Ротор электрической машины

(51) 4 Н 02 К 21/14 ЗСРОРо:1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬЗНч иИ. ВТОР СКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ ь 14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Всесоюзный научно-исследователский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения(54) РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическимашинам. Целью изобретения являетс улучшение массогабаритных показателеи повышение механической прочностиротора. Ротор электрической машинысодержит вал 1, основные и дополнительные постоянные магниты (ПМ) 2 и3, намагниченные тангенциально, полюсные секторы (ПС) 4 и 5 противоположных полярностей, одни из которыхсоединены между собой со сторонывала 1 ферромагнитными перемычками(ФМП) 12, выполненными с радиальнымивыступами (РВ) 11, направленными кпериферии ротора в зоне каждого изПС другой полярности. Последние выполнены из нескольких частей(в зависимости от числа РВ), соединенныхФМП 12 со .стороны периферии ротора.Дополнительные ПИ 3 размещены между РВ и каждой частью ПС другой полярности и обращены к последним одноименными с ними полюсами, РВ могут быть охвачены у основания токопроводящими контурами, Данный ротор имеет 1243064лучшие массогабаритные показатели, что достигается вследствие более выг сокой степени концентрации магнитного потока за счет установки дополнительных ПИ 3 безувеличения числаи длины дуг полюсов ротора.1 з.п. ф-лы. 9 ил,Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с постоянными магнитами на роторе, и может использоваться в синхронно-вентильных регулируемых электродвигателях, предназначенных для приводов станков и роботов, а также в синхронных генераторах и двигате лях.Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и повышение ,механической прочности ротора,10 На фиг, 1 показан четырехполюсный ротор, в котором магнитно-изолирован ные полюсные секторы крепятся за маг питы с помощью тангенциальных выступов со стороны вала, поперечное сечение; на фиг, 2 и 3 - конфигурация полюсных секторов противоположных по О лярностей; на фиг. 4 - ротор, продольное сечение; на фиг5 четырехполюсный ротор, в котором крепление магнитно-изолированных полюсных секторов осуществляется с помощью зали вочного материала, поперечное сечение; на фиг. 6 - ротор с несколькими магнитно-изолированными пакетами, установленными вдоль вала, продольное сечение; на фиг. 7 и 8 - то же, ЗО сечение соседних магнитно-изолирован ных пакетов; на фиг. 9 - двухполюсный ротор, поперечное сечение.Ротор содержит вал 1, тангенциально намагниченные основные постоянные магниты 2 и дополнительные постоянные магниты 3, ферромагнитные шихтованные полюсные секторы 4 и 5 противополож ных полярностей, немагнитный заливочный материал 6 и 7, который в электри О ческом отношении может быть проводником или диэлектриком, шпонки 8 и 9, передающие вращающий момент от полюсных секторов 4 к валу 1, Полюсные секторы 4 одной иэ полярностей образуют полюсную систему 1 О (фиг2), вкоторой имеются радиальные выступы11 расположенные между полюсными секторами 4 симметрично относительноних на ферромагнитных перемычках 12.Полюсные секторы 5 противоположной.полярности образуют полюсную систему(фиг. 3), состоящую из двух частейсегментных элементов 13 и 14, соединенных друг с. другом со стороны периферии ротора ферромагнитной перемычкой 15, выполняющей функции магнитопровода, выравнивающего плотностьмагнитного потока в воздушном зазореэлектрической машины по окружностиполюса. Сегментные элементы 13 и 14образуют обращенными друг к другусторонами открытый со стороны валапаз, в котором при сборке ротора размещаются дополнительные постоянныемагниты 3 и радиальный выступ 11Дополнительные постоянные магниты 3прилегают теми же одноименными полюсами, что и основные постоянныемагниты 2 к сегментным элементам 13и 14, а другими своими полюсами крадиальным выступам 11 и, действуясогласно с основными постояннымимагнитами 2, увеличивают рабочий поток электрической машины. Полюсныесистемы имеют наружные 16 и внутренние17 тангенциальные выступы,1Иеханическое крепление элементов ротора. (фиг 1) осуществляется следующим образом. Основные пбстоянные магниты 2, зацепляясь за наружные тангенциальные выступы 16 полюсной системы 1 О удерживаются от радиального смещения Йод действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора. За основные магниты 2 своими внутренними таигенциальными выступами 17 крепится полюсная система, об разованная сегментными элементами 13и 14, которые удерживают непосредственно