SU1608772A1

SU1608772A1 - Electric machine pole

Info

Publication number: SU1608772A1
Application number: SU874338048A
Authority: SU
Inventors: Роберт Вачеевич Оганян
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1990-11-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике. Цель изобретени - повышение использовани материала посто нного магнита, улучшение охлаждени и упрощение креплени полюса электрической машины. Полюс 1 выполнен решетчатым. Он состоит из чередующихс вдоль длины и ширины полюса магнитных участков 2 и немагнитных промежутков 3. Последние могут быть выполнены в виде отверстий 4 в теле посто нного магнита или в виде перегородок чеистого каркаса из немагнитного материала. Магнитные участки при этом выполнены в виде отдельных брусков, которые установлены в чейки каркаса. Отверсти 4 и чейки могут быть расположены в шахматном пор дке. 4 з.п.ф-лы, 11 ил.The invention relates to electrical engineering. The purpose of the invention is to increase the use of permanent magnet material, improve cooling and simplify the pole mounting of an electric machine. Pole 1 is made of lattice. It consists of alternating magnetic sections 2 and nonmagnetic gaps 3 along the length and width of the pole. The latter can be made in the form of holes 4 in the body of a permanent magnet or in the form of partitions of a cellular frame made of a nonmagnetic material. The magnetic sections are made in the form of individual bars, which are installed in the cell frame. Holes 4 and cells can be arranged in a checkerboard pattern. 4 hp ff, 11 ill.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при разработке и проектировании электрических машин с полюсами из посто нных магнитов .The invention relates to electrical engineering and can be used in the development and design of electrical machines with permanent magnets poles.

Цель изобретени - повышение использовани материала посто нного магнита, улучшение охлаждени и упрощение креплени полюса электрической машины.The purpose of the invention is to increase the use of permanent magnet material, improve cooling and simplify the pole mounting of an electric machine.

На фиг. 1 изображен полюс электрической машины с отверсти ми в теле посто нного магнита, направленными по направлению намагничени этого магнита; на фиг. 2 и 3 - варианты расположени и формы отверстий в теле посто нного магнита; на фиг. 4 - полюс электрической машины с установленными отдельными брусками посто нных магнитов в чеистый каркас из немагнитного материала; на фиг. 5 и 6 - чеистый каркас из немагнитного материала, вариант выполнени ; на фиг. 7 и 8 - варианты размещени отверстий в чередующихс р дах каркаса из немагнитного материала, расположенных в шахматном пор дке; на фиг. 9 и 10 - варианты креплени полюса электрической машины соответственно в продольном и поперечном разрезах; на фиг. 11 - полюс электрической машины с полюсным наконечником из магнитом гкого материала , вариант выполнени .FIG. Figure 1 shows the pole of an electric machine with holes in the body of a permanent magnet directed in the direction of magnetization of this magnet; in fig. 2 and 3 are variants of the arrangement and shape of the holes in the body of the permanent magnet; in fig. 4 - pole of an electric machine with installed separate bars of permanent magnets in a cellular frame made of a nonmagnetic material; in fig. 5 and 6 — cellular frame made of non-magnetic material, embodiment; in fig. 7 and 8 are arrangements for arranging holes in alternating rows of a frame of non-magnetic material arranged in a checkerboard pattern; in fig. 9 and 10 are variants of fastening the pole of an electric machine, respectively, in longitudinal and transverse sections; in fig. 11 - pole of an electric machine with a pole tip of a magnet of flexible material, an embodiment.

Предлагаемый полюс 1 электрической машины выполнен решетчатым и состоит из чередующихс вдоль длины и вдоль ширины полюса магнитных участков 2 и немагнитных промежутков 3. Немагнитные промежутки 3 могут быть выполнены в виде отверстий 4 (фиг. 1-3) в теле посто нного магнита, направленных вдоль вектора 5 намагничени этого магнита. Возможно выполнение (фиг.4) немагнитных промежутков 3 в виде перегородок б (фиг.5 и 6) чеистого каркаса 7 из немагнитного материала. Магнитные участки 2 при этом выполнены в виде отдельных брусков 8 посто нного магнита и эти бруски установлены в чейки 9 упом нутого каркаса 7. Отверсти 4 в теле посто нного магнита в чередующихс р дах могут быть расположены в шахматном пор дке (фиг.2 и 3). Также в шахматном пор дке (фиг. 7 и 8) могут быть расположены чейки 9 в чередующихс р дах.The proposed pole 1 of the electric machine is made of a lattice and consists of alternating along the length and width of the pole of the magnetic sections 2 and non-magnetic gaps 3. The non-magnetic gaps 3 can be made in the form of holes 4 (Fig. 1-3) in the body of a permanent magnet directed along vector 5 magnetization of this magnet. It is possible to perform (figure 4) non-magnetic gaps 3 in the form of partitions b (figure 5 and 6) of the cellular frame 7 made of non-magnetic material. The magnetic sections 2 here are made in the form of individual bars 8 of a permanent magnet and these bars are installed in the cells 9 of the said frame 7. The holes 4 in the body of the permanent magnet can be arranged in alternating rows in chessboard order (Figures 2 and 3 ). Also in checkerboard order (Figs. 7 and 8), cells 9 can be arranged in alternating rows.

