Ротор электрической машины Советский патент 1986 года по МПК H02K21/14 

Дополнительные ПМ 3 размещены между РВ и каждой частью ПС другой полярности и обращены к последним именными с ними полюсами. РВ могут быть охвачены у основания токопрово- дящими контурами. Данный ротор имеет

20

Изобретение относится к электро ехнике, а именно к электрическим инам с постоянными магнитами на роторе , и может использоваться в синхронно-вентильных регулируемых элек- 5 тродвигателях, предназначенных для приводов станков и роботов, а также в синхронных генераторах и двигателях .

Цель изобретения - улучшение мае- согабаритных показателей и повьшение механической прочности ротора.

На фиг. 1 показан четырехполюсный ротор, в котором магнитно-изолирован- |5 ные полюсные секторы крепятся за магниты с помощью тангенциальных выступов со Стороны вала, поперечное сечение; на фиг. 2 и 3 - конфигурация по-- люсных секторов противоположных полярностей; на фиг. 4 - ротор, продольное сечение; на фиг. 5 - четырех- полюсный ротор, в котором крепление магнитно-изолированных полюсных секторов осуществляется с помощью заливочного материала, поперечное сечение; на фиг. 6 - ротор с несколькими магнитно-изолированными пакетами., установленными вдоль вала, продольное сечение; на фиг. 7 и 8 - то же, сечение соседних магнитно-изолированных пакетов; на фиг. 9 - двухполюсный ротор, поперечное сечение.

Ротор содержит вал 1, тангенциально намагниченные основные постоянные магниты 2 и дополнительные постоянные магниты 3, ферромагнитные шихтованные полюсные секторы 4 и 5 противоположных полярностей, немагнитный заливочный материал 6 и 7, которьй в электри-40 ческом отношении может быть проводни- ком или диэлектриком, шпонки 8 и 9, передающие вращающий момент от полюсных секторов 4 к валу 1. Полюсные секторы 4 одной из полярностей- обра- ,

25

30

35

243064

лучшие массогабаритные показатели, что достигается вследствие более высокой степени концентрации магнитного потока за счет установки дополни- тельньтх ПМЗ безувеличения числаи длины Дугполюсов ротора.1 з.п,ф-Лы. 9ил,

0

5

0

5

0

5

зуют полюсную систему 10 (фиг. 2), в которой имеются радиальные выступы 1 расположенные между полюсными секторами 4 симметрично относительно них на ферромагнитных перемычках 12. Полюсные секторы 5 противоположной .полярности образуют полюсную систему (фиг. З), состоящую из двух частей - сегментных элементов 13 и 14, соеди- ненньп : друг с. другом со стороны пери- ферии ротора ферромагнитной перемычкой ), выполняющей функции магнито- провода, выравнивающего плотность магнитного потока в воздушном зазоре электрической мащины по окружности полюса. Сегментные элементы 13 и 14 образзпот обращенными друг к другу сторонами открытый со стороны вала паз, в котором при сборке ротора размещаются дополнительные постоянные магниты 3 и радиальный выступ 11,, Дополнительные постоянные магниты 3 приле1 ают теми же одноименными полюсами, что и основные постоянные магниты 2 к сегментным элементам 13 и 14, а другими своими полюсами - к радиальным выступам 11 и, действуя согласно с основными постоянными магнитами 2, увеличивают рабочий поток электрической машины. Полюсные систе1№1 имеют наружные 16 и внутренние 17 тангенциальные выступы,

I

Механическое крепление элементов

ротора (фиг., i) осуществляется следующим образом. Основные постоянные магниты 2, зацепляясь за наружные тангенциальные выступы 16 полюсной системы 10 удерживаются от радиального смещения Ьод действием центробежные: сил, возникающих при вращении ротора. За основные магниты 2 своими внутренними тангенциальными выступами 17 крепится полюсная система, об- разовсшная сегментными элементами 13

и 14, которые удерживают непосредственно или через заливочный материал 7 основные постоянные магниты 2, В торцах ротора размещены нажимные шайбы 18.

