CS254826B1

CS254826B1 - High speed rotary electric machine rotor

Info

Publication number: CS254826B1
Application number: CS8510034A
Authority: CS
Inventors: Eduard Krumpolc; Jiri Racil
Original assignee: Eduard Krumpolc; Jiri Racil
Priority date: 1985-12-29
Filing date: 1985-12-29
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS1003485A1

Abstract

Řešení se týká totoru vysokootáčkového elektrického stroje točivého, zejména homopolárního typu, opatřeného v mezerách ipezi jeho zuby aerodynamickými výplněmi. Účelem je zejména docílit podstatného snížení ztrát vířivými proudy při současném zajištění vysoké mechanické odolnosti aerodynamických výplní a zlepšení podmínek jejich výroby z hlediska pracnosti a pořizovacích nákladů. Účelu se dosáhne tím, že aerodynamické výplně jsou vytvořeny z plochých tenkostěnnyoh segmentů z kovového neferomagnetiokého materiálu^ které jsou v axiálním směru rotoru uspořádány v řadě za sebou, přičemž sousední segmenty jsou od sete odizolovány elektricky nevodivou, mechanicky odolnou vrstvou.The solution concerns a rotor of a high-speed electric machine of rotating, especially homopolar type, provided in the gaps between its teeth with aerodynamic fillings. The purpose is in particular to achieve a significant reduction in eddy current losses while simultaneously ensuring high mechanical resistance of aerodynamic fillings and improving the conditions of their production in terms of labor and acquisition costs. The purpose is achieved by the aerodynamic fillings being formed from flat thin-walled segments of metallic non-ferromagnetic material, which are arranged in a row in the axial direction of the rotor, with adjacent segments being insulated from the set by an electrically non-conductive, mechanically resistant layer.

Description

Vynález se týká rotoru vysokootáčkového elektrického stroje točivého, zejména homopolárního typu, opatřeného v mezerách mezi jeho zuby aerodynamickými výplněmi, přiléhajícími k přivráceným bokům zubů bočními axiálními stěnami, na nichž jsou v tangenciálním směru rotoru upraveny výstupky o tvaru, odpovídajícím tvaru axiálních drážek, vytvořených v přivrácených bocích zubů, přičemž vnější obvodové plochy zubů a aerodynamických výplní tvoří spolu vnější obalovou válcovitou plochu rotoru.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a rotor of a high-speed rotary electric machine, in particular of a homopolar type, provided with gaps between its teeth and aerodynamic fillers adjacent to the tooth flanks with lateral axial walls on which tangential projections formed in the tangential direction of the rotor. the outer circumferential surfaces of the teeth and the aerodynamic fillings together form the outer shell cylindrical surface of the rotor.

Aerodynamické výplně mezer mezi zuby rotorů vysokootáčkových elektrických strojů točivých, zejména homopolárního typu, se především z mechanických důvodů zhotovují masivní z kovového nemagnetického materiálu, V takových výplních však vznikají velké ztráty vířivými proudy, vyvolávající navíc přehřívání rotoru, které může způsobit havárii stroje. Rovněž výroba takto provedených masivních aerodynamických výplní je obtížná, pracná a nákladná.Aerodynamic fillings of the gaps between the rotors of rotating high-speed electric machines, in particular of the homopolar type, are mainly made of mechanical non-magnetic material for mechanical reasons. However, such fillings incur large eddy current losses, causing additional rotor overheating which can cause machine failure. Also, the production of such massive aerodynamic panels is difficult, laborious and expensive.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny u řešení rotoru vysokootáčkového elektrického stroje točivého podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že aerodynamické výplně jsou vytvořeny z plochých tenkostěnných segmentů z kovového neferomagnetického materiálu, které jsou v axiálním směru rotoru uspořádány v řadě za sebou, přičemž sousední segmenty jsou od sebe odizolovány elektricky nevodivou mechanicky odolnou vrstvou.The above-mentioned drawbacks are eliminated in the rotor solution of the high-speed electric machine rotating according to the invention, characterized in that the aerodynamic fillers are formed from flat thin-walled segments of metallic non-ferromagnetic material, arranged in series in the axial direction of the rotor. are insulated from each other by an electrically non-conductive, mechanically resistant layer.

Řešení podle vynálezu umožňuje vytvořit aerodynamické výplně z kovového materiálu, který zaručuje jejich potřebnou mechanickou a tepelnou odolnost, přičemž oproti kompaktnímu provedení výplně jsou podstatně sníženy ztráty vířivými proudy.The solution according to the invention makes it possible to create aerodynamic fillings made of a metallic material which ensures their required mechanical and thermal resistance, whilst eddy current losses are substantially reduced compared to a compact filling design.

- 2 254 826- 2 254 826

Na připojeném výkrese jé znázorněn příklad provedení rotoru vysokootáčkového elektrického stroje točivého podle vynálezu, kde na ohr. 1 je zobrazeno jeho možné vytvoření v nárysu a v částečném podélném řezu a obr. 2 ukazuje provedení podle obr. 1 v čelním pohledu a v částečném příčném řezu.In the accompanying drawing, an example of an embodiment of a rotor of a high-speed electric machine rotating according to the invention is shown. Fig. 1 shows a possible front and partial longitudinal sectional view thereof; and Fig. 2 shows the embodiment of Fig. 1 in front view and in partial cross-section.

