RU2675381C2 - Method of manufacturing rotor of electric machine - Google Patents
Method of manufacturing rotor of electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2675381C2 RU2675381C2 RU2017104995A RU2017104995A RU2675381C2 RU 2675381 C2 RU2675381 C2 RU 2675381C2 RU 2017104995 A RU2017104995 A RU 2017104995A RU 2017104995 A RU2017104995 A RU 2017104995A RU 2675381 C2 RU2675381 C2 RU 2675381C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- plates
- teeth
- magnetic
- permanent magnets
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а точнее, к способам изготовления синхронных и шаговых электрических машин, в том числе для космических аппаратов (КА).The invention relates to the field of electrical engineering, and more specifically, to methods for manufacturing synchronous and stepping electric machines, including for spacecraft (SC).
Известен способ сборки ротора высокооборотной электрической машины (патент РФ №1534640), состоящий в том, что на валу закрепляют переменно-полюсную магнитную систему из постоянных магнитов, намагниченных в тангенциальном направлении, и размещенных между ними магнитных полюсов, выполненных в виде клиновидных вставок. После установки на валу магнитную систему заключают во внешнюю цилиндрическую обойму, обеспечивающую жесткость конструкции при высоких оборотах ротора (1).A known method of assembling the rotor of a high-speed electric machine (RF patent No. 1534640), consisting in the fact that the alternating-pole magnetic system of permanent magnets magnetized in the tangential direction and magnetic poles placed between them, made in the form of wedge-shaped inserts, is fixed on the shaft. After installation on the shaft, the magnetic system is enclosed in an external cylindrical cage providing structural rigidity at high rotor speeds (1).
Недостатком указанного технического решения является сложность и низкая технологичность сборки, что обусловлено трудностью изготовления цилиндрической обоймы, состоящей из чередующихся участков из немагнитного и магнитного материалов.The disadvantage of this technical solution is the complexity and low manufacturability of the assembly, due to the difficulty of manufacturing a cylindrical cage, consisting of alternating sections of non-magnetic and magnetic materials.
Известен также способ сборки ротора высокооборотной электрической машины (патент RU №2223585), состоящий в том, что на валу устанавливают переменно-полюсную магнитную систему из постоянных магнитов, намагниченных в тангенциальном направлении, и размещенных между ними магнитных полюсов. Полюса выполняют в виде клиновидных вставок, каждая из которых состоит из двух частей, разделенных между собой клиньями. Для сохранения целостности конструкции при вращении ротора предусмотрены подкладки с конусными краями, которые входят в сопряжение с буртиками на краях полюсов. В процессе сборки используют специальное приспособление в виде оправок, сконцентрированных по наружному диаметру вала (2).There is also known a method of assembling the rotor of a high-speed electric machine (patent RU No. 2223585), consisting in the fact that an alternating-pole magnetic system of permanent magnets magnetized in the tangential direction and magnetic poles placed between them is mounted on the shaft. The poles are made in the form of wedge-shaped inserts, each of which consists of two parts separated by wedges. To preserve the integrity of the structure during rotation of the rotor, pads with conical edges are provided, which enter into interface with the shoulders at the edges of the poles. In the assembly process, a special device is used in the form of mandrels concentrated along the outer diameter of the shaft (2).
Недостатком указанного способа является большая трудоемкость сборки и низкая технологичность, обусловленные сложностью конструкции.The disadvantage of this method is the high complexity of the Assembly and low manufacturability due to the complexity of the design.
