SU943993A1 - High-speed electric machine rotor - Google Patents

High-speed electric machine rotor Download PDF

Info

Publication number
SU943993A1
SU943993A1 SU803004935A SU3004935A SU943993A1 SU 943993 A1 SU943993 A1 SU 943993A1 SU 803004935 A SU803004935 A SU 803004935A SU 3004935 A SU3004935 A SU 3004935A SU 943993 A1 SU943993 A1 SU 943993A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
rotor
barrel
cylinder
dielectric cylinder
dielectric
Prior art date
Application number
SU803004935A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Петрович Адволоткин
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения
Priority to SU803004935A priority Critical patent/SU943993A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU943993A1 publication Critical patent/SU943993A1/en

Links

Landscapes

  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Description

(5) РОТОР ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ(5) ROTOR OF HIGH-SPEED ELECTRIC MACHINE

1one

Изобретение относитс  к высокоскоростным электрическим машинам с относительно большим немагнитным зазором, например синхронным и вентильным машинам с посто нными магнитами на роторе, и может быть использовано в приводах трубокомпрессоров , устройств развертки световых лучей и других высокооборотных приводах .,0The invention relates to high-speed electric machines with a relatively large non-magnetic gap, such as synchronous and permanent magnet valve machines on the rotor, and can be used in pipe compressor drives, light beam scanners and other high-speed drives., 0

Известен ротор, содержащий ичдуктор в виде посто нного магнита, насаженного на вал D1.A rotor is known which contains an icductor in the form of a permanent magnet mounted on a shaft D1.

Недостаток этой конструкции заключаетс  в относительно низкой 5 окружной скорости.The disadvantage of this design lies in the relatively low 5 peripheral speed.

Известен также ротор высокоско-. ростной электрической машины, содержащий вал, закрепленную на нем гладкую бочку, включающую в себ  актив- 20 ную часть машины, например посто нный магнит-индуктор, и тонкостенный диэлектрический цилиндр, расположенный концентрично бочке ротора и св занныйAlso known high-rotor rotor. a growing electric machine, comprising a shaft, a smooth barrel attached thereto, including an active part of the machine, such as a permanent magnet inductor, and a thin-walled dielectric cylinder located concentrically to the rotor barrel and associated

механически с валом посредством как минимум одного подшипникового узла. Наличие диэлектрического цилиндра, вращающегос  с частотой вращени  равной примерно половине частоты враще- ни  активной части, позвол ет существенно уменьшить аэродинамические потери от вращени  ротора С2 mechanically with the shaft by means of at least one bearing assembly. The presence of a dielectric cylinder rotating with a rotational speed equal to about half the rotational frequency of the active part makes it possible to significantly reduce aerodynamic losses due to the rotation of the rotor C2.

Недостатком известной конструкции  вл етс  сравнительно больша  величина немагнитного зазора, обуслевленна  наличием существенного зазора между активной частью и диэлектрическим цилиндром, а также относительно большой толщиной диэлектрического цилиндра. Кроме того, этому ротору присуща низка  ударна  прочность из-за наличи  диэлектрического цилиндра, расположенного с зазором при неподвижном роторе.A disadvantage of the known construction is a relatively large non-magnetic gap, due to the presence of a significant gap between the active part and the dielectric cylinder, as well as the relatively large thickness of the dielectric cylinder. In addition, low impact strength is inherent in this rotor due to the presence of a dielectric cylinder located with a gap when the rotor is stationary.

