RU2543606C1 - Магнитная система ротора электрической машины - Google Patents
Магнитная система ротора электрической машины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543606C1 RU2543606C1 RU2014109699/07A RU2014109699A RU2543606C1 RU 2543606 C1 RU2543606 C1 RU 2543606C1 RU 2014109699/07 A RU2014109699/07 A RU 2014109699/07A RU 2014109699 A RU2014109699 A RU 2014109699A RU 2543606 C1 RU2543606 C1 RU 2543606C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- magnetic
- permanent magnets
- hole
- polarity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно к устройству роторов электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов, расположенных на роторе. Технический результат заключается в увеличении магнитного потока в воздушном зазоре электрической машины. Магнитная система ротора содержит закрепленный на валу магнитопровод, выполненный из магнитомягкого материала без разрывов по внешнему и внутреннему диаметрам, с отверстием под размещение в нем постоянного магнита. Магнит образован отдельными элементами четырех в рассматриваемом случае (по числу полюсов) полых цилиндрических постоянных магнитов. Отверстие под магнит выполнено без разрывов, имеет симметричную относительно оси вала волнообразную форму с одинаковыми расстояниями между максимумами гребней волн, расположенных вблизи расточки ротора и отстоящих на одинаковом от нее расстоянии. Помещенные в отверстие элементы постоянных магнитов имеют одинаковую магнитную полярность между каждой парой соседних максимумов волнообразного отверстия, причём эта полярность меняется на противоположную при переходе через каждый максимум. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно к устройству роторов электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов, расположенных на роторе, и может быть использовано как в общем, так и в специальном электромашиностроении при производстве электродвигателей и генераторов.
Известна магнитная система ротора, содержащая закрепленный на валу магнитопровод, выполненный из магнитомягкого материала без разрывов по внешнему и внутреннему диаметрам и с отверстиями под размещение в них постоянных магнитов. Отверстия выполнены прямоугольной формы с наклоном к радиальным осям (расположены вдоль хорд) таким образом, что расстояние между обращенными друг к другу и к валу боковыми поверхностями их по мере приближения к расточке ротора уменьшается, а между противоположными поверхностями тех же отверстий и в том же направлении увеличивается. Магнитная система ротора с требуемым по условию ее работоспособности чередованием вдоль расточки ротора полярностью полюсов образуется путем установки в указанные прямоугольной формы отверстия ротора намагниченных перпендикулярно боковым поверхностям призматических постоянных магнитов, причем таким образом, что каждая пара обращенных друг к другу и в сторону расточки ротора поверхности соседних магнитов имеет одинаковую магнитную полярность и полярность следующих друг за другом и ориентированных указанным образом пар магнитов вдоль расточки чередуется (патент RU 2244370, МПК Н02K 1/06, опубл. 10.01.2005).
К недостаткам рассматриваемой магнитной системы ротора относятся также и значительные по величине потоки рассеяния, которые замыкаются между магнитами, обращенными друг к другу одноименными полюсами через ферромагнитные перемычки между отверстиями под магниты как со стороны расточки ротора, так и со стороны вала, что также приводит к уменьшению магнитного потока в рабочем воздушном зазоре электрической машины и к ухудшению ее массогабаритных и энергетических показателей [патент RU 2244370, кл. Н02K 1/06, опубл. 10.01.05].
Наиболее близкой к заявляемому изобретению является магнитная система ротора (см. патент RU №2316103, МПК Н02K 1/27, МПК Н02K 21/14, опубл. 27. 01. 2008 г.), которая содержит закрепленный на валу магнитопровод, выполненный из магнитомягкого материала без разрывов по внутреннему и внешнему диаметрам и с отверстиями под размещение в них постоянных магнитов. Отверстия выполнены прямоугольными с наклоном к радиальным осям (расположены вдоль хорд) таким образом, что расстояние между обращенными друг к другу и к валу боковыми поверхностями их по мере приближения к расточке ротора уменьшается, а между противоположными поверхностями тех же отверстий и в том же направлении увеличивается. Магнитная система ротора с требуемой по условию ее работоспособности чередующейся по расточке ротора полярностью полюсов образуется путем установки в указанные прямоугольной формы отверстия ротора намагниченных перпендикулярно боковым поверхностям постоянных магнитов, причем таким образом, что каждая пара обращенных друг к другу и в сторону расточки ротора поверхностей соседних призматических магнитов имеет одинаковую магнитную полярность, а полярность следующих друг за другом таких пар магнитов вдоль расточки чередуется.
Однако такая магнитная система ротора отличается наличием воздушной полости, прилегающей к торцам постоянных магнитов со стороны вала, что способствует лишь уменьшению магнитных потоков рассеяния в этой области, но не устраняет их полностью.
Техническая задача изобретения заключается в полном устранении потоков рассеяния с поверхностей постоянных магнитов, расположенных вблизи вала.
Техническим результатом изобретения является увеличение магнитного потока постоянных магнитов в воздушном зазоре электрической машины и ее мощности при тех же размерах ротора или уменьшение размеров ротора при той же мощности.