В качестве прототипа выбран способ сборки ротора высокооборотной электрической машины (патент RU №2346375), заключающийся в том, что на валу устанавливают переменно-полюсную магнитную систему, включающую постоянные магниты, намагниченные в тангенциальном направлении, и размещенные между ними пластины. Магнитную систему образуют путем чередования магнитных и немагнитных пластин с пазами и размещения в данных пазах постоянных магнитов, при этом немагнитные пластины устанавливают на валу, надевая их на осевые шпильки в чередующейся последовательности с магнитными пластинами, наружный диаметр которых больше наружного диаметра немагнитных пластин, затем все пластины стягивают между собой осевыми шпильками и обтачивают магнитные пластины до размера наружного диаметра немагнитных пластин, после чего устанавливают постоянные магниты в упомянутые пазы; высоту по радиусу пазов в магнитных пластинах выбирают равной наружному радиусу немагнитных пластин, либо меньше него на величину от 5 до 5/2, где 5 - величина рабочего зазора электрической машины; установку на валу немагнитных пластин производят с помощью шлицевого соединения.As a prototype, the method of assembling the rotor of a high-speed electric machine (patent RU No. 2346375) was selected, which consists in the fact that an alternating-pole magnetic system is installed on the shaft, including permanent magnets magnetized in the tangential direction, and plates placed between them. A magnetic system is formed by alternating magnetic and non-magnetic plates with grooves and placing permanent magnets in these grooves, while the non-magnetic plates are mounted on the shaft, putting them on the axial studs in an alternating sequence with magnetic plates, the outer diameter of which is larger than the outer diameter of the non-magnetic plates, then all the plates are pulled together by axial studs and grind the magnetic plates to the size of the outer diameter of the non-magnetic plates, after which the permanent magnets are installed in the aforementioned grooves; the height along the radius of the grooves in the magnetic plates is chosen equal to the outer radius of the non-magnetic plates, or less than it by 5 to 5/2, where 5 is the working gap of the electric machine; installation on the shaft of non-magnetic plates is performed using a spline connection.
Недостаток способа-прототипа заключается в увеличенной трудоемкости и не достаточно высокой технологичности его применения при изготовлении ротора электрической машины из-за применения нескольких стяжных шпилек, сложности изготовления пазов для размещения постоянных магнитов. Возможности применения способа-прототипа ограничены из-за применения его для изготовления электрической машины только с синхронным электродвигателем. Способ не предусматривает точной балансировки ротора с применением подшипников, а также окончательной чистовой обработки магнитных пластин по их внешнему периметру, что снижает равномерность вращения ротора и, как следствие этого, снижается КПД электрической машины.The disadvantage of the prototype method is the increased complexity and not sufficiently high adaptability of its use in the manufacture of the rotor of an electric machine due to the use of several coupling rods, the difficulty of manufacturing grooves to accommodate permanent magnets. The possibilities of using the prototype method are limited due to its use for the manufacture of an electric machine with a synchronous electric motor only. The method does not provide for accurate balancing of the rotor using bearings, as well as the final finishing of the magnetic plates along their outer perimeter, which reduces the uniformity of rotation of the rotor and, as a result, the efficiency of the electric machine is reduced.
Задачи предложенного способа заключаются в уменьшении трудоемкости и повышении технологичности изготовления ротора; в расширении возможности применения предложенного способа для изготовления электрических машин как синхронных, так и шаговых; в повышении точности балансировки ротора в процессе его изготовления.The objectives of the proposed method are to reduce the complexity and increase the manufacturability of the manufacture of the rotor; in expanding the applicability of the proposed method for the manufacture of electric machines, both synchronous and step; in improving the accuracy of balancing the rotor during its manufacture.
