Ротор, що має 2n дзьобоподібних полюси

1 Ротор с 2N клювообразными полюсами, содержащий первую и вторую части из магнитного материала противоположной полярности, каждая из которых имеет N расположенных по периферии клювов, отличающийся тем, что первая часть содержит аксиальную ступицу, имеющую свободный конец и конец, на котором установлены N равномерно расположенных по периферии аксиально вытянутых клювов, образующих совместно полость, вторая часть имеет полярность, противоположную полярности первой части, имеет такую же форму и оппозитна первой части, причем каждый клюв второй части расположен между двумя клювами первой части, и наоборот, и что он содержит немагнитные разделяющие распорки, рас положенные между свободными концами клювов и концевыми стенками полостей оппозитных частей, и бандаж-обтекатель из немагнитного материала 2 Ротор по п 1, отличающийся тем, что каждый клюв имеет внешнюю продольную лицевую поверхность с участками расширяющегося радиального магнитного воздушного зазора 3 Ротор по п 1 или п 2, отличающийся тем, что каждый из клювов части из магнитного материала имеет расширяющиеся внутренние поверхности, причем эти поверхности сходятся в точке, расположенной вблизи центра полости 4 Ротор по любому из пунктов 1-3, отличающийся тем, что каждый из клювов имеет многоугольное основание, находящееся в контакте со ступицей, и сужающийся свободный конец 5 Ротор по любому из пунктов 1-4, отличающийся тем, что он имеет, по меньшей мере, один цельный немагнитный многораспорный элемент, служащий в качестве распорки для всех клювов 6 Ротор по любому из пунктов 1-5, отличающийся тем, что он имеет немагнитные двойные распорки, обеспечивающие прямые жесткие связи между диаметрально противоположными клювами О (О Изобретение относится к магнитоэлектрическим роторам с клювообразными полюсами, в частности, к магнитоэлектрическим роторам с клювообразными полюсами, предназначенными для высокоскоростных синхронных машин Существуют сплошные роторы Их значительная масса ограничивает скорость вращения Центробежные усилия, возникающие при вращении, пропорциональны движущейся массе Для получения сплошного ротора, устойчивого к разрыву при высоких рабочих скоростях, при его изготовлении необходимо применять методы сборки, включающие операции изостатического прессования или аналогичные им Такие методы сборки дороги и неудобны для использования в массовом производстве Кроме того, компоненты сплошных роторов такого типа имеют сложную форму, и их сборка затруднена Наиболее близким решением, принятым за прототип является ротор по патенту Франции 2 087 516, опубл 31 12 1971, Мкл Н02 к 1 / 00, Н02 к 19 / 00 Он имеет 2N полюсов и содержит первую и вторую части из магнитных материалов противоположной полярности, каждая из которых имеет N расположенных по периферии клювов Такие роторы предназначены для высокоскоростных синхронных машин, скорости которых могут достигать или превосходить 50000об /мин Поскольку такие роторы являются сборными конструкциями, и клювы установлены консольно, то они не обладают высокой устойчивостью к центробежным разрывающим усилиям, и не имеют при этом оптимальной аэродинамической формы В основу изобретения положена задача соз дания ротора с кпювообразными полюсами, в котором путем изменения конфигурации полюсов и способа их соединения обеспечивается высокая устойчивость к центробежным разрывающим усилиям и оптимальная аэродинамическая форма при простых методах изготовления Поставленная задача решена тем, что ротор с 2N клювообразными полюсами, содержащий первую и вторую части из магнитного материала противоположной полярности, каждая из которых имеет N расположенных по периферии клювов, согласно изобретению содержит первую часть из магнитного материала, содержащую аксиальную ступицу, имеющую свободный конец и конец, на котором установлены N равномерно расположенных по периферии аксиально вытянутых клювов, образующие совместно полость, вторую часть из магнитного материала, имеющую полярность, противоположную полярности первой части из магнитного материала, имеющую такую же форму и оппозитную к первой части из магнитного материала, причем каждый клюв второй части из магнитного материала расположен между двумя клювами первой части из магнитного материала, и наоборот, немагнитные разделяющие распорки, расположенные между свободными