Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

FI122757B - Synkronireluktanssikoneen roottori ja menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi - Google Patents

Synkronireluktanssikoneen roottori ja menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI122757B
FI122757B FI20106052A FI20106052A FI122757B FI 122757 B FI122757 B FI 122757B FI 20106052 A FI20106052 A FI 20106052A FI 20106052 A FI20106052 A FI 20106052A FI 122757 B FI122757 B FI 122757B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
rotor
rotor according
magnetically
synchronous reluctance
reluctance machine
Prior art date
Application number
FI20106052A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20106052A0 (fi
FI20106052L (fi
Inventor
Jere Kolehmainen
Original Assignee
Abb Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43064210&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI122757(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Abb Oy filed Critical Abb Oy
Priority to FI20106052A priority Critical patent/FI122757B/fi
Publication of FI20106052A0 publication Critical patent/FI20106052A0/fi
Priority to CA2754487A priority patent/CA2754487A1/en
Priority to KR1020110104196A priority patent/KR101247297B1/ko
Priority to CN201110372564.4A priority patent/CN102545422B/zh
Priority to EP11184768.7A priority patent/EP2442432B1/en
Priority to US13/271,949 priority patent/US9219387B2/en
Priority to JP2011225214A priority patent/JP2012115129A/ja
Priority to BRPI1106944-9A priority patent/BRPI1106944B1/pt
Publication of FI20106052L publication Critical patent/FI20106052L/fi
Publication of FI122757B publication Critical patent/FI122757B/fi
Application granted granted Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/02Synchronous motors
    • H02K19/10Synchronous motors for multi-phase current
    • H02K19/103Motors having windings on the stator and a variable reluctance soft-iron rotor without windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/24Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • H02K1/246Variable reluctance rotors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/02Synchronous motors
    • H02K19/04Synchronous motors for single-phase current
    • H02K19/06Motors having windings on the stator and a variable-reluctance soft-iron rotor without windings, e.g. inductor motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/22Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators
    • H02K19/24Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators with variable-reluctance soft-iron rotors without winding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49009Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49012Rotor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Keksintö kohdistuu roottoriin synkronireluktanssikonetta varten, joka käsittää akselin, joka on tuettu laakereilla pyörimään staattorin sisällä ja johon on kiinnitetty roottorin runko sekä sen valmistusmenetelmään. Keksinnön mukaisesti runko (12) on magneettisesti johtamatonta materiaalia, ja että siihen järjestetty magneettisesti johtavia tankomaisia kappaleita (16,18), jotka ulottuvat roottorin rungon läpi roottorin magneettisen navan ulkopinnalta viereisen navan ulkopinnalle ja että kukin tankomainen kappale (16,18) on roottorin rungon (2) sisällä epämagneettisen materiaalin ympäröimä koko matkaltaan.

Description

SYNKRONIRELUKTANSSIKONEEN ROOTTORI JA MENETELMÄ SYNKRONIRE-LUKT AN S SIKONEEN ROOTTORIN VALMISTAMISEKSI
Keksintö kohdistuu synkronireluktanssikoneen roottoriin. Edelleen keksintö kohdistuu menetelmään synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi.
5 Synkronireluktanssikoneessa on tyypillisesti monivaiheinen staattorikäämitys, joka on sovitettu magneettisesti johtavista levyistä valmistetun staattorin sydämen uriin. Staattori-käämityksellä muodostetaan sähkökoneeseen liitetyn sähköverkon tai taajuusmuuttajan määrittämällä taajuudella pyörivä magneettikenttä. Staattorikäämitys vastaa epätahtiko-neen tai tahtikoneen staattorikäämitystä. Synkronireluktanssikoneen roottori on laakeroitu 10 pyöriväksi ilmavälin päähän staattorista.