Поставленные задачи решены за счет того, что переменно-полюсную магнитную систему, образованную путем чередования постоянных магнитов и магнитных кольцевых пластин с пазами, размещенными в них указанными магнитами, устанавливают на осевой шпильке и стягивают осевой шпилькой между собой; сборку обрабатывают шлифовкой, постоянные магниты изготавливают в виде кольцевых цилиндрических форм с центральными отверстиями с диаметрами, выполненными с допусками относительно шпоночного выступа для обеспечения возможности их установки на осевую шпильку, выполненную с диаметром, равным диаметру вала ротора; магнитные пластины изготавливают с зубцами по наружным периметрам и центральными отверстиями с выполненными в них шпоночными вырезами; пластины устанавливают так, чтобы зубцы одной пластины находились напротив промежутков между зубцами соседней пластины; нарезку зубцов по наружным периметрам магнитных пластин выполняют в отдельности на каждой пластине с одинаковыми размерами ширины зубцов и промежутками между ними; при сборке ротора одноименные полюсы соседних магнитов устанавливают направленными друг к другу; осевую шпильку выполняют съемной, после готовности сборки шпильку заменяют на вал.The tasks are solved due to the fact that the alternating-pole magnetic system formed by alternating permanent magnets and magnetic ring plates with grooves placed in them by the indicated magnets is mounted on an axial pin and pulled together by an axial pin; the assembly is processed by grinding, the permanent magnets are made in the form of annular cylindrical shapes with central holes with diameters made with tolerances relative to the key protrusion to enable installation on an axial pin made with a diameter equal to the diameter of the rotor shaft; magnetic plates are made with teeth along the outer perimeters and central holes with key cuts made in them; the plates are set so that the teeth of one plate are opposite the gaps between the teeth of the adjacent plate; cutting teeth along the outer perimeters of the magnetic plates is carried out individually on each plate with the same dimensions of the width of the teeth and the gaps between them; when assembling the rotor, the same poles of adjacent magnets are installed directed to each other; the axial pin is removable; after the assembly is ready, the pin is replaced with a shaft.
При чем, если количество шпоночных вырезов больше одного, то их выполняют под углом 90° относительно друг друга, чередуя при этом направление шпоночных вырезов попеременно на зубец или промежуток между зубцами.Moreover, if the number of key cuts is more than one, then they are performed at an angle of 90 ° relative to each other, while alternating the direction of the key cuts alternately on the tooth or the gap between the teeth.
Предложенный способ сборки изготовления ротора электрической машины поясняется чертежами.The proposed assembly method of manufacturing a rotor of an electric machine is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показан вид ротора, установленного на съемной осевой шпильке, сбоку в разрезе.In FIG. 1 shows a side view in section of a rotor mounted on a removable axial stud.
На фиг. 2 показан разрез А-А периферийных участков магнитных пластин.In FIG. 2 shows a section AA of the peripheral portions of the magnetic plates.
На фиг. 3 показан главный вид и вид сбоку магнитной пластины.In FIG. 3 shows a main view and a side view of a magnetic plate.
Предложенный способ изготовления ротора электрической машины, заключается в том, что переменно-полюсную магнитную систему, образованную путем чередования постоянных магнитов 2 и магнитных кольцевых пластин 3 с пазами 4 для размещенния в них указанных магнитов 2, устанавливают на осевой шпильке 5, стягивают между собой. Осевая шпилька 5 выполнена с жестко соединенным опорным фланцем с одного ее конца и снабженной стяжной гайкой с другого ее конца; магнитные пластины 3 обрабатывают по наружным диаметрам.The proposed method for manufacturing the rotor of an electric machine is that an alternating-pole magnetic system formed by alternating permanent magnets 2 and magnetic annular plates 3 with