концами клювов и концевыми стенками полостей оппозитных частей, бандаж-обтекатель из немагнитного материала Второе дополнительное отличие в том, что каждый клюв имеет внешнюю продольную лицевую поверхность с участками расширяющегося радиального магнитного воздушного зазора Третье дополнительное отличие в том, что каждый из клювов части из магнитного материала имеет расширяющиеся внутренние поверхности, причем эти поверхности сходятся в точке, расположенной вблизи центра полости Четвертое дополнительное отличие втом, что каждый из клювов имеет многоугольное основание, находящееся в контакте со ступицей, и сужающийся свободный конец Пятое дополнительное отличие в том, что он имеет, по меньшей мере, один цельный немагнитный многораспорный элемент, служащий в качестве распорки для всех клювов Шестое дополнительное отличие в том, что он имеет немагнитные двойные распорки, обеспечивающие прямые жесткие связи между диаметрально противоположными клювами Благодаря этим отличиям немагнитные двойные распорки, обеспечивают прямые жесткие связи между диаметрально противоположными клювами, при этом бандаж-обтекатель не является силовым элементом, наличие центрального углубления, образуемого полостями магнитных частей приводит к облегчению ротора, и, таким образом при той же скорости в нем развиваются меньшие центробежные напряжения, а так как возникающие центробежные напряжения меньше, то сборка ротора из его частей может быть выполнена обычными, более дешевыми методами Еще одно преимущество обусловлено особой формой клювов, которая позволяет ограничить, 44276 во-первых, утечку магнитного потока и, во-вторых, центробежные изгибающие напряжения возникающие в клювах при вращении Таким образом, обеспечивается высокая устойчивость ротора к центробежным разрывающим усилиям и оптимальная аэродинамическая форма про простых методах изготовления Другие преимущества и особенности изобретения видны из нижеследующего описания со ссылками на чертежи, в которых фиг 1 представляет схематический аксонометрический вид двухполюсной магнитной части четырехполюсного ротора согласно изобретению, фиг 2 представляет схематический аксонометрический вид немагнитной двухраспорной части четырехполюсного ротора, согласно изобретению, фиг 3 представляет схематический аксонометрический вид четырехполюсного ротора, предлагаемого в изобретении, при снятом бандажеобтекателе, фиг 4, 5 и 6 представляют схематические аксонометрические виды с поперечными сечениями четырехполюсного ротора, предлагаемого в изобретении, Предлагаемый ротор сконструирован так, чтобы он был как можно легче и прост в сборке Стремление к облегчению конструкции потребовало замены немагнитных материалов воздухом во всех возможных случаях Согласно изобретению предложен полый либо содержащий полости ротор, имеющий в каждой зоне один магнитный радиально возрастающий воздушный зазор и постоянный аэродинамический конструктивный воздушный зазор Стремление к простоте сборки привело к ограничению количества компонентов ротора В соответствии с изобретением ротор с 2N клювообразными полюсами содержит первую часть 1 из магнитного материала, содержащую аксиальную ступицу 2, имеющую свободный конец 3 и конец 4, на котором находятся N равномерно расположенных по периферии аксиально вытянутых клювов 5 , образующих в совокупности полость 6, вторую часть 7 из магнитного материала, намагниченную противоположно магнитной полярности первой магнитной части 1, имеющую ту же форму и расположенную лицом к этой части 1, причем каждый клюв 8 второй магнитной части 7 расположен между двумя клювами 5 первой магнитной части 1, и наоборот, немагнитные разделяющие распорки 9, расположенные между свободными концами 10 клювов 5, 8 и концевыми стенками полостей 6, обращенных друг к другу частей 1, 7, бандаж-обтекатель 12 из немагнитного материала В приводимом воплощении изобретения, изображенном на чертежах, N = 2 Таким образом, на конце 4 ступицы 2 находятся два диаметрально противостоящих клюва 5, и таким же образом расположены два клюва 8 на конце 13 ступицы 14 Каждый из клювов 5 или 8 имеет внешнюю продольную лицевую поверхность 15с участками расширяющегося радиального магнитного воз 44276 браженном на чертежах, использованы двойные душного зазора распорки, которые служат не только для обеспеВ приводимом воплощении изобретения, изочения