Магнитная система ротора электрической машины

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение частоты вращения ротора и уменьшение в нем дополнительных потерь. Ротор содержит вал, магнитопровод, выполненный из двух концентричных валу частей из магнитомягкого материала, не имеющих разрывов по внешнему и внутреннему диаметрам, одна из которых жестко закреплена на валу, а вторая, наружная, отделена от нее симметрично расположенным относительно вала волнообразным отверстием с одинаковыми расстояниями между максимумами гребней волн, расположенных вблизи расточки ротора и отстоящих на одинаковом от нее расстоянии. В указанном отверстии установлены постоянные магниты, имеющие одинаковую магнитную полярность между каждой парой соседних максимумов. Полярность поочередно меняется на противоположную при переходе через каждый максимум. Ротор снабжен перемычками, соединяющими внешнюю и внутреннюю части магнитопровода в области нижних максимумов волн. Волнообразное отверстие выполнено разделенным перемычками на 2р частей, где р - число пар полюсов электрической машины. 3 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно к устройству роторов электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов, расположенных на роторе, и может быть использовано как в общем, так и в специальном электромашиностроении при производстве электродвигателей и генераторов.

Известна магнитная система ротора, содержащая закрепленный на валу шихтованный или целостный магнитопровод, выполненный из магнитомягкого материала с отверстиями под размещение в них постоянных магнитов. Отверстия выполнены с наклоном к радиальным осям таким образом, что расстояние между обращенными друг к другу и к валу боковыми поверхностями их по мере приближения к расточке ротора уменьшается, а между противоположными поверхностями тех же отверстий и в том же направлении увеличивается. Магнитная система ротора с требуемой по условию ее работоспособности чередующейся по расточке ротора полярностью полюсов образуется путем установки в указанные отверстия ротора намагниченных перпендикулярно боковым поверхностям постоянных магнитов, причем таким образом, что каждая пара обращенных друг к другу и в сторону расточки ротора поверхности соседних магнитов имеет одинаковую магнитную полярность, а полярность следующих друг за другом таких пар магнитов вдоль расточки чередуется [Патент RU 2244370, МПК Н02К 1/06, опубл. 10.01.2005 г.].

Недостаток данной магнитной системы ротора состоит в том, что постоянные магниты в ней имеют призматическую форму, которая не является оптимальной с точки зрения величины исходящего из нее потока.

Наиболее близкой по техническому результату к изобретению является магнитная система ротора электрической машины, описанная в патенте RU №2543606, МПК Н02К 1/27 (2006.01), опубл. 10.03.2015. Магнитная система ротора этой машины содержит вал, магнитопровод, выполненный из двух концентричных валу частей из магнитомягкого материала, не имеющих разрывов по внешнему и внутреннему диаметрам, одна из которых жестко закреплена на валу, а вторая (наружная) отделена от нее симметрично расположенным относительно вала волнообразным отверстием с одинаковыми расстояниями между максимумами гребней волн, расположенных вблизи расточки ротора и отстоящих на одинаковом от нее расстоянии, а в само это отверстие установлены постоянные магниты, имеющие одинаковую магнитную полярность между каждой парой соседних приближенных к расточке максимумов волнового отверстия, и эта полярность поочередно меняется на противоположную при переходе через каждый максимум. В магнитной системе отсутствует жесткая механическая связь между отдельными разделенными боковыми поверхностями магнита участками манитопровода, а именно верхним, прилегающим к расточке, и нижним, прилегающим к валу. Следствием этого может явиться разрушение под действием центробежных сил конструкции верхней части магнитопровода и постоянных магнитов и полное разрушение машины. Применение для упрочнения конструкции ротора и исключения взаимного осевого и углового перемещения относительно друг друга стержней, стягивающих с торцевых сторон ротор, не может гарантировать устранение всех негативных последствий "расчлененной" по диаметру на отдельные части конструкции ротора, принятого за прототип предлагаемого изобретения.

Недостатком такого ротора является нагрев от высших гармонических сил магнитного поля ротора, деформация и частичное разрушение изоляции листов вследствие их принудительного сжатия.

Техническая задача изобретения заключается в повышении частоты вращения ротора и уменьшении в нем дополнительных потерь.

Технический результат заключается в упрочнении конструкции ротора, повышении надежности и работоспособности электрической машины, в которую он устанавливается, возможности применения ее при более высоких частотах вращения.

