Ротор электрической машины

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к электрическим машинам. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и повышение механической прочности ротора. Ротор электрической машины содержит вал 1, основные и дополнительные постоянные магниты (ПМ) 2 и 3, намагниченные тангенциально, полюсные секторы (ПС) 4 и 5 противоположных полярностей, одни из которых соединены между собой со стороны вала 1 ферромагнитными перемычками (ФМП) 12, выполненными с радиальными выступами (РВ) 11, направленными к периферии ротора в зоне каждого из ПС другой полярности. Последние выполнены из нескольких частей в зависимости от числа РВ), соединенных ФМП 2 со -стороны периферии ротора. с о. СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (д1) 1 Н 02 К 21/14

KF"?Y> l ")

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I3,, ииа0 ) и Л

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3737490/24-07 (22) 06.03,84 (46) 07,07.86. Бюл, У 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения (72) Е. К. Сычев и Б. Я. Гусев (53) 621.313.323(088.8) (56) Патент Франции М 1214249, кл. Н 02 К 1960.

Авторское свидетельство СССР

У 797006, кл. Н 02 К 21/14, 1979. (54) РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и повышение механической прочности ротора. Ротор электрической машины содержит вал 1, основные и дополнительные постоянные магниты (IIM) 2 и

3, намагниченные тангенциально, полюсные секторы (ПС) 4 и 5 противоположных полярностей, одни из которых соединены между собой со стороны вала 1 ферромагнитными перемычками (ФМП) 12, выполненными с радиальными выступами (PB) 11, направленными к периферии ротора в зоне каждого из

ПС другой полярности. Последние выполнены из нескольких частей(в зависимости от числа PB) соединенных

ФМП 12 со .стороны периферии ротора.

Дополнительные ПИ 3 размещены между

PB и каждой частью ПС другой полярности и обращены к последним одноименными с ними полюсами. РВ могут быть охвачены у основания токопроводящими контурами. Данный ротор имеет

1243064 лучшие массогабаритные показатели, что достигается вследствие более высокой степени концентрации магнитного потока за счет установки дополни тельных ПИ3 безувеличения числаи длины дуг полюсов ротора . 1 з. и. ф-лы. 9 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим ма шинам с постоянными магнитами на роторе, и может использоваться в синхронно-вентильных регулируемых электродвигателях, предназначенных для приводов станков и роботов, а также в синхронных генераторах и двигате лях.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей и повышение ,механической прочности ротора.

На фиг. 1 показан четырехполюсный ротор, в котором магнитно-изолированные полюсные секторы крепятся за маг питы с помощью тангенциальных выступов со стороны вала, поперечное сечение; на фиг. 2 и 3 - конфигурация по-. люсных секторов противоположных по- 20 лярностей; на фиг. 4 - ротор, продольное сечение; на фиг ° 5 четырехполюсный ротор, в котором крепление магнитно-изолированных полюсных секторов осуществляется с помощью зали- 25 вочного материала, поперечное сечение; на фиг. 6 - ротор с несколькими магнитно-изолированными пакетами, установленными вдоль вала, продольное сечение; на фиг..7 и 8 - то же, з0 сечение соседних магнитно-изолирован» ных пакетов; на фиг. 9 - двухполюсный ротор, поперечное сечение.

Ротор содержит вал 1 тангенциально намагниченные основные. постоянные магниты 2 и дополнительные постоянные . магниты 3, ферромагнитные шихтованные полюсные секторы 4 и 5 противополож™» ных полярностей, немагнитный заливочный материал 6 и 7, который в электри- 40 ческом отношении может быть проводником или диэлектриком, шпонки 8 и 9, передающие вращающий момент от полюсных секторов 4 к валу 1. Полюсные секторы 4 одной иэ полярностей обра зуют полюсную систему 10 (фиг ° 2), в которой имеются радиальные выступы

11 расположенные между полюсными секторами 4 симметрично относительно них на ферромагнитных перемычках 12.

Полюсные секторы 5 противоположной .полярности образуют полюсную систему (фиг. 3), состоящую из двух частейсегментных элементов 13 и 14, соеди ненных друг с. другом со стороны пери ферии ротора ферромагнитной перемыч™ кой 15, выполняющей функции магнито провода, выравнивающего плотность магнитного потока в воздушном зазоре электрической машины по окружности полюса. Сегментные элементы 13 и 14 образуют обращенными друг к другу сторонами открытый со стороны вала паз, в котором при сборке ротора размещаются дополнительные постоянные магниты 3 и радиальный выступ 11,, Дополнительные постоянные магниты 3 прилегают теми же одноименными полюсами, что и основные постоянные магниты 2 к сегментным элементам 13 и 14, а другими своими полюсами к радиальным выступам 11 и, действуя согласно с основными постоянными магнитами 2, увеличивают рабочий поток электрической машины. Полюсные системы имеют наружные 16 и внутренние

17 тангенциальные выступы.

