EA014728B1 - Magnetic module - Google Patents
Magnetic module Download PDFInfo
- Publication number
- EA014728B1 EA014728B1 EA201000638A EA201000638A EA014728B1 EA 014728 B1 EA014728 B1 EA 014728B1 EA 201000638 A EA201000638 A EA 201000638A EA 201000638 A EA201000638 A EA 201000638A EA 014728 B1 EA014728 B1 EA 014728B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- magnetic
- box
- magnetic module
- tiles
- magnetization
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
- H01F7/0205—Magnetic circuits with PM in general
- H01F7/0221—Mounting means for PM, supporting, coating, encapsulating PM
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к сборным крупногабаритным постоянным магнитам, применяемым в качестве модульных сборочных единиц в больших электромагнитных системах, в частности в мощных электрических машинах.The invention relates to prefabricated large-sized permanent magnets used as modular assembly units in large electromagnetic systems, in particular in powerful electric machines.
Предшествующий уровень техникиState of the art
В различных электромагнитных системах постоянные магниты находят самое разнообразное применение. В электрических машинах, например, постоянные магниты широко используются при создании электромагнитных систем возбуждения, расположенных на роторе. Для современных мощных магнитных систем, в частности для вентильных электродвигателей с постоянными магнитами мощностью в несколько мегаватт, необходимы крупные магнитные модули с размером поверхности, генерирующей магнитный поток, приблизительно до 200x1000 мм и весом в десятки килограмм. Размеры элементарных плиток, серийно выпускаемых мощных высококоэрцитивных постоянных магнитов, определяются технологическими возможностями оборудования для изготовления постоянных магнитов (гидропрессование из мелкодисперсного порошка) и не превышают 100x100 мм, а преимущественно имеют размер 50x50 мм. Это определяет необходимость сборки крупных магнитных модулей из большого числа элементарных плиток постоянных магнитов (десятки штук).In various electromagnetic systems, permanent magnets find a wide variety of applications. In electrical machines, for example, permanent magnets are widely used to create electromagnetic excitation systems located on the rotor. For modern high-power magnetic systems, in particular for permanent magnet electric motors with permanent magnets of several megawatts, large magnetic modules with a surface size generating a magnetic flux of up to about 200x1000 mm and weighing tens of kilograms are needed. The dimensions of elementary tiles commercially available for powerful highly coercive permanent magnets are determined by the technological capabilities of equipment for the manufacture of permanent magnets (hydropressing from fine powder) and do not exceed 100x100 mm, but mainly have a size of 50x50 mm. This determines the need for assembling large magnetic modules from a large number of elementary tiles of permanent magnets (tens of pieces).
Сборка элементарных намагниченных магнитов в единый модуль большого размера весьма затруднительна, так как на отдельные намагниченные в одном и том же направлении плитки постоянного магнита при их совмещении действуют магнитные силы отталкивания, препятствующие их совмещению. Эти силы действуют как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении относительно плоскости магнитного модуля, поэтому при сборке требуется последовательная механическая фиксация каждой устанавливаемой в модуль плитки, причем с увеличением размера модуля силы взаимного расталкивания возрастают.The assembly of elementary magnetized magnets into a single module of large size is very difficult, since individual magnetized in the same direction tiles of the permanent magnet, when combined, are subject to magnetic repulsive forces that prevent their combination. These forces act both horizontally and vertically relative to the plane of the magnetic module, therefore, during assembly, consistent mechanical fixing of each tile installed in the module is required, and the forces of mutual repulsion increase with increasing size of the module.
Из издания (В. А. Балагуров, Ф.Ф. Галтеев. Электрические генераторы с постоянными магнитами, М.: Энергоатомиздат, 1988, рис. 1.28) известны конструкции, в которых отдельные элементарные плитки магнитов собираются в большой магнитный модуль необходимого размера непосредственно в пазах магнитопровода электромагнитной системы, в частности ротора. Это несколько снижает величину сил отталкивания, но не исключает их полностью. Общим недостатком таких конструкций является необходимость установки в пазы магнитопровода электромагнитной системы, в частности ротора, каждой элементарной плитки магнита по отдельности, что при большом числе элементарных магнитов (сотни штук) и больших габаритах магнитной системы (порядка 1 м и более) существенно усложняет процесс сборки и его длительность.From the publication (V. A. Balagurov, F. F. Galteev. Electric generators with permanent magnets, M .: Energoatomizdat, 1988, Fig. 1.28), designs are known in which individual elementary tiles of magnets are assembled into a large magnetic module of the required size directly in grooves of the magnetic circuit of the electromagnetic system, in particular the rotor. This somewhat reduces the magnitude of the repulsive forces, but does not completely exclude them. A common drawback of such structures is the need to install separately the magnet system of the electromagnetic system, in particular the rotor, of each elementary magnet tile, which with a large number of elementary magnets (hundreds of pieces) and large dimensions of the magnetic system (of the order of 1 m or more) significantly complicates the assembly process and its duration.
