RU2656863C1 - Rotor for high-speed electromechanical energy converters with high-coefficient constant magnets - Google Patents

Rotor for high-speed electromechanical energy converters with high-coefficient constant magnets Download PDF

Info

Publication number
RU2656863C1
RU2656863C1 RU2017131625A RU2017131625A RU2656863C1 RU 2656863 C1 RU2656863 C1 RU 2656863C1 RU 2017131625 A RU2017131625 A RU 2017131625A RU 2017131625 A RU2017131625 A RU 2017131625A RU 2656863 C1 RU2656863 C1 RU 2656863C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
permanent magnets
shaft
magnetic
pressed
Prior art date
Application number
RU2017131625A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Флюр Рашитович Исмагилов
Вячеслав Евгеньевич Вавилов
Айбулат Халяфович Минияров
Николай Геннадиевич Тарасов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
Priority to RU2017131625A priority Critical patent/RU2656863C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2656863C1 publication Critical patent/RU2656863C1/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
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering and can be used in high-speed electrical machines. Rotor of the electromechanical power transformer with permanent magnets contains a shaft, a magnetic rotor system including disk permanent magnets, which are clamped in the axial direction and isolated from each other by an insulating material. At the same time, the magnetic system of the rotor is recruited from disk permanent magnets magnetized in a diametral direction, pressed into a shaft, made in the form of a banding shell of non-magnetic material, at the ends of which the bushings with air interlayer are pressed.
EFFECT: increase the reliability of the rotor, reduce additional losses.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электрических машин и может быть использовано в высокоскоростных электрических машинах.The invention relates to the field of electrical machines and can be used in high-speed electrical machines.

Известен ротор электрической машины [патент РФ №2516440 C1, H02K 21/14, 08.02.2013], в котором содержится вал, магнитопровод, выполненный из равномерно чередующихся магнитных и немагнитных кольцевых пластин, постоянные магниты с полюсными наконечниками и охватывающую их по наружной поверхности цилиндрическую обойму. Постоянные магниты с полюсными наконечниками установлены в окнах указанной обоймы. Механические напряжения, возникающие в роторе такой конструкции при работе электрической машины, распределяются равномерно по сечению указанной немагнитной обоймы над каждым постоянным магнитом с полюсным наконечником от продольной оси магнита к его боковым сторонам.The rotor of an electric machine is known [RF patent No. 2516440 C1, H02K 21/14, 02/08/2013], which contains a shaft, a magnetic circuit made of uniformly alternating magnetic and non-magnetic ring plates, permanent magnets with pole tips and cylindrical covering them on the outer surface clip. Permanent magnets with pole tips are installed in the windows of the specified clip. Mechanical stresses arising in the rotor of this design during operation of an electric machine are distributed evenly over the cross section of the indicated non-magnetic cage over each permanent magnet with a pole tip from the longitudinal axis of the magnet to its sides.

Недостатком аналога являются сложность изготовления цилиндрической немагнитной обоймы и технологической сборки ротора, а также наличие больших омических потерь и намагничивания вала.The disadvantage of the analogue is the difficulty in manufacturing a cylindrical non-magnetic cage and technological assembly of the rotor, as well as the presence of large ohmic losses and magnetization of the shaft.

Известен ротор на постоянных магнитах [патент РФ №2406209 С2, H02K 1/27, 10.12.2010], в котором постоянные магниты во внутренней части ротора расположены параллельно оси вращения ротора, и в области радиально внешних продольных кромок постоянных магнитов на внешнем периметре ротора выполнены открытые наружу пазы, которые соответственно проходят наклонно или с изгибом к продольным кромкам смежных постоянных магнитов в направлении периметра или, по меньшей мере, один раз пересекают; пазы на внешней стороне ротора в направлении периметра имеют меньшую ширину, чем в лежащей радиально ближе к центру области паза, и форма поперечного сечения паза по длине ротора постоянна.A known rotor with permanent magnets [RF patent No. 2406209 C2, H02K 1/27, 12/10/2010], in which the permanent magnets in the inner part of the rotor are parallel to the axis of rotation of the rotor, and in the region of the radially external longitudinal edges of the permanent magnets on the outer perimeter of the rotor outwardly open grooves, which respectively extend obliquely or with a bend to the longitudinal edges of adjacent permanent magnets in the direction of the perimeter, or intersect at least once; the grooves on the outer side of the rotor in the direction of the perimeter have a smaller width than in the groove region lying radially closer to the center, and the shape of the cross section of the groove along the rotor length is constant.

