RU2230420C1

RU2230420C1 - Method for installing permanent magnets in electrical machine rotor

Info

Publication number: RU2230420C1
Application number: RU2003116632/11A
Authority: RU
Inventors: А.В. Левин (RU); А.В. Левин; Э.Я. Лившиц (RU); Э.Я. Лившиц; В.А. Хабаров (RU); В.А. Хабаров
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Акционерное Конструкторское Бюро "Якорь-2"
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-06-10

Abstract

FIELD: electrical engineering; manufacture of permanent-magnet electrical machines. SUBSTANCE: desired quantity of permanent magnets is furnished complete before mounting them in electrical machine rotor in compliance with specified pole number, magnetic characteristic of each permanent magnet is measured, then first and second groups of permanent magnets of respective polarity are formed, and magnets are numbered from unity in ascending order according to increase in their magnetic characteristic in first group and their decrease in second one starting from minimal and maximal values, respectively. EFFECT: enhanced reliability and extended service life of electrical machine. 3 cl

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении электрических машин с постоянными магнитами.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the manufacture of permanent magnet electric machines.

Известен способ размещения постоянных магнитов в роторе, при котором в соответствии с заданными допусками по магнитным характеристикам и заданным числом полюсов производят комплектацию партии постоянных магнитов, после чего устанавливают их в роторе [1]. Однако при установке магнитов без определенного подбора в пределах заданных допусков (например, при допустимом отклонении среднего значения магнитной индукции Вср+10-20%) в процессе работы электрической машины между статором и ротором могут возникнуть силы одностороннего притяжения из-за различных по окружности ротора величин магнитной индукции на поверхностях его полюсов. Это ведет к снижению надежности работы опор вращения и, следовательно, всего устройства в целом, а так же к снижению ресурса электрической машины.There is a method of placing permanent magnets in the rotor, in which, in accordance with the specified tolerances for magnetic characteristics and a given number of poles, a set of permanent magnets is completed, and then they are installed in the rotor [1]. However, when magnets are installed without a specific selection within the specified tolerances (for example, with an acceptable deviation of the average value of the magnetic induction Vsr + 10-20%) during the operation of the electric machine, unilateral attraction forces may arise between the stator and the rotor due to different values of the circumference of the rotor magnetic induction on the surfaces of its poles. This leads to a decrease in the reliability of the rotation bearings and, consequently, the entire device as a whole, as well as to a decrease in the resource of the electric machine.

Положительным результатом, которого можно достичь при использовании данного изобретения, является повышение надежности работы путем уменьшения сил одностороннего магнитного притяжения между статором и ротором и увеличение срока службы электрической машины.The positive result that can be achieved by using the present invention is to increase the reliability of operation by reducing the forces of one-sided magnetic attraction between the stator and the rotor and increasing the service life of the electric machine.

