RU2610455C1

RU2610455C1 - Electric machine rotor

Info

Publication number: RU2610455C1
Application number: RU2016110864A
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Дидов; Виктор Дмитриевич Сергеев
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2017-02-13

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering. Rotor comprises a cylindrical shaft from non-magnetic material, on which there is a magnetic inductor containing planks made of magnetic material, alternating with poles, made of material with high magnetic permeability. Shaft is made of disks of equal resistance with the equal outer diameter. On the outer surface of the shaft there are longitudinal grooves of round section, evenly spaced, symmetrical with respect of the radial planes. Planks from magnetic material are made in the form of plates, ends of which, facing the shaft, are congruent to its surface, and the ends, facing the outer surface of the rotor, are congruent to the surface of thin-wall locking sleeve, fitted on the inductor, and contacting with them. Surfaces of the poles, facing the thin-wall locking sleeve, project relative to the surface of the magnetic planks and are rounded, radius of curvature of which is less than the radius of curvature of the surface of the thin-wall locking sleeve on its contact with the magnetic planks. Magnetic planks are tangentially magnetized.

EFFECT: technical result is increased mechanical strength of the rotor, reduction of additional losses and parasitic moments caused by higher harmonics of the magnetic field of the inductor.

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 (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, comprising 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 (Balagurov V .A., Galteev FF 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 (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 (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 магнитный 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 (RU 2385524, 2010).A rotor of an electric machine is also known, comprising a cylindrical shaft of non-magnetic material, on which a magnetic inductor is mounted, comprising strips of magnetic material alternating with poles made of a material with high magnetic permeability in contact with them on their side surfaces, while the outer surface of the rotor is made with the possibility retention of 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 (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, уменьшение массы и массовых моментов инерции ротора и уменьшение дополнительных потерь и паразитных моментов, вызванных высшими гармониками магнитного поля индуктора.The task to which the proposed technical solution is directed is to increase the strength of the rotor at high peripheral speeds, reduce the mass and mass moments of inertia of the rotor 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, уменьшении массы и массовых моментов инерции ротора 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 that 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, reducing the mass and mass moments of inertia of the rotor, while ensuring that the graph of the distribution of the magnetic field induction around the surface of the inductor is approximated to , which leads to a decrease in 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 магнитный 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, согласно изобретению вал выполнен из дисков равного сопротивления с одинаковым внешним диаметром, выполненных предпочтительно из титанового сплава, жестко скрепленных друг с другом торцевыми поверхностями ободов, при этом на внешней поверхности вала 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 поверхности, а торцы, обращенные к внешней поверхности ротора, конгруэнтны контактирующей с ними поверхности тонкостенной фиксирующей втулки, выполненной из немагнитного материала, предпочтительно из титанового сплава, 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 тонкостенной 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 a magnetic 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, according to the invention, the shaft is made of disks of equal resistance with the same outer diameter, you preferably made of a titanium alloy, rigidly fastened to each other by the end surfaces of the rims, while on the outer surface of the shaft there are longitudinal grooves of rounded cross section, 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 surface, and the ends facing the outer surface of the rotor are congruent to the surface of the thin-walled fixing sleeve in contact with them and made of a non-magnetic material, preferably a titanium alloy, worn on the inductor, while the thin-walled fixing sleeve is rigidly bonded to the pole surfaces facing it, and the cylindrical shaft is rigidly bonded to the opposite pole surfaces facing it, in addition, the pole surfaces facing to the thin-walled fixing sleeve, protrude with respect to the surfaces of the magnetic strips and are made with a fillet whose radius of curvature is less than the radius of curvature of the surface of the thin-walled the casing sleeve at its contact with the magnetic strips, ensuring approximation to the sinusoidality of the distribution diagram of the magnetic field induction around the circumference of the inductor surface, in addition, the magnetic strips are tangentially magnetized, in addition, a bandage is preferably made of a high-strength fiber material on the outer surface of the thin-walled fixing sleeve, for example from carbon fiber. In addition, the pins 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. 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 из дисков равного сопротивления с одинаковым внешним диаметром, выполненных предпочтительно из титанового сплава, жестко скрепленных друг с другом торцевыми поверхностями ободов…» формирует жесткую и прочную основу конструкции ротора, имеющую малые массы и массовые моменты инерции и снижает его деформацию от действия центробежных сил при высоких окружных скоростях.The sign "... the shaft is made of disks of equal resistance with the same outer diameter, preferably made of titanium alloy, rigidly fastened to each other by the end surfaces of the rims ..." forms a rigid and strong basis for the design of the rotor, which has small masses and mass moments of inertia and reduces its deformation from action of centrifugal forces at high peripheral speeds.