Synkronireluktanssikoneen toiminta perustuu anistrooppiseen roottorirakenteeseen, jossa kullakin roottorinnavalla on minimireluktanssin suunta, ns. d-akseli ja maksimireluktanssin suunta, ns. q-akseli. Roottorin d-akseli seuraa staattorin pyörivän magneettikentän huippu-arvoa. Roottori valmistetaan niin, että d-akselin suunnassa magneettinen johtavuus on suuri 15 ja q-akselin suunnassa pieni. Synkronireluktanssikoneen tehon ja vääntömomentin maksimoimiseksi tulee roottorin pitkittäisinduktanssin Ld ja poikittaisinduktanssin Lq suhteen olla mahdollisimman suuren. Suuren induktanssisuhteen Ld/Lq aikaansaamiseksi on ehdotettu useita rakenteita, joissa d-akselin suuntaisella magneettivuolle muodostetaan hyvin vuota johtavia reittejä ja q-akselin suuntaiselle vuolle muodostetaan esteitä.
20 Magneettivuon johtavat reitit on muodostettu esimerkiksi ferromagneettisista levyistä, jotka on sovitettu niin, että magneettinen johtavuus on suuri d-akselin suunnassa. Magneettien vuon esteinä käytetään ilmaa tai jotain epäferromagneettista ainetta. Ilmaa esteenä käytet- cn täessä tulee roottorin mekaaninen kestävyys varmistamiseksi tukivälineillä.
sj- o ^ Julkaisuista JP 2005245052 ja US 6,239,526 on tunnettu synkronireluktanssikoneen raotta en x 25 ri, jossa vuoesteet on muodostettu roottoriin meistämällä tai leikkaamalla roottorisydämen ^ levyistä osia pois.
en m o o GB 1,109,974 ehdottaa roottorirakennetta, jossa akselille on kasattu ohuita sähkölevyjä, en joilla on haluttu suuntaisuus.
Julkaisut KR 709301 ja US 6,066,904 ehdottavat kaksinapaisen synkroniraluktanssikoneen 30 roottori, joka on kasattu suunnatuista ohuista sähkölevyistä. Jotta saavutettaisiin tarvittava 2 reluktanssin anisotropia, ilmarakoja, so. magneettisia sulkuja muodostettu laminoituihin levyihin magneettivuo viivoja myöten suuntaisuuden mukaisesti.
Julkaisu JP 11144930 ehdottaa magneettisen rakenteen muodostamista kerrostamalla magneettista ja epämagneettista ainetta, jotka on liitetty yhteen metallurgisella prosessilla.
5 Julkaisu WO1996042132 AI ehdottaa roottoria, joka on magneettista ja epämagneettista materiaalia, ja jonka päällä on johtava epämagneettinen suojakerros.
Keksinnön tarkoituksena on luoda synkronireluktanssikoneeseen uusi roottorirakenne, jossa on suuri induktanssisuhde Ld/Lq, joka mekaanisesti luja ja kestävä suurillakin nopeuksilla ja joka on edullinen valmistaa. Keksinnön mukaisesti roottori synkronireluktanssi-10 konetta varten, käsittää akselin, joka on tuettu laakereilla pyörimään staattorin sisällä ja johon on kiinnitetty roottorin runko, joka runko on magneettisesti johtamatonta materiaalia, ja siihen järjestetty magneettisesti johtavia tankomaisia kappaleita, jotka ulottuvat roottorin rungon läpi roottorin magneettisen navan ulkopinnalta viereisen navan ulkopinnalle, jolloin kukin tankomainen kappale on roottorin rungon sisällä epämagneettisen materiaalin 15 ympäröimä koko matkaltaan.
