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[국내논문] 유도전동기 회전자 금형주조 시 품질평가
Quality Evaluations of Induction Motor Rotors during Die Casting Process 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.19 no.10, 2018년, pp.115 - 120  

박상철 (거제대학교 조선해양공학과)

초록
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본 연구에서는 산업현장에서 널리 사용되고 있는 소형 유도전동기의 회전자를 생산공장에서 금형주조(die casting)로 제작 시 rotor core cast의 품질을 평가하기 위하여 주조해석 전용 프로그램을 사용하여 수치해석을 수행하였으며, 그 결과를 실험결과와 비교하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 유도전동기 회전자의 고압 금형주조 시 고속으로 사출된 알루미늄 용탕의 충진 양상을 시간 경과에 따라 평가한 결과, 용탕은 하부 end ring 부를 먼저 충진하고 수평으로 이동하여 상부 end ring, core slot 부분을 충진하여 최종적으로 core slot 부분에서 충진이 완료된다. 둘째, mould 내부에서의 용탕의 충진 양상을 보면 상부 end ring, core slot 부분보다 하부 end ring 부분에서 용탕의 유동에 의한 와류가 발생하여 결함 발생이 예측되었으며, 현장 실험결과 하부 end ring 부 단면에서 작고 큰 다수의 결함이 발견되었다. 셋째, 금형주조 작업으로 양호한 품질의 회전자를 제작하기 위해서는 cast 형상 변경이나 작업조건 등 추가적인 연구가 필요하며 이에 대해서는 추후에 보고할 예정이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study examined the cast quality of small-sized induction motor rotors during the die casting process. Numerical analyses with 3-dimensional half models were performed to investigate the filling patterns of aluminum molten metals into a mold after high-speed injections. The following were obtain...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 금형주조품의 품질에 대한 관심이 어느 때보다 높아지면서 현재 생산되고 있는 소형 유도전동기 회전자에 대하여 현재의 금형주조 작업조건에서 rotor end ring 부분의 품질을 해석적인 방법과 실험적인 방법을 사용하여 평가하였으며, 추후에 보고될 2차 연구결과에서는 본 연구결과를 바탕으로 회전자 die casting 작업시 건전한 cast 품질을 얻을 수 있는 대안을 제시하고자 하였다[2-4].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
회전기란 무엇인가? 회전기는 회전자의 회전운동을 통하여 전력을 발생시키거나 전력을 받아 기계동력을 발생시키는 장치이다. 이러한 회전기는 기계동력을 발생시키는 전동기(motor)와 전기에너지를 발생시키는 발전기(generator)로 나눌 수 있으며, 산업현장에서는 쉽게 기계동력을 얻을 수 있는 교류 유도전동기가 널리 사용되고 있다.
회전자의 특징은? 이러한 회전기는 기계동력을 발생시키는 전동기(motor)와 전기에너지를 발생시키는 발전기(generator)로 나눌 수 있으며, 산업현장에서는 쉽게 기계동력을 얻을 수 있는 교류 유도전동기가 널리 사용되고 있다. 회전자(rotor)는 전동기에서 회전축을 중심으로 회전하는 기기로서 용량 및 사용목적에 따라 그 종류가 다양하며, 고압의 금형주조(die casting)법으로 rotor core의 slot 부분을 용융 알루미늄으로 단시간에 충진시켜 제작된다[1].
생산성 향상에 어떤 cast 품질 문제가 발생하였는가? 특히 출력이 낮은 소형 유도전동기 회전자는 생산공장에서 side gate type의 die casting작업으로 제작되고 있는데 최근에 cast 품질에 문제가 발생하고 있다고 현장에서 보고되고 있다. 회전자 cast 부분에 주조작업에 의한 다수의 결함이 발생하면 전기적 효율이 감소하고 고속회전 시 unbalancing 문제로 인하여 소음이 발생하여 추가적인 보정작업이 요구되므로 생산성 향상에 걸림돌이 되고 있는 실정이다.
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