RU2231896C2 - Ротор электрической машины с постоянными магнитами - Google Patents
Ротор электрической машины с постоянными магнитами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231896C2 RU2231896C2 RU2002120333/09A RU2002120333A RU2231896C2 RU 2231896 C2 RU2231896 C2 RU 2231896C2 RU 2002120333/09 A RU2002120333/09 A RU 2002120333/09A RU 2002120333 A RU2002120333 A RU 2002120333A RU 2231896 C2 RU2231896 C2 RU 2231896C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- permanent magnets
- rotor
- pole
- flat
- yoke
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а именно к роторам электрической машины с постоянными магнитами, и может быть использован в синхронных двигателях и генераторах, а также в вентильных двигателях, применяемых в электроприводах промышленных роботов, лентопротяжных механизмов, киноаппаратуре и программных устройствах. Технический результат - упрощение конструкции и повышение мощности путем увеличения магнитного потока. Сущность изобретения состоит в следующем. Ротор электрической машины с постоянными магнитами содержит магнитомягкое ярмо, плоские постоянные магниты, цилиндрические постоянные магниты, полюсные сердечники с полюсными наконечниками, короткозамкнутую обмотку. Согласно изобретению ярмо выполнено в виде правильной призмы с радиальными пазами, в которые установлены плоские и цилиндрические постоянные магниты, цилиндрические полюсные сердечники с полюсными наконечниками и кольцевая короткозамкнутая обмотка. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к синхронным двигателям и генераторам с возбуждением от постоянных магнитов, и может быть использовано в промышленных роботах, в электроприводах лентопротяжных механизмов, киноаппаратуре, программных устройствах.
Известен ротор с постоянными магнитами и способ его изготовления /а.с. СССР №1032550, кл Н 02 К 15/02, опубликовано в 1983 г./, содержащий немагнитный вал и обойму, плоские постоянные магниты с тангенциальной намагниченностью, полюсные сердечники, изготовленные прессованием из магнитного порошкового материала, закрепление постоянных магнитов осуществляют путем допрессовки в собранной конструкции ротора с тангенциальным расположением постоянных магнитов брикетов полюсных сердечников до окончательной их плотности.
Недостатком такой конструкции является малая величина рабочего магнитного потока из-за большой величины воздушного зазора, определяемого толщиной немагнитной обоймы, а также из-за значительных потоков рассеяния с торцевых поверхностей ротора.
Известен ротор двигателя с постоянными магнитами /патент Франции №2655214, кл Н 02 К 15/03, опубликован в 1991 г./, содержащий по меньшей мере одну пару магнитных полюсов, между которыми установлены плоские магниты с тангенциальным намагничиванием. Полюса и магниты соединены между собой и с ротором посредством профильного элемента, имеющего в сечении участки в виде лепестков, число которых равно числу полюсов. Лепестки попарно соединены участками кривых в форме окружности с диаметром, близким к диаметру вала ротора.
Недостатком такой конструкции является малая величина рабочего магнитного потока из-за малой площади постоянных магнитов, создающих этот магнитный поток.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является ротор синхронного самосинхронизирующегося электродвигателя /патент Франции №2324150, кл Н 02 К 21/16, опубликован в 1977 г./, содержащий ярмо в виде крестовины, к сторонам плеч крестовины прижимаются плоские магниты с тангенциальной намагниченностью и полюсные наконечники, в пазах крестовины и полюсных сердечников размещена короткозамкнутая обмотка типа “беличья клетка”, все части ротора зажимаются боковыми щеками, стянутыми заклепками, проходящими через полюсные наконечники и удерживающими их. Ротор разбит на несколько элементов, немного сдвинутых по углу так, что при отливке беличьей клетки образуется ротор, эквивалентный ротору с наклонными пазами.
Недостатками такой конструкции является ее сложность из-за наличия большого количества элементов магнитной системы и их закрепления, малое значение рабочего магнитного потока ротора из-за ограниченной площади магнитов, прилегающих к полюсному сердечнику и больших потоков рассеяния с торцевых поверхностей ротора.
