РОТОР СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к области электромашиностроения и может быть использована в магнитоэлектрических машинах.
«Известен ротор электрической машины [патент РФ №2444108, H02K 1/27, 27.02.2012], состоящий из полого вала из немагнитного материала, цилиндра, выполненного из магнитно-мягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, в продольных радиальных пазах которого размещены постоянные магниты, зафиксированные немагнитными металлическими клиньями по всей площади их контактов, при этом торцы ротора жестко скреплены с цилиндрическими втулками, выполненными из немагнитного металла, соосными и жестко скрепленными с полым валом. Постоянные магниты снабжены средствами их фиксации в продольных радиальных пазах цилиндрических втулок, кроме того, наружная поверхность цилиндра снабжена бандажом, выполненным намоткой на него гибкой нити из высокопрочного немагнитного материала, например углеродного волокна, при этом внешней поверхности бандажа придана цилиндрическая форма, соответствующая по диаметру и шероховатости поверхности указанным цилиндрическим втулкам. Нити в бандаже скреплены пропиткой твердеющими синтетическими смолами.
Недостатком данного устройства является нагревание бандажа ротора. Переменный ток перемагничивает материал бандажа и наводит вихревые токи, нагревающие его. Из-за повышения температуры магниты теряют свои магнитные свойства, и двигатель становится менее эффективным, так как нагретые магниты создают слабое магнитное поле, вследствие чего электродвижущая сила вращает ротор с меньшей скоростью, следовательно, уменьшается и КПД электромеханического преобразователя энергии.
Известен ротор электрической машины [патент РФ №2211517, H02K 1/27, 27.08.2003], содержащий магнитопровод, выполненный из равномерно чередующихся магнитных и немагнитных кольцевых пластин с размещенными на нем постоянными магнитами с полюсными наконечниками, между которыми имеются зазоры. На наружной поверхности полюсных наконечников имеются кольцевые канавки, в которых размещен бандаж из немагнитного материала, выполненный в виде колец, соединенных через перемычки в зазорах, с немагнитными кольцевыми пластинами.
Недостатком данного устройства является нагревание бандажа ротора. Переменный ток перемагничивает материал бандажа и наводит вихревые токи, нагревающие его. Из-за повышения температуры магниты теряют свои магнитные свойства, и двигатель становится менее эффективным, так как нагретые магниты создают слабое магнитное поле, вследствие чего электродвижущая сила вращает ротор с меньшей скоростью, следовательно, уменьшается и КПД электромеханического преобразователя энергии.
Известен ротор электрической машины [патент РФ №144527, H02K 1/27, 27.08.2014], содержащий ярмо и установленные на него постоянные магниты, при этом бандажные кольца установлены в выемки на постоянных магнитах.
Недостатком данного устройства является нагревание бандажа ротора. Переменный ток перемагничивает материал бандажа и наводит вихревые токи, нагревающие его. Из-за повышения температуры магниты теряют свои магнитные свойства, и двигатель становится менее эффективным, так как нагретые магниты создают слабое магнитное поле, вследствие чего электродвижущая сила вращает ротор с меньшей скоростью, следовательно, уменьшается и КПД электромеханического преобразователя энергии.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ротор электрической машины [патент US №8269390 H02K 21/12, 15.04.2014], содержащий вал, ярмо, на котором установлены постоянные магниты, цилиндрический рукав из немагнитного материала, который одевают на постоянные магниты, и бандаж выполненный в виде колец из немагнитного материала. Постоянные магниты и кольца бандажа снабжены средством фиксации в виде стопорных колец с обоих концов ротора, которые стягиваются болтами, проходящие через постоянные магниты.
Недостатком данного устройства является нагревание бандажа ротора. Переменный ток перемагничивает материал бандажа и наводит вихревые токи, нагревающие его. Из-за повышения температуры магниты теряют свои магнитные свойства, и двигатель становится менее эффективным, так как нагретые магниты создают слабое магнитное поле, вследствие чего электродвижущая сила вращает ротор с меньшей скоростью, следовательно, уменьшается и КПД электромеханического преобразователя энергии.
Задача полезной модели - улучшение функциональных возможностей и повышение работоспособности ротора, благодаря нанесению тангенциальных прорезей на бандаж.
Технический результат - уменьшение нагрева бандажа ротора за счет нанесения тангенциальных прорезей на бандаж ротора, и, соответственно, повышение надежности и безопасности электромеханического преобразователя энергии, а также увеличение его КПД.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в роторе электрической машины, содержащий вал, ярмо, на котором установлены постоянные магниты, и бандаж, согласно полезной модели, бандаж выполнен из цельной оболочки с тангенциальными прорезями, которые расположены по длине ротора. На обоих концах вала выполнена резьба, на которой завинчены стопорные кольца, с возможностью фиксации бандажа и постоянных магнитов.
Нанесенные тангенциальные прорези на бандаж ротора электрической машины не позволяют вихревым токам замыкаться, что способствует меньшему нагреву и увеличению КПД синхронного электромеханического преобразователя энергии.
Существо полезной модели поясняется чертежом. На фиг. изображен общий вид ротора.
Ротор синхронного электромеханического преобразователя энергии (фиг.) содержит вал 1, на котором расположены постоянные магниты, наружная поверхность которых охвачена бандажом 2. Фиксирование постоянных магнитов и бандажа 2 происходит за счет стопорных колец 3, которые завинчены на резьбе на обоих концах вала 4. При этом бандаж 2 выполнен из цельной оболочки с тангенциальными прорезями 5, которые расположены по длине ротора.
При работе электрической машины ротор вращается в магнитном поле, при этом вихревые токи не замыкаются на бандаже 2 из-за сделанных тангенциальных прорезей 5 на бандаже 2. Использование тангенциальных прорезей 5 на бандаже 2 позволяет значительно уменьшить нагрев бандажа 2, благодаря чему магниты не будут терять свои магнитные свойства, а значит, увеличивается КПД и эффективность двигателя электромеханического преобразователя энергии.
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает меньший нагрев постоянных магнитов, тем самым, увеличивая функциональность, эффективность и КПД синхронного электромеханического преобразователя энергии.