Реактивный ротор с механической стабилизацией

Изобретение относится к области электротехники и касается реактивного ротора электрической машины. Технический результат - обеспечение устойчивости ротора к высокому вращающему моменту и высокой частоте вращения. Ротор имеет слои листов ротора из ферромагнитного материала, каждый из которых имеет заграждение потока, образованное выемкой. Кроме того, реактивный ротор имеет промежуточную часть, расположенную между первым и вторым слоями листов ротора, имеющую выемки и перемычки, разграничивающие эти выемки. Выемки промежуточной части и перемычки расположены в осевом направлении между заграждениями потока, благодаря чему выемки промежуточной части и заграждения потока вместе ограничивают некоторое пространство. Это пространство залито неферромагнитной заливочной массой. 3 н. и 63 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Изобретение касается ротора для реактивного ротора, реактивного электродвигателя, имеющего такой ротор, и автомототранспортного средства. Ротор имеет несколько электрически изолированных друг от друга отдельных листов, которые собраны в стопу с получением пакета листов.

Ротор для реактивного электродвигателя известен из US 5,818,140 A. Описанный там ротор имеет пакет листов из шихтованных листов ротора, которые имеют выемки, напр., выштамповки. Этот ротор назван здесь также ротором Вагати. Вследствие выштамповок получаются изогнутые, имеющие форму полос участки листа, которые служат участками прямой проводимости и проводят магнитный поток необходимым образом для обеспечения магнитного сопротивления ротора. Между отдельными участками прямой проводимости, вследствие выштамповок, находится воздух, т.е. немагнитная область, которая действует в качестве заграждения магнитного потока. Реактивное сопротивление пакета листов в направлении оси q, т.е. направлении магнитного заграждения, вследствие немагнитных областей относительно мало. Имеющие форму полос участки прямой проводимости проходят поперек оси q и соединяют в окружном направлении соседние полюса ротора, то есть оси d.

Выемки для создания заграждений потока приводят к ослаблению механической стабильности пакета листов, так что описанный реактивный ротор не пригоден для больших частот вращения, в частности для частот вращения больше 3000 об/мин. По этой причине сегодняшние реактивные электродвигатели описанного рода не отвечают требованию к частоте вращения в области автомототранспортных средств, снабженных электрическими приводами.

Но благодаря имеющим форму полос участкам прямой проводимости получается высокий выход вращающего момента.

В документе JP 2001 238418 A описан реактивный ротор, имеющий пакет листов ротора, который может иметь промежуточную часть из неферромагнитного материала и который имеет заграждения потока, залитые алюминием или синтетической смолой. Из алюминия могут быть также прилиты короткозамыкающие кольца на осевых концах ротора.

В основе изобретения лежит задача предложить реактивный ротор вышеназванного рода, который делает возможным как высокий вращающий момент, так и высокую частоту вращения, так что он, в частности, пригоден в качестве составной части электрического привода для электромобиля.

Эта задача решается с помощью предметов независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения явствуют из признаков зависимых пунктов формулы изобретения.

Предлагаемый изобретением ротор тоже выполнен в виде реактивного ротора по принципу Вагати, то есть он имеет слои листов ротора из ферромагнитного материала, при этом каждый слой листов ротора состоит из одного или нескольких листов ротора и имеет по меньшей мере одно заграждение потока, образованное выемкой в этом слое листов ротора. Конечно, каждый слой листов ротора может также иметь несколько заграждений потока. Ниже для наглядности речь пойдет только об одном единственном заграждении потока каждого слоя листов ротора. Но эти рассуждения относятся также к слоям листов ротора, имеющим несколько заграждений потока.

В реактивном роторе между первым и вторым слоями листов ротора расположена промежуточная часть. Эта промежуточная часть может быть, например, цилиндрической или дисковидной, то есть иметь основную форму одного из слоев листов ротора. Промежуточная часть имеет выемки, а также перемычки, разграничивающие эти выемки. Благодаря перемычкам промежуточная часть механически более стабильна, чем оба примыкающих слоя листов ротора, которые могут иметь меньше, или более узкие, или совсем не иметь перемычек. Выемки промежуточной части и ее перемычки расположены между двумя слоями листов таким образом, что они находятся между заграждениями потока двух примыкающих слоев листов ротора. Благодаря этому выемки промежуточной части, а также заграждения потока, которые, как известно, тоже представляют собой выемки в слоях листов ротора, вместе образуют некоторое пространство. Это ограниченное выемками пространство залито неферромагнитной заливочной массой. При этом под «неферромагнитной» подразумевается, что заливочная масса, например, может иметь только парамагнитные и/или диамагнитные или совершенно амагнитные свойства. В частности, заливочная масса не является мягкомагнитной.

Заливочная масса может, например, вводиться в реактивный ротор путем литья под давлением пластмассы или заливки пространства. Так как при этом заграждения потока и выемки промежуточной части представляют собой сообщающиеся полости, заливочная масса может вводиться на одном конце реактивного ротора и оттуда распространяться в пространстве. При этом изготовление является особенно простым. Предпочтительно контур всей поверхности выемок промежуточной части и перемычек вместе соответствует контуру примыкающих заграждений потока. Благодаря этому получается то преимущество, что при заливке или заливке под давлением пространства заливочной массой на краях выемок не остаются включения воздуха.

Перемычки образуют механическое усиление реактивного ротора. При этом затвердевшая заливочная масса передает центробежные силы, действующие при надлежащем вращении реактивного ротора, от слоев листов ротора на промежуточную часть, так что слои листов ротора также механически стабилизированы.

