SU1077015A1 - Ротор электрической машины - Google Patents

Abstract

1. РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ :МА111ИНЫ, содержащий вал и укреплен8 /2 Фил.1 ную на нем магнитную систему с посто нными тангенциально намагниченными магнитами, обращенными одноименными полюсами один к другс лу, и расположенньми между ними клиновидными магнитопроводами, о тл и ч а ю щ и и с   тем,(что, с целью упрощени  конструкции, он снабжен установленными на валу по торцам магнитной системы фиксирующими шайбами и втулками, имеющими цилиндрические и конусные участки и установленными своими цилиндрическими участками в отверсти х фиксирующих шайб, а каждый клиновидный магнитопровод разделен в аксиальной плоскости на две части, между которыми расположешл конусные (Л участки ВТУЛОК, в отверсти х которых установлены ст жные шпильки. с

Description

2. Ротор ПОП.1, отличающийс  тем, что магнитна  система разделена в радиальной плоскости по меньшей мере на две части, между которыми размещена дополнительна  фиксирующа  шайба с установленнЕлми. в ней втулками .

3. Ротор по пп. 1 и 2, о т л ичающийс  тем, что втулки дополнительной фиксирующей шайбы выполнены с резьбой и жестко закреплены на шайбе, причем втулки, укрепленные на одной из сторон шайбы, расположены с угловым сдвигом относительно втулок,укрепленных на другой ее стороне.

1

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электрическим машинам с посто нными магнитами на роторе, и может быть использовано в синхронных генераторах и двигател х , а также в йентильных двигател х широкого назначени .

Известен ротор электрической машины, содержащий вал с установленной на нем магнитной системой, включающей посто нные тангенциально намагниченные магниты, обращенные друг к другу одноименными полюсами , и клиновидные магнитопроводы , расположенные между посто нными магнитами и образующие полюса магнитной Системы, охваченные с двух сторон бандажными кольцами l .,,

Недостатки данного ротора заключаютс  в сложности его изготовлени  и сборки и низкой надежности. В случае неточного изготовлени  деталей магнитной системы - посто н ных магнитов и клиновидных магнитопроводов резко снижаетс  конфигураци  ротора, т.е. в плоскости радиального сечени  он становитс  эллипсообразным. Сложность обусловлена также необходимостью обрабатывать конструкцию в Полусобранном виде, обеспечив посадочные поверхности под бандажньле кольца. Низка  надежность конструкции объ сн етс  прогибом клиновидных магнитопроводов , укрепленнь1х только в област х торцовых поверхностей, в особенности , если достаточно велико отнс дение длины магнитной системы к ее диаметру (более двух).

Известен также ротор электрической машины, содержащий вал, напрессованную на него немагнитную втулку и магнитную систему с посто нными магнитами и клиновидными магнитопроводами , приваренными к немагнитной втулке по всей его длине.

Посто нные магниты выполнены клиновидными и расположены своей утолщенной частью в сторону вала. После установки магнитов в пазы.

образованные магнитопроводами, ротор раскручиваете до своей максимальной частоты вращени , что приводит к заклиниванию магнитов, 5 после чего он обрабатываетс  по наружной поверхности 2 .

Недостаток указанного устройства состоит в сложности, вызванной необходимостью сварки магнию0 проводов с немагнитной втулкой, поскольку доступ к свариваемым участкам осуществл етс  только через пространство, предназначенное ,цп  установки в нем посто нных маг5 нитов. Трудности сварки усугубл ютс  тем, что свариваютс  магнитопровод щий и немагнитный материалы , дл  которых технологи  . сварки усложнена по сравнению со сваркой однородных материалов.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности ротор, содержащий вал с установленной на нем немагнитной втулкой, к которой с

-ПОМОЩЬЮ соединени  типа ласточкин

хвост прикреплены клиновидные магнитопроводы . Между клиновидными магнитопроводами установлены посто нные магниты З ,

0 Недостатками известного устройства  вл ютс  сложность и необходимость точного изготовлени  элементов конструкции ротора. Сложность обусловлена трудност ми выполнени  сое-

5 динени  типа ласточкин хвост, которое строго фиксирует магнитопровод относительно немагнитной втулки, не обеспечива  ни его углового перемещени , ни перемещени  в радиальном

Q направлении. Поэтому требуетс  высока  точность изготовлени  как магнитопроводов , так и магнитов, чтобы исключить зазор между магнитами и клиновидными магнитопроводами, приво д щий к ослаблению магнитного потока

и трудност м фиксации магнитов.

