RU2558748C1 - Ротор электрической машины - Google Patents
Ротор электрической машины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558748C1 RU2558748C1 RU2014112940/07A RU2014112940A RU2558748C1 RU 2558748 C1 RU2558748 C1 RU 2558748C1 RU 2014112940/07 A RU2014112940/07 A RU 2014112940/07A RU 2014112940 A RU2014112940 A RU 2014112940A RU 2558748 C1 RU2558748 C1 RU 2558748C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- bore
- permanent magnets
- shaft
- magnets
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам с возбуждением от постоянных магнитов. Технический результат состоит в повышении мощности за счет увеличения поверхности полюсов магнитов и исходящего из них магнитного потока. Ротор содержит закрепленный на валу 1 цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод 2 в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала с равномерно распределенными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от его расточки и открытыми со стороны вала 1 цилиндрическими отверстиями 3, в которых закреплены постоянные магниты 4 в виде полых цилиндров. Каждый из постоянных магнитов 4 образован двумя частями 5 и 6 разрезанного по диаметру полого цилиндра. Части 5 и 6 магнита 4 намагничены радиально относительно осевой линии О1 цилиндра, но в противоположных направлениях и установлены в отверстия 3 так, что их продольные сечения соприкасаются на линии радиусов ротора 1. Во внутренних полостях полых цилиндров магнитов 4 вплотную к их внутренней поверхности расположены магнитомягкие стержни 7. Каждая пара обращенных друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключенный между ними и расточкой ротора полюс 8 имеют одинаковую полярность, чередующуюся вдоль расточки ротора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а конкретно к электрическим машинам с возбуждением от постоянных магнитов, и предназначено для использования в общем и специальном электромашиностроении при производстве электрических машин для бытовой техники, станочного привода, ветроэнергетических установок, систем электроснабжения и электропривода автономных объектов.
Известен ротор электрической машины (патент U.S. 6987342, рис.7, МПК H02K 1/27, опубл. 28.10.2004), содержащий закрепленный на валу цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала, с равномерно распределенными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от его расточки и открытыми со стороны вала отверстиями, в которых размещены постоянные магниты таким образом, что каждая пара обращенных друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключенная между ними и расточкой часть магнитопровода (полюс) имеют одинаковую полярность, и полярность этих элементов ротора чередуется вдоль его расточки. Отверстия для размещения постоянных магнитов и сами постоянные магниты имеют призматическую форму, расположены радиально и намагничены тангенциально. Вал ротора может быть изготовлен из магнитного или немагнитного материала.
Недостатком ротора является сложная конфигурация внутренних полостей магнитопровода, обусловленная отличием форм и размеров магнитомягких полюсов, заключенных между поверхностями магнитов противоположной полярности, а также существенное ограничение радиального размера поверхностей соприкосновения постоянных магнитов с полюсами и, как следствие этого, ограничение магнитного потока полюсов.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ротор электрической машины (патент RU 2241296, МПК H02K 1/27, Н02К 1/24, опубл. 27.11.2004 г.). Этот ротор содержит закрепленный на немагнитном валу цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала с равномерно распределенными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от его расточки и открытыми со стороны вала отверстиями, в которых размещены постоянные магниты таким образом, что каждая пара обращенных друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключенная между ними и расточкой часть магнитопровода (полюс) имеют одинаковую полярность и полярность всех этих элементов ротора чередуется вдоль расточки. Отверстия для размещения постоянных магнитов и сами постоянные магниты выполнены призматической формы и расположены равномерно по окружности вдоль радиусов. Постоянные магниты намагничены перпендикулярно их боковым, расположенным полностью в теле магнитопровода сторонам (применительно к призматическим радиально расположенным магнитам - намагниченным тангенциально).
Недостатком ротора является ограничение максимальной длины постоянного магнита в плоскости поперечного его сечения предельным ее значением, равным разности длин радиусов расточки ротора и вала, что ограничивает возможность увеличения площади постоянного магнита и величины магнитного потока, поступающего из магнита в полюс при фиксированном значении диаметра ротора, и по этой причине является фактором, ограничивающим его мощность.
