RU147104U1 - Ротор электрической машины - Google Patents
Ротор электрической машины Download PDFInfo
- Publication number
- RU147104U1 RU147104U1 RU2014114891/07U RU2014114891U RU147104U1 RU 147104 U1 RU147104 U1 RU 147104U1 RU 2014114891/07 U RU2014114891/07 U RU 2014114891/07U RU 2014114891 U RU2014114891 U RU 2014114891U RU 147104 U1 RU147104 U1 RU 147104U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- shaft
- permanent magnets
- magnetic circuit
- sections
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Ротор электрической машины, содержащий закреплённый на немагнитном валу цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала, с расположенными в нём вдоль оси вала стержнями, изготовленными также из магнитомягкого материала, и с равномерно распределёнными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от расточки ротора и открытыми со стороны вала отверстиями, в которых размещены постоянные магниты таким образом, что каждая пара обращённых друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключённый между ними и расточкой ротора полюс имеют одинаковую полярность и полярность полюсов ротора чередуется вдоль расточки ротора, отличающийся тем, что вал в пределах пакета магнитопровода выполнен с Т-образными выступами, число которых равно числу полюсов ротора и верхние поверхности которых выполнены плоскими, отверстия в магнитопроводе для размещения постоянных магнитов выполнены цилиндрическими и каждый постоянный магнит образован двумя частями разрезанного по диаметру полого цилиндра, причём обе составные части магнита намагничены радиально относительно осевой его линии, но в противоположных направлениях и установлены в отверстия так, что их продольные сечения соприкасаются на линии радиуса ротора, причём в нижней своей части все магниты срезаны по плоскостям, перпендикулярным разделяющим их на составные части радиусам и эти плоские участки постоянных магнитов соприкасаются с верхними плоскими поверхностями Τ-образных выступов, при этом расположенные перпендикулярно радиальным участкам Τ-образных выступов участки вал�
Description
Полезная модель относится к области электротехники, а конкретно к электрическим машинам с возбуждением от постоянных магнитов и может быть использована в общем и специальном электромашиностроении при производстве электрических машин для бытовой техники, станочного привода, ветроэнергетических установок, систем электроснабжения и электропривода автономных объектов.
Известен ротор электрической машины (патент US №6987342, рис. 7 МПК H02K 1/14, опубл. 28.10.2004, содержащий закрепленный на валу цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод в виде пакета набранного из листов магнитомягкого материала с равномерно распределенными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от его расточки и открытыми со стороны вала отверстиями, в которых размещены постоянные магниты таким образом, что каждая пара обращенных друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключенная между ними и расточкой часть магнитопровода (полюс) имеют одинаковую полярность и полярность этих элементов ротора чередуется вдоль его расточки. Отверстия для размещения постоянных магнитов и сами постоянные магниты имеют призматическую форму, расположены радиально и намагничены тангенциально. Вал ротора может быть изготовлен из магнитного или немагнитного материала.
Недостатком ротора является сложная конфигурация внутренних полостей магнитопровода, обусловленная отличием форм и размеров магнитомягких полюсов, заключенных между поверхностями магнитов противоположной полярности, а также существенное ограничение радиального размера поверхностей соприкосновения постоянных магнитов с полюсами и как следствие этого ограничение магнитного потока полюсов.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является ротор электрической машины (патент RU 2241296, МПК H02K 1/27, H02K 1/24, опубл. 27.11.04). Этот ротор содержит закрепленный на немагнитном валу цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод, в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала с расположенными в нем вдоль оси вала стержнями, изготовленными также из магнитомягкого материала и с равномерно распределенными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от его расточки и открытыми со стороны вала отверстиями, в которых размещены постоянные магниты таким образом, что каждая пара обращенных друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключенная между ними и расточкой часть магнитопровода (полюс) имеют одинаковую полярность и полярность всех этих элементов ротора чередуется вдоль расточки. Отверстия для размещения постоянных магнитов и сами постоянные магниты выполнены призматической формы и расположены равномерно по окружности вдоль радиусов. Постоянные магниты намагничены перпендикулярно их боковым, расположенным полностью в теле магнитопровода сторонам (применительно к призматическим радиально расположенным магнитам - намагниченным тангенциально). Стержни из магнитомягкого материала располагаются в отверстиях полюсов.
