FI122122B - Kestomagneettiyksikkö sähkökoneeseen, menetelmä kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi ja sähkökoneen roottori - Google Patents
Kestomagneettiyksikkö sähkökoneeseen, menetelmä kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi ja sähkökoneen roottori Download PDFInfo
- Publication number
- FI122122B FI122122B FI20070963A FI20070963A FI122122B FI 122122 B FI122122 B FI 122122B FI 20070963 A FI20070963 A FI 20070963A FI 20070963 A FI20070963 A FI 20070963A FI 122122 B FI122122 B FI 122122B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- permanent magnet
- rotor
- housing
- units
- permanent
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
-
- 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
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
- Y10T29/49012—Rotor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
KESTOMAGNEETTIYKSIKKÖ SÄHKÖKONEESEEN, MENETELMÄ KESTOMAGNEETTIYKSIKÖIDEN ASENTAMISEKSI JA SÄHKÖKONEEN ROOTTORI
5 Keksinnön käyttöala
Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen kestomagnettiyksikköön sähkökoneeseen, patenttivaatimuksen 6 johdanto-osan mukaiseen menetelmään kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi sähkökoneeseen ja patenttivaatimuksen 7 johdanto-osan mukaiseen sähkökoneen roottoriin, joka on 10 magnetoitu kestomagneettiyksiköillä.
Tekniikan taso
Kestomagneetti on magneettisesti kovasta materiaalista valmistettu komponentti, joka magnetoinnin jälkeen säilyttää pysyvästi magneettisuutensa. Kestomagneetteja valmistetaan esimerkiksi AINiCo-seoksesta, joka sisältää alumiinia, nikkeliä, 15 kobolttia ja terästä, keraamista ja harvinaisista maametalleista.
Kestomagneettimoottoreiden teolliset sovellukset ovat lisääntyneet nopeasti, erityisesti alueella yli 500 kW. Kestomagneettimoottoreiden hyötysuhde on korkea, tehotiheys suuri ja luotettavuus hyvä. Kestomagneettimoottorin ominaisuudet ovat hyvät myös hitaalla pyörimisnopeudella poiketen näin esimerkiksi 20 oikosulkumoottorista. Kestomagneettimoottori sopii näin hyvin vaihteettomiin käyttöihin, esimerkiksi tuulimyllyissä, sähköjunissa ja paperikoneissa.
o ^ Pyörivien sähkökoneiden kierrosnopeudet ovat suuria, jolloin keskipakovoiman
CD
<? vaikutus roottoriin ja siihen kiinnitettyihin kestomagneetteihin on myös suuri. Tämä ° asettaa vaatimuksia kestomagneettien asemoinnin tarkkuudelle ja kestomagneettien
X
£ 25 kiinnityksen ja lukituksen kestävyydelle, co g Asemoinnin aksiaalisuuntainen tarkkuus on tärkeää esimerkiksi radiaalijäähdytetyssä o roottorissa. Tällöin jäähdytysaine virtaa roottoriin siihen tehtyjä akselinsuuntaisia
CM
kanavia pitkin ja jakaantuu roottorissa radiaalisuuntaisiin kanaviin. Mikäli kestomagneetit eivät ole asemoitu kohdalleen ja kiinnitetty luotettavasti saattavat ne 2 tukkia radiaalisuuntaisen jäähdytyskanavan ja johtaa ei-toivottuun lämpötilannousuun roottorissa.
Tavanomainen tapa kiinnittää kestomagneetit roottoriin on kääriä ne yksitellen huopaan ja asentaa roottoriin, jonka jälkeen roottori kastetaan hartsiin. Eräs toinen 5 tapa kiinnittää kestomagneetit roottorin ulkokehälle on kietoa roottorin ja kestomagneettien ympärille hartsattua lasikuitunauhaa. Kiinnitysaineena toimiva hartsi kovetetaan lämmittämällä roottoria kestomagneetteineen uunissa.
Tavanomaisten kiinnitystapojen eräs ongelma on hartsin kovettamiseksi tarvittava uunitus. Uunin lämpötilaa on valvottava, jotta se ei nouse yli kestomagneettien 10 sietorajan. Hartsauksen yhteydessä on myös varmistettava, että hartsia on oikea määrä kaikissa halutuissa kohdissa roottoria kestomagneettien kiinnityksen pysyvyyden varmistamiseksi.
Vaativuutta kestomagneetteja käsittelyyn ja asennukseen lisää niiden rakenteellinen hauraus ja mahdollisen pintakäsittelyn säilyttäminen vahingoittumattomana. 15 Esimerkiksi kestomagneetin pintakäsittely naarmuuntuu helposti, jonka jälkeen kestomagneetti voi alkaa murentua tai syöpyä.
Keksinnön kuvaus
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kestomagneettiyksikkö sähkökoneeseen, menetelmä kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi sähkökoneeseen 20 ja sähkökoneen roottori, joka on magnetoitu kestomagneettiyksiköillä. Tämän aikaansaamiseksi keksintö tunnetaan patenttivaatimuksien 1, 6 ja 7 tunnusmerkkiosien ominaispiirteistä. Keksinnön eräillä muilla edullisilla suoritusmuodoilla on c3 epäitsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerkit.
i
CD
O
^ Keksinnönmukaisessa kestomagneettiyksikössä staattorin ja roottorin käsittävään o x 25 sähkökoneeseen ainakin yksi kestomagneetti on koteloitu ei-magneettiseen koteloon.
