RU2140702C1 - Машина электрическая и способ изготовления ротора к ней - Google Patents

Машина электрическая и способ изготовления ротора к ней Download PDF

Info

Publication number
RU2140702C1
RU2140702C1 RU97112972A RU97112972A RU2140702C1 RU 2140702 C1 RU2140702 C1 RU 2140702C1 RU 97112972 A RU97112972 A RU 97112972A RU 97112972 A RU97112972 A RU 97112972A RU 2140702 C1 RU2140702 C1 RU 2140702C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
cap
output end
rotor
electric machine
Prior art date
Application number
RU97112972A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97112972A (ru
Inventor
В.М. Мурашев
К.Н. Свиридов
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью ТОО "Интеллект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Товарищество с ограниченной ответственностью ТОО "Интеллект" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью ТОО "Интеллект"
Priority to RU97112972A priority Critical patent/RU2140702C1/ru
Publication of RU97112972A publication Critical patent/RU97112972A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2140702C1 publication Critical patent/RU2140702C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании и изготовлении электрических машин. Сущность изобретения состоит в том, что в электрической машине, содержащей корпус с расположенными в нем якорем, парой подшипниковых узлов, а также ротором, выполненным в виде полого вала с выходным концом и полостью, в которой расположен постоянный магнит, с валом в области начала его полости сочленен колпачок с хвостовиком. При этом второй из подшипниковых узлов установлен на хвостовике колпачка и размещен в корпусе. Способ изготовления ротора данной электрической машины включает изготовление полого вала с выходным концом, установку постоянного магнита в полость вала, изготовление колпачка с хвостовиком. Наружные диаметры вала, его выходного конца и хвостовика колпачка выполняют с припуском по диаметру, а после сочленения вала и колпачка придают им вращение относительно оси, проходящей через центры торцов хвостовика колпачка и выходного вала, и осуществляют снятие припусков до момента обеспечения номинальных размеров обрабатываемых поверхностей и их соосностей. Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в повышении технологичности, снижении момента инерции вращающихся частей и расширении диапазона рабочих скоростей заявленной электрической машины. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к области приборостроения и электротехники и может быть использовано, например, в качестве высокоскоростного привода для режущего инструмента в стоматологии, при проведении граверных работ или других местах, где требуется регулируемая скорость вращения ротора (от 1.000 об/мин до 60.000 об/мин).
Известны электрические машины (электродвигатели), содержащие корпус, ротор в виде монолитного вала с магнитной системой на наружной поверхности и статор, подключенный к источнику питания.
Способ изготовления ротора для вышеприведенных машин заключается в выполнении монолитного вала с последующим закреплением на наружной поверхности вала магнитной системы, см. а. с. СССР N 656160, МКИ H 02 K 29/00, 1970 г. и а. с. СССР N 468336, МКИ H 02 K 21/12, 1975 г.
Существенным недостатком приведенных конструкций является их повышенные радиальные габариты, обусловленные монолитностью вала ротора, на наружную поверхность которого устанавливается магнитная система.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому изобретению является электрическая машина (двигатель вентильный), содержащая корпус, расположенные в корпусе якорь, ротор, выполненный в виде вала с выходным концом и полостью под постоянный магнит, и пару подшипниковых узлов, один из которых установлен на выходном конце вала и размещен в корпусе.
Способ изготовления ротора машины электрической включает изготовление полого вала с выходным концом и установку постоянного магнита в полости вала, см. патент РФ N (27.09.96) RU 2067349 C1, а. з. N 5050666/07 (032248) от 03.07.92 г. , МПК H 02 K 21/12, получено положительное решение о выдаче патента от 28.10.93 г.
Недостатками данного технического решения являются
1) повышенный момент инерции ротора, обусловленный
а) большим диаметром и массой вращающегося наружного кольца подшипника, установленного в полости вала;
б) увеличенным диаметром и массой ротора в области размещения подшипника в полости вала;
2) пониженная технологичность за счет сложного конструктивного выполнения вала ротора, имеющего сложный многоступенчатый профиль с внутренней резьбой на одной из ступеней его полости;
3) пониженная максимально допустимая скорость вращения ротора, т.к. он изготавливается за две установки (выполнение полости вала с последующим переворачиванием заготовки для проточки его выходного конца), то обязательно будет иметь место элемент несоосности посадочных поверхностей под подшипниковые узлы, что ведет к перекосу подшипников и, как следствие, к быстрому перегреву на высоких оборотах;
4) пониженный КПД электрической машины, обусловленный необходимостью увеличения зазора между наружной поверхностью вала (с магнитной системой) и обмотками якоря за счет несоосности опор под подшипниковые узлы (см. п.3).
С помощью предлагаемого технического решения достигается новый технический результат, заключающийся в уменьшении момента инерции ротора, повышении технологичности изготовления и максимально допустимой скорости вращения, а также в увеличении КПД электродвигателя.
