RU2264022C2 - Rotor magnetic system and its manufacturing process - Google Patents
Rotor magnetic system and its manufacturing process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2264022C2 RU2264022C2 RU2003128889/11A RU2003128889A RU2264022C2 RU 2264022 C2 RU2264022 C2 RU 2264022C2 RU 2003128889/11 A RU2003128889/11 A RU 2003128889/11A RU 2003128889 A RU2003128889 A RU 2003128889A RU 2264022 C2 RU2264022 C2 RU 2264022C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnets
- rotor
- magnetic system
- packets
- plates
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и касается конструктивного исполнения магнитных систем роторов бесколлекторных электрических машин с постоянными магнитами. Заявляемые способ и устройство могут быть использованы как в электродвигателях, так и генераторах, и позволяют улучшить технические характеристики электрических машин этих классов.The invention relates to the field of electrical engineering and relates to the design of magnetic systems of rotors of brushless electric machines with permanent magnets. The inventive method and device can be used both in electric motors and generators, and can improve the technical characteristics of electrical machines of these classes.
При преобразовании электрической энергии в механическую и обратном - механической в электрическую, магнитный поток, связанный с постоянными магнитами, называется магнитным потоком возбуждения. Устройство, создающее магнитный поток возбуждения, называется индуктором. В качестве индуктора используется ротор с размещенными на нем постоянными магнитами определенной формы и толщины.When converting electrical energy into mechanical energy and vice versa - mechanical into electrical energy, the magnetic flux associated with permanent magnets is called the magnetic flux of excitation. A device that generates a magnetic field flux is called an inductor. A rotor with permanent magnets of a certain shape and thickness placed on it is used as an inductor.
Вследствие зубчатого строения статора проводимость для магнитного потока под полюсными наконечниками оказывается переменной, что ведет к колебаниям магнитного потока и вызывает либо появление добавочных эдс высших порядков в проводниках статора для генератора, либо пульсации вращающего момента, для электродвигателей, что влияет на технические характеристики этих машин. Для устранения этих явлений в машинах с электромагнитным возбуждением фазные обмотки, размещенные на статоре, укладывают с наклоном к продольной оси машины. Для подавления ближайших добавочных гармоник также подбирают величину скосов пазов статора. Однако это ведет к удорожанию изготовления обмотки и худшему использованию машины, так как уменьшается коэффициент использования паза [1, с.76].Due to the gear structure of the stator, the conductivity for the magnetic flux under the pole pieces turns out to be variable, which leads to fluctuations in the magnetic flux and causes either the appearance of additional higher-order emfs in the stator conductors for the generator or torque pulsation for the electric motors, which affects the technical characteristics of these machines. To eliminate these phenomena in machines with electromagnetic excitation, phase windings placed on the stator are stacked with an inclination to the longitudinal axis of the machine. To suppress the nearest additional harmonics, the value of the bevel slopes of the stator grooves is also selected. However, this leads to a rise in the cost of manufacturing the winding and worse use of the machine, since the coefficient of use of the groove decreases [1, p. 76].
Добиться уменьшения добавочных гармоник можно и за счет скоса полюсных наконечников ротора и сдвига самих полюсов [1, с.76]. Известны формы полюсных наконечников как со скошенными краями на всю длину ротора, так и со ступенчатыми краями. Однако в этом случае магнитный поток возбуждения формируется за счет пропускания тока через обмотку, размещенную в пазах ротора. Технология изготовления роторов с электромагнитным возбуждением отличается сложностью, а для длинных машин, в которых отношение длины статора к его диаметру более двух, еще и трудно реализуема из-за снижения жесткости вала, на котором размещена магнитная система.Reducing additional harmonics can be achieved by skewing the pole tips of the rotor and by shifting the poles themselves [1, p. 76]. Known forms of pole pieces with beveled edges along the entire length of the rotor, and with stepped edges. However, in this case, the magnetic flux of the excitation is formed due to the passage of current through the winding located in the grooves of the rotor. The manufacturing technology of rotors with electromagnetic excitation is difficult, and for long machines, in which the ratio of the stator length to its diameter is more than two, it is also difficult to implement due to the decrease in stiffness of the shaft on which the magnetic system is located.