Признак «…на внешней поверхности вала выполнены продольные канавки округлого сечения, равномерно удаленные друг от друга, симметричные радиально ориентированным плоскостям…» снижает концентрацию напряжений от действия центробежных сил в местах соединения дисков и полюсов.The sign "... on the outer surface of the shaft there are made circular grooves uniformly spaced from each other, symmetrical to radially oriented planes ..." reduces the stress concentration from the action of centrifugal forces at the junction of the disks and poles.

Признаки «…планки из магнитного материала выполнены в виде пластин, торцы которых, обращенные к валу, конгруэнтны его поверхности, а торцы, обращенные к внешней поверхности ротора, конгруэнтны контактирующей с ними поверхности тонкостенной фиксирующей втулки, выполненной из немагнитного материала, предпочтительно из титанового сплава, надетой на индуктор…» формируют продольный канал для размещения магнитных планок и препятствуют их перемещению под действием центробежных сил, кроме того, обеспечивают равномерное контактное давление между магнитными планками и тонкостенной фиксирующей втулкой.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 facing the outer surface of the rotor are congruent to the surface of a thin-walled fixing sleeve in contact with them made of a non-magnetic material, preferably from a titanium alloy worn on the inductor ... "form a longitudinal channel for the placement of magnetic strips and prevent them from moving under the action of centrifugal forces, in addition, provide uniform contact pressure between the magnetic strips and the 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 повышение прочности ротора при высоких окружных скоростях, формируют возможность размещения постоянных магнитов в продольных каналах.The signs "... a thin-walled fixing sleeve is rigidly bonded with the surfaces of the poles facing it, and a cylindrical shaft is rigidly bonded with the opposite surfaces of the poles facing it ..." provide an increase in the strength of the rotor at high peripheral speeds, form the possibility of placing permanent magnets in the longitudinal channels.

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 прочность перемычек каналов при высоких окружных скоростях для размещения постоянных магнитов, снижают концентрацию напряжений и обеспечивают приближение к синусоидальности графика индукции магнитного поля.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 the strength of the channel jumpers at high peripheral speeds to accommodate permanent magnets, lowers the concentration of stresses and provide an approximation to the sinusoidal graph of the magnetic induction.

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…» повышает прочность ротора.The sign "... on the outer surface of the fixing sleeve the bandage is made preferably of high-strength fiber material, for example carbon fiber ..." increases the strength of the rotor.

Признаки «…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 signs "... 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 strong 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 диски равного сопротивления 1, магнитные планки 2 в виде пластин, полюса 3, фиксирующая втулка 4, бандаж 5, торцевые цапфы 6, 7, винты 8, продольные канавки 9, юбки 10 цапф 6, 7.The drawings show disks of equal resistance 1, magnetic strips 2 in the form of plates, poles 3, a retaining sleeve 4, a retainer 5, end pins 6, 7, screws 8, longitudinal grooves 9, skirts 10 pins 6, 7.

Ротор электромашины содержит цилиндрический вал, сформированный из дисков 1 равного сопротивления, с одинаковым внешним диаметром, выполненных из немагнитного материала, например из высокопрочного титана ВТ22, жестко скрепленных друг с другом торцевыми поверхностями ободов дисков 1, например, вакуумно-диффузионной сваркой, на который надет магнитный индуктор цилиндрической формы. На внешней поверхности вала выполнены продольные канавки 9 округлого сечения, равномерно удаленные друг от друга, симметричные радиально ориентированным плоскостям, предназначенные для снижения концентрации напряжений от центробежных сил в местах соединения дисков 1 и полюсов 3.The rotor of the electric machine contains a cylindrical shaft formed of disks 1 of equal resistance, with the same outer diameter, made of non-magnetic material, for example, high-strength titanium VT22, rigidly fastened to each other by the end surfaces of the rims of the disks 1, for example, by vacuum diffusion welding, on which cylindrical magnetic inductor. On the outer surface of the shaft, there are made longitudinal grooves 9 of rounded cross section, uniformly spaced from each other, symmetrical to radially oriented planes, designed to reduce the stress concentration from centrifugal forces at the junctions of the disks 1 and poles 3.

Магнитный индуктор содержит планки 2 из магнитного материала, чередующиеся с контактирующими с ними своими боковыми поверхностями полюсами 3, выполненными из материала с высокой магнитной проницаемостью.The magnetic inductor contains strips 2 of magnetic material, alternating with poles 3 in contact with them on their side surfaces, made of a material with high magnetic permeability.