В соответствии с предлагаемым изобретением технический результат достигается тем, что машина электрическая, содержащая корпус, расположенные в корпусе якорь, ротор, выполненный в виде вала с выходным концом и полостью под постоянный магнит, а также пару подшипниковых узлов, один из которых установлен на выходном конце вала и размещен в корпусе, снабжена колпачком с хвостовиком, при этом колпачок сочленен с валом в области начала его полости, а второй подшипниковый узел установлен на хвостовике колпачка и размещен в корпусе.
В способе изготовления машины электрической, включающем изготовление полого вала с выходным концом и установку постоянного магнита в полости вала, дополнительно изготавливают колпачок с хвостовиком, при этом наружные диаметры вала, его выходного конца и хвостовика колпачка выполняют с припусками по диаметру, а после сочленения вала и колпачка придают им вращение относительно оси, проходящей через центры торцов хвостовика колпачка и выходящего конца вала, и осуществляют при этом снятие вышеуказанных припусков до момента обеспечения номинальных размеров обрабатываемых поверхностей и их соосностей.
На фиг.1 представлена предлагаемая электрическая машина, на фиг.2 - колпачок с выступом в увеличенном масштабе, на фиг.3 и фиг.4 - операции по снятию припусков с наружных диаметров вала, его выходного конца и хвостовика колпачка.
Электрическая машина содержит корпус 1, в котором соосно размещены якорь 2 с обмотками 3, ротор 4 в виде вала 5 из немагнитного материала с выходным концом 6 и полостью 7, в которой установлен радиально намагниченный постоянный магнит 8 цилиндрической формы.
На наружном диаметре вала 5 со стороны начала его полости 7 выполнена резьба, на которую навинчен колпачок 9 (колпачок 9 с валом 5 может быть сочленен также путем склеивания, прессования или любым другим способом). Колпачок 9 поджимает магнит 8 к дну полости 7 (магнит 8 может быть зафиксирован от проворота также посредством клея, прессования и т.п.) и выполнен с хвостовиком 10, установленным в первом подшипниковом узле в виде подшипника качения 11, размещенного в корпусе 1.
Выходной конец 6 вала 5 установлен во втором подшипниковом узле в виде подшипника 12, поджатого в осевом направлении через упругое кольцо 13 втулкой 14 и зафиксированного от осевого смещения с помощью разрезного кольца 15, установленного в корпусе 1.
Работа электрической машины (например, в качестве вентильного двигателя) осуществляется следующим образом. Управляющий сигнал с блока управления (в графических материалах не показан) поступает на обмотки управления 3 якоря 2, чем ротор 4 приводится во вращение. С датчика положения (в графических материалах не показан) ротора 4 на блок управления поступает электрический сигнал, характеризующий его угол поворота. В свою очередь с блока управления подается команда на соответствующую фазу обмотки 3 якоря 2, чем достигается регулировка скорости вращения ротора 4 электрической машины.
Способ изготовления ротора к электрической машине поясняется с помощью графических материалов, изображенных на фиг. 3 и фиг. 4.
Для получения ротора изготавливают вал 5 с выходным концом 6 и осевой полостью 7, а также колпачок 9 с хвостовиком 10 (см. фиг.1). Наружные диаметры вала 5, его выходного конца 6 и хвостовика 10 колпачка 9 выполняют с припусками по наружному диаметру соответственно - 2δ1, 2δ2 и 2δ3 (см. фиг.3, фиг.4), превышающими по своей величине максимально возможные радиальные биения вышеуказанных поверхностей относительно центров торцевых поверхностей изготавливаемого ротора (центры хвостовика колпачка и выходного конца вала) после сочленения колпачка 9 и вала 5 (радиальные биения возникают в результате погрешностей изготовления базовых и посадочных поверхностей деталей). В полость 7 вала 5 устанавливают постоянный магнит 8 (фиг.1) и фиксируют его от проворота, например, с помощью клея. После установки магнита 8 осуществляют сочленение вала 5 и колпачка 9, например, посредством резьбового соединения. После сочленения вала 5 и колпачка 9 полученную заготовку устанавливают в центрах А и Б (фиг.3) и придают ей вращение (ω) с помощью поводка (не фигурах не показан) и осуществляют снятие припусков - 2δ1 и 2δ2 до обеспечения номинальных диаметров d3 и d2 вала 5 и его выходного конца 6. Затем заготовку переворачивают на 180o (фиг. 4) и, осуществляя вышеуказанные действия, осуществляют снятие припуска - 2δ3 до обеспечения номинального диаметра d3 хвостовика 10 колпачка 9.
После перечисленных операций рабочим поверхностям ротора будет обеспечена очень высокая степень соосности.
Из вышеприведенного следует, что предложенные технические решения имеют преимущества по сравнению с известными, а именно:
1) снижается момент инерции ротора за счет возможности использования подшипников минимальных диаметров (в известной конструкции минимальный диаметр подшипника со стороны начала полости вала регламентирован внутренним диаметром полости), причем вращающимся элементом является внутреннее кольцо, а не наружное, кроме того, вал имеет минимально возможные диаметр и массу (за счет исключения ступеней больших диаметров и уменьшения его длины);
2) повышается технологичность изготовления за счет упрощения конструкции вала ротора (т.к. внутренний диаметр вала имеет цилиндрическую форму, то его получают за один проход);
3) повышается максимально допустимая скорость вращения ротора за счет обеспечения соосности между посадочными поверхностями ротора под подшипниковые узла,
4) повышается КПД за счет обеспечения соосности между опорами ротора и наружной поверхностью вала (зазор между валом с магнитной системой и обмотками якоря может быть уменьшен на величину возможного радиального биения между опорами ротора и наружной поверхностью вала в известной конструкции).
В настоящее время на предприятии по материалам заявки изготовлен опытный образец, который при испытаниях показал высокие эксплуатационные характеристики в диапазоне скоростей от 1000 об/мин до 65000 об/мин.

