RU2316103C2

RU2316103C2 - Magnetic system of rotor

Info

Publication number: RU2316103C2
Application number: RU2005122305/09A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иосифович Сагаловский; Андрей Владимирович Сагаловский; Ольга Николаевна Гмызина; Дмитрий Александрович Шкадь
Original assignee: "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно")
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2008-01-27
Also published as: RU2005122305A; WO2007008110A1

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: magnetic system of rotor comprises a stack of plates provided with V-shaped openings and made of magnetic circuit and permanent prismatic magnets with the tangential magnetization N-S. The magnets are set in the openings in the plate with an inclination to the radial axis and abut each other by their similar poles. The nonmagnetic inserts can underlie the magnets.

EFFECT: expanded functional capabilities.

1 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области электротехники и касается конструктивного выполнения магнитных систем роторов бесколлекторных магнитоэлектрических машин. Заявляемое устройство может быть использовано как в двигателях, так и генераторах, и позволяет улучшить технические характеристики электрических машин этих классов.The invention relates to the field of electrical engineering and for the structural design of magnetic systems of rotors of brushless magnetoelectric machines. The inventive device can be used both in engines and generators, and can improve the technical characteristics of electrical machines of these classes.

Уровень техникиState of the art

Известна магнитная система ротора, состоящая из пакета цельных дискообразных пластин с радиальными прямоугольными пазами, в которых размещены тангенциальные постоянные магниты (см. патент GB 1263300, кл. Н02K 1/28, опубл. 09.02.72.).Known magnetic system of the rotor, consisting of a package of solid disk-shaped plates with radial rectangular grooves in which tangential permanent magnets are placed (see patent GB 1263300, CL H2K 1/28, publ. 09.02.72.).

Данная магнитная система имеет низкое значение рабочего магнитного потока, которое обусловлено существенными по величине потоками рассеивания и небольшими радиальными размерами магнитов, ограниченными радиальным габаритом ротора.This magnetic system has a low value of the working magnetic flux, which is due to significant scattering fluxes and small radial dimensions of the magnets, limited by the radial dimension of the rotor.

Известна магнитная система ротора, состоящая из пакета дискообразных пластин с радиальными прямоугольными пазами с размещенными в них тангенциальными постоянными магнитами, которая для снижения потока рассеивания снабжена шихтованными пакетами из клиновидных пластин, размещенными по оси в чередующемся порядке с дискообразными пластинами (см. а.с. SU 1098070, кл. Н02K 1/06, опубл. 15.06.84).The rotor magnetic system is known, consisting of a stack of disk-shaped plates with radial rectangular grooves with tangential permanent magnets placed in them, which is equipped with bursts of wedge-shaped plates arranged in an alternating order with disk-shaped plates to reduce the dispersion flux (see.c. SU 1098070, CL H2K 1/06, publ. 06/15/84).

Данная магнитная система, несмотря на снижение потока рассеивания, имеет невысокое значение рабочего магнитного потока, которое обусловлено небольшими радиальными размерами магнитов, ограниченными радиальным габаритом ротора. Кроме того, указанная магнитная система имеет низкую технологичность, обусловленную необходимостью использования для сборки пакета пластин сварки или специальных соединительных элементов.This magnetic system, despite a decrease in the dispersion flux, has a low value of the working magnetic flux, which is due to the small radial dimensions of the magnets, limited by the radial dimension of the rotor. In addition, this magnetic system has a low manufacturability, due to the need to use for assembly of a package of welding plates or special connecting elements.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является магнитная система ротора, состоящая из пакета пластин магнитопроводящей стали с отверстиями, и постоянных магнитов призматической формы с тангенциальной намагниченностью N-S, установленных в отверстиях пластин с наклоном к радиальной оси таким образом, что расстояние между разноименными полюсами двух соседних магнитов по наружной дуге меньше, чем по внутренней (см. патент RU 2244370, кл. Н02K 1/06, опубл. 10.01.03).Closest to the technical nature of the claimed invention is a magnetic rotor system consisting of a package of plates of conductive steel with holes, and permanent prismatic magnets with tangential magnetization NS installed in the holes of the plates with an inclination to the radial axis so that the distance between the opposite poles of two neighboring magnets in the outer arc is less than the inner (see patent RU 2244370, CL H2K 1/06, publ. 10.01.03).

