RU2610157C1 - Electric machine rotor - Google Patents

Electric machine rotor Download PDF

Info

Publication number
RU2610157C1
RU2610157C1 RU2016110866A RU2016110866A RU2610157C1 RU 2610157 C1 RU2610157 C1 RU 2610157C1 RU 2016110866 A RU2016110866 A RU 2016110866A RU 2016110866 A RU2016110866 A RU 2016110866A RU 2610157 C1 RU2610157 C1 RU 2610157C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
magnetic
strips
inductor
fixing sleeve
Prior art date
Application number
RU2016110866A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Дидов
Виктор Дмитриевич Сергеев
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
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 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority to RU2016110866A priority Critical patent/RU2610157C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2610157C1 publication Critical patent/RU2610157C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures

Landscapes

  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering. The rotor comprises a cylindrical shaft of a nonmagnetic material, on which the inductor is put comprising strips of magnetic material alternating with poles made of material with high magnetic permeability contacting with strips by their side surfaces. Circular section longitudinal grooves equidistant from each other are made on the outer surface of the shaft, symmetrically to radially oriented planes. Strips of magnetic material are made in the form of plates, the edges of which facing the shaft are congruent to the outer surface thereof, and the ends of the plates facing the outer surface of the rotor are congruent to the mating surfaces of thin-walled fixing sleeve put on inductor. Pole surfaces facing the thin-walled fixing sleeve are protruding in relation to the magnet strip surfaces and are made with rounding whose radius of curvature is smaller than the radius of curvature of the surface of the thin-walled fixing sleeve in its contact with the magnetic strips. Magnetic strips are magnetized tangentially.
EFFECT: increasing the mechanical strength of the rotor, reducing the additional losses and parasitic moments caused by the higher harmonics of the inductor magnetic field.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению, и может быть использовано при проектировании электрогенераторов и электродвигателей с высокой частотой вращения.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to electrical engineering, and can be used in the design of electric generators and electric motors with high speed.

Известен ротор электромашины, содержащий полый вал из немагнитного материала и надетый на него цилиндр, выполненный из магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, в продольных радиальных пазах которого размещены постоянные магниты, зафиксированные немагнитными металлическими клиньями, внешняя поверхность которых соответствует кривизне внешней поверхности цилиндра (см. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. – М.: Энергоатомиздат, 1988, с.30, рис.1.27).A rotor of an electric machine is known, containing a hollow shaft of non-magnetic material and a cylinder worn on it, made of soft magnetic material with high magnetic permeability, in the longitudinal radial grooves of which are placed permanent magnets fixed by non-magnetic metal wedges, the outer surface of which corresponds to the curvature of the outer surface of the cylinder (see Balagurov V.A., Galteev F.F. Electric Generators with Permanent Magnets. - M.: Energoatomizdat, 1988, p.30, Fig. 1.27).

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения высокой мощности при ограниченных массогабаритных параметрах устройства, которую можно было бы получить за счет повышения частоты вращения ротора, в связи с недостаточной механической прочностью ротора, приводящей к возможности его разрушения при эксплуатации в режиме повышенных частот вращения.A disadvantage of the known device is the inability to provide high power with limited weight and size parameters of the device, which could be obtained by increasing the rotor speed, due to the insufficient mechanical strength of the rotor, leading to the possibility of its destruction during operation in the mode of increased speed.

Известен также ротор электрогенератора, содержащий втулку из немагнитного материала и надетый на нее цилиндр, составленный полюсами, выполненными из магнитомягкого материала, чередующимися с постоянными магнитами, радиальные наружные торцы которых перекрыты немагнитными металлическими клиньями, внешняя поверхность которых соответствует кривизне внешней поверхности цилиндра. При этом немагнитная втулка, цилиндр и немагнитные клинья скреплены вакуумно-диффузионной сваркой (см. RU 2386200, 2010).The rotor of an electric generator is also known, containing a sleeve of non-magnetic material and a cylinder worn on it, composed of poles made of soft magnetic material, alternating with permanent magnets, the radial outer ends of which are overlapped by non-magnetic metal wedges, the outer surface of which corresponds to the curvature of the outer surface of the cylinder. In this case, the non-magnetic sleeve, cylinder and non-magnetic wedges are fastened by vacuum diffusion welding (see RU 2386200, 2010).

