Ротор электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K1/28 

2. Ротор ПОП.1, отличающийся тем, что магнитная система разделена в радиальной плоскости по меньшей мере на две части, между которыми размещена дополнительная фиксирующая шайба с установленнЕлми. в ней втулками.

3. Ротор по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что втулки дополнительной фиксирующей шайбы выполнены с резьбой и жестко закреплены на шайбе, причем втулки, укрепленные на одной из сторон шайбы, расположены с угловым сдвигом относительно втулок,укрепленных на другой ее стороне.

1. РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ :МА111ИНЫ, содержащий вал и укреплен8 /2 Фил.1 ную на нем магнитную систему с постоянными тангенциально намагниченными магнитами, обращенными одноименными полюсами один к другсялу, и расположенньми между ними клиновидными магнитопроводами, о тл и ч а ю щ и и с я тем,(что, с целью упрощения конструкции, он снабжен установленными на валу по торцам магнитной системы фиксирующими шайбами и втулками, имеющими цилиндрические и конусные участки и установленными своими цилиндрическими участками в отверстиях фиксирующих шайб, а каждый клиновидный магнитопровод разделен в аксиальной плоскости на две части, между которыми расположешл конусные (Л участки ВТУЛОК, в отверстиях которых установлены стяжные шпильки. с

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с постоянными магнитами на роторе, и может быть использовано в синхронных генераторах и двигателях, а также в йентильных двигателях широкого назначения.

Известен ротор электрической машины, содержащий вал с установленной на нем магнитной системой, включающей постоянные тангенциально намагниченные магниты, обращенные друг к другу одноименными полюсами, и клиновидные магнитопроводы, расположенные между постоянными магнитами и образующие полюса магнитной Системы, охваченные с двух сторон бандажными кольцами l .,,

Недостатки данного ротора заключаются в сложности его изготовления и сборки и низкой надежности. В случае неточного изготовления деталей магнитной системы - постоян ных магнитов и клиновидных магнитопроводов резко снижается конфигурация ротора, т.е. в плоскости радиального сечения он становится эллипсообразным. Сложность обусловлена также необходимостью обрабатывать конструкцию в Полусобранном виде, обеспечив посадочные поверхности под бандажньле кольца. Низкая надежность конструкции объясняется прогибом клиновидных магнитопроводов, укрепленнь1х только в областях торцовых поверхностей, в особенности, если достаточно велико отнсядение длины магнитной системы к ее диаметру (более двух).

Известен также ротор электрической машины, содержащий вал, напрессованную на него немагнитную втулку и магнитную систему с постоянными магнитами и клиновидными магнитопроводами, приваренными к немагнитной втулке по всей его длине.

Постоянные магниты выполнены клиновидными и расположены своей утолщенной частью в сторону вала. После установки магнитов в пазы.

образованные магнитопроводами, ротор раскручиваете до своей максимальной частоты вращения, что приводит к заклиниванию магнитов, 5 после чего он обрабатывается по наружной поверхности 2 .

Недостаток указанного устройства состоит в сложности, вызванной необходимостью сварки магнию0 проводов с немагнитной втулкой, поскольку доступ к свариваемым участкам осуществляется только через пространство, предназначенное ,цпя установки в нем постоянных маг5 нитов. Трудности сварки усугубляются тем, что свариваются магнитопроводящий и немагнитный материалы, для которых технология . сварки усложнена по сравнению со сваркой однородных материалов.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности ротор, содержащий вал с установленной на нем немагнитной втулкой, к которой с

-ПОМОЩЬЮ соединения типа ласточкин

хвост прикреплены клиновидные магнитопроводы. Между клиновидными магнитопроводами установлены постоянные магниты З ,

0 Недостатками известного устройства являются сложность и необходимость точного изготовления элементов конструкции ротора. Сложность обусловлена трудностями выполнения сое-

5 динения типа ласточкин хвост, которое строго фиксирует магнитопровод относительно немагнитной втулки, не обеспечивая ни его углового перемещения, ни перемещения в радиальном

Q направлении. Поэтому требуется высокая точность изготовления как магнитопроводов, так и магнитов, чтобы исключить зазор между магнитами и клиновидными магнитопроводами, приво дящий к ослаблению магнитного потока

и трудностям фиксации магнитов.

Цель изобретения - упрощение конструкции .

Поставленная цель достигается тем, чтр ротор электрической машины, со0 держащий вал и укрепленную на нем

магнитную систему с постоянными тангенциально намагниченными магнитми, обращенными одноименными лолюсами один к другому, и расположенными между ними клиновидными магнитопровдами, снабжен установленными ни вал по торцам магнитной системы фиксирующими шайбами и втулками, имеющими цилиндрические и конусные участк и установленными своими цилиндрическими участками в отверстиях фи ;:сирующих шайб, а каждый клиновидный магнитопровод разделен в аксиальной плоскости на две части, между которми расположены конусные участки втулок/ в отверстиях которых установлены стяжные шпильки.

Магнитная система может быть разделена в радиальной плоскости по меньшей мере на две части, между которыми размещена дополнительная фиксирующая шайба с установленными в ней втулками.