Из патента КИ 2195007 известны также конструкции, состоящие из отдельных магнитных пластинок, предварительно склеенных между собой. Недостатками такой конструкции являются недостаточные механическая прочность и устойчивость изготовленного таким образом магнитного модуля, особенно в случае крупного модуля, к внешним магнитным и механическим воздействиям. Прочность склеивания обеспечивает удержание сил отталкивания отдельных пластинок только для модулей сравнительно малого размера, применяемых для измерительной техники, с характерным размером порядка 100 мм и весом около 1 кг. Для крупных магнитных модулей силы отталкивания и собственная весовая нагрузка существенно превышают прочность, обеспечиваемую склеиванием. Кроме того, при монтаже таких крупных модулей в пазы магнитной системы дополнительно возникают силы внешнего магнитного и механического воздействия, стремящиеся сместить плитки друг относительно друга. При увеличении смещения силы возрастают, что приводит к деформации или даже разрушению магнитного модуля.From the patent KI 2195007 also known structures consisting of individual magnetic plates previously glued together. The disadvantages of this design are the insufficient mechanical strength and stability of the magnetic module manufactured in this way, especially in the case of a large module, to external magnetic and mechanical influences. The bonding strength provides retention of the repulsive forces of individual plates only for modules of a relatively small size, used for measuring equipment, with a characteristic size of about 100 mm and a weight of about 1 kg. For large magnetic modules, the repulsive forces and their own weight load significantly exceed the strength provided by bonding. In addition, when installing such large modules in the grooves of the magnetic system, additional forces of external magnetic and mechanical action arise, tending to shift the tiles relative to each other. With increasing displacement, the forces increase, which leads to deformation or even destruction of the magnetic module.
Силы отталкивания и смещения можно минимизировать и компенсировать, обеспечив дополнительную механическую фиксацию плиток магнитов как в процессе изготовления, так и при дальнейших операциях с магнитным модулем так, чтобы отдельные плитки были максимально сжать между собой и их границы были максимально выровнены по отношению друг к другу. Это позволяет решить задачу увеличения линейных размеров сборных магнитных модулей и соответственно увеличить магнитный поток, создаваемый магнитным модулем.The repulsive and displacement forces can be minimized and compensated by providing additional mechanical fixation of the magnet tiles both during the manufacturing process and during further operations with the magnetic module so that the individual tiles are compressed as much as possible and their boundaries are maximally aligned with each other. This allows us to solve the problem of increasing the linear dimensions of prefabricated magnetic modules and, accordingly, increasing the magnetic flux generated by the magnetic module.
Из патента КН 2100893 известно решение, где для объединения составного магнита, выполненного из малых магнитов, в единый монолитный магнитный модуль используется массивный металлический футляр с ферромагнитными стенками, прилегающими к полюсам магнитных плиток. Недостатком этого решения является необходимость изготовления футляра достаточно сложной конструкции, в которой должны быть механически прочно соединены (например, сварены) разнородные ферромагнитные и неферромагнитные материалы, а также обеспечена высокая точность обработки внутренней полости футляра под установку плиток магнитов и наружного размера футляра для последующего монтажа в пазы магнитопровода ротора. Это обусловливает большую трудоемкость, высокую стоимость изготовления таких магнитных модулей и их большой вес.A solution is known from patent KN 2100893, where a massive metal case with ferromagnetic walls adjacent to the poles of magnetic tiles is used to combine a composite magnet made of small magnets into a single monolithic magnetic module. The disadvantage of this solution is the need to manufacture a case of a rather complicated construction, in which heterogeneous ferromagnetic and non-ferromagnetic materials must be mechanically firmly bonded (for example, welded), and high accuracy of processing the internal cavity of the case for installing tile magnets and the outer size of the case for subsequent installation in grooves of the rotor magnetic circuit. This leads to great complexity, the high cost of manufacturing such magnetic modules and their heavy weight.
Решением, наиболее близким к заявленному изобретению, является магнитный блок, описанный в Евразийском патенте № 009858. Данный магнитный модуль содержит сборный магнит из множества плиток магнитов, охваченных рамочным немагнитным каркасом, воспринимающим силы отталкивания иThe solution closest to the claimed invention is a magnetic block described in Eurasian patent No. 009858. This magnetic module contains a prefabricated magnet of a plurality of magnet tiles covered by a non-magnetic frame that accepts repulsive forces and
- 1 014728 препятствующим перемещению плиток в горизонтальном относительно плоскости магнитного модуля направлении. В вертикальном направлении плитки магнитов удерживаются от смещения тонким бандажом. Бандаж образован предпочтительно лентой из высокопрочных нитей, обмотанной вокруг сборного магнита и каркаса, пропитан связующим и вся конструкция совместно опрессована с полимеризацией связующего.- 1 014728 preventing the movement of tiles in the horizontal direction relative to the plane of the magnetic module. In the vertical direction, the tiles of the magnets are kept from being displaced by a thin bandage. The bandage is preferably formed by a tape of high-strength yarns wrapped around a prefabricated magnet and a frame, impregnated with a binder, and the whole structure is co-molded with the polymerization of the binder.
