RU224110U1 - Ротор высокоскоростной электрической машины - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области электромашиностроения, а именно к электрическим машинам с инкорпорированными постоянными магнитами, и может быть использована при изготовлении электрических машин для повышения их удельной мощности. Техническим результатом является повышение удельной мощности электрической машины. Ротор высокоскоростной электрической машины содержит вал, магнитопровод ротора, постоянные магниты, при этом магнитопровод ротора содержит инкорпорированные постоянные магниты и изготовлен из листов электротехнической стали, в которых методом азотирования в тлеющем разряде получены немагнитные зоны, выполненные в виде цилиндрического бандажа с выступами в области между инкорпорированными постоянными магнитами.

Description

Полезная модель относится к области электромашиностроения, а именно к электрическим машинам с инкорпорированными постоянными магнитами, и может быть использована при изготовлении электрических машин для повышения их удельной мощности.

Известен ротор высокоскоростной электрической машины, содержащий вал, на котором установлено ярмо с расположенными на нем магнитами, охваченными удерживающим бандажом [Авторское свидетельство СССР №873343 А1, МПК Н02К 21/14, опубликовано 15.10.1985 г.].

Недостатком аналога является невысокая удельная мощность.

Известна конструкция ротора электрической машины по способу изготовления [патент РФ №2583484 С1, МПК Н02К 15/03, Н02К 21/02, Н02К 1/27, опубликовано 10.05.2016], содержащая вал с магнитопроводом, на котором закреплены постоянные магниты с установленным на них бандажом из высокопрочных волокон, при этом бандаж изготавливают в виде цельного кольца или в виде нескольких колец, которые устанавливаются на один или несколько рядов магнитов.

Недостатком аналога является невысокая удельная мощность.

Известен комбинированный ротор для высокоскоростной электрической машины [патент РФ 2679311 С1, МПК H02K 1/27, H02K 1/28, опубликовано 07.02.2019 г.], который содержит постоянные магниты, установленные на валу из магнитомягкого материала c образованием полюсов, на собранные магниты надевается сварной бандаж, который состоит из полюсных наконечников из магнитной стали и немагнитных вставок, сваренных в местах стыка, причем постоянные магниты выполнены в виде сегментов и установлены вплотную друг к другу без образования немагнитных промежутков, сегменты магнитов, формирующие полюса, намагничены радиально, сегменты магнитов,

установленные между полюсами, выполнены с тангенциальной намагниченностью, при этом сегменты постоянных магнитов, намагниченные в радиальном направлении, расположены напротив полюсных наконечников, а сегменты магнитов с тангенциальной намагниченностью расположены напротив немагнитных вставок.

Недостатком аналога является невысокая удельная мощность.

Известен ротор электродвигателя электроприводной заслонки системы активного управления радиальными зазорами [патент РФ №2791093 C1, МПК F02C 7/26, опубликовано 02.03.2023 г.], выполненный с инкорпорированными постоянными магнитами и изготовленный из двухфазного магнитного материала таким образом, что немагнитные зоны распределены по окружности ротора в области между инкорпорированными постоянными магнитами и полюсными наконечниками.

Недостатком аналога является невысокая удельная мощность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является ротор электрической машины, который содержит вал, магнитопровод ротора, выполненный из магнитно-мягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, на внешней поверхности которого размещены постоянные магниты, удерживаемые немагнитным цилиндрическим бандажом из высокопрочной стали (Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с.29, рис.1.25, в).

Недостатком известной конструкции является невысокая удельная мощность.

Техническим результатом является повышение удельной мощности электрической машины.

Технический результат достигается тем, что в роторе высокоскоростной электрической машины, содержащем вал, магнитопровод ротора, постоянные магниты, согласно полезной модели магнитопровод ротора содержит инкорпорированные постоянные магниты и изготовлен из листов электротехнической стали, в которых методом азотирования в тлеющем разряде получены немагнитные зоны, выполненные в виде цилиндрического бандажа с выступами в области между инкорпорированными постоянными магнитами.

Существо полезной модели поясняется чертежом.

Предлагаемый ротор 1 высокоскоростной электрической машины содержит вал 2, магнитопровод 3 ротора 1, инкорпорированные постоянные магниты 4 и изготовлен из листов электротехнической стали (на фигуре не показаны), в которых методом азотирования в тлеющем разряде получены немагнитные зоны, выполненные в виде цилиндрического бандажа 5 с выступами в области 6 между инкорпорированными постоянными магнитами 4.

Повышение удельной мощности обеспечивается исключением из конструкции бандажа, который, как правило, изготавливается из немагнитной стали, обладающей худшими прочностными свойствами, чем материал, полученный азотированием в тлеющем разряде, и повышением за счет этого частоты вращения ротора и, следовательно, удельной мощности, при этом индуктивности остаются такими же, как при использовании поверхностных постоянных магнитов. Кроме того, наличие немагнитных зон приводит к уменьшению рассеяния между инкорпорированными постоянными магнитами ротора и, как следствие, увеличению основного магнитного потока и электромагнитного момента, что также повышает удельную мощность электрической машины.

Ротор высокоскоростной электрической машины работает следующим образом. При подаче на обмотку статора (на фигуре не показана) высокоскоростной электрической машины переменного трехфазного тока, образуется вращающееся магнитное поле обмотки статора, взаимодействующее через воздушный зазор с магнитным полем инкорпорированных постоянных магнитов 4 ротора 1. В результате этого взаимодействия возникает электромагнитный момент. Добавление немагнитных зон в виде цилиндрического бандажа 5 с выступами в области 6 между инкорпорированными постоянными магнитами 4 позволяет повысить предел прочности ротора 1, что позволит повысить частоту его вращения и за счет этого повысить удельную мощность.

Таким образом, предлагаемая конструкция ротора высокоскоростной электрической машины позволяет повысить удельную мощность электрической машины, в которой он применен.

Claims (1)

1. Ротор высокоскоростной электрической машины, содержащий вал, магнитопровод ротора, постоянные магниты, отличающийся тем, что магнитопровод ротора содержит инкорпорированные постоянные магниты и изготовлен из азотированных в тлеющем разряде листов электротехнической стали с образованием немагнитных зон в виде цилиндрического бандажа с выступами в области между инкорпорированными постоянными магнитами.