Известен ротор скважинного генератора [2, с.1-8], в котором индуктор имеет значительную длину и выполнен из постоянных магнитов кольцеобразной формы с отверстием в центре. Кольцеобразные магниты соединяются между собой за счет выступов и впадин, выполненных по диаметру магнитов. Такая конструкция позволяет выполнить ротор достаточно длинным, но открытая поверхность ротора не позволяет применять его для работы в агрессивных жидкостях ввиду разрушения магнитов. В них также отсутствует смещение, приводящее к подавлению добавочных гармоник создаваемой электродвижущей силы.A well-known rotor of a downhole generator [2, p.1-8], in which the inductor has a considerable length and is made of permanent magnets of a ring-shaped shape with a hole in the center. Ring-shaped magnets are interconnected due to protrusions and depressions made along the diameter of the magnets. This design allows the rotor to be long enough, but the open surface of the rotor does not allow it to be used in aggressive liquids due to the destruction of magnets. They also lack bias, which suppresses additional harmonics of the created electromotive force.
Известен магнитопровод электрической машины [3, с.1-2], в котором для улучшения виброакустических характеристик делают скос зубцов. Магнитопровод ротора собирается из пластин, имеющих кривизну, сопрягаемую с поверхностью ярма, и, кроме того, каждый зубец изогнут по винтовой линии. Это позволяет получить скошенные пазы на роторе. В эти скошенные пазы может укладываться либо обмотка возбуждения, как, например, для синхронных машин, либо использоваться беличья клетка как для асинхронных. Однако в машинах этих классов постоянные магниты не применяются.Known magnetic circuit of an electric machine [3, p.1-2], in which to improve the vibro-acoustic characteristics make bevel teeth. The rotor magnetic circuit is assembled from plates having curvature mating with the surface of the yoke, and, in addition, each tooth is curved along a helix. This allows you to get beveled grooves on the rotor. Either an excitation winding, as, for example, for synchronous machines, or a squirrel cage, as for asynchronous, can be placed in these beveled grooves. However, permanent magnets are not used in machines of these classes.
Известен ротор электрической машины [4, с.1-4], который выполнен из двух одинаковых аксиальных магнитопроводов, разделенных между собой немагнитной вставкой. Намагниченность N-S постоянных магнитов в этих блоках имеет противоположное направление, а сами магниты крепятся за счет прилегания по боковым граням. При этом магниты остаются открытыми, что не позволяет их использовать при работе в агрессивных средах или под большим давлением, а также ограничивает повышение частоты вращения за счет воздействия на магниты центробежных сил, вырывающих их из ротора.Known rotor of an electric machine [4, p.1-4], which is made of two identical axial magnetic circuits, separated by a non-magnetic insert. The magnetization of N-S permanent magnets in these blocks has the opposite direction, and the magnets themselves are attached due to the fit along the side faces. At the same time, the magnets remain open, which does not allow them to be used when working in aggressive environments or under high pressure, and also limits the increase in speed due to the action of the centrifugal forces pulling them out of the rotor on the magnets.
Известен погружной электродвигатель с постоянными магнитами [5, с.1-2], в котором постоянные магниты размещены на роторе цельными кусками на всю длину ротора. При такой конструкции электродвигателя уменьшение пульсаций момента за счет конструкции ротора может быть осуществлено только за счет увеличения количества магнитов, размещенных на роторе. Это возможно при неизменном размере магнитов, установленных на роторе только за счет увеличения диаметра, что для погружных электродвигателей неприемлемо, либо за счет уменьшения шага между магнитами при уменьшении их размера, что изменяет их технические характеристики и ведет к ухудшению технологичности машины.Known submersible motor with permanent magnets [5, p.1-2], in which the permanent magnets are placed on the rotor in solid pieces over the entire length of the rotor. With this design of the electric motor, a reduction in the ripple of the moment due to the design of the rotor can be carried out only by increasing the number of magnets placed on the rotor. This is possible with a constant size of the magnets mounted on the rotor only by increasing the diameter, which is unacceptable for submersible electric motors, or by decreasing the pitch between the magnets while reducing their size, which changes their technical characteristics and leads to a deterioration in the machine's processability.