CC
Kotelossa on välineet sen kiinnittämiseksi ainakin yhteen toiseen oleellisesti co ^ samanlaiseen kestomagneetin sisältävään koteloon, o h-· o ^ Keksinnönmukaisessa menetelmässä kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi sähkökoneeseen sähkökone käsittää staattorin ja roottorin. Roottori pyörii akselinsa 3 ympäri. Menetelmässä on ainakin kaksi asennettavaa kestomagneettiyksikköä, joka kestomagneettiyksikkö muodostuu ainakin yhdestä ei-magneettiseen koteloon koteloidusta kestomagneetista, ja koteloitu kestomagneetti on magnetoitu, ja kotelossa on välineet sen kiinnittämiseksi ainakin yhteen toiseen oleellisesti samanlaiseen 5 kestomagneetin sisältävään koteloon. Menetelmässä ensimmäinen kestomagneettiyksikkö asennetaan roottorin päästä roottorin akselinsuuntaiseen asennuskanavaan ja toinen kestomagneettiyksikkö asennetaan akselinsuunnassa ensimmäisen kestomagneetin perään asennuskanavaan. Toista kestomagneettiyksikköä työnnetään ensimmäistä kestomagneettiyksikköä vasten ja 10 kestomagneettiyksiköt kiinnittyvät toisiinsa koteloissa olevilla kiinnittimillä.
Keksinnönmukainen sähkökoneen roottori on magnetoitu kestomagneeteilla. Roottori pyörii pyörimisakselinsa ympäri ja käsittää ainakin rungon ja kestomagneetteja. Ainakin yksi kestomagneetti on koteloitu ei-magneettiseen koteloon, ja koteloitu kestomagneetti on magnetoitu. Kotelossa on välineet sen kiinnittämiseksi ainakin 15 yhteen toiseen oleellisesti samanlaiseen kestomagneetin sisältävään koteloon, ja joka koteloitu kestomagneetti muodostaa kestomagneettiyksikön. Ainakin kaksi kestomagneettiyksikköä on sijoitettu roottorin runkoon muodostettuun asennuskanavaan akselinsuunnassa peräkkäin ja kestomagneettiyksiköt on kiinnitetty toisiinsa. Asennuskanavan päissä on kestomagneettien akselinsuuntaisen liikkeen 20 estävät tuet.
Kotelo suojaa kestomagneettia sen käsittelyn ja asennuksen aikana, jolloin esimerkiksi kestomagneetin pinnan naarmuuntuminen tai vioittuminen vältetään.
Mikäli kestomagneettiyksikön kotelo on täysin suljettu, kuten esimerkiksi inserttivalettu kotelo, voidaan kestomagneettina käyttää raakamagneetteja, ts. o ^ 25 pintakäsittelemättömiä magneetteja. Yleensä kaupallisille kestomagneeteille co ? suoritetaan kuitenkin peruspintakäsittelynä fosfatointi. Hermeettisesti suljettu kotelo, ° ilmatiivis kotelo, valmistettuna esimerkiksi hengittämättömästä ja vettä x £ imemättömästä muovista, suojaa kestomagneettia vaativissa olosuhteissa.
co to g Koteloitavan kestomagneetin valmistaminen on edullisempaa kuin koteloimattoman, § 30 koska kotelointi sallii kestomagneetille muotovirhettä. Perinteisesti kestomagneetti
CM
valmistetaan sintraamalla ja hiotaan sen jälkeen tarkasti mittoihinsa. Mittatarkkuus on tyypillisesti millin kymmenyksiä. Koteloitaessa kestomagneetin mittatarkkuudeksi 4 riittää esimerkiksi ± 0,1...0,5 mm. Käytettäessä kotelointiin inserttivalua, jossa muovimuottiin sijoitetaan ennen valua insertti eli kestomagneetti tai -magneetteja, johon muovi valetaan kiinni, kotelointiin voidaan mittaepätarkkuutta sallia vielä enemmän, koska muovi täyttää mahdolliset kolot.
5 Kestomagneettiyksikön, joka sisältää esimerkiksi yhden kestomagneetin, valmistaminen on yksinkertaisempaa ja sen käsittely on helpompaa kuin yhden suuremman yksittäisen kestomagneetin. Esimerkiksi kestomagneettiyksikön kestomagneetin magnetointiin tarvittavat välineet ovat huomattavasti yksinkertaisempia ja useamman valmistajan ulottuvilla kuin esimerkiksi 10 suuruudeltaan kolmikertaisen kestomagneetin magnetoimiseen tarvittavat välineet. Keksinnön erään sovellusmuodon mukaan kestomagneetti magnetoidaan koteloituna, mikä lisää työturvallisuutta kestomagneetin valmistusvaiheessa.