Положительный результат достигается тем, что в способе установки постоянных магнитов в роторе электрической машины в соответствии с заданным числом полюсов комплектуют необходимое количество постоянных магнитов, предназначенных для установки в роторе, измеряют магнитную характеристику каждого из постоянных магнитов, затем в соответствии с полярностью формируют первую и вторую группу постоянных магнитов, нумеруя постоянные магниты от единицы по нарастающей соответственно увеличению их магнитной характеристики в первой группе и уменьшению - во второй, начиная с минимальной и максимальной соответственно, после этого производят размещение постоянных магнитов первой группы с четными номерами в порядке возрастания номеров по одному из направлений движения часовой стрелки, начиная с первого четного номера, относительно которого в противоположном направлении устанавливают аналогично постоянные магниты этой же группы с нечетными номерами, начиная с первого нечетного, при этом постоянные магниты второй группы с нечетными номерами, чередующиеся с постоянными магнитами первой группы с четными номерами, устанавливают в том же направлении движения часовой стрелки в соответствии с возрастанием их номеров, начиная с первого нечетного, расположенного между первыми четным и нечетным номерами постоянных магнитов первой группы, а постоянные магниты второй группы с четными номерами, чередующиеся с постоянными магнитами первой группы с нечетными номерами, устанавливают в совпадающем с ними направлении возрастания номеров относительно первого нечетного этой же группы, начиная с первого четного. При этом в качестве магнитной характеристики используют индукцию над поверхностью постоянного магнита в его свободном состоянии либо индукцию в воздушном зазоре, имитирующем реальный воздушный зазор.A positive result is achieved by the fact that in the method of installing permanent magnets in the rotor of an electric machine, in accordance with a predetermined number of poles, the necessary number of permanent magnets intended for installation in the rotor is completed, the magnetic characteristic of each of the permanent magnets is measured, then the first and second are formed in accordance with the polarity a group of permanent magnets, numbering the permanent magnets from unity according to increasing according to an increase in their magnetic characteristics in the first group and mind solution - in the second one, starting with the minimum and maximum, respectively, then the permanent magnets of the first group with even numbers are placed in the order of increasing numbers in one of the clockwise directions, starting from the first even number, with respect to which the permanent magnets are set in the opposite direction of the same group with odd numbers, starting from the first odd, while the permanent magnets of the second group with odd numbers, alternating with permanent magnets the first group with even numbers, set in the same direction of clockwise movement in accordance with the increase in their numbers, starting with the first odd, located between the first even and odd numbers of permanent magnets of the first group, and permanent magnets of the second group with even numbers, alternating with constant magnets of the first group with odd numbers, set in the same direction as the numbers increase relative to the first odd of the same group, starting with the first even. In this case, induction over the surface of the permanent magnet in its free state or induction in the air gap simulating a real air gap is used as a magnetic characteristic.

Сборку ротора с постоянными магнитами производят следующим образом.Assembly of the rotor with permanent magnets is as follows.

Согласно заданному числу полюсов комплектуют партию постоянных магнитов с соответствующими в пределах допусков параметрами, например средним значением магнитной индукции Вср с разбросом +(10-20)%. Затем измеряют величину выбранной магнитной характеристики каждого из постоянных магнитов партии, после чего формируют первую и вторую группы магнитов, отличающиеся между собой по полярности. В каждой из групп нумеруют постоянные магниты, начиная от единицы до последнего по нарастающей соответственно увеличению (например, в первой группе) и уменьшению (соответственно во второй группе) величины их магнитной характеристики, при этом первые номера будут иметь постоянные магниты с их минимальной и максимальной величинами соответственно. После этого производят размещение четных номеров магнитов первой группы в порядке их возрастания в одном из направлений движения часовой стрелки (например, по часовой стрелке), начиная с первого четного номера.According to the given number of poles, a batch of permanent magnets is completed with parameters corresponding within tolerances, for example, by the average value of the magnetic induction Vsr with a spread of + (10-20)%. Then measure the magnitude of the selected magnetic characteristics of each of the permanent magnets of the party, after which form the first and second groups of magnets that differ in polarity. Permanent magnets are numbered in each group, starting from one to the last in increments correspondingly increasing (for example, in the first group) and decreasing (respectively in the second group) the magnitude of their magnetic characteristics, while the first numbers will have permanent magnets with their minimum and maximum values respectively. After that, the even numbers of the magnets of the first group are placed in ascending order in one of the clockwise directions (for example, clockwise), starting from the first even number.