Цель изобретени  - упрощение конструкции .

Поставленна  цель достигаетс  тем, чтр ротор электрической машины, со0 держащий вал и укрепленную на нем

магнитную систему с посто нными тангенциально намагниченными магнитми , обращенными одноименными лолюсами один к другому, и расположенными между ними клиновидными магнитопровдами , снабжен установленными ни вал по торцам магнитной системы фиксирующими шайбами и втулками, имеющими цилиндрические и конусные участк и установленными своими цилиндрическими участками в отверсти х фи ;:сирующих шайб, а каждый клиновидный магнитопровод разделен в аксиальной плоскости на две части, между которми расположены конусные участки втулок/ в отверсти х которых установлены ст жные шпильки.

Магнитна  система может быть разделена в радиальной плоскости по меньшей мере на две части, между которыми размещена дополнительна  фиксирующа  шайба с установленными в ней втулками.

Втулки дополнительной фиксирующей шайбы могут быть выполнены с резьбой и жестко закреплены на шайбе , причем втулки, укрепленные на одной из сторон шайбы, расположёны с угловым Сдвигом относительно втулок/ укрепленных на другой ее стороне.

На фиг,1 приведен предлагаемый ротор, общий ВИД; на фиг.2 - то же, радиальное сечение; на фиг. 3 и 4 конструктивные варианты дополнительной фиксирующей шайбы;на фиг.5 фиксирующа  шайба, вид сбоку.

Ротор (фиг.1) содержит вал 1 и установленную на нем магнитную систему 2, состо щую из посто нных, магнитов 3 и клиновидных магнитопроводов 4, каждый из которых разделен в аксиальной плоскости на две части 5 имеющие продольную выемку 6. Магнитную систему 2 устанавливают и центрируют относительно вала 1 с помощью фиксирующих шайб 7, закрепленных на валу 1, например, .за счет посадки с нат гом с помощью шпонки или стопорного винта (не показаны). Коицентрично внутреннему отверстию фиксирующей шайбы 7 выполнены центры отверстий 8, в которых расположены втулки 9, имеющие цилиндрические 10 и конические 11 участки. Магнитна  система 2 расположена между фиксирующими шайбами 7 таким образом, что втулки .9-своими коническими участками 11 сопр гаютс  с выемками 6 частей 5 магнитопровода 4. В отверсти  втулок 9 вставлены ст жные шпильки 12. Посто нные магниты 3 размещают между клиновидными магнитопро ода;Ми 4 и удерживают их в радиальном направлении с помощью буртиков 13, вьшолненных на магнитопроводах.

Собранную соответствующим образом магнитную систему 2 жестко фиксируют и закрепл ют относительно вала 1 с помощью ст жных шпилек 12. Ст гиваемые ими втулки 9 расклинивают своими коническими участками 11 части 5 магнитопровода 4, образующего полюс какой-то одной пол рности. Расклинивание магнитопроводов осуществл етс  до

тех пор, пока не исчезает зазор между магнитопроводами и посто нными магнитами 3.

В зависимости от размеров сопр гаемых деталей, в частности от разMejpoB клиновидных магнитопроводов и толщины посто нных магнитов 3, степень расклинивани  магнитопроврдов 4 будет различной. Например, чем тоньше по сравнению с расчетными посто нные магниты 3, тем больше зазор 14 между част ми 5 магнитопровода 4. Разброс размеров деталей, таким образом, сказываетс  только на величине зазора 14 и не оказывает вли ни  на плотность соединени  посто нных магнитов 3 с клиновидными магнитопроводами 4.