Планки 2 ориентированы вдоль продольной оси ротора, выполнены из постоянных магнитов в виде пластин, торцы которых, обращенные к валу, конгруэнтны его поверхности, а торцы, обращенные к внешней поверхности ротора, конгруэнтны контактирующей с ними поверхности тонкостенной фиксирующей втулки 4, выполненной из немагнитного материала, предпочтительно из титанового сплава, надетой на индуктор. При этом планки 2 размещены так, что между пластинами, намагниченными в тангенциальном направлении, размещены полюса 3 с возможностью образования магнитной схемы с тангенциальным направлением намагниченности. Полюса 3 выполнены из материала с высокой магнитной проницаемостью, например из сплава 48КНФ.The straps 2 are oriented along the longitudinal axis of the rotor, made of permanent magnets in the form of plates, the ends of which facing the shaft are congruent to its surface, and the ends facing the outer surface of the rotor are congruent to the surface of the thin-walled fixing sleeve 4 contacting them made of non-magnetic material preferably made of a titanium alloy worn on an inductor. In this case, the strips 2 are placed so that between the plates magnetized in the tangential direction, poles 3 are placed with the possibility of forming a magnetic circuit with the tangential direction of magnetization. Poles 3 are made of a material with high magnetic permeability, for example, from 48KNF alloy.

Тонкостенная фиксирующая втулка 4 жестко скреплена с обращенными к ней поверхностями полюсов 3, а цилиндрический вал жестко скреплен с обращенными к нему противоположными поверхностями полюсов 3. При этом поверхности полюсов 3, обращенные к тонкостенной фиксирующей втулке 4, выступают по отношению к поверхностям магнитных планок 2 и выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны поверхности тонкостенной фиксирующей втулки 4 на ее контакте с магнитными планками 2, с целью получения распределения индукции магнитного поля по окружности поверхности индуктора, близкого к синусоидальному. При этом магнитные планки 2 с тангенциальным направлением намагниченности уперты в обращенные к ним внутренние поверхности немагнитной тонкостенной фиксирующей втулки 4. Полюса 3 внутренними поверхностями жестко скреплены с наружными цилиндрическими поверхностями дисков 1 равного сопротивления, а наружными – с внутренними поверхностями немагнитной тонкостенной фиксирующей втулки 4, например, вакуумно-диффузионной сваркой. На внешней поверхности тонкостенной фиксирующей втулки 4 выполнен бандаж 5 из высокопрочного волоконного материала, например из углеволокна.The thin-walled fixing sleeve 4 is rigidly bonded to the surfaces of the poles 3 facing it, and the cylindrical shaft is rigidly bonded to the opposite surfaces of the poles 3 facing it. The surfaces of the poles 3 facing the thin-walled fixing sleeve 4 protrude relative to the surfaces of the magnetic strips 2 and made with a rounding whose radius of curvature is less than the radius of curvature of the surface of the thin-walled fixing sleeve 4 at its contact with the magnetic strips 2, in order to obtain the distribution of the induction magnet field around the surface of the inductor close to sinusoidal. In this case, the magnetic strips 2 with the tangential direction of magnetization are abutted against the inner surfaces of the non-magnetic thin-walled fixing sleeve 4. The poles 3 are rigidly bonded to the outer cylindrical surfaces of the disks 1 of equal resistance, and the outer surfaces to the inner surfaces of the non-magnetic thin-walled fixing sleeve 4, for example vacuum diffusion welding. On the outer surface of the thin-walled fixing sleeve 4, a bandage 5 is made of high-strength fiber material, for example, carbon fiber.

Наружные торцевые поверхности крайних дисков 1 равного сопротивления жестко скреплены с выступами цилиндрических торцевых цапф 6 и 7. Цапфы 6 и 7 выполнены 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. При этом торцы магнитных планок 2 уперты в юбки 10 цапф 6 и 7.The outer end surfaces of the extreme disks 1 of equal resistance are rigidly fastened to the protrusions of the cylindrical end pins 6 and 7. The pins 6 and 7 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 10 in the form of a disk made with the possibility of hard , preferably detachable fastening with the ends of the rotor. In this case, the ends of the magnetic strips 2 are abutted in the skirts of 10 pins 6 and 7.

Торцевая цапфа 6 снабжена валом.End axle 6 is equipped with a shaft.