Дл получени заданной формы магнитного пол и оптимального использовани .материала посто нного магнита предпочтительнее упор доченное расположение магнитных участков 2 и немагнитных промежутков 3, например, m р дов отверстий 4 по ширине полюса 1 и п р дов отверстий 4 по длине полюса 1. При этом дл случа In order to obtain a given magnetic field shape and optimum use of a permanent magnet material, it is preferable to arrange the magnetic sections 2 and non-magnetic gaps 3 in an orderly manner, for example, the rows of holes 4 along the width of the pole 1 and the rows of holes 4 along the length of the pole 1. for the occasion

выполнени отверстий в теле посто нного магнита размер магнитных участков 2 не должен превышать размер немагнитны-х промежутков 3, а дл случа выполнени holes in the body of a permanent magnet, the size of magnetic sections 2 should not exceed the size of nonmagnetic gaps 3, and for the case of

чеистого каркаса 7 из немагнитного материала с установлением в них отдельных брусков 8 посто нного магнита размеры немагнитных промежутков 3 не должны превышать размеры бруска посто нного магнита . Причем в обеих случа х размеры магнитных участков 2 и размеры немагнитных промежутков 3 должны превышать величину воздушного зазора д электрической машины.cell frame 7 of a non-magnetic material with the establishment in them of individual bars 8 permanent magnet non-magnetic dimensions of the gaps 3 should not exceed the size of a bar of a permanent magnet. Moreover, in both cases, the dimensions of the magnetic sections 2 and the sizes of the nonmagnetic gaps 3 must exceed the size of the air gap g of the electric machine.

Крепление полюса внутри электрической машины осуществл етс любым из известных способов. В частности, дл случа выполнени отверстий 4 в теле посто нного магнита часть этих отверстий может бытьThe pole is fastened inside the electric machine by any of the known methods. In particular, in the case of holes 4 in the body of a permanent magnet, some of these holes may be

использована дл размещени элементов креплени . Дл случа выполнени чеистого каркаса 7 возможно изготовление его литьем , прессовкой или штамповкой, например, из немагнитной пластмассы или алюмини used to house fasteners. For the case of making a cellular frame 7, it can be made by casting, pressing or stamping, for example, from a non-magnetic plastic or aluminum.

с выполнением крепежных выступов с отверсти ми 10 либо, например, их немагнитных пластин 11, объединённых в одно целое дистанционными немагнитными шпильками 12 с гайками 13. Возможно применениеwith mounting protrusions with holes 10 or, for example, their non-magnetic plates 11, integrated into one piece by distance non-magnetic pins 12 with nuts 13. It is possible to use

(фиг.11) полюсного наконечника 14, выполненного из магнитом гкого материала. Допускаетс предусмотреть в конструкции полюсного наконечника 14 конструктивные элементы креплени полюса, например,(FIG. 11) of a pole piece 14 made of a magnet of a soft material. It is allowed to provide in the construction of the pole tip 14 the structural elements of pole attachment, for example,

ушки 15 с отверсти ми дл креп щих болтов 16с гайками 17. Отдельные бруски 8 могут иметь форму поперечного сечени , например , пр моугольную, могут быть снабжены молоткообразными головками 18 дл удобства фиксации их в каркасе 7.the lugs 15 with holes for the securing bolts 16c with nuts 17. The individual bars 8 may have a cross-sectional shape, for example, rectangular, may be provided with hammer-shaped heads 18 for convenient fixing them in the frame 7.

Полюс электрической машины работает следующим образом.The pole of the electric machine works as follows.

Магнитные участки 2, чередующиес с немагнитными промежутками 3, создают вMagnetic portions 2 alternating with nonmagnetic gaps 3 create in

воздушном зазоре (б электрической машины магнитное поле с формой кривой, в которой имеютс гребни, соответствующие месту расположени магнитных участков 2 и впадины, соответствующие месту расположени немагнитных промежутков 3. Обща ширина полюса 1 превышает при этом суммарную ширину магнитных участков 2, котора соответствует полюсу известной сплошной конструкции. Полна поверхностьair gap (b electric machine magnetic field with a curve in which there are ridges corresponding to the location of the magnetic sections 2 and valleys corresponding to the location of the nonmagnetic gaps 3. The total width of the pole 1 exceeds the total width of the magnetic sections 2, which corresponds to the pole of the known solid construction.

предлагаемого полюса увеличиваетс , но одновременно уменьшаетс усредненна величина индукции в воздушном зазоре.of the proposed pole increases, but at the same time the average induction in the air gap decreases.