Перемычки предпочтительно предназначены для того, чтобы отводить центробежную силу в промежуточную часть в радиальном направлении внутрь. При этом особенно эффективное направление силы получается, когда каждая перемычка в своей продольной протяженности распространяется в направлении наружного периметра реактивного ротора. Тогда центробежные силы в виде сил растяжения передаются по продольной протяженности перемычек к внутренней области реактивного ротора в направлении вала.

Особенно предпочтительно, если каждая перемычка в своей продольной протяженности распространяется под острым углом или параллельно соответствующей оси q реактивного ротора. По осям q слои листов ротора особенно лабильны вследствие описанного прохождения заграждений потока, так что благодаря ориентации перемычек по осям q эффект стабилизации особенно велик.

Дополнительное улучшение механической стабилизации получается, если материал промежуточной части по меньшей мере в радиальном направлении реактивного ротора обладает большей прочностью на растяжение, чем ферромагнитный материал слоев листов ротора.

Сама промежуточная часть может действовать в качестве магнитно активного компонента, то есть она может состоять из ферромагнитного материала. Но по одному из вариантов осуществления промежуточная часть состоит из неферромагнитного материала, так что перемычки не ухудшают магнитное сопротивление ротора.

С помощью заливочной массы слои листов ротора и промежуточная часть посредством геометрического замыкания соединены друг с другом в радиальном направлении.

По одному из предпочтительных усовершенствований заливочная масса является также электропроводной. Под «электропроводной» здесь, в частности, следует понимать, что проводимость составляет больше 10 См/м, в частности больше 1000 См/м. Электропроводная заливочная масса может предпочтительным образом использоваться с целью создания пусковой клетки для асинхронного пуска реактивного ротора.

При этом другое преимущество получается, если на одном осевом конце или на двух осевых концах реактивного ротора из заливочной массы выполнено также по короткозамыкающему кольцу. Тогда короткозамкнутая клетка может полностью моделироваться посредством заливочной массы.

Заливочная масса, в случае если она является электропроводной, состоит предпочтительно из алюминия или алюминиевого сплава или из полимерного материала с электропроводным наполнителем, например, электропроводными волокнами, такими как, например, carbone nanotubes (англ. углеродные нанотрубки), или электропроводного гранулята.

Электроизолирующая и, тем не менее, механически стабильная заливочная масса может получаться посредством наполненного волокном полимерного материала, например, наполненного стекловолокном полимерного материала, или наполненной волокном смолы.

Уже описанное короткозамыкающее кольцо, наряду с электрической проводимостью, имеет также то преимущество, что оно действует в качестве зажимного элемента, который во взаимодействии с находящейся в пакете листов заливочной массой удерживает вместе слои листов ротора. В этой связи изобретение, в отличие от этого, предусматривает, что создается не кольцо на одном осевом конце или на двух осевых концах реактивного ротора, а соответственно сформирован только один зажимной элемент из заливочной массы. Тогда он может независимо от кольцевой формы создавать силу, удерживающую слои листов ротора. Например, в качестве зажимного элемента на одном осевом конце для отдельных заграждений потока могут быть сформированы отдельные друг от друга выступающие концы. Диаметр каждого зажимного элемента предпочтительно в радиальном направлении больше, чем радиальный размер заграждения потока, так что зажимной элемент прилегает к краю заграждения потока в области свободной опоры или области перекрытия.

Как уже указывалось, реактивный электродвигатель может иметь другие заграждения потока в слоях листов ротора, причем тогда в промежуточной части предпочтительно соответственно попарно между одним из заграждений потока одного примыкающего слоя листов ротора и одним из заграждений потока другого примыкающего слоя листов ротора расположены другие выемки и перемычки промежуточной части, и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

Точно так же может быть предусмотрено, чтобы реактивный электродвигатель имел по меньшей мере одну другую промежуточную часть вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями листов ротора. За счет количества используемых промежуточных частей может целенаправленно регулироваться механическая стабильность реактивного ротора, чтобы сделать его устойчивым к предусмотренной частоте вращения в реактивном электродвигателе.

Соответственно к изобретению относится также реактивный электродвигатель, то есть электрическая машина, имеющая один из вариантов осуществления предлагаемого изобретением реактивного ротора, при этом реактивный электродвигатель имеет статор, снабженный катушками, для вращения реактивного ротора с некоторой частотой вращения путем поочередной подачи тока на катушки.

Соответственно к изобретению относится также реактивный электродвигатель, то есть электрическая машина, имеющая один из вариантов осуществления предлагаемого изобретением реактивного ротора и имеющая источник трехфазного тока для поочередной подачи тока на катушки статора реактивного электродвигателя, при этом источник трехфазного тока предназначен для того, чтобы путем поочередной подачи тока вращать реактивный электродвигатель с частотой вращения, превышающей 5000 об/мин. Предлагаемый изобретением реактивный электродвигатель благодаря своей высокой частоте вращения пригоден в качестве приводного двигателя для автомототранспортного средства, снабженного электрическим приводом.

Соответственно к изобретению относится также автомототранспортное средство, имеющее один из вариантов осуществления предлагаемого изобретением реактивного электродвигателя, который выполнен в качестве привода для движения автомототранспортного средства. Предлагаемое изобретением автомототранспортное средство выполнено, в частности, в виде автомобиля, например, в виде легкового автомобиля.

