Ротор электрической машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ КРЕСПУБЛИК 2 К 1 06 33 И.ИИ:Ыа.8)патент Р 00131580.Р 44014,танин1/28 1972ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВ(71) Всесоюзный научтельский институт злеения(54) (57) 1. РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий вал с расположенным на нем шихтованным магнитопроводом в виде дискообразных пластин спрямоугольными пазами, в которых рамещены постоянные магниты, о т л ич а ю щ и й с я тем,что, с цельюснижения потока рассеяния и повышения технологичности ротора, он снабжен шихтованными пакетами из клиновидных пластин, размещенными по осив чередующемся порядке с дискообразными пластинами и скрепленными с ни,1098070 2. Ротор по и. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что клиновидные пластины снабжены направленными к валу выступами, по которым выполнено жесткое крепление их между собой и с дискообраэными пластинами,3, Ротор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что шихтованный маг 1Изобретение относится к Электротехнике, а именно к электрическим машинам с постоянными магнитами на роторе, и может использоваться в вентильных двигателях, преимущественно управляемых, предназначенных для привода станков и роботов, а также в синхронных генераторах и двигателях.Известны роторы электрических машин, содержащие вал с расположенной на нем магнитной системой, состоящей из тангенциально намагниченных постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами, и расположенных между ними клиновидных магнитопроводов, которые укреплены на немагнитной втулке, напрессованной на вал, например, с помощью свар. ки 11 .Недостатком известных роторов являются низкие энергетические показа тели, обусловленные существенными потерями в сплошных (шихтованных) клиновидных магнитопроводах, а особенно, при высокой частоте переключения Фаз обмотки. ,25Известны роторы электрических машин, в которых магнитная система, включающая постоянные магниты, содержит шихтованный магнитопровод в виде клиновидных пластин с отверс - 30 тиями, скрепленных между собой либо с помощью шпилек, пропущенных в отверстия, либо путем заливки отверстий алюминием Е 2).Недостаток данных роторов заключается в низкой прочности магнитопровода, клиновидные пакеты которого подвержены значительным изгибающим напряжениям, противостоять которым не В состоянии ни шпильки ни алюми4 О ниевая заливка. Помимо прогиба пакета также имеет место прорезание заливки отдельными пластинами, их выпучивание.Наиболее близкой к изобретению является конструкция ротора, магнито- "5 провод которого выполнен из цельных дискообразных пластин с радиальными прямоугольными пазами, в которые вставлены тангенциальные намагниченные постоянные магниты, между которы 5 О нитопровод расположен относительновала с магнитным зазором. 4. Ротор по и. 1, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что на валу выполнены продольные канавки, расположенные вдоль выступов клиновидных пластин. ми образуются клиновидные участкискрепленные между собой кольцевымучастком ЕЗЕ.Однако низкое значение рабочегомагнитного потока ротора обусловлено существенными по величине потоками рассеяния постоянных магнитов.Основная часть потока рассеяния замыкается через элементы кольцевогоучастка, соединяющие между собойсоседние клиновидные участки,Кроме того, указанный ротор характеризуется низкой технологичностьюизготовления из-за сравнительно малого сечения кольцевых участков пластин. Это предъявляет жесткие требования к точности изготовления пластин, к их толщине, к качеству изготовления штампа и его сроку службы.В особенности, этот недостаток присущ роторам с малым диаметром, предназначенным для машин малой мощности,Целью изобретения является снижение потока рассеяния, что обеспечивает увеличение рабочего магнитногопотока и повышение технологичностиизготовления ротора,Указанная цель достигается тем,что ротор, содержащий вал с расположенным на нем шихтованным магнитопроводом в ниде дискообразных пластин с прямоугольными паЗами, в которых размещены постоянные магниты,снабжен шихтованными пакетами изклиновидных пластин, размещеннымипо оси в чередующемся порядке с дискообразными пластинами и скрепленны"ми с ними.КгЕиновидные пластины могут бытьснабжены направленными к валу выступами, по которым выполнено жесткоекрепление их между собой и с дискообразными пластинами. Шихтованный глагнитопровод может быть расположен относительно вала с зазором.