Ротор электрической машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН П 9) (П) Зб 0 Н 02 К 1 28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙМ.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследова тельский институт электромашиностроения(56) 1. Балагуров В.А., Галтеева ф.ф Ларионов А.Н. Электрические машины с постоянными магнитами. М.-Л., "Энергия", 1964, с. 56, 60.2. Европейский патент В 0013157, кл. Н 02 К 1/22, Н 02 К 1/28, 19793, Авторское свидетельство НРБ 924523, кл. Н 02 К 23/04, 1980.(54) (57) 1. РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙМАШИНЫ, содержащий вал и укрепленную 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 темчто, с целью упрощения 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 отверстиях фиксирующих шайб, а каждый клиновидный магнитопровод разделен в аксиальной плоскости на две части, между Е которыми расположены конусиые участки втулок, в отверстиях которых установлены стяжные шпильки,С:1077015 2, Ротор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я 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.Ф 1Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с постоянными магнитами на роторе, и может быть использовано в синхронных генераторах и двигателях, а также в вентильных двигателях широкого назначения.Известен ротор электрической машины, содержащий вал с установленной на нем магнитной системой, включающей постоянные тангенциально намагниченные магниты, обращенные друг к другу одноименными полюсами, и клиновидные магнитопрово" ды, расположенные между постоянны. ми магнитами и образующие полюса магнитной системы, охваченные с двух сторон бандажными кольцами 1 .Недостатки данного ротора заключаются в сложности его изготовления и сборки и низкой надежности, В случае неточного изготовления деталей магнитной системы - постоян. ных магнитов и клиновидных магнитопроводов резко снижается конфигурация ротора, т.е. в плоскости радиального сечения он становится эллипсообразным. Сложность обусловлена также необходимостью обрабатывать конструкцию в полусобранном виде, обеспечив посадочные поверхности под бандажные кольца. Низкая надежность конструкции объясняется прогибом клиновищных магнитопроводов, укрепленных только в областях торцовых поверхностей, в особенности, если достаточно велико отношение длины магнитной системы к ее диаметру (более двух).Известен также ротор электрической машины, содержащий вал, напрессованную на него немагнитную втулку и магнитную систему с постоянными магнитами и клиновидными магнитопроводами, приваренными к немагнитной втулке по всей его длине.Постоянные магниты выполнены клиновидными и расположены своейф утолщенной частью в сторону вала. После установки магнитов в пазы,3. Ротор по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что втулки дополНительной фиксирующей шайбы выполнены с резьбой и жестко закреплены на шайбе, причем втулки, укрепленные на одной из сторон шайбй, рас положены с угловым сдвигом относительно втулок, укрепленных на другой ее стороне,г 2образованные магнитопроводами, ротор раскручивается до своей максимальной частоты вращения, что приводитк заклиниванию магнитов, - 5 после чего рн обрабатывается понаружной поверхности 21 .Недостаток указанного устройства состоит в сложности, вызванной необходимостью сварки магнийо проводов с немагнитной втулкой,поскольку доступ к свариваемымучасткам осуществляется только через пространства, предназначенноедля установки в нем постоянных маг нитов. Трудности сварки усугубляются тем, что свариваются маг. -нитопроводящий и немагнитный материалы, для которых технологиясварки усложнена по сравнению сосваркой однородных материалов.Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности ротор, содержащий вал с установленной на немнемагнитной втулкой, к которой спомощью соединения типа ласточкинхвост прикреплены клиновидные магнитопроводы. Между клиновиднымимагнитопроводами установлены постоянные магниты 3 .30 Недостатками известного устройства являются сложность и необходи-.мость точного изготовления элементовконструкции ротора. Сложность обусловлена трудностями выполнения сое динения типа ласточкин хвост, которое строго фиксирует магнитопроводотносительно немагнитной втулки,не обеспечивая ни его углового перемещения, ни перемещения в радиальном 40 направлении. Поэтому требуется высокая точность изготовления как магнитопроводов, так и магнитов, чтобыисключить зазор между магнитами иклиновидными магнитопроводами, приводящий к ослаблению магнитного потокаи трудностям фиксации магнитов.Цель изобретения - упрощение конструкции.Поставленная цель достигается тем,что ротор электрической машины, со держащий вал и укрепленную на неммагнитную систему с постоянными тангенциально намагниченными магнитами, обращенными одноименными, полюсами один к другому, и расположенными между ними клиновидными магнитопроводамиснабжен установленными на валу 5 по торцам магнитной системы фиксирующими шайбами и втулками, имеющими цилиндрические и конусные участки и установленными своими цилиндрическими участками в отверстиях фик сирующих шайб, а каждый клиновидный магнитопровод разделен в аксиальной плоскости на две части, между которы. ми расположены конусные участки втулок, в отверстиях которых установ лены стяжные шпильки.