Ротор электрической машины Советский патент 1992 года по МПК H02K1/22 

где I -длина активной части ротора;

R - внешний радиус ротора;

у- угол дуги поверхности;

А - коэффициент, связанный с максимально возможной плотностью тока в ста- торной обмотке;

р - число пар полюсов: йл«кс максимальная угловая скорость вращения ротора;

Вг - среднее значение по длине активной части ротора радиальной составляю- .щей остаточной магнитной индукции постоянных магнитов.

Обозначим через Кэ - коэффициент, характеризующей отношение массэнергети- ческих параметров предлагаемого ротора и

где Bi - величина магнитной индукции для ротора без бандажа:

62 - толщина бандажа или обоймы;

л - величина воздушного зазора для электрической машины с ротором без бандажа.

Как фидно из формул (3) и (2). значения

&2

В2 и Вз определяются отношениями -тр и -гг иэ условий равнопрочности плоского

Н

кольцевого элемента и бандажа при одной частоте вращениям, а также из условий одинаковости материалов кольцевого элемента и бандажа, одинаковости материалов магнитов в обоих случаях получается следующее соотношение:

г-()(3+,,)4(1-мН-Й-)

п

И-((-Ґ-м)

JB1 Ј LH± & У - гЗ I Н тая(гГ-г1)-(5,

(о 4. A. v А. ( г2 Н Г2 ;

гг:

)

(6)

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в быстроходных синхронных электрических машинах с возбуждением от постоянных редкоземельных магнитов. Целью изобретения является улучшение использования объема ротора. Активная часть ротора содержит кольцевые пластины 3 из немагнитного материала, соединенные по торцовым поверхностям с постоянными магнитами и магниты А в виде плоских радиально намагниченных сегментов. Улучшенная сбалансированность ротора на высоких оборотах повышает надежность, исключает необходимость использования бандажа. 2 ил.

где п - внутренний радиус магнитного сегмента;.

гг- внешний рздиус магнитного сегМен- та;

/.Ј - коэффициент Пуассона материала кольца и бандажа.

Из выражений (3) и (2) с учетом

1 « 1 следует

Н

1 4&

h

Т71Г

Н

5г

6i . , (5t

-(«+-Ј -м--й-+с-3- 1.

Используя (4). получим

В2

Вз

n-P-y)-Tr-y(i-y)

((&

Для наиболее распространенных случаев

Г1 Г2

0,2-0.5: .3;

-Ј- 50-100 ; 1-10

будет следующее повышение магнитной инВ2

дукцим: -gy2:1.5.

Учитывая, что для ротороз, вращающихся с высокими скоростями, требуется болев

толстый бандаж ( 10). можно сказать, что величина магнитной индукции в зазоре электромашины с предлагаемым ротором будет на порядок больше, чем у машины с известным ротором.

При условии, что материал плоского гольцесого элемента и имеет одинаковый удельный вес, отношение масс

- - будят равно отношению объемов

10 С учетом (4) получим

тз

ГП2

(3+/«) + (i -/ОС-77)2

()

15

Для вышеуказанного диапазона пара- метроо коэффициент Кз будет иметь следу- ющие значения: Кэ 1.8.

Укрепляющий элемент в виде бандажа

20 или обоймы имеет более чем в три раза большую радиальную податливость по сравнению с податливостью плоского кольцевого элемента. Это ведет к тому, что при высоких оборотах ротора происходит опас25 ное уменьшение зазора в машине, а также может произойти отсляивзние магнитов от магнитопрооодящей втулки ротора, что недопустимо. Повышенная податлиоость обоймы сядет к росту с частотой вращения

30 несбалансированности ротора. В предлагаемом роторе эти эффекты устраняются повышенной жесткостью плоского кольцевого элемента.

Технология изготовления предлагаемо35 го ротора упрощается по сравнению с известным вследствие простоты изготовления и намагничивания плоских сегментов групп активной части.

Применение плоских кольцевых эле4:0 ментов, обладающих эффектом памяти формы, например никелида титана, позволяет получить требуемое усилие стяжки в роторе и создать жесткую конструкцию ротора и тем самым повысить его критическую часто45 ту вращения на 15-20%. а также надежность и долговечность.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Ротор электрической машины, активная

50 часть которого содержит радиально намагниченные постоянные магниты преимущественно из сплава редкоземельных металлов и кобальта, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования

55 объема ротора, его активная часть снабжена плястинлми кольцевой формы из немагнитного материала, соединенными по торцовым поверхностям с постоянными магнитами, выполненными в виде плоских сегментов.

Шиг.2