Это достигается тем, что в известной магнитной системе ротора, содержащей закрепленный на валу, выполненный из магнитомягкого материала магнитопровод без разрывов по внутреннему и внешнему диаметрам, с отверстиями и расположенными в них постоянными магнитами, все отверстия объединены в одно симметрично расположенное относительно оси вала и полностью заполненное постоянными магнитами отверстие, имеющее волнообразную форму с одинаковыми расстояниями между максимумами гребней волн, расположенных вблизи расточки ротора и отстоящих на одинаковом от нее расстоянии, а помещенные в отверстие постоянные магниты имеют одинаковую магнитную полярность между каждой парой соседних максимумов и эта полярность поочередно меняется на противоположную при переходе через каждый максимум.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показано поперечное сечение одного из возможных вариантов магнитной системы четырехполюсного ротора с одним симметрично расположенным относительно оси вала волнообразным отверстием, образованным из прилегающих друг к другу участков четырех одинаковых цилиндрических отверстий и полностью заполненным материалом постоянных магнитов. На фиг.2 показана часть элементов цилиндрических постоянных магнитов, размещенных в этом отверстии с проставленными на них буквенными обозначениями этих же элементов постоянных магнитов на фиг.1. На фиг.3 в пределах половины полюсного деления ротора показаны контуры обращенных к расточке ротора участков поверхностей постоянных магнитов при их призматической, очерченной пунктирными линиями, и цилиндрической формах. На этом же чертеже приведены численные значения их длин L2 и L1 соответственно и отношения этих длин L1/L2.
Магнитная система ротора содержит закрепленный на валу 1 магнитопровод 2, выполненный из магнитомягкого материала без разрывов по внешнему и внутреннему диаметрам и с отверстием 3 под размещение в нем постоянного магнита, образованного отдельными элементами четырех в рассматриваемом случае (по числу полюсов) полых цилиндрических постоянных магнитов, два из которых показаны на фиг.2. Отверстие 3 выполнено без разрывов, имеет симметричную относительно оси вала 1 волнообразную форму с одинаковыми расстояниями между максимумами гребней волн, расположенных вблизи расточки ротора и отстоящих на одинаковом от нее расстоянии, а помещенные в отверстие элементы 6-17 постоянных магнитов имеют одинаковую магнитную полярность между каждой парой соседних максимумов волнообразного отверстия и эта полярность поочередно меняется на противоположную при переходе через каждый максимум.
Выполнение магнитной системы ротора указанным способом позволяет, как это следует из данных сравнения длин L1 и L2 (фиг.2) боковых поверхностей постоянных магнитов при призматической и волнообразной их форме, сформированной из отдельных элементов (участков) целостных цилиндрических постоянных магнитов (см. фиг.2), увеличить площадь активной поверхности постоянного магнита на полюсном делении при четырехполюсной магнитной системе ротора и соответственно магнитный поток полюса примерно на 25% (в 1,24 раза). При шестиполюсной магнитной системе ротора активная площадь постоянного магнита в пределах полюсного деления и поток полюса увеличиваются в 1,32 раза.
Это обстоятельство свидетельствует о преимуществе заявляемой магнитной системы ротора перед магнитными системами ротора с призматическими магнитами с точки зрения способности преобразования большего объема электрической энергии в механическую и обратного ее преобразования при одинаковых размерах ротора и с точки зрения получения одной и той же мощности при меньших размерах электрической машины. В заявляемой магнитной системе ротора отсутствует рассеяние магнитного потока с обращенной к ротору поверхности постоянного магнита, что способствует дополнительному увеличению магнитного потока, отдаваемого постоянным магнитом во внешнюю магнитную цепь, и улучшению его технических характеристик.
Соединение элементов магнитной системы ротора в единую механически прочную конструкцию можно обеспечить несколькими способами. Например, это можно осуществить, используя для этой цели, например, стержни 4 и 5, стягивающие напрессованные на вал с обеих торцевых сторон ротора немагнитные дисковые шайбы. Возможны и другие способы взаимного крепления конструктивных элементов ротора в единую механически прочную конструкцию.
Использование изобретения позволяет увеличить магнитный поток постоянных магнитов в воздушном зазоре электрической машины и ее мощность при тех же размерах ротора или уменьшить размеры ротора при той же мощности.