Ниже описаны примеры осуществления изобретения. В этой связи показано:

фиг.1: схематичное изображение поперечного сечения одного из вариантов осуществления предлагаемого изобретением реактивного электродвигателя;

фиг.2: схематичное изображение вида в перспективе одного из вариантов осуществления предлагаемого изобретением реактивного ротора реактивного электродвигателя с фиг.1;

фиг.3: схематичное изображение продольного сечения реактивного ротора с фиг.2;

фиг.4: схематичное изображение слоя листов ротора из пакета листов реактивного ротора с фиг.2;

фиг.5: схематичное изображение промежуточной части реактивного ротора с фиг.2;

фиг.6: схематичное изображение вида спереди осевого конца одного из вариантов осуществления предлагаемого изобретением реактивного ротора;

фиг.7: схематичное изображение вида сбоку реактивного ротора с фиг.6;

фиг.8: схематичное изображение вида спереди осевого конца другого варианта осуществления предлагаемого изобретением реактивного ротора;

фиг.9: схематичное изображение вида сбоку реактивного ротора с фиг.8;

фиг.10: схематичное изображение вида спереди осевого конца другого варианта осуществления предлагаемого изобретением реактивного ротора и

фиг.11: схематичное изображение вида сбоку реактивного ротора с фиг.10;

фиг.12: схематичное изображение одного из вариантов осуществления предлагаемого изобретением автомототранспортного средства.

В поясненных ниже примерах осуществления речь идет о предпочтительных вариантах осуществления изобретения. Но компоненты вариантов осуществления, описанные в этих примерах осуществления, представляют собой в каждом случае отдельные признаки изобретения, которые должны рассматриваться независимо друг от друга, которые в каждом случае также совершенствуют изобретение, независимо друг от друга, и при этом также должны считаться составной частью изобретения по отдельности или в комбинации, отличающейся от показанной. Кроме того, возможно также дополнение описанных вариантов осуществления другими, уже описанными признаками изобретения.

На фиг.1 показана электрическая машина E, которая представляет собой реактивный электродвигатель. На фиг.1 ось A вращения является также осью симметрии изображения. Электрическая машина E включает в себя статор S, в котором установлены обмотки W электрических катушек, при этом на фиг.1 изображена только одна из этих обмоток W. Обмотки W поочередно снабжаются током от источника C трехфазного тока, вследствие чего внутри статора S возникает вращающееся магнитное поле в воздушном зазоре L электрической машины E. Источник C трехфазного тока может, например, представлять собой инвертор или сеть электроснабжения с фиксированной частотой.

Внутри статора S находится ротор 10, который соединен с валом D с фиксацией от вращения. Вал D оперт в статоре S с возможностью вращения вокруг оси A вращения. Ротор 10 представляет собой один из вариантов осуществления предлагаемого изобретением реактивного ротора.

На фиг.2 и фиг.3 ротор 10 изображен в каждом случае отдельно.

Через проходное отверстие 12 ротора 10 вставлен (на фиг.2 уже не изображенный) вал D. Диаметр ротора 10 в радиальном направлении относительно оси A вращения может составлять больше 20 см. Длина ротора 10 в осевом направлении может составлять больше 30 см.

Ротор 10 в качестве магнитно активной части имеет пакет 14 листов, который состоит из нескольких слоев листов ротора или, коротко, слоев 16, имеющих каждый ферромагнитный, в частности мягкомагнитный материал. На фиг.2 в целях наглядности только некоторые из магнитных слоев 16 снабжены ссылочным обозначением. Между слоями собственно известным образом может находиться по электроизолирующему слою для блокирования вихревых токов в пакете 14 листов. Каждый слой 16 в показанном на фиг.2 примере состоит соответственно из одного листа 18 ротора. На фиг.2 ссылочным обозначением снабжен только лист 18 ротора, который находится на торцевой стороне 20 в осевом направлении по оси A на переднем осевом конце пакета 14 листов. Лист 18 ротора (и соответственно также остальные листы ротора остальных слоев 16) имеет выемки 22, которые образуют заграждения для магнитного потока, то есть области заграждения потока или заграждения потока. Выемки 22 могут быть, например, образованы путем выштамповки соответствующих форм из листа 18 ротора.

Таким образом, от листа 18 ротора имеются только участки 24 прямой проводимости и перемычки 26 для механического соединения участков 24 прямой проводимости, а также наружное кольцо 28 для механического соединения участков 24 прямой проводимости из ферромагнитного материала. Все листы ротора слоев 16 могут иметь одинаковую форму.

Посредством участков 24 прямой проводимости в роторе 10 магнитный поток, который создается электрическими катушками статора S, направляется поперек осей 30 q ротора 10 в предпочтительном направлении намагничивания. Между осями q известным образом проходят оси 30' d реактивного ротора.

Листы 19 ротора могут быть соосно расположены в пакете 14 листов в осевом направлении друг за другом таким образом, чтобы выемки 22 и соответственно также участки 24 прямой проводимости располагались соосно в осевом направлении или были повернуты друг относительно друга по меньшей мере только в такой небольшой степени, чтобы они вместе образовывали полость. Тогда выемки 22 всех расположенных последовательно листов 18 ротора вместе образуют сквозные колодцы или пространства в пакете 14 листов, в которых может находиться заливочная масса из неферромагнитного материала.

В ротор 10 может быть интегрирована беличья клетка ротора, которая позволяет осуществлять привод ротора 10 также асинхронно вращающемуся магнитному полю статора S, т.е. с проскальзыванием. При этом прутья беличьей клетки ротора могут быть выполнены в колодцах, когда в качестве заливочной массы служит электропроводный материал, напр., алюминий или алюминиевый сплав.

В пакете 14 листов между двумя слоями 16 может быть расположена промежуточная часть 32. Эта промежуточная часть 32 может быть выполнена в виде цилиндрического диска и, например, быть изготовлена из того же самого материала, что и листы ротора или из неферромагнитного материала, такого как, напр., алюминий или алюминиевый сплав, или из полимерного материала. Дополнительно к показанной промежуточной части 32 в каждом случае между двумя слоями 16 могут быть расположены несколько других промежуточных частей. Эти промежуточные части 32 осуществляют механическую стабилизацию пакета 14 листов.