Втулки дополнительной фиксирующей шайбы могут быть выполнены с резьбой и жестко закреплены на шайбе, причем втулки, укрепленные на одной из сторон шайбы, расположёны с угловым Сдвигом относительно втулок/ укрепленных на другой ее стороне.

На фиг,1 приведен предлагаемый ротор, общий ВИД; на фиг.2 - то же, радиальное сечение; на фиг. 3 и 4 конструктивные варианты дополнительной фиксирующей шайбы;на фиг.5 фиксирующая шайба, вид сбоку.

Ротор (фиг.1) содержит вал 1 и установленную на нем магнитную систему 2, состоящую из постоянных, магнитов 3 и клиновидных магнитопроводов 4, каждый из которых разделен в аксиальной плоскости на две части 5 имеющие продольную выемку 6. Магнитную систему 2 устанавливают и центрируют относительно вала 1 с помощью фиксирующих шайб 7, закрепленных на валу 1, например, .за счет посадки с натягом с помощью шпонки или стопорного винта (не показаны). Коицентрично внутреннему отверстию фиксирующей шайбы 7 выполнены центры отверстий 8, в которых расположены втулки 9, имеющие цилиндрические 10 и конические 11 участки. Магнитная система 2 расположена между фиксирующими шайбами 7 таким образом, что втулки .9-своими коническими участками 11 сопрягаются с выемками 6 частей 5 магнитопровода 4. В отверстия втулок 9 вставлены стяжные шпильки 12. Постоянные магниты 3 размещают между клиновидными магнитопро ода;Ми 4 и удерживают их в радиальном направлении с помощью буртиков 13, вьшолненных на магнитопроводах.

Собранную соответствующим образом магнитную систему 2 жестко фиксируют и закрепляют относительно вала 1 с помощью стяжных шпилек 12. Стягиваемые ими втулки 9 расклинивают своими коническими участками 11 части 5 магнитопровода 4, образующего полюс какой-то одной полярности. Расклинивание магнитопроводов осуществляется до

тех пор, пока не исчезает зазор между магнитопроводами и постоянными магнитами 3.

В зависимости от размеров сопрягаемых деталей, в частности от разMejpoB клиновидных магнитопроводов и толщины постоянных магнитов 3, степень расклинивания магнитопроврдов 4 будет различной. Например, чем тоньше по сравнению с расчетными постоянные магниты 3, тем больше зазор 14 между частями 5 магнитопровода 4. Разброс размеров деталей, таким образом, сказывается только на величине зазора 14 и не оказывает влияния на плотность соединения постоянных магнитов 3 с клиновидными магнитопроводами 4.

После жесткой фиксации магнитнрй системы 2 стопорят в случае необходимости втулки 9 и обрабатывают наружную поверхность ротора.

На фиг.З приведена конструкция дополнительной фиксирующей шайбы 7 с.втулками 9 разделяющей магнитную систему 2 в радиальной плоскости на

две части. Втулки 9 центральной

фиксирующей шайбы имеют один цилиндрический 10 и два конических 11 участка.

Дополнительная фиксирующая шайба

7 необходима в случае большой длины ротора в сравнении с диаметром (при отношении длины ротор к диаметру равном двум и более) и в случае, когда требуется-сдвиг на некоторый

угол между разделенными фиксирующей шайбой 7 частями магнитной системы 2. Как правило, сдвиг .на угол, равный половине углового зубцового деления статора, требуется для

уменьшения зубцовых пульсаций маг-. нитного потока и зубцового реактивного момента. - . I

На фиг.4 приведена конструкция фиксирующей шайбы 7, втулки 9 которой жестко закреплены на обоих ее сторонах. В этом случае втулки 9 центральной фиксирующей шайбы 7 имеют резьбу 15, а расклинивание частей 5 магнитопроводов осуществляется с помощью винтов (не показаны), выполняющих функции шпилек 12.Сдвиг частей магнитопровода 4 друг отно.сительно друга осуществляется за счет сдвига на угол 16 втулок 9,

.Е§сположенных на одной из сторон

фиксирующей шайбы 7, относительно: втулок 9, расположенных на другой ее стороне и обозначенных пунктиром 17.

Магнитопроврды 4 изготавливают либо из магнитомягкой стали резанием или штамповкой, либо из маглитопроводящего порстака методами порсмаковой металлургии, в частности методы порошковой металлургии обеспечивают достаточно высокую индукцию (1,0 Тс и более), незначительную в сравнении со сталями электрическую проводимость и, соответственно, малые потери на вихревые токи в магнитопроврре и низкую стоимость изготовления.

Предлагаемый ротор работает аналогично прототипу.

13

12

Магнитный поток, создаваемый постоянными магнитами 3, одноименные полюса которого прилегают к одному и тому же магнитопроводу 4, проходит по частям 5, далее через «воздушный зазор электрической машины и статор и замыкается на противоположные полюса постоянных магнитов 3 через прилегающие к ним магнитопроводы соседних полюсов Л

0 Таким образом, упрощение конструкции обеспечивает снижение требований к точности изготовления деталей ротора и упрощение технологии его сборки, что ведет к снижению трудоемкос5 ти и стоимости изготовления ротора, поскольку позволяет исключить сложные процессы, связанные с точной механической обработкой, и автоматизировать процесс сборки ротора.

(pui.a

/7