Keksinnön mukainen menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi käsittää seuraavat vaiheet: valmistetaan sylinterimäinen roottorin runko magneettisesti johtamattomasta aineesta, 20 - porataan runkoon joukko reikiä kohtisuoraan roottorin pyörähdysakselia vasten, jotka reiät ulottuvat rungon läpi kunkin navan ulkopinnalta seuraavan navan ulko-pinnalle, c\i - sovitetaan reikiin magneettisesti johtavia tankoja, jotka ulottuvat molemmista päis- cn tään synkronireluktanssikoneen ilmaväliin.
sj- o
Toinen keksinnön mukainen menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamien x 25 seksi käsittävät vaiheet: en a) stanssataan magneettisesti johtavasta levystä kappaleita, jotka vastaavat mag-
(M
o neettivuon kulkureittien leveyttä roottorissa ja joissa on reunaosilla roottorin ulkokehää ° vastaavat yhdyssillat, o b) ladotaan ensimmäinen kerros stanssattuja kappaleita päällekkäin siten, että muo-30 dostuu magneettivuon kulkureitin paksuinen levypakka roottorin akselin suunnassa, 3 c) ladotaan välimatkan päähän edellisestä kerroksesta lisäkerros stanssattuja kappaleita päällekkäin siten, että muodostuu magneettivuon kulkureitin paksuinen levypakka roottorin akselin suunnassa, d) toistetaan vaiheita c) kunnes levypakkojen ja erotuskappaleiden muodostaman 5 aihion pituus vastaa roottorin pituutta, f) valetaan roottorin runko-osa magneettisesti johtamattomasta aineesta, jolla täytetään aihion vapaat osat, g) poistetaan roottorin ulkopinnalta yhtenäiset magneettisesti johtavat aineet.
Keksinnön muita edullisia suoritusmuotoja on määritelty epäitsenäisissä patenttivaatimuk-10 sissa. Tankojen poikkileikkaus voi olla keksinnön puitteissa muodoltaan hyvin erilainen. Niinpä esimerkiksi poikkileikkaukseltaan on kuusikulmion muotoinen, pyöreä, suorakaiteen muotoinen, suunnikkaan muotoinen tai ellipsin muotoinen ovat edullisia muotoja.
Keksinnön yhteydessä tanko on ymmärrettävä laajasti ja se voi olla yhtenäinen kappale, levyistä pinottu laminaattirakenne tai valmistettu teräslankanipusta, teräsvaij eristä tai rau-15 talankapunoksesta. Tangon materiaalina voi olla teräs tai sähkölevy.
Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti sen eräiden suoritusmuotojen avulla viitaten piirustuksiin, joissa - Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen roottorin sivulta, - Kuvio 2 esittää roottorin poikkileikkauksen A - A kuviosta 1, 20 - Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista roottoria poikkileikattuna perspektiivikuvana,
OJ
o - Kuvio 4 esittää toisen keksinnön mukaisen roottorin poikkileikkausta, i 1 - Kuvio 5 esittää kolmannen keksinnön mukaisen roottorin poikkileikkausta,
CM
Ee - Kuvio 6 esittää neljännen keksinnön mukaisen roottorin poikkileikkausta, Q_
C\J
g - Kuvio 7 esittää viidennen keksinnön mukaisen roottorin poikkileikkausta,
CD
o o 25 - Kuvio 8 esittää kuudennen keksinnön mukaisen roottorin poikkileikkausta, - Kuvio 9 esittää seitsemännen keksinnön mukaisen roottorin poikkileikkausta ja 4 - Kuvio 10 esittää kahdeksannen keksinnön mukaisen roottorin poikkileikkausta.
