RU2058647C1

RU2058647C1 - Inductor motor rotor

Info

Publication number: RU2058647C1
Application number: RU93028893A
Authority: RU
Inventors: С.А. Пахомин; И.А. Прокопец; Л.Ф. Коломейцев; Д.А. Звездунов
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Эметрон"
Priority date: 1993-06-01
Filing date: 1993-06-01
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: electrical machines. SUBSTANCE: motor has magnetic circuit of stator 6 with poles 7 carrying phase windings 8 closed with wedges 9, shaft 1 carrying magnetic circuit of rotor 2 with alternating teeth 3 and slots 4; tops of adjacent teeth 3 are interconnected by means of jumper 5. EFFECT: reduced friction and windage loss of motor. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в индукторных машинах. The invention relates to electric machines and can be used in induction machines.

Известен высокоскоростной электродвигатель с равными зубцовыми делениями, содержащий статор с зубчатыми полюсами, на которых расположены катушки многофазной обмотки и зубчатый ротор [1]
Недостатком электродвигателя является высокий уровень механических потерь, вызванных трением зубчатого ротора о воздух.Known high-speed electric motor with equal gear divisions, containing a stator with gear poles, on which are located multiphase coils and gear rotor [1]
The disadvantage of the electric motor is the high level of mechanical losses caused by the friction of the gear rotor against the air.

Известен ротор индукторного электродвигателя, содержащий зубчатый магнитопровод и немагнитные вставки из электроизоляционного материала, размещенные между зубцами и закрепленные с помощью специальных выступов в пазах ротора [2] Указанные вставки снижают механические потери, вызванные трением вращающегося ротора о воздух. A known rotor of an induction electric motor containing a toothed magnetic circuit and non-magnetic inserts of electrical insulation material placed between the teeth and secured with special protrusions in the grooves of the rotor [2] These inserts reduce mechanical losses caused by friction of the rotating rotor against the air.

Недостатком данного решения является сложность конструкции ротора, обусловленная необходимостью размещения дополнительных вставок между зубцами, а также ненадежностью их крепления к магнитопроводу. The disadvantage of this solution is the complexity of the rotor design, due to the need to place additional inserts between the teeth, as well as the unreliability of their attachment to the magnetic circuit.

Изобретение направлено на снижение механических потерь двигателя, обусловленных вращающимся ротором, повышение надежности ротора при высоких частотах вращения. The invention is aimed at reducing the mechanical loss of the engine due to a rotating rotor, increasing the reliability of the rotor at high speeds.

Решение указанной задачи обеспечивается предлагаемой конструкцией ротора, содержащего вал и зубчатый магнитопровод с чередующимися между собой зубцами и пазами, причем вершины зубцов соединены перемычкой, при этом перемычка между зубцами выполняется тонкой, насыщающейся магнитным полем, достаточной лишь для обеспечения ее механической прочности при воздействии на нее центробежных сил при вращении ротора. The solution to this problem is provided by the proposed design of the rotor, containing a shaft and a gear magnetic circuit with alternating teeth and grooves, the tips of the teeth being connected by a jumper, while the jumper between the teeth is thin, saturated with a magnetic field, sufficient only to ensure its mechanical strength when exposed to it centrifugal forces when the rotor rotates.

На фиг. 1 изображен индукторный электродвигатель, ротор которого выполнен с перемычками между соседними зубцами, поперечное сечение; на фиг. 2 ротор, в котором перемычка между соседними зубцами соединена с дном паза дополнительной перемычкой, разделяющей паз на две части; на фиг. 3 показаны силовые линии магнитного поля в зубцовом слое индукторного электродвигателя, у которого соседние зубцы ротора соединены перемычкой. In FIG. 1 shows an induction electric motor, the rotor of which is made with jumpers between adjacent teeth, a cross section; in FIG. 2 rotor, in which the jumper between adjacent teeth is connected to the bottom of the groove with an additional jumper dividing the groove into two parts; in FIG. 3 shows the lines of force of the magnetic field in the tooth layer of the induction motor, in which adjacent teeth of the rotor are connected by a jumper.

Индукторный электродвигатель (фиг. 1) содержит вал 1 с магнитопроводом ротора 2 с чередующимися зубцами 3 и пазами 4, причем вершины соседних зубцов 3 соединены перемычкой 5, а также магнитопровод статора 6 с полюсами 7, охваченными фазными обмотками 8, которые закрыты клиньями 9. The inductor electric motor (Fig. 1) contains a shaft 1 with a rotor 2 magnetic circuit with alternating teeth 3 and grooves 4, the vertices of adjacent teeth 3 being connected by a jumper 5, as well as a stator magnetic circuit 6 with poles 7 covered by phase windings 8, which are closed by wedges 9.

На фиг. 2 перемычка 5 между соседними зубцами 3 соединена с дном 10 паза 4 дополнительной перемычкой 11, разделяющей паз 4 на две части. In FIG. 2, the jumper 5 between adjacent teeth 3 is connected to the bottom 10 of the groove 4 with an additional jumper 11 dividing the groove 4 into two parts.