Два концевых диска 34 могут быть предусмотрены на двух торцевых сторонах, т.е. торцевой стороне 20 и противоположном в осевом направлении конце пакета 14 листов. На фиг.2 передний диск 34, который находится на торцевой стороне 20, не изображен, чтобы можно было изобразить структуру листа 18 ротора. Может быть предусмотрено, чтобы электропроводными были только концевые диски 34, находящиеся в осевом направлении снаружи на концах пакета листов, а один или несколько промежуточных дисков 32 в пакете листов были из электроизолирующего материала.

Концевые диски 34 могут состоять из заливочной массы, которая находится также в описанных колодцах. Благодаря этому возможно изготовление за один рабочий ход. Заливочная масса может быть введена в выемки 22 и в область концевых дисков 34, например, способом литья под давлением пластмасс или литья под давлением металлов после надевания, т.е. расположения в ряд листов 18 ротора.

На фиг.4 показан один единственный лист 18 ротора. На фиг.5 для сравнения показан вид спереди промежуточной части 32.

У промежуточной части 32 в области выемок 22 листа 18 ротора тоже предусмотрены выемки 36. Однако в отличие от листа 18 ротора, у промежуточной части 32 предусмотрено, что она имеет больше и/или более широкие перемычки 38, чем перемычки 26, которые имеет лист 18 ротора. На фиг.5 также для наглядности ссылочными обозначениями снабжены только некоторые из выемок 36 и перемычек 38.

Благодаря своим перемычкам 38 промежуточная часть 32 механически более стабильна по отношению к центробежным силам, которые действуют на пакет 14 листов, когда ротор 10 вращается вокруг оси A вращения. Перемычки 38 составляют с данной осью d по меньшей мере острый угол или проходят параллельно ей, при этом осью отсчета всегда считается та ось 30 d, которая проходит в том же сегменте, что и перемычка 38. Перемычки 38 своей продольной протяженностью ориентированы радиально в направлении соответствующего участка наружного периметра 40 пакета 14 листов.

Выемки 36 и выемки 22 расположены в осевом направлении соосно, то есть вместе они образуют пространство, которое залито заливочной массой. Благодаря этому жесткая заливочная масса действует в качестве геометрически замыкающего элемента, посредством которого центробежные силы могут передаваться от слоев 16 на промежуточную часть 32.

На фиг.6-11 в каждом случае показано, как посредством заливочной массы на осевых концах пакета 14 листов могут формироваться зажимные элементы 42, 44, 46, посредством которых слои 16 и промежуточная часть 32 фиксируются в осевом направлении.

На фиг.6 и фиг.7 показано, как посредством электропроводной заливочной массы в качестве зажимного элемента 42 может быть отлито короткозамыкающее кольцо в виде концевого диска 34. Так как заливочная масса в колодцах внутри пакета 14 листов тоже является электропроводной, благодаря соединению посредством материала всей заливочной массы в целом образуется беличья клетка ротора для асинхронно пуска ротора 10.

На фиг.8 и фиг.9 показаны выполненные отдельно друг от друга зажимные элементы 44, каждый из которых состоит из заливочной массы, которая выдается из одного из колодцев. Зажимные элементы 44 свободно опираются в области B перекрытия на пакет 18 листов на осевом конце. Другими словами, зажимные элементы 44 имеют, в частности, в радиальном направлении больший диаметр, чем колодцы выемок 22. Благодаря этому сила сжатия зажимных элементов 44 может передаваться на лист 18 ротора. Благодаря наличию глухих отверстий 48 в зажимном элементе 44 может снижаться вес и таким образом балансироваться ротор 10.

В варианте осуществления, показанном на фиг.10 и фиг.11, для снижения веса в качестве зажимных элементов 46 из заливочной массы сформированы отдельные головки или выступающие концы. Они тоже имеют диаметр, который больше, чем отдельные выемки 22, к которым они прилегают. Благодаря этому снова получается область B перекрытия, в которой зажимные элементы 46 создают напряжение давления на слои 16 и тем самым фиксируют пакет 15 листов. На зажимные элементы 46 могут насаживаться грузы 50 для балансировки ротора 10. Для этого зажимные элементы 46 могут быть выполнены клинообразными или сужающимися в продольной протяженности.

Эти примеры осуществления показывают предлагаемый изобретением принцип, что для стабилизации ротора 10 на всей его длине пакета ротора на определенных расстояниях предпочтительно вставлены амагнитные промежуточные части 32. Под «амагнитными» здесь, в частности, следует понимать неферромагнитные, и совсем особо немягкомагнитные. Предпочтительно амагнитные листы, имеющие наибольшую возможную прочность на растяжение, которые также термически переносят процесс литья под давлением металлов или литья под давлением пластмасс для ввода заливочной массы, и выдерживают силу смыкания машины для литья под давлением пластмасс или литья под давлением металлов.

Промежуточные части 32 содержат выемки 36, которые предпочтительно по большой поверхности, то есть больше чем на 50 процентов, в частности больше чем на 70 процентов, перекрываются с выемками 22 заграждений потока, так что при заливке получаются связующие поверхности из двух залитых поверхностей. Благодаря этому получается стабилизирующая клетка в колодцах пакета 14 листов. Выемки 36 в промежуточной части 32 согласованы по геометрии в том отношении, чтобы получались наибольшие возможные связующие поверхности с соседним листом 18 ротора, и одновременно было легко возможно наполнение или, соответственно, заливка заливочной массой. Здесь предпочтительно предлагается выполнить поверхности заграждений потока и поверхности в промежуточной части 32 с одинаковым контуром.