Данная магнитная система, по сравнению с вышеописанными конструкциями, позволяет за счет наклонной установки магнитов или увеличить радиальный размер магнитов при заданном радиальном габарите ротора, а следовательно, увеличить и значение рабочего магнитного потока, или при сохранении рабочего магнитного потока уменьшить радиальные габариты ротора. Кроме того, такая конструкция позволяет получить готовую магнитную систему ротора с четным числом полюсов при полном отсутствии требований к магнитным свойствам материала вала ротора. Однако при такой конструкции сохраняется существенные по величине потоки рассеивания, которые замыкаются между магнитами, обращенными друг к другу одноименными полюсами, через перемычку между отверстиями, что приводит к уменьшению рабочего магнитного потока, и, как следствие, к уменьшению энергетических показателей магнитоэлектрической машины.This magnetic system, in comparison with the above-described designs, allows, due to the inclined installation of magnets, either to increase the radial size of the magnets at a given radial dimension of the rotor, and therefore to increase the value of the working magnetic flux, or, while maintaining the working magnetic flux, to reduce the radial dimensions of the rotor. In addition, this design allows you to get a finished magnetic rotor system with an even number of poles in the complete absence of requirements for the magnetic properties of the material of the rotor shaft. However, with this design, significant scattering fluxes are maintained, which are closed between the magnets facing each other by the same poles through the jumper between the holes, which leads to a decrease in the working magnetic flux, and, as a result, to a decrease in the energy indices of the magnetoelectric machine.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в увеличении энергетических показателей магнитоэлектрической машины при сохранении высокой технологичности конструкции ротора.The problem to which the invention is directed, is to increase the energy performance of the magnetoelectric machine while maintaining the high adaptability of the rotor design.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, заключается в снижении потоков рассеивания при наклонной установке магнитов и, как следствие, в увеличении рабочего магнитного потока.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to reduce the dispersion flux during the inclined installation of magnets and, as a consequence, to increase the working magnetic flux.

Указанный технический результат заявленным изобретением достигается за счет того, в магнитной системе ротора, состоящей из пакета пластин магнитопроводящей стали с отверстиями и постоянных магнитов призматической формы с тангенциальной намагниченностью N-S, установленных в отверстиях пластин под наклоном к радиальной оси таким образом, что расстояние между разноименными полюсами двух соседних магнитов по наружной дуге меньше, чем по внутренней, отверстия выполнены V-образными, а установленные в них магниты, образующие полюсное деление, соприкасаются одноименными полюсами.The specified technical result by the claimed invention is achieved due to the fact that in the magnetic system of the rotor, consisting of a package of plates of magnetically conductive steel with holes and permanent magnets of a prismatic shape with tangential magnetization NS, installed in the holes of the plates at an angle to the radial axis so that the distance between the opposite poles two adjacent magnets in the outer arc are smaller than in the inner one, the holes are made V-shaped, and the magnets installed in them forming the pole division They come into contact with like poles.

В частном случае реализации изобретения, для дополнительного снижения потоков рассеивания, под магнитами, образующими полюсное деление, могут быть установлены немагнитные вкладыши.In the particular case of the invention, in order to further reduce the scattering fluxes, non-magnetic inserts can be installed under the magnets forming the pole division.

При проведении поиска по патентным и научно-техническим источникам информации не обнаружено решений, содержащих всей совокупности признаков независимого пункта формулы изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна", также не обнаружено решений содержащих всей совокупности признаков отличительной части независимого пункта формулы изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "изобретательский уровень".When conducting a search in patent and scientific and technical sources of information, no solutions were found containing the entire set of features of the independent claim, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "novelty", and no solutions were found containing the entire set of features of the distinctive part of the independent claim inventions, which allows us to conclude that the claimed solution meets the criterion of "inventive step".