Недостатком этой конструкции является то, что необходимая прочность бандажа, обеспечивающая удержание плиток магнитов в вертикальном направлении, достигается только после завершения полимеризации связующего, а в процессе установки плиток магнитов в рамку каркаса требуются специальные технологические приспособления, фиксирующие плитки от вертикального перемещения до наложения бандажа и окончания длительного процесса полимеризации. Ввиду указанного, продолжительность изготовления каждого магнитного модуля достаточно велика. Кроме того, контроль заданных габаритных размеров магнитного модуля возможен только после завершения полимеризации, что затрудняет доработку размеров в случае их отклонения.The disadvantage of this design is that the necessary strength of the bandage, ensuring the retention of the magnet tiles in the vertical direction, is achieved only after the polymerization of the binder is completed, and during the installation of the magnet tiles in the frame of the frame, special technological devices are required that fix the tiles from vertical movement to applying the bandage and ending long polymerization process. In view of the above, the duration of manufacture of each magnetic module is quite long. In addition, control of the specified overall dimensions of the magnetic module is possible only after polymerization is completed, which makes it difficult to finalize the dimensions in case of deviation.
При обеспечении одновременного удержания магнитных плиток как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении с помощью соответствующего решения конструктивного выполнения сборного магнитного модуля можно существенно снизить продолжительность его изготовления и упростить технологическую оснастку.By ensuring the simultaneous retention of magnetic tiles in both horizontal and vertical directions with the help of an appropriate solution to the structural design of a prefabricated magnetic module, it is possible to significantly reduce the duration of its manufacture and simplify the technological equipment.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задача настоящего изобретения заключается в создании крупного магнитного модуля, состоящего из большого числа элементарных плиток намагниченных постоянных магнитов, конструктивное решение которого обеспечивает необходимую устойчивость к внешним нагрузкам, удобство и простоту как монтажа каждой элементарной плитки постоянного магнита в магнитный модуль, так и монтажа модуля в электромагнитную систему, в частности ротор электрической машины. При этом должна обеспечиваться технологичность изготовления, позволяющая сократить длительность изготовления магнитного модуля.The objective of the present invention is to create a large magnetic module, consisting of a large number of elementary tiles of magnetized permanent magnets, the design solution of which provides the necessary resistance to external loads, convenience and simplicity of mounting each elementary tile of a permanent magnet in a magnetic module, and mounting the module in an electromagnetic system, in particular the rotor of an electric machine. At the same time, manufacturability of manufacturing should be ensured, which allows to reduce the manufacturing time of the magnetic module.
Данная задача решается путем изготовления магнитного модуля, сборный магнит которого образован множеством элементарных плиток магнитов с одинаковым направлением намагниченности, заключенных в тонкостенный корпус из непроводящего немагнитного материала. Корпус предварительно выполнен в виде полого призматического короба с двумя открытыми торцами, размер отверстия которых соответствует размерам поперечного сечения по меньшей мере одной плитки магнита, лежащего в плоскости, параллельной направлению намагниченности, а плитки магнитов размещены и вклеены во внутреннюю полость короба через открытые торцы. Плитки магнитов имеют скругленные ребра граней, исключающие зацепление плиток на стенках полости, и плотно сжаты между собой с помощью торцевых пробок, выполненных из немагнитного материала, которые вклеены в полость короба по торцам и механически закреплены в нем.This problem is solved by manufacturing a magnetic module, the prefabricated magnet of which is formed by many elementary tiles of magnets with the same direction of magnetization, enclosed in a thin-walled case of non-conductive non-magnetic material. The housing is preliminarily made in the form of a hollow prismatic box with two open ends, the hole size of which corresponds to the cross-sectional dimensions of at least one magnet tile lying in a plane parallel to the direction of magnetization, and the magnet tiles are placed and glued into the inner cavity of the box through the open ends. The magnet tiles have rounded edges of the faces, which exclude the engagement of the tiles on the walls of the cavity, and are tightly compressed with each other using end plugs made of non-magnetic material, which are glued to the box cavity at the ends and mechanically fixed in it.