Claims (2)

Цель изобретени  - увеличение удельной мощности путем уменьшени  немагнитного зазора и увеличение ударной прочности.poTdpa. 3 Поставленна  цель достигаетс  те что на бочку ротора нанесен антиадг зионный по отношению к материалу диэлектрического цилиндра слой, диэлектрический цилиндр установлен на указанном слое, причем диэлектричес кий цилиндр выполнен из материала с модулем упругости меньшим, чем модуль упругости материала бочки, ротора. На чертеже схематически показан предл)агаемый ротор. Ротор содержит вал 1 с гладкой бочкой 2, концентрично которой расположен диэлектрический цилиндр 3, св занный с валом 1 с помощью подшипников k и щитов 5. Диэлектрический цилиндр 3 выполнен из композици онного материала путем намотки нити или ленты, пропитанной св зующим. Дл  уменьшени  величины воздушного зазора между диэлектрическим Цилинд ром 3 и гладкой бочкой 2 и уменьше ни  толщины цилиндра 3 выполнение его осуществл етс  непосредственно на гладкой бочке 2, на котору i предварительно нанесен антиадгезион ный в отношении св зующего материала слой 6. Наличие антиадгезионног сло  исключает склеивание св зующег материала диэлектрического цилиндра при его полимеризации с бочкой ротора . Дл  изготовлени  диэлектрического цилиндра используетс  стеклово локно, стеклолента или стеклоткань с модулем упругости на раст жение, лежащим в пределах 2000-3000 кгс/мм Полости 7 при намотке цилиндра 3 за полн ютс  дисками (не показаны) с диаметром равным диаметру бочки 2 ротора, которые после полимеризации св зующего извлекаютс  из цилиндра 3. Щиты 5 склеиваютс  с цилиндром 3 эпоксидной смолой или клеем. За счет выполнени  диэлектри ческого цилиндра 3 непосредственно на бочке 2 ротора уменьшаетс  до ми нимума величина зазорт между ними. В нерабочем состо нии ротора эта величина близка к нулю, а зазор по вл етс  только при вращении рото ра. Также уменьшаетс  толщина ди-электрического цилиндра и существен упрощаетс  его -изготовление. При вращении ротора в его элемен тах - гладкой бочке 2 и диэлектрическом цилиндре 3 возникают раст гивающие напр жени , которые привод к увеличению их диаметров. Велкчина 3 приращени  диаметра пр мо пропорциональна величине плотности материала и обратно пропорциональна значению его модул  упругости. Плотность материала диэлектрического цилиндра примерно равна 2 г/см, т.е. примерно в 4 раза ниже плотности бочки ротора , выполненной из стали и магнита, а модуль упругости ( 2000-3000 кгс/мм ; примерно в 10-7 раз ниже модул  упругости материала бочки ротора. Таким образом, приращение диаметра диэлектрического цилиндра в 2,5 - 1,7 раза больше приращени  диаметра бочки ротора в случае, если бочка ротора представл ет собой цилиндр, в котором отсутствуют предварительные оаст гивающие напр жени . Однако элементы бочки ротора наход тс  .в предварительно напр женном состо нии (с нат гом относительно друг друга , благодар  чему величина приращени  диаметра бочки ротора при его вращении уменьшаетс . С учетом величины предварительного нат га бочки ротора величина приращени  диаметра диэлектрического цилиндра в 3- раза больше величины приращени  диаметра бочки ротора. Если теперь учесть и то, что отношение скоростей бочки ротора и диэлектри-ч ческого цилиндра примерно равно двум, величина приращени  диаметра цилиндра в рабочем (при вращении ротора ) состо нии В 1,52 рэза больше таковой дл  бочки ротора. Благодар  разности в приращении диаметров цилиндра и бочки между ними имеет место воздушный зазор, за счет чего обеспечиваетс  разность скоростей вращени  цилиндра и бочки ротора. Разница в приращении диаметров бочки и цилиндра должна быть такой, чтобы компенсироваь эксцентриситет бочки ротора и цилиндра, обусловленной погрешност ми при изготовлении бочки и наличием радиального зазора в подшипниках 4. Поскольку точность изготовлени  роторов высокоскоростных машин весьма велика и высок класс точности используемых в них подшипников, величина эксцентриситета составл ет не более 10-15 от величины разности в приращении диаметров цилиндра и бочки ротора при окружных скорост х ротора свыше 100 м/с. Применение изобретени  позвол ет уменьшить величину немагнитного зазора , что способствует уменьшению сопротивлени  магнитной цепи, увеличить ударную прочность ротора благодар  прилеганию цилиндра к бочке в нерабочем состо нии, что уменьшает возможность повреждени  цилиндра при сборке машины, упростить изготовление диэлектрического цилиндра. Формула изобретени  Ротор высокоскоростной электрической машины, содержащий вал, закрепленную на нем гладкую бочку,вкл чающую в себ  активную часть, напри мер посто нный магнит-индуктор, и тонкостенный диэлектрический цилинд расположенный концентрично бочке ро тора -и св занный механически с вало 36 , посредством по меньшей мере одного подшипникового узла, отличающий с   тем, что, с целью повышени  удельной мощности и ударной прочности, на бочку ротора нанесен антиадгезионхый по отношению к материалу диэлектрического цилиндра слой, диэлектрический цилиндр установлен на указанном слое, причем диэлектрический цилиндр-выполнен из материала с модулем упругости менъшим , чем модуль упргости материала бочки ротора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании V. 985210, кл. Н 2 А, 1965. The purpose of the invention is to increase the power density by reducing the non-magnetic gap and increasing the impact strength. PoTdpa. 