Недостатками аналога являются сложность конструкции, а также наличие больших добавочных потерь на поверхностном слое ротора, вызванных пульсациями магнитного поля вследствие зубчатой поверхности статора и ротора, и также связанные с полями рассеяниями магнитного поля.The disadvantages of the analogue are the design complexity, as well as the presence of large additional losses on the surface layer of the rotor, caused by pulsations of the magnetic field due to the gear surface of the stator and rotor, and also associated with fields of scattering of the magnetic field.

Известен ротор высокоскоростной электрической машины [патент РФ №2505908 C1, H02K 21/14, 10.08.2012], в котором вал имеет сечение в форме правильного многоугольника, на месте вершин которого выполнены прямоугольные пазы, стенки пазов параллельны плоскостям их симметрии, проходящим через ось вращения ротора. Немагнитная обойма имеет выступы на внутренней цилиндрической поверхности, которые располагаются на пазах вала без зазоров.The rotor of a high-speed electric machine is known [RF patent No. 2505908 C1, H02K 21/14, 08/10/2012], in which the shaft has a section in the shape of a regular polygon, at the vertices of which rectangular grooves are made, the groove walls are parallel to their symmetry planes passing through the axis rotor rotation. The non-magnetic clip has protrusions on the inner cylindrical surface, which are located on the grooves of the shaft without gaps.

Недостатками данной конструкции являются сложность изготовления ротора в форме правильного многоугольника и немагнитной обоймы, а также низкий энергетический показатель из-за больших добавочных потерь, связанных с рассеянием магнитного поля.The disadvantages of this design are the complexity of manufacturing the rotor in the form of a regular polygon and a non-magnetic holder, as well as a low energy index due to the large additional losses associated with the scattering of the magnetic field.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является ротор для электромеханического преобразователя энергии с постоянными магнитами [патент US 6661145 B1, H02K 1/27; H02K 1/28; 09.12.2003], содержащий вал, магнитную систему ротора, включающую дисковые постоянные магниты, которые зажаты в осевом направлении и изолированы друг от друга изоляционным материалом.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed is a rotor for an electromechanical energy converter with permanent magnets [patent US 6661145 B1, H02K 1/27; H02K 1/28; 12/09/2003], comprising a shaft, a rotor magnetic system, including disk permanent magnets that are axially clamped and insulated from each other by insulating material.

Недостатками ближайшего аналога являются сложность конструкции и технологической сборки ротора, а также низкий энергетический показатель из-за больших добавочных потерь, связанных с рассеянием магнитного поля.The disadvantages of the closest analogue are the complexity of the design and technological assembly of the rotor, as well as the low energy index due to the large additional losses associated with the scattering of the magnetic field.

Задача изобретения - упрощение конструкции и технологической сборки ротора, а также повышение энергетических показателей электромеханического преобразователя с высококоэрцитивными постоянными магнитами благодаря минимизации рассеяния магнитного поля и намагничивания постоянным магнитом вала.The objective of the invention is to simplify the design and technological assembly of the rotor, as well as improving the energy performance of an electromechanical transducer with highly coercive permanent magnets by minimizing the scattering of the magnetic field and magnetization by a permanent shaft magnet.

Техническим результатом является повышение надежности ротора, снижение добавочных потерь, высших гармоник высокоскоростных электромеханических преобразователей энергии.The technical result is to increase the reliability of the rotor, reducing additional losses, higher harmonics of high-speed electromechanical energy converters.

