RU2618217C1 - Rotor of electric machine - Google Patents
Rotor of electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618217C1 RU2618217C1 RU2016119893A RU2016119893A RU2618217C1 RU 2618217 C1 RU2618217 C1 RU 2618217C1 RU 2016119893 A RU2016119893 A RU 2016119893A RU 2016119893 A RU2016119893 A RU 2016119893A RU 2618217 C1 RU2618217 C1 RU 2618217C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- permanent magnets
- grooves
- rings
- fixing means
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электрических машинах с постоянными магнитами.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in electric machines with permanent magnets.
Известен ротор электрической машины, в котором имеются магнитопровод, постоянные магниты и бандаж для обеспечения механической прочности [Волокитина, Е.В. Исследование и разработка быстродействующего вентильного электропривода органов управления новых самолетов: дис… канд. техн. наук: 05.09.03 / Волокитина Елена Владимировна. - Чебоксары, 2006. - 196 с.].Known rotor of an electric machine in which there is a magnetic circuit, permanent magnets and a bandage to ensure mechanical strength [Volokitina, E.V. Research and development of high-speed valve electric drive controls of new aircraft: dis ... cand. tech. Sciences: 05.09.03 / Volokitina Elena Vladimirovna. - Cheboksary, 2006. - 196 p.].
Недостатком описанного аналога является расположение бандажа в рабочем магнитном зазоре между неподвижным статором и вращающимся ротором. Этот зазор увеличивается на толщину бандажа, что ведет к уменьшению магнитного потока и ухудшению рабочих характеристик электрической машины.The disadvantage of the described analogue is the location of the bandage in the working magnetic gap between the fixed stator and the rotating rotor. This gap increases by the thickness of the bandage, which leads to a decrease in magnetic flux and the degradation of the performance of the electric machine.
Известен ротор электрической машины [RU 144527 Н02K 1/27, Н02K 1/28. Опубл. 27.08.2014], содержащий магнитопровод и установленные на него постоянные магниты. Магниты крепятся бандажными кольцами, установленными в выемках на постоянных магнитах.Known rotor of an electric machine [RU 144527
Недостатком предложенной конструкции ротора является способ крепления магнитов на роторе, который способствует ослаблению магнитного поля из-за рассеяния магнитного потока у магнита по граням с выемками, неэффективное использование объема постоянных магнитов, а также увеличение аксиальной длины электрической машины на величину бандажных колец.The disadvantage of the proposed design of the rotor is the method of attaching magnets to the rotor, which helps to weaken the magnetic field due to the scattering of the magnetic flux of the magnet along the faces with recesses, inefficient use of the volume of permanent magnets, and also the increase in the axial length of the electric machine by the size of the retaining rings.
Известен ротор электрической машины [RU 81009 Н02K 1/27, Н02K 15/03. Опубл. 27.02.2009. Бюл. №6], в котором удерживающие элементы выполнены в виде дисков, установленных на торцах ротора и стянутых между сбой в осевом направлении ротора, а на наружных диаметрах торцевых поверхностей полюсных наконечников выполнены кольцевые конусы либо кольцевые выборки, прилегающие к аналогичным ответным поверхностям удерживающих элементов.Known rotor of an electric machine [RU 81009 Н02K 1/27, Н02K 15/03. Publ. 02/27/2009. Bull. No. 6], in which the retaining elements are made in the form of disks mounted on the ends of the rotor and tightened between the failure in the axial direction of the rotor, and ring cones or ring samples adjacent to similar counter surfaces of the holding elements are made on the outer diameters of the end surfaces of the pole pieces.
Недостатком предложенного ротора является способ крепления магнитов, при котором происходит ослабление магнитного поля за счет рассеивания магнитного потока у магнитов со скошенными гранями или с выборками на гранях, а также за счет снижения площади полюса со стороны воздушного зазора.The disadvantage of the proposed rotor is a method of attaching magnets, in which there is a weakening of the magnetic field due to the dispersion of the magnetic flux from magnets with beveled faces or with samples on the faces, as well as by reducing the area of the pole from the side of the air gap.
