МАГНИТНАЯ СИСТЕМА РОТОРА Российский патент 2008 года по МПК H02K1/27 H02K21/14 

Область техники

Изобретение относится к области электротехники и касается конструктивного выполнения магнитных систем роторов бесколлекторных магнитоэлектрических машин. Заявляемое устройство может быть использовано как в двигателях, так и генераторах, и позволяет улучшить технические характеристики электрических машин этих классов.

Уровень техники

Известна магнитная система ротора, состоящая из пакета цельных дискообразных пластин с радиальными прямоугольными пазами, в которых размещены тангенциальные постоянные магниты (см. патент GB 1263300, кл. Н02K 1/28, опубл. 09.02.72.).

Данная магнитная система имеет низкое значение рабочего магнитного потока, которое обусловлено существенными по величине потоками рассеивания и небольшими радиальными размерами магнитов, ограниченными радиальным габаритом ротора.

Известна магнитная система ротора, состоящая из пакета дискообразных пластин с радиальными прямоугольными пазами с размещенными в них тангенциальными постоянными магнитами, которая для снижения потока рассеивания снабжена шихтованными пакетами из клиновидных пластин, размещенными по оси в чередующемся порядке с дискообразными пластинами (см. а.с. SU 1098070, кл. Н02K 1/06, опубл. 15.06.84).

Данная магнитная система, несмотря на снижение потока рассеивания, имеет невысокое значение рабочего магнитного потока, которое обусловлено небольшими радиальными размерами магнитов, ограниченными радиальным габаритом ротора. Кроме того, указанная магнитная система имеет низкую технологичность, обусловленную необходимостью использования для сборки пакета пластин сварки или специальных соединительных элементов.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является магнитная система ротора, состоящая из пакета пластин магнитопроводящей стали с отверстиями, и постоянных магнитов призматической формы с тангенциальной намагниченностью N-S, установленных в отверстиях пластин с наклоном к радиальной оси таким образом, что расстояние между разноименными полюсами двух соседних магнитов по наружной дуге меньше, чем по внутренней (см. патент RU 2244370, кл. Н02K 1/06, опубл. 10.01.03).

Данная магнитная система, по сравнению с вышеописанными конструкциями, позволяет за счет наклонной установки магнитов или увеличить радиальный размер магнитов при заданном радиальном габарите ротора, а следовательно, увеличить и значение рабочего магнитного потока, или при сохранении рабочего магнитного потока уменьшить радиальные габариты ротора. Кроме того, такая конструкция позволяет получить готовую магнитную систему ротора с четным числом полюсов при полном отсутствии требований к магнитным свойствам материала вала ротора. Однако при такой конструкции сохраняется существенные по величине потоки рассеивания, которые замыкаются между магнитами, обращенными друг к другу одноименными полюсами, через перемычку между отверстиями, что приводит к уменьшению рабочего магнитного потока, и, как следствие, к уменьшению энергетических показателей магнитоэлектрической машины.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в увеличении энергетических показателей магнитоэлектрической машины при сохранении высокой технологичности конструкции ротора.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, заключается в снижении потоков рассеивания при наклонной установке магнитов и, как следствие, в увеличении рабочего магнитного потока.

Указанный технический результат заявленным изобретением достигается за счет того, в магнитной системе ротора, состоящей из пакета пластин магнитопроводящей стали с отверстиями и постоянных магнитов призматической формы с тангенциальной намагниченностью N-S, установленных в отверстиях пластин под наклоном к радиальной оси таким образом, что расстояние между разноименными полюсами двух соседних магнитов по наружной дуге меньше, чем по внутренней, отверстия выполнены V-образными, а установленные в них магниты, образующие полюсное деление, соприкасаются одноименными полюсами.

В частном случае реализации изобретения, для дополнительного снижения потоков рассеивания, под магнитами, образующими полюсное деление, могут быть установлены немагнитные вкладыши.

При проведении поиска по патентным и научно-техническим источникам информации не обнаружено решений, содержащих всей совокупности признаков независимого пункта формулы изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна", также не обнаружено решений содержащих всей совокупности признаков отличительной части независимого пункта формулы изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "изобретательский уровень".

Осуществление изобретения

Фиг.1 - конфигурация пластин из магнитопроводящей стали.

Фиг.2 - фрагмент магнитной системы ротора с установленными магнитами.

Магнитная система ротора состоит из пакета пластин 1, изготовленных из магнитопроводящей стали. В пластинах 1 выполнены V-образные отверстия 2, в которых размещены образующие полюсное деление постоянные магниты призматической формы 3 и 4. Число V-образных отверстий зависит от требуемого числа полюсов магнитной системы. Магниты 3 и 4 имеют тангенциальную намагниченность N-S и соприкасаются одноименными полюсами. В центре пластин 1 выполнено круглое отверстие 5, через которое проходит вал ротора. Для соединения пакета с валом ротора и передачи вращающего момента пластины 1 имеют выступ 6. Под магнитами, образующими полюсное деление, размещены немагнитные вкладыши 7.

За счет V-образной формы отверстий 2 магниты 3 и 4 располагаются под наклоном к радиальной оси. Как и в известной магнитной системе, это позволяет или увеличить рабочий магнитный поток, при заданном радиальном габарите ротора (за счет увеличения радиального размера магнитов), или при сохранении рабочего магнитного потока уменьшить радиальные габариты ротора, а также позволяет получить готовую магнитную систему ротора с четным числом полюсов при полном отсутствии требований к магнитным свойствам материала вала ротора. За счет того, что магниты, образующие полюсное деление, соприкасаются одноименными полюсами, снижаются потоки рассеивания и увеличивается рабочий магнитный поток. Дополнительное снижение потоков рассеивания достигается установкой под магнитами, образующими полюсное деление, немагнитных вкладышей, что существенно увеличивает энергетические показатели магнитоэлектрической машины.

Предложение соответствует критерию "промышленная применимость", поскольку может быть реализовано с использованием известных средств и методов.

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к конструктивному выполнению магнитных систем роторов бесколлекторных магнитоэлектрических машин, и может быть использовано как в двигателях, так и в генераторах. Магнитная система ротора состоит из пакета пластин с V-образными отверстиями, выполненных из магнитопроводящей стали, и из постоянных магнитов призматической формы с тангенциальной намагниченностью N-S. Магниты, образующие полюсное деление, установлены в отверстиях пластин с наклоном к радиальной оси и соприкасаются одноименными полюсами. Под магнитами, образующими полюсное деление, могут быть установлены немагнитные вкладыши. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, заключается в снижении потоков рассеивания при наклонной установке магнитов и, как следствие, в увеличении рабочего магнитного потока при заданном радиальном габарите ротора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Магнитная система ротора, состоящая из пакета пластин магнитопроводящей стали с отверстиями, и постоянных магнитов призматической формы с тангенциальной намагниченностью N-S, установленных в отверстиях пластин под наклоном к радиальной оси таким образом, что расстояние между разноименными полюсами двух соседних магнитов по наружной дуге меньше, чем по внутренней, отличающаяся тем, что отверстия выполнены V-образными, а установленные в них магниты, образующие полюсное деление, соприкасаются одноименными полюсами.2. Магнитная система ротора по п.1, отличающаяся тем, что под магнитами, образующими полюсное деление, установлены немагнитные вкладыши.