Техническая задача изобретения заключается в увеличении поверхности полюсов постоянных магнитов и исходящего из них магнитного потока в рамках одного и того же диаметра расточки ротора и его длины.
Техническим результатом изобретения является увеличение мощности электрических машин, а также расширение области их применения.
Это достигается тем, что в известном роторе электрической машины, содержащем закрепленный на немагнитном валу цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала, с равномерно распределенными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от его расточки и открытыми со стороны вала отверстиями, в которых размещены постоянные магниты таким образом, что каждая пара обращенных друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключенный между ними и расточкой ротора полюс имеют одинаковую полярность и полярность полюсов ротора чередуется вдоль расточки ротора, стержни из магнитомягкого материала, отверстия в магнитопроводе с размещенными в них постоянными магнитами выполнены цилиндрическими, а каждый из постоянных магнитов образован двумя частями разрезанного по диаметру полого цилиндра, причем обе эти части магнита намагничены радиально относительно осевой линии этого цилиндра, но в противоположных направлениях и установлены в отверстия так, что их продольные сечения соприкасаются на линии радиусов ротора, а во внутренних частях полых цилиндров постоянных магнитов вплотную к их внутренней поверхности расположены стержни магнитомягкого материала.
Кроме того, постоянные магниты и вал могут быть выполнены с плоскими срезами, перпендикулярными радиусам, разделяющим постоянные магниты на составные их части, и соприкасающимися друг с другом по плоскостям этих срезов.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано поперечное сечение четырехполюсного ротора, магнитопровод которого закреплен на немагнитном валу и каждый из цилиндрических магнитов соприкасается с поверхностью вала в одной точке (точке разрыва), на фиг.2 изображено поперечное сечение также четырехполюсного ротора с закрепленным на немагнитном валу магнитопроводом. Поверхности цилиндрических магнитов и вала в нем имеют плоские срезы, перпендикулярные радиусам, разделяющим постоянные магниты на составные их части (полуцилиндры), и соприкасаются друг с другом по этим плоским срезам.
Ротор электрической машины содержит закрепленный на валу 1 цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод 2 в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала с равномерно распределенными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от его расточки и открытыми со стороны вала 1 цилиндрическими отверстиями 3, в которых размещены постоянные магниты 4 в виде полых цилиндров. При этом каждый из постоянных магнитов 4 образован двумя частями 5 и 6 разрезанного по диаметру полого цилиндра, причем обе эти части 5 и 6 магнита 4 намагничены радиально относительно осевой линии О1 этого цилиндра, но в противоположных направлениях и установлены в отверстия 3 так, что их продольные сечения ab с cd и ef с gk соприкасаются на линии радиусов ротора 1. Во внутренних полостях полых цилиндров постоянных магнитов 4 вплотную к их внутренней поверхности расположены стержни 7 из магнитомягкого материала. Каждая пара обращенных друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключенный между ними и расточкой ротора полюс из магнитомягкого материала 8 имеют одинаковую полярность. Полярность полюсов 8 ротора при указанной ориентации полюсов постоянных магнитов 4 чередуется вдоль расточки ротора. Постоянные магниты 4 фиксируются в отверстиях магнитопровода 2 жестко, например, клеящим составом, а для исключения возможности углового смещения пакета магнитопровода 2 с магнитами относительно вала 1 предусмотрено шпоночное соединение 9. Непосредственное соприкосновение постоянных магнитов 4 с валом 1 позволяет уменьшить потоки рассеяния с поверхностей магнитов 4, обращенных к валу 1.
Электрическая машина с ротором работает следующим образом.
В генераторном режиме при вращении ротора магнитный поток чередующихся по расточке полюсов 4, замыкаясь через полюсы 8, воздушные зазоры, статор электрической машины и магнитомягкие стержни 7 образует изменяющееся по углу поворота ротора и во времени потокосцепление с секциями обмотки статора, в результате чего в них индуцируется ЭДС. Если эти обмотки замкнуты на внешнюю электрическую цепь, то по ним протекает электрический ток, а в нагрузке в зависимости от ее функционального назначения выделяется тепло либо происходит преобразование электрической энергии в механическую или другие виды энергии.