Недостатком ротора является ограничение максимальной длины постоянного магнита в плоскости поперечного его сечения предельным ее значением, равным разности длин радиусов расточки ротора и вала, что ограничивает возможность увеличения площади постоянного магнита и величины магнитного потока, поступающего из магнита в полюс при фиксированном значении диаметра ротора, и по этой причине является фактором, ограничивающим его мощность. Помимо этого открытые со стороны вала отверстия существенно ограничивают нижнюю границу частот вращения, на которые могут быть изготовлены электрические машины в случае применения в них таких роторов.
Техническая задача полезной модели состоит в увеличении поверхности полюсов постоянных магнитов и исходящего из них магнитного потока в рамках одного и того же диаметра расточки ротора и его длины.
Техническим результатом полезной модели является увеличение мощности электрических машин, а также расширение области их применения по частоте вращения и по мощности.
Это достигается тем, что в известном роторе электрической машины, содержащем закрепленный на немагнитном валу цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод, в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала, с расположенными в нем вдоль оси вала стержнями, изготовленными также из магнитомягкого материала, и с равномерно распределенными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от расточки ротора и открытыми со стороны вала отверстиями, в которых размещены постоянные магниты таким образом, что каждая пара обращенных друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключенный между ними и расточкой ротора полюс имеют одинаковую полярность и полярность полюсов ротора чередуется вдоль расточки ротора, вал в пределах пакета магнитопровода выполнен с Т-образными выступами, число которых равно числу полюсов ротора и верхние поверхности которых выполнены плоскими, отверстия в магнитопроводе для размещения постоянных магнитов выполнены цилиндрическими и каждый постоянный магнит образован двумя частями разрезанного по диаметру полого цилиндра, причем обе составные части магнита намагничены радиально относительно осевой его линии, но в противоположных направлениях и установлены в отверстия так, что их продольные сечения соприкасаются на линии радиуса ротора, причем в нижней своей части все магниты срезаны по плоскостям, перпендикулярным разделяющим их на составные части радиусам и эти плоские участки постоянных магнитов соприкасаются с верхними плоскими поверхностями Т-образных выступов, при этом расположенные перпендикулярно радиальным участкам Т-образных выступов участки вала своими краями плотно входят в выполненные в нижней части полюсов идентичные им по форме и размерам углубления, а стержни расположены во внутренних полостях постоянных магнитов вплотную к их поверхностям.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показано поперечное сечение четырехполюсного ротора (р=4), вал которого выполнен с Т-образными выступами, а поверхности между основаниями выступов выполнены плоскими.
Ротор электрической машины содержит закрепленный на валу 1 цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод 2 в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала с равномерно распределенными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от его расточки и открытыми со стороны вала 1 цилиндрическими отверстиями 3, в которых размещены постоянные магниты 4 в виде полых цилиндров. При этом каждый из постоянных магнитов 4 образован двумя частями 5 и 6 разрезанного по диаметру полого цилиндра и обе эти части 5 и 6 магнита 4 намагничены радиально относительно осевой линии О1 этого цилиндра, но в противоположных направлениях и установлены в отверстия 3 так, что их продольные сечения ab с cd и ef с gk соприкасаются на линии радиусов ротора 1. Во внутренних полостях полых цилиндров постоянных магнитов 4 вплотную к их внутренней поверхности расположены стержни 7, изготовленные из магнитомягкого материала. Каждая пара обращенных друг к другу и к расточке ротора боковых поверхностей и заключенный между ними и расточкой ротора полюс из магнитомягкого материала 8 имеют одинаковую полярность. Полярность полюсов 8 ротора при указанной ориентации полюсов постоянных магнитов чередуется вдоль расточки ротора. В нижней своей части все магниты срезаны по плоскостям rs, перпендикулярным разделяющим их на составные части радиусам.
