Ротор явнополюсной электрической машины Советский патент 1985 года по МПК H02K1/24 

1чЭ

о ел Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конст рукции ЯВПОПОЛ10СНЫХ роторов высоко,скоростных электрических машин. .Известны двухполюсные роторы электрических машин, выполненные бе вальными для уменьшения наружного диаметра и содержащие массивный сердечник с приболченными к нему пемагнитт1Ь №1 цапфами и катушечную обмотку, закрепленную посредством клиньеп Оj Недостатком роторов являет ся отсутствие демпферной обмотки, высокие поверхностные потери, низкая продольная жесткость и недостаточная 1п,1;ежность закрепления обмот ки пследстпие подвижности клйнь.еп, об ч;1овленной отгибом полок полюсны наконечников при вращении. luu 6ojiee близким к изобретению по тгхнической сущности является ротор лииополюсной электрической- ма шины, содсргжащий шихтованный пакет Maiiisi гопровода с катушечной , обмотKoii и полюсами, цапфы и стяжные шмильки, проходящие через отверстия в листах. При использовании таког о ротора С1 1гжа1отся поверхностные поте pii, обеспечивается встраивание полпоцепной демпферной обмотки и повы11 ается продолтзная жесткость 2J , Однако фиксация обмотки посредст вом призматических аксиальных стерж ней не обеспечивает ее надежного . закрегглепия в этом роторе, что огра ничпвает его использование в высоко скоростных машинах. Прелью изобретения является повышение надежности путем увел1гчения прочности и жесткости ротора. Указанная цель достигается тем, что ротор явнополюсной электрическо магжны, содержащий несущий катушки обмотки возбуждения гаихтованньш магпитопровод с полюсами, включающи листы с полками полюсных наконечников, торцовые нажимные элементы и стяжные шпильки, проходящие через отверстия в листах магнитопровода, снабжен немагнитными элементами в виде сегментов с отверстиями для призонных шпилек, и между листами с полками полюсньк наконечников расположены листы без полок полюсньж наконечников, образуя гребенки, npi-тчем сегменты своими концевычи Частями входят в промежутки гребенчатых полок полюсньк наконечников соседних полюсов и примыкают своей внутренней поверхностью к внешним поверхностям катушек, а отверстия для стяжных призонных шпилек вьшолнены в зоне полюсных наконечников. Листы магнитопровода с полками полюсных наконечников могут иметь радиальные выступы, и сегменты в своей центральной части соединены с выступами посредством стяжных шпилек. Сегменты в центральной части могут иметь радиальные выступы, направленные в сторону оси вращения ротора. На фиг о 1 схематически показан предлагаемый ротор, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, поперечный .разрез, на фиг. 3 - лист магнитопровода с полками полюсных наконечников на фиг. 4 - лист магнитопровода без полок полюсных накоНечников, на фиг. 5 - элемент в виде сегменту, на фиг. 6 - вариант магнитопровода листа с полками полюсных наконечников, .на фиг. 7 - вариант сегмента. На чертежах в качестве примера приведена конструкция и элементы двухполюсного безвального ротора. Магнитопровод 1 ротора вьтолнен шихтованным из чередующихся листов 2 и 3, различающихся тем, что первые из снабжены полками полюсньк наконечников 4 и радиальными выступами 5, а вторые этих элементов не имеют. Б результате, в зоне полок полюсньк наконечников и радиальньк выступов магнитопровод имеет гребенчатую структуру. Как вариант, возможно выполнение однотипных листов магнитопроводов с односторонним расположением полюсных наконечников и радиальных выступов с последующим поворотом листов при шихтовке Пакета. Размещенные в пазах полюсньк наконечников стержни 6 демпферной . обмотки соединены посредством пайки или сварки с короткозамыкающими пластинами 7 из высокоэлектропроводпого металла, повторякщими по профилю листы 2 магнитопровода. На изолированном магнитопроводе , размещены катушки 8 обмотки воэбужДения, стороны которьк примыкают к магнитопроводу, полкам полюсньк наконечников, внутренним поверхностям 3 элементов в виде сегментов 9 и радиальными выступами 5. Лотовые част катушек 8 расположены между пластмассовыми козьфьками 10 и сухарями которые прикреплены к торцам, короткозамыкающих пластин 7, что упрощает, технологию намотки и повышает надежность обмотки. Сегменты 9 свои ми концевыми частями входят в проме жутки гребенчатых полок полюсных наконечников и выполнены из прочног немагнитного .