Также известен ротор электрической машины [6, с.1-6], который изготовлен шихтованным с уложенными в пазы постоянными магнитами с тангенциальной намагниченностью N-S. При такой конструкции ротора не обеспечивается уменьшение пульсаций вращающего момента в режиме электродвигателя или подавление добавочных гармоник электродвижущей силы в режиме генератора. Кроме того, поскольку сверху имеются разрывы, и магниты имеют поверхность, выходящую наружу ротора, то применение таких машин для работы в агрессивных средах невозможно.The rotor of an electric machine is also known [6, pp. 1-6], which is made by batching with permanent magnets laid in grooves with tangential magnetization N-S. With this design of the rotor, it is not possible to reduce ripple of the torque in the motor mode or suppress additional harmonics of the electromotive force in the generator mode. In addition, since there are gaps at the top, and the magnets have a surface that extends outside the rotor, the use of such machines for working in aggressive environments is impossible.
Принципиальные отличия конструкций роторов электрических машин и их магнитных систем позволяют сделать вывод, что предлагаемая конструкция магнитной системы ротора магнитоэлектрической машины погружного исполнения и способ ее изготовления являются новыми. Применение заявляемой конструкции улучшает технические характеристики электрических машин, как за счет подавления добавочных гармоник эдс в генераторах, так и за счет уменьшения пульсаций вращающего момента в электродвигателях, а заявляемый способ изготовления магнитной системы улучшает технологичность конструкции ротора за счет уменьшения количества различных деталей и упрощения технологии производства пластин. При такой конструкции магнитной системы также возможно уменьшение диаметра ротора при сохранении на том же уровне технических характеристик машины, либо при неизменном диаметре уменьшение длины машины. Ввиду размещения постоянных магнитов в теле ротора снимаются ограничения на работу машины в агрессивных средах и с применением жидкостного охлаждения.The fundamental differences in the designs of the rotors of electric machines and their magnetic systems allow us to conclude that the proposed design of the magnetic system of the rotor of a magnetoelectric submersible machine and the method of its manufacture are new. The use of the claimed design improves the technical characteristics of electrical machines, both by suppressing additional harmonics of the emf in the generators, and by reducing the ripple of the torque in the electric motors, and the inventive method of manufacturing a magnetic system improves the manufacturability of the rotor design by reducing the number of different parts and simplifying the manufacturing technology plates. With this design of the magnetic system, it is also possible to reduce the diameter of the rotor while maintaining the technical characteristics of the machine at the same level, or if the diameter is constant, the length of the machine can be reduced. Due to the placement of permanent magnets in the body of the rotor, the restrictions on the operation of the machine in aggressive environments and with the use of liquid cooling are removed.
Наиболее близким по своей сути является ротор электрической машины с магнитной системой, описанный в [1, с.73-77] и взятый за прототип.The closest in essence is the rotor of an electric machine with a magnetic system, described in [1, p. 73-77] and taken as a prototype.
Целью изобретения является повышение технических характеристик бесколлекторных магнитоэлектрических машин и улучшение технологичности конструкции их роторов, что позволит расширить сферу применения электрических машин данного класса.The aim of the invention is to increase the technical characteristics of brushless magnetoelectric machines and improve the manufacturability of the design of their rotors, which will expand the scope of application of electric machines of this class.