Недостатком известного устройства является невозможность использования ротора значительной осевой длины из-за прогиба для создания высокооборотной электромашины большой мощности.A disadvantage of the known device is the inability to use a rotor of significant axial length due to deflection to create a high-speed electric machine of high power.

Известен также ротор электромашины, содержащий цилиндрический вал из немагнитного материала, на который надет индуктор, содержащий планки из магнитного материала, чередующиеся с контактирующими с ними своими боковыми поверхностями полюсами, выполненными из материала с высокой магнитной проницаемостью, при этом внешняя поверхность ротора выполнена с возможностью удержания элементов индуктора при вращении. Краевые участки ротора выполнены в виде полых цилиндрических немагнитных втулок, внешний диаметр которых равен диаметру ротора, при этом длина опорной поверхности этих втулок и ротора превышает длину индуктора (см. RU 2385524, 2010).Also known is an electric machine rotor comprising a cylindrical shaft of non-magnetic material, on which an inductor is mounted, comprising strips of magnetic material alternating with poles made of a material with high magnetic permeability contacting them with their side surfaces, while the outer surface of the rotor is made to hold inductor elements during rotation. The edge sections of the rotor are made in the form of hollow cylindrical non-magnetic bushings, the outer diameter of which is equal to the diameter of the rotor, while the length of the supporting surface of these bushings and the rotor exceeds the length of the inductor (see RU 2385524, 2010).

Недостатком известного устройства является радиальная деформация краевых полых цилиндрических втулок ротора при высоких частотах вращения и, как следствие, возможность заклинивания ротора.A disadvantage of the known device is the radial deformation of the marginal hollow cylindrical bushings of the rotor at high speeds and, as a consequence, the possibility of jamming of the rotor.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение прочности ротора при высоких окружных скоростях и уменьшение дополнительных потерь и паразитных моментов, вызванных высшими гармониками магнитного поля индуктора.The problem to which the proposed technical solution is directed is to increase the strength of the rotor at high peripheral speeds and reduce additional losses and spurious moments caused by higher harmonics of the magnetic field of the inductor.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в повышении механической прочности ротора, обеспечивающей возможность его использования в режиме повышенной окружной скорости мощных электромашин без увеличения массогабаритных параметров, с обеспечением приближения к синусоидальности графика распределения индукции магнитного поля по окружности поверхности индуктора, что приводит к уменьшению дополнительных потерь и паразитных моментов, вызванных высшими гармониками магнитного поля индуктора.The technical result, which is achieved by solving the problem, is expressed in increasing the mechanical strength of the rotor, which makes it possible to use it in the mode of increased peripheral speed of powerful electric machines without increasing the mass and size parameters, ensuring that the graph of the distribution of the magnetic field induction around the circumference of the surface of the inductor is approximated, which leads to to reduce additional losses and spurious moments caused by higher harmonics of the magnetic field inductor .