В предложенном способе изготовления ротора электрической машины постоянные магниты 2 изготавливают в виде кольцевых цилиндрических форм с центральными отверстиями 6 диаметром 7. На осевой шпильке 5 выполнен шпоночный выступ 8. Шпильку 5 выполняют съемной; после изготовления сборки шпильку заменяют валом 1. Диаметр шпильки 5 равен диаметру вала 1. Диаметры центральных отверстий 6 постоянных магнитов 2 выполнены с допусками относительно шпоночного выступа 8 для возможности их установки на съемную осевую шпильку 5. Это позволяет уменьшить трудоемкость и повысить технологичность изготовления ротора за счет исключения из него немагнитных пластин, сокращения числа осевых шпилек до одной; упрощения выполнения пазов в магнитных кольцевых пластинах 3 для установки кольцевых цилиндрических постоянных магнитов 2. Магнитные пластины 3 изготавливают с зубцами 9 по наружным периметрам и с центральными отверстиями 10 с одним шпоночным вырезом или вырезами, например, с четырьмя вырезами 11, 12, 13, 14, как показано на фиг. 3, равномерно расположенными в отверстиях 10 с углами α между ними 90 градусов (при выполнении двух или четырех вырезов) для установки в них шпоночного выступа 8 съемной осевой шпильки 5. При выполнении шпоночных вырезов их направление чередуют попеременно на зубец или промежуток между зубцами. Магнитные пластины 3 изготавливают двух форм: крайние 15 - с цилиндрическим пазом 16, выполненным с одной стороны для установки кольцевых цилиндрических постоянных магнитов 2 и промежуточные 17 - с цилиндрическим пазами 18, 19, выполненными с обеих их сторон для установки указанных кольцевых цилиндрических постоянных магнитов 2. Это позволило повысить технологичность изготовления ротора за счет изготовления магнитных кольцевых пластин 3 с одинаковыми зубцами 9 по наружным периметрам и с одинаковыми цилиндрическими пазами 16, 18, 19 для установки кольцевых цилиндрических постоянных магнитов 2. Нарезку зубцов 9 по наружным периметрам магнитных пластин 15, 17 выполняют в отдельности на каждой пластине электроэрозионным способом с одинаковыми размерами ширины 20 зубцов 9 и промежутками 21 между ними. Причем, обеспечение расположения зубцов одной пластины напротив промежутков соседней пластины достигают путем поворота пластин вокруг центрального отверстия и установке на шпоночном выступе 8 соответствующего шпоночного выреза 11.In the proposed method for manufacturing the rotor of an electric machine, permanent magnets 2 are made in the form of annular cylindrical shapes with
Сборку ротора выполняют на съемной осевой шпильке 5 склеиванием прилегающими поверхностями равномерно чередующихся магнитных кольцевых пластин 15, 17 и цилиндрических кольцевых постоянных магнитов 2 с полюсами S и N, расположенными в осевом направлении. При этом одноименные полюсы соседних магнитов устанавливают направленными друг к другу. Затем осуществляют стяжку ротора на съемной осевой шпильке 5 и сушку сборки, после которой съемную осевую шпильку 5 снимают с ротора и заменяют на вал 1. Это позволяет расширить возможность применения предложенного способа для изготовления электрических машин как синхронных, так и шаговых за счет выполнения зубцов 9 по наружным периметрам магнитных кольцевых пластин 15, 17; повысить технологичность изготовления ротора за счет применения только одной съемной осевой стяжной шпильки 5 с одним шпоночным выступом 8, на который устанавливают перед стяжкой магнитные кольцевые пластины 15, 17 и между ними цилиндрические кольцевые постоянные магниты 2.The rotor is assembled on a removable
В настоящее время предложенный способ находится на этапе выпуска конструкторской документации на создаваемую электрическую машину для КА с применением указанного способа ее изготовления.Currently, the proposed method is at the stage of issuing design documentation for the created electric machine for the spacecraft using the specified method of its manufacture.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104995A RU2675381C2 (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Method of manufacturing rotor of electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104995A RU2675381C2 (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Method of manufacturing rotor of electric machine |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017104995A RU2017104995A (en) | 2018-08-16 |
RU2017104995A3 RU2017104995A3 (en) | 2018-08-16 |
RU2675381C2 true RU2675381C2 (en) | 2018-12-19 |
Family