На валу ротора могут быть выполнены продольные канавки, расположенные вдоль выступов клиновидных пластин, 1098(170На Фиг. 1 представлен предлагаемый ротор, общий вид; на Фиг. 2 - сечение ротора по фиг. 1 на Фиг. 3и 4 - конфигурация клиновидных пластин; на фиг. 5 - ротор с клиновидны-ми пластинами, поперечный разрез,по Фиг. 4; на фиг. б - ротор, магнитопровод которого расположен относи,тельно вала с зазором, общийвид,Ротор содержит вал 1, на которомрасположена магнитная система 2 ввиде магнитопровода 3 и постоянныхмагнитов 4, намагниченных в тангенциальном направлении и расположенныходноименными полюсами друг к другу. 15Магнитопровод 3 состоит из дискообразных пластин 5 (Фиг. 2) и пакетовб иэ клиновидных пластин 7 (фиг.,З),чередующихся друг с другом. Дискообразные пластины 5 скреплены с паке Отами б с помощью шпилек 8, установленных в отверстиях нажимных шайб 9.Дискообразные пластины 5 имеют радиальные пазы 10, клиновидные участки11 с отверстиями 12 под шпильки 8и кольцевой участок 13, соединяющиймежду собой клиновидные участки 11.Для удержания магнитов 4 клиновидныеучастки 11 снабжены буртиками 14.Клиновидные пластины 7 (Фиг. 3)имеют конфигурацию, аналогичную конфигурации клиновидных участков 11.Клиновидная пластина (фиг. 4)снабжена выступом 15, направленнымв сторону вала 1. Размеры выступа15 должны быть такими, чтобы присборке магнитопровода 3 поверхность16 клиновидной пластины 7 находиласьна одной окружности с поверхностью17 (фиг. 5) отверстия дискообразнойпластины 5. Скрепление между собой 40клиновидных пластин 7 и пакетов 6 сдискообразными пластинами 5 в этомслучае осуществляется за счет сваркипродольными швами 18 (фиг. 5) повнутреннему отверстию магнитопровода 3 в областях поверхности 16 выступов 15, а также швами 19 по наружнойповерхности магнитопровода 3 вблизипостоянных магнитов 4. На валу 1 приэтом выполняются продольные канавки 20, в которых располагаются сварочные швы 18Кроме этого, назначение продольных канавок 20 состоитв том, чтобы уменьшить внутрироторное рассеяние постоянных магнитов4, магнитный поток которых частично 55замыкается через магнитопроводящийвал 1. Более эффективно снижение внутрироторного рассеяния достигается благодаря наличию зазора 21 (фиг. 6) между валом 1 и магнитопроводом 3. В таком варианте центрирование магнитопровода 3 относительно вала 1 обеспечивается за счет точной посадки на валу 1 нажимных шайб 9. Для достижения монолитности зазор 21 и пространство между кольцевыми участками 13 дискообразных пластин 5 заполняется немагнитным материалом, например пластмассой или компаундом 22, или алюминием.Соотношение суммарной толщины дискообразных пластин 5 и суммарной толщины пакетов б выбирается, во-первых, исходя из условия обеспечения необходимой прочности ротора, наиболее нагруженными участками которого являются кольцевые участки 13 диско- образных пластин 5, во-вторых, исходя из условия отсутствия прогиба магнитопровода 3 в областях расположения пакетов 6. Наиболее эффективно применение предлагаемой конструкции, когда суммарная толщина дискообразных пластин 5 составляет 10-20 от толщины магнитопровода 3.Работа ротора осуществляется следующим образом.Магнитный поток, создаваемый тангенциально намагниченными постоянными магнитами 4, направленными друг к другу одноименными полюсами, проходит через клиновидные участки магнитопровода 3, обеспечивая внешнее переменно-полюсное магнитное поле, используемое для возбуждения ЭДС в обмотках электрических машин.Технико-экономическая эффективность предлагаемой конструкции в сравнении с прототипом заключается в том, что снижается внутрироторный поток рассеяния. Это обеспечивает увеличение рабочего потока ротора и соответствующее повышение энергетических показателей машины. Снижение потока рассеяния достигается за счет уменьшения сечения магнитопроводящих перемычек, соединяющих клиновидные участки магнитопровода 3. В отличие от прототипа, замыкание потока рассеяния в котором осуществляется через каждую из пластин магнитопровода (по кольцевому участку), в предлагаемой конструкции замыкание потока рассеяния происходит только через кольцевой участок 13 дискообразных пластин 5, толщины которых составляет 10-20 от толщины магнитопровода 3. За счет снижения сечения замыкающих участков в конструкции также появляется возможность увеличить ширину кольцевого участка 13 и тем самым упростить технологию изготовления ротора.109 В 070 ф 2 ФР 2, Ф каз 4219/43Подпи сное Филиал ППП "Патент",г,Ужгород,ул.Проектная,4