жесткой механической связи между концами браженном на чертежах, внешняя продольная клювов одной из магнитных частей и концевой лицевая поверхность 15 имеет центральный участенкой полости другой магнитной части, но и для сток 16, радиус которого равен внешнему радиусу создания жесткой прямой связи между диаметротора без бандажа-обтекателя 12, и два скошенрально расположенными клювами Это улучшает ных боковых участка 17 и 18 по обе стороны ценрадиальную связность ротора трального участка 16 Скошенная форма создает расширяющиеся радиальные магнитные воздушНа фиг 2 показана цельная двойная распорка, ные зазоры предлагаемая согласно изобретению Полученная в результате форма внешней Другой особенностью цельной двойной распродольной лицевой поверхности 15 позволяет порки является то, что, она сбалансирована отнооптимизировать прохождение магнитного потока сительно оси вращения ротора как статически, так между центральным участком 16 и статором рои динамически торной машины Таким образом, при вращении центробежные Целесообразно предусматривать в клювах, силы в цельной двойной распорке взаимно уничсогласно изобретению, внутренние поверхности тожаются Конструкция распорки в виде единого 19, сходящиеся в точках 20, расположенцелого обеспечивает дополнительную безопасных вблизи центра полости 6 ность Целью этой конструктивной особенности явВ другом воплощении (не показанном здесь) ляется создание большого немагнитного объема функции распорки для всех клювов выполняет между двумя смежными магнитными массами единая цельная деталь противоположных магнитных полярностей (смежПростые или множественные распорки выные клювы) Этот немагнитный объем служит для полнены так, чтобы выполнять их немагнитные и ограничения утечки магнитного потока, проходямеханические функции минимальной массой щего в статор, по прямому пути между двумя Распорки могут быть прикреплены к клювам смежными противоположными полюсами и/или стенкам полостей любыми известными способами, например, сварены, скреплены винтами В приводимом воплощении изобретения, изоили приклеены Требования к механическим свойбраженном на чертежах, клювы имеют поверхноствам такого соединения, в роторе согласно изости, обеспечивающие большую площадь контакта бретению значительно ниже, чем в сплошном рос аксиальной ступицей, необходимую для протиторе водействия изгибающим напряжениям, вызываемым центробежной силой, а также сужающиеся Для придания ротору оптимальной аэродинасвободные концы для уменьшения движущейся мической формы клювы покрыты немагнитным массы на концах клювов, что также ведет к бандажом-обтекателем уменьшению изгибающих напряжений в основаБлагодаря такой конструкции ротора бандажнии обтекатель не должен быть элементом, придающим ротору аксиальную или радиальную связНемагнитные распорки 9, расположенные меность, поэтому он может быть изготовлен из люжду свободными концами 10, 21 клювов 5, 8 кажбого немагнитного материала, а его толщина дой из магнитных частей 1, 7 и стенками лицевых должна лишь обеспечивать устойчивость к его сторон полостей 6 частей 1, 7, предназначены для собственным силам инерции создания достаточного немагнитного пространства между намагниченными клювами одной из магВ приведенном воплощении изобретения, нитных частей и концевой стенкой полости другой изображенном на чертежах, бандаж-обтекатель магнитной части, имеющей противоположную попредставляет собой полый цилиндр, покрываюлярность, необходимого для уменьшения потерь щий клювы, с двумя кольцевыми участками на магнитного потока по пути от клювов к противопоконцах, охватывающими ступицы и закрываюложной части щими основания цилиндра Немагнитные распорки 9 также придают ротоРазумеется, описанное и изображенное вору аксиальную и радиальную механическую связплощение не ограничивает объема изобретения, ность Это достигается благодаря тому, что кажкоторое может быть осуществлено специалистом дая распорка обеспечивает жесткую в данной области в различных вариантах без вымеханическую связь между концами клювов одной хода за его пределы В частности, изобретение из магнитных частей и концевой стенкой полости предусматривает возможность увеличения колидругой магнитной части чества полюсов В приводимом воплощении изобретения, изо 44276 18 19 Фиг. 4 Фиг. 1 Фиг. 2 Фиг. 5 Фиг. 6 Фиг. 3 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90