Claims (2)

1. Машина электрическая, содержащая корпус, расположенные в корпусе якорь, ротор, выполненный в виде вала с выходным концом и полостью под постоянный магнит, а также пару подшипниковых узлов, один из которых установлен на выходном конце вала и размещен в корпусе, отличающаяся тем, что она снабжена колпачком и хвостовиком, при этом колпачок сочленен с валом в области начала его полости, а второй подшипниковый узел установлен на хвостовике колпачка и размещен в корпусе.
2. Способ изготовления ротора машины электрической, включающий изготовление полого вала с выходным концом и установку постоянного магнита в полости вала, отличающийся тем, что дополнительно изготавливают колпачок с хвостовиком, при этом наружные диаметры вала, его выходного конца и хвостовика колпачка выполняют с припуском по диаметру, а после сочленения вала и колпачка придают им вращение относительно оси, проходящей через центры торцов хвостовика колпачка и выходного конца вала, и осуществляют при этом снятие вышеуказанных припусков до момента обеспечения номинальных размеров обрабатываемых поверхностей и их соосностей.
RU97112972A 1997-07-28 1997-07-28 Машина электрическая и способ изготовления ротора к ней RU2140702C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97112972A RU2140702C1 (ru) 1997-07-28 1997-07-28 Машина электрическая и способ изготовления ротора к ней