Для решения поставленной задачи ротор электромашины, содержащий цилиндрический вал из немагнитного материала, на который надет индуктор, содержащий планки из магнитного материала, чередующиеся с контактирующими с ними своими боковыми поверхностями полюсами, выполненными из материала с высокой магнитной проницаемостью, при этом внешняя поверхность ротора выполнена с возможностью удержания элементов индуктора при вращении, отличается тем, что вал выполнен монолитным, предпочтительно из титанового сплава, при этом на его внешней поверхности выполнены продольные канавки округлого сечения, равномерно удаленные друг от друга, симметричные радиально ориентированным плоскостям, причем планки из магнитного материала выполнены в виде пластин, торцы которых, обращенные к валу, конгруэнтны его внешней поверхности, а торцы пластин, обращенные к внешней поверхности ротора, конгруэнтны контактирующим с ними поверхностями тонкостенной фиксирующей втулки, выполненной из немагнитного материала, предпочтительно из титанового сплава, и надетой на индуктор, при этом тонкостенная фиксирующая втулка жестко скреплена с обращенными к ней поверхностями полюсов, а цилиндрический вал жестко скреплен с обращенными к нему противоположными поверхностями полюсов, кроме того, поверхности полюсов, обращенные к тонкостенной фиксирующей втулке, выступают по отношению к поверхностям магнитных планок и выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны поверхности тонкостенной фиксирующей втулки на ее контакте с магнитными планками, с обеспечением приближения к синусоидальности графика распределения индукции магнитного поля по окружности поверхности индуктора, кроме того, магнитные планки намагничены тангенциально, кроме того, на внешней поверхности фиксирующей втулки выполнен бандаж, предпочтительно, из высокопрочного волоконного материала, например из углеволокна. Кроме того, цапфы выполнены из немагнитного материала в виде выступов, сторона которых, обращенная к торцу ротора, снабжена юбкой в виде диска, выполненного с возможностью жесткого, предпочтительно разъемного, скрепления с торцами ротора. Кроме того, торцы магнитных планок уперты в юбки цапф.To solve the problem, the rotor of an electric machine, containing a cylindrical shaft of non-magnetic material, is worn on an inductor containing strips of magnetic material, alternating with poles in contact with them made of material with high magnetic permeability, with the outer surface of the rotor made with the possibility of holding the inductor elements during rotation, characterized in that the shaft is made monolithic, preferably of a titanium alloy, while on its external rotation In this case, longitudinal grooves of rounded section are made uniformly spaced from each other, symmetrical to radially oriented planes, and the strips of magnetic material are made in the form of plates, the ends of which facing the shaft are congruent to its outer surface, and the ends of the plates facing the outer surface of the rotor, congruent with the surfaces of a thin-walled fixing sleeve contacting them made of a non-magnetic material, preferably a titanium alloy, and worn on an inductor, while the thin-walled the ixing sleeve is rigidly bonded with the surfaces of the poles facing it, and the cylindrical shaft is rigidly bonded with the opposite surfaces of the poles facing it, in addition, the surfaces of the poles facing the thin-walled fixing sleeve protrude with respect to the surfaces of the magnetic strips and are made with rounding, radius of curvature which is smaller than the radius of curvature of the surface of the thin-walled retaining sleeve at its contact with the magnetic strips, providing approximation to the sinusoidality of the distribution graph inducing a magnetic field in the circumferential surface of the inductor furthermore tangentially magnetised magnetic strips, moreover, on the outer surface of the locking sleeve is made bandage is preferably of high strength fiber material such as carbon fiber. In addition, the trunnions are made of non-magnetic material in the form of protrusions, the side of which facing the end of the rotor, is provided with a skirt in the form of a disk made with the possibility of rigid, preferably detachable, fastening to the ends of the rotor. In addition, the ends of the magnetic strips are abutted in the skirts of the pins.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the set of essential features of the proposed technical solution and the set of essential features of the prototype and analogues indicates its compliance with the criterion of "novelty".

При этом существенные признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.In this case, the essential features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.

Признак «…вал выполнен монолитным, предпочтительно из титанового сплава…» формирует жесткую и прочную конструкцию ротора и снижает его деформацию от действия центробежных сил при высоких окружных скоростях.The sign "... the shaft is made monolithic, preferably from a titanium alloy ..." forms a rigid and durable rotor structure and reduces its deformation from the action of centrifugal forces at high peripheral speeds.

Признаки «…на его внешней поверхности выполнены продольные канавки округлого сечения, равномерно удаленные друг от друга, симметричные радиально ориентированным плоскостям…» снижают концентрацию напряжений в соединении полюсов и цилиндрического вала.The signs "... on its outer surface are made longitudinal grooves of circular cross section, evenly spaced from each other, symmetrical to radially oriented planes ..." reduce the stress concentration in the connection of the poles and the cylindrical shaft.

