Ротор электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02K21/14 

t

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к магнитным системам роторов электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов.

В настоящее время в магнитных системах роторов электрических машин широко используются постоянные магниты.

Известны конструкциироторов, в которых за счет концентрации магнитного потока полюсными сегментами возMoxwo получить индукцию в зазоре магнита выше остаточной индукции полюсных магнитов. С увеличением числа полюсов такого ротора увеличивается суммарный рабочий поток в зазоре электрической машины, что позволяет повысить мощность электрической машины, уменьшить расход меди. Известны и широко применяются магнитные системы роторов 12-полюсные и более.

Электродвигатели с такими магнитными системами начинают применять в бесконтактном приводе flj.

Известны устройства, которые обеспечивают поддержание любого угла между вектором поля статора и ротора.

Применение таких устройств позволяет работать в точке максимума электромагнитного момента (точка выпадения из синхронизации для обычных синхронных электродвигателей без систем управления) и, следовательно, максимально использовать двигатель.

Двигатель в составе данного устройства по своим характеристикам аналогичен двигателю постоянного тока. Система регулирования обеспечивает невозможность возникновения продольной реакции якоря вследствие поддержания постоянного угла между полем-статора и ротора. Большое влияние на характеристики машины оказывает поперечная реакция якоря из-за того, что магнитомягкие полюсные секторы обес печивают хорошую проводимость по по перечной сети 2 . Однако магнитомягкие полюсные се торы недоиспользуются по потоку. Так как индукция в зазоре машины обычно 0,8-1,1 Тл, а допустимая индукция в железе порядка 1,6-1,8 Тл, то ясно, что в каждом полюсном нако нечнике без ущерба для проводимого потока можно удалить часть лишнего металла. Этот лишний металл только увеличивает вес и момент инерции ро тора, что снижает быстродействие машины. Хорошая проводимость полюсного наконечника по поперечной оси, приводит к нелинейности характеристики М f(l) при & const из-за влияния реакции якбря на работу маш ны. Кроме того, повышенное отношени индуктивного сопротивления по поперечной оси Хл, к индуктивному сопротивлению по продольной оси Х приводит к смещению точки максимума электромагнитного момента в сторону углов нагрузки & , больших 90, что приводит к усложнению схемы устройства, поддерживающего постоянным уг между полем статора и ротора, особенно в устройствах, допускающих реверс машины. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство ротора, в котором постоянные магниты прилегают к полюсным сегментам 3 К недостаткам известного устройства относятся большой вес, недоста точное использование магнитного материала, что снижает быстродействие и ухудшает.характеристики двигателя в целом. Цель изобретения - улучшение использования материала, улучшение ха рактеристик двигателя, повышение быстродействия, и уменьшение веса. Указанная цель достигается тем, что в роторе полюсные секторы выпол няются аксиально шихтованными, причем листы магнитомягкого материала чередуются с листами из немагнитног материала. На фиг.1 изображено диаметрально сечение ротора 12-полюсной электрической машины , на фиг.2 - ротор электрической машины, продольный разрез. Магниты 1, установленные вдоль диаметральной плоскости, образуют . с помощью полюсных секторов 2 магнитную систему ротора. Листы магнитного материала 3 обеспечивают хорошую проводимость потока магнитов по продольной оси. Листы из немагнитного материала чередуются с листами из магнитомягкого материала, уменьшая проводимость по поперечной оси. Оболочка 5 из немагнитного материала скрепляет магниты 1 и полюсные секторы 2 на валу 6. Для наилучшего скрепления оболочки 5с магнитами 1 и полюсными секторами 2 верхние торцы магнитов и секторов выполнены с уклоном. Предлагаемый ротор позволяет более полно загрузить магнитомягкий материал полюсного наконечника по потоку. При применении легкого немагнитного мат.ериала снижается вес ротора, момент инерции, и , следовательно, ротор обеспечивает большее быстродействие. Уменьшение проводимости по поперечной оси уменьшает степень насыщения машины от больших токов, и, следовательно, увеличивается линейность характеристики М f(1) при ,& const. Кроме того, уменьшается разность между индуктивными сопротивлениями по продольной И поперечным осям. Точка мако мума электромагнитного момента при хЗО, следовательно, не требуется сложного устройства для управления. При применении в качестве немагнитных листов из электропроводящего на- териала (например, алюминия) в полисном секторе образуется система демпфирующих контуров, которые способствуют улучшению работы машины. Листы материала аксиально.шихтованного полюсного наконечника имеют простую прямоугольную форму и, следовательно, высок коэффициент использования материала. Формула изобретения Ротор электрической машины, содержащий призматические постоянные магниты, установленные вдоль диаметральной плоскости, полюсные сектора, скрепляющую ротор и вал, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования материала, улучшения характеристик двигателя, повышения быстродействия и уменьшения веса, полюсные секторы выполнены аксиально шихтованными, причем листы магнитомягкого материала чере дуются в полюсном секторе с листами из немагнитного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические машины. Учебник для ВУЗов, ч.2, М., Высшая школа, 1979, с. 127-128. 5 2. Авторское свидетельство СССР по заявке W 2658562/07, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР V 608239, кл. Н 02 К 21/Й, 1978.