Технический результат - упрощение конструкции и повышение мощности путем увеличения магнитного потока.
Поставленная задача решается тем, что в известном роторе электрической машины с постоянными магнитами, содержащем магнитомягкое ярмо, полюсные наконечники, постоянные магниты, установленные на боковых поверхностях полюсных сердечников, короткозамкнутую обмотку из электропроводящего металла, ярмо ротора в виде правильной многоугольной призмы, на боковых гранях призмы в радиальном направлении выполнены круглые пазы, постоянные магниты выполнены в виде плоских круглых дисков и в виде полых круглых цилиндров и установлены в упомянутые пазы, причем плоские постоянные магниты размещены в выемках на дне пазов, полюсные сердечники с полюсными наконечниками выполнены круглыми цилиндрическими и установлены в полостях цилиндрических магнитов, короткозамкнутая обмотка выполнена в виде колец и размещена в упомянутых пазах на торцевой поверхности цилиндрических магнитов в непосредственной близости от воздушного зазора.
На фиг.1 изображен ротор электрической машины с постоянными магнитами в поперечном разрезе.
На фиг.2 изображен продольный разрез ротора по сечению А-А на фиг.1.
Ротор электрической машины с постоянными магнитами содержит магнитомягкое ярмо 1, плоские постоянные магниты 2, цилиндрические постоянные магниты 3, полюсные сердечники 4 с полюсными наконечниками 5, короткозамкнутую обмотку 6.
Магнитомягкое ярмо 1 выполнено в виде правильной многоугольной, например восьмиугольной, призмы, имеющей отверстие по оси призмы под вал ротора 7. Отверстие под вал выполняют круглым или квадратным. На боковых гранях призмы в радиальном направлении выполнены круглые пазы так, что оси пазов перпендикулярны оси ротора. Пазы равноудалены друг от друга, количество пазов в два раза меньше количества боковых граней призмы и равно числу полюсов ротора, постоянные магниты 2 изготовлены в виде плоских круглых дисков с небольшими центральными отверстиями. На дне каждого паза ярма выполнена выемка в виде кругового цилиндра с глубиной, равной длине магнита по направлению намагниченности, и диаметром, равным внутреннему диаметру постоянного магнита 3. В вышеупомянутых выемках размещены постоянные магниты 2, имеющие радиальную намагниченность, так, что они одной намагниченной поверхностью прилегают к ярму ротора, а другой - к торцевой поверхности полюсного сердечника 4. Короткозамкнутая обмотка 6 типа “беличья клетка” изготовлена из электропроводящего металла в виде массивного литого кольца или пакета, набранного из отштампованных колец из листового проката. Для изготовления короткозамкнутой обмотки используют алюминий, медь, латунь. Если электрическая машина работает только в режиме двигателя, то коротко-замкнутая обмотка выполняет роль пусковой обмотки и ее изготавливают из алюминия или латуни, если электрическая машина работает только в режиме генератора, то короткозамкнутая обмотка выполняет роль демпферной обмотки и ее изготавливают из меди. При работе электрической машины в режиме двигатель-генератор короткозамкнутая обмотка должна выполнять функции пусковой и демпферной обмоток, поэтому в данном случае короткозамкнутую обмотку выполняют в виде пакета, набранного из отштампованных колец из алюминия и меди, и размещенных в пакете послойно или в виде чередующихся слоев, например алюминий-медь-алюминий-медь. Пакет пусковой обмотки 6 выполняют так, чтобы внутренний и наружный диаметры были равны соответствующим диаметрам постоянного магнита 3, и размещают на торцевой поверхности магнита 3 в непосредственной близости от воздушного зазора. Общая высота магнита 3 и пакета пусковой обмотки 6 должна быть равна глубине паза ярма или больше нее, но не более чем на высоту пакета пусковой обмотки 6. Во внутренние полости постоянных магнитов 3 установлены круглые цилиндрические полюсные сердечники 4 с круговыми полюсными наконечниками 5 из магнитомягкого материала. Диаметр полюсного сердечника 4 равен внутреннему диаметру постоянных магнитов 3, а высота полюсного сердечника 4 равна глубине паза ярма ротора или больше нее, но не более чем на толщину пакета короткозамкнутой обмотки. Диаметр полюсных наконечников 5 больше диаметра полюсного наконечника 4. Полюсные сердечники 4 изготовлены совместно с полюсными наконечниками 5 или могут быть изготовлены отдельно друг от друга. По оси каждого полюсного сердечника 4 выполнено сквозное отверстие для крепления полюсного наконечника и сердечника к ярму ротора с помощью винта 8. Для этого в ярме ротора по оси полюсов выполняют отверстие с резьбой. Таким образом, к каждому полюсному сердечнику 4 прилегают одноименной полярностью плоские постоянные магниты 2 и цилиндрические постоянные магниты 3, а по наружной поверхности ротора имеет место чередование полярности. Магнитомягкое ярмо замыкает все разноименные поверхности постоянных магнитов полюсов, образуя замкнутую магнитную цепь ротора.