Известен ротор электромашины [RU 2444108 Н02K 1/27, Н02K 21/12. Опубл. 27.02.2012. Бюл. №6], принятый за прототип. Ротор содержит полый вал из немагнитного материала и надетый на него цилиндр, выполненный из магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, в продольных радиальных пазах которого размещены постоянные магниты, зафиксированные немагнитными металлическими клиньями, внешняя поверхность которых соответствует кривизне внешней поверхности цилиндра, при этом цилиндр жестко скреплен с полым валом и немагнитными металлическими клиньями по всей площади их контактов, при этом торцы ротора жестко скреплены с цилиндрическими втулками, выполненными из немагнитного металла, соосными и жестко скрепленными с полым валом, кроме того, цилиндрические втулки снабжены сквозными проточками, ориентированными параллельно продольной оси цилиндра, при этом сквозные проточки совпадают по количеству и местоположению с продольными радиальными пазами цилиндра и превышают их размеры на величину, достаточную для свободного прохода через них постоянных магнитов. Кроме того, наружная поверхность цилиндра снабжена бандажом, выполненным намоткой на него гибкой нити из высокопрочного немагнитного материала с пропиткой их твердеющими синтетическими смолами. Средства фиксации постоянных магнитов в продольных радиальных пазах цилиндра выполнены в виде деталей из немагнитного металла, повторяющих поперечное сечение сквозных проточек цилиндрических втулок, и размещены с натягом в сквозных проточках, в контакте с торцами постоянных магнитов. Кроме того, свободный торец, по меньшей мере, одной цилиндрической втулки закрыт ввинчиваемой или запрессованной крышкой.Known rotor of an electric machine [RU 2444108
Недостатком предложенного ротора является сложность его изготовления, зафиксированные немагнитные металлические клинья, внешняя поверхность которых соответствует кривизне внешней поверхности цилиндра, и наличие бандажа из немагнитного материала с пропиткой его твердеющими синтетическими смолами увеличивают воздушный зазор между магнитами ротора и магнитопроводом статора, что ведет к рассеиванию магнитного поля и, соответственно, уменьшению мощности электромашины. Кроме того, предложенная конструкция ротора не позволяет осуществлять прямой пуск малоинерционных электрических машин.The disadvantage of the proposed rotor is the complexity of its manufacture, fixed non-magnetic metal wedges, the outer surface of which corresponds to the curvature of the outer surface of the cylinder, and the presence of a band of non-magnetic material impregnated with hardening synthetic resins increase the air gap between the rotor magnets and the stator magnetic circuit, which leads to the dissipation of the magnetic field and, accordingly, reducing the power of the electric machine. In addition, the proposed rotor design does not allow direct start of low-inertia electric machines.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании ротора электрической машины с максимальной энергией магнитного поля при минимальном рабочем воздушном зазоре со статором в малоинерционных машинах с прямым пуском.The problem to which the invention is directed is to create a rotor of an electric machine with maximum magnetic field energy with a minimum working air gap with a stator in low-inertia machines with direct start.
Поставленная задача решается тем, что ротор содержит вал из магнитомягкого материала, в продольных пазах которого размещены постоянные магниты, закрепленные средствами фиксации в форме стержней, концы которых замкнуты в единый контур кольцами, расположенными по торцам ротора, а сами средства фиксации уложены в проточки, которые расположены на боковых поверхностях продольных радиальных пазов и постоянных магнитов друг напротив друга, причем средства фиксации и кольца выполнены из меди или другого диамагнитного материала, а постоянные магниты в поперечном сечении имеют прямоугольную форму, причем внешняя плоскость закруглена по радиусу ротора.The problem is solved in that the rotor contains a shaft of magnetically soft material, in the longitudinal grooves of which are placed permanent magnets fixed by means of fixation in the form of rods, the ends of which are closed in a single circuit by rings located at the ends of the rotor, and the fixation means are laid in grooves, which located on the lateral surfaces of the longitudinal radial grooves and permanent magnets opposite each other, and the fixing means and rings are made of copper or other diamagnetic material, and the permanent Agnita in cross section are rectangular in shape with rounded outer plane of the rotor radius.
Изобретение поясняется чертежами - на фиг. 1 изображена часть ротора электродвигателя в поперечном сечении, на фиг. 2 - продольное сечение А-А ротора электродвигателя, на фиг. 3 - компьютерное моделирование расположения магнитного поля в электродвигателе для магнитов с различной формой поперечного сечения.The invention is illustrated by drawings - in FIG. 1 shows a part of a rotor of an electric motor in cross section, FIG. 2 is a longitudinal section AA of the rotor of the electric motor; FIG. 3 is a computer simulation of the location of a magnetic field in an electric motor for magnets with various cross-sectional shapes.
