HU220413B - Körmös forgórész - Google Patents

Description

A találmány tárgya kormos forgórész, főként nagy fordulatszámú szinkrongépekhez.

Nagy fordulatszámú szinkrongépek forgási sebessége 50 000 f/perc fordulatszám nagyságrendben lehet. Az ilyen magas fordulatszámon alkalmazott, ismert kialakítású forgórészek számos nemmágneses és polárosán mágnesezett elemből vannak összeállítva. Az ilyen forgórészeknek nagy centrifugális erőket kell elviselniük és aerodinamikailag optimális felülettel szükséges rendelkezniük.

Az ismert forgórészek viszonylag nagy tömegű, tömör építésű forgórészek, amelyek alkalmazható fordulatszám-tartományát behatárolja a forgó tömegük. Az ilyen forgórészek szerelt részeit erős abroncs veszi körül, és ez az izostatikus nyomóerőt kifejtő elem teszi lehetővé magas fordulatszám elviselését. Az ilyen megoldások költségesek és tömeggyártásra összetettségük, valamint bonyolult szerelhetőségük miatt kevéssé alkalmasak.

Célunk a találmánnyal az ismert megoldások említett hiányosságainak kiküszöbölése, egyszerűbb felépítésű, kisebb tömegű, sugárirányú külső megtámasztást nem igénylő forgórész kialakításával.

A feladat találmány szerinti megoldása olyan kormos forgórész, első és második forgórészfél agyon kialakított, tengelyirányú körmökkel, amely forgórész

- mágnesezett anyagú, első forgórészfelének az agy belső oldali agyvégéből kiálló, N számú, a kerület mentén egyenletesen elosztott, tengelyirányban kialakított, üregfelületet alkotó körme van, továbbá

- az első forgórészfélhez hasonló kialakítású, de az első forgórészfél mágneses polaritásával ellentétes mágneses polaritású második forgórészfele van, amely mágnesezett anyagú, második forgórészfélnek az agy belső oldali agyvégéből kiálló, N számú, a kerület mentén egyenletesen elosztott, tengelyirányban kialakított, üregfelületet alkotó körme van, amely körmök az első forgórészfél körmei közé vannak behelyezve,

- a körmök szabad körömvége és belső agyvége közötti térbe egy vagy több nemmágneses távtartó van helyezve,

- a forgórészfelek nemmágneses burkolattal vannak ellátva.

Előnyösen a körmök külső palástfelülete progresszív radiális mágneses légrést alkotó szélső felületrészekkel van kialakítva.

Célszerűen a körmök az üregfelület tövének környezetében kialakított csomópontban összefutó, lejtős belső felületekkel rendelkeznek.

Előnyösen a körmök az agyvéghez közeli tövüknél poligon keresztmetszetűek, a körmök között, a szabad körömvég felé bővülő tér van.

Célszerűen a forgórésznek legalább egy, az összes köröm számára közös, nemmágneses távtartója van.

Előnyösen a forgórésznek két, egymással átlósan szemben álló körmök között elrendezett, nemmágneses távtartója van.

Az alábbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az

1. ábra első forgórészfél távlati rajza, a

2. ábra kettős távtartó távlati rajza, a

3. ábra négypólusú forgórész távlati rajza, burkolat nélkül, a

4A. ábra a forgórész egyik oldali, közbenső keresztmetszete, a

4B. ábra a forgórész középen vett keresztmetszete,

4C. ábra a forgórész másik oldali, közbenső keresztmetszete.

A találmány szerinti forgórész lehető minimális tömegűre és egyszerűen megépíthetőre van tervezve. A tervezés vezérelve volt, hogy az ismert megoldású forgórészekhez képest a tömeg lehető legnagyobb részét kisebb fajsúlyú nemmágneses anyaggal, és amennyiben lehet, levegővel helyettesítsük. A találmány szerinti forgórész tehát üreges vagy legalábbis üregeket tartalmaz és zónánként egy sugárirányú mágneses légrése van, amely növekvő (progresszív), aerodinamikailag a légrése állandó és sima. A találmány szerinti forgórész minimális számú alkotóelemből áll.

