Индуктор электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K21/14 

Изобретение относится к электрическим машинам с постоянными магнита ми и может найти применение в конструкциях роторов. Известны индукторы электрической машины, содержапще тангенциально намагниченные постоянные магниты и сег менты-полюса, в которьк постоянные магниты расположены в диаметральных плоскостях и отделены от магнитного вала немагнитной втулкой Г1. . Недостатками этого индуктора являются сложность обеспечения механической прочности ротора при больших габаритах, а также слабая концентрация магнитного потока при малом числе полюсов. Кроме того, этот индуктор требует наличия немагнитного вала или немагнитной ступицы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является индуктор электрических машин, содержаш 1й полюсов, призматические постоянные магниты, установленные в диаметральных плоскостях между разноименными полюсами, магниты, установленные под углом к ним, и клиновидные полюс ные сегменты, расположенные между магнитами. Недостатками известного устройства являются трудности в обеспечении механической целостности и прочности индуктора, а также сложность технологии изготовления и сборки индуктора, что обусловлено наличием клиновидньк сегментов, выходом на наружную поверхность торцов постоянных магнитов на полюсе и ,их взаимным расположением. Для обеспечения механической целостности индуктора используют специальные бандажные устройства из немагнитного материала, что усложняет не только конструкцию но и технологию изготовления и сбор ки ротора. I Целью изобретения является упрощ ние технологии изготовления и сборк индуктора, повьшение его мехзлической прочности. Указанная цель достигается тем, что в индукторе электрической машин Содержащем полюсов, призматичес кие постоянные магниты, установленные в диаметральных плоскостях межд разноименными полюсами, магниты, установленные под углом к ним, и кл новидные полюсные сегменты, располо женные между магнитами, на полюсных делениях между сегментами одноименной полярности вьшолнены перемычки из материала сегментов, расположенные по наружной поверхности индуктора, а углы между осями установленных в диаметральных плоскостях постоянных Магнитов и осями соседних с ними постоянных магнитов выполнены менее Перемычки могут быть выполнены также и между соседними сегментами разноименной полярности. , Выполнение перемычек между сегментами одноименной полярности позволяет объединить сегмент) во внешнюю часть полюса, а при вьтолнении перемычек и между полюсами образуется единый, внешний магнитопровод, что упрощает технологию изготовления и сборки индуктора. Взаимное расположение постоянных магнитов в диаметральных плоскостях и прилегающих к ним магнитов на полюсном делении под углом менее 90 обеспечивает механическое соед1-шение между магнитопроводом и магнитами, работающее по принципу соединения типа ласточкин хвост, удерживающее постоянные магниты, прилегающие к магнитам, расположенным в диаметральных плоскостях, а пазах магнитопровода от выпадания под действием центробежных сил. При этом отпадает необходимость в применении специальн| к крепежных приспособлений. Постоянные магниты, расположенные на полюсе и не примыкающие к магнитам, установленным в диаметральных плоскостях, удерживаются перемычками, вьшолненными между сегментами. Таким образом обеспечивается механическая прочность индуктора без применения специальных бандажей и упрощается технология изготовления и сборки. На чертеже представлен индуктор, поперечный разрез. Индуктор содержит внешний магнитопровод 1 в виде сегмента 2, объединенных в одно целое перемычками 3 между сегментами одноименной полярности и перемычками 4 между сегментами 5 разнополярной полярности, а также внутренний магнитопровод 6, установленньй на магнитопроводящем валу 7. Перемычки 4 между разнополярными

5

сегментами 5 могут быть сведены до минимума (с целью уменьшения потоков рассеяния) в процессе окончательной проточки индуктора под заданный зазор.

Для уменьшения потоков рассеяния по торцам магнитов в наружном и внутреннем магнитопроводах 1 и 6 предусмотрены воздушные промежутки 8. В пределах полюса располагаются постоянные магниты 9 и 10. Ось постоянного магнита 10, соединенного с постоянным магнитом 11, установленным в диаметральной плоскости об90° , разует с его осью угол менее -р- (.на

qn

i.°

45 J. чертеже Р 2, т..е.

Внутренний магнитопровод 1 на каждом полюсном делении образует выступы, прилегающие к постоянным магнитам 9 и 10 в виде фигуры а, в, с, d, е, f , которая при угле между осью диаметрального межполюсного постоянного магнита 11 и осью соседнего с ним на полюсном делении постоянного магнита 10 менее А5 обеспечивает неразъемное в радиальном направлении механическое соединение внешнего магнитопровода 1-, постоянных магнитов 9 и 10 и внутреннего магнитопровода 5.

Указанное соединение рабогает по принципу зацепления деталей типа ласточкин хвост.

Значение нижнего допустимого предела угла оС определяется в каждом конкретном случае из расчета магнитной цепи машины по известным условиям допустимой индукции в полюсе в зависимости от используемьк материалов магнитов и стали полюсов.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

1724

При направлении намагниченности постоянных магнитов (показанных стрелками на чертеже) на поверхности ротора образуются полюса чередующей™ ся полярности (стрелками показаны направления магнитов потоков, выходящих из.полюсных сегментов в рабочий воздушный зазор). Индуктор (см. чертеж) создает в рабочем зазоре

четырехполюсное магнитное поле, используемое для индуктирования ЭДС в статорной обмотке электрической машины при вращении ротора.

Использование изобретения позволяет создать машину с высокой концентрацией магнитного потока при значительном снижении затрат на изготовление. Исключение торцовых бандажных колец из немагнитного материала (дефицитная нержавеющая сталь), Отсутствие стяжных шпилек при шихтованных сегментах ротора (индуктора) приводят к снижению материалоемкости конструкции и уменьшению затрат

на изготовление вследствие упрощения технологии сборки ротора.

Благодаря выполнению перемычек между сегментами одноименной полярности устраняются провалы магнитной индукции в рабочем зазоре в пределах полнюного деления, что повьшает концентрацию магнитного потока и улучшает форму ЭДС двигателя.

При выполнении сегментов индуктора шихтованными предлагаемый индуктор сохраняет свою механическую целостность и прочность путем пропитки ротора лаком без применения стяясных шпилек, в то время как известное устройство в случае шихтованных сегментов обязательно требует продольных стяжных шпнпек внутри сегментов.

1. ИНДУКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержа чий 2 полюсов, призматические постоянные магниты, установленные в диаметральных плоскостях между разноименными полюсами, магниты, установленные под углом к ним, и клиновидные полюсные сегменты, рас положенные между магнитами, о т л ичающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и сборки индуктора и повьшения его механической прочности, на полюсных делениях между сегментами одноименной полярности выполнены перемычки Из материала сегментов, расположенные по наружной поверхности индуктора, а углы между осями установленных в диаметральных плоскостях постоянных магнитов и осями соседних с ними постоянных магнитов выполнены менее iO. .fi - 2. Индуктор ПОП.1, отличающийся тем, что перемычки вы- полнены между соседними сегментами разноименной полярности.