Ротор электрической машины

 

Изобретение касается электрических машин с постоянными магнитами на Роторе. Целью изобретения является упрощение и повьпиение технологичности конструкции ротора. Ротор содержит вал с магнитной системой, укрепленной шайбами И гайками. Магнитная система состоит из тангенциально намагниченных постоянных магнитов (ГШ) и клиновидных магнитопроводов (КМ), каждый из которых в продольном направлении вьтолнен из двух частей, прилегающих друг к другу боковыми поверхностями , образованнь1мн плоскостью , проходящей через нижнее основание КМ и не совпадающей с его радиальной плоскостью симметрии. На торцовых сторонах частей КМ со стороны вала выполнены дугообразные ступенчатые вьютупы 30, 31 равной высоты, охватываемые фиксирующими шайбами. Ширина выступов на торцовых сторонах частей КМ с меньшей дуговой протяженностью больше ширины выступов на торцовых сторонах с большей дуговой протяженностью . Ротор данной конструкции отличается простотой, при сборке ис-о ключены механические повреждения его частей при использовании хрупких магнитотвердьтх материалов, что повышает .. качество сборки и TexHonorjmHocTb ротора за счет автоматизации процессов обработки его частей. 1 з.п. ф-лы, бил. 28, а Л ,У 37 3J 31

союз сОжтсиих

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Н 02 К 21/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф»»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

130 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3702476/24-07 (22) 20.02.84 (46) 23,.09.86. Бюл. И 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт злектромашиностроения (72) Н.Л.Адволоткин (53) 621. 313. 32.022 (088.8) (56) Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф., Ларионов A.Н. Электрические машины с постоянными магнитами. — М. — Л.:

Энергия, 1964, с. 56-60.

Европейский патент г(0013157, кл. Н 02 К 1/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР йг 1077015, кл . Н 02 К 1/28, 1982 . (54) РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение касается электрических машин с постоянными магнитами на роторе. Целью изобретения является упрощение и повышение технологичности конструкции ротора. Ротор содержит вал с магнитной системой, укрепленной шайбами и гайками. Магнитная система состоит из тангенциально намаг„.SU„„1259425 А 1 ниченных постоянных магнитов (ПМ) и клиповидных магнитопроводов (КМ), каждый из которых в продольном направлении выполнен из двух частей, прилегающих друг к другу боковыми поверхностями, образованными плоскостью, проходящей через нижнее основание КМ и не совпадающей с его радиальной плоскостью симметрии, На торцовых сторонах частей KN co стороны вала выполнены дугообразные ступенчатые выступы 30, 31 равной высоты, охватываемые фиксирующими шайбами.

Ширина выступов на торцовых сторонах частей КМ с меньшей дуговой протяженностью больше ширины выстугов на тор- Е цовых сторонах с большей дуговой протяженностью. Ротор данной конструкции отличается простотой, при сборке ис-. ключены механические повреждения его частей при использовании хрупких магнитотвердых материалов, что гговьппает качество сборки и технологичность ротора за счет автоматизации процессов обработки его частей. 1 э.п. ф-лы, 6 ил.

4 12594

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с постоянными магнитами íà роторе, и может использоваться в синхронных генераторах и двигателях„ а также в вентильных двигателях IUHpo кого назначения.

Пель изобретения — упрощение и повышение технологичности конструкции ротора и повышение качества сборки 1О эа счет снижения механических воздействий на постоянные магниты.

На фиг.1 представлен ротор, продольный разрез; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1, на фиг.3 — элементы магнитопровода ротора, аксонометрия; на фиг.4 и 5 — варианты выполнения магнитной системы ротора, развертки; на фиг.6 — магнитная система ротора 2б по фиг.5, вид сбоку, Предлагаемый ротор электрической машины (фиг.1) содержит вал 1 и расположенную на нем магнитную систему

2, укрепленную с помощью фиксирующих 25 шайб 3, поджимаемых в аксиальном направлении гайками 4. Магнитная система 2 (фиг.2). состоит иэ постоянных магнитов 5, намагниченных в тангенциальном направлении (по направлению ЗО линии 6), и расположенных между ними клиновидных магнитопроводов 7-12, каждый из которых разделен в продольном направлении на две части.