Если обозначить размеры немагнитного промежутка 3 по ширине полюса (а), поIf we denote the dimensions of the nonmagnetic gap 3 along the width of the pole (a), according to

выше, чем традиционного полюса сплошной конструкции,higher than the traditional pole of a solid design,

Например, ширина полюса 36 мм, длина полюса 70 мм, отношение ширины полюса к полюсному шагу электрической машины 0,6, воздушный зазор 1 мм.For example, the pole width is 36 mm, the pole length is 70 mm, the ratio of the pole width to the pole step of an electric machine is 0.6, the air gap is 1 mm.

По этим данным, использу то же количество магнитно-твердого материала и. выдержива предлагаемые выше соотношени размеров, конструируют предлагаемый полюс с немагнитными промежутками между отдельными брусками по ширине и по длине магнита. Количество брусков по ширине полюса , тогда с - 12 мм, количество брусков по длине полюса , тогда d According to these data, using the same amount of magnetically hard material and. withstanding the above proposed size ratios, the proposed pole is constructed with nonmagnetic gaps between individual bars along the width and length of the magnet. The number of bars across the width of the pole, then c - 12 mm, the number of bars along the length of the pole, then d

14 мм. b 14 mm. b

Ширину немагнитных промев в обоих направлени х принимаем равной 3 мм, т.е. мм.The width of nonmagnetic promev in both directions is assumed to be 3 mm, i.e. mm

Тогда согласно выведенной формулеThen according to the derived formula

()() ( 12 -НО ) ( )() () (12 -NO) ()

15-17-22 -21 „ 12 14 25 27 - 15-17-22 -21 „12 14 25 27 -

Ширина предлагаемого полюса (m-1) мм. Ввиду расширени полюса с немагнитными промежутками принимаем новое отношение ширины по42The width of the proposed pole (m-1) mm. In view of the extension of the pole with nonmagnetic gaps, we adopt a new ratio of width 42

люса к полюсному шагу а 0,6 0,7.Luce to the pole step and 0.6 0.7.

Длина предлагаемого полюса с прежним расходом магнитно-твердого материала ln nd+{n-1) мм.The length of the proposed pole with the same consumption of a magnetically hard material is ln nd + (n-1) mm.

Длина предлагаемого полюса с учетом сокращени расхода магнитно-твердого материала в R раз составл ет In 82/1, мм. По полученным данным, с небольшой корректировкой ранее прин тых значений п и d, составл ют окончательно длину полюса из четырех брусков длиной 15 мм каждый.The length of the proposed pole, taking into account the reduction in the consumption of a magnetically hard material, is R times In 82/1, mm. According to the data obtained, with a slight adjustment of the previously accepted values of n and d, they constitute the final pole length of four bars 15 mm long each.

Тогда1п п -Кп -1) -15 + 3 -3 69 мм.Then 1 p p -Kp -1) -15 + 3 -3 69 mm.

Как видим, в атом примере конструкции удалось, несмотр на некоторое увеличение ширины полюса, сохранить неизменными общие габаритные размеры электрической машины. При этом с переходом на длину активной части 4 х 15 60 мм расход материала посто нного магнита от первоначального составл ет 60/70, т.е. уменьшилс на 14,3%. Экономи материала в объеме 15- 20% в зависимости от марки и массы примененного посто нного магнита дает экономию денежных средств от несколькихAs you can see, in the atom the example of the design succeeded, despite a slight increase in the width of the pole, to preserve the overall dimensions of the electric machine unchanged. With the transition to the length of the active part 4 x 15 60 mm, the consumption of the material of the permanent magnet from the initial one is 60/70, i.e. decreased by 14.3%. Material savings in the amount of 15-20%, depending on the brand and weight of the applied permanent magnet, provides money savings from several

дес тков до нескольких сот рублей на одну электрическую машину.tens to several hundred rubles per electric machine.

Claims

1. A pole of an electric machine, including a permanent magnet, characterized in that, in order to increase the use of permanent mag material, improve cooling, simplify attachment, the pole is made of a lattice and consists of alternating magnetic sections and along the width of the pole. nonmagnetic gaps.

2. The pole according to claim 1, that is, with the fact that the non-magnetic gaps, the poles are made in the form of holes in a constant position

five

magnet oriented in the direction of magnetization of this magnet.

3. A pole according to claim 1, wherein the non-magnetic pole gaps are made in the form of partitions between the cells of the frame of a non-magnetic material, and the magnetic sections are made in the form of separate bars of a permanent magnet, which installed in the cells of the said frame.

4. A pole according to claim 2, characterized in that the holes in the body of the permanent magnet in alternating rows are arranged in a checkerboard pattern.

5. A pole according to a claim 3, characterized in that the skeleton cells in alternating rows are arranged in a checkerboard pattern.

Fig.z

io

ten

fieL

FIG. five

w

at

Sh

Fq

-ngr FIG. 6

(e. 7

Fq

about

/ //

v

v,

FIG. B

18

five

FIG. 9

FIG. ten

16 7

75

one/

/

at

and 11