Ротор звездообразного типа Советский патент 1991 года по МПК H02K21/14 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с возбуждением от постоянных магнитов с роторами звездообразного типа.

Цель изобретения - улучшение удельных энергетических характеристик.

На фиг. 1 показан предложенный ротор, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, продольное сечение.

Ротор звездообразного типа состоит из вала с магнитопроводящей ступицей 1 многоугольного сечения, основных радиально намагниченных призматических постоянных магнитов 2, полюсных башмаков 3, немагнитных межполюсных вставок 4, секторных ферромагнитных вставок 5, дополнительных радиально намагниченных постоянных магнитов 6, немагнитных колец 7 цилиндрического обода и эпоксидного компаунда 8.

Несущей конструктивной частью ротора является вал со ступицей 1 многоугольного сечения. На каждой грани ступицы 1 установлен нижний основной призматический постоянный магнит 2. Поверх основных призматических постоянных магнитов 2 расположены полюсные башмаки 3. Между соседними полюсными башмаками 3 и постоянными магнитами 2 расположены вставки 4 из немагнитного материала. В немагнитных вставках 4 укреплены сектора 5 из магнитопроводящего материала. Дополнительные постоянные магниты 6 установлены на плоских гранях секторов 5 вплотную к полюсным башмакам 3. Наружные поверхности дополнительных постоянных магнитов б и полюсных башмаков 3 создают внешнюю цилиндрическую поверхность ротора. Механическую прочность ротора обеспечивают немагнитные кольца 7, которые размещены в каналах по торцам ротора. Все полости ротора залиты эпоксидным компаундом 8, так что образуется монолитная конструкция.

Рабочий магнитный поток создается основными призматическими постоянными магнитами 2 и дополнительными постоянными магнитами 6, которые изготовлены из одного магнитного материала. Магнитный поток дополнительных призматических постоянных магнитов 6 проходит через многогранную магнитную втулку (ступицу), через два основных постоянных магнита 2, два полюсных башмака 3, дважды проходит через воздушный зазор, зубцы статора и замыкается через ярмо статора. Участок магнитной цепи дополнительных постоянных магнитов 6 за пределами ротора практически тот же, что и для основных постоянных магнитов 2, только длина силовой линии по ярму статора короче. Основные отличия на участке магнитной цепи дополнительных постоянных магнитов 6 заключены в самом роторе. Здесь магнитный поток проходит через секторы 5 и дважды через дополнительные постоянные магниты 6. Кроме этого, магнитный поток основных призматических постоянных магнитов 2 проходит через шесть технологических промежутков, а магнитный поток дополнительных постоянных магнитов 6 проходит через четыре технологических промежутка. Исходя из этого, толщина основных постоянных

магнитов 2 выбирается несколько большей толщины дополнительных постоянных магнитов 6. Площадь сечения основных постоянных магнитов 2 больше площади участка

полюсного башмака 3 со стороны воздушного зазора, что дает возможность создать на центральном участке полюса концентрацию . магнитного потока, а значит, и более высокое значение индукции, нежели по краям, и

0 таким образом увеличить значение и улучшить форму выходного напряжения.

Эффективность предлагаемого технического решения заключается в том, что оно дает возможность получить на центральном

5 участке полюса значение индукции, превышающее максимальное рабочее значение индукции используемых постоянных магнитов. Таким образом, используя для основных призматических постоянных магнитов 2

0 и дополнительных постоянных магнитов 6 один и тот же магнитный сплав, получают ступенчатую кривую индукции в рабочем зазоре, а значит, и форму выходного напряжения, максимально приближающуюся к

5 синусоиде. Точность совпадения кривой выходного напряжения с синусоидной определяется правильностью выбора значений индукции в средней части и по краям полюса и соотношением их ширины. Кроме того,

0 дополнительные постоянные магниты Ь6 можно выполнять составными из различных магнитных сплавов и таким образом повысить точность совпадения кривой выходного напряжения с синусоидой.

5 Синусоидальность питающего напряжения дает возможность обеспечить оптимальные технико-эксплуатационные показатели электрических машин, повысить их удельные энергетические показатели, а также по0 казатели других потребителей электрической энергии. Еще более ощутимый эффект дает повышение напряжения при неизменных габаритах генератора, так как оно в конечном итоге приводит к умень5 шению расхода материалов, в том числе обмоточного провода. Этими факторами определяется техническое преимущество предлагаемого ротора в сравнении с прототипом.

0 Общественно-полезным преимуществом заявляемого решения является повышение технико-экономических показателей генераторов электрической энергии с возбуждением от постоянных магнитов и каче5 ства работы электрических машин и других потребителей электрической энергии. Формула изобретения Ротор звездообразного типа, содержащий вал с магнитопроводящей ступицей многоугольного сечения, радиально намагничейные призматические постоянные магниты, укрепленные на гранях ступицы, полюсные башмаки, немагнитные вставки, расположенные между соседними полюсными башмаками и постоянными магнитами, и цилиндрический обод, отличающийся тем, что, с целью повышения удельных энергетических характеристик, он снабжен дополнительными призматическими радиально намагниченными постоянными магнитами, количество которых равно удвоенному числу основных магнитов, и секторными ферромагнитными вставками, а цилиндрический обод выполнен в виде

0

двух колец, размещенных по краям ротора, при этом каждая пара дополнительных магнитов и секторная ферромагнитная вставка размещены в немагнитной межполюсной вставке, секторные ферромагнитные вставки обращены своими цилиндрическими поверхностями к основным магнитам и отделены от них материалом немагнитных вставок, а на плоскостях каждой из ферромагнитных секторных вставок установлены своими противоположно намагниченными гранями пара дополнительных магнитов, другие грани которых контактируют с цилиндрическим ободом,

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение удельных энергетических показателей. Составной ротор звездообразного типа содержит вал с магнитопроводящей ступицей 1 многоугольного сечения, на гранях которой укреплены радиально намагниченные призматические постоянные магниты 2 с полюсными башмаками 3. Немагнитные вставки 4 из эпоксидного компаунда 8 расположены между соседними полюсными башмаками 3 и постоянными магнитами 2. В немагнитные вставки 4 встроены дополнительные призматические радиально намагниченные постоянные магниты 6 и секторные ферромагнитные вставки 5. Указанные вставки 5 обращены своими цилиндрическими поверхностями к основным магнитам 2 и отделены от них материалом немагнитных вставок 4. На плоскостях каждой из вставок 5 установлены своими противоположно намагниченными гранями пара дополнительных магнитов 6, другие грани которых контактируют с цилиндрическим ободом, выполненным в виде двух колец, размещенных по краям ротора. Длина основных постоянных магнитов 2 превышает длину дополнительных постоянных магнитов 6, а их ширина превышает ширину участка полюсного башмака 3 со стороны воздушного зазора. При этом кривая индукции в воздушном зазоре приближается к синусоиде, что позволяет повысить удельные энергетические показатели. 2 ил.

Фиг. 2