Так как каждый лист 18 ротора в направлении оси 30 q очень лабилен, посредством заливочной массы осуществляется стабилизация через связующие поверхности с промежуточной частью 32. Таким образом создается реакция опоры листов 18 ротора при расширении центробежной силой.

В промежуточной части 32 между выемками 36 расположены дополнительные перемычки 38 таким образом, чтобы могли восприниматься силы, возникающие при центробежной силе. Центробежная сила каждого листа 18 ротора передается также на затвердевшую заливочную массу в залитых поверхностях листа 18 ротора. С помощью связующих поверхностей эта сила передается на поверхности выемок 36 в промежуточной части 32. Наконец, эта сила воспринимается внутренней поверхностью отверстия промежуточной части 32. Промежуточная часть 32 сама геометрически в состоянии воспринимать действующие силы.

Заливочной массой может предпочтительно служить алюминий или алюминиевый сплав, который вводится методом литья под давлением металлов. Точно так же в качестве заливочной массы может использоваться наполненный волокном полимерный материал или смола, которые вводятся методом литья под давлением пластмасс или методом заливки.

Количество промежуточных частей 32 зависимо от длины пакета 14 листов и требуемой частоты вращения. Чем больше промежуточных частей 32, тем большая достигается реакция опоры центробежной силы, и тем больше общая стабильность пакета 14 листов.

Если в качестве заливочной массы применяется электропроводный материал, имеется возможность залить на концах ротора короткозамыкающие кольца 42, в результате чего дополнительно образуется пусковая клетка. При этом на обоих концах пакета устраивается замкнутый контур, который соединяет отдельные поверхности заграждений потока.

Существует также возможность применения электропроводной заливочной массы, предпочтительно алюминиевого сплава, без образования короткозамыкающих колец. Здесь заливочная масса служит чисто для опорной функции. Пусковой клетки нет. При этом на обоих концах пакета образуются отдельные контуры 44, 46, которые не соединяют друг с другом поверхности заграждений потока. Эти контуры выполнены несколько больше по сравнению с поверхностями заграждений потока, так что достигается стягивание пакета 14 ротора в осевом направлении в области B перекрытия. Эти прилитые элементы 44, 46 могут использоваться для балансировки. При этом дисбалансы могут компенсироваться либо путем насаживания колпаков, то есть путем задания длины выступающих концов опорных элементов 44, 46, на листы 18 ротора или путем зачеканивания грузов 50 (положительная балансировка) или с помощью сверлений 48 (отрицательная балансировка).

Если в качестве заливочной массы применяют непроводящий материал, то она в любом случае служит чисто опорным элементом.

Благодаря наличию промежуточных частей 32 и заливочной массы относительно нестабильные или лабильные листы 18 ротора с их заграждениями 22 потока стабилизируются в отношении соответствия частоте вращения. Залитые области противодействуют расширению листа 18 ротора.

На фиг.12 на схематичном изображении показано автомототранспортное средство 52, которое, например, может представлять собой легковой автомобиль. Это автомототранспортное средство 52 имеет приводной электродвигатель 54, в картере 56 которого может находиться, например, электрическая машина E или другой вариант осуществления предлагаемого изобретением реактивного электродвигателя. Вал D электрической машины E может быть, напр., соединен с трансмиссией 58 автомототранспортного средства 52. Трансмиссия 58 может, например, осуществлять привод заднего колеса 60 автомототранспортного средства 52.

Таким образом, в целом получаются те преимущества, что повышается применимость частоты вращения предлагаемого изобретением реактивного электродвигателя. Ширина перемычек в листах 18 ротора на наружном диаметре, то есть ширина кольца 28, должна выбираться как можно меньшей, чтобы тем самым достигать как можно более высокого коэффициента полезного действия, так как оптимизируется магнитный поток в пакете листов. Наружное кольцо 28 и перемычки 26 могут даже совсем отсутствовать, то есть возможен отказ от перемычек в листе ротора между участками заграждения потока, так как заливочная масса фиксирует образующиеся при этом отдельные листы ротора. Благодаря этому также достигается улучшенный коэффициент полезного действия. С помощью заливочной массы повышается собственная жесткость пакета 14 листов, что позволяет упростить обработку резанием наружного периметра 40 пакета 14 листов. Благодаря фиксирующему действию заливочной массы не нужен также никакой другой бандаж по наружному периметру 40, так что может оптимизироваться ширина воздушного зазора L между ротором и статором. Ротор 10 имеет также улучшенную собственную частоту изгиба вследствие повышения жесткости всего узла, который состоит из вала D и пакета 14 листов. С помощью количества промежуточных частей 32 может модульно регулироваться соответствие частоте вращения. При заливке получается цельный пакет 14 листов, которым можно манипулировать как отдельным конструктивным элементом, что упрощает обработку и монтаж.

В целом на этих примерах осуществления показано, как посредством изобретения может изготавливаться реактивный электродвигатель, имеющий промежуточную часть для высокой частоты вращения при высоких коэффициентах полезного действия для автомототранспортного средства, снабженного электрическим приводом (электрокара).

1. Реактивный ротор (10) для электрической машины (E), который имеет пакет (18) листов, имеющий слои (16) листов ротора из ферромагнитного материала, при этом каждый слой (16) листов ротора имеет заграждение (22) потока, образованное выемкой в ферромагнитном материале, при этом реактивный ротор (10) имеет промежуточную часть (32), расположенную между первым и вторым слоями (16) листов ротора, имеющую выемки (36) и перемычки (38), разграничивающие эти выемки (36), при этом выемки (36) промежуточной части (32) и перемычки (38) расположены в осевом направлении между заграждениями (22) потока, и благодаря этому выемки (36) промежуточной части (32) и заграждения (22) потока вместе ограничивают пространство, и это пространство залито неферромагнитной заливочной массой,

отличающийся тем, что

на одном осевом конце или на двух осевых концах реактивного ротора (10) из заливочной массы сформированы соответственно отдельные друг от друга зажимные элементы (42, 44, 46), которые в области (B) перекрытия свободно опираются на пакет (18) листов на осевом конце и которые во взаимодействии с заливочной массой в заполненном пространстве удерживают вместе слои (16) листов ротора.