Признаки «…планки из магнитного материала выполнены в виде пластин, торцы которых, обращенные к валу, конгруэнтны его поверхности, а торцы пластин, обращенные к внешней поверхности ротора, конгруэнтны контактирующим с ними поверхностями тонкостенной фиксирующей втулки, выполненной из немагнитного материала, предпочтительно из титанового сплава, и надетой на индуктор…» обеспечивают размещение постоянных магнитов в каналах индуктора, снижают концентрацию напряжений в соединении магнитных планок и тонкостенной фиксирующей втулки.Signs "... the strips of magnetic material are made in the form of plates, the ends of which facing the shaft are congruent to its surface, and the ends of the plates facing the outer surface of the rotor are congruent with the surfaces of a thin-walled fixing sleeve made of non-magnetic material, preferably made of titanium, in contact with them alloy, and worn on the inductor ... "ensure the placement of permanent magnets in the channels of the inductor, reduce the stress concentration in the connection of the magnetic strips and thin-walled fixing sleeve.

Признаки «…тонкостенная фиксирующая втулка жестко скреплена с обращенными к ней поверхностями полюсов, а цилиндрический вал жестко скреплен с обращенными к нему противоположными поверхностями полюсов…» обеспечивают прочность ротора при высоких окружных скоростях.The signs "... a thin-walled fixing sleeve is rigidly bonded to the surfaces of the poles facing it, and a cylindrical shaft is rigidly bonded to the opposite surfaces of the poles facing it ..." ensure the strength of the rotor at high peripheral speeds.

Признаки «…поверхности полюсов, обращенные к тонкостенной фиксирующей втулке, выступают по отношению к поверхностям магнитных планок и выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны поверхности тонкостенной фиксирующей втулки на ее контакте с магнитными планками, с обеспечением приближения к синусоидальности графика распределения индукции магнитного поля по окружности поверхности индуктора…» обеспечивают синусоидальность графика распределения индукции магнитного поля и, как следствие, уменьшение дополнительных потерь и паразитных моментов, вызванных высшими гармониками магнитного поля индуктора.The signs “... the surfaces of the poles facing the thin-walled fixing sleeve protrude with respect to the surfaces of the magnetic strips and are made with a rounding whose radius of curvature is less than the radius of curvature of the surface of the thin-walled fixing sleeve at its contact with the magnetic strips, ensuring that the magnetic induction distribution graph is approximated to the sinusoidality fields around the circumference of the surface of the inductor ... "provide a sinusoidal distribution graph of the induction of the magnetic field and, as a result, reduce the additional Additional losses and spurious moments caused by higher harmonics of the magnetic field of the inductor.

Признак «…магнитные планки намагничены тангенциально …» формирует направление магнитного потока индуктора, обеспечивает возможность работы электрической машины.The sign "... the magnetic strips are magnetically tangentially ..." forms the direction of the magnetic flux of the inductor, provides the possibility of operation of an electric machine.

Признак «…на внешней поверхности фиксирующей втулки выполнен бандаж, предпочтительно, из высокопрочного волоконного материала, например из углеволокна…» обеспечивает дополнительную прочность ротора.The sign "... on the outer surface of the fixing sleeve a bandage is made, preferably of high-strength fiber material, for example carbon fiber ..." provides additional strength of the rotor.

Признак «…цапфы выполнены из немагнитного материала в виде выступов, сторона которых, обращенная к торцу ротора, снабжена юбкой в виде диска, выполненного с возможностью жесткого, предпочтительно разъемного, скрепления с торцами ротора…» обеспечивает формирование прочной конструкции цапф и вала ротора. The sign "... the pins are made of non-magnetic material in the form of protrusions, the side of which, facing the end of the rotor, is provided with a skirt in the form of a disk made with the possibility of rigid, preferably detachable, fastening with the ends of the rotor ..." ensures the formation of a solid structure of the pins and the rotor shaft.

Признак «…торцы магнитных планок уперты в юбки цапф…» предотвращает осевое смещение магнитов при вращении ротора.The sign "... the ends of the magnetic strips are abutted in the skirts of the pins ..." prevents the axial displacement of the magnets during rotation of the rotor.

Заявленное устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез ротора электромашины, на фиг. 2 - его поперечное сечение.The claimed device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section through the rotor of an electric machine; FIG. 2 - its cross section.