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97112972A RU2140702C1 (ru) 1997-07-28 1997-07-28 Машина электрическая и способ изготовления ротора к ней

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97112972A RU97112972A (ru) 1998-12-20
RU2140702C1 true RU2140702C1 (ru) 1999-10-27

Family

ID=20195777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97112972A RU2140702C1 (ru) 1997-07-28 1997-07-28 Машина электрическая и способ изготовления ротора к ней

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2140702C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007018453A2 (fr) * 2005-08-05 2007-02-15 Obshshestwo S Ogranichennoi Otwetstwennostiyoo Nauchno-Proizwodstwennaya Firma 'osobye Swarochnye Agregaty' (Ooo Npf 'osa') Rotor de machine magnetoelectrique, de preference d'un generateur synchrone excite par aimants permanents
EA016623B1 (ru) * 2011-06-16 2012-06-29 Открытое Акционерное Общество "Нпо "Русский Электропривод" Способ сборки электрической машины с постоянными магнитами

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007018453A2 (fr) * 2005-08-05 2007-02-15 Obshshestwo S Ogranichennoi Otwetstwennostiyoo Nauchno-Proizwodstwennaya Firma 'osobye Swarochnye Agregaty' (Ooo Npf 'osa') Rotor de machine magnetoelectrique, de preference d'un generateur synchrone excite par aimants permanents
WO2007018453A3 (fr) * 2005-08-05 2007-03-29 Obshshestwo S Ogranichennoi Ot Rotor de machine magnetoelectrique, de preference d'un generateur synchrone excite par aimants permanents
EA016623B1 (ru) * 2011-06-16 2012-06-29 Открытое Акционерное Общество "Нпо "Русский Электропривод" Способ сборки электрической машины с постоянными магнитами

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4337406A (en) Bearing-less remotely journalled dynamo electric machine, particularly alternator for combination with a gas turbine
MX2007012088A (es) Rotor de maquina electrica giratoria que incluye un manguito interpuesto entre la flecha y las ruedas polares, y metodo de realizacion del rotor.
US5525851A (en) Apparatus for producing high-speed rotation
KR920000544B1 (ko) 보올 나사 너트
RU2140702C1 (ru) Машина электрическая и способ изготовления ротора к ней
JP3939952B2 (ja) レゾルバ付きモータ
JP3411617B2 (ja) 回転電機における永久磁石型回転子
KR101981021B1 (ko) 전기 회전 기계의 샤프트 상에서 폴 휠의 체결 방법
KR19990076698A (ko) 전기모터
JPS61293142A (ja) 径方向に垂直な方向に磁場をつくる永久磁石からなる回転子を備える高速同期回転機
RU2076428C1 (ru) Электродвигатель
US6467150B1 (en) Stepping motor
JP2530340Y2 (ja) 2モータ内蔵型スピンドル装置
CN110829773A (zh) 一种带有旋转变压器的电机结构及其旋转变压器调试方法
CN216751454U (zh) 旋转电机解角器组装工具和旋转电机
JPH0118664B2 (ru)
RU2067349C1 (ru) Вентильный двигатель
RU2168834C1 (ru) Двигатель вентильный и способ его сборки
RU2187279C2 (ru) Бормашина
SU1690113A1 (ru) Электродвигатель
JPH0526202U (ja) ビルトインモータ
JPH09121500A (ja) 電気的な機械
CN213317772U (zh) 外转子电机定子外圆加工固定组件
SU1334287A1 (ru) Устройство дл снижени вибраций машин с вращающимс ротором
JPH0667166B2 (ja) 固定子に対する回転子の角度位置決定を行う装置を備える自動同期電動機