Иеханическое крепление элементов ротора (фиг.. 1) осуществляется следующим образом. Основные пбстоянные магниты 2, зацепляясь за наружные тангенциальные выступы 16 полюсной системы 10 удерживаются от радиального смещения Йод действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора. За основные магниты 2 своими внутренними таигенциальными выступами 17 крепится полюсная система, образованная сегментными элементами 13

1243064 и 14, которые удерживают непосредственно или через заливочный материал

7 основные постоянные магниты 2. В торцах ротора размещены нажимные шайбы 18.

Крепление полюсной системы, содержащей сегментные элементы 13 и 14 (фиг. 5), может осуществляться с помощью заливочного материала 6 со стороны вала и заливочного материала

7, удерживающего их со стороны области, приближенной к рабочему воздушному зазору, и закрепленного жестко в радиальных ферромагнитных выступах 11 полюсной системы 10. В данном случае заливочный материал размещается и в полостях 19, для увеличения площади сечения которых, удерживаю. щих полюсные системы от действия центробежных сил, основные постоянные магниты 2 смещены с геометрической нейтрали в направлении друг к другу, причем конфигурация полюсных секторов обеих полюсных систем такова, что обеспечивается одинаковая ширина полюсных наконечников 20 и 21.

Возможен также вариант крепления полюсов ротора, например, с помощью шпилек 22 (фиг. 6), при этом жесткость ротора может быть повышена, если его магнитную систему вдоль вала выполнить из нескольких идентичных пакетов 23 и 24, смещенных по окрух<ности относительно соседних на одно полюсное деление. В этом случае одна и та же шпилька 22 поочередно проходит через полюсную систему 10 одного пакета и через сегментные элементы

13 14 полюсной системы соседних пакетов, изолированных один от другого в магнитном отношении с помощью прокладок 25. На торцах ротора размещаются шайбы 26. Заливочный материал 6 и 7- соединяется по торцам ротора с нажимными шайбами 18 (фиг. 4) и служит для осевого сжатия пластин шихтованных полюсных систем. Если заливочный материал 6 и торцевые шайбы 18 - проводники электрического тока, то первый образует токопрово дящие контуры, а вместе с торцевыми шайбами является демпферной обмоткой, предохраняющей основные постоянные магниты 3 оп размагничивания при внезапных всплесках тока в обмотке статора (например, при коротком замыкании), Данная демпферная обмотка удалена от рабочего воздушного зазора во внутреннюю область ротора, что имеет преимущества перед ее размещением в непосредственной близости от этого зазора при питании электрической машины от источников с несинусоидальной кривой напряжения или тока, какими являются статические преобразователи частоты, за счет снижения потерь от высших гармоник тока якоря.

В предложенном роторе центробежные силы, действующие на элементы конструкции, имеющие возможность перемеще ния, компенсируются внутренними напря !

5 жениями, возникающими в перемычке 12 (фиг. 2), в свяэи с чем ее ширина должна быть выбрана из условия обеспе чения механической прочности ротора.

Возможно выполнение ротора из нескольких пакетов, что существенно

20 уменьшает прогиб шпилек 22 и повьппает механическую прочность ротора потому, что масса полюсных систем, выполненных из двух сегментных элементов, бо»

25 лее равномерно распределяется между всеми шпильками и уменьшаются длины пакетов данных полисных систем, так как они оказываются помещенными между полисными системами, содержащими фер» ромагнитные перемычки 12 на стороне

30 вала или между одчои из них и нажимной шайбой 18.

В роторе предлагаемой конструкции, по сравнению с известными, улучшены массогабаритные показатели, так как

35 достигается более высокая степень концентрации магнитного потока за счет установки дополнительных постоянных магнитов без увеличения числа и длины дуг полюсов ротора.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Ротор электрической машины, со держащий вал, тангенциально намагни45 ченные основные постоянные магниты, между которыми размещены полюсные секторы противоположных полярностей, магнитно-изолированные один от другого, а полюсные секторы одной из по50 лярностей соединены между собой ферромагнитными перемычками со стороны вала, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, ротор снабжен допол !

55 нительными тангенциально намагниченными постоянными магнитами, ферромаг нитные перемычки выполнены по крайней мере с одным радиальным выступом

S 1 4

-в направлении периферии ротора в зоне каждого полюсного сектора противоположной полярности, выполненного из, нескольких частей, соединенных между собой ферромагнитными перемычками на стороне периферии ротора, дополнительные постоянные магниты размещены между радиальными выступами и каждой

306ч частью полюсных секторов противоположной полярности и обращены к последним одноименными с ними полюсами.

2. 1 отор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что радиальные выступы охвачены у основания токопроводящими контурами.

1243064

1 2430611

1 !!,> F

У .

*=----"

l л Ф (3/р (46» б

Ф,

fj ),(ф

1

1,1 /

4 1 " )

1 (:*:| (4:

Ць А . рЯ ъ- ЮГ s

1243064

Составитель Т. Калашникова

Редактор О. Юрковецкая Теехред Л.Олейник Корректор А. Зимокосов

Заказ 3713/53

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4