Eräs keksinnön mukainen synkronireluktanssikoneen roottorin poikkileikkaus on kuvattu kuviossa 1. Roottori käsittää sylinterimäisen runko-osan 2, joka on valmistettu magneettisesti johtamattomasta aineesta, kuten alumiinista, alumiinpronssista, vuota johtamattomas-5 ta teräksestä, esimerkiksi ruostumattomasta teräksestä, erilaisista muoveista, hartseista tai vastaavista, titaanista tai betonista. Roottorin kummassakin päässä on runko-osasta ulkonevat, roottorin akselina toimivat ulokkeet 4, jotka ovat tässä suoritusmuodossa samaa kappaletta kuin runko-osa 2 ja valmistettu samasta materiaalista. Roottorin akseli 4 on laakeroitu synkronireluktanssikoneen runkoon tunnetulla tavalla siten, että roottori on keskei-10 sesti tuettu synkronireluktanssikoneen staattorin sisälle ja että staattori on koneen ilmavä-lin etäisyydellä roottorista. Runko-osan 2 sisään on sovitettu joukko runko-osan 2 läpi meneviä tankoja 6 ja 8, jotka ovat kohtisuorassa akselia 4 ja kuvion tasoa vastaan. Tangot 6 on valmistettu magneettisesti johtavasta materiaalista kuten terästangosta tai sähkölevystä. Sähkömagneettisen vaikutuksen mukaan tangot 6 ovat roottorin d-akselin suuntaiset, jol-15 loin niiden suuntainen reluktanssi on pieni ja niitä vastaan kohtisuoran q-akselin reluktans-si on suuri niin kuin käy ilmi kuviosta 2, joka kuvion 1 poikkileikkaus A - A. Tangot ovat edullisesti toisistaan etäisyydellä, joka on noin 0,5 - 1,5 x tangon paksuus sekä roottorin akselin suunnassa että roottorin säteen suunnassa. Vastaava tankojen etäisyys on edullinen myös jäljempänä esitettyjen keksinnön muiden suoritusmuotojen kohdalla.
20 Kuvioiden 1 ja 2 esittämässä suoritusmuodossa on akselin suunnassa esimerkinmukaisesti viisi riviä tankoja 6, ja toiset viisi riviä tankoja 8, jolloin tangot 8 on siirretty tankoihin 6 nähden akselia ja kuvion tasoa vastaan kohtisuorassa suunnassa. Näin muodostuu hilara-^ kenne, jonka jokaisessa rivissä on esimerkinmukaisesti viisi tankoa, ja yhteensä 50 tankoa, ° jotka ovat roottorin d-akselin suunnassa. Kuviossa 2 on tangot 8 kuvattu katkoviivoilla.
i g 25 Magneettisesti johtavien tankojen paksuus sekä niiden väliset etäisyydet on kuvattu vain i ^ viitteellisesti osoittamaan rakennetta ja niiden dimensiot määräytyvät kukin koneen mitoi- g tusarvojen perusteella alan ammattimiehen tuntemalla tavalla käytetyistä materiaaleista ja
CL
^ koneen mitoituksesta riippuen.
tn o <o o Kuviossa 3 on esitetty perspektiivikuvana osa eräästä synkronireluktanssikoneen roottorin δ ^ 30 runko-osasta, joka on muodostettu kuvioiden 1 ja 2 periaatteella. Sylinterimäiseen runko- osaan 12 on sovitettu suoria tankoja 16 ensimmäisiin riveihin ja niihin nähden siirrettyjä suoria tankoja 18 toisiin riveihin. Kaikissa riveissä on seitsemän tankoa, jotka menevät läpi 5 roottorin d-akselin suuntaisesti, jolloin muodostuu hilarakenne kuvion 3 esittämässä osassa 98 d-akselin suuntaisen tangon hilarakenne.
Kuvioiden 1, 2 ja 3 kuvaamissa esimerkeissä magneettisesti johtavat tangot ovat suoria ja poikkileikkaukseltaan pyöreitä. Nämä voidaan valmistaa useilla eri menetelmillä. Mag-5 neettisesti johtavien tankojen muodostama hilarakenne voidaan tukea haluttuun muotoon erillisillä tukirakenteilla, jotka on liitetty runko-osan valumuottiin. Sen jälkeen valetaan runko-osa ja poistetaan tarvittaessa tukirakenteet. Runko-osa voidaan myös valaa ensin valmiiksi, jonka jälkeen siihen porataan reiät tankoja varten. Tangot sovitetaan reikiin ja kiinnitetään runko-osaan liimalla tai muodostamalla reikiin kierteet ja ruuvaamalla kierit) teistetyt tangot runko-osaan.
Tankorakenne voidaan valmistaa myös latomalla sopivia magneettisesti johtavia sähköle-vyliuskoja akselin suunnassa päällekkäin. Näin muodostetut liuskapaketit sovitetaan halutun hilarakenteen muodostamiseksi ja roottorin runko-osa valetaan epämagneettisesta aineesta.
