Rotorová zostava pre synchrónne reluktančné stroje

Číslo patentu: E 17011

Dátum: 30.09.2008

Autori: Johansson Erik, Magnussen Freddy, Kylander Gunnar

Je ešte 13 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Opis Tento vynález sa týka rotorovej zostavy synchrónnych reluktančných strojov a spôsobu výroby rotorových zostáv, najmä rotorových zostáv s pripevňovacími prvkami, ktoré poskytu jú zlepšené spojenie rotorových plechov.Synchrónne reluktančné stroje všeobecne zahŕňajú stator s viacfázovými vinutiami tvoriacimi množinu pólov, podobajúcu sa statoru indukčného motora. Rotorová zostava synchrónneho reluktančného stroja normálne neobsahuje elektrické vinutia, avšak má niekoľko pólov vo forme magnetický permeabilných segmentov. Rotorová zostava je vytvorená ako anizotropná štruktúra, kde každý pól reluktančného stroja má smer minimálnej reluktancie, takzvanú priamu os alebo d-os (d je skratka z direct - poznámka prekladateľa), a smer maximálnej reluktancie, takzvanú kvadratúmu os alebo q-os (q je skratka z quadrature - poznámka prekladateľa). Keď sú na viacfázové vinutia statora aplikované sínusové prúdy, vytvorí sa vo vzduchovej medzere medzi statorovými pólmi a vonkajším obrysom zostavy rotora magnetický tok približne sínusového tvaru. Rotor sa bude snažiť vyrovnať smer svojej najväčšej magnetickej permeability, d-os, so smerom špičkového toku tým, že presunie svoju d-os minimálnej reluktancie tak, až dosiahne vyrovnanie magnetických polí statorových pólov srotorovými pólmi. Proces vyrovnania vyústi do rotačného pohybu rotorovej zostavy s rovnakou rýchlosťou, akú má rotujúce statorové magnetické pole, to znamená, synchrónnej rýchlosti. Otáčavý pohyb rotora vytvára krútiaci moment, ktorý sa prenáša mimo reluktančného stroja, napríklad rotorovým hriadeľom spojeným srotorovou zostavou aprechádzajúcou jeho stredovou osou.Rotorová zostava môže zahŕňať zostavu na seba naukladaných osovo orientovaných statorových plechov alebo priečne orientovaných statorových plechov. V obidvoch prípadoch zostava na seba naukladaných plechov zahŕňa striedajúce sa vrstvy magnetický permeabilných a magnetický nepermeabilných a/alebo elektricky izolovaných vrstiev, ako je lak, aby sa zabránilo vytváraniu osovo orientovaných tokov vírivých prúdov medzi susediacimi plechmi, čo by znížilo účinnosť synchrónneho reluktančného stroja.Rotorová zostava musí prednostné vykazovať vysokú štrukturálnu pevnosť, aby umožnila otáčanie vysokými otáčkami a vydržala zvýšené prevádzkové teploty cez rozsiahle časové periódy. Súčasne by mala rotorová zostava vykazovať nízky únik magnetického toku, aby sa zlepšila energetická účinnosť a účínník synchrónneho reluktančného stroja. Rotorová zostavaby mala ďalej byť navrhnutá pre nákladovo efektívne a flexibilné výrobné procesy.US 6,675,460 opisuje spôsob vytvorenia kovových diskov zpráškového kompozitu pre rotorovú zostavu synchrónneho reluktančného stroja. Práškové kompozitné disky sú vyrovnané osovo pozdĺž stredového hriadeľa a sú k stredovému hriadeľu pripojené štruktúrou zodpovedajúcich kľúčov a drážok. Drážka je usporiadaná na vnútornom povrchu každého práškového kompozitného disku a táto drážka je zatlačená na kľúčovú štruktúru na stredovomhriadeli, aby sa kovové disky a stredový hriadeľ vzájomne zabezpečili.US 5,296,773 opisuje rotorovú zostavu so skupinou osovo pretiahnutých statorových plechov,ktore sú spojené vzájomne aj s hvíezdicovito tvarovaným jadrom vysokou teplotou vytvrditeľným epoxidom. K osovo pretialmutým plechom sú prípevnené kovové koncovky, aby sazvýšila odstredívá pevnosť rotora.W 0 2006/121225 opisuje rotorovú zostavu synchrónneho reluktančného motora. Rotorová zostava zahŕňa skupinu priečne orientovaných dosiek alebo plechov zkremikovej ocele,usporiadaných medzi homou a spodnou doskou. Každý rotorový plech zahŕňa vodiace kolücové otvory a nitové otvory. Plechmi z kremíkovej ocele s upevňovacími drážkami vodiacich kolíkov, vytvorených na dovnútra smerujúcich povrchoch homej a spodnej koncovej dosky, sa presunie zostava vodiacich kolíkov. Nity prechádzajú nitovými otvormi plechov z kremíkovej ocele a hornej a spodnej koncovej dosky, aby vzájomne spojili vrstvené jadro akoncové dosky jedno s druhým.V tejto oblasti techniky existuje trvalá potreba poskytovať alternatívne a/alebo zdokonalené metódy spojenia rotorových plechov s rotorovou zostavou. Adhezivne činidlá ako súepoxidové živice, sú často vysoko toxické a vyžadujú rozsiahle bezpečnostné opatrenia vovýrobných procesoch na ochranu robotníkov a životného prostredia. Tieto faktory vedú k zvýšeniu času potrebného na výrobu aj výrobných nákladov. Naviac lepidlami spojené rotorové plechy môžu mať problémy s tým, aby vydržali