Keksinnön erään sovellusmuodon mukaan kestomagneettiyksikössä on piirre, joka helpottaa sen asentamista oikeassa suunnassa roottoriin. Kestomagneetit 15 magnetoidaan esimerkiksi roottorin säteen suunnassa. Kestomagneettiyksikön koteloon, sen ylä- tai alapinnalle, voidaan muodostaa esimerkiksi harjanne tai viiste, joka painuu asennettaessa kasaan ja lukitsee kestomagneettiyksikön paikalleen. Eräs toinen vaihtoehto on tehdä kestomagneettiyksikön koteloon värimerkki, joka kertoo napaisuuden.
20 Menetelmässä kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi sähkökoneeseen kestomagneettien kiinnittämisessä ei tarvita hartsausta eikä uunitusta. Kestomagneettien asennus voidaan suorittaa tehdaslämpötilassa. Kestomagneettien asemointi on nopeaa, koska kestomagneettiyksikön muoto vastaa asennuskanavan g muotoa. Kestomagneetin paikka asennuskanavassa asettuu kohdalleen toisiinsa g 25 kiinnittyvien kestomagneettiyksiköiden sijaitessa kiinteän välimatkan päässä ^ toisistaan, x
CC
Roottorin sisään asennuskanavaan asennetut kestomagneettiyksiköt on upotettu
CO
g roottoriin ja ne kestävät hyvin keskipakovoimia roottorin pyöriessä esimerkiksi yli § 2000 rpm.
o
(M
30 Keksinnön mukainen ratkaisu on edullinen myös tilanteessa, jossa kestomagneetit demagnetoituvat sähkökoneen roottorissa. Keksinnön mukainen ratkaisu helpottaa 5 kestomagneettien vaihtoa roottorissa. Kestomagneettiyksiköt on asennettu määrämittaisesta aukosta roottorin päästä akselinsuunnassa peräkkäin roottoriin muodostettuun sen akselinsuuntaiseen kanavaan, ts. roottoriuraan. Kestomagneettiyksiköt ovat poistettavissa roottorista poistamalla niiden aksiaalisen 5 liikesuunnan estävä tuki tai lukitus roottorin toisesta päästä ja työntämällä roottorin ensimmäisestä päästä kestomagneettiyksikköä aukossa, jolloin toisiinsa kiinnitetyt kestomagneettiyksiköt liukuvat aukossa roottorin läpi roottorin toiseen päähän, josta ne voidaan vetää ulos.
Vaihtoehtoisesti avaamalla vain asennuskanavan yhden pään aksiaalisuuntainen 10 lukitus voidaan kestomagneettiyksiköt vetää ulos roottorista siitä päästä. Toisiinsa kiinnitetyt kestomagneettiyksiköt muodostavat ketjun, jolloin kaikki kestomagneettiyksiköt voidaan poistaa roottorista vetämällä ketjun ensimmäisestä kestomagneettiyksiköstä. Kestomagneettiyksiköt voidaan irrottaa toisistaan avaamalla kiinnitykset yksi kerrallaan auki.
15 Keksinnön mukaisella ratkaisulla kestomagneettien mahdollisten asennusvirheiden etsiminen ja korjaaminen on nopeaa. Mikäli epäillään, että kestomagneettiyksikkö on asennettu esimerkiksi väärinpäin roottoriin, se on mahdollista tarkastaa roottoria vaurioittamatta liuottamalla kestomagneettiyksiköt ulos roottorista.
Keksinnön mukainen ratkaisu on edullinen myös kestomagneettien ikääntymisestä 20 johtuvan tehonlaskun korjaamisessa. Keksinnön m ukainen ratkaisu helpottaa kestomagneettien vaihtoa roottorissa, jolloin ikääntyneet kestomagneettiyksiköt voidaan vaihtaa esimerkiksi huollon yhteydessä.
^ Jos kestomagneetit olisi kiinnitetty hartsilla paikoilleen, niiden irrottamiseksi roottoria c\i ^ olisi kuumennettava uunissa yli 300 °C lämpötilassa. Tällöin kaikki roottorissa olevat ^ 25 kestomagneetit tuhoutuisivat ja ne olisi uusittava. Keksinnön mukaisella ratkaisulla ° kaikkia roottorin kestomagneetteja ei tarvitse vaihtaa vaan ainoastaan haluttu määrä
DC
kestomagneettiyksiköitä vaihdetaan. Kestomagneettiyksiköiden vaihto voidaan
CO
suorittaa tehdaslämpötilassa ilman uunissa lämmitystä. Tällöin roottoria ei tarvitse o ^ kuljettaa pitkiä matkoja korjattavaksi vaan voidaan käyttää esimerkiksi paikallisia o 30 korjaamoja.