15 Kuviossa 4 on kuvattu erään toisen keksinnön mukaisen synkronireluktanssikoneen roottorin poikkileikkausta. Roottorin runko-osa 22 on valmistettu samanlaisesta magneettisesti johtamattomasta materiaalista kuin kuvion 1 ja 2 kuvaamassa suoritusmuodossa. Magneettisesti johtavat tangot 26 ja 28 on sovitettu kulkemaan runko-osassa 22 olevien reikien läpi ja ulottumaan runko-osan sylinteripinnan 30 ulkopuolelle, jolloin tankojen päät 32 ulkone-20 vat sylinteripinnasta 30. Tankojen päiden 32 etäisyys synkronireluktanssikoneen staattoris-ta on ilmaväli suuruinen.
cvi Kuvio 5 esittää erään kolmannen suoritusmuodon keksinnön toteuttamiseksi. Siinä raottaen rin runko on muodostettu kahdesta eri materiaalista, sisemmästä sylinterimäisestä runko- o osasta 42, joka voi edullisesti muodostaa roottorin akselin. Sisemmän runko-osan 42 ym- c\i 25 pärillä on ulompi roottorin runko-osa 44, joka rajoittuu ulkopinnaltaan koneen ilmaväliin.
g Vastaavalla tavalla kuin kuvioiden 1 ja 2 suoritusmuodoissa roottorin läpi on asetettu mag- oj neettisesti johtavia tankoja 46 ja 48, jotka kulkevat ulomman runko-osan 44 läpi ja sovel- § tuvin osin myös sisemmän runko-osan 42 läpi. Sisempi runko-osa 42 voi olla joko mag- o neettivuota johtavaa tai magneettivuota huonosti johtavaa materiaalia. Kuvion 5 esittämäs- 30 sä suoritusmuodossa magneettisesti johtavat tangot 46 ja 48 ulottuvat roottorin ulomman runko-osan 44 ulkopinnalle 50. Vastaavalla tavalla kuin kuvion 4 suoritusmuodossa voivat 6 magneettisesti johtavat tangot 46 ja 48 myös ulottua roottorin ulomman runko-osan 44 ulkopinnan 50 yli, jolloin tankojen päiden etäisyys staattorista on koneen ilmaväli.
Keksinnön neljäs suoritusmuoto on esitetty kuviossa 6. Roottorirunko on valmistettu sisäosasta 62 ja sitä ympäröivästä ulko-osasta 64, jolloin ainakin roottorirungon ulko-osa 64 on 5 valmistettu magneettivuota huonosta johtavasta materiaalista. Sisäosa muodostaa samalla edullisesti roottorin akselin. Magneettisesti johtavat tangot 66 on sovitettu kulkemaan roottorirungon ulko-osan 64 läpi. Tangot 66 on muodostettu kaareviksi siten, että kulkevat roottorin pinnalta 68 vastakkaiselle pinnalle 70 kiertäen sisäosan 62. Rakenteella on siten hyvä magneettinen johtavuus roottorin d-akselin suunnassa ja vastaavasti huono johtavuus 10 q-akselin suunnassa. Tämän neljännen suoritusmuodon valmistuksessa voidaan edullisesti käyttää sähkö levystä valmistettuja liuskoja, joita pinotaan päällekkäin roottorin akselin suunnassa halutun magneettisesti johtavan tangon 66 aikaansaamiseksi. Tangot tuetaan valumuottiin ja runko-osa 62 ja 64 valetaan siten, että tangot 66 on kokonaan magneettivuota huonosta johtavan runko-osan 64 ympäröimiä reunoiltaan ja siten, että tangot ulottuvat 15 roottorin ulkopintaan asti. Myös tässä suoritusmuodossa voidaan magneettivuota johtavat tangot 66 järjestää hilarakenteeksi kuten 1-5.