Постоянные магниты фиксируются в отверстиях магнитопровода жестко, например, клеящим составом. Для соединения пластин магнитопровода в пакет могут быть использованы стержни 7.
Немагнитный вал 1 в пределах пакета магнитопровода выполнен с Т-образными выступами 9, число которых равно числу полюсов p ротора и имеющими плоские верхние поверхности r′s′, соприкасающиеся с плоскими участками rs постоянных магнитов, и имеет в рассматриваемой конкретной конструкции ротора в пределах пакета магнитопровода плоские поверхности mn между основаниями Т-образных выступов (за пределами магнитопровода вал выполняется круглым). При этом перпендикулярные радиальным частям Т-образных выступов их участки своими краями 10, 11 плотно входят в выполненные в нижней части полюсов 8 идентичные им по форме и размерам углубления.
Такая форма вала 1, во-первых, исключает возможность поворота постоянных магнитов 4 относительно их осевых линий O1 и поворота магнитопровода 2 относительно вала 1 и, во-вторых, обеспечивает жесткую механическую связь магнитопровода 2 ротора с валом 1, тем самым способствуя разгрузке от механических напряжений тонкие прилегающие к расточке ротора над магнитами областей магнитопровода за счет восприятия значительной ее части валом 1, что позволяет использовать заявляемый в качестве полезной модели ротор на более высокие частоты вращения вала по сравнению с ротором прототипом, а следовательно, и на большие мощности.
Для фиксации постоянных магнитов 4 и магнитопровода 2 в рабочем положении достаточно выполнить срезы постоянных магнитов 4 по плоскости на глубину 1-1.5 мм.
Непосредственное соприкосновение постоянных магнитов с валом позволяет уменьшить потоки рассеяния с поверхностей магнитов, обращенных к валу.
Электрическая машина с заявляемым ротором работает следующим образом.
В генераторном режиме при вращении ротора магнитный поток каждого из чередующихся по расточке полюсов 4, замыкаясь по замкнутому контуру, включающему в себя сердечник 7, два полюса 8, два воздушных зазора и магнитопровод статора электрической машины образует изменяющееся по углу поворота ротора и во времени потокосцепление с секциями обмотки статора в результате чего в них индуцируется ЭДС. Если эти обмотки замкнуты на внешнюю электрическую цепь по ним протекает электрический ток, а в нагрузке в зависимости от ее функционального назначения выделяется тепло, либо происходит преобразование электрической энергии в механическую или другие виды энергии.
Для количественной оценки преимущества заявляемой конструкции ротора с цилиндрической формой магнитов 4 перед роторами с призматической их формой, расположенных радиально (как в роторе, принятом за прототип) справедлива формула
где: Sмц и Sмр - площади полюсов постоянных магнитов 4 при цилиндрической и призматической их форме; Dp, Dв и Dм - диаметры соответственно ротора, вала 1 (расстояние между расположенными друг против друга плоскими верхними участками Т-образных выступов вала) и магнита 4. hм - длина силовых линий в магнитах 4 (высота магнита). При принятых на чертеже 1 размерах конструктивных элементов ротора Sмц/Sмпр=1,31. При равных значениях магнитной индукции в магнитах 4 цилиндрической и призматической форм магнитные потоки в прилегающих к ним полюсах 8 находятся в том же соотношении, то - есть в рамках одного и того же диаметра ротора вне зависимости от осевой длины магнитопровода применение магнитов цилиндрической формы вызывает увеличение магнитного потока полюсов 8 примерно на 30% по сравнению с применением призматических радиально расположенных магнитов.