6
Keksinnön edullinen sovellusmuoto on radiaalijäähdytteinen roottori. Jäähdytysaine virtaa roottoriin siihen tehtyjä akselinsuuntaisia kanavia pitkin ja jakaantuu roottorissa radiaalisuuntaisiin kanaviin. Jäähdytysratkaisusta riippuen jäähdytysilmaa tuodaan joko roottorin yhdestä päästä tai roottorin molemmista päistä. Radiaalisuuntaisissa 5 kanavissa jäähdytysilma virtaa roottorin kehää ja edelleen sähkökoneen ilmaväliä kohti. Radiaalisuuntainen kanava muodostetaan päällekkäin ladottujen ohuiden levyjen muodostamien roottorin osapakettien väliin erottamalla ne akselinsuunnassa toisistaan välikappaleilla. Radiaalijäähdytteisessä roottorissa kestomagnettiyksiköt asennetaan asennuskanavaan siten, että kestomagneettiyksikön pää vastaa roottorin 10 toisessa päässä olevaan roottorin päätylevyyn. Kun kahden toisiinsa kiinnitetyn kestomagneettiyksikön välinen etäisyys on olennaisesti sama kuin roottorin radiaalisuuntaisen jäähdytyskanavan leveys asemoituu kestomagneettiyksikkö roottorisydämen kohdalle ja kestomagneettiyksikössä olevat kiinnityskappaleet asemoituvat radiaalisten solien kohdalle. Kestomagneettiyksiköiden 15 sisääntyöntöaukko suljetaan tai roottorin toinen päätylevy kiinnitetään peittämään samalla aukko ja lukitsemaan kestomagneettiyksiköt aksiaalisuunnassa paikalleen.
Mikäli sähkökoneen napa on leveä, saadaan siitä mekaanisesti kestävämpi jakamalla se useampaan osaan. Edullisen suoritusmuodon mukaan tällöin sähkökoneen navassa on kestomagneeteille ainakin kaksi asennuskanavaa.
20 Keksinnönmukainen järjestely on edullinen esimerkiksi tuuligeneraattoreissa, jotka tyypillisesti toimivat hankalissa sääolosuhteissa korrosoivassa ilmastossa. Tuulivoima-generaattoreissa tarvittava pyörimisnopeusalue on suuri. Tuulen nopeus saattaa nousta puuskissa nopeasti, jolloin keskipakovoiman vaikutus roottoriin ja ^ siihen kiinnitettyihin kestomagneetteihin nousee äkkiä suureksi. Kuorman poistuessa o ^ 25 verkosta roottorin pyörimisnopeus saattaa nousta nopeasti esimerkiksi 75-100%
CD
9 nimellisnopeudesta.
h-· o g Piirustusten kuviot □_
CO
g Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin sen eräiden suoritusmuotojen o ^ avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa o
CNJ
30 - kuvio 1. esittää kahta toisiinsa liitettyä kestomagneettiyksikköä; 7 - kuvio 2. esittää kahta toisiinsa liitettyä kestomagneettiyksikköä, joista toisen kotelo on ilman yläosaa; - kuvio 3. esittää kestomagneettiyksikköä, johon on liitetty toisen kestomagneettiyksikön kotelon alaosa; 5 - kuvio 4. esittää osittaista akselin suuntaista leikkauskuvaa keksinnönmukaisesta roottorista; - kuvio 5 esittää kohtisuoraan akselia vastaan otettua leikkausta A - A kuviosta 4.
Yksityiskohtainen kuvaus 10 Kuvio 1. esittää kahta kestomagneettiyksikköä la, b sähkökoneeseen. Muovikotelo 3 on muodostettu kahdesta kotelonosasta 3a-c, ylä- ja alaosasta, jotka on valmistettu samalla muotilla, kuviot 1-3. Symmetriset kotelonosat ovat valmistusteknisesti edullisia, koska ei tarvita erilaisia työkaluja erilaisille osille. Fosfatoitu kestomagneettipala 2 on koteloitu asentamalla se kaksiosaisen muovikotelon 3 15 alaosaan 3 c, kuvio 2, ja asentamalla muovikotelon yläosa. Kotelonosissa 3a-c on liittimet 4a, b kotelon ylä- ja alaosien liittämiseksi toisiinsa kestomagneettipalan 2 asentamisen jälkeen. Kotelon ylä- ja alaosien liittymäpinta 8 on tiivistetty esimerkiksi liimalla tai tiivisteellä täysin suljetun kotelon aikaansaamiseksi.
Kestomagneettipalaa 2 ei tarvitse liimata muovikoteloon 3, koska kotelon selkä 7 ja 20 kotelon sivut 6a-d on mitoitettu vastaamaan kestomagneetin selkää ja sivuja. Kotelon 3 selän 7 pinta-ala ja muoto vastaavat oleellisesti kestomagneetin 2 selän pinta-alaa ja 5 muotoa. Kotelo 3 tukee kestomagneettipalan 2 liikkumattomasti sivu-, pituus- ja
CM
korkeussuunnassaan. Koska koteloa 3 ei voi tehdä täysin välyksettömäksi, kotelon 3 o ^ sisäpinnalla voi olla erilaisia ohjureita, kuten harjanteita tai viisteitä, jotka joustavat o x 25 kestomagneettia asennettaessa ja lukitsevat kestomagneetin paikalleen koteloon.