Клиновидный магнитопровод 7 разде35 лен на части 13 и 14, магнитопровод

8 — на части 15 и 16, магнитопровод

7 — на части 17 и 18, магнитопровод !

Π— на части 19 и 20, магнитопровод

11 — на части 21 и 22, магнитопровод

12 — на части 23 и 24. Плоскость 25, разделяющая каждый клиновидный магнитопровод на две части, например клиновидный магнитопровод 9 (фиг,1), расположена поднекоторым углом 26 к

45 радиальной плоскости 27 симметрии клиновидного магнитопровода 9, проходя через его основание, т. е. не совпадает с плоскостью 27 аксиального сечения. Вследствие того, что угол 26 не равен нулю, каждая из частей 1350

24 клиновидных магнитопроводов 7-12 имеет в продольном направлении сужающийся и расширяющийся концы.

На фиг.3 изображена одна из пар частей одного из клиновидяых магнитопроводов 7-12, например части 17 и

18, в положении, предшествующем их

2 5 2 сборке в магнитной системе 2 ротора (невидимые линии обозначены пунктиром). Части клиновидных магнитопроводов имеют торцовые стороны 28 и 29 различной дуговой протяженностью, на которых выполнены дугообразные ступенчатые выступы 30 и 31 равной высоты, расположенные таким образом, что в собранной магнитной системе 2 ротора дуги 32 ступенчатых выступов

30 образуют с дугами 33 ступенчатых выступов 31 части 34 и 35 окружности

36, концентричной валу 1 ротора (фиг.2).

При этом ширина ступенчатых выступов 31 (линия 37) обязательно должна быть больше ширины ступенчатых ,выступов 30 (линия 38, фиг ° 3). Стрелками 39 и 40 показано направление движения частей клиновидных магнитопроводов 7-12, например частей 17 и

18, относительно друг друга при сборке магнитной системы 2. Благодаря клиновидности частей магнитопроводов в аксиальном направлении, по мере перемещения их относительно друг друга в направлениях, обозначенных стрелками 39 и 40, обеспечивается увеличение площади поперечного сечения клиновидных магнитопроводов 7-12, заклинива ние и сжатие постоянных магнитов 5.

Перемещение и заклинивание частей

13-24 осуществляется с помощью гаек

4, поджимающих фиксирующие шайбы 3, выступающий кольцеобразный буртик 4 1 которых охватывает ступенчатые выступы 30 и 31. Поджатие фиксирующих шайб 3 может также осуществляться цилиндрическими шайбами (не показаны), посаженными на вал по напряженной по садке запрессовочными приспособлениями.

На развертке образующей цилиндрической поверхности магнитной системы

2 ротора (фиг.4) пунктирными линиями

42 обозначена. ширина ступенчатых выступов 31. Наличие продольной клиновидности частей 13-24 обеспечивает надежное крепление магнитной системы

2 при низкой точности изготовления частей магнитопроводов и постоянных магнитов. Наименьшую точность изготовления имеют части 13-24 при выполнении их методом порошковой металлургии без последующей механической обработки. Разброс размеров деталей,выполненных методом порошковой металлургии, после их прессования и спе59425 4 постоянному магниту, обращены к торцовым сторонам ротора своими торцовыми сторонами с одинаковой дуговой протяженностью.

В соответс".вин с вариантом выпол12 кания составляет 1,5-2Х. В расчете на этот предельный случай разброса параметров и определяются значения угла 26, ширина ступенчатых выступов 30 и 31, длина кольцеобразного буртика 41 и длина магнитов 5.

Соотношения приведенных размеров рассчитываются таким образом, чтобы .при максимальном положительном допуске частей 13-24 торцовые стороны 10 частей клиновидных магнитопроводов, характеризуемые линией 43 (фиг.4), не заходили левее торцовой поверхности магнита 5, характеризуемой линией 44. При максимальном отрицательном допуске линия 42, определяющая ширину ступенчатого выступа 31, не должна заходить правее линии 45, соответствующей торцовым сторонам 29 частей клиновидных магнитопроводов. 20

При выполнении предлагаемой конструкции ротора, согласно которой плоскости 25 сечения соседних клиновидных магнитопроводов 7 и 12 параллельны между собой, -но асимметричны относительно плоскости 46 нейтрального сечения расположенного между ними магнита 5, кроме простоты изготовления достигается и простота сборки, что делает конструкцию более техноло-30 гичной (фиг.1, 2 и 4).

