Ротор электрической машины с постоянными магнитами

Ротор электрической машины с постоянными магнитами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области электрических машин и может быть использовано в качестве ротора в электрических машинах с возбуждением от постоянных магнитов.

Известен ротор электрической машины (А.С. №1697208, СССР), состоящий из магнитопровода, на поверхности которого равномерно размещены постоянные магниты, причем соседние магниты имеют противоположную полярность, образуя полюса поля возбуждения электрической машины. Недостатком такой конструкции является наличие максимума магнитной индукции в центре магнита, что вызывает неравномерность функции электродвижущей силы в течение межкоммутационного периода с максимумом в середине этого периода. Этот максимум вызывает провал в токе в центре межкоммутационного периода и даже инверсию тока, что в свою очередь вызывает неравномерность крутящего момента при вращении и увеличение потерь в двигателе.

Известен ротор электрической машины (Заявка №63-20105, Япония), состоящий из магнитопровода, на поверхности которого равномерно размещены постоянные магниты попарно одноименными полюсами.

Недостатком такой конструкции является уменьшение магнитной индукции в центре магнитного полюса, образованного парой магнитов, на участке, где нет магнитов, что обуславливает пульсации ЭДС вращения, вызывающие, в свою очередь, пульсации фазного тока и крутящего момента и повышающие потери энергии в электрической машине.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке ротора электрической машины.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в снижении электрических потерь в электрической машине.

Поставленная цель достигается тем, что в роторе электрической машины, состоящем из магнитопровода, на поверхности которого размещены постоянные магниты попарно одноименными полюсами, согласно изобретению расстояние между магнитами пары меньше, чем между соседними магнитами разных пар, при этом соседняя боковая поверхность каждого из магнитов одной пары составляет с плоскостью, проходящей через внешнее ребро соответствующего магнита и ось ротора, отличный от нуля угол, который находится в пределах от 0 до 30 геометрических градусов.

Предложенная конструкция ротора представлена в одном из вариантов реализации на прилагаемых чертежах (фиг.1, фиг.2), на которых показан магнитопровод 1, постоянные магниты 2, образующие пары 3. Между внутренней боковой поверхностью 8 магнита пары 3 и плоскостью 4, проходящей через внешнее ребро 6 соответствующего магнита и ось 7 ротора, имеется угол 5 (фиг.1, фиг.2). Для избежания загромождения чертежей деталями, не оказывающими существенного влияния на достижение указанного технического результата, на чертежах они не приведены.

Ротор работает следующим образом. В предлагаемой конструкции ротора электрической машины пары 3 магнитов 2 образуют магнитное поле одного направления. Благодаря тому, что магниты одной пары сдвинуты друг к другу и их соседние внутренние боковые поверхности 8 повернуты на угол 5 относительно плоскостей 4, проходящих через внешние ребра 6 смежных боковых поверхностей магнитов и ось ротора, индукция магнитного поля, образованная этими магнитами, практически неизменна в центральной части магнитного полюса. В то же время потоки рассеяния, замыкающиеся помимо статора, минимальны благодаря тому, что расстояние между разноименными магнитами соседних пар увеличено. Угол наклона соседних боковых поверхностей магнитов одной пары выбирается таким образом, чтобы намагничивающая сила магнитов создавала равномерное поле. Благодаря этому поле ротора, пересекая контуры якорной обмотки, наводит в них электродвижущую силу постоянной величины на межкоммутационном интервале. В результате ток в якорной обмотке остается постоянным и, взаимодействуя с полем ротора, создает постоянный крутящий момент на валу электрической машины. Таким образом, предлагаемая конструкция ротора позволяет уменьшить потери в электрической машине, так как постоянный ток дает наименьшие потери в обмотке и обеспечивает равномерность функции момента от угла поворота ротора.

Устройство может быть изготовлено на существующем оборудовании с применением существующих технологий.

Ротор электрической машины, состоящий из магнитопровода, на поверхности которого размещены постоянные магниты, попарно одноименными полюсами, отличающийся тем, что расстояние между магнитами пары меньше, чем между соседними магнитами разных пар, при этом соседняя боковая поверхность каждого из магнитов одной пары составляет с плоскостью, проходящей через внешнее ребро соответствующего магнита и ось ротора, отличный от нуля угол, который находится в пределах от 0 до 30 геометрических градусов.