На чертежах показаны монолитный цилиндрический вал 1, полюса 2, магнитные планки 3, тонкостенная фиксирующая втулка 4, бандаж 5, цапфы 6 и 7, продольные канавки 8, винты 9, юбки 10 цапф 6 и 7.The drawings show a monolithic cylindrical shaft 1, pole 2, magnetic strips 3, a thin-walled retaining sleeve 4, a retainer 5, trunnions 6 and 7, longitudinal grooves 8, screws 9, skirts 10 trunnions 6 and 7.

Ротор электромашины содержит цилиндрический вал 1, выполненный монолитным, предпочтительно из титанового сплава. На внешней поверхности цилиндрического вала 1 выполнены продольные канавки 8 округлого сечения, равномерно удаленные друг от друга, симметричные радиально ориентированным плоскостям. На цилиндрический вал 1 надет индуктор, содержащий планки 3 из магнитного материала, чередующиеся с контактирующими с ними своими боковыми поверхностями полюсами 2, выполненными из материала с высокой магнитной проницаемостью, при этом внешняя поверхность ротора выполнена с возможностью удержания элементов индуктора при вращении. Планки 3 из магнитного материала выполнены в виде пластин, торцы которых, обращенные к валу 1, конгруэнтны его поверхности, а торцы, обращенные к внешней поверхности ротора, конгруэнтны контактирующей с ними поверхности тонкостенной фиксирующей втулки 4. Тонкостенная фиксирующая втулка 4 выполнена из немагнитного материала, предпочтительно из титанового сплава, надета на индуктор и жестко скреплена с обращенными к ней поверхностями полюсов 2, а цилиндрический вал 1 жестко скреплен с обращенными к нему противоположными поверхностями полюсов 2.The rotor of the electric machine comprises a cylindrical shaft 1 made of a monolithic, preferably from a titanium alloy. On the outer surface of the cylindrical shaft 1 there are longitudinal grooves 8 of rounded cross section, uniformly spaced from each other, symmetrical to radially oriented planes. An inductor is mounted on the cylindrical shaft 1, comprising strips 3 of magnetic material alternating with poles 2 in contact with their side surfaces made of a material with high magnetic permeability, while the outer surface of the rotor is made to hold the inductor elements during rotation. The strips 3 of magnetic material are made in the form of plates, the ends of which facing the shaft 1 are congruent to its surface, and the ends facing the outer surface of the rotor are congruent to the surface of the thin-walled clamping sleeve 4. The thin-walled clamping sleeve 4 is made of non-magnetic material, preferably made of a titanium alloy, worn on the inductor and rigidly bonded to the surfaces of the poles 2 facing it, and a cylindrical shaft 1 is rigidly bonded to the opposite surfaces facing the pole 2.

Поверхности полюсов 2, обращенные к тонкостенной фиксирующей втулке 4, выступают по отношению к поверхностям магнитных планок 3 и выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны наружной поверхности тонкостенной фиксирующей втулки 4. Это скругление обеспечивает приближение к синусоидальности графика распределения индукции магнитного поля по окружности поверхности индуктора. Магнитные планки 3 намагничены тангенциально, а на внешней поверхности фиксирующей втулки 4 выполнен бандаж 5, предпочтительно, из высокопрочного волоконного материала, например из углеволокна. На торцах вала 1 установлены цапфы 6, 7, выполненные из немагнитного материала в виде выступов, сторона которых, обращенная к торцу ротора, снабжена юбкой 10 в виде диска, выполненного с возможностью жесткого, предпочтительно разъемного, скрепления с торцами ротора. Для фиксации осевого перемещения магнитные планки 3 уперты в юбки 10 цапф 6, 7. Торцевая цапфа 6 соединена с валом 1 винтами 9.The surfaces of the poles 2, facing the thin-walled fixing sleeve 4, protrude with respect to the surfaces of the magnetic strips 3 and are made with a rounding whose radius of curvature is less than the radius of curvature of the outer surface of the thin-walled fixing sleeve 4. This rounding provides approximation to the sinusoidality of the distribution diagram of the magnetic field induction around the circle surface inductor. The magnetic strips 3 are tangentially magnetized, and on the outer surface of the fixing sleeve 4 a band 5 is made, preferably of high-strength fiber material, for example carbon fiber. At the ends of the shaft 1, pins 6, 7 are installed, made of non-magnetic material in the form of protrusions, the side of which facing the end of the rotor is equipped with a skirt 10 in the form of a disk made with the possibility of rigid, preferably detachable, fastening to the ends of the rotor. To fix the axial displacement, the magnetic strips 3 are abutted in the skirts 10 of the trunnions 6, 7. The end trunnion 6 is connected to the shaft 1 by screws 9.