При выполнении предлагаемого роторапо фиг.5 части клиновидных магнитопроводов, прилегающие к одному и тому же постоянному магниту,.обраще- 35 ны к торцам ротора сторонами с одинаковой дуговой протяженностью. Это обеспечивается благодаря тому, что части 47-58 образованы путем соединения боковых поверхностей отдельных 40 частей клиновидных магнитопровадов

59-64, которые образованы плоскостями, например плоскостями 65 и 66, деления соседних клиновидных магнитопроводов 63 и 64, расположенными под 45 некоторым, отличным от нуля, углом

67 и 68 относительно радиальной плоскости симметрии клиновидного магнитопровода 69, но являющимися непараллельными одна относительно другой и рр .симметричными относительно плоскости нейтрального сечения, расположенного между ними (клиновидными магнитопроводами 63 и 64) постоянного магнита 5.

Таким образом, части клиновидного магнитопровода, например части 50 и

51, прилегающие к одному и тому же нения ротора по фиг.5 и 6 каждый иэ постоянных магнитов 5 предварительно соединяется (например, путем склеивания) с соседними частями магнитопроводов, а именно с частями 48 и 49, 50 и 51; 52 и 53, 54 и 55; 56 и 57, 58 и 47 (магнит последней пары на фиг.5 не показан), и лишь затем полученные узлы объединяются между собой в магнитную систему 2 и заклиниваются с помощью фиксирующих шайб 3. Такая последовательность сборки позволяет избежать трения между постоянными магнитами 5 и частями 47-58 прн сборке магнитной системы 2, что не реализуется в предыдущем варианте конструкции, и избежать механических повреждений нри использовании хрупких магнитотвердых материалов, подверженных сколам при механических воздействиях на них. Это в свою очередь, повышает качество сборки ротора, что делает его также более технологичным.

При работе предлагаемой конструкции магнитный поток, создаваемый пос. тоянными магнитами 5, одноименные полюса которых прилегают к частям одного и того.же клиновидного магнитопровода, проходит через воздушный зазор электрической машины, статор и замыкается на противоположные полюса поо стоянных магнитов 5 через прилегающие к ним части соседних клиновидных магнитопроводов.

Технико-экономический эффект предлагаемой конструкции в сравнении с известной заключается в ее упрощении, в упрощении сборки ротора, следствием чего является снижение трудоемкости изготовления иэделия в целом, возможность автоматизации процессов обработки деталей, т. е. повышение ее технологичности.

Формула изобретения

1. Ротор электрической машины, содержащий вал, укрепленную на. нем магнитную систему с тангенцнально намагниченными постоянными магнитами, обращенными одноименными полюсами один к другому, расположенными между ними клиновндными магнитопровопамп, каж5 12 дый из которых в продольном направлении выполнен из двух частей, прилегающих одна к другой боковыми поверхностями, и фиксирующие шайбы, ус-тановленные с торцов ротора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения технологичности конструкции ротора, боковые поверхности прилегающих одна к другой частей каждого клиновидного магнитопровода образованы плоскостью, проходящей через нижнее основание клиновидного магнитопровода и не совпадающей с его радиальной плоскостью сим" метрии, на каждой торцовой стороне частей клиновидных магнитопроводов со стороны вала выполнены дугообраз59425 е ные ступенчатые выступы равной высоты, охватываемые фиксирующими шайбами, причем ширина выступов на торцовых сторонах частей клиновидных магнитопроводов с меньшей дуговой протяженностью больше ширины выступов на торцовых сторонах с большей дуговой протяженностью.

2. Ротор по п.f,.о т л и ч а ю—

10 шийся тем, что, с целью повышения качества сборки за счет снижения механических воздействий на постоянные магниты, части магнитопровода, прилегающие к одному и тому же постоянному магниту, обращены к торцам ротора сторонами с одинаковой дуговой протяженностью.

2б

1? 5<)425

> 59 г 8

5

58

Фиг. 5

Редактор А.Шишкина,Заказ 5135/55 Тирам 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Умгород, ул. Проектная, 4

Ю

М

Л

Og

22

23

Я

05 г"

2 Я

25 5 55

Составитель Т.Калашникова

T