Сборку ротора осуществляют в следующей последовательности: ярмо ротора 1 насаживают на вал 7, в выемку паза ярма укладывают намагниченный плоский постоянный магнит 2, в паз ярма устанавливают намагниченный цилиндрический постоянный магнит 3, имеющий одноименную полярность внутренней поверхности с полярностью поверхности плоского магнита 2, обращенной в сторону паза ярма, на полюсный сердечник 4 с полюсным наконечником 5 надевают пакет колец короткозамкнутой обмотки и устанавливают сердечник внутрь магнита 3 со стороны наружной поверхности ротора, посредством винта 8 крепят полюсный сердечник 4 к ярму ротора 1, при этом торцевой поверхностью полюсный сердечник 4 прижимает магнит 2 к поверхности выемки, а выступающие части полюсного наконечника 5 прижимают пакет короткозамкнутой обмотки 6 к торцу постоянного магнита 3, в свою очередь постоянный магнит 3 прижат к дну паза ярма ротора 1, тем самым обеспечивается жесткое крепление всех деталей ротора. Для предотвращения повреждения постоянных магнитов 3 при затягивании винтов 8 между пакетом короткозамкнутой обмотки и магнитом 3 может быть установлена прокладка из мягкого металла. Установка деталей полюса в соседний паз аналогична, с тем лишь отличием, что для обеспечения чередования полярности по наружной поверхности ротора полюсный наконечник должен иметь противоположную полярность.
В заявляемом роторе электрической машины с постоянными магнитами упрощение конструкции достигается за счет того, что ярмо ротора 1 выполнено в виде правильной многоугольной призмы, на боковых гранях призмы выполнены круглые пазы, в каждый паз установлен плоский и полый цилиндрический магниты, во внутренней полости последнего размещен круглый цилиндрический полюсный сердечник 4 с полюсным наконечником 5, короткозамкнутая обмотка 6 выполнена в виде пакета колец, размещенных на полюсном сердечнике 4.
Вследствие того что к полюсному сердечнику 4 по всей его боковой поверхности и нижней торцевой поверхности прилегают постоянные магниты и полностью устраняют потоки рассеяния с поверхности полюсного сердечника 4, все это увеличивает рабочий магнитный поток ротора и повышает мощность электрической машины.
