СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ Российский патент 2024 года по МПК H02K1/17 H02K1/18 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к электрическим машинам постоянного тока с постоянными магнитами, и может быть использовано в электрических двигателях и генераторах постоянного тока для промышленных роботов и систем автоматики.

Известен электродвигатель постоянного тока с постоянными магнитами, размещенными в выемках станины [Патент США №4453097, кл. НО2К 23/42, опубликован в 1984 г.], содержащий станину, дугообразные магниты с радиальной намагниченностью. На внутренней поверхности стенок станины выполнены несколько разнесенных одна относительно другой дугообразных выемок, в выемках размещены дугообразные магниты, выпуклая часть которых тесно прилегает к поверхностям выемки, а противоположная, вогнутая сторона, обращена внутрь полости станины.

Недостатками такой конструкции является малая величина магнитного потока и размагничивание постоянных магнитов поперечным полем якоря.

Известен электродвигатель постоянного тока с цилиндрическим воздушным зазором и возбуждением от постоянных магнитов [Патент Франции № 2511209, кл. Н02К 23/42, опубликован в 1983 г.], содержащих шихтованный пакет статора с прорезями, выполненными по замкнутому многоугольному контуру, и постоянные магниты в виде пластин, установленных в прорезях. Многоугольный контур проходит непосредственно от одного из концов используемой части полюсов, образующего воздушный зазор, при этом каждая пара магнитов образует полюс определенной полярности.

Недостатком такой конструкции является малая величина рабочего магнитного потока из-за неполного использования объема статора и малой площади магнитов, прилегающих к полюсному сердечнику.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами [А.С. СССР № 1711293, кл. НО2К 1/18, 23/04, опубликовано в 1992 г.], содержащий немагнитный корпус, полюсные сердечники, выполненные в виде усеченных четырехугольных пирамид, верхним основанием прикрепленных к немагнитному корпусу статора, на боковых гранях полюсных сердечников размещено по четыре плоских магнита так, что они примыкают к полюсному сердечнику одноименной полярностью, внешнее магнитомягкое ярмо выполнено в виде скоб, замыкающих разноименные поверхности постоянных магнитов близлежащих полюсов.

Недостатками такой конструкции является ее сложность из-за наличия большого количества элементов магнитной цепи, недостаточно большое значение рабочего магнитного потока из-за малой площади постоянных магнитов, прилегающих к полюсному сердечнику и наличия потоков рассеяния с наружной поверхности полюсного сердечника.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение мощности путем увеличения магнитного потока.

Поставленная цель достигается тем, что в известном статоре электрической машины с постоянными магнитами, содержащем замкнутое магнитопроводящее ярмо, полюсные сердечники, плоские постоянные магниты, прилегающие одноименной полярностью к полюсному сердечнику, ярмо статора выполнено в виде двух симметричных плоских частей, со стороны соприкасаемых поверхностей в частях ярма выполнены равноудаленные друг от друга соосные профильные выемки, образующие при скреплении частей ярма паз октаэдральной формы с раскрытием в сторону воздушного зазора, полюсные сердечники выполнены в виде усеченных октаэдров и установлены с размещенными на его поверхностях постоянными магнитами в упомянутые выемки так, что усеченные части октаэдров обращены в сторону воздушного зазора.

На фиг. 1 изображен статор электрической машины с постоянными магнитами.

На фиг. 2 изображена задняя часть ярма статора электрической машины.

На фиг. 3 изображен продольный разрез статора по сечению А-А, приведенный на фиг. 1.

Статор электрической машины с постоянными магнитами содержит переднюю часть магнитомягкого ярма 1, заднюю часть магнитомягкого ярма 2, полюсные сердечники 4, плоские треугольные постоянные магниты 5, плоские трапецеидальные магниты 6.