2. Реактивный ротор (10) по п.1, при этом перемычки (38) выполнены для того, чтобы отводить центробежную силу, действующую при надлежащем вращении реактивного ротора (10), в промежуточную часть (32) радиально во внутреннем направлении.

3. Реактивный ротор (10) по п.1 или 2, при этом каждая перемычка (38) в своей продольной протяженности распространяется в направлении наружного периметра (40) реактивного ротора (10).

4. Реактивный ротор (10) по п.1 или 2, при этом каждая перемычка (38) в своей продольной протяженности распространяется всегда под острым углом или параллельно соответствующей оси (30) q реактивного ротора (10).

5. Реактивный ротор (10) по п.3, при этом каждая перемычка (38) в своей продольной протяженности распространяется всегда под острым углом или параллельно соответствующей оси (30) q реактивного ротора (10).

6. Реактивный ротор (10) по одному из пп.1, 2 или 5, при этом материал промежуточной части (32), по меньшей мере, в радиальном направлении реактивного ротора обладает большей прочностью на растяжение, чем ферромагнитный материал слоев (16) листов ротора.

7. Реактивный ротор (10) по п.3, при этом материал промежуточной части (32), по меньшей мере, в радиальном направлении реактивного ротора обладает большей прочностью на растяжение, чем ферромагнитный материал слоев (16) листов ротора.

8. Реактивный ротор (10) по п.4, при этом материал промежуточной части (32), по меньшей мере, в радиальном направлении реактивного ротора обладает большей прочностью на растяжение, чем ферромагнитный материал слоев (16) листов ротора.

9. Реактивный ротор (10) по одному из пп.1, 2, 5, 7 или 8, при этом промежуточная часть (32) состоит из неферромагнитного материала.

10. Реактивный ротор (10) по п.3, при этом промежуточная часть (32) состоит из неферромагнитного материала.

11. Реактивный ротор (10) по п.4, при этом промежуточная часть (32) состоит из неферромагнитного материала.

12. Реактивный ротор (10) по п.6, при этом промежуточная часть (32) состоит из неферромагнитного материала.

13. Реактивный ротор (10) по одному из пп.1, 2, 5, 7, 8, 10, 11 или 12, при этом заливочная масса является электропроводной и состоит из полимерного материала с электропроводным наполнителем.

14. Реактивный ротор (10) по п.3, при этом заливочная масса является электропроводной и состоит из полимерного материала с электропроводным наполнителем.

15. Реактивный ротор (10) по п.4, при этом заливочная масса является электропроводной и состоит из полимерного материала с электропроводным наполнителем.

16. Реактивный ротор (10) по п.6, при этом заливочная масса является электропроводной и состоит из полимерного материала с электропроводным наполнителем.

17. Реактивный ротор (10) по п.9, при этом заливочная масса является электропроводной и состоит из полимерного материала с электропроводным наполнителем.

18. Реактивный ротор (10) по п.13, при этом полимерный материал имеет в качестве наполнителя электропроводные волокна или электропроводный гранулят.

19. Реактивный ротор (10) по одному из пп.14-17, при этом полимерный материал имеет в качестве наполнителя электропроводные волокна или электропроводный гранулят.

20. Реактивный ротор (10) по одному из пп.1, 2, 5, 7, 8, 10-12, 14-18, при этом заливочная масса включает в себя алюминий, алюминиевый сплав, наполненный волокном полимерный материал или смолу.

21. Реактивный ротор (10) по п.3, при этом заливочная масса включает в себя алюминий, алюминиевый сплав, наполненный волокном полимерный материал или смолу.

22. Реактивный ротор (10) по п.4, при этом заливочная масса включает в себя алюминий, алюминиевый сплав, наполненный волокном полимерный материал или смолу.

23. Реактивный ротор (10) по п.6, при этом заливочная масса включает в себя алюминий, алюминиевый сплав, наполненный волокном полимерный материал или смолу.

24. Реактивный ротор (10) по п.9, при этом заливочная масса включает в себя алюминий, алюминиевый сплав, наполненный волокном полимерный материал или смолу.

25. Реактивный ротор (10) по п.13, при этом заливочная масса включает в себя алюминий, алюминиевый сплав, наполненный волокном полимерный материал или смолу.

26. Реактивный ротор (10) по п.19, при этом заливочная масса включает в себя алюминий, алюминиевый сплав, наполненный волокном полимерный материал или смолу.

27. Реактивный ротор (10) по одному из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 10-12, 14-18, 21-26, при этом по меньшей мере у одного из зажимных элементов (44) для балансировки реактивного ротора (10) предусмотрено сверление (48) или груз (50).

28. Реактивный ротор (10) по п.3, при этом по меньшей мере у одного из зажимных элементов (44) для балансировки реактивного ротора (10) предусмотрено сверление (48) или груз (50).

29. Реактивный ротор (10) по п.4, при этом по меньшей мере у одного из зажимных элементов (44) для балансировки реактивного ротора (10) предусмотрено сверление (48) или груз (50).

30. Реактивный ротор (10) по п.6, при этом по меньшей мере у одного из зажимных элементов (44) для балансировки реактивного ротора (10) предусмотрено сверление (48) или груз (50).