материала, например из листового титана. К торцам магнитопровода примыкают немагнитные, например титановые торцовые нажимные элементы (цапфы) 12 и 13, внутренние полости которых вмещают лобовые части катушек 8, а также изоляционные козырьки 10 и сухари 11. Зазоры между обмоткой и внутренними поверхностями цапф запо нены электроизоляционным КО|-;ПЯУНДОМ Центрирование каждой цапфы осуществляется путем посадки на цилинд рическую поверхность смежной короткозамыкакщей пластины с опорой на ее торец. Скрепление деталей ротора воедино выполнено посредством нескольких аксиальных призонных шпилек 1А и 15, расположенных на периферии ротора и размещенных без.зазоров в отверстиях листов магнитопровода, короткозамыкающих пластин, сегментов и цапЛ после совместного развер . тыванмя. Для предварительной стяжки набора указанных деталей предусмотрена установка центральной шпильки 16 с обычными зазорами. Для необходимой осевой спрессовки всего паке.та, обеспечивающей .высокую пррдоль- 05 ную жесткость ротора, гайки на шпиль ках 14 и 16 должны быть затянуты на расчетньй момент посредством тарированного моментного ключа. Возможное влияние перекосов торцов устраняется подкладыванием под гайки парных сферических шайб 17 и 18. Взаимная центровка элементов предложенного ротора в сочетании с призонными крепежными шпильками исключает смещение aгнитoпpoвoдa и сегментов в радиальном направлении, а также их сдвиг относительно друг друга при вращении ротора в рабочем режиме. В то же время сегменты, связанные с магнитопроводом шпильками, не только закрепляют боковые стороны катушек от перемещения под действием центробежных сил, то также связывают полки полюсных наконечников противоположной полярности и предотвращают их отгиб под действием этих сил. При этом прогиб самих сегментов предотвращается путем скрепления в случае необходимости средней части пролета каждого из них с радиальными выступами магнитопровода. Для снижения потоков рассеяния радиальные выступы 19 можно выполнить на сегментах, направив их к оси вращения ротора и связав стяжными призонными шпильками с выступами 20 листов пакета магнитопровода, имеющими минимальную высоту Таким образом, периферийная зона ротора представляет собой как бы единый монолит, обеспечиваювцШ высокую прочность и жесткость структуры ротора, превышающую прочность и жесткость известных роторов при прочих равных условиях.

1. РОТОР ЯВНОПОЛЮСНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МА111ИНЫ, содержащий несущий катушки обмотки возбуждения шихтованный магнитопровод с полюсами, включающий листы с полками полюсных наконечников, торцовые нажимные элементы и стяжные шпильки, проходящие через отверстия в листах магнитопровода, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности путем увеличения прочности и жесткости ротора, он снабжен немагнитными элементами в виде сегментов с отверстиями для стяжных призонных шпилек, и между листами с полками полюсных наконечников расположены листы без полок полюсных наконечников, образуя гребенки, причем сегменты своими концевыми частями входят в промежутки гребенчатых полок полюсных наконечников соседних полюсов и примыкают своей внутренней поверхностью к внешним поверхностям ка: тушек, а .отверстия для стяжных призонных шпилек выполнены в зоне полюсных наконечников. 2.Ротор по п. 1, отличающийся тем, что листы магнитопровода с полками полюсных наконечников имеют р.адиальные выступы, и сегменты в своей, центральной части (Л соединены с выступами посредством стяжных шпилек. 3.Ротор попп. 1и2, отличающийся тем, что сегменты в центральной части имеют радиальные выступы, направленные в сторону оси вращения ротора.

В-В

10

фиг.З

fpuf.s

фиг.7