A példa szerinti négy kormos forgórész mágnesezett anyagú, első 1 kapcsolófelének 2 agy belső oldali 4 agy végéből kiálló, N=2 számú, a kerület mentén egyenletesen elosztott, tengelyirányban kialakított, 6 üregfelületet alkotó 5 körme van (1. ábra). A forgórésznek továbbá az első 1 forgórészfélhez hasonló kialakítású, de az első forgórészfél mágneses polaritásával ellentétes mágneses polaritású második Γ forgórészfele van, amely mágnesezett anyagú, második 1’ forgórészfélnek a 2’ agy belső oldali 4’ agyvégéből kiálló, kettő, a kerület mentén egyenletesen elosztott, tengelyirányban kialakított, 6 üregfelületet alkotó 5’ körme van, amely 5’ körmök az első 1 forgórészfél 5 körmei közé vannak behelyezve, amely 5, 5’ körmök közé egy vagy több nemmágneses 7 távtartó van helyezve, azok szabad 8, 8’ köröm vége és 6 üregfelületének töve között elrendezve. Az 1, 1’ forgórészfelek nemmágneses 9 burkolattal vannak ellátva.

A példa szerinti forgórészben N=2, azaz egy-egy 1, 1’ forgórészfél belső oldali 4, 4’ agyvégén két 5, 5’ köröm van kialakítva. Az 5, 5’ körmök külső 10 palástfelülete 11 középrésszel és kerületirányban kétoldalt lejtős szélső 12a, 12b felületrészekkel van kialakítva, amely kialakítás progresszíven változó radiális, mágneses légrészónákat eredményez. A külső 10 palástfelület 11 középrészének sugara képezi a 9 burkolat nélküli forgórész külső sugarát. A 10 palástfelület alakja hozzájárul a fluxus útjának optimalizálásához a tekintetben, hogy az a forgó gép álló része és a palástfelület 11 középrésze között jöjjön létre.

Az 5, 5’ körmök a belső oldali 4,4’ agyvég környezetében kialakított 14 csomópontban összefutó, lejtős belső 13 felületekkel rendelkeznek. Ezzel a kialakítással a szomszédos és ellentétes polaritású mágneses pólusok között a lehető legnagyobb nemmágneses tér alakítható ki. Ez a nemmágneses tér csökkenti a fluxus szóródását a két ellentétes polaritású köröm között, így nagyobb az állórészen át záródó fluxus.

Az ábrák szerinti kialakításban a körmök keresztmetszete viszonylag nagy, így a centrifugális erőből

HU 220 413 Β1 származó, kifelé hajlító, nagy nyomatékot képesek viselni. Ugyanakkor a körmök keresztmetszete a szabad végük felé csaknem nulláig csökken, így a forgó és kihajlásra igénybevett tömeg és centrifugális erőhatás minimális.

Mindkét 1, Γ forgórészfél 8, 8’ körömvégei és belső 4,4’ agyvégének homlokfelülete által határolt térben nemmágneses 7 távtartó van elrendezve és az 5, 5’ körmökhöz mechanikusan rögzítve. E 7 távtartók alkalmazásának célja egyrészt az 5, 5’ körmök és a másik forgórészfél közötti szórt fluxus csökkentése azáltal, hogy a 7 távtartók hozzájárulnak az 5, 5’ körmök alaktartásához, és így a körmök között nagyobb mágneses légrés alakítható ki, másrészt a 7 távtartók mechanikusan szilárdítják és alaktartóvá teszik a forgórész egészét, összefogva azt mind sugárirányban, mind tengelyirányban.

Az ábrák szerinti kialakításban két kettős 7 távtartó van alkalmazva a forgórészben, azaz forgórészfelenként egy-egy 7 távtartó, amely távtartó a forgórész két körme között van elrendezve és a körmökkel mereven összerögzítve. A 2. ábrán egy ilyen kettős 7 távtartó alakja van feltüntetve. A forgórészben két ilyen 7 távtartó egymással szemben, egymásra merőlegesen helyezkedik el.

A kettős 7 távtartók alakja tengelyszimmetrikus, azaz a forgórész forgástengelyéhez képest statikusan is, dinamikusan is kiegyensúlyozott. így forgás közben a távtartó két szárnyára ható centrifugális erők kiegyenlítik egymást.

Egy további, nem ábrázolt kialakításban a 7 távtartó mind a négy 5, 5’ köröm számára közös, egyetlen darabból áll, négy, egy-egy körömhöz rögzítésre alkalmas szárnnyal.