Цель достигается за счет применения новой конструкции магнитной системы ротора и способа его изготовления. Конструкция магнитной системы представляет собой одну или несколько секций, состоящих из пакетов в сборе, число которых кратно четырем. В пределах длины одной полной секции одноименные магниты, расположенные внутри пакетов пластин, смещены по длине секции друг относительно друга в одну сторону на одну четвертую углового шага статорных пазов φ, таким образом, что общая величина смещения равна три четвертых углового шага статорных пазов. Такое расположение магнитов на роторе позволяет в сочетании с их количеством (четыре и шесть) оптимально по соотношению стоимость-качество устранить влияние добавочных гармоник эдс для генераторов, либо пульсации вращающего момента для электродвигателей и существенно упростить технологию изготовления магнитной системы ротора. При этом изготовление пластин для пакетов магнитной системы ротора осуществляется специальным способом, так что для получения смещения магнитов на три четверти углового шага пазов статора используется либо четыре пакета, изготовленных с применением пластин только двух видов, либо шесть пакетов, изготовленных с применением только трех видов пластин.The goal is achieved through the use of a new design of the magnetic system of the rotor and the method of its manufacture. The design of the magnetic system is one or more sections consisting of complete packages, the number of which is a multiple of four. Within the length of one full section, the magnets of the same name located inside the package of plates are displaced along the length of the section relative to each other by one fourth of the angular pitch of the stator grooves φ, so that the total displacement is three fourth of the angular pitch of the stator grooves. This arrangement of magnets on the rotor allows, in combination with their number (four and six), optimally in terms of cost-quality ratio to eliminate the influence of additional harmonics of the emf for generators, or torque pulsation for electric motors and significantly simplify the manufacturing technology of the rotor magnetic system. In this case, the manufacture of plates for packages of the magnetic system of the rotor is carried out in a special way, so that to obtain a displacement of the magnets by three quarters of the angular pitch of the stator grooves, either four packages made using only two types of plates or six packages made using only three types of plates .
Сущность изобретения заключается в следующем. В магнитоэлектрической машине полюсы ротора формируются за счет постоянных магнитов 13 (фиг.3) с радиальной намагниченностью N-S. Для установки магнитов применяются пакеты в сборе 12, состоящие из пластин электротехнической стали 1, 7 (фиг.1) и 8, 9 (фиг.2). Магниты с радиальной намагниченностью 13 (фиг.3) устанавливаются в отверстия 17, полученные после сборки пакетов за счет отверстий 2 (фиг.1, 2) в пластинах. Отверстия 2 выполняют таким образом, чтобы между боковыми сторонами магнитов и телом пакета оставался воздушный зазор 16, уменьшающий поток рассеяния магнитов. При сборке пакета этот воздушный зазор может заполняться клеящим составом для дополнительной фиксации магнитов 13 в осевом направлении и увеличения жесткости конструкции. Число магнитов связано с числом пар полюсов зависимостьюThe invention consists in the following. In a magnetoelectric machine, the rotor poles are formed by permanent magnets 13 (Fig.3) with a radial magnetization of N-S. To install the magnets used packages in the
N=2p,N = 2p
где N - число магнитов на роторе;where N is the number of magnets on the rotor;
р - число пар полюсов.p is the number of pairs of poles.
Пластины между собой соединяются клеящим составом. Для дополнительного соединения применяются стержни 15. Пакеты собираются в секции и скрепляются между собой с помощью стержней 14.The plates are interconnected by adhesive. For additional connection,
Таким образом, в пластинах обязательно должны быть отверстия 2 (фиг.1, 2) для установки магнитов, отверстия 4 (фиг.1) и 10 (фиг.2) для соединения пакетов в секцию и один паз 5 (фиг.1) и 11 (фиг.2) или несколько, сопряженных с отверстием для вала 6, для соединения секции в целом с валом ротора. Листы в пакетах соединяются за счет клеящего состава. Но также в пластинах могут быть и отверстия 3 (фиг.1, 2) для соединения их в пакет за счет дополнительных стержней. Для устранения влияния соединительных стержней на характеристики машины эти отверстия должны обладать плоскостью симметрии. Число отверстий 4 и 10 выбирается из условия обеспечения жесткости секции и их количество должно быть не менее трех, причем эти отверстия должны иметь не менее одной плоскости симметрии.Thus, in the plates must necessarily be holes 2 (Fig. 1, 2) for installing magnets, holes 4 (Fig. 1) and 10 (Fig. 2) for connecting packages to a section and one groove 5 (Fig. 1) and 11 (figure 2) or more, coupled with an opening for the