В некоторых вариантах, при необходимости, для повышения механической прочности короба и магнитного модуля стенки короба могут быть армированы крупноячеистой сеткой из тонких высокопрочных нитей, в том числе и металлических, или перфорированного листа из высокопрочного немагнитного материала. В другом варианте для повышения механической прочности короба и магнитного модуля одна или обе стенки короба, параллельные направлению намагниченности магнитного модуля, могут быть усилены с помощью прочной вставки, выполненной из неэлектропроводящего неферромагнитного материала. Такая прочная вставка также может быть выполнена из неферромагнитного электропроводящего материала, например высокопрочного металла с высоким удельным электрическим сопротивлением. Возможен также вариант, когда одна из вставок выполнена из неэлектропроводящего, а другая - из электропроводящего материала. Кроме того, возможен вариант, когда для повышения механической прочности короба и магнитного модуля одна или обе стенки короба, перпендикулярные направлению намагниченности магнитного модуля, усилены с помощью пластин, выполненных из прочного ферромагнитного или магнитного материала, предпочтительно неэлектропроводящего или с высоким удельным электрическим сопротивлением. При необходимости, возможно исполнение короба с одновременной комбинацией всех указанных выше вариантов.In some embodiments, if necessary, to increase the mechanical strength of the duct and the magnetic module, the duct walls can be reinforced with a coarse mesh of thin high-strength threads, including metal, or a perforated sheet of high-strength non-magnetic material. In another embodiment, to increase the mechanical strength of the duct and the magnetic module, one or both walls of the duct parallel to the direction of magnetization of the magnetic module can be reinforced with a durable insert made of a non-conductive non-ferromagnetic material. Such a durable insert can also be made of a non-ferromagnetic electrically conductive material, for example, a high-strength metal with a high electrical resistivity. It is also possible that one of the inserts is made of non-conductive, and the other is made of electrically conductive material. In addition, it is possible that, in order to increase the mechanical strength of the box and the magnetic module, one or both walls of the box, perpendicular to the direction of magnetization of the magnetic module, are reinforced with plates made of strong ferromagnetic or magnetic material, preferably non-conductive or with high electrical resistivity. If necessary, it is possible to design a box with a simultaneous combination of all the above options.
Благодаря предложенному техническому решению удается увеличить количество и/или размер плиток магнитов, помещаемых в короб магнитного модуля за счет того, что короб изготавливается заранее и может иметь большую прочность.Thanks to the proposed technical solution, it is possible to increase the number and / or size of the tiles of magnets placed in the box of the magnetic module due to the fact that the box is made in advance and can have greater strength.
Также упрощается изготовление такого модуля, поскольку плитки магнитов располагаются в уже готовом коробе. Описываемое техническое решение позволяет увеличить механическую прочность магнитного модуля, а также дает возможность создавать более сильные магнитные модули.The manufacture of such a module is also simplified, since the tiles of the magnets are located in the finished box. The described technical solution allows to increase the mechanical strength of the magnetic module, and also makes it possible to create stronger magnetic modules.
Перечень фигур чертежейList of drawings
На представленных фиг. 1-5 схематически изображены примеры исполнения магнитного модуля, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.In the FIGS. 1-5 schematically depict examples of the performance of the magnetic module made in accordance with the present invention.
На фиг. 1 показан магнитный модуль;In FIG. 1 shows a magnetic module;
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1;in FIG. 2 is a view A in FIG. one;
на фиг. 3 - магнитный модуль с армирующей сеткой из перфорированного листа из высокопрочногоin FIG. 3 - magnetic module with a reinforcing mesh of perforated sheet of high strength
- 2 014728 немагнитного материала;- 2 014728 non-magnetic material;
на фиг. 4 - частичное сечение магнитного модуля с усиливающей прочной вставкой из неферромагнитного материала;in FIG. 4 is a partial cross section of a magnetic module with a reinforcing strong insert of non-ferromagnetic material;
