CS202426B1 - Rotor vysokootáčkového elektrického stroje - Google Patents

Description

Vynález se týká rotoru vysokootáčkového elektrického stroje s permanentními magnety, s výhodou ze vzácných zemin.

Vysokootáčkové ventilové motory jsou řešeny jako mnohapólové stroje s vnějším rotorem, permanentní magnety ze vzácných zemin, které mají vysokou odolnost proti demagnetizaci a vysoký energetický součin, jsou rozmístěny a přilepeny na vnitřní straně ocelového prstence, který drží magnety proti odstředivé síle a současně uzavírá zpětnou cestu magnetickému toku. Prstenec je vsazen do dílce hrníčkového typu, který je spojen s hřídelem motoru. Nevýhodou těchto strojů je velký povrch rotoru a tím i ztráty třením povrchu o vzduch, takže dosahované maximální otáčky jsou kolem 100 000 ot/min. Jsou známa i řešení se zavařenými magnety poblíž vzduchové mezery stroje. Tyto stroje však dosahují ještě menších rychlostí.

Uvedené nevýhody odstraňuje rotor vysokootáčkového stroje podle vynálezu, který je tvořen dutým hladkým válcem svařeným z 2p magnetických segmentů tvořících póly stroje a z 2p nemagnetických segmentů vyplňujících prostory mezi póly, kde 2p je počet pólů stroje, dutina válce, s výhodou symetrická vůči dvěma na sebe kolmým axiálním rovinám, je vyplněna permanentním magnetem, okraje válce jsou opatřeny osazenímij na něž jsou nasazeny a přivařeny čelní zděře z nemagnetického materiálu, na nichž jsou vytvořeny čepy pro uložení ro2 toru v ložiscích. Toto konstrukční provedení spolu s použitím vysoce účinných permanentních magnetů ze vzácných zemin, jejichž účinek je zvýšen koncentrací magnetického toku v axiálním směru stroje umožňuje provedení rotoru malého průměru, který je možno provozovat při rychlostech přesahujících 150 000 ot/min. Omezujícími parametry je zde pevnost použitých ocelových materiálů a velikost svárů. Jejich přesné provedení a mechanickou pevnost pak zaručuje svařování elektronovým paprskem. Umístění permanentních magnetů do osy rotoru znamená jejich minimální mechanické namáhání za provozu stroje.

Příklad provedení rotoru podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkrese, na němž obr. 1 ukazuje pohled na rotor v částečném axiálním řezu, a na obr. 2 je rotor v řezu rovinou A—A podle obr. 1.

Zobrazený rotor vysokootáčkového dvoupólového elektrického stroje je tvořen dutým válcem svařeným ze dvou magnetických segmentů 1 a dvou nemagnetických segmentů 2. Čtvercová dutina válce je vyplněna permanentním magnetem 3 zmagnetovaným tak, že magnetické segmenty 1 tvoří póly stroje, nemagnetické segmenty 2 pak vyplňují prostory mezi póly. Válec je na okrajích opatřen osazeními 4 na něž jsou nasazeny a přivařeny čelní zděře 5 z nemagnetického materiálu. K nim jsou přivařeny čepy 6 z magnetického materiálu pro uložení rotoru v ložiscích. S ohledem na

202 426

202 426 přesnost provedení a z mechanických důvodů jsou všechny sváry provedeny elektronovým paprskem ve vakuu. Čelní zděře 5 nejen napomáhají mechanické pevnosti a tuhosti rotoru, ale způsobují též koncentraci magnetického toku permanentních magnetů 3 v axiálním směru stroje.

Stejným způsobem jako dvoupólový lze vytvořit i vícepólový rotor. Permanentní magnet 3 je z jediného kusu, může však být dělen jak v radiálním, tak i v axiálním směru stroje. Pro dosažení co největších otáček je průřez magnetu 3 v rovině kolmé na osu rotace symetrický ke dvěma navzájem kolmým osám. Čepy 6 mohou být rovněž provedeny z nemagnetického materiálu, pak tvoří spolu s čelními zděřemi S jediný celek.

Při výrobě rotoru se postupuje tak, že nejprve se ze střídavě uspořádaných magnetických a nemagnetických segmentů 1, 2 svaří dutý válec, pak se opracuje dutina, vnější povrch, a vytvoří se osazení 4, nasadí se a přivaří jedna čelní zděř 5 á do dutiny válce se s přesahem vloží permanentní magnet 3 a nasadí a přivaří se druhá čelní zděř 5. Magnetování permanentního magnetu se provádí buď před vložením do rotoru, nebo až po zhotovení celého rotoru. V druhém případě není třeba po ukončení všech mechanických operací očistit rotor od nachytaných částeček materiálu. Pokud jsou čepy 6 provedeny z nemagnetického materiálu, jehož použití je z hlediska opracování vhodnější, navaří se na čelní zděře 5 před jejich nasazením na osazení 4 válce.

Claims (8)

1. PREDMET VYNALEZU

   1. Rotor vysokootáčkového elektrického stroje, zejména ventilového motoru, s permanentními magnety, ze vzácných zemin, vyznačující se tím, že je tvořen dutým hladkým válcem svařeným z 2p (2p = dvoupólový) magnetických segmentů (lj tvořících póly stroje a z 2p nemagnetických segmentů (2) vyplňujících prostory mezi póly, kde 2p je počet pólů stroje, dutina válce, symetrická vůči dvěma na sebe kolmým axiálním rovinám, je vyplněna permanentním magnetem (3), okraje válce jsou opatřeny osazeními (4j, na něž jsou nasazeny a přivařeny čelní zděře (5) z nemagnetického materiálu, na nichž jsou vytvořeny čepy (6j pro uložení rotoru v ložiscích.
2. 2. Rotor podle bodu 1, vyznačující se tím, že čelní zděře (5) tvoří s čepy (6) jediný celek.
3. 3. Rotor podle bodu 1, vyznačující se tím, že na čelní zděře (5J jsou přivařeny čepy (6) z magnetického materiálu.
4. 4. Způsob výroby rotoru podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že se ze střídavě uspořádaných magnetických a nemagnetických segmenů svaří dutý válec, opracuje se dutina válce, vnější povrch a vytvoří se osazení, pak se nasadí a přivaří jedna čelní zděř, do dutiny se vsadí permanentní magnet a nasadí se a přivaří druhá zděř.
5. 5. Způsob výroby podle bodu 4, vyznačující se tím, že před nasazením na osazení válce se na čelní zděře přivaří čepy z nemagnetického materiálu.
6. 6. Způsob výroby podle bodu 4 a 5, vyznačující se tím, že všechny sváry se provádějí elektronovým paprskem ve vakuu.
7. 7. Způsob výroby podle bodu 4, vyznačující se tím, že permanentní magnety se zmagnetují před vložením do dutiny válce rotoru.
8. 8. Způsob výroby podle bodu 4, vyznačující se tím, že permanentní magnety se zmagnetují po dokončení rotoru.