Таким образом, в пластинах может быть от двух до трех групп отверстий: первая группа - отверстия 2 (фиг.1, 2) для магнитов, вторая группа - отверстия для соединения пакетов в секцию 4 (фиг.1) и 10 (фиг.2) и шпоночные пазы 5 (фиг.1) и 11 (фиг.2) и третья группа - отверстия для соединения пластин в пакеты 3 (фиг.1, 2). Из каждого вида пластин собираются пакеты (фиг.3). При определенном размещении перечисленных групп отверстий относительно друг друга для изготовления четырех видов пластин и, соответственно, сборки четырех видов пакетов потребуется только два штампа. Если они изготавливаются не штамповкой, то при таком взаимном расположении всех отверстий для изготовления магнитной системы ротора потребуется только два вида пластин, что также упрощает технологию изготовления магнитной системы ротора магнитоэлектрической машины и всей машины в целом.Thus, in the plates there can be from two to three groups of holes: the first group - holes 2 (Fig. 1, 2) for magnets, the second group - openings for connecting packages to section 4 (Fig. 1) and 10 (Fig. 2 ) and keyways 5 (Fig. 1) and 11 (Fig. 2) and the third group - holes for connecting the plates into packages 3 (Figs. 1, 2). Packets are collected from each type of plate (FIG. 3). With a certain placement of the listed groups of holes relative to each other, for the manufacture of four types of plates and, accordingly, the assembly of four types of packages, only two dies are required. If they are not made by stamping, with such a mutual arrangement of all the holes for the manufacture of the rotor magnetic system, only two types of plates will be required, which also simplifies the manufacturing technology of the rotor magnetic system of the magnetoelectric machine and the entire machine as a whole.
Магниты изготавливаются методами порошковой металлургии и поэтому для обеспечения их качества должны быть простой формы. Наиболее распространены магниты, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда. Однако, если в прототипе полюсы ротора и, соответственно, поток возбуждения формируются за счет обмотки возбуждения, расположенной на роторе, которая имеет наклон к продольной оси за счет смещения полюсных наконечников, то принципиальное отличие конструкции ротора магнитоэлектрической машины, с одной стороны, и прямоугольная форма самих магнитов, с другой, не позволяют таким же образом получить непрерывное смещение полюсов ротора по его длине. Задача решается за счет последовательного дискретного смещения магнитов прямоугольной формы на общую величину, равную три четвертых углового шага пазов статора φ (фиг.4). Для этого из пластин 1 (фиг.1) и 8 (фиг.2), имеющих смещение первой группы отверстий относительно второй, т.е. угол между осями А-А и В-В, равный - α в первом случае, и между осями Б-Б и Д-Д, равный - β во втором, собирают пакеты 1 и 2. Пакеты 3 и 4, в которых значения углов равны +α и +β, соответственно, получают путем поворота пакетов 1 и 2 вокруг осей Б-Б и А-А на угол 180 градусов. При этом после сборки пакетов в единую секцию, соединенную стержнями 14, обеспечивается смещение магнитов относительно друг друга в последовательно расположенных пакетах на одну четвертую углового шага статорных пазов φ. Общая величина смещения по углу в пределах одной секции равна три четвертых углового шага пазов статора φ, что обеспечивает подавление добавочных гармоник эдс для генераторов и пульсаций вращающего момента для двигателей. Пластины между собой соединяются за счет клеящего состава или стержней из магнитопроводящего материала 15.Magnets are made by powder metallurgy methods and therefore, to ensure their quality, they must be of simple shape. The most common magnets are rectangular parallelepipeds. However, if in the prototype the poles of the rotor and, accordingly, the excitation flux are formed due to the excitation winding located on the rotor, which has an inclination to the longitudinal axis due to the displacement of the pole pieces, then the fundamental difference in the design of the rotor of the magnetoelectric machine is, on the one hand, and the rectangular shape the magnets themselves, on the other hand, do not allow in the same way to obtain a continuous displacement of the poles of the rotor along its length. The problem is solved by sequential discrete displacement of rectangular magnets by a total value equal to three fourth of the angular pitch of the stator slots φ (Fig. 4). For this, from the plates 1 (FIG. 1) and 8 (FIG. 2) having an offset of the first group of holes relative to the second, i.e. the angle between the axes aa and bb, equal to α in the first case, and between the axes bb and dd, equal to β in the second, collect
Для получения смещения три четвертых углового шага пазов статора необходимо четыре пакета. Для изготовления четырех пакетов необходимо в общем случае четыре вида пластин. В том случае если пластины изготавливаются штамповкой необходимо четыре различных штампа. С применением заявляемого способа изготовления пластин для создания магнитной системы достаточно только двух видов пластин, и, соответственно, при изготовлении пластин штамповкой, что выгодно при производстве большого количества изделий, достаточно двух штампов.To obtain a three-fourths displacement of the angular pitch of the stator slots, four packets are necessary. For the manufacture of four bags, four types of plates are generally necessary. In the event that the plates are made by stamping, four different stamps are necessary. Using the inventive method of manufacturing plates to create a magnetic system, only two types of plates are sufficient, and, accordingly, in the manufacture of plates by stamping, which is advantageous in the production of a large number of products, two stamps are sufficient.