на фиг. 5 - частичное сечение магнитного модуля с усиливающей пластиной из прочного ферромагнитного материала.in FIG. 5 is a partial cross-section of a magnetic module with a reinforcing plate of a strong ferromagnetic material.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Изображенный на фиг. 1 магнитный модуль содержит сборный постоянный магнит, образованный плитками постоянных магнитов 1 с одинаковым направлением намагниченности 2, заключенными в тонкостенный корпус, выполненный из непроводящего неферромагнитного материала. Корпус предварительно выполнен в виде полого призматического короба 3 с двумя открытыми торцами, размер отверстия которых соответствует размерам поперечного сечения по меньшей мере одной плитки магнита 1, лежащего в плоскости, параллельной направлению намагниченности 2. Магнит 1, вводимый в короб 3 через отверстие торца, может быть составлен из нескольких плиток, сложенных друг с другом, а размер отверстия торца соответствует размеру боковой грани магнита, составленного из одной или нескольких плиток, параллельной плоскости отверстия торца. Плитки магнитов 1 размещают и вклеивают во внутреннюю полость короба 3 через открытые торцы с помощью клея 6. Как показано на фиг. 2, плитки магнитов 1 имеют скругленные ребра граней 4. Такие скругленные ребра исключают зацепление на внутренних поверхностях полости короба 3 плиток магнитов 1 при их введении в короб 3 для получения магнитного модуля, изображенного на фиг. 1. Плитки магнитов 1 плотно сжаты между собой с помощью торцевых пробок 5, выполненных из немагнитного материала, которые вклеены в полость короба 3 по торцам и механически закреплены в нем с помощью, например, винтов 7.Depicted in FIG. 1, the magnetic module contains a prefabricated permanent magnet formed by tiles of permanent magnets 1 with the same direction of magnetization 2, enclosed in a thin-walled housing made of non-conductive non-ferromagnetic material. The housing is preliminarily made in the form of a hollow prismatic box 3 with two open ends, the hole size of which corresponds to the cross-sectional dimensions of at least one magnet 1 tile lying in a plane parallel to the direction of magnetization 2. Magnet 1, introduced into the box 3 through the end opening, can be composed of several tiles stacked with each other, and the size of the end hole corresponds to the size of the side face of the magnet made up of one or more tiles parallel to the plane of the torus hole tsa. The magnet tiles 1 are placed and glued into the inner cavity of the box 3 through the open ends using glue 6. As shown in FIG. 2, the tiles of the magnets 1 have rounded edges of the faces 4. Such rounded edges exclude meshing on the inner surfaces of the cavity of the box 3 of the tiles of magnets 1 when they are inserted into the box 3 to obtain the magnetic module shown in FIG. 1. Tiles of magnets 1 are tightly compressed with each other using end caps 5 made of non-magnetic material, which are glued to the cavity of the box 3 at the ends and mechanically fixed in it using, for example, screws 7.
В такой конструкции магнитного модуля тонкостенный короб 3 представляет собой предварительно изготовленную сборочную единицу, выполненную из высокопрочного непроводящего немагнитного материала. Короб 3 может быть, например, отформован из термореактивной пластмассы или пресс-материала типа АГ. Короб 3 может быть выполнен также из слоистого пластика, например стеклотекстолита, путем намотки на керн с последующей опрессовкой и запечкой. Предварительно изготовленный короб 3, благодаря возможности применения более высоких температур формования или полимеризации, имеет более высокую механическую прочность, чем корпус, описанный в прототипе (Евразийский патент № 009858), где температура полимеризации ограничена допустимой рабочей температурой магнитов.In this design of the magnetic module, the thin-walled box 3 is a prefabricated assembly unit made of high strength non-conductive non-magnetic material. Box 3 can be, for example, molded from thermosetting plastic or press material such as AG. Box 3 can also be made of laminated plastic, for example fiberglass, by winding on a core with subsequent crimping and baking. The prefabricated box 3, due to the possibility of using higher molding or polymerization temperatures, has a higher mechanical strength than the body described in the prototype (Eurasian patent No. 009858), where the polymerization temperature is limited by the permissible working temperature of the magnets.
Короб 3 может быть выполнен в виде полой призмы, преимущественного прямоугольного сечения или другого необходимого сечения, например трапецеидального.The box 3 can be made in the form of a hollow prism, a predominant rectangular section or other necessary section, for example a trapezoidal.
Толщина стенки короба 3 в направления намагниченности, в случае ее выполнения из немагнитного материала, увеличивает эквивалентный магнитный зазор в магнитной системе и соответственно снижает величину магнитного поля, достижимую в рабочем зазоре магнитной системы. Ввиду этого толщина стенки должна быть минимальной, но достаточной для обеспечения необходимой механической прочности короба 3. Ранее, при использовании преимущественно сравнительно тонких (в направлении намагниченности) магнитов сочетание этих требований было проблематичным, однако с увеличением толщин магнитов, в основном для крупных магнитных систем, и повышением уровня технологий изготовления в настоящее время данное конструктивное решение стало реальным.The wall thickness of the box 3 in the direction of magnetization, if it is made of non-magnetic material, increases the equivalent magnetic gap in the magnetic system and, accordingly, reduces the magnitude of the magnetic field achievable in the working gap of the magnetic system. In view of this, the wall thickness should be minimal, but sufficient to provide the necessary mechanical strength of the box 3. Previously, when using mainly relatively thin (in the direction of magnetization) magnets, a combination of these requirements was problematic, but with an increase in the thickness of the magnets, mainly for large magnetic systems, and by raising the level of manufacturing technologies, this design solution has now become real.