Rotor £ vysokootáčkového elektrického stroje točivého podle vynálezu, provedený z feromagnetického materiálu, má po svém vnějším obvodě vytvořeny zuby 2_, jak je vyznačeno na obr. 1 a 2.The rotor 6 of the high-speed electric rotary machine according to the invention, made of ferromagnetic material, has teeth 2 on its outer periphery, as shown in FIGS. 1 and 2.

V mezerách mezi zuby 2 jsou uspořádány aerodynamické výplně £, vytvořené z plochých terikostěnných segmentů 2» nejlépe Hatěných, které jsou v axiálním směru rotoru £ uspořádány v řadě za sebou. Ploché tenkostenné segmenty 2 jsou provedeny z kovového neferomagnetického materiálu, přičemž k sobě přilehlé povrchy sousedních segmentů 2 jsou opatřeny mechanicky odolnou vrstvou z elektricky nevodivého materiálu. Boční stěny plochých tenostěnných segmentů 9 jsou opatřeny výstupky 4, které zapadají do drážek 2» vytvořených v přilehlých bočních stěnách zubů 2 rotoru £. Celní okraje aerodynamických výplní £ jsou zpevněny krajovými deskami 6, provedenými ze stejného materiálu jako ploché tenkostěnné segmenty 2» ^a jejich styčné plochy jsou rovněž opatřeny vrstvou z elektricky nevodivého materiálu. Aerodynamické výplně £ jsou v podélném směru rotoru £ staženy a k tělesu rotoru £ připevněny čelními deskami 7 a maticemi 8. Styčné plochy plochých tenkostěnných segmentů £ jsou opatřeny mechanicky odolnou vrstvou z elektricky nevodivého materiálu alespoň jednostranně, přičemž tato vrstva může být nanesena termickým nástřikem keramiky.In the gaps between the teeth 2 there are arranged aerodynamic fillers 4 formed from flat terrestrial segments 2, preferably hollow ones, which are arranged in series in the axial direction of the rotor. The flat thin-walled segments 2 are made of metallic non-ferromagnetic material, the adjacent surfaces of adjacent segments 2 being provided with a mechanically resistant layer of electrically non-conductive material. The side walls of the flat thin-walled segments 9 are provided with protrusions 4, which fit into grooves 2 formed in adjacent side walls of the teeth 2 of the rotor 6. The front edges of the aerodynamic panels 6 are reinforced by edge plates 6 made of the same material as the flat thin-walled segments 24 ^and their contact surfaces are also provided with a layer of electrically non-conductive material. The aerodynamic pads 4 are pulled down in the longitudinal direction of the rotor and fixed to the rotor body by front plates 7 and nuts 8. The contact surfaces of the flat thin-walled segments 4 are provided with a mechanically resistant layer of electrically non-conductive material.

Použití vysokopevnostní slitiny titanu jako materiálu plochých tenkostenných segmentů £ j^e výhodné zejména pro její mechanické, elektrické a magnetické vlastnosti. Tlouštku plochých tenkostěnných segmentů £ lze zejména z důvodů výrobně technologických doporučit v rozmezí 0,8 až 1,2 mm. ElektroizolaČní vrstva, tvořená keramikou, je výhodná pro své vlastnosti eléktroizolační, mechanické a pro svoji vysokou tepelnou odolnost. Její termický nástřik umožňuje vytvořit tuto vrstvu homogenní, s dobrou přilnavostí a s minimální tlouštkou, obvykle okolo 0,05 mm-»Use of high-strength titanium alloy as the material of the flat-walled segments £ j ^e particularly preferred for its mechanical, electrical and magnetic properties. The thickness of the flat thin-walled segments 8 can be recommended in the range of 0.8 to 1.2 mm, in particular for reasons of manufacturing technology. The electro-insulating layer made of ceramics is advantageous for its properties of electro-insulating, mechanical and for its high thermal resistance. Its thermal spraying makes this layer homogeneous, with good adhesion and minimum thickness, usually around 0.05 mm- »

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

254> 28

A rotor of a high-speed rotary electric machine, in particular of a homopolar type, provided in the gaps between its teeth with aerodynamic fillings adjacent to the facing flanks of the teeth with lateral axial walls on which projections of shape corresponding to the axial grooves formed in the facing the outer circumferential surfaces of the teeth and of the aerodynamic fillings together form the outer shell cylindrical surface of the rotor, characterized in that the aerodynamic fillers (3) are formed of flat thin-walled segments (9) of metallic non-ferromagnetic material which are in the axial direction of the rotor ( 1) arranged in a row, the adjacent segments (9) being insulated from one another by an electrically non-conductive mechanically resistant layer

Rotor according to Claim 1, characterized in that the segments (9) are made of a high-strength titanium alloy.

Rotor according to claim 1, characterized in that the electrically non-conductive mechanically resistant layer is formed by a ceramic applied to the top of the segments (9) of the filler (3) by thermal spraying.