Ротор изготавливают в следующем порядке (фиг.1, фиг.2). Цилиндрический вал 1 изготавливают из высокопрочного титанового сплава ВТ22. На внешней поверхности цилиндрического вала 1 фрезеруют канавки 8 округлого поперечного сечения. На полученную конструкцию устанавливают полюса 2, между которыми устанавливают технологические проставки, например, из текстолита, имеющие форму и размеры магнитных планок 3. На полюса 2 и технологические проставки надевают предварительно нагретую тонкостенную фиксирующую втулку 4 из титанового сплава и сваривают полученную конструкцию вакуумно-диффузионной сваркой.The rotor is made in the following order (figure 1, figure 2). The cylindrical shaft 1 is made of high-strength titanium alloy VT22. On the outer surface of the cylindrical shaft 1, grooves 8 of rounded cross section are milled. Poles 2 are installed on the resulting structure, between which technological spacers, for example, from PCB, are installed, having the shape and dimensions of magnetic strips 3. A preheated thin-walled fixing sleeve 4 of titanium alloy is put on the poles 2 and technological spacers and the resulting structure is welded by vacuum diffusion welding .

После сварки удаляют технологические проставки. Из немагнитного материала, например титанового сплава ВТ22, изготавливают цилиндрические цапфы 6,7. К одному торцу цилиндрического вала 1 соосно устанавливают и приваривают торцевую цапфу 7, например вакуумно-диффузионной сваркой. Нагревают сваренную конструкцию цилиндрического вала 1, полюсов 2, цапфы 7 до температуры, не превышающей точку Кюри постоянных магнитов, и вставляют предварительно намагниченные планки 3 постоянных магнитов в полости внутри цилиндрического вала 1 и полюсов 2, образованные удалёнными технологическими проставками. На наружную поверхность тонкостенной фиксирующей втулки 4 наматывают бандаж 5 из углеволокна и пропитывают его твердеющими синтетическими смолами. Ко второму торцу цилиндрического вала 1 соосно устанавливают цапфу 6 и скрепляют ее винтами 9 с цилиндрическим валом 1. Ротор подвергают динамической балансировке.After welding, the technological spacers are removed. 6,7 cylindrical trunnions are made of non-magnetic material, for example VT22 titanium alloy. An end pin 7 is coaxially mounted and welded to one end of the cylindrical shaft 1, for example by vacuum diffusion welding. The welded construction of the cylindrical shaft 1, the poles 2, the trunnion 7 is heated to a temperature not exceeding the Curie point of the permanent magnets, and the pre-magnetized strips 3 of permanent magnets are inserted into the cavities inside the cylindrical shaft 1 and the poles 2, formed by removed technological spacers. A carbon fiber bandage 5 is wound onto the outer surface of the thin-walled fixing sleeve 4 and impregnated with hardening synthetic resins. The axle 6 is mounted coaxially to the second end of the cylindrical shaft 1 and fastened with screws 9 with the cylindrical shaft 1. The rotor is subjected to dynamic balancing.