cc
CL
g Kotelonosissa 3a-c on ulkopinnoilla kiinnittimet 5a, b, joilla kestomagneettiyksiköt σ> o kiinnittyvät toisiinsa. Kuvioissa 1-3 esitetyn suorakaiteen muotoisen o ^ kestomagneettiyksikön molemmille pitkille sivuille 6a, b on sijoitettu kolmet kiinnittimien 5a, b muodostamat kiinnitinparit. Kestomagneettiyksiköt on edullista 8 kiinnittää toisiinsa ainakin kahdesta liitoskohdasta, jotta ne kestävät paremmin käsittelyä. Kiinnittimillä 5a, b kestomagneettiyksiköt la, b kiinnittyvät toisiinsa pitkien sivujen päistä ja keskeltä. Kiinnittimet 5a, b tarttuvat kiinni toisiinsa ja lukittuvat kun kahta kestomagneettiyksikköä la, b työnnetään vastakkain. Kun 5 kestomagneettiyksikkö la, b on asennettu roottoriin sijaitsevat kiinnittimet 5 a, b roottorin akselinsuuntaan nähden poikittaissuuntaisilla kestomagneettiyksikön sivuilla 6a, b.
Kestomagneettiyksiköt voidaan kiinnittää toisiinsa kiinnittimillä roottorin asennuskanavassa tai haluttaessa jo ennen niiden asentamista roottoriin.
10 Kun kyseessä on roottorin akselin suunnassa laitimmainen kestomagneettiyksikön pääty, muodostavat kiinnittimien 5a, b päät etäisyyden roottorin päätylevystä ja toimivat roottorin akselin suuntaisina tukieliminä.
Kestomagneettiyksikön kotelo voidaan valmistaa myös esimerkiksi inserttivalulla. Muottiin sijoitetaan esimerkiksi yksi tai kaksi kestomagneettia, joihin kotelon 15 muodostava muovi valetaan kiinni. Tällöin kotelosta tulee täysin suljettu, ja kotelonosien liittimiä ja tiivistystä kotelonosien liittymäpintaan ei tarvita.
Mikäli roottori on ns. umpiroottori, jossa ohuiden levyjen muodostaman roottorin levyt ovat kiinni toisissaan, on edullista pitää kahden toisiinsa kiinnitetyn kestomagneettiyksikön välinen kiinteä välimatka lyhyenä. Tällöin 20 kestomagneettiyksikön kiinnittimet sijoitetaan kestomagneettiyksikön roottorin akselinsuuntaisille sivuille. Kun kestomagneettiyksiköt kiinnitetään toisiinsa jää kestomagneettien väliin ainoastaan koteloiden seinämäpaksuudet, ja ^ kestomagneettiyksiköiden vierekkäiset sivut asettuvat kiinni toisiinsa.
(M
i o Kiinnittimet voidaan myös sijoittaa esimerkiksi kestomagneettiyksikön roottorin o 25 akselinsuuntaan nähden poikittaissuuntaisille sivuille siten, että kahden c kestomagneettiyksikön kiinnittyessä toisiinsa ensimmäisen kestomagneettiyksikön co kiinnittimet työntyvät toisen kestomagneettiyksikön sisään. Tällöin co o kestomagneettiyksiköiden vierekkäiset sivut asettuvat kiinni toisiinsa. Tila toisen o kestomagneettiyksikön sisääntyöntyville kiinnittimille voidaan muodostaa esimerkiksi 30 kestomagneettiyksikön roottorin akselinsuuntaisille sivuille niitä paksuntamalla.
9 Käytettäessä kestomagneettiyksiköitä radiaalijäähdytteisen roottorin magnetoimiseksi, mitoitetaan kahden toisiinsa kiinnitetyn kestomagneettiyksikön la, Ib välinen etäisyys s olennaisesti samaksi kuin roottorin radiaalisuuntaisen jäähdytyskanavan leveys. Tällöin kestomagneettiyksikkö ei häiritse jäähdytysainevirtausta roottorin ilmasolassa, 5 koska ilmasolan kohdalla on ainoastaan kestomagneettiyksiköiden kiinnittimet.
Kuvio 4 esittää osittaista poikkileikkausta keksinnönmukaisesta kahdeksannapaisen tahtikoneen roottorista 40. Kuvio 5 esittää leikkausta A - A kuviossa 4. Roottorisydän 41, joka on sovitettu akselille 42, on valmistettu magneettisesti johtavista levyistä. Roottori muodostuu viidestä akselin suunnassa peräkkäisestä levypakasta, joita erottaa 10 levypakkojen välissä oleva radiaalinen ilmasola 43, jonka kautta kulkee roottoria jäähdyttävä ilma roottorin säteen suunnassa kohti roottorin ulkokehää sinänsä tunnetulla tavalla. Roottorisydämessä on akselin suuntaiset aukot 44 rakenteen keventämiseksi ja jäähdytysilman johtamiseksi roottorin läpi. Roottoriin ulkokehälle on muodostettu roottorin navat, joissa on kaksi levysydämeen sisään upotettua 15 kestomagneettiyksikköketjua rinnakkain. Kestomagneettiyksiköt on sovitettu roottorin pituusakselin suuntaisiin roottorin pituisiin asennuskanaviin 45. Kestomagneettiyksiköt lc-g ovat kuvioissa 1-3 kuvatun mukaisia. Roottorin kehän suunnassa kestomagneettiyksiköiden välissä on kapea levysydänkaista 46 ja samoin kummankin kestomagneettiyksiköiden ja navan reunan välissä levysydänkaista 47. 20 Levysydänkaistat 46, 47 tukevat roottorin navan ulointa osaa ja kestomagneettiyksiköitä keskipakovoimia vastaan.