Магнитомягкое ярмо статора выполнено в виде двух симметричных плоских частей 1 и 2, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда или круглого цилиндра и соприкасаемых друг с другом плоскими поверхностями. В частях ярма 1 и 2 со стороны соприкасаемых поверхностей выполнены равноудаленные друг от друга соосные профильные выемки 3 так, что при соединении частей ярма 1 и 2 каждая пара соосных выемок 3 образует паз октаэдральной формы с раскрытием, направленным в сторону воздушного зазора. Выемки 3 выполнены так, что оси образованных ими пазов перпендикулярны оси статора. Количество пазов в ярме равно числу полюсов статора. Полюсные сердечники 4 выполнены из магнитомягкого материала в виде усеченных октаэдров и с размещенными на его гранях постоянными магнитами 5 и 6 установлены в вышеупомянутые выемки так, что усеченные части полюсных сердечников направлены в сторону воздушного зазора. Постоянные магниты 5 выполняют плоскими треугольного вида; постоянные магниты 6 выполняют плоскими трапецеидального вида и устанавливают на гранях усеченной части октаэдра, постоянные магниты 5 устанавливают на гранях неусеченной части октаэдра. Постоянные магниты 5 и 6 прилегают к полюсному сердечнику одноименной полярностью, а по внутренней поверхности статора имеет место чередование полярности полюсных сердечников 4. В передней 1 и задней частях ярма 2 между полюсами выполнены соосные отверстия 7 с размещенными в них болтами 8, посредством которых обеспечивается плотное прижатие обеих частей ярма по соприкасаемым поверхностям и жесткое закрепление полюсных сердечников 4 с постоянными магнитами 5 и 6 в выемках 3.

Сборку статора электрической машины осуществляют в следующей последовательности: заднюю часть ярма 2 кладут на горизонтальную поверхность выемками 3 вверх, на дно выемок 3 укладывают одноименной полярностью постоянный магнит 5 и постоянный магнит 6, затем в выемки 3 устанавливают полюсные сердечники 4, в образовавшиеся щели между вертикальными стенками выемки 3 и гранями полюсного сердечника 4 устанавливают по два постоянных магнита 5 и 6, по одному магниту 5 и 6 с каждой стороны сердечника, затем сверху на полюсный сердечник укладывают постоянный магнит 5 и постоянный магнит 6 и накладывают переднюю часть ярма 1 выемками 3 вниз на собранную конструкцию так, чтобы выемки совпали с выступающими полюсами и посредством болтов скрепляют собранную конструкцию статора путем сжатия двух частей ярма статора, при этом полюсные сердечники 4 и постоянные магниты 5 и 6 самоустанавливаются в пазах статора и закрепляются за счет заклинивающего эффекта формы выемок.

В заявляемом статоре электрической машины с постоянными магнитами упрощение конструкции достигается за счет того, что ярмо статора выполнено из двух симметричных плоских частей, имеющих соосные профильные выемки 3, в которые установлены полюсные сердечники 4 в виде усеченных октаэдров с прилегающими ко всем граням постоянными магнитами 5 и 6, при скреплении ярма за счет стягивания передней части ярма 1 и задней части ярма 2 происходит жесткое закрепление полюсных сердечников и постоянных магнитов 5 и 6 в образованных выемками 3 пазах за счет заклинивающего эффекта формы выемок.

Вследствие того, что полюсный сердечник 4 выполнен в виде октаэдра и на всех его гранях размещены постоянные магниты 5 и 6, обращенные одноименной полярностью к полюсному сердечнику, то увеличивается общая площадь магнитов, прилегающих к одному полюсному сердечнику и полностью устраняется поток рассеяния с поверхности полюсного сердечника - все это увеличивает магнитный поток и повышает мощность машины.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение мощности путем увеличения магнитного потока. Статор электрической машины с постоянными магнитами содержит замкнутое магнитопроводящее ярмо, полюсные сердечники, плоские постоянные магниты, прилегающие одноименной полярностью к полюсному сердечнику. Новым в статоре является то, что ярмо статора выполнено в виде двух симметричных плоских частей с соосными профильными выемками, образующими при скреплении частей ярма пазы октаэдральной формы с раскрытием в сторону воздушного зазора. При этом полюсные сердечники выполнены в виде усеченных октаэдров и установлены с размещенными на их поверхностях постоянными магнитами в упомянутые выемки так, что усеченные части октаэдров обращены в сторону воздушного зазора. 3 ил.

Статор электрической машины с постоянными магнитами, содержащий замкнутое магнитопроводящее ярмо, полюсные сердечники, плоские постоянные магниты, прилегающие одноименной полярностью к полюсному сердечнику, отличающийся тем, что ярмо статора выполнено в виде двух симметричных плоских частей, со стороны соприкасаемых поверхностей в частях ярма выполнены равноудаленные друг от друга соосные профильные выемки, образующие при скреплении частей ярма статора пазы октаэдральной формы с раскрытием в сторону воздушного зазора, полюсные сердечники выполнены в виде усеченных октаэдров и установлены с размещенными на его поверхностях постоянными магнитами в упомянутые выемки так, что усеченные части октаэдров обращены в сторону воздушного зазора.