Сущность заявляемого способа изготовления магнитной системы ротора магнитоэлектрической машины заключается в следующем. Если изготовить одну пластину так, что в ней группа отверстий и шпоночного паза 4, 5 (фиг.1) окажется повернутой относительно группы отверстий под магниты 2 (фиг.1), которая жестко связана с группой отверстий для соединения пакета 3 (фиг.1) на угол α, абсолютная величина которого равна 
Z=2·m·p·q,Z = 2 · m · p · q,
где m - число фаз машины;where m is the number of phases of the machine;
р - число пар полюсов машины;p is the number of pole pairs of the machine;
q - число пазов на полюс ротора и фазу статора.q is the number of grooves per rotor pole and stator phase.
Поскольку величина Z для машин данного класса этого исполнения находится в пределах 12-36, число фаз имеет стандартное значение, равное трем, а величина q для погружного исполнения машины должна иметь целое значение и число пар полюсов р должно быть четным, то пределы изменения величин р, q и Z весьма ограничены и имеют оптимальные значения для каждого конструктивного исполнения электрической машины, и особенно в том случае, когда она используется в качестве электродвигателя погружных насосов для добычи нефти. Значение q обязательно должно быть целым числом, так как погружные машины, работающие на большой глубине, выполняют высоковольтными для уменьшения потерь в кабеле, и проводники в пазу статора для повышения надежности машины должны быть только одной фазы. Этого можно достичь в том случае, когда обмотки статора выполняют однослойными диаметральными, для которых значение q целое число.Since the Z value for machines of this class of this design is in the range 12-36, the number of phases has a standard value of three, and the q value for a submersible machine design must have an integer value and the number of pole pairs p must be even, the limits of variation of p values , q and Z are very limited and have optimal values for each design of an electric machine, and especially when it is used as an electric motor of submersible pumps for oil production. The q value must necessarily be an integer, since submersible machines operating at great depths perform high voltage to reduce cable losses, and the conductors in the stator groove to increase the reliability of the machine should be only one phase. This can be achieved when the stator windings are single-layer diametrical, for which the q value is an integer.
В случае необходимости возможно получение магнитной системы, в которой секция будет состоять из шести пакетов. В этом случае потребуется три вида пластин, в которых группа отверстий под магниты с отверстиями для соединения в пакеты повернута относительно группы отверстий для соединения пакетов в секцию и шпоночного паза на углы, абсолютные величины которых равны 
Поскольку сама по себе заявляемая конструкция является новой, то, соответственно, и способ ее получения является новым и аналогов не имеет. О применении подобных технологий изготовления пластин пакетов авторам ничего неизвестно.Since the claimed design in itself is new, then, accordingly, the method of its production is new and has no analogues. The authors are not aware of the use of such technologies for the manufacture of plate plates.
Магнитная система ротора в зависимости от требуемых характеристик может быть сформирована как с использованием одной секции (фиг.4, 5), так и нескольких секций (фиг.6). При этом секции могут быть различной длины. В случае если необходима минимальная длина секции, то используется только четыре пакета (фиг.4). Если необходимо увеличить длину магнитной системы ротора, то применяется число пакетов, кратное четырем, причем одноименные пакеты располагаются следом друг за другом (фиг.5). При этом все эти пакеты представляют собой одну секцию. При наличии трех видов пластин число пакетов в секции будет кратно шести. При этом все принципы построения магнитной системы остаются прежними.The magnetic system of the rotor, depending on the required characteristics, can be formed using either one section (Figs. 4, 5) or several sections (Fig. 6). In this section can be of different lengths. If the minimum length of the section is needed, then only four packets are used (Fig. 4). If it is necessary to increase the length of the magnetic system of the rotor, then the number of packets is applied, a multiple of four, and the packets of the same name are located next to each other (figure 5). Moreover, all these packages are in one section. If there are three types of plates, the number of packets in the section will be a multiple of six. Moreover, all the principles of building a magnetic system remain the same.