Kestomagneettiyksiköt lc-g asennetaan paikalleen työntämällä ne roottorin 40 päästä aukkoihin 52. Kestomagneettiyksikön le pää 50 vastaa roottorin toisessa päässä olevaan roottorin päätylevyyn 51, jolloin kestomagneettiyksikön sisältämä o ^ 25 kestomagneettipala 2 asemoituu roottorisydämen 41 kohdalle.
ώ <? Kestomagneettiyksiköiden lc-g muodostamassa ketjussa olevat kiinnittimet 5c-f ° asemoituvat radiaalisten solien 43 kohdalle. Asennusaukon 52 lähimmän
X
£ kestomagneettiyksikön lg kiinnittimet 5g asettuvat päätylevyä vasten.
2 Kestomagneettiyksikköjen asennusaukko 52 suljetaan tai roottorin toinen päätylevy 05 (5 30 kiinnitetään peittämään samalla aukko 52 ja lukitsemaan kestomagneettiyksiköt o aksiaalisuunnassa paikalleen. Kestomagneettiyksiköitä ei tarvitse kiinnittää roottoriin, koska asennuskanava ja päätylevyt lukitsevat ne paikalleen roottorin suhteen.
10
Kuvioissa on esitetty olennaisesti suorakaiteen muotoinen, litteä kestomagneettiyksikkö. Kestomagneettiyksikkö voi olla myös esimerkiksi suunnikas, joissa kulmat eivät ole suorakulmia.
Kestomagneettiyksikkö voi olla myös ulospäin kaareva sopiakseen roottorin kehän 5 kaarevuuteen. Tällöin kestomagneettiyksikön kotelon ylä- ja alaosat eivät ole muodoltaan samanlaisia.
Keksintö on edellä kuvattu sen eräiden suoritusmuotojen avulla. Esitystä ei kuitenkaan ole katsottava patentin suojapiiriä rajoittavaksi, vaan keksinnön toteutusmuodot voivat vaihdella seuraavien patenttivaatimusten määrittämissä 10 rajoissa.
Osaluettelo: la-g kestomagneettiyksikkö; 2 kestomagneettipala; 3 kotelo; 3a, b kotelon yläosa; 3c kotelon alaosa; 4a, b liitin; 5a-g kiinnitin; 6 a-d kotelon sivu; 7 kotelon selkä; 8 liittymäpinta; 40 roottori; 41 roottorisydän; 42 akseli; 43 ilmasola; 44 aukko; 45 15 asennuskanava; 46, 47 levysydänkaista; 50 kestomagneettiyksikön pää; 51 päätylevy; 52 aukko; s etäisyys.
δ
CM
i
CO
o o
X
cc
CL
CO
CO
CD
O
o o
CM
Claims (9)
1. Kestomagneettiyksikkö sähkökoneeseen, joka sähkökone käsittää staattorin ja roottorin, tunnettu siitä että, kestomagneettiyksikkö (la-g) muodostuu ainakin 5 yhdestä kestomagneetista (2), joka kestomagneetti (2) on koteloitu ei- magneettiseen koteloon (3), ja kotelossa (3) on välineet (5a-g) sen kiinnittämiseksi ainakin yhteen toiseen oleellisesti samanlaiseen kestomagneetin (2) sisältävään koteloon (3), ja toisiinsa kiinnitetyt kestomagneettiyksiköt (la-g) muodostavat ketjun.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kestomagneettiyksikkö, tunnettu siitä että kestomagneetti (2) on magnetoitu koteloituna.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kestomagneettiyksikkö, tunnettu siitä että kotelo (3) on täysin suljettu.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kestomagneettiyksikkö, tunnettu siitä että 15 kotelo (3) on hermeettisesti suljettu.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kestomagneettiyksikkö, tunnettu siitä että kestomagneetti (2) on koteloitu inserttivalulla.