или через заливочный материал7 основные постоянные магниты 2, Вторцах ротора размещены нажимныешайбы 18,Крепление полюсной системы, содержащей сегментные элементы 13 и 14(фиг. 5), может осуществляться спомощью заливочного материала 6 состороны вала и заливочного материалаудерживающего их со стороны области, приближенной к рабочему воздушному зазору, и закрепленного жестко в радиальных ферромагнитных выступах 11 полюсной системы 10. В данномслучае заливочный материал размещается и в полостях 19, для увеличенияплощади сечения которых, удерживаю. щих полюсные системы от действия центробежных сил, основные постоянныемагниты 2 смещены с геометрическойнейтрали в направлении друг к другу,причем конфигурация полюсных секторов обеих полосных систем такова,что обеспечивается одинаковая ширинаполюсных наконечников 20 и 21,1Возможен также вариант крепленияполюсов ротора, например, с помощьюшпилек 22 (фиг. 6), при этом жесткость ротора может быть повышена,если его магнитную систему вдоль вала выполнить из нескольких идентичныхпакетов 23 и 24, смещенных по окрухности относительно соседних на однополюсное деление. В этом случае однаи та же шпилька 22 поочередно проходит через полюсную систему 10 одногопакета и через сегментные элементы13 и 14 полюсной системы соседнихпакетов, изолированных один от другого в магнитном отношении с помощьюпрокладок 25, На торцах ротора размещаются шайбы 26. Заливочный материал 6 и 7 соединяется по торцам роторас нажимными шайбами 18 (фиг, 4) ислужит для осевого сжатия пластиншихтованных полюсных систем. Еслизаливочный материал 6 и торцевые шайбы 18 - проводники электрическоготока, то первый образует токопроводящие контуры, а вместе с торцевымишайбами является демпферной обмоткой,предохраняющей основные постоянныемагниты 3 оп размагничивания при внезапных всплесках тока в обмотке статора (например, при коротком замыкании),Данная демпферная обмотка удалена отрабочего воздушного зазора во внутреннюю область ротора, что имеет преимущества перед ее размещением в непосредственной близости от этого зазора при питании электрической машины от источников с несинусоидальной кривой напряжения или тока, какими являются статические преобразователи частоты, за счет снижения потерь от высших гармоник тока якоря,10В предложенном роторе центробежныесилы, действующие на элементы конструкции, имеющие возможность перемещения, компенсируются внутренними напря5жениями, возникающими в перемычке 12(фиг. 2), в свяэи с чем ее ширинадолжна быть выбрана из условия обеспечения механической прочности ротора.Возможно выполнение ротора из нескольких пакетов, что существенно20уменьшает прогиб шпилек 22 и повьппаетмеханическую прочность ротора потому,что масса полюсных систем, выполненных из двух сегментных элементов, бо25лее равномерно распределяется междувсеми шпильками и уменьшаются длиныпакетов данных полисных систем, таккак они оказываются помещенными междуполисными системами, содержащими ферромагнитные перемычки 12 на стороне30вала или между одчои из них и нажимной шайбой 18,В роторе предлагаемой конструкции,по сравнению с известными, улучшенымассогабаритные показатели, так как35 достигается более высокая степеньконцентрации магнитного потока засчет установки дополнительных постоянных магнитов без увеличения числаи длины дуг полюсов ротора,40формулаизобретения 1, Ротор электрической машины, содержащий вал, тангенциально намагни ченные основные постоянные магниты,между которыми размещены полюсныесекторы противоположных полярностей,магнитно-изолированные один от другого, а полюсные секторы одной из по лярностей соединены между собой ферромагнитными перемычками со сторонывала, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения массогабаритных показателей, ротор снабжен допол55 нительными тангенциально намагниченными постоянными магнитами, ферромаг"нитные перемычки выполнены по крайней мере с одним радиальным выступом5 1 4 в направлении периферии ротора в зоне каждого полюсного сектора противоположной полярности, выполненного из, нескольких частей, соединенных между собой ферромагнитными перемычками на стороне периферии ротора, дополнительные постоянные магниты размещены между радиальными выступами и каждой 306 ччастью полюсных секторов противоположной полярности и обращены к последним одноименными с ними полюсами.12. 1 отор по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что радиальные выступы охвачены у основания токопроводящими контурами.1243064 мокосов каз 3713/53 Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д