Claims (1)
- Магнитная система ротора электрической машины, содержащая закрепленный на валу магнитопровод, выполненный из магнитомягкого материала без разрывов по внешнему и внутреннему диаметрам с отверстиями и установленными в каждом из них постоянными магнитами, отличающаяся тем, что все отверстия объединены в одно симметрично расположенное относительно оси вала и полностью заполненное постоянными магнитами отверстие, имеющее волнообразную форму с одинаковыми расстояниями между максимумами гребней волн, расположенных вблизи расточки ротора и отстоящих на одинаковом от нее расстоянии, а помещенные в отверстие постоянные магниты имеют одинаковую магнитную полярность между каждой парой соседних максимумов, и эта полярность поочередно меняется на противоположную при переходе через каждый максимум.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014109699/07A RU2543606C1 (ru) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | Магнитная система ротора электрической машины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014109699/07A RU2543606C1 (ru) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | Магнитная система ротора электрической машины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2543606C1 true RU2543606C1 (ru) | 2015-03-10 |
Family
ID=53290198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014109699/07A RU2543606C1 (ru) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | Магнитная система ротора электрической машины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2543606C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610305C1 (ru) * | 2016-03-25 | 2017-02-09 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Ротор электромашины |
RU2644010C1 (ru) * | 2017-06-08 | 2018-02-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Магнитная система ротора электрической машины |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991009443A1 (en) * | 1989-12-15 | 1991-06-27 | American Motion Systems, Inc. | Method for mass producing an interior magnet rotary machine and the interior magnet rotary machine produced thereby |
RU2011267C1 (ru) * | 1991-07-08 | 1994-04-15 | Научно-Производственное Объединение "Магнетон" | Многополюсный ротор электрической машины с постоянными магнитами |
RU2244370C1 (ru) * | 2003-07-17 | 2005-01-10 | Гинзбург Матвей Яковлевич | Магнитная система ротора |
JP2007174899A (ja) * | 2007-03-20 | 2007-07-05 | Nabtesco Corp | 永久磁石型モータ |
RU2316103C2 (ru) * | 2005-07-14 | 2008-01-27 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно") | Магнитная система ротора |
WO2012118787A2 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Uqm Technologies Inc. | Brushless pm machine construction enabling low coercivity magnets |
WO2013032353A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-03-07 | General Electric Company | Permanent magent rotor having a combined laminated stack and method of assembly |
-
2014
- 2014-03-14 RU RU2014109699/07A patent/RU2543606C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991009443A1 (en) * | 1989-12-15 | 1991-06-27 | American Motion Systems, Inc. | Method for mass producing an interior magnet rotary machine and the interior magnet rotary machine produced thereby |
RU2011267C1 (ru) * | 1991-07-08 | 1994-04-15 | Научно-Производственное Объединение "Магнетон" | Многополюсный ротор электрической машины с постоянными магнитами |
RU2244370C1 (ru) * | 2003-07-17 | 2005-01-10 | Гинзбург Матвей Яковлевич | Магнитная система ротора |
RU2316103C2 (ru) * | 2005-07-14 | 2008-01-27 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно") | Магнитная система ротора |
JP2007174899A (ja) * | 2007-03-20 | 2007-07-05 | Nabtesco Corp | 永久磁石型モータ |
WO2012118787A2 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Uqm Technologies Inc. | Brushless pm machine construction enabling low coercivity magnets |
WO2013032353A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-03-07 | General Electric Company | Permanent magent rotor having a combined laminated stack and method of assembly |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610305C1 (ru) * | 2016-03-25 | 2017-02-09 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Ротор электромашины |
RU2644010C1 (ru) * | 2017-06-08 | 2018-02-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Магнитная система ротора электрической машины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3528366B1 (en) | Motor comprising halbach array and apparatus comprising same | |
US11456633B2 (en) | Permanent magnet rotating electric machine | |
US9923436B2 (en) | Rotor for a rotary electric machine | |
KR20180006306A (ko) | 축방향 플럭스 다이나모일렉트릭 머신용 스테이터 및 코일 | |
KR102209048B1 (ko) | 재생에너지 응용을 위한 직접 구동 발전기 | |
EP3118972B1 (en) | Annular magnetic pole member and magnetic wave gear device | |
US20170338726A1 (en) | Polyphase motor having an alternation of permanent magnets and salient poles | |
RU2494520C2 (ru) | Магнитоэлектрический генератор | |
US20170110917A1 (en) | Rotor for magnetic motor | |
RU2543606C1 (ru) | Магнитная система ротора электрической машины | |
JP2011147346A (ja) | 電動機 | |
RU2524144C2 (ru) | Однофазная электрическая машина | |
CN207868887U (zh) | 一种高速永磁体同步电机转子结构 | |
KR102093242B1 (ko) | 회전자 및 회전 전기 장치 | |
CN107005111A (zh) | 磁铁埋入型旋转电机 | |
EA009822B1 (ru) | Вентильная электрическая машина | |
RU2644010C1 (ru) | Магнитная система ротора электрической машины | |
US20140292130A1 (en) | Heterogeneous motor | |
RU2231896C2 (ru) | Ротор электрической машины с постоянными магнитами | |
KR101019837B1 (ko) | 영구자석의 마주보는 동일극 사이에 형성되는 고밀도자속을 배출 흡인하는 발전기 및 전동기용 회전자 | |
RU2709788C1 (ru) | Синхронный электрический генератор с многополюсной комбинированной магнитной системой с постоянными магнитами | |
KR101260689B1 (ko) | 회전자 및 그를 포함하는 동기형 모터 | |
KR20090007051A (ko) | 매입형 영구자석 전동기의 회전자 | |
RU2558748C1 (ru) | Ротор электрической машины | |
RU2564511C1 (ru) | Магнитоэлектрический генератор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20150429 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190315 |