Использование полезной модели обеспечивает увеличение мощности электрических машин, а также расширение области их применения по частоте вращения и по мощности.
Claims (1)
- Ротор электрической машины, содержащий закреплённый на немагнитном валу цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала, с расположенными в нём вдоль оси вала стержнями, изготовленными также из магнитомягкого материала, и с равномерно распределёнными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от расточки ротора и открытыми со стороны вала отверстиями, в которых размещены постоянные магниты таким образом, что каждая пара обращённых друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключённый между ними и расточкой ротора полюс имеют одинаковую полярность и полярность полюсов ротора чередуется вдоль расточки ротора, отличающийся тем, что вал в пределах пакета магнитопровода выполнен с Т-образными выступами, число которых равно числу полюсов ротора и верхние поверхности которых выполнены плоскими, отверстия в магнитопроводе для размещения постоянных магнитов выполнены цилиндрическими и каждый постоянный магнит образован двумя частями разрезанного по диаметру полого цилиндра, причём обе составные части магнита намагничены радиально относительно осевой его линии, но в противоположных направлениях и установлены в отверстия так, что их продольные сечения соприкасаются на линии радиуса ротора, причём в нижней своей части все магниты срезаны по плоскостям, перпендикулярным разделяющим их на составные части радиусам и эти плоские участки постоянных магнитов соприкасаются с верхними плоскими поверхностями Τ-образных выступов, при этом расположенные перпендикулярно радиальным участкам Τ-образных выступов участки вала своими краями плотно входят в выполненные в нижней части полюсов идентичные им по форме и размерам углубления, а стержни расположены во внутренних полостях постоянных магнитов вплотную к их поверхностям.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114891/07U RU147104U1 (ru) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | Ротор электрической машины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114891/07U RU147104U1 (ru) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | Ротор электрической машины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU147104U1 true RU147104U1 (ru) | 2014-10-27 |
Family
ID=53384250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014114891/07U RU147104U1 (ru) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | Ротор электрической машины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU147104U1 (ru) |
-
2014
- 2014-04-16 RU RU2014114891/07U patent/RU147104U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN207732602U (zh) | 具有开有闭合槽的定子的旋转电机 | |
CN206226245U (zh) | 电机 | |
CN109004780A (zh) | 内置式永磁电机 | |
KR101332523B1 (ko) | 회전자의 영구 자석 배열을 양분하는 구조의 전기 모터 | |
CN106451967B (zh) | 电机 | |
RU2541513C2 (ru) | Синхронная машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора | |
US10020717B2 (en) | Dual stator, flux switching permanent magnet machine | |
EP2922178A2 (en) | Motor | |
MX2016004061A (es) | Motor monofasico sin escobillas. | |
JP6356391B2 (ja) | 永久磁石式回転電機 | |
KR20140122187A (ko) | 회전식 전기 기계용 로터의 자극 구성 | |
CN108288881B (zh) | 一种永磁电机 | |
CN104682653A (zh) | 永磁型同步磁阻电机及压缩机 | |
RU2534046C1 (ru) | Электрогенератор | |
KR101238855B1 (ko) | 이중 공극형 발전기 | |
RU147104U1 (ru) | Ротор электрической машины | |
KR101614685B1 (ko) | 권선계자형 동기 전동기 및 그의 회전자 | |
JP6408766B2 (ja) | アキシャル立体ギャップ式回転電機 | |
RU2013159087A (ru) | Радиальный синхронный генератор | |
RU2558748C1 (ru) | Ротор электрической машины | |
US10056792B2 (en) | Interior permanent magnet electric machine | |
RU2006113918A (ru) | Модульная торцевая электрическая машина с поперечным магнитным потоком | |
CN104467339B (zh) | 一种带重力补偿的直线振荡电机 | |
RU2544002C1 (ru) | Электромашина | |
RU126535U1 (ru) | Многополюсная синхронная втсп электрическая машина |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190417 |