Как показано на фиг. 3, для более крупных магнитных модулей механическая прочность короба 3 и соответственно всего магнитного модуля может быть повышена путем армирования стенок короба 3, например, достаточно крупноячеистой сеткой из тонких высокопрочных нитей, в том числе и металлических, или перфорированного листа 8 из высокопрочного немагнитного материала. Размер ячейки сетки может составлять порядка нескольких миллиметров, а толщина не должна превышать долей миллиметра (порядка до 50% толщины стенки короба 3). На фиг. 3 также показана торцевая пробка 5.As shown in FIG. 3, for larger magnetic modules, the mechanical strength of the duct 3 and, correspondingly, of the entire magnetic module can be increased by reinforcing the walls of the duct 3, for example, with a sufficiently coarse mesh of thin high-strength threads, including metal, or perforated sheet 8 of high-strength non-magnetic material. The mesh cell size can be on the order of several millimeters, and the thickness should not exceed fractions of a millimeter (about 50% of the thickness of the box wall 3). In FIG. 3 also shows end cap 5.
Как показано на фиг. 4, для наиболее крупных магнитных модулей механическая прочность короба 3 и соответственно всего магнитного модуля может быть повышена путем усиления одной или обеих стенок короба, параллельных направлению намагниченности магнитного модуля, прочной вставкой 9, выполненной из неферромагнитного материала. Направление намагниченности магнитного модуля определяется направлением намагниченности 2 магнитных плиток 1, закрепленных в коробе 3 с помощью клея 6. В зависимости от рабочей частоты электромагнитного устройства, для которого предназначены магнитные модули, эта вставка 9 может быть выполнена из электропроводящего или неэлектропроводящего неферромагнитного материала. Для устройств с высокой рабочей частотой, во избежание возникновения в указанной вставке больших вихревых токов и тепловыделений, вставка 9 должна быть выполнена из неэлектропроводящего материала или, по меньшей мере, из материала с высоким электрическим сопротивлением.As shown in FIG. 4, for the largest magnetic modules, the mechanical strength of the box 3 and, accordingly, of the entire magnetic module can be increased by reinforcing one or both walls of the box parallel to the direction of magnetization of the magnetic module, with a strong insert 9 made of non-ferromagnetic material. The direction of magnetization of the magnetic module is determined by the direction of magnetization 2 of the magnetic tiles 1, fixed in the box 3 with glue 6. Depending on the operating frequency of the electromagnetic device for which the magnetic modules are designed, this insert 9 can be made of electrically conductive or non-conductive non-ferromagnetic material. For devices with a high operating frequency, in order to avoid the occurrence of large eddy currents and heat generation in the specified insert, insert 9 should be made of a non-conductive material or, at least, of a material with high electrical resistance.
В ряде случаев, преимущественно для сравнительно низкочастотных машин, механическая прочность короба 3 может быть повышена путем усиления одной или обеих стенок короба 3, перпендикулярных направлению намагниченности магнитного модуля, пластиной 10, выполненной из прочного ферромагнитного или магнитного материала, предпочтительно неэлектропроводящего или с высоким удельным электрическим сопротивлением. Такой магнитный блок показан на фиг. 5, причем также как и для магнитного модуля на фиг. 4, направление намагниченности магнитного модуля на фиг. 5 определяетсяIn some cases, mainly for relatively low-frequency machines, the mechanical strength of the duct 3 can be increased by reinforcing one or both walls of the duct 3, perpendicular to the direction of magnetization of the magnetic module, with a plate 10 made of a strong ferromagnetic or magnetic material, preferably non-conductive or with high specific electric resistance. Such a magnetic block is shown in FIG. 5, moreover, as well as for the magnetic module in FIG. 4, the direction of magnetization of the magnetic module in FIG. 5 is determined
- 3 014728 направлением намагниченности 2 магнитных плиток 1, закрепленных в коробе 3 с помощью клея 6.- 3 014728 direction of magnetization 2 magnetic tiles 1, fixed in the box 3 with glue 6.
