SU1259425A1 - Ротор электрической машины - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  электрических машин с посто нными магнитами на Роторе. Целью изобретени   вл етс  упрощение и повьпиение технологичности конструкции ротора. Ротор содержит вал с магнитной системой, укрепленной шайбами И гайками. Магнитна  система состоит из тангенциально намагниченных посто нных магнитов (ГШ) и клиновидных магнитопроводов (КМ), каждый из которых в продольном направлении вьтолнен из двух частей, прилегающих друг к другу боковыми поверхност ми , образованнь1мн плоскостью , проход щей через нижнее основание КМ и не совпадающей с его радиальной плоскостью симметрии. На торцовых сторонах частей КМ со стороны вала выполнены дугообразные ступенчатые вьютупы 30, 31 равной высоты, охватываемые фиксирующими шайбами. Ширина выступов на торцовых сторонах частей КМ с меньшей дуговой прот женностью больше ширины выступов на торцовых сторонах с большей дуговой прот женностью . Ротор данной конструкции отличаетс  простотой, при сборке ис-о ключены механические повреждени  его частей при использовании хрупких маг- нитотвердьтх материалов, что повышает .. качество сборки и TexHonorjmHocTb ротора за счет автоматизации процессов обработки его частей. 1 з.п. ф-лы, бил. 28, а Л ,У 37 3J 31

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электрическим машинам с посто нными магнитами на роторе , и может использоватьс  в синхронных генераторах и двигател х,, а также в вентильных двигател х гаиро- кого назначени .

Цель изобретени  - упрощение и повышение технологичности конструкции ротора и повышение качества сборки за счет снижени  механических воздействий на посто нные магниты.

На фиг.1 представлен ротор, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 на фиг.З - элементы магнитопровода ротора, аксонометри ; на фиг.4 и 5 - варианты вьшолнени  магнитной системы ротора, развертки, на фиг.6 - магнитна  система ротора по фиг.З, вид сбоку.

Предлагаемый ротор электрической машины (фиг.1) содержит вал 1 и расположенную на нем магнитную систему 2, укрепленную с помощью фиксирующих шайб 3, поджимаемых в аксиальном направлении гайками 4. Магнитна  система 2 (фиг.2) состоит из посто нньгх магнитов 5, намагниченных в танген25 в аксиальном направлении, по мере перемещени  их относительно друг друга в направлени х, обозначенных стрелками 39 и 40, обеспечиваетс  увеличение площади поперечного сечени  клиновидциальном направлении (по направлению jo ных магнитопроводов 7-12, заклинива- линии 6), и расположенных между ни- ние и сжатие посто нных магнитов 5. ми клиновидных магнитопроводов 7-12, Перемещение и заклинивание частей

каждый из Которых разделен в продольном направлении на две части.

Клиновидный магнитопровод 7 разделен на части 13 и 14, магнитопровод 8 - на части 15 и 16, магнитопровод 7 - на части 17 и tS, магнитопровод

10- н части 19 и 20, магнитопровод

11- на части 21 и 22, магнитопровод

12- на части 23 и 24. Плоскость 25, раздел юща  каждый клиновидный магнитопровод на две части, например клиновидный магнитопровод 9 (фиг.1), расположена под некоторым углом 26 к радиальной плоскости 27 си1«4етрии клиновидного магнитопровода 9, проход  через его основание, т. е. не совпадает с плоскостью 27 аксиального сечени . Вследствие того, что угол 26 не равен нулю, кажда  из частей 13- 24 клиновидных магнитопроводов 7-12 имеет в продольном направлении сужа- юпшйс  и расшир ющийс  концы.

На фиг.З изображена одна из пар частей одного из клиновидных магнитопроводов 7-12, например части 17 и 18, в положении, предшествующем их

сборке в магнитной системе 2 ротора (невидимые линий обозначены пунктиром ). Части клиновидных магнитопро- водов имеют торцовые стороны 28 и 29

различной дуговой прот женностью, на которых выполнены дугообразные ступенчатые рыступы 30 и 31 равной высоты , расположенные таким образом, что Б собранной магнитной системе 2

ротора дуги 32 ступенчатых выступов 30 образуют с 33 ступенчатых выступов 31 части 34 и 35 окружности 36, концентричной валу 1 ротора (фиг.2).

При этом ширина ступенчатых выступов 31 (лини  37) об зательно должна быть больше ширины ступенчатых |выступов 30 (лини  38, фиг.З). Стрелками 39 и 40 показано направление

движени  частей клиновидных магнито- проводов 7-12, например частей 17 и 18, относительно друг друга при сборке магнитной системы 2. Благодар  клиновидности частей магнитопроводов

в аксиальном направлении, по мере перемещени  их относительно друг друга в направлени х, обозначенных стрелками 39 и 40, обеспечиваетс  увеличение площади поперечного сечени  клиновидных магнитопроводов 7-12, заклинива- ние и сжатие посто нных магнитов 5. Перемещение и заклинивание частей

13-24 осуществл етс  с помощью гаек 4, поджимающих фиксирующие шайбы 3, выступающий кольцеобразный буртик 41 которых охватывает ступенчатые выступы 30 и 31. Поджатие фиксирующих шайб 3 может также осуществл тьс  цилиндрическими шайбами (не показаны), посаженными на вал по напр женной посадке запрессовочными приспособлени ми .