Поставленная задача решается и указанный технический результат достигается тем, что в роторе электромеханического преобразователя энергии с постоянными магнитами, содержащем вал, магнитную систему ротора, включающую дисковые постоянные магниты, которые зажаты в осевом направлении и изолированы друг от друга изоляционным материалом, согласно изобретению, магнитная система ротора, набранная из дисковых постоянных магнитов, намагниченных в диаметральном направлении, запрессована в вал, выполненный в виде бандажной оболочки из немагнитного материала, на торцах которой запрессованы втулки с воздушной прослойкой.The problem is solved and the specified technical result is achieved by the fact that in the rotor of an electromechanical energy converter with permanent magnets containing a shaft, a magnetic rotor system including disk permanent magnets that are axially clamped and insulated from each other by an insulating material, according to the invention, a magnetic system the rotor, recruited from disk permanent magnets magnetized in the diametrical direction, is pressed into a shaft made in the form of a retaining shell of non-magnet Nogo material on which the ends of the sleeve are pressed with an air gap.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен продольный разрез ротора электромеханического преобразователя энергии с дисковыми постоянными магнитами. На фиг. 2 изображен поперечный разрез электромеханического преобразователя энергии с дисковыми постоянными магнитами.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a rotor of an electromechanical energy converter with disk permanent magnets. In FIG. 2 is a cross-sectional view of an electromechanical energy converter with disk permanent magnets.

Ротор для высокоскоростных электромеханических преобразователей энергии с высококоэрцитивными постоянными магнитами содержит (фиг. 1, фиг. 2) вал, выполненный в виде бандажной оболочки 1 из немагнитного материала, с напрессованными дисковыми постоянными магнитами 2 с диаметральной намагниченностью, на торцах которых запрессованы втулки 3 с воздушной прослойкой.The rotor for high-speed electromechanical energy converters with highly coercive permanent magnets contains (Fig. 1, Fig. 2) a shaft made in the form of a retaining shell 1 of non-magnetic material, with pressed disk permanent magnets 2 with diametrical magnetization, at the ends of which are pressed 3 with air interlayer.

Ротор для высокоскоростных электромеханических преобразователей энергии с высококоэрцитивными постоянными магнитами работает следующим образом: при вращении ротора высокоскоростного электромеханического преобразователя энергии с дисковыми постоянными магнитами 2, намагниченными в радиальном направлении N-S, появляются добавочные потери, вызванные полями рассеяния. Для уменьшения поля рассеяния на торцах ротора запрессованы втулки 3 с воздушной прослойкой.The rotor for high-speed electromechanical energy converters with highly coercive permanent magnets works as follows: when the rotor rotates a high-speed electromechanical energy converter with disk permanent magnets 2 magnetized in the radial direction N-S, additional losses appear due to scattering fields. To reduce the scattering field at the ends of the rotor, bushings 3 with an air gap are pressed in.

Таким образом, упрощается конструкция ротора, а также повышаются энергетические показатели электромеханического преобразователя с постоянными магнитами и уменьшаются добавочные потери благодаря минимизации рассеяния магнитного поля и намагничивания постоянным магнитом вала.Thus, the design of the rotor is simplified, and the energy performance of the electromechanical converter with permanent magnets is increased and additional losses are reduced by minimizing the scattering of the magnetic field and magnetization by a permanent shaft magnet.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить надежность ротора, а также уменьшить магнитное поле рассеяния и высших гармоник в электромеханическом преобразователе энергии.So, the claimed invention allows to increase the reliability of the rotor, as well as to reduce the magnetic field of scattering and higher harmonics in an electromechanical energy converter.

Claims (1)

Ротор электромеханического преобразователя энергии с постоянными магнитами, содержащий вал, магнитную систему ротора, включающую дисковые постоянные магниты, которые зажаты в осевом направлении и изолированы друг от друга изоляционным материалом, отличающий тем, что магнитная система ротора, набранная из дисковых постоянных магнитов, намагниченных в диаметральном направлении, запрессована в вал, выполненный в виде бандажной оболочки из немагнитного материала, на торцах которой запрессованы втулки с воздушной прослойкой.The rotor of an electromechanical permanent magnet energy converter, comprising a shaft, a rotor magnetic system including disk permanent magnets that are axially clamped and insulated from each other by insulating material, characterized in that the rotor magnetic system is composed of disk permanent magnets magnetized in diametrical direction, pressed into the shaft, made in the form of a retaining shell of non-magnetic material, at the ends of which are pressed into the sleeve with an air gap.
RU2017131625A 2017-09-08 2017-09-08 Rotor for high-speed electromechanical energy converters with high-coefficient constant magnets RU2656863C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131625A RU2656863C1 (en) 2017-09-08 2017-09-08 Rotor for high-speed electromechanical energy converters with high-coefficient constant magnets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131625A RU2656863C1 (en) 2017-09-08 2017-09-08 Rotor for high-speed electromechanical energy converters with high-coefficient constant magnets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2656863C1 true RU2656863C1 (en) 2018-06-07