В предложенной конструкции с предварительно изготовленным коробом 3 стенки короба 3 плотно охватывают грани плиток магнитов 1 и максимально ограничивают возможность взаимного смещения плиток магнитов 1 одновременно и в горизонтальном, и в вертикальном направлениях. Максимально точное совмещение граней плиток магнитов 1 обеспечивает минимальный уровень сил отталкивания и смещения элементарных плиток магнитов 1, которые легко удерживаются тонкими стенками короба 3. Силы отталкивания, действующие между плитками магнитов 1 в продольном направлении (вдоль короба 3), после того, как плитки магнитов 1 плотно сжаты между собой (с помощью технологического приспособления), также минимальны. Эти силы удерживаются торцевыми пробками 5, выполненными из немагнитного материала, которые вклеены по торцам в полость короба 3 и механически закреплены в нем с помощью, например, винтов 7. Минимизация сил за счет точного совмещения граней и поверхностей плиток магнитов 1 позволяет выполнять стенки короба 3 с толщиной, составляющей не более нескольких процентов от толщины магнитов по направлению намагниченности 2. Это практически не снижает магнитные параметры модуля в целом.In the proposed design with a prefabricated box 3, the walls of the box 3 tightly cover the edges of the tiles of magnets 1 and maximally limit the possibility of mutual displacement of the tiles of magnets 1 simultaneously in both horizontal and vertical directions. The most accurate combination of the faces of the tiles of magnets 1 provides the minimum level of repulsive forces and displacements of elementary tiles of magnets 1, which are easily held by the thin walls of the box 3. The repulsive forces acting between the tiles of magnets 1 in the longitudinal direction (along the box 3), after the tiles of magnets 1 tightly compressed together (using technological devices) are also minimal. These forces are held by end caps 5 made of non-magnetic material, which are glued at the ends to the cavity of the duct 3 and mechanically fixed in it using, for example, screws 7. Minimizing forces due to the exact combination of faces and surfaces of the tiles of the magnets 1 allows the walls of the duct 3 with a thickness of no more than a few percent of the thickness of the magnets in the direction of magnetization 2. This practically does not reduce the magnetic parameters of the module as a whole.
Возможность последовательного заведения каждой плитки магнита 1 в короб 3 с обоих открытых торцов, при наличии одновременной фиксации всех установленных плиток в двух направлениях, обеспечивает высокую производительность процесса сборки магнитного модуля. Во избежание зацепления острых ребер плиток магнитов 1 на внутренних поверхностях полости короба, при их продвижении вдоль полости короба, ребра граней 4 плиток магнитов 1 должны быть обязательно скруглены (радиус закругления не более, например, 0,5-1 мм в зависимости от габаритов магнита).The possibility of sequentially inserting each magnet tile 1 into the box 3 from both open ends, provided that all installed tiles are fixed in two directions at the same time, ensures high performance of the magnetic module assembly process. In order to avoid the sharp edges of the tiles of magnets 1 on the inner surfaces of the cavity of the box, when moving along the cavity of the box, the edges of the faces 4 of the tiles of the magnets 1 must be rounded (the radius of curvature is not more than, for example, 0.5-1 mm, depending on the dimensions of the magnet )
Далее описан один из вариантов осуществления магнитного модуля в соответствии с настоящим изобретением. Указанный вариант реализован при изготовлении магнитных модулей для роторов вентильных электродвигателей с постоянными магнитами, на каждом из которых установлено 56 магнитных модулей. Для рассматриваемого ротора каждый магнитный модуль имеет размер 35x80x600 мм (по магнитной сборке, размер по намагниченности 35 мм) и вес 12,5 кг.The following describes one embodiment of a magnetic module in accordance with the present invention. The indicated option is implemented in the manufacture of magnetic modules for rotors of permanent magnet permanent magnet motors, each of which has 56 magnetic modules. For the rotor in question, each magnetic module has a size of 35x80x600 mm (magnetic assembly, magnetization size 35 mm) and a weight of 12.5 kg.
Короб выполнен из стеклопластика с толщиной стенки в направлении намагниченности 0,5 мм. Стенки короба, параллельные направлению намагниченности, усилены двумя вставками: одна - вставкой из стеклотекстолита СТЭФ толщиной 5 мм, другая - вставкой из нержавеющей стали 12Х18Н10Т толщиной 3 мм.The box is made of fiberglass with a wall thickness in the direction of magnetization of 0.5 mm. The walls of the box, parallel to the direction of magnetization, are reinforced with two inserts: one is a 5 mm thick fiberglass insert STEF, and the other is a 3 mm thick stainless steel insert 12X18H10T.
Плитки магнитов имеют размер 50x80x35 (размер по намагниченности 35 мм). Магнитные плитки (12 штук) вклеены в короб эпоксидным компаундом. Торцевые пробки выполнены из стеклотекстолита СТЭФ, вклеены и закреплены 2-мя винтами каждая.Magnet tiles have a size of 50x80x35 (magnetization size 35 mm). Magnetic tiles (12 pieces) are glued into the box with an epoxy compound. End plugs are made of STEF fiberglass, glued and fixed with 2 screws each.
