Ротор электрической машины

Ротор электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ :МА111ИНЫ, содержащий вал и укреплен8 /2 Фил.1 ную на нем магнитную систему с постоянными тангенциально намагниченными магнитами, обращенными одноименными полюсами один к другсялу, и расположенньми между ними клиновидными магнитопроводами, о тл и ч а ю щ и и с я тем,(что, с целью упрощения конструкции, он снабжен установленными на валу по торцам магнитной системы фиксирующими шайбами и втулками, имеющими цилиндрические и конусные участки и установленными своими цилиндрическими участками в отверстиях фиксирующих шайб, а каждый клиновидный магнитопровод разделен в аксиальной плоскости на две части, между которыми расположешл конусные (Л участки ВТУЛОК, в отверстиях которых установлены стяжные шпильки. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) З(59 Н 02 К 1 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

М .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф 8 f1

12 я, Фиг.f

: (21) 3514706/24-07 (22) 07.12.82 (46) 28.02.84. Бюл. )) 8 (72) Н.П. АдвоЛоткин, И.Е. Овчинников и О.Н. Степанов (71) Всесоюзный научно-исследова тельский институт электромашиностроения (53) 621.313.04 (088.8) (56) 1. Балагуров В.A. Галтеева Ф.Ф., Ларионов A.Н. Электрические машины с постоянными магнитами. М.-Л., "Энергия", 1964, с. 56, 60.

2. Европейский патент 9 0013157, кл. Н 02 К 1/22, H 02 К 1/28, 1979 °

3. Авторское свидетельство НРБ

Р 24523, кл. Н 02 К 23/04, 1980.,(54} (57) 1. POTOP 331EKTPFHECKOA

МАШИНЫ, содержащий вал и укрепленную на нем магнитную систему с посТоННННМН тангенциально намагниченными магнитами, обращенными одноименными полюсами один к другому, и расположенными между ними клиновидными магнитопроводамн, о.тл и ч а ю шийся тем,,что, с целью упрощения конструкции, он снабжен установленными на валу по торцам магнитной системы фиксирующими шайбами и втулками, имеющими цилиндрические и конусные участки и установленными своими цилиндрическими участками в отверстиях фиксирующих шайб, а каждый клиновидный магнитопровод разделен в аксиальной плоскости на две части, между 8 которыми расположены конусиые участки втулок, в отверстиях которых установлены стяжные шпильки.

С::

1077015

2. Ротор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что магнитная система разделена в радиальной плоскости по меньшей мере на две части, между которыми размещена дополнительная фиксирующая шайба с установленными, в . ней втулками.

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с постоянными магнитами на роторе, и может быть использовано в синхронных генераторах и двигателях, а также в вентильных двигателях широкого назначения.

Известен ротор электрической машины, содержащий вал с установленной на нем магнитной системой, включающей постоянные тангенциально намагниченные магниты, обращенные друг к другу одноименными полюсами, и клиновидные магнитопрово" ды, расположенные между постоянными магнитами и образующие полюса магнитной системы, охваченные с двух сторон бандажными кольцами (1 .

Недостатки данного ротора заключаются в сложности его изготовления и сборки и низкой надежности.

8 случае неточного изготовления деталей магнитной системы — постоян. ных магнитов и клиновидных магнитопроводов резко снижается конфигурация ротора, т.е. в плоскости радиального сечения он становится эллипсообразным. Сложность обусловлена также необходимостью обрабатывать конструкцию в полусобранном виде, обеспечив посадочные поверхности под бандажные кольца. Низкая надежность конструкции объясняется прогибом клиновищных магнитопроводов, укрепленных только в областях торцовых поверхностей, в особенности, если достаточно велико отношение длины магнитной системы к ее диаметру (более двух).

Известен также ротор электрической машины, содержащий вал, напрессованную на него немагнитную втулку и магнитную систему с постоянными магнитами и клиновидными магнитопроводами, приваренными к немагнитной втулке по всей его длине.

Постоянные магниты выполнены клиновидными и расположены своей е утолщенной частью в сторону вала.