В случае если необходимо разгрузить подшипники машины от воздействия внешней силы, постоянно действующей в осевом направлении, то применяется ротор, в котором магнитная система формируется одной секцией, состоящей из четырех пакетов, как представлено на фиг.4, либо секцией, образованной кратным увеличением числа однотипных пакетов в секции (фиг.5). При этом смещение магнитов по часовой стрелке или против относительно магнита в первом пакете выбирается в зависимости от направления действия внешней силы. Роторы с такой магнитной системой особенно удобны при использовании их в электродвигателях насосов для подъема жидкостей на большие высоты.If it is necessary to unload the bearings of the machine from the action of an external force constantly acting in the axial direction, then a rotor is used, in which the magnetic system is formed by one section consisting of four packets, as shown in Fig. 4, or by a section formed by a multiple increase in the number of similar packets in the section (figure 5). In this case, the displacement of the magnets clockwise or counter to the magnet in the first packet is selected depending on the direction of action of the external force. Rotors with such a magnetic system are especially convenient when used in pump motors to lift liquids to high heights.
В случае отсутствия внешней силы, постоянно действующей в осевом направлении для разгрузки подшипников машины, либо для исключения влияния осевой силы самой машины для обеспечения качественного регулирования применяется магнитная система, состоящая из четного количества секций, в которой одна половина секций имеет смещение магнитов по отношению к другой половине секций в обратную сторону. Магнитная система, состоящая, например, из двух секций, представлена на фиг.6. При этом секции могут располагаться в произвольном порядке.In the absence of an external force that is constantly acting in the axial direction to unload the bearings of the machine, or to eliminate the influence of the axial force of the machine itself, to ensure high-quality regulation, a magnetic system is used, consisting of an even number of sections, in which one half of the sections has a displacement of the magnets relative to the other half of the sections in the opposite direction. A magnetic system, consisting, for example, of two sections, is presented in Fig.6. In this case, the sections can be arranged in random order.
К особым достоинствам такой конструкции магнитной системы ротора магнитоэлектрической машины относится то, что можно изменять длину магнитной системы за счет уменьшения толщин пакетов с сохранением шага смещения магнитов. Это позволяет для статоров с одним шагом пазов, но различной длиной использовать одни и те же комплектующие пластины.The special advantages of this design of the magnetic system of the rotor of a magnetoelectric machine include the fact that it is possible to change the length of the magnetic system by reducing the thickness of the packets while maintaining the magnet displacement step. This allows for stators with one pitch of grooves, but with different lengths, to use the same component plates.
Таким образом, заявляемое устройство, магнитная система ротора и способ ее изготовления соответствуют критерию изобретения "новизна" и позволяют улучшить технические характеристики бесколлекторных магнитоэлектрических машин, использующих заявляемое устройство, и упростить технологию их изготовления и расширить сферу применения электрических машин этого класса.Thus, the inventive device, the rotor magnetic system and the method of its manufacture meet the criteria of the invention of "novelty" and can improve the technical characteristics of brushless magnetoelectric machines using the inventive device and simplify their manufacturing technology and expand the scope of application of electric machines of this class.
Необходимость применения заявляемой магнитной системы ротора возникает при использовании бесколлекторных магнитоэлектрических машин в погружных насосах для добычи нефти, работающих в агрессивной среде, где требуются большие мощности, ограничение радиальных габаритов, жидкостное охлаждение или хорошие регулировочные свойства.The need to use the inventive rotor magnetic system arises when using brushless magnetoelectric machines in submersible pumps for oil production, operating in an aggressive environment where large capacities, limiting radial dimensions, liquid cooling or good adjusting properties are required.
