CS248178B1

CS248178B1 - Rotor of a synchronous machine

Info

Publication number: CS248178B1
Application number: CS448184A
Authority: CS
Inventors: Eduard Krumpolc; Milan Stolarik
Original assignee: Eduard Krumpolc; Milan Stolarik
Priority date: 1984-06-13
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Rotor synchronního stroje má po obvodu pravidelně uspořádané trvalé magnety s prostřídanou polaritou, s tangenciálně orientovaným směrem magnetizace, mezi nimiž jsou těsně umístěny póly z magneticky vodivého materiálu. Póly jsou opatřeny výřezy, provedenými po celé délce magnetické Části rotoru, jejichž rozměr v radiálním směru několikanásobně převyšuje rozměr ve směru tangenciálním, přičemž výřezy jsou vyplněny nemagnetickým prostředím. Řešení je vhodné využít u synchronních strojů pro šervopohony, pracující s řízením proudu pracovního vinutí v příčné ose.The rotor of a synchronous machine has permanent magnets with alternating polarity, with a tangentially oriented magnetization direction, regularly arranged around the circumference, between which poles made of magnetically conductive material are closely placed. The poles are provided with cutouts made along the entire length of the magnetic part of the rotor, the dimension of which in the radial direction exceeds the dimension in the tangential direction several times, while the cutouts are filled with a non-magnetic medium. The solution is suitable for use in synchronous machines for servo drives, operating with control of the working winding current in the transverse axis.

Description

Vynález se týká rotoru synchronního stroje s permanentními magnety, u kterého má být snížena synchronní reaktance v příčné ose.The invention relates to a rotor of a synchronous permanent magnet machine in which the synchronous reactance in the transverse axis is to be reduced.

Rotory synchronních strojů s permanentními magnety stávajících provedení mívají zpravidla podstatně větší synchronní reaktanci v příčné ose než v ose podélné, a to v důsledku poměrně vysoké magnetické vodivosti v příčné ose, omezené v podstatě jen velikostí vzduchové mezery, zatímco magnetická vodivost v podélné ose závisí hlavně na rozměrech permanentních magnetů.Rotors of synchronous machines with permanent magnets of the present embodiments tend to have a substantially greater synchronous reactance in the transverse axis than in the longitudinal axis, due to the relatively high magnetic conductivity in the transverse axis, limited essentially by the air gap size only. on the dimensions of permanent magnets.

Tato skutečnost není na závadu, pokud stroj pracuje s rotorem jen málo vychýleným z podélné osy, avšak při práci stroje s rotorem v příčné ose, jako je tomu např. v případě synchronního servomotoru řízeného proudem v příčné ose, má poměrně vysoká synchronní reaktance v příčné ose za následek značný úbytek napětí, zhoršení dynamických vlastností, horší účiník a účinnost.This is not a problem if the machine operates with a rotor only slightly deflected from the longitudinal axis, but has a relatively high synchronous reactance in the transverse axis when operating the machine with a transverse axis, such as a synchronous servomotor controlled by a transverse axis. The axis results in significant voltage drop, deterioration of dynamic properties, poorer power factor and efficiency.

Tato nevýhoda dosavadních provedení rotorů synchronních strojů s permanentními magnety je odstraněna provedením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že magnetická vodivost rotoru v příčné ose je snížena zařazením přídavných magnetických odporu do cesty magnetického toku v příčné ose.This disadvantage of the prior art rotors of synchronous machines with permanent magnets is eliminated by the embodiment according to the invention, which is characterized in that the magnetic conductivity of the rotor in the transverse axis is reduced by incorporating additional magnetic resistors into the magnetic flux path in the transverse axis.

Přídavné magnetické odpory jsou provedeny jako výřezy v magnetickém obvodu rotoru vyplněné nemagnetickým prostředím a orientované tak, aby zmenšovaly magnetickou vodivost v příčné ose, ale pokud možno neovlivňovaly magnetickou vodivost v podélné ose. Proto mají výřezy protáhlý tvar, jehož podélné obrysy mají přibližně směr siločar magnetického pole v příslušném místě pólu rotoru. Výřezy nemusí zcela přerušovat cestu magnetického toku v příčné ose, ale stačí, když ji podstatně omezí, a to hlavně v blízkosti povrchu rotoru. Výřezy tedy nemusí vyústovat až na povrch rotoru, ale mohou od něho být odděleny poměrně tenkými magnetickými vodivými můstky. Výřezy mohou být kombinovány s otvory pro stahovací svorníky nebo nýty, příp. pro tyče tlumiče rotoru.The additional magnetic resistors are designed as slots in the magnetic circuit of the rotor filled with a non-magnetic medium and oriented so as to reduce the magnetic conductivity in the transverse axis, but preferably do not affect the magnetic conductivity in the longitudinal axis. Therefore, the slots have an elongated shape whose longitudinal contours approximately have the direction of the magnetic field lines of the magnetic field at the respective location of the rotor pole. The cut-outs need not completely interrupt the magnetic flux path in the transverse axis, but are sufficient to substantially reduce it, especially near the rotor surface. Thus, the slots need not extend to the rotor surface, but can be separated from it by relatively thin magnetic conductive bridges. The cut-outs can be combined with holes for clamping bolts or rivets, respectively. for rotor damper rods.