Для количественной оценки преимущества заявляемой конструкции ротора с цилиндрической формой магнитов 4 перед роторами с призматической их формой, расположенных радиально (как в роторе, принятом за прототип) справедлива формула
где Sмц и Sмпр - площади полюсов постоянных магнитов 4 при цилиндрической и призматической их форме; Dp, Dв и Dм - диаметры соответственно ротора, вала 1 и магнита 4; hм - длина силовых линий в магнитах 4 (высота магнита). При принятых на фиг.1 размерах конструктивных элементов ротора Sмц/Sмпр=1,28. При равных значениях магнитной индукции в магнитах 4 цилиндрической и призматической форм магнитные потоки в прилегающих к ним полюсах 8 находятся в том же соотношении, то есть в рамках одного и того же диаметра ротора вне зависимости от осевой длины магнитопровода применение магнитов 4 цилиндрической формы вызывает увеличение магнитного потока полюсов 8 примерно на 30% по сравнению с применением призматических радиально расположенных магнитов.
Для исключения возможности изменения углового положения постоянных магнитов 4 (их поворота относительно оси цилиндров), например, в случае полной или частичной потери свойств клеящего состава, фиксирующего их в рабочем положении, достаточно выполнить цилиндрические магниты 4 и вал 1 с плоскими срезами rp на магнитах 4 и r′p′ на валу, перпендикулярными радиусам, разделяющим постоянные магниты 4 на составные их части 5 и 6, и обеспечить соприкосновение магнитов и вала друг с другом по этим плоским срезам (фиг.2).
Использование изобретения обеспечивает увеличение мощности электрических машин, а также расширение области их применения
Claims (2)
1. Ротор электрической машины, содержащий закрепленный на немагнитном валу цилиндрический по наружной поверхности магнитопровод в виде пакета, набранного из листов магнитомягкого материала, с равномерно распределенными по окружности, отстоящими на одинаковом расстоянии от его расточки и открытыми со стороны вала отверстиями, в которых размещены постоянные магниты таким образом, что каждая пара обращенных друг к другу и к расточке ротора боковых их поверхностей и заключенный между ними и расточкой ротора полюс имеют одинаковую полярность и полярность полюсов ротора чередуется вдоль расточки ротора, стержни из магнитомягкого материала, отличающийся тем, что отверстия в магнитопроводе для размещения в них постоянных магнитов выполнены цилиндрическими, а каждый из постоянных магнитов образован двумя частями разрезанного по диаметру полого цилиндра, причем обе эти части магнита намагничены радиально относительно осевой его линии, но в противоположных направлениях и установлены в отверстия так, что их продольные сечения соприкасаются на линии радиусов ротора, а во внутренних частях полых цилиндров постоянных магнитов вплотную к их внутренней поверхности расположены стержни.
2. Ротор электрической машины по п.1, отличающийся тем, что постоянные магниты и вал выполнены с плоскими срезами, перпендикулярными радиусам, разделяющим постоянные магниты на составные их части, и соприкасающимися друг с другом по плоскостям этих срезов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014112940/07A RU2558748C1 (ru) | 2014-04-03 | 2014-04-03 | Ротор электрической машины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014112940/07A RU2558748C1 (ru) | 2014-04-03 | 2014-04-03 | Ротор электрической машины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558748C1 true RU2558748C1 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014112940/07A RU2558748C1 (ru) | 2014-04-03 | 2014-04-03 | Ротор электрической машины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558748C1 (ru) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU515212A1 (ru) * | 1974-06-06 | 1976-05-25 | Предприятие П/Я М-5374 | Способ изготовлени ротора магнитоэлектрической машины |
US4127786A (en) * | 1976-03-01 | 1978-11-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Synchronous machine with inner rotor, excited by permanent magnets |
SU1098070A1 (ru) * | 1983-06-01 | 1984-06-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения | Ротор электрической машины |
