Abstract
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 obtained from numerical analyses and experimental results. First, molten metals started to fill the lower end ring, then moved horizontally to fill the core slot and upper end ring, and finally stopped to fill the rotor core slot. Second, circulation of molten metals occurred at the lower end ring, resulting considerable porosity at the section of lower end ring from the experimental results. Third, further work for obtaining sound quality of rotor core cast is required to develop a new shape of the rotor core cast or improve the die casting conditions.
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.