РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 2019 года по МПК H02K1/28 H02K1/27 

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электрических машинах с постоянными магнитами.

Известен ротор электрической машины [RU 2212748 Н02К 1/28, Н02К 21/12. Опуб. 20.09.2003. Бюл. №26], где ротор содержит магнито-провод с размещенными на нем постоянными магнитами с полюсными наконечниками. Между полюсными наконечниками имеются зазоры с установленными в них удерживающими элементами, одними концами жестко зафиксированными в магнитопроводе, а другими концами плотно прилегающими к поверхностям скосов, выполненных на наружных ребрах полюсных наконечников. По длине каждого удерживающего элемента симметрично его оси выполнена наружная прорезь, в которую вставлен расклинивающий элемент.

Недостатком ротора является наличие крепежных и расклинивающих деталей, сложность изготовления поверхностей для установки этих деталей.

Известен ротор электрической машины [RU 2618217, Н02К 1/28, Н02К 1/27. Опуб. 03.05.2017. Бюл. №13], принятый за прототип. Ротор содержит вал из магнитомягкого материала, в продольных пазах которого размещены постоянные магниты, закрепленные средствами фиксации в форме стержней, концы которых замкнуты в единый контур кольцами, расположенными по торцам ротора. Средства фиксации уложены в проточки, которые расположены на боковых поверхностях продольных пазов и постоянных магнитов друг напротив друга. Средства фиксации и кольца выполнены из диамагнитного материала, а постоянные магниты в поперечном сечении имеют прямоугольную форму, причем внешняя плоскость закруглена по радиусу ротора. Средства фиксации в форме стержней позволяют закрепить магниты в роторе. Короткозамкнутая обмотка из диамагнитного материала, образованная средствами фиксации и кольцами, создает условия для осуществления прямого пуска в малоинерционных синхронных электродвигателях.

Недостатком ротора является небольшая мощность короткозамкнутой обмотки, состоящей из фиксирующих стержней и колец по торцам ротора, а также наличие в крепеже магнитов дополнительных элементов в виде стержней.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании ротора для малоинерционных машин с прямым пуском, который имеет увеличенную мощность короткозамкнутой обмотки при исключении в крепеже магнитов дополнительных элементов.

Поставленная задача решается тем, что ротор содержит вал из магнитомягкого материала, постоянные магниты, размещенные в продольных пазах, и кольцевой контур из диамагнитного материала, причем продольные пазы выполнены в кольцевом контуре, боковая продольная плоскость магнита параллельна плоскости, проходящей через продольную ось ротора и нижнюю грань противоположной продольной плоскости магнита, а кольцевой контур жестко закреплен относительно вала. Кроме того, кольцевой контур может быть жестко закреплен на цилиндрической вставке из шихтованной электротехнической стали, неподвижно установленной на стальном валу.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1 показано поперечное сечение ротора с валом из магнитомягкого материала, на фиг. 2 - поперечное сечение ротора с цилиндрической вставкой из шихтованной электротехнической стали.

Ротор содержит постоянные магниты 1, размещенные в продольных пазах кольцевого контура 2 из диамагнитного материала, выполненного в форме полого цилиндра, длиной, равной длине ротора. Магниты расположены в пазах 3, выполненных на наружной поверхности кольцевого контура параллельно продольной оси ротора, и крепится в пазе боковыми продольными плоскостями 4. Боковая продольная плоскость 4 магнита параллельна плоскости а, проходящей через продольную ось ротора и нижнюю грань противоположной продольной плоскости магнита. Кольцевой контур 2 неподвижно закреплен на валу 5 (фиг. 1) из магнитомягкого материала, например, посредством плотной посадки и лысок 6 или может неподвижно крепиться на цилиндрической вставке 7 (фиг. 2) из шихтованной электротехнической стали также посредством плотной посадки и, например, шпоночного соединения 8. При этом шихтованная сталь неподвижно крепится на валу 9 из обычной стали.

Кольцевой контур 2 из диамагнитного материала в форме полого цилиндра создает короткозамкнутую обмотку с более мощным токопроводящим слоем, чем в прототипе. Для работы электрической машины в синхронном режиме мощный ток в короткозамкнутой обмотке создает благоприятные условия для стабильной работы электродвигателя в динамических условиях: при пуске-разгоне и торможении-останове. Дополнительную прочность и плотность крепления магнитов можно придавать, используя клеящие составы между ротором, магнитами. Для уменьшения воздушного зазора между ротором и статором внешняя (свободная) плоскость магнита закруглена по радиусу ротора.

Крепление кольцевого контура 2 на цилиндрической вставке 7 (фиг. 2) из шихтованной электротехнической стали предполагается использовать при модернизации существующего электродвигателя с целью удешевления модернизации. Для этого наружную поверхность ротора из шихтованной стали протачивают на токарном станке до внутреннего диаметра цилиндрического кольцевого контура и собирают их между собой.

Таким образом, короткозамкнутая обмотка из диамагнитного материала, образованная цилиндрическим кольцевым контуром, образует более мощный токопроводящий слой, создавая благоприятные условия для осуществления прямого пуска в малоинерционных синхронных электродвигателях и улучшая рабочие характеристики электрической машины.

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электрических машинах с постоянными магнитами. Технический результат - увеличение магнитного потока и улучшение рабочих характеристик электрической машины. Ротор электрической машины содержит вал из магнитомягкого материала, постоянные магниты, размещенные в продольных пазах, и кольцевой контур из диамагнитного материала. Продольные пазы выполнены в кольцевом контуре. Боковая продольная плоскость магнита параллельна плоскости, проходящей через продольную ось ротора и нижнюю грань противоположной продольной плоскости магнита. Кольцевой контур может быть жестко закреплен на цилиндрической вставке из шихтованной электротехнической стали, неподвижно установленной на стальном валу. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Ротор электрической машины, содержащий вал из магнитомягкого материала, постоянные магниты, размещенные в продольных пазах, и кольцевой контур из диамагнитного материала, отличающийся тем, что продольные пазы выполнены в кольцевом контуре, боковая продольная плоскость магнита параллельна плоскости, проходящей через продольную ось ротора и нижнюю грань противоположной продольной плоскости магнита, а кольцевой контур жестко закреплен относительно вала.

2. Ротор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой контур жестко закреплен на цилиндрической вставке из шихтованной электротехнической стали, неподвижно установленной на стальном валу.