CS272828B1

CS272828B1 - Rotor for electric rotating machine

Info

Publication number: CS272828B1
Application number: CS702188A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Brzobohaty; Zdenek Ing Charvat; Jan Dundacek
Original assignee: Brzobohaty Jiri; Charvat Zdenek; Jan Dundacek
Priority date: 1988-10-24
Filing date: 1988-10-24
Publication date: 1991-02-12
Also published as: CS702188A1

Description

Vynález se týká rotoru elektrického stroje točivého s permanentními magnety ve tvaru desek uložených mezi klínovitými pólovými nástavci z magneticky vodivého materiálu a přiléhajících k přilehlému pólovému nástavci vždy shodnou polaritou.

Je známo několik.konstrukčních řešení uložení magnetů v rotoru stejnosměrných nebo synchronních strojů, přičemž se převážně používají magnety ze slitiny Alnico nebo magnety feritové, v poslední době také magnety na bázi vzácných zemin, které mají vysoké hodnoty remanentni indukce a koercitivní síly. Ve srovnání s klasickými magnety se při použití těchto magnetů výrazně zmenšují rozměry strojů. Jejich běžnému použití však brání jejich dosud vysoká cena.

Vzhledem k velmi nízké pořizovací ceně feritových magnetů, nacházejí tyto značné uplatnění u motorů s permanentními magnety zejména v oblasti pohonů NC obráběcích strojů. Jejich nevýhodou však je plochý tvar demagnetizační křivky s malou hodnotou remanentni indukce, což pro dosažení potřebné indukce ve vzduchové --mezeře vyžaduje koncentraci magnetického toku. Jsou známy různé druhy koncentrace magnetického toku do pólových nástavců, kterými se dosahuje běžných hodnot magnetické indukce ve vzduchové mezeře. Pro jejich aplikaci v prostoru je jedním z omezujících faktorů prostor pro umístění co největší plochy magnetů. Jedním z nejvíce používaných je uložení magnetů v rotoru s magnetickou orientací v tangenciálním směru mezi pólovými nástavci ve vícepólovém provedeni, kde magnety jsou umístěny paprskovitě mezi pólovými nástavci klinovitého tvaru, ke kterým jsou přivráceny vždy shodnou polaritou. Mechanicky nosnou součástí je u těchto konstrukcí hřídel většinou ve tvaru mnohohranu z nemagnetického materiálu, ke kterému jsou pólové nástavce i magnety pevně připojeny. Průměr hřídele, který je dán požadovanou mechanickou tuhostí rotoru, však omezuje zvětšení plochy magnetů směrem do osy motoru.

Uvedené nevýhody a nedostatky odstraňuje rotor elektrického stroje točivého s permanentními magnety ve tvaru desek uložených mezi klínovitými pólovými nástavci z magneticky vodivého materiálu a přiléhajících k přilehlému pólovému nástavci vždy shodnou polaritou, podle vynálezu, jehož podstatou je, že je sestaven ze shodných sekcí, z nichž každá je tvořena soustavou paprskovitě a střídavě uspořádaných pólových nástavců a permanentních magnetů, přičemž sekce jsou sevřeny mezi dvojicí přírub, z nichž každá je připevněna ke konci jedné z částí děleného hřídele vzájemně spojených osovým svorníkem z magneticky nevodivého materiálu.

Je výhodné, když pólové nástavce a permanentní magnety jsou v každé sekci spojeny zastřiknutím magneticky nevodivým materiálem vytvářejícím po obou stranách sekce čela, nebo když pólové nástavce a permanentní magnety jsou v každé sekci spojeny soustavou nýtů z magneticky nevodivého materiálu procházejících pólovými nástavci a dvojicí disků z magneticky nevodivého materiálu přiléhajících k oběma stranám-sekce.

Dále je výhodné, když jedno čelo a jeden disk jsou opatřeny kruhovým vnitřním omezením a protilehlé čelo a protilehlý disk jsou opatřeny kruhovým vnějším osazením, přičemž jedna příruba jedné částí děleného hřídele je opatřena kruhovým vnějším osazením a druhá příruba druhé části děleného hřídele je opatřena kruhovým vnitřním osazením.

V některých případech je výhodné, když soustava sekcí sevřených mezi dvojicí přírub děleného hřídele je s přírubami propojena soustavou svorníků z magneticky nevodivého materiálu.

Výhodou rotoru elektrického stroje točivého podle vynálezu je, že pro uložení permanentních magnetů umožňuje využít celou hodnotu poloměru rotoru^ až do styku obou magnetů na špici klinovitého pólového nástavce. Tímto řešením spolu s optimalizací velikosti kostky permanentního magnetu je možno zvýšit jeho výšku a tím i plochu až o 20 %, což má za následek vyšší koncentraci magnetického toku do pólových nástavců a dosažení vyššího sycení ve vzduchové mezeře. Další výhodou je, že odpadá nutnost výroby hřídele z nemagnetického materiálu.

CS 272 828 Bl

Další výhodou řešení podle vynálezu je možnost výroby samostatných sekcí jednotkové délky, což zvyšuje unifikaci a seriovost dílců a umožňuje stavebnicovým systémem operativně a rychle skládat různé délky rotorů ze sekcí, což se přižnivě projevuje na výrobních nákladech a výrazně zkracuje dodací lhůty elektrických točivých strojů.

Příkladné provedení rotoru podle vynálezu je znázorněno na výkrese, kde obr. 1 představuje částečný podélný osový řez rotorem, obr. 2 částečný příčný řez rotorem, obr. 3 částečný podélný osový řez rotorem v dalším příkladném provedení a obr. 4 částečný podélný osový řez rotorem v ještě dalším příkladném provedení.;.