Это достигается тем, что известная магнитная система ротора, содержащая вал, магнитопровод, выполненный из двух концентричных валу частей из магнитомягкого материала, не имеющих разрывов по внешнему и внутреннему диаметрам, одна из которых жестко закреплена на валу, а вторая, наружная, отделена от нее симметрично расположенным относительно вала волнообразным отверстием с одинаковыми расстояниями между максимумами гребней волн, расположенных вблизи расточки ротора и отстоящих на одинаковом от нее расстоянии, а в указанном отверстии установлены постоянные магниты, имеющие одинаковую магнитную полярность между каждой парой соседних максимумов, при этом полярность поочередно меняется на противоположную при переходе через каждый максимум, снабжена перемычками, соединяющими внешнюю и внутреннюю части магнитопровода в области нижних максимумов волн, волнообразное отверстие выполнено разделенным перемычками на 2р частей, где р - число пар полюсов электрической машины.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано поперечное сечение четырехполюсного (2р=4) ротора с расположенным симметрично оси вала волнообразным отверстием, образованным из прилегающих друг к другу участков четырех (по числу полюсов 2р=4) одинаковых по форме участков и разделенным четырьмя соединяющими внешнюю и внутреннюю части магнитопровода ротора перемычками, на фиг. 2 показан вид А, где изображены установленные в отверстия магниты с проставленными на них буквенными обозначениями крайних их точек, при этом поверхности торцевых обращенных к постоянным магнитам перемычек выполнены овальной формы, на фиг. 3 представлена картина магнитного поля в поперечном сечении машины.

Магнитная система содержит закрепленный на валу 1 шихтованный или целостный магнитопровод 2, выполненный из магнитомягкого материала с отверстием 3 под размещение в нем составных постоянных магнитов 4. Отверстие 3 имеет симметричную относительно оси вала 1 волнообразную форму с одинаковыми расстояниями между максимумами гребней волн, обозначенных буквами L, М, R, Т, расположенных вблизи расточки ротора и отстоящих на одинаковом от нее расстоянии, разделено перемычками 5, соединяющими верхнюю и нижнюю части магнитопровода 2 в области нижних максимумов волноводного отверстия 3, а помещенные в волнообразное отверстие 3 между перемычками 5 постоянные магниты 4 имеют одинаковую магнитную полярность между каждой парой соседних приближенных к расточке максимумов, а эта полярность поочередно меняется на противоположную при переходе через каждый максимум. Вместе с ротором на фиг. 3 показан магнитопровод статора 6.

Магнитная система ротора электрической машины работает следующим образом.

Разделение на 2р частей (р - число пар полюсов электрической машины) перемычками 5 толщиной 1,7-2 мм, соединяющими внешнюю и внутреннюю части магнитопровода 2 в области нижних максимумов волн, создает механически прочные связи между внешним и внутренним участками магнитопровода 2 ротора. Выбранная толщина перемычек 5 обусловлена тем, что активная площадь постоянных магнитов 4 и отдаваемый ими во внешнюю магнитную цепь магнитный поток полюсов при выполнении перемычек 5 указанной толщины уменьшаются (магнитный поток, поступающий в статор 6, уменьшается на 2-3% за счет увеличения магнитного пока рассеяния через перемычки 5).

Для уменьшения магнитных потоков рассеяния с плоских торцевых сторон магнитов 4 обращенные к магнитам поверхности перемычек 5 выполнены овальной формы для образования воздушных полостей.

Использование изобретения обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности и работоспособности электрической машины и возможности применения ее при более высоких частотах вращения.

Магнитная система ротора, содержащая вал, магнитопровод, выполненный из двух концентричных валу частей из магнитомягкого материала, не имеющих разрывов по внешнему и внутреннему диаметрам, одна из которых жестко закреплена на валу, а вторая, наружная, отделена от нее симметрично расположенным относительно вала волнообразным отверстием с одинаковыми расстояниями между максимумами гребней волн, расположенных вблизи расточки ротора и отстоящих на одинаковом от нее расстоянии, а в указанном отверстии установлены постоянные магниты, имеющие одинаковую магнитную полярность между каждой парой соседних максимумов, при этом полярность поочередно меняется на противоположную при переходе через каждый максимум, отличающаяся тем, что снабжена перемычками, соединяющими внешнюю и внутреннюю части магнитопровода в области нижних максимумов волн, волнообразное отверстие выполнено разделенным перемычками на 2р частей, где р - число пар полюсов электрической машины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрическому двигателю с низким моментом короткого замыкания, предназначенному для использования в приводном устройстве с несколькими двигателями, приводящими в движение один и тот же элемент.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к конструкции гидроэлектрической турбины, содержащей статор и концентрически размещенный внутри него ротор.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в синхронных генераторах. Технический результат состоит в снижении сопротивления ротора вращению от первичного двигателя в результате пространственного разделения основного и вторичного магнитных потоков и снижения, таким образом, степени их взаимодействия.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - обеспечение отказоустойчивой конструкции машины.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, в частности электрогенераторам переменного тока. Технический результат - повышение рабочего магнитного потока магнитоэлектрической машины.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с обмоткой, не содержащей железа. Электродвигатель (1), включающий в себя, по меньшей мере, первичную часть (2а, 2b) с обмоткой (3), не содержащей железа, которая содержит, по меньшей мере, две фазы (6), при этом одна фаза (6) включает в себя, по меньшей мере, два жгута (4) обмотки и, по меньшей мере, один электрический соединительный элемент (5), и вторичную часть (7а, 7b) с четным количеством магнитных полюсов (8), которые с чередованием расположены на вторичной части (7а, 7b), при этом обмотка (3) расположена на первичной части (2а, 2b) в воздушном зазоре (9) между первичной частью (2а, 2b) и вторичной частью (7а, 7b) по отношению к оси (10а, 10b) таким образом, что соответствующие жгуты (4) обмотки фазы (6) расположены напротив соответствующего магнитного полюса (8), и все магнитные полюса (8) выполнены с возможностью одновременного использования для образования усилия.

