ротор индукторного электродвигателя

Формула изобретения

1. РОТОР ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий вал и магнитопровод с чередующимися между собой зубцами и пазами, отличающийся тем, что вершины зубцов соединены перемычкой, толщина которой не более 0,03 зубцового шага.

2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что сочленения зубцов и перемычки выполнены со скруглением радиусом не более толщины перемычки.

3. Ротор по п.1 или 2, отличающийся тем, что перемычка между соседними зубцами соединена с дном паза дополнительной перемычкой, проходящей внутри паза.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в индукторных машинах.

Известен высокоскоростной электродвигатель с равными зубцовыми делениями, содержащий статор с зубчатыми полюсами, на которых расположены катушки многофазной обмотки и зубчатый ротор [1]

Недостатком электродвигателя является высокий уровень механических потерь, вызванных трением зубчатого ротора о воздух.

Известен ротор индукторного электродвигателя, содержащий зубчатый магнитопровод и немагнитные вставки из электроизоляционного материала, размещенные между зубцами и закрепленные с помощью специальных выступов в пазах ротора [2] Указанные вставки снижают механические потери, вызванные трением вращающегося ротора о воздух.

Недостатком данного решения является сложность конструкции ротора, обусловленная необходимостью размещения дополнительных вставок между зубцами, а также ненадежностью их крепления к магнитопроводу.

Изобретение направлено на снижение механических потерь двигателя, обусловленных вращающимся ротором, повышение надежности ротора при высоких частотах вращения.

Решение указанной задачи обеспечивается предлагаемой конструкцией ротора, содержащего вал и зубчатый магнитопровод с чередующимися между собой зубцами и пазами, причем вершины зубцов соединены перемычкой, при этом перемычка между зубцами выполняется тонкой, насыщающейся магнитным полем, достаточной лишь для обеспечения ее механической прочности при воздействии на нее центробежных сил при вращении ротора.

На фиг. 1 изображен индукторный электродвигатель, ротор которого выполнен с перемычками между соседними зубцами, поперечное сечение; на фиг. 2 ротор, в котором перемычка между соседними зубцами соединена с дном паза дополнительной перемычкой, разделяющей паз на две части; на фиг. 3 показаны силовые линии магнитного поля в зубцовом слое индукторного электродвигателя, у которого соседние зубцы ротора соединены перемычкой.

Индукторный электродвигатель (фиг. 1) содержит вал 1 с магнитопроводом ротора 2 с чередующимися зубцами 3 и пазами 4, причем вершины соседних зубцов 3 соединены перемычкой 5, а также магнитопровод статора 6 с полюсами 7, охваченными фазными обмотками 8, которые закрыты клиньями 9.

На фиг. 2 перемычка 5 между соседними зубцами 3 соединена с дном 10 паза 4 дополнительной перемычкой 11, разделяющей паз 4 на две части.

На фиг. 3 представлено магнитное поле в зубцовом слое индукторного электродвигателя, у которого между соседними зубцами ротора размещена перемычка.

При возникновении магнитного поля в воздушном зазоре перемычка 5 насыщается, при этом магнитное сопротивление ее возрастает и силовые линии проходят сквозь "прозрачную" для магнитного поля перемычку 5 в паз 4 (фиг. 3). Для обеспечения магнитной "прозрачности" перемычки ее толщина не должна превышать 0,03 зубцового шага. Для обеспечения прочности конструкции сочленение зубцов и перемычки выполняется со скруглением, причем для выполнения условия магнитной "прозрачности" перемычки его радиус не превышает толщины перемычки. Кроме того, для повышения прочности конструкции перемычка 5 между соседними зубцами 3 соединена с дном 10 паза 4 дополнительной перемычкой 11 (фиг. 2).

При подаче тока в обмотку 8 в зазоре возникает магнитное поле, в результате которого на зубцы ротора действуют силы тяжения, стремящиеся расположить зубцы соосно с полюсом 7. При вращении ротора под действием сил тяжения ротор проходит положение, в котором оси зубцов 3 и намагниченного полюса 7 совпадают. Во избежание появления отрицательной составляющей вращающего момента в этом положении обмотка 8 должна быть обесточена. Под действием запасеной кинетической энергии ротор в процессе вращения занимает положение, в котором ось паза 4 ротора совпадает с осью полюса 7. В этом положении в обмотку 8 вновь подается ток, в результате которого появляются силы тяжения, обуславливающие возникновение вращающего момента, действующего на ротор в направлении его вращения. Таким образом, частота вращения ротора увеличивается. Последовательная подача однополярных импульсов тока в фазные обмотки 8 электродвигателя обеспечивает вращающий момент на валу 1. Своевременная подача импульсов тока в обмотки обеспечивается датчиком положения зубцов ротора относительно полюсов 7 статора 6.

Положительный эффект изобретения достигается благодаря выполнению над пазами перемычек, которые существенно снижают механические потери от вращающегося ротора, особенно при заполнении внутренней полости двигателя жидкостью. При этом упрощается конструкция ротора и обеспечивается высокая механическая прочность ротора при высоких частотах вращения.