Family

ID=62560684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017131625A RU2656863C1 (en) 2017-09-08 2017-09-08 Rotor for high-speed electromechanical energy converters with high-coefficient constant magnets

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2656863C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6661145B1 (en) * 1999-03-26 2003-12-09 Inmotion Technologies Aktiebolag Rotor for a high speed permanent magnet motor
RU56738U1 (en) * 2005-07-26 2006-09-10 Открытое акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод" ELECTRIC MACHINE ROTOR
RU2308139C2 (en) * 2005-08-05 2007-10-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Особые сварочные агрегаты" (ООО НПФ "ОСА") Rotor for a magneto-electric machine, primarily for a synchronous generator with excitation by constant magnets
RU2444108C1 (en) * 2010-07-12 2012-02-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine rotor
US8350432B2 (en) * 2008-07-28 2013-01-08 Direct Drive Systems, Inc. Electric machine
RU2574606C1 (en) * 2014-12-10 2016-02-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine rotor
RU2633959C1 (en) * 2016-07-01 2017-10-20 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Rotor stack of submersible electric motor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6661145B1 (en) * 1999-03-26 2003-12-09 Inmotion Technologies Aktiebolag Rotor for a high speed permanent magnet motor
RU56738U1 (en) * 2005-07-26 2006-09-10 Открытое акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод" ELECTRIC MACHINE ROTOR
RU2308139C2 (en) * 2005-08-05 2007-10-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Особые сварочные агрегаты" (ООО НПФ "ОСА") Rotor for a magneto-electric machine, primarily for a synchronous generator with excitation by constant magnets
US8350432B2 (en) * 2008-07-28 2013-01-08 Direct Drive Systems, Inc. Electric machine
RU2444108C1 (en) * 2010-07-12 2012-02-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine rotor
RU2574606C1 (en) * 2014-12-10 2016-02-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine rotor
RU2633959C1 (en) * 2016-07-01 2017-10-20 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Rotor stack of submersible electric motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1140021A (en) Electrical machine of disc-type construction
RU2604058C1 (en) Synchronous motor with magnetic reduction
RU2552846C1 (en) Rotor of high-speed generator
JP2017055651A (en) Single phase permanent magnet motor
US10357346B2 (en) Actuator with enhanced magnetic spring function for personal care appliance
JP2013188075A (en) Rotor of permanent magnet type rotary electrical machine
RU2656863C1 (en) Rotor for high-speed electromechanical energy converters with high-coefficient constant magnets
CN106487191B (en) Single-phase brushless motor
CN108768026B (en) Motor rotor and permanent magnet motor
RU2382472C1 (en) Rotor of high-speed electric machine (versions)
RU2668817C1 (en) Synchronous motor with magnetic reduction
US20180205275A1 (en) Surface mount permanent magnet attachment for electric machine
RU2618217C1 (en) Rotor of electric machine
US3525007A (en) Axial air-gap machines having means to reduce eddy current losses in the armature windings
RU2013138977A (en) SYNCHRONOUS MOTOR
RU2543606C1 (en) Electrical machine rotor magnetic system
US11735967B2 (en) Rotary electric machine with rotor having permanent magnets with concave faces between two flat portions
RU2659796C1 (en) Flexible rotor with constant magnets
RU2743855C1 (en) Rotor of magnetoelectric machine with low level of heating of permanent magnets
CN206498309U (en) A kind of ultra high performance generator
JP2010057313A (en) Electric motor
KR101228454B1 (en) Self magnetizing motor
RU2705219C1 (en) Magnetic gearbox
RU2516440C1 (en) Rotor of electric machine
RU2544836C1 (en) Stepping motor

Legal Events

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

Effective date: 20190909