Заявленное устройство работает следующим образом (см. фиг.1). При вращении ротора в цилиндрическом вале 1, полюсах 2, магнитных планках 3, тонкостенной фиксирующей втулки 4 и цапфах 6 и 7 возникают напряжения от действия центробежных сил и они тем больше, чем выше частота вращения ротора. Для предотвращения разрушения индуктора на его наружную поверхность намотан бандаж 5 из высокомодульного материала, например углеволокна. При отсутствии центрального отверстия в цилиндрическом вале 1 напряжения минимальны (отсутствует эффект «булавочного укола»). С внешним механизмом ротор электромашины связан через цапфу 6 и цилиндрический вал 1.The claimed device operates as follows (see figure 1). When the rotor rotates in a cylindrical shaft 1, poles 2, magnetic strips 3, a thin-walled fixing sleeve 4 and trunnions 6 and 7, stresses arise from the action of centrifugal forces and they are all the more, the higher the rotor speed. To prevent the destruction of the inductor, a bandage 5 of high modulus material, for example carbon fiber, is wound on its outer surface. In the absence of a central hole in the cylindrical shaft 1, the stresses are minimal (there is no effect of a “pin prick”). With the external mechanism, the rotor of the electric machine is connected through a pin 6 and a cylindrical shaft 1.

Claims (3)

1. Ротор электромашины, содержащий цилиндрический вал из немагнитного материала, на который надет индуктор, содержащий планки из магнитного материала, чередующиеся с контактирующими с ними своими боковыми поверхностями полюсами, выполненными из материала с высокой магнитной проницаемостью, при этом внешняя поверхность ротора выполнена с возможностью удержания элементов индуктора при вращении, отличающийся тем, что вал выполнен монолитным, предпочтительно, из титанового сплава, при этом на его внешней поверхности выполнены продольные канавки округлого сечения, равномерно удаленные друг от друга, симметричные радиально ориентированным плоскостям, причем планки из магнитного материала выполнены в виде пластин, торцы которых, обращенные к валу, конгруэнтны его внешней поверхности, а торцы пластин, обращенные к внешней поверхности ротора, конгруэнтны контактирующим с ними поверхностями тонкостенной фиксирующей втулки, выполненной из немагнитного материала, предпочтительно из титанового сплава и надетой на индуктор, при этом тонкостенная фиксирующая втулка жестко скреплена с обращенными к ней поверхностями полюсов, а цилиндрический вал жестко скреплен с обращенными к нему противоположными поверхностями полюсов, кроме того, поверхности полюсов, обращенные к тонкостенной фиксирующей втулке, выступают по отношению к поверхностям магнитных планок и выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны поверхности тонкостенной фиксирующей втулки на ее контакте с магнитными планками, с обеспечением приближения к синусоидальности графика распределения индукции магнитного поля по окружности поверхности индуктора, кроме того, магнитные планки намагничены тангенциально, кроме того, на внешней поверхности фиксирующей втулки выполнен бандаж, предпочтительно, из высокопрочного волоконного материала, например из углеволокна.1. The rotor of an electric machine, containing a cylindrical shaft of non-magnetic material, on which an inductor is mounted, comprising strips of magnetic material, alternating with poles in contact with them on their side surfaces made of a material with high magnetic permeability, while the outer surface of the rotor is made to hold inductor elements during rotation, characterized in that the shaft is made monolithic, preferably of a titanium alloy, while longitudinal surfaces are made on its outer surface rounded grooves uniformly spaced from each other, symmetrical to radially oriented planes, the strips of magnetic material made in the form of plates whose ends facing the shaft are congruent to its outer surface, and the ends of the plates facing the outer surface of the rotor are congruent in contact with by the surfaces of a thin-walled fixing sleeve made of a non-magnetic material, preferably of a titanium alloy and worn on an inductor, while the thin-walled fixing sleeve is rigidly hidden it is insulated with the surfaces of the poles facing it, and the cylindrical shaft is rigidly bonded with the opposite surfaces of the poles facing it, in addition, the surfaces of the poles facing the thin-walled fixing sleeve protrude with respect to the surfaces of the magnetic strips and are made with rounding, the radius of curvature of which is less than the radius the curvature of the surface of the thin-walled fixing sleeve at its contact with the magnetic strips, providing approximation to the sinusoidality of the magnetic field induction distribution graph over the circumference of the surface of the inductor, in addition, the magnetic strips are tangentially magnetized, in addition, a bandage is made on the outer surface of the fixing sleeve, preferably of high-strength fiber material, for example carbon fiber. 2. Ротор электромашины по п.1, отличающийся тем, что цапфы выполнены из немагнитного материала в виде выступов, сторона которых, обращенная к торцу ротора, снабжена юбкой в виде диска, выполненного с возможностью жесткого, предпочтительно разъемного скрепления с торцами ротора.2. The rotor of an electric machine according to claim 1, characterized in that the trunnions are made of non-magnetic material in the form of protrusions, the side of which facing the end of the rotor, is equipped with a skirt in the form of a disk made with the possibility of rigid, preferably detachable fastening with the ends of the rotor. 3. Ротор электромашины по п.1, отличающийся тем, что торцы магнитных планок уперты в юбки цапф. 3. The rotor of an electric machine according to claim 1, characterized in that the ends of the magnetic strips are abutted in the skirts of the pins.
RU2016110866A 2016-03-25 2016-03-25 Electric machine rotor RU2610157C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110866A RU2610157C1 (en) 2016-03-25 2016-03-25 Electric machine rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110866A RU2610157C1 (en) 2016-03-25 2016-03-25 Electric machine rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2610157C1 true RU2610157C1 (en) 2017-02-08