ЛитератураLiterature
1. Иванов В.И. Синхронные машины. Ленинград, ВЭТА-КУБУЧ, 1934, 339 с.1. Ivanov V.I. Synchronous machines. Leningrad, VETA-KUBUCH, 1934, 339 p.
2. Патент РФ RU №2183043. Ротор скважинного генератора.2. RF patent RU No. 2183043. Downhole generator rotor.
3. Авторское свидетельство СССР SU №1105981. Магнитопровод электрической машины.3. USSR Copyright Certificate SU No. 1105981. Magnetic circuit of an electric machine.
4. Патент РФ RU №2178615. Ротор электрической машины.4. RF patent RU No. 2178615. The rotor of an electric machine.
5. Заявка №98103834/09, 03.03.1998. Погружной электродвигатель с постоянными магнитами.5. Application No. 98103834/09, 03.03.1998. Permanent magnet submersible motor.
6. Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1098070.6. Description of the invention to the copyright certificate SU 1098070.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128889/11A RU2264022C2 (en) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Rotor magnetic system and its manufacturing process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128889/11A RU2264022C2 (en) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Rotor magnetic system and its manufacturing process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003128889A RU2003128889A (en) | 2005-03-27 |
| RU2264022C2 true RU2264022C2 (en) | 2005-11-10 |
Family
ID=35560154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003128889/11A RU2264022C2 (en) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Rotor magnetic system and its manufacturing process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2264022C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499342C2 (en) * | 2009-07-01 | 2013-11-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Rotor and method to manufacture rotor of electric machine |
| RU176105U1 (en) * | 2017-05-22 | 2018-01-09 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Механотронных Технологий - Альфа - Научный Центр" | Non-contact dc motor |
-
2003
- 2003-09-26 RU RU2003128889/11A patent/RU2264022C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499342C2 (en) * | 2009-07-01 | 2013-11-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Rotor and method to manufacture rotor of electric machine |
| US8847453B2 (en) | 2009-07-01 | 2014-09-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor and method for manufacturing a rotor of an electric machine |
| RU176105U1 (en) * | 2017-05-22 | 2018-01-09 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Механотронных Технологий - Альфа - Научный Центр" | Non-contact dc motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003128889A (en) | 2005-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7307366B2 (en) | Brushless permanent magnet machine with axial modules of rotor magnetization skew and method of producing the same | |
| US7183687B2 (en) | Brushless permanent magnet machine with reduced cogging and torque ripple and method of producing the same | |
| KR101420467B1 (en) | Permanent-magnet generator and windmill generator using the same | |
| US7327062B2 (en) | Rotor for rotary electric machine | |
| JP4644832B2 (en) | Rotating electrical machine | |
| US6891299B2 (en) | Rotary electric machine having a flux-concentrating rotor and a stator with windings on teeth | |
| US6924574B2 (en) | Dual-rotor, radial-flux, toroidally-wound, permanent-magnet machine | |
| US7923881B2 (en) | Interior permanent magnet motor and rotor | |
| US7247964B2 (en) | Electrical machine with magnetized rotor | |
| CN110224567A (en) | Spoke permanent magnetic motor and its manufacturing method with reduced torque ripple | |
| US6700272B1 (en) | Reluctance motor with gearless step-down without electronic control of rotating field | |
| US9236784B2 (en) | Flux-switching electric machine | |
| KR20130038728A (en) | Motror and rotor of a motor | |
| US20130207500A1 (en) | Three-phase alternating current permanent magnet motor | |
| JP4291517B2 (en) | Improved permanent magnet / reluctance variable rotating electrical equipment | |
| JP2008245439A (en) | Electric motor and compressor using same | |
| US7589440B2 (en) | Stepping motor | |
| JP5783898B2 (en) | Permanent magnet motor and compressor | |
| JP4091933B2 (en) | Permanent magnet motor | |
| WO2012136576A1 (en) | Rotor | |
| US6236133B1 (en) | Three-phase brushless motor | |
| RU2264022C2 (en) | Rotor magnetic system and its manufacturing process | |
| CN108141069B (en) | Rotor for rotating electric machine | |
| JP2016171646A (en) | Permanent magnet dynamo-electric machine, and compressor for use therein | |
| KR20090007051A (en) | The rotor structure for interior type permanent magnet motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100927 |