31. Реактивный ротор (10) по п.9, при этом по меньшей мере у одного из зажимных элементов (44) для балансировки реактивного ротора (10) предусмотрено сверление (48) или груз (50).

32. Реактивный ротор (10) по п.13, при этом по меньшей мере у одного из зажимных элементов (44) для балансировки реактивного ротора (10) предусмотрено сверление (48) или груз (50).

33. Реактивный ротор (10) по п.19, при этом по меньшей мере у одного из зажимных элементов (44) для балансировки реактивного ротора (10) предусмотрено сверление (48) или груз (50).

34. Реактивный ротор (10) по п.20, при этом по меньшей мере у одного из зажимных элементов (44) для балансировки реактивного ротора (10) предусмотрено сверление (48) или груз (50).

35. Реактивный ротор (10) по одному из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 10-12, 14-18, 21-26, 28-34, при этом общая поверхность выемок (36) промежуточной части (32) и перемычек (38), вместе взятых, имеет контур, который соответствует данному контуру заграждения (22) потока первого и/или второго слоя (16) листов ротора.

36. Реактивный ротор (10) по п.3, при этом общая поверхность выемок (36) промежуточной части (32) и перемычек (38), вместе взятых, имеет контур, который соответствует данному контуру заграждения (22) потока первого и/или второго слоя (16) листов ротора.

37. Реактивный ротор (10) по п.4, при этом общая поверхность выемок (36) промежуточной части (32) и перемычек (38), вместе взятых, имеет контур, который соответствует данному контуру заграждения (22) потока первого и/или второго слоя (16) листов ротора.

38. Реактивный ротор (10) по п.6, при этом общая поверхность выемок (36) промежуточной части (32) и перемычек (38), вместе взятых, имеет контур, который соответствует данному контуру заграждения (22) потока первого и/или второго слоя (16) листов ротора.

39. Реактивный ротор (10) по п.9, при этом общая поверхность выемок (36) промежуточной части (32) и перемычек (38), вместе взятых, имеет контур, который соответствует данному контуру заграждения (22) потока первого и/или второго слоя (16) листов ротора.

40. Реактивный ротор (10) по п.13, при этом общая поверхность выемок (36) промежуточной части (32) и перемычек (38), вместе взятых, имеет контур, который соответствует данному контуру заграждения (22) потока первого и/или второго слоя (16) листов ротора.

41. Реактивный ротор (10) по п.19, при этом общая поверхность выемок (36) промежуточной части (32) и перемычек (38), вместе взятых, имеет контур, который соответствует данному контуру заграждения (22) потока первого и/или второго слоя (16) листов ротора.

42. Реактивный ротор (10) по п.20, при этом общая поверхность выемок (36) промежуточной части (32) и перемычек (38), вместе взятых, имеет контур, который соответствует данному контуру заграждения (22) потока первого и/или второго слоя (16) листов ротора.

43. Реактивный ротор (10) по п.27, при этом общая поверхность выемок (36) промежуточной части (32) и перемычек (38), вместе взятых, имеет контур, который соответствует данному контуру заграждения (22) потока первого и/или второго слоя (16) листов ротора.

44. Реактивный ротор (10) по одному из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 10-12, 14-18, 21-26, 28-34, 36-43, при этом слои (16) листов ротора имеют соответственно другие заграждения (22) потока, и соответственно попарно между одним из заграждений (22) потока первого слоя (16) листов ротора и одним из заграждений (22) потока второго слоя (16) листов ротора расположены другие выемки (36) и перемычки (38) промежуточной части (32), и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

45. Реактивный ротор (10) по п.3, при этом слои (16) листов ротора имеют соответственно другие заграждения (22) потока, и соответственно попарно между одним из заграждений (22) потока первого слоя (16) листов ротора и одним из заграждений (22) потока второго слоя (16) листов ротора расположены другие выемки (36) и перемычки (38) промежуточной части (32), и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

46. Реактивный ротор (10) по п.4, при этом слои (16) листов ротора имеют соответственно другие заграждения (22) потока, и соответственно попарно между одним из заграждений (22) потока первого слоя (16) листов ротора и одним из заграждений (22) потока второго слоя (16) листов ротора расположены другие выемки (36) и перемычки (38) промежуточной части (32), и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

47. Реактивный ротор (10) по п.6, при этом слои (16) листов ротора имеют соответственно другие заграждения (22) потока, и соответственно попарно между одним из заграждений (22) потока первого слоя (16) листов ротора и одним из заграждений (22) потока второго слоя (16) листов ротора расположены другие выемки (36) и перемычки (38) промежуточной части (32), и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

48. Реактивный ротор (10) по п.9, при этом слои (16) листов ротора имеют соответственно другие заграждения (22) потока, и соответственно попарно между одним из заграждений (22) потока первого слоя (16) листов ротора и одним из заграждений (22) потока второго слоя (16) листов ротора расположены другие выемки (36) и перемычки (38) промежуточной части (32), и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

49. Реактивный ротор (10) по п.13, при этом слои (16) листов ротора имеют соответственно другие заграждения (22) потока, и соответственно попарно между одним из заграждений (22) потока первого слоя (16) листов ротора и одним из заграждений (22) потока второго слоя (16) листов ротора расположены другие выемки (36) и перемычки (38) промежуточной части (32), и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

50. Реактивный ротор (10) по п.19, при этом слои (16) листов ротора имеют соответственно другие заграждения (22) потока, и соответственно попарно между одним из заграждений (22) потока первого слоя (16) листов ротора и одним из заграждений (22) потока второго слоя (16) листов ротора расположены другие выемки (36) и перемычки (38) промежуточной части (32), и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