После установки магнитов в пазы, 3. Ротор попп. 1 и 2, о тл ич а ю шийся тем, что втулки дополНительной фиксирующей шайбы выполнены с резьбой и жестко закреплены на шайбе, причем втулки, укрепленные на одной из сторон шайбй, рас положены с угловым сдвигом относительно втулок, укрепленных на другой ее стороне.

2 образованные магнитопроводами, ротор раскручивается до своей максимальной частоты вращения, что приводит к заклиниванию магнитов, - 5 после чего рн обрабатывается по наружной поверхности f2) .

Недостаток указанного устройства состоит в сложности, вызванной необходимостью сварки магнийо10 проводов с немагнитной втулкой, поскольку доступ к свариваемым участкам осуществляется только через пространства, предназначенное для установки в нем постоянных магнитов. Трудности сварки усугубляются тем, что свариваются маг.— нитопроводящий и немагнитный материалы, для которых технология сварки усложнена по сравнению со сваркой однородных материалов.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности ротор, содержащий вал с установленной на нем немагнитной втулкой, к которой с помощью соединения типа ласточкин хвост прикреплены клиновидные магнитопроводы. Между клиновидными магнитопроводами установлены постоянные магниты (3) .

30 Недостатками известного устройства являются сложность и необходи-. мость точного изготовления элементов конструкции ротора. Сложность обусловлена трудностями выполнения соединения типа ласточкин хвост, которое строго фиксирует магнитопровод относительно немагнитной втулки, не обеспечивая ни его углового перемещения, ни перемещения в радиальном

4О направлении. Поэтому требуется высокая точность изготовления как магнитопроводов, так и магнитов, чтобы исключить зазор между магнитами и клиновидными магнитопроводами, приводящий к ослаблению магнитного потока и трудностям фиксации магнитов.

Цель изобретения — упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что ротор электрической машины, со50 держащий вал и укрепленную на нем

1077015 магнитную систему с постоянными тангенциально намагниченными магнитами, обращенными одноименными, полюсами один к другому, и расположенными между ними клиновидными магнитопроводами, .снабжен установленными на валу 5 по торцам магнитной системы фиксирующими шайбами и втулками, имеющими цилиндрические и конусные участки и установленными своими цилиндрическими участками в отверстиях фик- 10 сирующих шайб, а каждый клиновидный магнитопровод разделен в аксиальной плоскости на две части, между которыми расположены конусные участки втулок, в отверстиях которых установ- 15 лены стяжные шпильки.

Магнитная система может быть разделена в радиальной плоскости по меньшей мере на две части, между которыми размещена дОполнительная фик- 2О сирующая шайба с установленными в ней втулками.

Втулки дополнительной фиксирующей шайбы могут быть выполнены с резьбой и жестко закреплены на шайбе, причем втулки, укрепленные на одной из сторон шайбы, расположены с угловым сдвигом относительно втулок, укрепленных на другой ее стороне.

На фиг,1 приведен предлагаемый ротор, общий вид ; на фиг.2 — то же, радиальное сечение; на фиг. 3 и 4 конструктивные варианты дополнительной фиксирующей шайбы;на фиг.5 фиксируЮщая шайба, вид сбоку. З5

Ротор (фиг.1) содержит вал 1 и установленную на нем магнитную систему 2, состоящую иэ постоянных магнитов 3 и клиновидных магнито- 4g проводов 4, каждый из которых разделен в аксиальной плоскости на две части 5, имеющие продольную выемку

6. Магнитную систему 2 устанавли.вают и центрируют относительно вала 1 с помощью фиксирующих шайб 7., закрепленных на валу 1, например, за счет посадки с натягом с помощью шпонки или стопорного винта (не показаны). Коицентрично внутреннему отверстию фиксирующей шайбы

7 выполнейы центры отверстий 8, в которых расположены втулки 9, имеющие цилиндрические 10 и конические 11 участки. Магнитная система

2 расположена между фиксирующими 55 шайбами 7 таким образом, что втулки

9 своими коническими участками 11 сопрягаются с выемками 6 частей 5 .магнитопровода 4, В отверстия втулок 9 вставлены стяжные шпильки 12. &0