Ротор изготавливают в следующем порядке (фиг.1 и 2). Цилиндрические диски 1 изготавливают из высокопрочного титанового сплава ВТ22, которые сваривают между собой по торцевым поверхностям ободов, например, вакуумно-диффузионной сваркой. На внешней поверхности дисков 1 фрезеруют продольные канавки 9. На полученную конструкцию устанавливают полюса 3, между которыми устанавливают технологические проставки, например, из текстолита, имеющих форму и размеры магнитных планок 2. На полюса 3 и технологические проставки надевают предварительно нагретую тонкостенную фиксирующую втулку 4 из титанового сплава и сваривают полученную конструкцию вакуумно-диффузионной сваркой. После сварки извлекают технологические проставки. Из немагнитного материала, например титанового сплава ВТ22, изготавливают цилиндрические торцевые цапфы 6, 7. К торцу одного крайнего цилиндрического диска 1 соосно устанавливают и приваривают торцевую цапфу 7, например, вакуумно-диффузионной сваркой. Нагревают сваренную конструкцию цилиндрических дисков 1, полюсов 3, цапфы 7 до температуры, не превышающей точку Кюри постоянных магнитов, и вставляют во внутрь каналов, образовавшихся после удаления технологических проставок, предварительно намагниченные планки 2 в виде пластин. На наружную поверхность тонкостенной фиксирующей втулки 4 наматывают бандаж 5 из углеволокна и пропитывают его твердеющими синтетическими смолами. К торцу второго крайнего цилиндрического диска 1 соосно устанавливают цапфу 6 и закрепляют ее винтами 8 с крайним цилиндрическим диском 1. Ротор подвергают динамической балансировке.The rotor is made in the following order (figures 1 and 2). Cylindrical disks 1 are made of high-strength titanium alloy VT22, which are welded together along the end surfaces of the rims, for example, by vacuum diffusion welding. On the outer surface of the disks 1, longitudinal grooves are milled 9. Poles 3 are mounted on the structure obtained, between which technological spacers are installed, for example, of PCB, having the shape and dimensions of magnetic strips 2. A preheated thin-walled fixing sleeve 4 is put on the poles 3 and technological spacers titanium alloy and weld the resulting structure by vacuum diffusion welding. After welding, the technological spacers are removed. Cylindrical end trunnions 6, 7 are made from a non-magnetic material, for example VT22 titanium alloy. An end trunnion 7 is coaxially mounted and welded to the end of one extreme cylindrical disk 1, for example, by vacuum diffusion welding. The welded construction of the cylindrical disks 1, poles 3, trunnion 7 is heated to a temperature not exceeding the Curie point of the permanent magnets, and the pre-magnetized strips 2 in the form of plates are inserted into the channels formed after the removal of the 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. An axle 6 is mounted coaxially to the end face of the second extreme cylindrical disk 1 and fixed with screws 8 with the extreme cylindrical disk 1. The rotor is subjected to dynamic balancing.

Заявленное устройство работает следующим образом (см. фиг.1). При вращении ротора в цилиндрических дисках 1, планках 2 в виде пластин постоянных магнитов, полюсах 3 и цапфах 6, 7 возникают напряжения от действия центробежных сил и они тем больше, чем выше частота вращения ротора. Для предотвращения разрушения цилиндрических дисков ротора на его наружную поверхность намотан бандаж 5 из высокомодульного материала, например углеволокна. При отсутствии центрального отверстия в цилиндрических дисках 1 напряжения минимальны (отсутствует эффект «булавочного укола»). Момент от внешнего механизма передается на ротор через вал цапфы 6.The claimed device operates as follows (see figure 1). When the rotor rotates in cylindrical disks 1, straps 2 in the form of plates of permanent magnets, poles 3 and trunnions 6, 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 cylindrical disks of the rotor, a band 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 disks 1, the stresses are minimal (there is no effect of a “pin prick”). The moment from the external mechanism is transmitted to the rotor through the shaft of the pin 6.

Работа электромашины не отличается от работы известных устройств аналогичного назначения.The operation of an electric machine does not differ from the operation of known devices of a similar purpose.

Claims

1. The rotor of an electric machine, containing a cylindrical shaft of non-magnetic material, on which a magnetic 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 with the possibility holding the inductor elements during rotation, characterized in that the shaft is made of disks of equal resistance with the same outer diameter, preferably made made of titanium alloy, rigidly fastened to each other by the end surfaces of the rims, while on the outer surface of the shaft there are longitudinal grooves of rounded cross section, 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 are facing to the shaft are congruent to its surface, and the ends facing the outer surface of the rotor are congruent to the surface of a thin-walled fixing sleeve made of non-magnet contacting them material, preferably made of titanium alloy, worn on the inductor, while the thin-walled fixing sleeve is rigidly bonded to the surfaces of the poles facing it, and the cylindrical shaft is rigidly bonded to 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 a rounding whose radius of curvature is less than the radius of curvature of the surface of the thin-walled fixing sleeve on its surface tact with magnetic strips, secured approximation to sinusoidal distribution graph of the magnetic field in the circumferential surface of the inductor furthermore tangentially magnetised magnetic strips, moreover, the outer surface of the thin-walled sleeve fixing bandage is made preferably of high strength fiber material such as carbon fiber.

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 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.

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.