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Фиг.1 - конфигурация пластин из магнитопроводящей стали.Figure 1 - configuration of plates of magnetic steel.

Фиг.2 - фрагмент магнитной системы ротора с установленными магнитами.Figure 2 - a fragment of the magnetic system of the rotor with magnets installed.

Магнитная система ротора состоит из пакета пластин 1, изготовленных из магнитопроводящей стали. В пластинах 1 выполнены V-образные отверстия 2, в которых размещены образующие полюсное деление постоянные магниты призматической формы 3 и 4. Число V-образных отверстий зависит от требуемого числа полюсов магнитной системы. Магниты 3 и 4 имеют тангенциальную намагниченность N-S и соприкасаются одноименными полюсами. В центре пластин 1 выполнено круглое отверстие 5, через которое проходит вал ротора. Для соединения пакета с валом ротора и передачи вращающего момента пластины 1 имеют выступ 6. Под магнитами, образующими полюсное деление, размещены немагнитные вкладыши 7.The rotor magnetic system consists of a package of plates 1 made of magnetically conductive steel. V-shaped holes 2 are made in the plates 1, in which the permanent magnets of the prismatic form 3 and 4 are constituted by the pole division. The number of V-shaped holes depends on the required number of poles of the magnetic system. Magnets 3 and 4 have a tangential magnetization N-S and are in contact with the same poles. In the center of the plates 1, a circular hole 5 is made, through which the rotor shaft passes. To connect the package to the rotor shaft and transmit torque, the plates 1 have a protrusion 6. Under the magnets forming the pole division, non-magnetic inserts 7 are placed.

За счет V-образной формы отверстий 2 магниты 3 и 4 располагаются под наклоном к радиальной оси. Как и в известной магнитной системе, это позволяет или увеличить рабочий магнитный поток, при заданном радиальном габарите ротора (за счет увеличения радиального размера магнитов), или при сохранении рабочего магнитного потока уменьшить радиальные габариты ротора, а также позволяет получить готовую магнитную систему ротора с четным числом полюсов при полном отсутствии требований к магнитным свойствам материала вала ротора. За счет того, что магниты, образующие полюсное деление, соприкасаются одноименными полюсами, снижаются потоки рассеивания и увеличивается рабочий магнитный поток. Дополнительное снижение потоков рассеивания достигается установкой под магнитами, образующими полюсное деление, немагнитных вкладышей, что существенно увеличивает энергетические показатели магнитоэлектрической машины.Due to the V-shaped shape of the holes 2, the magnets 3 and 4 are located at an angle to the radial axis. As in the known magnetic system, this allows either to increase the working magnetic flux, for a given radial dimension of the rotor (by increasing the radial size of the magnets), or while maintaining the working magnetic flux, to reduce the radial dimensions of the rotor, and also allows to obtain a finished magnetic rotor system with an even the number of poles in the complete absence of requirements for the magnetic properties of the material of the rotor shaft. Due to the fact that the magnets forming the pole division are in contact with the same poles, the scattering fluxes are reduced and the working magnetic flux is increased. An additional reduction in dispersion fluxes is achieved by installing non-magnetic inserts under the magnets forming the pole division, which significantly increases the energy performance of the magnetoelectric machine.

Предложение соответствует критерию "промышленная применимость", поскольку может быть реализовано с использованием известных средств и методов.The proposal meets the criterion of "industrial applicability", because it can be implemented using known means and methods.

Claims

1. The rotor magnetic system, consisting of a package of plates of magnetically conductive steel with holes, and permanent prismatic magnets with tangential magnetization NS, installed in the holes of the plates at an angle to the radial axis so that the distance between the opposite poles of two adjacent magnets in the outer arc is less, than internal, characterized in that the holes are made V-shaped, and the magnets installed in them, forming the pole division, are in contact with the same poles.

2. The rotor magnetic system according to claim 1, characterized in that non-magnetic inserts are installed under the magnets forming the pole division.