Claims (5)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201000638A EA201000638A1 (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | MAGNETIC MODULE |
| PCT/EA2011/000005 WO2011116778A1 (en) | 2010-03-25 | 2011-03-18 | Magnetic module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201000638A EA201000638A1 (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | MAGNETIC MODULE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA014728B1 true EA014728B1 (en) | 2011-02-28 |
| EA201000638A1 EA201000638A1 (en) | 2011-02-28 |
Family
ID=43778124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201000638A EA201000638A1 (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | MAGNETIC MODULE |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA201000638A1 (en) |
| WO (1) | WO2011116778A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190199148A1 (en) * | 2017-12-26 | 2019-06-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotor |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2511574B (en) * | 2013-03-08 | 2017-10-04 | Magnomatics Ltd | Permanent magnet assembly for mounting to a rotor |
| CZ304444B6 (en) * | 2013-03-27 | 2014-05-07 | Ăšstav struktury a mechaniky hornin AV ÄŚR, v.v.i. | Method of making linear assemblies of permanent magnets facing each other and apparatus for making the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800967B2 (en) * | 2000-06-09 | 2004-10-05 | Neomax Co., Ltd. | Integrated magnet body and motor incorporating it |
| WO2005043557A2 (en) * | 2003-10-22 | 2005-05-12 | Dexter Magnetic Technologies, Inc. | Method for constructing permanent magnet assemblies |
| WO2007006696A1 (en) * | 2005-07-13 | 2007-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnet block with an anti-corrosion coating and use in electric motors |
| WO2008145144A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'inzhiniringovaya Neftegazovaya Kompania - Vserossiisky Nauchno-Issledovatelsky Institut Po Stroitelstvu I Expluatatsii Truboprovodov, Obiektov Tek' | Magnetic unit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0479741A (en) * | 1990-07-23 | 1992-03-13 | Seiko Epson Corp | Permanent magnet rotor |
| DE202004002887U1 (en) * | 2004-02-26 | 2004-05-06 | Riedl, Heinrich | Fastening device for fixing a permanent magnet has a casing/casing frame with bolts and fastening holes and iron plate |
-
2010
- 2010-03-25 EA EA201000638A patent/EA201000638A1/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-03-18 WO PCT/EA2011/000005 patent/WO2011116778A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800967B2 (en) * | 2000-06-09 | 2004-10-05 | Neomax Co., Ltd. | Integrated magnet body and motor incorporating it |
| WO2005043557A2 (en) * | 2003-10-22 | 2005-05-12 | Dexter Magnetic Technologies, Inc. | Method for constructing permanent magnet assemblies |
| US7373716B2 (en) * | 2003-10-22 | 2008-05-20 | Dexter Magnetic Technologies, Inc. | Method for constructing permanent magnet assemblies |
| WO2007006696A1 (en) * | 2005-07-13 | 2007-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnet block with an anti-corrosion coating and use in electric motors |
| WO2008145144A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'inzhiniringovaya Neftegazovaya Kompania - Vserossiisky Nauchno-Issledovatelsky Institut Po Stroitelstvu I Expluatatsii Truboprovodov, Obiektov Tek' | Magnetic unit |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190199148A1 (en) * | 2017-12-26 | 2019-06-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotor |
| CN109962546A (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-02 | 丰田自动车株式会社 | Rotor |
| EP3506461A1 (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotor |
| RU2709190C1 (en) * | 2017-12-26 | 2019-12-17 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Rotor |
| US10707709B2 (en) | 2017-12-26 | 2020-07-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotor having magnets secured with plates and insulation in magnet holes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011116778A1 (en) | 2011-09-29 |
| EA201000638A1 (en) | 2011-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1511164B1 (en) | Linear motor with reduced cogging force | |
| US9000646B2 (en) | Table for permanent magnet rotor and method for manufacturing permanent magnet rotor | |
| US7696651B2 (en) | Linear motor | |
| US8179001B2 (en) | Linear motor armature and linear motor | |
| US20220149683A1 (en) | Rotary motor and manufacturing method for rotor | |
| EP1602164A1 (en) | Stator core for linear motor | |
| KR102410800B1 (en) | A primary part for a linear motor, a linear motor comprising the same, and method for manufacturing such primary part | |
| CN103444054A (en) | Moving magnet actuator magnet carrier | |
| EA014728B1 (en) | Magnetic module | |
| CN107615630B (en) | Armature core, armature and linear motor | |
| KR102154569B1 (en) | Linear motor | |
| JP6774726B2 (en) | Reactor | |
| US6819015B2 (en) | Stator fastening structure of reciprocating motor | |
| EP2555396A2 (en) | Linear motor armature and linear motor | |
| CN101111983B (en) | Electric machine with grooves | |
| TWI713283B (en) | Linear motor, method of manufacturing linear motor | |
| JP5403007B2 (en) | Linear motor armature and linear motor | |
| CN112821591A (en) | Core component of modularized claw pole permanent magnet motor | |
| KR100556817B1 (en) | Stater structure for reciprocating motor | |
| JP2019057644A (en) | Coil unit | |
| KR101333055B1 (en) | A generator and a manufactuing method the same | |
| JP7377249B2 (en) | reactor | |
| WO2008107512A1 (en) | Pole module for rotor of electric machine and rotor of electric machine | |
| JP5849415B2 (en) | Linear drive device and manufacturing method thereof | |
| JP2013046502A (en) | Linear motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): MD |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KG TJ TM |
|
| QB4A | Registration of a licence in a contracting state | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ RU |