На развертке образующей цилиндрической поверхности магнитной системы

2 ротора (фиг.4) пунктирньми лини ми 42 обозначена ширина ступенчатых выступов 31. Наличие продольной клиновидности частей 13-24 обеспечивает надежное крепление магнитной системы 2 при низкой точности изготовлени  частей магнитопроводов и посто нных магнитов. Наименьшую точность изготовлени  имеют части 13-24 при вьшол- нении их методом порошковой металлургии без последующей механической обработки . Разброс размеров деталей,выполненных методом порошковой металлургии , после их прессовани  и спекани  составл ет 1,5-2%. В расчете на этот предельный случай разброса параметров и определ ютс  значенн  угла 26, ширина ступенчатых выступов 30 и 31, длина кольцеобразного буртика 41 и длина магнитов 5.

Соотношени  приведенных размеров рассчитываютс  таким образом, чтобы ,при максимальном положительном допуске частей 13-24 торцовые стороны частей клиновидных магнитопроводов, характеризуемые линией 43 (фиг.4), не заходили левее торцовой поверхности магнита 5, характеризуемой линией 44. При максимальном отрицатель- ном допуске лини  42, определ юща  ширину ступенчатого выступа 31, не должна заходить правее линии 45, соответствующей торцовым сторонам 29 частей клиновидных магнитопроводов.

При выполнении предлагаемой конструкции ротора, согласно которой плоскости 25 сечени  соседних клиновидных магнитопроводов 7 и 12 параллельны между собой, -но асимметричны относительно плоскости 46 нейтрального сечени  расположенного между ними магнита 5, кроме простоты изготовлени  достигаетс  и простота сборки, что .делает конструкцию более техноло гичной (фиг.1, 2 и 4).

При выполнении предлагаемого ротора по фиг.5 части клиновидньк магнитопроводов , прилегающие к одному и тому же посто нному магниту, обраще- ны к торцам ротора сторонами с одинаковой дуговой прот женностью. Это обеспечиваетс  благодар  тому, что части 47-58 образованы путем соединени  боковых поверхностей отдельных частей клиновидных магнитопроводов 59-64, которые образованы плоскост ми , например плоскост ми 65 и 66, делени  соседних клиновидных магнитопроводов 63 и 64, расположенными под некоторьм, отличным от нул , углом 67 и 68 относительно радиальной плоскости симметрии клиновидного магнито провода 69, но  вл ющимис  непараллельными одна относительно другой и симметричными относительно плоскости нейтрального сечени , расположенного между ними (клиновидными магнито- проводами 63 и 64) посто нного магни та 5.

Таким образом, части клиновидного магнитопровода, например части 50 и 51, прилегающие к одному и тому же

посто нному магниту, обращены к торцовым сторонам ротора своими торцовы ми сторонами с одинаковой дуговой , прот женностью.

В соответствии с вариантом ньшол нени  ротора по фиг.5 и 6 каждый из посто нных магнитов 5 предварительно соедин етс  (например, путем склеивани ) с соседними част ми магнитопроводов , а именно с част ми 48 и 49 50 и 51,- 52 и 53, 54 и 55; 56 и 57, 58 и 47 (магнит последней Пары на фиг.5 не показан), и лишь затем полученные узлы объедин ютс  между собой в магнитную систему 2 и заклиниваютс с помощью фиксирующих шайб 3. Така  последовательность сборки позвол ет избежать трени  между посто нными магнитами 5 и част ми 47-58 при сборке магнитной системы 2, что не реализуетс  в предыдущем варианте конструкции , и избежать механических повреждений при использовании хрупких магнитотвердых материалов, подверженных сколам при механических воздействи х на них. Это в свою очередь, повьш1ает качество сборки ротора, что

делает его также более технологичным I

При работе предлагаемой конструкции магнитньй поток, создаваемый посто нными магнитами 5, одноимённые полюса которых прилегают.к част м одного и того же клиновидного магнитопровода , проходит через воздушный зазор электрической машинь, статор и замыкаетс  на противоположные полюса посто нных магнитов 5 через прилегающие к ним части соседних клиновидных магнитопроводов .

Технико-экономический эффект предлагаемой конструкции в сравнении с известной заключаетс  в ее упрощении , в упрощение сборки ротора, следствием чего  вл етс  снижение трудоемкости изготовлени  издели  в целом, во.зможность автоматизации процессов обработки-деталей, т. е. повьппение ее технологичности.

Claims (1)

1. Ротор электрической машины, содержащий вал, укрепленную на нем магнитную систему с тангйнциально намагниченными посто нными магнитами, обращенными одноименными полюсами один к другому, расположенными между ними клиновидными магнитопроподами, каждьтй из которых в продольном направлении вьтолнен из двух частей, прилегающих одна к другой боковыми поверхност ми , и фиксируницие шайбы, ус-- тановленные с торцов ротора, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и Повышени  технологичности конструкции ротора, боковые поверхности прилегающих одна к другой частей каждого клиновидного магнито- провода образованы плоскостью, проход щей через нижнее основание клиновидного магнитопровода и не совпадающей с его радиальной плоскостью симметрии , на каждой торцовой стороне частей клиновидных магнитопроводов со стороны вала выполнены дугообраз

ные ступенчатые выступы равной высоты , охватываемые фиксирующими шайбами , причем ширина выступов на торцовых сторонах частей клиновидных магнитопроводов с меньшей дуговой прот женностью больше ширины выступов на торцовых сторонах с большей дуговой прот женностью.

2, Ротор по п.1, о т л и ч а ю - щ и и с   тем, что, с целью повышени  качества сборки за счет снижени  механических воздействий на посто нные магниты, части магнитопровода, прилегающие к одному и тому же посто нному магниту, обращены к торцам ротора сторонами с одинаковой дуговой прот женностью.

W 5

«

21

25

фиг.

Ь

в

Фuг.f

-V

5

52

Фиг.б

Редактор АоШишкина

Составитель Т.Калашникова

Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Заказ 5135/55Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул.Проектна , 4