A 7 távtartók mindegyike a lehető legkisebb anyagfelhasználással, az említett mechanikus és mágneses funkciók ellátására alkalmasan van kialakítva.

A távtartók körömhöz és végfalhoz történő rögzítésére többféle eljárás alkalmas. A rögzítés történhet például hegesztéssel, csavarozással, ragasztással. A rögzítőkötéssel kapcsolatos szilárdsági követelmények jelentősen kisebbek, mint tömör forgórész esetében.

Annak érdekében, hogy a forgórész alakja aerodinamikailag optimális legyen, a körmök és a körmök közötti üreg nemmágneses 9 burkolattal vannak fedve. Ennek a 9 burkolatnak csak a saját tömegéből eredő nyomatékot kell elviselnie, nincs a körmöket radiálisán támasztó feladata, így könnyűre, kis falvastagságúra méretezhető és anyagával szemben sincs többletkövetelmény; számos különböző, nemmágneses anyagból előállítható.

Az ábrák szerinti példában a 9 burkolat egy mindkét végén nyitott henger, amely fedi a körmöket és az agyak tárcsarészét, amely tárcsarészen a körmök ki vannak alakítva.

A találmány szerinti megoldás nem korlátozódik a bemutatott példára, különféle módon megvalósítható, így kialakítható a találmány szerint négynél több pólusú forgórész is.

A találmány szerinti megoldás előnyei elsősorban a körmök kialakításából és a körmök közti tér kitöltetlenségéből, a kisebb forgó tömegből származnak. Emiatt kisebb a fellépő centrifugális erő, mint a tömör kivitelű forgórésznél, következésképp a forgórész magasabb fordulatszám elviselésére alkalmas. Ebből további előny is származik: minthogy a centrifugális erők kisebbek, a forgórész elemeinek összeállításánál ragasztásos technológia is alkalmazható, ami kisebb szakmai követelményt állító és kisebb költségű megoldás a hagyományoshoz képest. További előny, hogy a körmök külső felületének kialakítása révén viszonylag kicsi a szórt fluxus, és a körmök egyenszilárdságú alakja azzal is csökkenti a centrifugális erőt, hogy nincs benne fölösleges tömeg.

Claims (6)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Kormos forgórész nemmágneses és polárosán mágnesezett elemekből, azzal jellemezve, hogy

- mágnesezett anyagú, első kapcsolófelének (1) az agy (2) belső oldali agyvégéből (4) kiálló, N számú, a kerület mentén egyenletesen elosztott, tengelyirányban kialakított, üregfelületet (6) alkotó körme (5) van, továbbá

- az első forgórészfélhez hasonló kialakítású, de az első forgórészfél mágneses polaritásával ellentétes mágneses polaritású második forgórészfele (Γ) van, amely mágnesezett anyagú, második forgórészfélnek (1’) az agy (2’) belső oldali agyvégéből (4’) kiálló, N számú, a kerület mentén egyenletesen elosztott, tengelyirányban kialakított, üregfelületet (6) alkotó körme (5’) van, amely körmök (5’) az első forgórészfél (1) körmei (5) közé vannak behelyezve,

- a körmök (5, 5’) szabad körömvége (8, 8’) és belső agy vége (4,4’) közötti térbe egy vagy több nemmágneses távtartó (7) van helyezve,

- a forgórészfelek (1,1’) nemmágneses burkolattal (9) vannak ellátva.

2. Az 1. igénypont szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy a körmök (5,5’) külső palástfelülete (10) progresszív radiális mágneses légrést alkotó szélső felületrészekkel (12a, 12b) van kialakítva.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy a körmök (5, 5’) az üregfelület (6) tövének környezetében kialakított csomópontban (14) összefutó, lejtős belső felületekkel (13) rendelkeznek.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy a körmök (5, 5’) az agyvéghez (4, 4’) közeli tövüknél poligon keresztmetszetűek, a körmök (5, 5’) között, a szabad körömvég (8, 8’) felé bővülő tér van.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy legalább egy, az összes köröm (5, 5’) számára közös, nemmágneses távtartója (7) van.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy két, egymással átlósan szemben álló körmök (5, 5’) között elrendezett, nemmágneses távtartója (7) van.