Ротор содержит магнитопровод 1 с продольными пазами 2, в которые установлены постоянные магниты 3. Магниты крепятся в пазах посредством средств фиксации 4, в форме стержней, например проволоки, установленными в продольные канавки 5 на боковой поверхности магнитов 2 и продольные канавки 6 на боковой поверхности продольных пазов 3. Концы средств фиксации соединяются между собой посредством колец 7, установленных по торцам ротора, и образуют единый замкнутый контур. Средства фиксации и кольца выполнены из меди или другого диамагнитного материала. Образованный контур из диамагнитного материала создает короткозамкнутую обмотку, которая позволяет осуществлять прямой асинхронный пуск в малоинерционных электродвигателях, а также демпфирование раскачки ротора при работе электрической машины в синхронном режиме.The rotor contains a
Исследование влияния формы поперечного сечения магнита на величину основного магнитного потока, выполненное с использованием программного продукта Ansys Maxwell, показало, что оптимальной формой магнита в поперечном сечении для обеспечения максимального основного магнитного потока является прямоугольник (фиг. 3). По сравнению с магнитом, у которого прямоугольная форма поперечного сечения (фиг. 3, а) и величина основного магнитного поля принята за 100%, для магнита со скошенными гранями (в форме трапеции) основное магнитное поле составляет 88,7% (фиг. 3, б), для магнита с выемками (выборкой) для крепления - 82,2% (фиг. 3, в), для магнита с предлагаемым способом крепления - 98,5% (фиг. 3, г). Поэтому для обеспечения максимального основного магнитного потока оптимальной формой магнита в поперечном сечении является прямоугольник.The study of the influence of the cross-sectional shape of the magnet on the magnitude of the main magnetic flux, performed using the Ansys Maxwell software product, showed that the rectangle is the optimal shape of the magnet in the cross-section to ensure maximum main magnetic flux (Fig. 3). Compared to a magnet with a rectangular cross-sectional shape (Fig. 3a) and the magnitude of the main magnetic field taken as 100%, for a magnet with beveled edges (in the form of a trapezoid), the main magnetic field is 88.7% (Fig. 3 , b), for a magnet with recesses (selection) for mounting - 82.2% (Fig. 3, c), for a magnet with the proposed method of mounting - 98.5% (Fig. 3, d). Therefore, to ensure the maximum main magnetic flux, the optimal shape of the magnet in cross section is a rectangle.
На фиг. 3 римскими цифрами обозначены: I - ротор электродвигателя, II - статор электродвигателя, III - воздушный зазор, IV - магнит, V - средство фиксации.In FIG. 3 Roman numerals denote: I - the rotor of the electric motor, II - the stator of the electric motor, III - the air gap, IV - the magnet, V - means of fixation.
С целью уменьшения воздушного зазора между ротором и статором внешняя (свободная) плоскость магнита закруглена по радиусу ротора.In order to reduce the air gap between the rotor and the stator, the outer (free) plane of the magnet is rounded along the radius of the rotor.
Таким образом, использование средств фиксации в форме стержней или проволоки, установленными в продольные канавки на боковой поверхности магнитов и на боковой поверхности продольных пазов в роторе, позволяет надежно закреплять магниты в роторе даже для быстровращающихся машин. Дополнительную прочность и плотность крепления магнитов можно придавать, используя клеящие составы между ротором, магнитами и средствами фиксации. Короткозамкнутая обмотка из диамагнитного материала, созданная средствами фиксации и кольцами, создает условия для осуществления прямого пуска в малоинерционных синхронных электродвигателях.Thus, the use of fixing means in the form of rods or wires mounted in longitudinal grooves on the side surface of the magnets and on the side surface of the longitudinal grooves in the rotor makes it possible to reliably fix the magnets in the rotor even for fast rotating machines. Additional strength and tightness of magnet attachment can be imparted using adhesives between the rotor, magnets and fixation means. A short-circuited winding made of diamagnetic material, created by means of fixation and rings, creates the conditions for direct start-up in low-inertia synchronous electric motors.