3 The goal is to achieve that an anti-adhesive layer is applied to the rotor barrel with respect to the material of the dielectric cylinder, the dielectric cylinder is installed on the specified layer, and the dielectric cylinder is made of a material with a modulus of elasticity less than the elastic modulus of the material of the barrel and rotor. The drawing shows schematically the proposed rotor. The rotor contains a shaft 1 with a smooth barrel 2, concentric of which is a dielectric cylinder 3 connected to the shaft 1 by means of bearings k and shields 5. The dielectric cylinder 3 is made of composite material by winding a yarn or tape impregnated with a binder. To reduce the air gap between the dielectric cylinder 3 and the smooth barrel 2 and to reduce the thickness of the cylinder 3, it is carried out directly on the smooth barrel 2, on which i is pre-coated with adhesive layer 6 against adhesive material. The presence of anti-adhesive layer eliminates pasting bonding material of the dielectric cylinder during its polymerization with the rotor barrel. For the manufacture of a dielectric cylinder, glass fiber, glass tape or fiberglass with a tensile modulus of elasticity lying in the range of 2000-3000 kgf / mm of the Cavity 7 when winding the cylinder 3 is filled with disks (not shown) with a diameter equal to the diameter of the barrel 2 rotor, which after polymerization, the binder is removed from cylinder 3. The panels 5 are glued to the cylinder 3 with epoxy resin or glue. By performing the dielectric cylinder 3 directly on the barrel 2 of the rotor, the gap between them is reduced to a minimum. In the idle state, this value is close to zero, and the gap appears only when the rotor rotates. The thickness of the dielectric cylinder is also reduced, and its production is substantially simplified. When the rotor rotates in its elements — a smooth barrel 2 and a dielectric cylinder 3, tensile stresses arise that lead to an increase in their diameters. Velkchine 3 increments of diameter are directly proportional to the density of the material and inversely proportional to the value of its elastic modulus. The density of the material of the dielectric cylinder is approximately 2 g / cm, i.e. about 4 times lower than the density of the rotor barrel made of steel and magnet, and the elastic modulus (2000-3000 kgf / mm; about 10-7 times lower than the elastic modulus of the material of the rotor barrel. Thus, the increment of the diameter of the dielectric cylinder is 2.5 - 1.7 times the increment of the diameter of the rotor barrel in case the rotor barrel is a cylinder in which there are no prior protective stresses. However, the elements of the rotor barrel are in a prestressed state (with tension on each other). thanks h The magnitude of the increment of the diameter of the rotor barrel decreases when rotated. Taking into account the preload of the rotor barrel, the increment of the diameter of the dielectric cylinder is 3 times greater than the increment of the diameter of the rotor barrel. The cylinder is approximately equal to two, the size of the increment of the diameter of the cylinder in the working (during the rotation of the rotor) state B is 1.52 times larger than that of the rotor barrel. Due to the difference in the increments of the diameters of the cylinder and barrel, there is an air gap between them, which ensures the difference in the speeds of rotation of the cylinder and the barrel of the rotor. The difference in increments of the diameters of the barrel and the cylinder must be such as to compensate for the eccentricity of the barrel of the rotor and the cylinder caused by errors in the manufacture of the barrel and the presence of a radial clearance in the bearings 4. Since the manufacturing accuracy of rotors of high-speed machines is very high and the accuracy of the bearings used in them is high, the eccentricity value is no more than 10-15 of the difference value in the increment of the diameters of the cylinder and the rotor barrel at the circumferential speeds of the rotor above 100 m / s. The application of the invention allows to reduce the magnitude of the non-magnetic gap, which helps to reduce the resistance of the magnetic circuit, to increase the impact strength of the rotor due to the fit of the cylinder to the barrel in an inoperative state, which reduces the possibility of damage to the cylinder when assembling the machine, and simplify the manufacture of a dielectric cylinder. An invention of a rotor of a high-speed electric machine, comprising a shaft, a smooth barrel fixed to it, including an active part, for example a permanent magnet inductor, and a thin-walled dielectric cylinder located concentrically to the rotor barrel — and mechanically connected to 36, at least one bearing assembly, characterized in that, in order to increase the specific power and impact strength, a layer is applied to the rotor barrel, a layer in its dielectric cylinder, The electric cylinder is installed on the specified layer, and the dielectric cylinder is made of a material with an elastic modulus smaller than the modulus of elasticity of the material of the rotor barrel. Sources of information taken into account in the examination 1. UK Patent V. 985210, cl. H 2 A, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 773779, кл. Н 02 К 1/22, 1979.2. USSR author's certificate number 773779, cl. H 02 K 1/22, 1979. VV г } / /g} / / 77
SU803004935A 1980-11-14 1980-11-14 High-speed electric machine rotor SU943993A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803004935A SU943993A1 (en) 1980-11-14 1980-11-14 High-speed electric machine rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803004935A SU943993A1 (en) 1980-11-14 1980-11-14 High-speed electric machine rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU943993A1 true SU943993A1 (en) 1982-07-15