Family

ID=58457357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016110866A RU2610157C1 (en) 2016-03-25 2016-03-25 Electric machine rotor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2610157C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU970574A1 (en) * 1981-04-29 1982-10-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения Method of assembling electric machine rotor
JP2002084690A (en) * 2000-02-09 2002-03-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electric motor
RU2385524C1 (en) * 2009-01-26 2010-03-27 Владимир Викторович Дидов High-speed electric machine
RU2386200C2 (en) * 2007-08-29 2010-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) Rotor of electric generator
CN202231588U (en) * 2011-09-22 2012-05-23 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 Permanent magnetism motor
WO2015156044A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-15 三菱電機株式会社 Interior permanent magnet rotating electric machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU970574A1 (en) * 1981-04-29 1982-10-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения Method of assembling electric machine rotor
JP2002084690A (en) * 2000-02-09 2002-03-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electric motor
RU2386200C2 (en) * 2007-08-29 2010-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) Rotor of electric generator
RU2385524C1 (en) * 2009-01-26 2010-03-27 Владимир Викторович Дидов High-speed electric machine
CN202231588U (en) * 2011-09-22 2012-05-23 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 Permanent magnetism motor
WO2015156044A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-15 三菱電機株式会社 Interior permanent magnet rotating electric machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8994238B2 (en) Energy conversion device
US10211691B2 (en) Permanent magnet rotor for an electric machine
US3958842A (en) Radial magnetic bearing
RU2386200C2 (en) Rotor of electric generator
KR20180071159A (en) A generator using two rotors which can use a rotary shaft or a fixed shaft
GB2131630A (en) Permanent-magnet energized generator for vehicles
KR102272599B1 (en) Magnetizing device and magnetizing method
RU2610157C1 (en) Electric machine rotor
RU2624821C1 (en) Electric machine rotor
RU2610455C1 (en) Electric machine rotor
KR102097730B1 (en) system for inspection of high speed motor
CN108123585B (en) Synchronous reluctance motor with magnetic leakage path saturated by permanent magnets
RU2549883C1 (en) Electrical machine
US20160065014A1 (en) Permanent magnet for a rotor of an electric machine
RU2382472C1 (en) Rotor of high-speed electric machine (versions)
RU2610305C1 (en) Electric machine rotor
RU2346375C1 (en) Method of assembling high-speed electrical machine rotor
RU2610158C1 (en) Electric machine rotor
US9407115B2 (en) Shaft attachment means for high efficiency permanent magnet machine with separated tab pole rotor
RU2659796C1 (en) Flexible rotor with constant magnets
RU2618217C1 (en) Rotor of electric machine
RU2718537C1 (en) Method for magnetisation and assembly of halbach ring of electric machine rotor (options)
RU155153U1 (en) ELECTRIC MACHINE ROTOR
RU154541U1 (en) ROTOR OF SYNCHRONOUS ELECTROMECHANICAL ENERGY CONVERTER
TWI648939B (en) Axial gap type rotary motor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210326