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к устройствам, использующимся в системах автономного электроснабжения. Технический результат - уменьшение потерь на вихревые токи и перемагничивание, механическая устойчивость на критических частотах.

Изобретение относится к герметизированным узлам статора, предназначенным для применения в двигателях с электрическим приводом, таких как двигатель компрессора с электроприводом.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических приводах транспортных средств. Техническим результатом является обеспечение высокого отношения частот вращения при постоянной мощности.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам. Технический результат - упрощение конструкции, повышение надежности и эффективности работы.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к охлаждению электрической машины. Технический результат – улучшение охлаждения.

Изобретение относится к синхронному генератору, в частности к многополюсному синхронному кольцевому генератору безредукторной ветровой турбины для генерирования электрического тока.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к ротору электродвигателя. Технический результат – повышение максимальной частоты вращения и мощности электродвигателя.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении стабильности и к.п.д.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для применения в мощных асинхронных электродвигателях, работающих с источниками питания ограниченной мощности.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции синхронного генератора на постоянных магнитах, используемого в системах автономного электроснабжения.

Статор // 2642431
Изобретение относится к области электротехники, в частности к статору электрической машины. Технический результат – улучшение качества изоляции статора.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам с постоянными магнитами. Технический результат – повышение надёжности крепления магнитов, снижение колебаний крутящего момента.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции статора электрической машины. Технический результат – снижение потерь на вихревые токи, обеспечение геометрических допусков путем вращательного наращивания кольцевых электромагнитных стальных пластин.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к гибридному двигателю, работающему при пуске в режиме асинхронного индукционного двигателя, а затем переходящему в синхронный режим.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в том, что электрическая машина (1) содержит ротор (4), который установлен с возможностью вращения вокруг проходящей в осевом направлении (3) оси (5) вращения в подшипниковых устройствах (16,17), статор (7) с двумя осевыми концами, воздушный зазор между ротором и статором. Внутренняя полость (10) включает статор (7) и ротор (4). Кожух (111) окружает внутреннюю полость (10), раму (12) с первой (123) и второй (121) продольной опорой (123), первой (122) и второй (124) поперечной опорой и разделительное устройство (2) на раме (12). Статор (7) содержит фиксирующее устройство (15) для соединения с рамой (12), разделительное устройство (2) и может обеспечивать доступ к внутренней полости снаружи в плоскости, параллельной к раме (12). 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение частоты вращения ротора и уменьшение в нем дополнительных потерь. Ротор содержит вал, магнитопровод, выполненный из двух концентричных валу частей из магнитомягкого материала, не имеющих разрывов по внешнему и внутреннему диаметрам, одна из которых жестко закреплена на валу, а вторая, наружная, отделена от нее симметрично расположенным относительно вала волнообразным отверстием с одинаковыми расстояниями между максимумами гребней волн, расположенных вблизи расточки ротора и отстоящих на одинаковом от нее расстоянии. В указанном отверстии установлены постоянные магниты, имеющие одинаковую магнитную полярность между каждой парой соседних максимумов. Полярность поочередно меняется на противоположную при переходе через каждый максимум. Ротор снабжен перемычками, соединяющими внешнюю и внутреннюю части магнитопровода в области нижних максимумов волн. Волнообразное отверстие выполнено разделенным перемычками на 2р частей, где р - число пар полюсов электрической машины. 3 ил.

Наверх