Постоянные магниты 3 размещают межцу клиновидными магнитопроводами 4 и удерживают их в радиальном направлении с помощью буртиков 13, выполненных на магнитопроводах. &5

Собранную соответствующим образом магнитную систему 2 жестко фиксируют и закрепляют относительно вала 1 с помощью стяжных шпилек 12. Стягиваемые ими втулки 9 расклинивают своими коническими участками 11 части 5 магнитопровода 4, образующего полюс какой-то одной полярности. Расклинивание магнитопроводов осуществляется до тех пор, пока не исчезает зазор между магнитопроводами и постоянными магнитами 3.

В зависимости от размеров сопрягаемых деталей, в частности от размеров клиновидных магнитопроводов и толщины постоянных магнитов 3, степень расклинивания магнитопроводов 4 будет различной. Например, чем тоньше по сравнению с расчетными постоянные магниты 3, тем больше зазор 14 между частями 5 магнитопровода 4. Разброс размеров деталей, таким образом, сказывается только на величине зазора 14 и не оказывает влияния на плотность соединения постоянных магнитов 3 с клиновидными магнитопроводами 4.

После жесткой фиксации магнитной системы 2 стопорят в случае необходимости втулки 9 и обрабатывают наружную поверхность ротора.

На фиг.3 приведена конструкция дополнительной фиксирующей шайбы 7 с втулками 9, разделяющей магнитную систему 2 в радиальной плоскости на две части. Втулки 9 центральной фиксирующей шайбы имеют один цилиндрический 10 и два конических 11 участка.

Дополнительная фиксирующая шайба

7 необходима в случае большой длины ротора в сравнении с диаметром (при

E отношении длины ротора к диаметру равном двум и более) и в случае, когда требуется сдвиг на некоторый угол между разделенными фиксирующей шайбой 7 частями магнитной системы

2. Как правило, сдвиг .на угол, равный половине углового эубцового деления статора, требуется для уменьшения зубцовых пульсаций магнитного потока и зубцового реактивного момента. !

На фиг.4 приведена конструкция фиксирующей шайбы 7, втулки 9 которой жестко закреплены на обоих ее сторонах. В этом случае втулки 9 центральной фиксирующей шайбы 7 имеют резьбу 15, а расклинивание частей 5 магнитопроводов осуществляется с помощью винтов (не показаны), выполняющих функции шпилек 12.Сдвиг частей магнитопровода 4 друг относительно друга осуществляе ся за счет сдвига на угол 16 втулок 9., расположенных на одной иэ сторон

1677015 фиксирующей шайбы 7, относительно: втулок 9, расположенных на другой ее стороне и обозначенных пунктиром 17.

Магнитопроводы 4 изготавливают либо из магнитомягкой стали резанием или штамповкой, либо из магвитопроводящего порошка методами порошковой металлургии, в частности методы порошковой металлургии обеспечи-! вают достаточно высокую индукцию (1,0 Тс и более), незначительную в сравнении со сталями электрическую проводимость и, соответственно, малые потери на вихревые токи s магнитопроводе и низкую стоимость изготовлейия.

Предлагаемый ротор работает аналогично прототипу.

Магнитный поток, создаваемый постоянными магнитами 3, одноименные полюса которого прилегают к одному и тому же магнитопроводу 4, проходит по частям 5, далее через воздушный зазор электрической машины и статор и замыкается на противоположные полюса постоянных магнитов 3 через прилегающие к ним магнитопроводы соседних полюсов. ;-

l0 Таким образом, упрощение конструкции обеспечивает снижение требований к точности изготовления деталей ротора и упрощение технологии его сборки, что ведет к снижению трудоемкос15 ти и стоимости изготовления ротора, поскольку позволяет исключить сложные процессы, связанные с точной механической обработкой, и автоматизировать процесс сборки ротора.

Составитель Ф.Подольская

Редактор Л.Пчелинская Техред М.Гергель КорректорС. Черни

Заказ 766/51 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4