Магнитная система может быть разделена в радиальной плоскости по меньшей мере на две части, между которыми размещена дополнительная фик О сирующая 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, расположены а 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 фиксируЮщая шайба, вид сбоку. З 5 50 Ротор (фиг.1) содержит вал 1 иустановленную на нем магнитную систему 2, состоящую иэ постоянныхмагнитов 3 и клиновидных магнито Опроводов 4, каждый из которых разделен в аксиальной плоскости на двечасти 5, имеющие продольную выемку6. Магнитную систему 2 устанавли.вают и центрируют относительно вала 1 с помощью фиксирующих шайб 7.,закрепленных на валу 1, например,за счет посадки с натягом с помощьюшпонки или стопорного винта (непоказаны). Коицентрично внутреннему отверстию фиксирующей шайбы7 выполнейы центры отверстий 8,в которых расположены втулки 9,имеющие цилиндрические 10 и конические 11 участки. Магнитная система2 расположена между фиксирующими 55шайбами 7 таким образом, что втулки9 своими коническими участками 11сопрягаются с выемками 6 частей 5магнитопровода 4, В отверстия втулок 9 вставлены стяжные шпильки 12 бОПостоянные магниты 3 размещаютмежцу клиновидными магнитопроводами 4 и удерживают их в радиальномнаправлении с помощью буртиков 13,выполненных на магнитопроводах. 65 Собранную соответствующим образом магнитную систему 2 жесткофиксируют и закрепляют относительно вала 1 с помощью стяжных шпилек 12. Стягиваемые ими втулки 9расклинивают своими коническимиучастками 11 части 5 магнитопровода 4, образующего полюс какой-тоодной полярности. Расклиниваниемагнитопроводов осуществляется дотех пор, пока не исчезает зазормежду магнитопроводами и постоянными магнитами 3.В зависимости от размеров сопрягаемых деталей, в частности от размеров клиновидных магнитопроводови толщины постоянных магнитов 3,степень расклинивания магнитопроводов 4 будет различной. Например,чем тоньше по сравнению с расчетными постоянные магниты 3, тем большезазор 14 между частями 5 магнитопровода 4. Разброс размеров деталей,таким образом, сказывается толькона величине зазора 14 и не оказывает влияния на плотность соединенияпостоянных магнитов 3 с клиновидными магнитопроводами 4,После жесткой фиксации магнитнойсистемы 2 стопорят в случае необходимости втулки 9 и обрабатываютнаружную поверхность ротора.На фиг.3 приведена конструкциядополнительной фиксирующей шайбы 7с втулками 9, разделяющей магнитнуюсистему 2 в радиальной плоскости надве части. Втулки 9 центральнойфиксирующей шайбы имеют один цилиндрический 10 и два конических 11участка.Дополнительная фиксирующая шайба7 необходима в случае большой длиныротора в сравнении с диаметром (приотношении длины ротора к диаметруравном двум и более) и в случае,когда требуется сдвиг на некоторыйугол между разделенными фиксирующейшайбой 7 частями магнитной системы2. Как правило, сдвиг .на угол, равный половине углового эубцовогоделения статора, требуется дляуменьшения зубцовых пульсаций магнитного потока и зубцового реактивного момента.На фиг.4 приведена конструкцияфиксирующей шайбы 7, втулки 9 которой жестко закреплены на обоих еесторонах. В этом случае втулки 9центральной фиксирующей шайбы 7имеют резьбу 15, а расклиниваниечастей 5 магнитопроводов осуществляется с помощью винтов (не показаны),выполняющих функции шпилек 12.Сдвигчастей магнитопровода 4 друг относительно друга осуществляешься засчет сдвига на угол 16 втулок 9.,расположенных на одной иэ сторонфиксирующей шайбы 7, относительно: втулок 9, расположенных на другой ее стороне и обозначенных пунктиром 17.Магнитопроводы 4 изготавливают либо из магнитомягкой стали резанием или штамповкой, либо из магвитопроводящего порошка методами порошковой металлургии, в частности методы порошковой металлургии обеспечи вают достаточно высокую индукцию (1,0 Тс и более), незначительную в сравнении со сталями электрическую проводимость и, соответственно, малые потери на вихревые токи в магнитопроводе и низкую стоимость изготовлейия.Предлагаемый ротор работает аналогично прототипу. Магнитный поток, создаваемыйпостоянными магнитами 3, одноименныеполюса которого прилегают к одномуи тому же магнитопроводу 4, проходитпо частям 5, далее через воздушныйзазор электрической машины и статори замыкается на противоположные полюса постоянных магнитов 3 через прилегающие к ним магнитопроводы соседних полюсов.ф10 Таким образом, упрощение конструкции обеспечивает снижение требованийк точности изготовления деталей ротора иупрощение технологии его сборки, что ведет к снижению трудоемкос ти и стоимости изготовления ротора,поскольку позволяет исключить сложные процессы, связанные с точноймеханической обработкой, и автоматизировать процесс сборки ротора..Пчелинская Техред М.Гергель орректорС. Черн едак Подписи Зака 4/ Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна б/51 ВНИИПИ Гопо дела13035, Мос Тираж бб 7 ударственного комитета СС изобретений и открытий ва, Ж, Раушская наб.,д