Относительно этого магнита в направлении против часовой стрелки устанавливают постоянные магниты с нечетными номерами этой же группы, начиная с первого нечетного, соответствующему магниту с минимальным значением величины магнитной характеристики. Нечетные (четные) номера магнитов второй группы чередуют с соответствующими четными (нечетными) номерами магнитов первой группы, устанавливая их так же в порядке возрастания нумерации в соответствующем направлении движения часовой стрелки. При этом магнит второй группы с первым нечетным номером устанавливают между первыми четным и нечетным номерами магнитов первой группы. Относительно этого магнита ведут установку четных и нечетных номеров постоянных магнитов второй группы. Таким образом, направления возрастания четных (нечетных) номеров первой группы, например, северной полярности совпадают с направлением возрастания нечетных (четных) номеров магнитов второй группы соответственно южной полярности. Магнитной характеристикой постоянного магнита может служить индукция над поверхностью постоянного магнита в свободном состоянии (без магнитного взаимодействия с какими-либо ферромагнитными телами) либо индукция в воздушном зазоре, имитирующем реальный воздушный зазор электрической машины. При такой компоновке разбросы допусков диаметрально-противоположных пар постоянных магнитов противоположной полярности усредняются, в результате чего их магнитное взаимодействие приблизительно одинаково по всей поверхности ротора и одностороннее магнитное притяжение между статором и ротором сводится к минимуму.Relative to this magnet, permanent magnets with odd numbers of the same group are installed in the counterclockwise direction, starting from the first odd magnet corresponding to the magnet with a minimum value of the magnitude of the magnetic characteristic. The odd (even) numbers of the magnets of the second group alternate with the corresponding even (odd) numbers of the magnets of the first group, setting them in the same order in increasing numbering in the corresponding direction of clockwise movement. The magnet of the second group with the first odd number is set between the first even and odd numbers of magnets of the first group. Concerning this magnet, the even and odd numbers of the permanent magnets of the second group are installed. Thus, the directions of increasing the even (odd) numbers of the first group, for example, of the northern polarity, coincide with the direction of increasing of the odd (even) numbers of magnets of the second group, respectively, of the southern polarity. The magnetic characteristic of a permanent magnet can be induction above the surface of a permanent magnet in a free state (without magnetic interaction with any ferromagnetic bodies) or induction in an air gap that simulates the real air gap of an electric machine. With this arrangement, the tolerance spreads of diametrically opposite pairs of permanent magnets of opposite polarity are averaged, as a result of which their magnetic interaction is approximately the same over the entire surface of the rotor and unilateral magnetic attraction between the stator and the rotor is minimized.

Данное техническое решение может быть применено при сборке роторов с постоянными магнитами для любого типа электрических машин, но особенно эффективно - высокооборотных.This technical solution can be applied in the assembly of permanent magnet rotors for any type of electric machines, but especially efficiently - high-speed ones.

Источники информацииSources of information

1. Маршрутная технология к сб. чертежу 8Е6.666.684 СБ изделия ГСВ-3, 1989.1. Route technology to Sat. drawing 8E6.666.684 SB of the product GSV-3, 1989.

Claims

1. The method of installing permanent magnets in the rotor of an electric machine, which consists in the fact that, in accordance with a predetermined number of poles, the necessary number of permanent magnets intended for installation in the rotor is completed, characterized in that the magnetic characteristic of each of the permanent magnets is measured, then in accordance with form the polarity of the first and second groups of permanent magnets, numbering the permanent magnets from unity by increasing, respectively, increasing their magnetic characteristics in the first group and mind solution - in the second one, starting with the minimum and maximum, respectively, then the permanent magnets of the first group with even numbers are placed in the order of increasing numbers in one of the clockwise directions, starting from the first even number, with respect to which the permanent magnets are set in the opposite direction of the same group with odd numbers, starting from the first odd, while the permanent magnets of the second group with odd numbers, alternating with permanent magnets the first group with even numbers, set in the same direction of clockwise increase in numbers, starting with the first odd, located between the first even and odd numbers of permanent magnets of the first group, and the permanent magnets of the second group with even numbers, alternating with permanent magnets of the first group with odd numbers, set in the same direction as the numbers increase relative to the first odd of the same group, starting with the first even.

2. The method of installing permanent magnets in the rotor of an electric machine according to claim 1, characterized in that induction above the surface of the permanent magnet in its free state is used as the magnetic characteristic.

3. The method of installing permanent magnets in the rotor of an electric machine according to claim 1, characterized in that induction in the air gap simulating a real air gap is used as the magnetic characteristic.