Claims (1)
- Ротор электрической машины с постоянными магнитами, содержащий магнитомягкое ярмо, полюсные наконечники, постоянные магниты, установленные на боковых поверхностях полюсных сердечников, короткозамкнутую обмотку из электропроводящего металла, отличающийся тем, что ярмо ротора выполнено в виде правильной многоугольной призмы, на боковых гранях призмы в радиальном направлении выполнены круглые пазы, постоянные магниты выполнены в виде плоских круглых дисков и в виде полых круглых цилиндров и установлены в упомянутые пазы, причем плоские постоянные магниты размещены в выемках на дне пазов, полюсные сердечники с полюсными наконечниками выполнены круглыми цилиндрическими и установлены в полостях цилиндрических магнитов, короткозамкнутая обмотка выполнена в виде колец и размещена в упомянутых пазах на торцевой поверхности цилиндрических магнитов в непосредственной близости от воздушного зазора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002120333/09A RU2231896C2 (ru) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | Ротор электрической машины с постоянными магнитами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002120333/09A RU2231896C2 (ru) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | Ротор электрической машины с постоянными магнитами |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002120333A RU2002120333A (ru) | 2004-02-10 |
RU2231896C2 true RU2231896C2 (ru) | 2004-06-27 |
Family
ID=32845895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002120333/09A RU2231896C2 (ru) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | Ротор электрической машины с постоянными магнитами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231896C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA010775B1 (ru) * | 2008-01-24 | 2008-10-30 | Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Нефтегазовая Компания - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт По Строительству И Эксплуатации Трубопроводов, Объектов Тэк" | Многофазная электрическая машина с постоянными магнитами |
US20120217827A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Seiko Epson Corporation | Electromechanical device, movable body, and robot |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2558748C1 (ru) * | 2014-04-03 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Ротор электрической машины |
-
2002
- 2002-07-26 RU RU2002120333/09A patent/RU2231896C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA010775B1 (ru) * | 2008-01-24 | 2008-10-30 | Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Нефтегазовая Компания - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт По Строительству И Эксплуатации Трубопроводов, Объектов Тэк" | Многофазная электрическая машина с постоянными магнитами |
WO2009092384A1 (ru) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo "Inzhiniringovaya Neftegazovaya Kompania - Vserossiisky Nauchno-Issledovatelsky Institut Po Stroitelstvu I Expluatatsii Truboprovodov, Obiektov Tek" | Многофазная электрическая машина с постоянными магнитами |
US20120217827A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Seiko Epson Corporation | Electromechanical device, movable body, and robot |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002120333A (ru) | 2004-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2927229A (en) | Rotors for permanent magnet type synchronous motors | |
KR20180006306A (ko) | 축방향 플럭스 다이나모일렉트릭 머신용 스테이터 및 코일 | |
CN107534378B (zh) | 无槽无刷直流马达/致动器 | |
KR20100134678A (ko) | 자속 집중 극체를 구비한 영구 자석 회전자 | |
JP2007274869A (ja) | スロットレス永久磁石型回転電機 | |
CN108696019B (zh) | 用于开关型磁阻电机的转子的端板 | |
EP1744437B1 (en) | Self magnetizing motor and stator thereof | |
JP2014165927A (ja) | 永久磁石型同期電動機 | |
RU2375807C1 (ru) | Вентильный электродвигатель с постоянными магнитами | |
KR20140071147A (ko) | 가변 자속 모터 | |
EP2919369A1 (en) | Electromagnetic generator | |
RU2231896C2 (ru) | Ротор электрической машины с постоянными магнитами | |
JP2013059178A (ja) | 磁気ギア | |
WO2011089797A1 (ja) | ロータ、これを用いた回転電機および発電機 | |
RU2570834C1 (ru) | Магнитопровод статора электромеханических преобразователей энергии с интенсивным охлаждением (варианты) и способ его изготовления | |
US2146588A (en) | Permanent magnet structure | |
RU2543606C1 (ru) | Магнитная система ротора электрической машины | |
US11735967B2 (en) | Rotary electric machine with rotor having permanent magnets with concave faces between two flat portions | |
US20140354105A1 (en) | Construction arrangement of a permanent magnet rotor for a generator | |
RU2246167C1 (ru) | Торцевая электрическая машина | |
JP6441327B2 (ja) | 回転磁場機械 | |
CN103516079A (zh) | 新型永磁发电机 | |
RU2061988C1 (ru) | Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами | |
CN110601484B (en) | Inner rotor horseshoe-shaped winding permanent magnet motor | |
CN113726059B (zh) | 一种永磁电机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040727 |