Rotor podle vynálezu je sestaven ze shodných, v obr. 1 zakreslených čtyř sekcí 1, j/, I, l'> ^z nichž každá je tvořena soustavou paprskovitě a střídavě uspořádaných pólových nástavců 2 a permanentních magnetů 3, které jsou jako celek zastříknuty magneticky nevodivým materiálem, který vytváří po obou stranách každé sekce 1, l/, 1 , i' čela j a _5. V jednom čele 4 je podle obr. 1 vytvořeno kruhové-vnitřní osazení 6, zatímco v protilehlém čele $ je vytvořeno odpovídající kruhové vnější· osazení J.

Soustava takto vytvořených sekcí 1, 1i, i', je sevřena mezi dvojicí přírub 8 a 9, z nichž jedna příruba 8 je připevněna ke. .konci jedné části JO děleného hřídele 12 a druhá příruba 9 je připevněna ke konci druhé části 12 děleného hřídele IJ. První příruba 8 je opatřena kruhovým vnějším osazením 7, zatímco druhá příruba 9 je opatřena kruhovým vnitřním osazením 6. Jednotlivá kruhová vnitřní osazení 6 a kruhová vnější osazení 7 sousedících sekcí 1, i', 1 , 1 do sebe zapdají právě tak jako kruhové vnější osazení 7 první příruby 8 s kruhovým vnitřním osazením 6 první krajní sekce J a kruhové vnitřní osazení 6 druhé příruby 9 s kruhovým vnějším osazením 2 poslední krajní sekce J' . Obě části JO a J2 děleného hřídele JJ jsou vzájemně spojeny osovým svorníkem J2 z magneticky nevodivého materiálu pevně ukotveným v osovém otvoru JJ v obou částech JO a J2 děleného hřídele JJ například zalisováním.

Jak je zřejmé z obr. 2 mohou být pólové nástavce 2 a permanentní magnety 2 v každé sekci J, J , J , J spojeny soustavou nýtů J5 z magneticky nevodivého materiálu, které procházejí pólovými nástavci 2 a jsou kotveny ve dvojici disků J6, J7 rovněž z magneticky nevodivého materiálu přiléhajících k oběma stranám sekce J, j', j,

Jednotlivé sekce J, j', j, j' mohou mít čela 4 a £ i disky J6 a JJ jak je zřejmé z obr. 4 hladké a po sestaveni do rotoru může být jejich sevření mezi přírubami 8 a 9 , rovněž v hladkém provedení, uskutečněno soustavou svorníků 18 procházejících první přírubou 8, pólovými nástavci 2, čely 4 a 5 nebo disky J6 a J7 jednotlivých sekcí J, J , J^z , a zašroubovaných v druhé přírubě §.

Řešení podle vynálezu umožňuje také kombinaci svorníků J8 s kruhovými vnitřními osazeními 6 a kruhovými vnějšími osazeními 7. Tato kombinace dále zvyšuje pevnost celé sestavy rotoru.

Vynález může být využit při řešení rotorů elektrických strojů točivých.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Rotor elektrického stroje točivého, s permanentními magnety ve tvaru desek uložených mezi klínovítýrai pólovými nástavci z magneticky vodivého mateřiálu a přiléhajících k přilehlému pólovému nástavci vždy shodnou polaritou, vyznačující se tím, že je sestaven ze shodných sekcí (1,1,1 ,1 '), z nichž každá je tvořena soustavou paprskovitě střídavě uspořádaných pólových nástavců (2) a permanentních magnetů (3), přičemž sekce (1, i', 1, i') jsou sevřeny mezi dvojicí přírub (8, 9) z nichž každá je připevněna ke konci jedné z částí (10, 12) děleného hřídele (11) vzájemně spojených osovým svorníkem (13) z magneticky nevodivého materiálu.

CS 272 828 Bl
2. Rotor podle bodu 1, vyznačující se tím, že pólové nástavce (2) a permanentní magnety (3) jsou v každé sekci (1, l, i, i') spojeny zastříknutím magneticky nevodivým materiálem vytvářejícím po obou stranách sekce (1, l', 1,1 ) čela (4- a 5).
3. Rotor podle bodu 1, vyznačující se tím, -že pólové nástavce (2) a permanentní magnety (3) jsou v každé sekci (1, 11 , 1') spojeny soustavou nýtů (15) z magneticky nevodivého materiálu procházejících pólovými nástavci (2) a dvojicí disků 06, 17) z magneticky nevodivého materiálu přiléhajících k oběma stranám sekce (1, 11 , 1 '^f).
4. Botor podle bodu 2, vyznačující se tím, že jedno čelo (4) a jeden disk 06) jsou opatřeny kruhovým vnitřním osazením (6) a protilehlé čelo (5) a protilehlý disk (17) jsou opatřeny kruhovým vnějším osazením (7), přičemž jedna příruba (8) jedné části (10) děleného hřídele (11) je opatřena kruhovým vnějším osazením'(7) a druhá příruba (9) druhé části (12) děleného hřídele (11) je opatřena kruhovým vnitřním osazením (6).
5. Rotor podle bodu 1 a některého z bodů 2 a 3, vyznačující se tím, že soustavě sekcí (1, 1 \ 1, l'j sevřených mezí dvojicí přírub (8, 9) děleného hřídele (11) je s přírubami (8, 9) propojena soustavou svorníků (18) z magneticky nevodivého materiálu.