51. Реактивный ротор (10) по п.20, при этом слои (16) листов ротора имеют соответственно другие заграждения (22) потока, и соответственно попарно между одним из заграждений (22) потока первого слоя (16) листов ротора и одним из заграждений (22) потока второго слоя (16) листов ротора расположены другие выемки (36) и перемычки (38) промежуточной части (32), и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

52. Реактивный ротор (10) по п.27, при этом слои (16) листов ротора имеют соответственно другие заграждения (22) потока, и соответственно попарно между одним из заграждений (22) потока первого слоя (16) листов ротора и одним из заграждений (22) потока второго слоя (16) листов ротора расположены другие выемки (36) и перемычки (38) промежуточной части (32), и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

53. Реактивный ротор (10) по п.35, при этом слои (16) листов ротора имеют соответственно другие заграждения (22) потока, и соответственно попарно между одним из заграждений (22) потока первого слоя (16) листов ротора и одним из заграждений (22) потока второго слоя (16) листов ротора расположены другие выемки (36) и перемычки (38) промежуточной части (32), и ограниченные ими другие пространства залиты заливочной массой.

54. Реактивный ротор (10) по одному из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 10-12, 14-18, 21-26, 28-34, 36-43, 45-53, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

55. Реактивный ротор (10) по п.3, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

56. Реактивный ротор (10) по п.4, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

57. Реактивный ротор (10) по п.6, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

58. Реактивный ротор (10) по п.9, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

59. Реактивный ротор (10) по п.13, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

60. Реактивный ротор (10) по п.19, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

61. Реактивный ротор (10) по п.20, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

62. Реактивный ротор (10) по п.27, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

63. Реактивный ротор (10) по п.35, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

64. Реактивный ротор (10) по п.44, при этом реактивный ротор (10) имеет по меньшей мере одну другую промежуточную часть (32) вышеназванного рода, расположенную соответственно между двумя слоями (16) листов ротора.

65. Реактивный электродвигатель (E), имеющий реактивный ротор (10) по одному из пп.1-64, при этом реактивный электродвигатель (E) имеет статор (S), снабженный катушками (W), для вращения реактивного ротора (10) с некоторой частотой вращения путем поочередной подачи тока на катушки (W).

66. Автомототранспортное средство (52), имеющее реактивный электродвигатель (E) по п.65 в качестве приводного двигателя для движения автомототранспортного средства (52).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и касается ротора для реактивного электродвигателя. Технический результат – повышение пусковых характеристик.

Изобретение относится к стартер-генераторам газотурбинных двигателей. Технический результат заключается в создании стартер-генератора, в котором не требуется замыкание накоротко роторной индукционной катушки при запуске, а также в повышении надежности машины.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах управления пуском синхронных двигателей специальной конструкции. .

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в приводе турбомеханизмов и иных машин средней и большой единичной мощности, не требующих регулирования частоты вращения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах управления пуском и синхронизацией синхронных машин, главным образом двигателя специальной конструкции.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических двигателях переменного тока общепромышленного исполнения, работающих в длительном режиме с редкими пусками.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к универсальным бесконтактным электродвигателям переменного тока с плавным регулированием частоты вращения или скорости перемещения якоря.

Изобретение относится к области электротехники, а точнее к синхронным реактивным двигателям с электромагнитной редукцией. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к бесщеточным синхронным электродвигателям. .

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении сборки и разборки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных установках с высокоскоростным электрическим приводом рабочего органа, в частности, в условиях вакуума.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к производству асинхронных электрических машин, например для электромобилей, трамваев и других транспортных средств.

Группа изобретений относится к магнитным подвескам для транспортных средств. Магнитное приводное устройство содержит трубчатый направляющий элемент по существу кольцевого сечения, ведущий элемент и ведомый элемент.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении эффективности охлаждения при одновременном повышении надежности за счет снижения среднего значения и разности температур отдельных частей.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении монтажа ротора, в частности, посредством посадки с натягом, причем должна быть придана достаточная устойчивость.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании двигателей (генераторов) с постоянными магнитами. Технический результат - увеличение вращающего момента в режиме двигателя и отдаваемой мощности в режиме генератора.

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

Изобретение относится к области электротехники, в частности к двигателям-маховикам, и может использоваться для систем ориентации и стабилизации космических аппаратов.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – улучшение охлаждения полюсных башмаков.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к ротору с выступающими полюсами. Ротор имеет по меньшей мере два направленных радиально наружу полюсных сердечника, окружающую полюсный сердечник электрическую обмотку и полюсный наконечник. Полюсный наконечник в окружном направлении является более широким, чем полюсный сердечник, и расположен радиально снаружи на соответствующей обмотке. При этом соответствующий полюсный наконечник имеет направленную радиально внутрь сужающуюся перемычку. Полюсный сердечник на своей радиальной наружной поверхности имеет сужающуюся радиально внутрь и согласованную с соответствующей перемычкой канавку, причем полюсный наконечник и полюсный сердечник механически разъемно соединены друг с другом. 2 н. и 40 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области электротехники и касается реактивного ротора электрической машины. Технический результат - обеспечение устойчивости ротора к высокому вращающему моменту и высокой частоте вращения. Ротор имеет слои листов ротора из ферромагнитного материала, каждый из которых имеет заграждение потока, образованное выемкой. Кроме того, реактивный ротор имеет промежуточную часть, расположенную между первым и вторым слоями листов ротора, имеющую выемки и перемычки, разграничивающие эти выемки. Выемки промежуточной части и перемычки расположены в осевом направлении между заграждениями потока, благодаря чему выемки промежуточной части и заграждения потока вместе ограничивают некоторое пространство. Это пространство залито неферромагнитной заливочной массой. 3 н. и 63 з.п. ф-лы, 12 ил.

Наверх