vysoké zvýšenie teploty a mechanické napätie, vytvorené napríklad odstredivými silami pri prevádzke za vysokých rýchlostí a/alebo vysokého výkonu. Výroba a montáž dodatočných a zložitých mechanických štruktúr,ako sú jadra, vodiace kolíky a nity, koncovky atď., aby sa rotorové plechy spojili dohromady,vedie k zvýšeniu času potrebného na výrobu aj výrobných nákladov. S ohľadom na to je jednou z výhod súčasného vynálezu, že rotorová zostava obsahuje zostavu rotorových diskov vzájomne spojených zostavou tlakom zostavených prvkov, ktoré vytvoria jednoliate rotorové teleso dokonca aj za absencie rotorových hriadeľov, skrutiek, vodiacich kolíkov a podobných nosných štruktúr. Pretože pripevňovacie prvky môžu ďalej zahŕňať alebo byť celkom vytvorené v materiálu rotorového disku, ako je materiál jedného alebo viacerých permeabilných segmentov rotorových plechov alebo diskov, zabráni sa tým prítomnosti časovo náročných prvkov alebo štruktúr vo výrobnom procese. Výrobný proces rotorovej zostavy sa týmzjednoduší a stane sa omnoho flexibilnejším.EP 1111755 opisuje rotorovú zostavu, v ktorej je zostava rotorových diskov vzájomne spoje ná lepidlom.W 0 03/041889 opisuje zostavu na sebe ležiacich kovových lamiel, ktoré sú vzájomne spojenéPodľa tohto vynálezu je poskytnutá rotorová zostava podľa nároku l.Jeden alebo viacero magnetický perrneabilných segmentov prednostné zahŕňajú vysoko magneticky permeabilný materiál, akým je feromagnetická zliatina alebo feromagnetický kov,napríklad kremíková motorová oceľ. Magnetický izolujúca bariéra alebo bariéry môžu zahŕňať množstvo rozdielnych materiálov, ktoré sú magnetický nepermeabilné, ako sú diamagnetické a paramagnetické materiály. Magnetický izolujúce bariéry sú prednostnévytvorené ako otvory alebo výrezy vmateriáli rotorového disku (rotorovým diskom jenazývaná rotorová lamela diskovitého tvaru- poznámka prekladateľa) umožňujúce vytvorenie konfigurácie magnetický penneabilných segmentov a magnetický izolujúcich bariér na každom rotorovom disku razením alebo lisovaním kovového nosiča, zahŕňajúceho magneticky permeabilný materiál. Podľa výhodného uskutočnenia je každý rotorový disk vytvorený ako jeden celistvý prvok vyrobený razením alebo lisovaním kovového nosiča. Kovový nosič môže zahŕňať pás z feromagnetickćho materiálu alebo zliatiny s relatívnou penneabilitou , väčšou ako 550 alebo výhodnejšie väčšou ako 2000, alebo ešte viac výhodnejšie väčšou ako 5000, ako napríklad asi 7000.Podľa tohto vynálezu môže každý rotorový disk zahŕňať tlakom spojiteľný prvok, ktorý je vytvorený tak, aby tvoril protikus k párovému tlakom spojiteľnému prvku, usporiadanému na jednom alebo viacerých susediacich rotorových diskoch. Tlakom spojiteľné prvky môžu zahŕňať dva do seba zapadajúce tvary, ktoré sú usporiadané vo vyrovnaných polohách na protiľahlých alebo smerujúcich rovinných povrchoch rotorového disku. Táto konfigurácia tlakom spojiteľných prvkov umožňuje, aby boli susediace disky vzájomne spojené pôsobením tlaku, akonáhle sa príslušné tlakom spojiteľné prvky susedných rotorových diskov príslušne natočia a vyrovnajú sa podľa osi otáčania rotorovej zostavy. Týmto spôsobom je možné vyrobiť celistvú alebo samonosnú rotorovú zostavu, s ktorou je možne manipulovať bez jadier alebo podpomých štruktúr, ako sú rotorové hriadele, vodiace kolíky, nity, matice a skrutky,epoxidom lepené skrutky, vodiace kolíky atďTlakom spojiteľne prvky môžu zahŕňať materiál jedného alebo viacerých magnetický permeabilných segmentov rotorového disku. Tlakom spojiteľné prvky môžu zahŕňať deformáciu časti magnetický penneabilného povrchu rotorového disku, ako je kombinácia výstupku a protiľahlo usporiadaného zárezu, vytvoreného napríklad vlisom. Použitie deformácie je zvlášť výhodné vuskutočneniach vynálezu, kde existujú niektoré magnetický perrneabilné časti rotorového disku, ktoré vedú magnetický tok nechceným smerom, ako napríklad pozdĺž q-osi. Deformácia je usporiadané na zvýšenie magnetickej reluktancie rotorového disku pozdĺž jeho q-osi. Vedenie magnetického toku nechceným smerom sa môže uskutočniť tam,kde rotorový disk zahŕňa jeden alebo viacero radiálnych mostíkových prvkov, ako sú opísané ďalej. Podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu môžu byť magnetické vlastnosti rotoro vého disku pozdĺž jeho d-osi razením jedného alebo viacerých radiálnych mostíkových

MPK / Značky

MPK: H02K 15/02, H02K 1/24

Značky: rotorová, reluktančné, stroje, synchronně, zostava

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/21-e17011-rotorova-zostava-pre-synchronne-reluktancne-stroje.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Rotorová zostava pre synchrónne reluktančné stroje</a>

Podobne patenty