Крепление полюсной системы, со-- держащей сегментные элементы 13 и 14 (фиг. 5), может осуществляться с помощью заливочного материала 6 со стороны вала и заливочного материала 7, удерживающего их со стороны области, приближенной к рабочему воздушному зазору, и закрепленного жестко в радиальных ферромагнитных высту пах II полюсной системы 10. В данном случае заливочный материал размещается и в полостях 19, для увеличения площади сечения которых, удерживаю- . щих полюсные системы от действия центробежных сил, основные постоянные магниты 2 смещены с геометрической нейтрали в направлении друг к другу, причем конфигурация полюсных секторов обеих полюсных систем такова, что обеспечивается одинаковая ширина полюсных наконечников 20 и 21. I

Возможен также вариант крепления полюсов ротора, например, с помощью шпилек 22 (фиг, 6), при этом жесткость ротора может быть повьппена, если его магнитную систему вдоль вала выполнить из нескольких идентичных пакетов 23 и 24, смещенных по окрул - ности относительно соседних на одно полюсное деление. В этом случае одна и та же шпилька 22 поочередно проходит через полюсную систему 10 одного пакета и через сегментные элементы 13 и 14 полюсной системы соседних пакетов, изолированных один от другого в магнитном отношении с помощью прокладок 25. На торцах ротора размещаются шайбы 26. Заливочный материал 6 и 7- соединяется по торцам ротора с нажимными шайбами 18 (фиг. 4),и служит для осевого сжатия пластин mnxTOBaHHbix полюсных систем. Если заливочный материал 6 и торцевые шайбы 18 - проводники электрического тока, то первый образует токопрово дящие контуры, а вместе -с торцевыми шайбами является демпферной обмоткой, предохраняющей основные постоянные магниты 3 от размагничивания при внезапных всплесках тока в обмотке статора (например, при коротком замыканииу1 Данная демпферная обмотка удалена от рабочего воздушного зазора во внут-

43064

раннюю область ротора, что имеет преимуществ а перед ее размещением в непосредственной близости от этого

зазора при питании электрической ма- 5 шины от источников с несинусоидальной кривой напряжения или тока, какими являются статические преобразователи частоты, за счет снижения потерь от высших гармоник тока якоря.

10

В предложенном роторе центробежные

силы, действующие на элементы конструкции, имеюш е возможность перемещения, ,coмпeнcиpyютcя внутренними напря- жениями, возникающими в перемычке 12 (фиг. 2), в связ-и с чем ее ширина должна быть выбрана из условия обеспе- чения механической прочности ротора. Возможно выполнение ротора из нескольких пакетов, что существенно уменьшает прогиб шпилек 22 и повьш ает механическую прочность ротора потому, что масса полюсных систем, вьшолнен- ных из двух сегментных элементов, бо- лее равномерно распределяется между всеми шпильками и уменьшаются длины пакетов данных полюсных систем, так как они оказываются помещенными между полюсными системами, содержащими ферромагнитные перемычки 12 на стороне вала или между одной из них и нажимной шайбой 18.

В роторе предлагаемой конструкции, по сравнению с известными, улучшены массогабаритные показатели, так как

5 достигается более высокая степень концентрации магнитного потока за счет установки дополнительных постоянных магнитов без увеличения числа и длины дуг полюсов ротора.

0

Формула изобретения

20

25

30

1. Ротор электрической машины, содержащий вал, тангенциально намагни-

ченные основные постоянные магниты, между которыми размещены полюсные секторы противоположных полярностей,, магнитно-изолированные один от другого, а полюсные секторы одной из по-

лярностей соединены между собой ферромагнитными перемычками со стороны вала, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабарит -- ных показателей, ротор снабжен допол-

нительными тангенциально намагниченными постоянными магнитами, ферромаг- нитные перемычки выполнены по крайней мере с одним радиальным выступом

в направлении периферии ротора в зоне каждого полюсного сектора противоположной полярности, выполненного из , нескольких частей, соединенных между собой ферромагнитными перемычками на стороне периферии ротора, дополнительные постоянные магниты размещены между радиальными выступами и каждой

частью полюсных секторов противоположной полярности и обращены к последним одноименными с ними полюсами.

I

2, Ротор по п. 1, отличающийся тем, что радиальные выступы охвачены у основания токопро- водящими контурами.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и повышение механической прочности ротора. Ротор электрической машины содержит вал 1, основные и дополнительные постоянные магниты (ПМ) 2 и 3, намагниченные тангенциально, полюсные секторы (ПС) 4 и 5 противоположных полярностей, одни из которых соединены между собой со стороны вала 1 ферромагнитными перемычками (ФМП) 12, выполненными с радиальными выступами (РВ) 11, направленными к периферии ротора в зоне каждого из ПС другой полярности. Последние выполнены из нескольких частей в зависимости от числа РВ), соединенных ФМП 2 со -стороны периферии ротора. с о. СЛ

16

фиг. г

13

17

фиг.З

1S.

- - - j J : vj V r T i i r J J ,-Oi z/ /////// / ///////y

/ /

/

/

5

/

/

Illl Ill

сригА

20

фиг. 5

-Х,Jf.

ХС Щ4

..-Ф//17

Составитель Т. Калашникова Редактор О. Юрковецкая Техред Л.Олейник Корректор А. Зимокосов

3713/53

Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж- З5, Раушская наб., д. 4/5

Производствеино- полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4