Family

ID=20926288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803004935A SU943993A1 (en) 1980-11-14 1980-11-14 High-speed electric machine rotor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU943993A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4674178A (en) Method of fabricating a permanent magnet rotor
US4633113A (en) Side plate construction for permanent magnet rotor
US10468955B2 (en) Axial flux brushless permanent magnet electrical machine rotor
CN109713819B (en) High-strength Halbach permanent magnet array rotor structure
CA1179168A (en) Fiber composite flywheel rim
ES8500395A1 (en) Rotor for a centrifugal compressor and method of manufacture.
JP2011526987A (en) Windmill
US5780945A (en) Switched reluctance machine balancing system: material removal approach and material addition approach
SU943993A1 (en) High-speed electric machine rotor
US3758232A (en) Blade assembly for gas turbine engines
CN1080945C (en) Magnetoelectric rotor with claws
EP2541739A2 (en) Inertial energy storage device and method of assembling same
JPS611246A (en) Permanent magnet rotor
US20200235618A1 (en) Hybrid rotor for an axial flux electrical machine
CN211262251U (en) Sensor for three-floating gyroscope
EP1111270B1 (en) Flywheel for the storage of rotational energy
CN110926443A (en) Sensor for three-floating gyroscope and stator manufacturing process thereof
DE3026339C2 (en) Flywheel energy storage
GB1276356A (en) Method of forming an aerofoil-shaped blade
JPH0424767Y2 (en)
GB2420379A (en) Vacuum pump having a motor combined with an impeller
JPH03273841A (en) Ultrahigh-speed rotor
CN215681961U (en) Permanent magnet motor rotor structure
CN209642479U (en) The flexible straight drive rotating electric machine of high-precision
CN106533122A (en) Speed regulator