ID=63177117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017104995A RU2675381C2 (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Method of manufacturing rotor of electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2675381C2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU955393A1 (en) * | 1980-11-14 | 1982-08-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения | Hign-speed electric machine rotor |
SU1534640A2 (en) * | 1988-04-05 | 1990-01-07 | Предприятие П/Я Г-4993 | Electrical machine rotor |
EP0926801A2 (en) * | 1997-12-26 | 1999-06-30 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Motor generator using permanent magnet |
RU2223585C1 (en) * | 2002-06-07 | 2004-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Агрегатное конструкторское бюро "Якорь" | Electrical machine rotor |
RU2234787C1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Специальное конструкторское бюро "Ротор" | Method for manufacturing commutator-type inductor of magnetoelectric machine (alternatives) |
US7204012B2 (en) * | 2004-04-07 | 2007-04-17 | Minebea Co., Ltd. | Method for fabricating a rotor arrangement and a rotor arrangement for an electric machine |
RU2346375C1 (en) * | 2007-06-05 | 2009-02-10 | Александр Владимирович Левин | Method of assembling high-speed electrical machine rotor |
-
2017
- 2017-02-15 RU RU2017104995A patent/RU2675381C2/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU955393A1 (en) * | 1980-11-14 | 1982-08-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения | Hign-speed electric machine rotor |
SU1534640A2 (en) * | 1988-04-05 | 1990-01-07 | Предприятие П/Я Г-4993 | Electrical machine rotor |
EP0926801A2 (en) * | 1997-12-26 | 1999-06-30 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Motor generator using permanent magnet |
RU2223585C1 (en) * | 2002-06-07 | 2004-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Агрегатное конструкторское бюро "Якорь" | Electrical machine rotor |
RU2234787C1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Специальное конструкторское бюро "Ротор" | Method for manufacturing commutator-type inductor of magnetoelectric machine (alternatives) |
US7204012B2 (en) * | 2004-04-07 | 2007-04-17 | Minebea Co., Ltd. | Method for fabricating a rotor arrangement and a rotor arrangement for an electric machine |
RU2346375C1 (en) * | 2007-06-05 | 2009-02-10 | Александр Владимирович Левин | Method of assembling high-speed electrical machine rotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017104995A (en) | 2018-08-16 |
RU2017104995A3 (en) | 2018-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10498202B2 (en) | Manufacturing method for rotor for rotary electric machine | |
EP2269284B1 (en) | Method of servicing a power generator | |
US20150364960A1 (en) | Rotor member fixed to rotary shaft of electrical rotating machine, rotor, rotary electric machine and method for disassembling rotor | |
DE112014007129T5 (en) | A stator core for a rotary electric machine, a rotary electric machine, and a method of manufacturing a rotary electric machine | |
EP3748816A1 (en) | Electrical machines | |
US20130249342A1 (en) | Cantilevered Rotor Magnet Support | |
RU2675381C2 (en) | Method of manufacturing rotor of electric machine | |
RU2382472C1 (en) | Rotor of high-speed electric machine (versions) | |
RU2346375C1 (en) | Method of assembling high-speed electrical machine rotor | |
JP3522943B2 (en) | Rotating electric machine rotor | |
AU2015100320A4 (en) | Design method for magnetic turntable | |
JP6190905B1 (en) | Rotating electric machine and manufacturing method thereof | |
AU2015100319A4 (en) | Magnetic turntable | |
EP2360816B1 (en) | Assembly for mounting magnets on a steel sheet rotor pack | |
RU81009U1 (en) | ELECTRIC MACHINE ROTOR | |
US20210091610A1 (en) | Stator tooth arrangement | |
RU2659796C1 (en) | Flexible rotor with constant magnets | |
RU2682179C1 (en) | Rotor of electric machine with permanent magnets (options) | |
CN101421904A (en) | Rotor for a rotor electrical machine comprising grooves for magnets | |
CN110247495A (en) | Rotor punching, rotor core, driving motor for electric automobile and production method | |
DE102015105991B4 (en) | High power density electrical work machine | |
US9525315B2 (en) | Magnet tiles assembly | |
JPH08168215A (en) | Magnet mounting equipment of permanent synchronous motor | |
US20240097547A1 (en) | Magnetic strain wave gear device | |
CN209526579U (en) | Magnetic pole module, rotor, motor and wind power generating set |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211123 Effective date: 20211123 |