Ротор электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K1/24 

Изобретение- относится к электрическим машинам,а именно к конструкции роторов электрических машин с когтеобразными полюсами. Известны роторы электрических машин содержащие установленный на валу сердеч ник имеющий паз с центральной цилиндрической частью и конусными сстнками, идущими до - периферии обмотки возбуждения, уложенной в паз и насаженные на вал полюсные половины с когтеобразными полюсами ные половины с когтеобразными полюсами 1. Недостатком такого ротора является неравномерность магнитной индукции вдоль пути магнитного потока в конической части сердечника. Площадь сечения перпендикулярного вектору магнитного потока (магнитной силовой линии) в конической части сердечника всегда больше площади аналогичного сечения в цилиндрической части сердечника, вследствие чего материал конической части сердечника недоиспользован в магнитном отношении. Наиболее близким к изобретению является ротор электрической машины, содержащее когтеобразные полюса с торцовыми магнитопроводами, укрепленными на валу, меж.ду которыми установлен с прилеганием цилиндрический сердечник. Наружная торцовая поверхность каждого из магнитопроводов на расстоянии от оси ротора, равном по.ловине диаметра сердечника, выполнена скощенной в направлении полюсов противоположной полярности под острым углом 2. Недостатком известного ротора является неравномерность магнитной индукции F магнитопроводах, что приводит к недоиспользованию материала,перерасходу металла и увеличению массы ротора. Цель изобретения - улучшение использования материала торцовых магнитопроводов путем уменьшения массы ротора. .. Указанная цель достигается тем, что в роторе, содержащем когтеобразные полюса с торцовыми магнитопроводами, укрепленными на валу, между которыми установлен с прилеганием цилиндрический сердечник, образующая наружной поверхности торцовых магнитопроводов выполнена по форме, определяемой выражением, 4r2/smf/-4rDr + Dc 0, где DC -наружный диаметр цилиндрического сердечника; Г - радиус-ветор в полярных координата.х,имеющих полюсом точку,лежащую в продольном сечении ротора на пересечении линии- на наружной поврхности цилиндрическо кого сердечника и линии на внутренней торцовой поверхности торцового магнитопоовода,причем i г « р-полярныи угол между радиусом-вектором и осью, проходящей через полюсную точку параллельно оси ротора. На фиг. 1 изображен ротор,продольный разрез; на фиг. 2 - ротор с полярными координатами, продольное сечение. . Ротор содержит вал 1 на который насажены торцовые магнитопроводы 2 и 3 с когтеобразными полю.сами 4 и цилиндрический сердечник 5. На цилиндрический сердечник 5 намотана обмотка 6 возбуждения. На наружной торцовой поверхности 7 тррцовых магнитопроводов 2 и 3 образующая 8 выполнена по форме определяемой выражением 4г2/51пЧ /-4rDf ±D 0, где DC-наружный диаметр цилиндрического сердечника 5; к - радиус-вектор в полярных координатах, имеющих полюсом точку 9, лежащую в продольном сечении ротора на пересечении линии 10 на наружной поверхности II цилиндрического сердечника 5 и линии 12 на внутренней торцовой поверхности 13 торцового магнитопровода 2 и 3,причем г , ц - полярный угол между радиусомвектором г и линией 10, проходящей через полюсную точку 9 параллельно оси ротора. Ротор работает следующим образом. При пропускании через обмотку 6 возбуждения электрического тока в магнитной цепи электрической машины возникает магнчтный поток,который замыкается через вал 1с сердечником 5,торцовые магнитопроводы 2и 3, воздушный зазор и статор. Магнитное состояние каждого из участков магнитной цепи характеризуется значением магнитной индукции В{ где В1,Ф1И Sj соответственно значения магнитной индукдии магнитного потока и площади любого сечения магнитной цепи, перпендикулярной магнитной силовой линии (вектору магнитного потока). Минимум массы магнитопроводов электрических машин достигается при постоянстве магнитной индукции вдоль магнитной цепи, причем величина магнитной индукции выбирается оптимальной ,. На участке магнитной цепи ротора от внутренней поверхности когтеобразных полюсов 4 до наружной поверхности цилиндрического сердечника 5 величину магнитного потока в торцовых магнитопроводах 2 и 3 можно считать постоянной., равной магнитному лотоку сердечника 5,так как магнитные потоки рассеяния на этом участке несоизмеримо меньше магнитного потока сердечника 5. Условием постоянства магнитной индукции В,- на рассма-приваемом участке при по

стоянном магнитном потоке Ф является постоянство сечения З через которое проходит магнитный поток, т.е. на рассчитываемом участке Si const и равно сечению сердечника J с Л Uc.

SCM - ,

Площадь любого сечения Si на рассматриваемом участке

Si /rr(Dc-r-sm«f)

тогда справеллдливо уравнение 4r /slPi0 - 4rDc- DO определяющее вид кривой 8.

Уравнение кривой 8 определяет толщину торцовых магнитопроводов 2 и 3, отвечающую условию постоянства магнитной индукции..

При значении угла у 0, в г -.

Выполнение формы наружной торцовой поверхности торцовых магнитопроводов 2 и 3 позволяет уменьщить их массу и соответственномассу ротора,повысить тем самым использование материала ротора.

fpL

РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий когтеобразные полюса с торцовыми магнитопроводами, укрепленными на валу, между которыми установлен с прилеганием цилиндрический сердечник, отличающийся тем, что с целью улучшения 4 % ис ма но по гд льзования материала путем уменьшения ы ротора,образуюшая наружной поверхи торцовых магнитопроводов выполнена орме, определяе1 ой выражением / - 4rD. + Di О, DC - наружный диаметр цилиндрического сердечника; г - радиус-вектор в полярных координатах, имеюших полюсом точку, лежашую в продольном сечении ротора на пересечении линии на наружной поверхности цилиндрического сердечника и линии на внутренней торцовой поверхности торцового магнитопровода,причем и г . .- полярный угол между радиусом вектора и осью,проходящей через полюсную точку параллельно оси ротора.