РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к области электротехники, касается особенностей конструктивного выполнения магнитных систем ротора на постоянных магнитах и может найти применение в конструкции роторов высокоскоростных электрических машин с редкоземельными высокоэнергетическими магнитами.
Известен ротор электрических машин, содержащий магнитопровод с размещенными на нем и намагниченными в радиальном направлении постоянными магнитами с полюсными наконечниками, между постоянными магнитами с полюсными наконечниками имеются немагнитные зазоры и кольцевые канавки с бандажом из немагнитного материала (Л 1).
Недостатком данной конструкции является наличие магнитных полюсных наконечников, снижающих магнитный поток в воздушном зазоре из-за кольцевых канавок и дополнительных потоков рассеяния.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является ротор электрической машины, содержащий магнитную систему, выполненную в виде набора соосно установленных модулей (секций), каждый из которых имеет цилиндрический корпус с торцевыми крышками и перегородкой, с межполюсными вставками из постоянных магнитов (Л 2).
Недостатком этого устройства, принятого за прототип, является обязательное наличие немагнитной обоймы 2 (см. рис.1 Л2, Л3), обеспечивающей прочность ротора, но снижающей рабочий магнитный поток из-за увеличения суммарного рабочего зазора между статором и ротором.
Технический результат заявляемого решения - увеличение надежности за счет дополнительного прижатия магнитов к магнитопроводу в местах сопряжения конических поверхностей при осевом сжатии.
Технический результат достигается тем, что торцевые крышки (кольца) и перегородки (кольца) сопрягаются с торцевыми поверхностями секций
магнитов на внешних кромках по коническим поверхностям, что обеспечивает удержание магнитов в радиальном направлении при осевом сжатии секций при высоких скоростях и предотвращает разрушение ротора от воздействия центробежных сил.
На фиг.1 приведен чертеж заявляемого ротора электрической машины, имеющий магнитную систему с полюсами, разделенную на отдельные цилиндрические секции - 1, образованные постоянными магнитами сегментного типа - 7, соосно расположенными на магнитопроводящем валу (магнитопровод - 8) и разделенными кольцевыми немагнитными перегородками - 2, сжатыми в осевом направлении, например, специальной гайкой - 5, или другим способом.
Угол скоса сопрягаемых конических поверхностей (α) равен 45° (см. фиг.2), что обеспечивает достаточные усилия прочности магнитов к магнитопроводу при осевом сжатии цилиндрических секций с помощью гайки 5 и шайбы 4.
При α=45° - осевое и радиальное усилия равны (Fo=Fp).
При α=90° и α=0° - радиальная сила отсутствует (как в прототипе).
При α<45° - радиальное усилие, действующее на магнит, может возрастать. Однако это требует повышение точности изготовления сопрягаемых деталей и затрудняет контролирование усилия, действующего на магнит в радиальном направлении, что может привести к его разрушению.
Для повышения прочности и устранения паразитных зазоров магниты секций, немагнитные перегородки и магнитопровод промазываются специальным клеем - компаундом. По торцам ротора устанавливаются усиленные немагнитные перегородки-кольца 3, используемые для сжатия и выполняющие роль бандажных колец.
Дополнительно на наружной поверхности ротора может устанавливаться бандажная гильза (обойма) - 6 из прочного и легкого материала (титановый
сплав, углепластик и др.), которая создает дополнительный натяг на перегородки и магниты и повышает механическую прочность ротора.
Список литературы
1.Патент России №2001134198/09 от 19.12.12. Ротор электрической машины Левин А.В., Лившиц Э.Я., Хабаров В.А.
2.Патент России №2002129723/20 от 06.11.2002. Ротор электрической машины Данилевич Я.Б., Кручинина И.Ю., Сапожников В.А. и др.
3. Данилевич Я.Б., Кручинина И.Ю., Сапожников В.А. Хозиков Ю.Ф., Штайнле Л.Ю. Быстроходный турбогенератор для систем нетрадиционной энергетики Известия Академии Наук энергетики,2002 №5, С.98-102.