6. Menetelmä kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi sähkökoneeseen, joka sähkökone käsittää staattorin ja roottorin, joka roottori pyörii akselinsa ympäri, 20 tunnettu siitä että, menetelmässä on ainakin kaksi asennettavaa T- kestomagneettiyksikköä (la-g), joka kestomagneettiyksikkö (la-g) muodostuu ainakin yhdestä ei-magneettiseen koteloon (3) koteloidusta kestomagneetista (2), CD o ja koteloitu kestomagneetti on magnetoitu, ja kotelossa (3) on välineet (5a-g) sen r^. o kiinnittämiseksi ainakin yhteen toiseen oleellisesti samanlaiseen kestomagneetin £ 25 (2) sisältävään koteloon (3), ja jossa menetelmässä ensimmäinen g kestomagneettiyksikkö (la-g) asennetaan roottorin (40) päästä roottorin 05 o akselinsuuntaiseen asennuskanavaan (45) ja toinen kestomagneettiyksikkö (la-g) o o CM asennetaan akselinsuunnassa ensimmäisen kestomagneetin perään asennuskanavaan (45), ja toista kestomagneettiyksikköä (la-g) työnnetään ensimmäistä kestomagneettiyksikköä vasten ja kestomagneettiyksiköt (la-g) kiinnittyvät toisiinsa koteloissa (3) olevilla kiinnittimillä (5a-g). 5
7. Sähkökoneen roottori, joka roottori (40) on magnetoitu kestomagneeteilla (2), joka roottori pyörii pyörimisakselinsa (42) ympäri ja käsittää ainakin rungon ja kestomagneetteja (2), tunnettu siitä että, ainakin yksi kestomagneetti (2) on koteloitu ei-magneettiseen koteloon (3), ja koteloitu kestomagneetti on magnetoitu, ja kotelossa (3) on välineet (5a-g) sen kiinnittämiseksi ainakin yhteen 10 toiseen oleellisesti samanlaiseen kestomagneetin (2) sisältävään koteloon (3), ja joka koteloitu kestomagneetti muodostaa kestomagneettiyksikön, ja ainakin kaksi kestomagneettiyksikköä on sijoitettu roottorin runkoon muodostettuun asennuskanavaan (45) akselinsuunnassa peräkkäin ja kestomagneettiyksiköt on kiinnitetty (5a-g) toisiinsa, ja asennuskanavan päissä on kestomagneettien 15 akselinsuuntaisen liikkeen estävät tuet (51).
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sähkökoneen roottori, tunnettu siitä että sähkökoneen navassa on kestomagneettiyksiköille (la-g) ainakin kaksi asennuskanavaa (45).
9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sähkökoneen roottori, tunnettu siitä että 20 roottorissa (40) on ainakin yksi radiaalisuuntainen jäähdytyskanava (43) ja kahden toisiinsa kiinnitetyn kestomagneettiyksikön (la, Ib) välinen etäisyys (s) on olennaisesti sama kuin roottorin säteensuuntainen jäähdytyskanavan leveys. o CM co o N. O X cc CL CO CD CD O N. O O CM
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20070963A FI122122B (fi) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | Kestomagneettiyksikkö sähkökoneeseen, menetelmä kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi ja sähkökoneen roottori |
DK08170199.7T DK2083508T3 (en) | 2007-12-11 | 2008-11-28 | Permanent magnetic device for an electric machine, a method for installing permanent magnet devices and a rotor of an electric machine |
EP08170199.7A EP2083508B1 (en) | 2007-12-11 | 2008-11-28 | Permanent magnet unit for an electrical machine, a method of installing permanent magnet units and a rotor of an electrical machine |
US12/331,704 US7732964B2 (en) | 2007-12-11 | 2008-12-10 | Permanent magnet unit for an electrical machine, a method of installing permanent magnet units and a rotor of an electrical machine |
CN2008101869216A CN101459357B (zh) | 2007-12-11 | 2008-12-10 | 电机的永磁体单元及其安装方法以及电机的转子 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20070963 | 2007-12-11 | ||
FI20070963A FI122122B (fi) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | Kestomagneettiyksikkö sähkökoneeseen, menetelmä kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi ja sähkökoneen roottori |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20070963A0 FI20070963A0 (fi) | 2007-12-11 |
FI20070963A FI20070963A (fi) | 2009-06-12 |
FI122122B true FI122122B (fi) | 2011-08-31 |
Family
ID=38951499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20070963A FI122122B (fi) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | Kestomagneettiyksikkö sähkökoneeseen, menetelmä kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi ja sähkökoneen roottori |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7732964B2 (fi) |
EP (1) | EP2083508B1 (fi) |
CN (1) | CN101459357B (fi) |
DK (1) | DK2083508T3 (fi) |
FI (1) | FI122122B (fi) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2555385B1 (en) * | 2011-08-01 | 2019-06-19 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Permanent magnet assembly with moulded plastic cover and method for protecting a permanent magnet |
JP6095685B2 (ja) | 2011-11-30 | 2017-03-15 | アーベーベー・リサーチ・リミテッドAbb Research Ltd. | 電気機械および電気機械ロータ |
DE102012202529A1 (de) * | 2012-02-20 | 2013-08-22 | Robert Bosch Gmbh | Dauermagnetfixierung mittels einer Einfassung |
JP2014023265A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Fuji Electric Co Ltd | 永久磁石式回転電機の回転子 |