После жесткой фиксации магнитнрй системы 2 стопор т в случае необходимости втулки 9 и обрабатывают наружную поверхность ротора.

На фиг.З приведена конструкци  дополнительной фиксирующей шайбы 7 с.втулками 9 раздел ющей магнитную систему 2 в радиальной плоскости на

две части. Втулки 9 центральной

фиксирующей шайбы имеют один цилиндрический 10 и два конических 11 участка.

Дополнительна  фиксирующа  шайба

7 необходима в случае большой длины ротора в сравнении с диаметром (при отношении длины ротор к диаметру равном двум и более) и в случае, когда требуетс -сдвиг на некоторый

угол между разделенными фиксирующей шайбой 7 част ми магнитной системы 2. Как правило, сдвиг .на угол, равный половине углового зубцового делени  статора, требуетс  дл 

уменьшени  зубцовых пульсаций маг-. нитного потока и зубцового реактивного момента. - . I

На фиг.4 приведена конструкци  фиксирующей шайбы 7, втулки 9 которой жестко закреплены на обоих ее сторонах. В этом случае втулки 9 центральной фиксирующей шайбы 7 имеют резьбу 15, а расклинивание частей 5 магнитопроводов осуществл етс  с помощью винтов (не показаны), выполн ющих функции шпилек 12.Сдвиг частей магнитопровода 4 друг отно .сительно друга осуществл етс  за счет сдвига на угол 16 втулок 9,

.Е§сположенных на одной из сторон

фиксирующей шайбы 7, относительно: втулок 9, расположенных на другой ее стороне и обозначенных пунктиром 17.

Магнитопроврды 4 изготавливают либо из магнитом гкой стали резанием или штамповкой, либо из маглитопровод щего порстака методами порсмаковой металлургии, в частности методы порошковой металлургии обеспечивают достаточно высокую индукцию (1,0 Тс и более), незначительную в сравнении со стал ми электрическую проводимость и, соответственно, малые потери на вихревые токи в магнитопроврре и низкую стоимость изготовлени .

Предлагаемый ротор работает аналогично прототипу.

13

12

Магнитный поток, создаваемый посто нными магнитами 3, одноименные полюса которого прилегают к одному и тому же магнитопроводу 4, проходит по част м 5, далее через «воздушный зазор электрической машины и статор и замыкаетс  на противоположные полюса посто нных магнитов 3 через прилегающие к ним магнитопроводы соседних полюсов Л

0 Таким образом, упрощение конструкции обеспечивает снижение требований к точности изготовлени  деталей ротора и упрощение технологии его сборки , что ведет к снижению трудоемкос5 ти и стоимости изготовлени  ротора, поскольку позвол ет исключить сложные процессы, св занные с точной механической обработкой, и автоматизировать процесс сборки ротора.

(pui.a

/7

Claims (3)

1. РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ /МАШИНЫ, содержащий вал и укреплен- ную на нем магнитную систему с постоянными тангенциально намагниченными магнитами, обращенными одноименными полюсами один к другому, и расположенными между ними клиновидными магнитопроводами, о тл и ч а ю щ и й с я тем,(что, с целью упрощения конструкции, он снабжен установленными на валу по торцам магнитной системы фиксирующими шайбами и втулками, имеющими цилиндрические и конусные участки й установленными своими цилиндри ческими участками в отверстиях фиксирующих шайб, а каждый клиновидный магнитопровод разделен в аксиальной плоскости на две части, между которыми расположены конусные участки втулок, в отверстиях которых установлены стяжные шпильки.

2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что магнитная система разделена в радиальной плоскости по меньшей мере на две части, между которыми размещена дополнительная фиксирующая шайба с установленными, в ней втулками.

4 '

3. Ротор по пп. 1 и 2, о т л и- ’ чающийся тем, что втулки дополнительной фиксирующей шайбы выполнены с резьбой и жестко закреплены на шайбе, причем втулки, укрепленные на одной из сторон шайбы,рас“ положены с угловым сдвигом относительно втулок,укрепленных на другой ее стороне.