На фиг. 3 представлено магнитное поле в зубцовом слое индукторного электродвигателя, у которого между соседними зубцами ротора размещена перемычка. In FIG. 3 shows the magnetic field in the tooth layer of an induction motor, in which a jumper is placed between adjacent teeth of the rotor.

При возникновении магнитного поля в воздушном зазоре перемычка 5 насыщается, при этом магнитное сопротивление ее возрастает и силовые линии проходят сквозь "прозрачную" для магнитного поля перемычку 5 в паз 4 (фиг. 3). Для обеспечения магнитной "прозрачности" перемычки ее толщина не должна превышать 0,03 зубцового шага. Для обеспечения прочности конструкции сочленение зубцов и перемычки выполняется со скруглением, причем для выполнения условия магнитной "прозрачности" перемычки его радиус не превышает толщины перемычки. Кроме того, для повышения прочности конструкции перемычка 5 между соседними зубцами 3 соединена с дном 10 паза 4 дополнительной перемычкой 11 (фиг. 2). When a magnetic field occurs in the air gap, the jumper 5 is saturated, while its magnetic resistance increases and the lines of force pass through the jumper 5, which is transparent to the magnetic field, into the groove 4 (Fig. 3). To ensure magnetic "transparency" of the jumper, its thickness should not exceed 0.03 tooth pitch. To ensure the strength of the structure, the junction of the teeth and the jumper is rounded, and to fulfill the conditions of magnetic "transparency" of the jumper, its radius does not exceed the thickness of the jumper. In addition, to increase the structural strength, the jumper 5 between adjacent teeth 3 is connected to the bottom 10 of the groove 4 by an additional jumper 11 (Fig. 2).

При подаче тока в обмотку 8 в зазоре возникает магнитное поле, в результате которого на зубцы ротора действуют силы тяжения, стремящиеся расположить зубцы соосно с полюсом 7. При вращении ротора под действием сил тяжения ротор проходит положение, в котором оси зубцов 3 и намагниченного полюса 7 совпадают. Во избежание появления отрицательной составляющей вращающего момента в этом положении обмотка 8 должна быть обесточена. Под действием запасеной кинетической энергии ротор в процессе вращения занимает положение, в котором ось паза 4 ротора совпадает с осью полюса 7. В этом положении в обмотку 8 вновь подается ток, в результате которого появляются силы тяжения, обуславливающие возникновение вращающего момента, действующего на ротор в направлении его вращения. Таким образом, частота вращения ротора увеличивается. Последовательная подача однополярных импульсов тока в фазные обмотки 8 электродвигателя обеспечивает вращающий момент на валу 1. Своевременная подача импульсов тока в обмотки обеспечивается датчиком положения зубцов ротора относительно полюсов 7 статора 6. When current is supplied to the winding 8, a magnetic field arises in the gap, as a result of which gravity forces act on the teeth of the rotor, trying to align the teeth coaxially with pole 7. When the rotor rotates under the influence of gravity, the rotor passes the position in which the axis of the teeth 3 and the magnetized pole 7 match. In order to avoid the appearance of a negative component of torque in this position, the winding 8 must be de-energized. Under the action of the stored kinetic energy, the rotor during rotation rotates to a position in which the axis of the groove 4 of the rotor coincides with the axis of the pole 7. In this position, the current is again supplied to the winding 8, as a result of which tensile forces appear that cause the appearance of a torque acting on the rotor in direction of rotation. Thus, the rotor speed increases. The sequential supply of unipolar current pulses to the phase windings 8 of the motor provides torque to the shaft 1. Timely supply of current pulses to the windings is provided by the position sensor of the teeth of the rotor relative to the poles 7 of the stator 6.

Положительный эффект изобретения достигается благодаря выполнению над пазами перемычек, которые существенно снижают механические потери от вращающегося ротора, особенно при заполнении внутренней полости двигателя жидкостью. При этом упрощается конструкция ротора и обеспечивается высокая механическая прочность ротора при высоких частотах вращения. The positive effect of the invention is achieved by making jumpers over the grooves, which significantly reduce mechanical losses from the rotating rotor, especially when filling the internal cavity of the engine with liquid. This simplifies the design of the rotor and provides high mechanical strength of the rotor at high speeds.

Claims

1. ROTOR OF INDUCTOR MOTOR, containing a shaft and a magnetic circuit with alternating teeth and grooves, characterized in that the tips of the teeth are connected by a jumper, the thickness of which is not more than 0.03 tooth pitch.

2. The rotor according to claim 1, characterized in that the joints of the teeth and lintels are made with rounding with a radius of not more than the thickness of the jumper.

3. The rotor according to claim 1 or 2, characterized in that the jumper between adjacent teeth is connected to the bottom of the groove with an additional jumper passing inside the groove.