SU1628154A1 (ru) * | 1989-03-28 | 1991-02-15 | Научно-производственное объединение "Полюс" | Ротор электрической машины |
JPH099537A (ja) * | 1995-04-21 | 1997-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石形モータ |
RU2152116C1 (ru) * | 1999-01-25 | 2000-06-27 | ОАО НПО "Магнетон" | Многополюсная магнитная система ротора электрической машины |
RU2002120333A (ru) * | 2002-07-26 | 2004-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образовани "Оренбургский государственный университет" | Ротор электрической машины с постоянными магнитами |
RU2241296C1 (ru) * | 2003-05-05 | 2004-11-27 | Демьяненко Александр Васильевич | Пакет для формирования магнитной системы ротора |
US6987342B2 (en) * | 2003-04-24 | 2006-01-17 | Minebea Co., Ltd. | Rotor for an electric motor |
RU2316103C2 (ru) * | 2005-07-14 | 2008-01-27 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно") | Магнитная система ротора |
RU119185U1 (ru) * | 2010-06-23 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Сарапульский электрогенераторный завод" | Магнитная система ротора |
-
2014
- 2014-04-03 RU RU2014112940/07A patent/RU2558748C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU515212A1 (ru) * | 1974-06-06 | 1976-05-25 | Предприятие П/Я М-5374 | Способ изготовлени ротора магнитоэлектрической машины |
US4127786A (en) * | 1976-03-01 | 1978-11-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Synchronous machine with inner rotor, excited by permanent magnets |
SU1098070A1 (ru) * | 1983-06-01 | 1984-06-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения | Ротор электрической машины |
SU1628154A1 (ru) * | 1989-03-28 | 1991-02-15 | Научно-производственное объединение "Полюс" | Ротор электрической машины |
JPH099537A (ja) * | 1995-04-21 | 1997-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石形モータ |
RU2152116C1 (ru) * | 1999-01-25 | 2000-06-27 | ОАО НПО "Магнетон" | Многополюсная магнитная система ротора электрической машины |
RU2002120333A (ru) * | 2002-07-26 | 2004-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образовани "Оренбургский государственный университет" | Ротор электрической машины с постоянными магнитами |
US6987342B2 (en) * | 2003-04-24 | 2006-01-17 | Minebea Co., Ltd. | Rotor for an electric motor |
RU2241296C1 (ru) * | 2003-05-05 | 2004-11-27 | Демьяненко Александр Васильевич | Пакет для формирования магнитной системы ротора |
RU2316103C2 (ru) * | 2005-07-14 | 2008-01-27 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно") | Магнитная система ротора |
RU119185U1 (ru) * | 2010-06-23 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Сарапульский электрогенераторный завод" | Магнитная система ротора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5774081B2 (ja) | 回転電機 | |
US20180013336A1 (en) | Stators and coils for axial-flux dynamoelectric machines | |
KR101162477B1 (ko) | 다층 코일과 다층 영구 자석이 장착된 발전기 | |
KR101332523B1 (ko) | 회전자의 영구 자석 배열을 양분하는 구조의 전기 모터 | |
CN106451967B (zh) | 电机 | |
RU2541513C2 (ru) | Синхронная машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора | |
KR101426169B1 (ko) | 고 토크 제공구조를 갖는 매립형 영구자석 동기 전동기의 회전자 | |
MX2016004061A (es) | Motor monofasico sin escobillas. | |
JP2014090577A (ja) | 回転子、および、これを用いた回転電機 | |
JP5761084B2 (ja) | 磁気変調モータ | |
CN106100271B (zh) | 轴径向磁通的调磁电机 | |
KR20140122187A (ko) | 회전식 전기 기계용 로터의 자극 구성 | |
JP5307849B2 (ja) | 電動機 | |
RU2534046C1 (ru) | Электрогенератор | |
RU2588599C1 (ru) | Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией | |
RU2558748C1 (ru) | Ротор электрической машины | |
US20150084467A1 (en) | Reduced Reaction Rotary Alternating Current Generator | |
KR101209631B1 (ko) | 길이가 다른 도체바를 갖는 회전자 및 그를 포함하는 lspm 모터 | |
RU147104U1 (ru) | Ротор электрической машины | |
RU2543606C1 (ru) | Магнитная система ротора электрической машины | |
RU2544002C1 (ru) | Электромашина | |
TWI385899B (zh) | 永磁式電機之轉子結構及其製造方法 | |
CN101882901A (zh) | 双磁环感应式磁能发电机 | |
RU159278U1 (ru) | Магнитопровод статора электрической машины | |
RU2231896C2 (ru) | Ротор электрической машины с постоянными магнитами |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190404 |