Предложенная конструкция ротора позволяет после установки и фиксации постоянных магнитов в роторе обработать наружную цилиндрическую поверхность ротора совместно с магнитами, добиваясь минимального зазора между ротором и статором, что дополнительно увеличивает магнитный поток и улучшает рабочие характеристики электрической машины.The proposed design of the rotor allows, after installing and fixing permanent magnets in the rotor, to process the outer cylindrical surface of the rotor together with the magnets, achieving a minimum clearance between the rotor and the stator, which further increases the magnetic flux and improves the performance of an electric machine.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119893A RU2618217C1 (en) | 2016-05-23 | 2016-05-23 | Rotor of electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119893A RU2618217C1 (en) | 2016-05-23 | 2016-05-23 | Rotor of electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2618217C1 true RU2618217C1 (en) | 2017-05-03 |
Family
ID=58697944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016119893A RU2618217C1 (en) | 2016-05-23 | 2016-05-23 | Rotor of electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2618217C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696852C2 (en) * | 2017-07-10 | 2019-08-07 | Сергей Владимирович Леонов | Electric machine rotor |
WO2019220007A1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | Lappeenrannan-Lahden Teknillinen Yliopisto Lut | A rotor of a permanent magnet machine |
RU2782250C2 (en) * | 2018-01-26 | 2022-10-25 | Уайлот | Singular magnets with recessed shapes intended to form part of contact areas between adjacent magnets |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2211516C1 (en) * | 2001-12-19 | 2003-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Агрегатное конструкторское бюро "Якорь" | Electrical machine rotor |
US20080093945A1 (en) * | 2006-10-21 | 2008-04-24 | Esw Gmbh | Arrangement for fastening permanent magnets to rapidly rotating rotors of electric machines |
RU144527U1 (en) * | 2014-04-24 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Электромашиностроительный завод "ЛЕПСЕ" | ELECTRIC MACHINE ROTOR |
US8872396B2 (en) * | 2009-02-09 | 2014-10-28 | Jtekt Corporation | Electric motor and rotor including a permanent magnet holding member |
RU2552846C1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Rotor of high-speed generator |
US20160020654A1 (en) * | 2014-07-17 | 2016-01-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Laminated rotor core of a rotating electric machine |
-
2016
- 2016-05-23 RU RU2016119893A patent/RU2618217C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2211516C1 (en) * | 2001-12-19 | 2003-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Агрегатное конструкторское бюро "Якорь" | Electrical machine rotor |
US20080093945A1 (en) * | 2006-10-21 | 2008-04-24 | Esw Gmbh | Arrangement for fastening permanent magnets to rapidly rotating rotors of electric machines |
US8872396B2 (en) * | 2009-02-09 | 2014-10-28 | Jtekt Corporation | Electric motor and rotor including a permanent magnet holding member |
RU2552846C1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Rotor of high-speed generator |
RU144527U1 (en) * | 2014-04-24 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Электромашиностроительный завод "ЛЕПСЕ" | ELECTRIC MACHINE ROTOR |
US20160020654A1 (en) * | 2014-07-17 | 2016-01-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Laminated rotor core of a rotating electric machine |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696852C2 (en) * | 2017-07-10 | 2019-08-07 | Сергей Владимирович Леонов | Electric machine rotor |
RU2782250C2 (en) * | 2018-01-26 | 2022-10-25 | Уайлот | Singular magnets with recessed shapes intended to form part of contact areas between adjacent magnets |
WO2019220007A1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | Lappeenrannan-Lahden Teknillinen Yliopisto Lut | A rotor of a permanent magnet machine |
RU2784369C1 (en) * | 2022-05-31 | 2022-11-24 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭТК" | Method for manufacturing a rotor with permanent magnets |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2933903B1 (en) | Rotor for motor | |
JP5851365B2 (en) | Rotating electric machine | |
GB2511574A (en) | Apparatus and methods for magnet retention | |
US10199889B2 (en) | Electric machine having rotor with slanted permanent magnets | |
MX2015003860A (en) | Rotors with segmented magnet configurations and related dynamoelectric machines and compressors. | |
KR101426169B1 (en) | Permanent magnet synchronous motor rotor with a structure providing the high torque | |
RU2618217C1 (en) | Rotor of electric machine | |
KR101332523B1 (en) | Electric motor having dichotomous magnetic array structure of rotor | |
JPWO2020194390A1 (en) | Rotating machine | |
JP2017184571A (en) | Permanent magnet type rotary electric machine | |
RU2541356C1 (en) | Electric machine | |
RU2560930C2 (en) | Rotor of end electric motor | |
CN104617725A (en) | Asynchronous starting type permanent magnetic synchronizing motor of double-rotor structure | |
KR101670025B1 (en) | Mechanical fixation for stator of electrical machine | |
WO2016080191A1 (en) | Interior magnet rotary electric machine | |
RU154541U1 (en) | ROTOR OF SYNCHRONOUS ELECTROMECHANICAL ENERGY CONVERTER | |
RU2696852C2 (en) | Electric machine rotor | |
US20180205275A1 (en) | Surface mount permanent magnet attachment for electric machine | |
RU2659796C9 (en) | Flexible rotor with constant magnets | |
RU155153U1 (en) | ELECTRIC MACHINE ROTOR | |
CN204947759U (en) | Poly-magnetic magneto | |
RU159278U1 (en) | ELECTRIC MACHINE STATOR MAGNET | |
RU2656863C1 (en) | Rotor for high-speed electromechanical energy converters with high-coefficient constant magnets | |
RU2603200C1 (en) | Synchronous electric motor with anisotropic magnetic conductivity of rotor | |
CN204068476U (en) | A kind of rotor of magneto |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180524 |