RU99118911A - Усовершенствования валов высокоскоростных роторов - Google Patents

Claims (19)

1. Ротор для высокоскоростной машины, такой как бесщеточный двигатель постоянного тока, указанный ротор содержит сердечник из редкоземельного магнита, гильзу, изготовленную из немагнитного материала, окружающую указанный магнитный сердечник для радиального сжатия сердечника при его высокоскоростном вращении, причем гильза простирается за пределы сердечника в обоих осевых направлениях, торцевые элементы, закрепленные внутри каждого конца гильзы и, соответственно, непосредственно или косвенно входящие в контакт с каждым торцом магнитного сердечника, при этом указанные торцевые элементы прилагают осевую силу сжатия к магнитному сердечнику.

2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что машиной является двигатель постоянного тока, в котором магнитный сердечник поперечно намагничен, и материалом сердечника является неодим-железо-бор [NdFeB].

3. Ротор по п.1 или 2, отличающийся тем, что резонансная частота изгиба ротора превышает максимальную частоту вращения.

4. Ротор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что гильза прилагает радиальную силу сжатия к магнитному сердечнику так, что сердечник находится под воздействием как радиальной, так и осевой сил сжатия в состоянии покоя.

5. Ротор по п.1, отличающийся тем, что сила сжатия имеет такое значение, что при максимальной частоте вращения в магнитном сердечнике возникает минимальное напряжение, если оно. вообще возникает.

6. Ротор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что по меньшей мере один из торцевых элементов косвенно входит в контакт с соответствующим торцом сердечника посредством немагнитного распорного элемента.

7. Ротор по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что гильза ротора изготовлена из немагнитного, высокопрочного металла, который имеет относительно высокий модуль Юнга для обеспечения жесткости на изгиб вала двигателя.

8. Ротор по п.7, отличающийся тем, что материал гильзы ротора подобран из инконеля, титана и сплава титана.

9. Ротор по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что торцевые элементы удерживаются на месте в гильзе тепловым сжатием гильзы на сборке из торцевых элементов и магнитного сердечника.

10. Ротор по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что торцевые элементы соединены с гильзой сваркой или приклеиванием одного или обоих торцевых элементов к гильзе либо с приложением напряжения к гильзе, либо с приложением сил сжатия к элементам.

11. Способ выполнения ротора для высокоскоростной машины, причем указанный ротор включает сердечник из редкоземельного магнита, включающий следующие операции: формируют гильзу, внутренний диаметр которой имеет размер, обеспечивающий посадку с натягом относительно торцевых элементов, располагаемых внутри гильзы; нагревают гильзу до температуры, ниже ее температуры отпуска так, что гильза расширяется в радиальном и осевом направлениях; вставляют магнитный сердечник и торцевые элементы в расширенную гильзу; прилагают осевую силу к торцевым элементам так, чтобы приложить силы сжатия к сердечнику; и охлаждают гильзу, посредством чего гильза сжимается вокруг наружных поверхностей магнитного сердечника и торцевых элементов.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что диаметр магнитного сердечника имеет размер, который дает посадку с натягом относительно гильзы.

13. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что гильзу нагревают до необходимой температуры устройством с индукционной нагревательной катушкой, в которую помещают гильзу.

14. Способ по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что включают операцию быстрого охлаждения нагретой гильзы, при этом сердечник находится под воздействием сил, вызывающих сжатие и предварительное напряжение.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что включают операцию регулирования скорости охлаждения для предотвращения изменений магнитных характеристик и повреждения поверхности магнитного сердечника и для обеспечения вхождения гильзы в контакт с торцевыми элементами и сжатия их до вхождения в контакт с магнитным сердечником и его сжатия.

16. Способ выполнения ротора для высокоскоростной машины, причем указанный ротор включает сердечник из редкоземельного магнита, включающий следующие операции формируют гильзу, помещают сердечник внутрь гильзы, помещают торцевые элементы в гильзу для захвата либо непосредственно, либо посредством распорного элемента осевых торцов сердечника, осуществляют предварительное напряжение осевым сжатием сердечника при помощи торцевых элементов, и прикрепляют торцевые элементы к гильзе, когда сердечник находится под осевым предварительным напряжением.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что торцевые элементы прикрепляют к гильзе сваркой, приклеиванием или тепловым сжатием гильзы для получения посадки с натягом.

18. Ротор, полученный способом по любому из пп.11-17.

19. Электрический двигатель, имеющий ротор по любому из пп.1-10 или 18.