Na výkresech jsou znázorněny příklady provedení rotoru podle vynálezu, a to v příčném, příp. i v podélném řezu.The drawings show exemplary embodiments of a rotor according to the invention in cross-sectional and cross-sectional views. also in longitudinal section.

Rotor synchronního stroje znázorněný v příčném řezu na obr. 1 a v podélném řezu na obr. 2 je tvořen nemagnetickým hřídelem 2' k němuž přiléhají hvězdicově uspořádané permanentní magnety 2, mezi nimiž jsou umístěny z magneticky vodivých plechů skládané póly 3, stažené v axiálním směru stahovacími nýty 4_, umístěnými v otvoiech 5, a opatřené protáhlými výřezy 6 tvarovanými tak, aby jejich podélné boční obrysy 7 měly v blízkosti povrchu pólů a v osách pólů směr radiální a v blízkosti permanentních magnetů byly od radiálního směru zakřiveny směrem k permanentním magnetům. Přitom výřezy 6 jsou od povrchu pólů 2 odděleny tenkými magnetickými můstky 8. Permanentním magnety jsou zajištěny proti působení odstředivých sil nemagnetickými klíny 9 zapadajícími do pólů 3, zatímco póly 2 jsou drženy pohromadě stahovacími nýty 4. a nemagnetickými kotouči 10 na obou koncích svazku, příp. mezi dílčími svazky rotoru 11.The rotor of the synchronous machine shown in cross-section in FIG. 1 and in longitudinal cross-section in FIG. 2 is formed by a non-magnetic shaft 2 'adjoining star-shaped permanent magnets 2, interposed with magnetically conductive sheets. by means of tightening rivets 4 located in the openings 5 and provided with elongated cutouts 6 shaped so that their longitudinal side contours 7 have a radial direction near the pole surface and the pole axes and are curved towards the permanent magnets from the radial direction. The slots 6 are separated from the surface of the poles 2 by thin magnetic bridges 8. Permanent magnets are secured against the action of centrifugal forces by non-magnetic wedges 9 engaging in the poles 3, while the poles 2 are held together by tightening rivets 4 and non-magnetic discs . between the rotor sub-assemblies 11.

Rotor synchronního stroje s permanentními magnety znázorněný v příčném řezu na obr. 3 se liší od rotoru podle obr. 1 a 2 jenom tím, že výřezy 6 nemají podélné boční obrysy 7 v blízkosti permanetních magnetů zakřivené, ale lomené do příslušného směru.The rotor of the permanent magnet synchronous machine shown in cross-section in FIG. 3 differs from the rotor of FIGS. 1 and 2 only in that the slots 6 do not have longitudinal side contours 7 curved in the proximity of the permanent magnets but angled in the respective direction.

Rotor synchronního stroje s permanentními magnety znázorněný v příčném řezu na obr. 4 se liší od rotoru podle obr. 1 a 2 tím, že všechny výřezy £ mají podélné boční obrysy J_ přím* kové, a to přibližně v radiálním směru, a dále tím, že výřezy 6 jsou kombinovány s otvory 5 pro stahovací svorníky, nýty nebo tyče tlumiče rotoru a že výřezy 6 v okrajích pólu vyúsřují až na povrch rotoru, zatímco výřez v ose pólu je od povrchu rotoru oddělen magneticky vodivým můstkem 8,The rotor of the permanent magnet synchronous machine shown in cross-section in FIG. 4 differs from that of FIGS. 1 and 2 in that all cut-outs 8 have longitudinal side contours 1 in a straight line, approximately in the radial direction, and that the slots 6 are combined with the holes 5 for tightening bolts, rivets or rotor damper rods and that the slots 6 at the edges of the pole extend to the rotor surface, while the slot in the pole axis is separated from the rotor surface by a magnetically conductive bridge 8,

Claims

1. A rotor of a synchronous machine having regularly alternating polarity permanent magnets with a tangentially oriented direction of magnetization, circumferentially of which there are poles of magnetically conductive material, the circumferential parts of which usually have longitudinal grooves with damping cage bars, characterized in that the poles (3) are provided with cut-outs (4) along the entire length of the magnetic part of the rotor, having a longitudinal shape in the radial section plane, the longer dimension of which is oriented in the radial direction permanent magnets (2).

Rotor according to Claim 1, characterized in that the portions of the cut-outs (4) on the side of the longitudinal axis of the rotor are bent towards adjacent contact walls of the permanent magnet poles (3).

Rotor according to Claim 1, characterized in that tightening bolts (5), preferably constituting shock absorber cage bars, are arranged in the slots (4).

Rotor according to Claim 1, characterized in that the cut-outs (4) are in the form of a closed groove.