース、６…固定子鉄心、７…固定子スロット、８…固定子巻線、９…凸部、１０…回転子スリット、１１…回転子鉄心、１２…回転子スロット、１３…回転子バー、１００…回転電機、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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