DE102016201281B3 (de) * | 2016-01-28 | 2017-05-24 | Continental Automotive Gmbh | Befestigung eines Permanentmagnets innerhalb eines Rotorblechpakets |
CN109301959A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-01 | 哈尔滨理工大学 | 一种稳定高效的轮毂电机结构 |
CN111181273B (zh) * | 2019-04-11 | 2021-11-26 | 浙江大学 | 永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机 |
CN110601398B (zh) * | 2019-08-14 | 2020-12-11 | 浙江大学 | 磁极固定装置及其磁极模组安装方法 |
CN113206565B (zh) * | 2021-05-13 | 2022-05-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种用于电机的磁瓦以及电机转子、电机 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5320515A (en) * | 1976-08-09 | 1978-02-24 | Hitachi Ltd | Rotor of permanent magnet synchronous motor |
US4371799A (en) * | 1977-10-25 | 1983-02-01 | General Electric Company | Permanent magnet field pole for a direct current dynamoelectric machine |
US4792712A (en) * | 1984-12-03 | 1988-12-20 | General Electric Company | Rotor having magnets with enclosing shells |
US5117553A (en) * | 1990-06-25 | 1992-06-02 | General Electric Company | Method of assembling rotor magnets |
DE29801184U1 (de) * | 1998-01-26 | 1999-05-20 | Bosch Gmbh Robert | Synchronmaschine, insbesondere Generator für ein Kraftfahrzeug |
US6677692B1 (en) * | 1998-04-23 | 2004-01-13 | Citizen Watch Co., Ltd. | Rotor of small-sized motor |
JP3953644B2 (ja) * | 1998-06-03 | 2007-08-08 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の回転子 |
JP4048402B2 (ja) | 1999-06-25 | 2008-02-20 | 富士電機システムズ株式会社 | 永久磁石形回転電機の回転子 |
JP3882725B2 (ja) * | 2002-03-12 | 2007-02-21 | 株式会社デンソー | 車両用回転電機 |
JP4734957B2 (ja) * | 2005-02-24 | 2011-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | ロータ |
JP4867194B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2012-02-01 | トヨタ自動車株式会社 | ロータ |
WO2007007420A1 (ja) | 2005-09-28 | 2007-01-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 回転電機の回転子 |
EP1786085B1 (en) * | 2005-11-15 | 2016-08-03 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Permanent magnet rotating electric machine |
JP4856990B2 (ja) * | 2006-03-13 | 2012-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | ロータおよびその製造方法ならびに電動車両 |
FI119264B (fi) | 2006-04-07 | 2008-09-15 | Neorem Magnets Oy | Kestomagneetin napaelementti |
-
2007
- 2007-12-11 FI FI20070963A patent/FI122122B/fi not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-11-28 EP EP08170199.7A patent/EP2083508B1/en not_active Not-in-force
- 2008-11-28 DK DK08170199.7T patent/DK2083508T3/en active
- 2008-12-10 US US12/331,704 patent/US7732964B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-10 CN CN2008101869216A patent/CN101459357B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2083508B1 (en) | 2016-06-15 |
EP2083508A1 (en) | 2009-07-29 |
DK2083508T3 (en) | 2016-09-05 |
US7732964B2 (en) | 2010-06-08 |
FI20070963A0 (fi) | 2007-12-11 |
FI20070963A (fi) | 2009-06-12 |
CN101459357A (zh) | 2009-06-17 |
US20090146520A1 (en) | 2009-06-11 |
CN101459357B (zh) | 2012-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI122122B (fi) | Kestomagneettiyksikkö sähkökoneeseen, menetelmä kestomagneettiyksiköiden asentamiseksi ja sähkökoneen roottori | |
FI113308B (fi) | Kestomagneettielementti ja sähkökone | |
US7619342B2 (en) | Rotor for an electric machine | |
EP2304862B1 (en) | Axial flux machine | |
FI121291B (fi) | Kestomagneettimoduuli ja moduulin käsittävä sähkökoneen roottori | |
RU2437194C2 (ru) | Устройство и способ зажима и фиксации постоянных магнитов и улучшения охлаждения во вращающейся электрической машине | |
US8598760B2 (en) | Permanent magnet module for an electrical machine | |
CN102428630B (zh) | 包覆模制的液体冷却三堆叠马达 | |
EP1777795A2 (en) | Permanent magnet pole assembly | |
US7777391B2 (en) | Armature, motor and compressor and methods of manufacturing the same | |
EP2458714B1 (en) | Wedge for a stator of a generator with preformed coil windings | |
US20130099617A1 (en) | Electric machine with magnet holder | |
CN108134485B (zh) | 具有一体式磁位置传感器的旋转电机 | |
WO2020207227A1 (zh) | 永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机 | |
WO2020207199A1 (zh) | 永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机 | |
TWI274459B (en) | Rotary electric machine | |
FI119960B (fi) | Sähkökoneen roottorin napamoduuli ja sähkökoneen roottori | |
CN112737157A (zh) | 一种轴向磁通轮毂电机 | |
CN109478810B (zh) | 转子、旋转电机及该转子的制造方法 | |
FI118839B (fi) | Sähkökoneen kestomagneettien lukitus | |
EP2793375A1 (en) | A stator for an electrical machine of a mobile working machine | |
CN112448504B (zh) | 电机的转子、电机及电机的装配方法 | |
EP3468002A1 (en) | Ipm motor rotor, ipm motor, and method for manufacturing ipm motor rotor | |
KR20150090773A (ko) | 로터 및 이를 포함하는 모터 | |
FI119958B (fi) | Sähkökoneen roottorin naparakenne |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 122122 Country of ref document: FI |
|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: ABB TECHNOLOGY AG |
|
MM | Patent lapsed |