Kuviossa 7 on kuvattu keksinnön viides suoritusmuoto, jossa magneettisesti johtavasta aineesta on muodostettu yhtenäinen kappale 72, joka on valmistettu edullisesti stanssaamalla sähkölevystä. Kappale 72 käsittää ulkoreunalla olevan kapean kehäosan 74, joka pitää pai-20 kallaan olennaisesti roottorin d-akselin suuntaiset liuskat 76. Kappaleessa 72 on myös roottorin akselin tai sisäosan kiertävä sisäkehä 78, joka on yhdistetty kehäosaan liuskoilla 77. Sähkölevystä stanssattuja levyjä pinotaan päällekkäin niin, että muodostuu riittävän paksu ^ magneettisesti johtavat osat 74, 76, 77 ja 78. Näin pinottujen levyjä sovitetaan valumuot- ^ tiin siten, että levypinojen väliin jää tilaa erottamaan levypinot toisistaan. Sisäkehä 74 sovi- i ^ 25 tetaan edullisesti akselille 75, mikä osaltaan tukee rakennetta. Roottorirungon ulko-osa va- i ^ letaan magneettivuota huonosti johtavasta aineesta. Lopuksi poistetaan kehäosa 74 koko roottorin pituudelta, jolloin d-akselin suuntaiset liuskat ulottuvat roottorin ulkopinnalle as-
CL
^ ti. Ulkopinnaltaan viidennen suoritusmuodon mukainen roottori on siten olennaisesti sa-
LO
§ manlainen kuin neljännen suoritusmuodon mukainen roottori kuviossa 6.
o δ ^ 30 Keksinnönmukainen rakenne, joka toteuttaa nelinapaisen roottorin on esitetty kuviossa 8 kuudentena suoritusmuotona. Roottorin yksi d-akseli ja yksi q-akseli on havainnollistettu nuolilla. Magneettisesti johtavat tangot 82 ja 84 on ryhmitelty neljään segmenttiin, jotka 7 ovat 90 asteen välein. Kukin tanko 82 ja 84 ulottuvat roottorin ulkokehälle 86 asti. Roottorin runko-osa 88 on valmistettu magneettivuota johtamattomasta aineesta ja se ympäröi jokaista tankoa 82 ja 84. Tangot 82 ja 84 voivat olla poikkileikkaukseltaan pyöreitä, jotka on sovitettu runko-osaan porattuihin tai muulla tavoin tehtyihin reikiin. Tangot voivat 5 myös olla poikkileikkaukseltaan neliön tai suorakaiteen muotoisia ja valmistettu sähköle-vystä, jolloin ne voivat olla sovitettu valumuottiin, johon valetaan runko-osa 88.
Keksinnön seitsemäs suoritusmuoto on esitetty kuviossa 9, jossa akselin 90 ympärille on sovitettu magneettisesti johtamattomasta aineesta valmistettu runko-osa 92. Magneettisesti johtavat tangot 94 on muotoiltu kaareviksi, siten että ne kaareutuvat sisäänpäin. Lisäksi 10 runko-osaan on sovitettu ulospäin kaareutuvat tangot 96, jotka on piirretty katkoviivoilla ja sijaitsevat roottorin akselin suunnassa välimatkan päässä tangoista 94. Siirryttäessä roottorin päästä toiseen akselin suunnassa vuorotellen on sisäänpäin kaareutuva tanko 94 ja ulospäin kaareutuva tanko 96. Jokainen tanko on kokonaan runko-osan 92 materiaalin ympäröimä koko pituudeltaan, jolloin magneettivuolla.
15 Kahdeksas keksinnön suoritusmuoto on esitetty kuviossa 10. Tässä suoritusmuodossa hyödynnetään kuvion 7 ja viidennen suoritusmuodon tekniikka, jossa valmistetaan tankoaihiot ensin sähkölevyistä. Kahdeksannen suoritusmuodon mukaisesti valmistetaan sähkölevystä aihio, jossa ulkoreunalla kapea kehäosa 100 sekä niihin liittyvät magneettivuon johteina toimivat liuskat 102 ja 104, jotka ulottuvat roottorin reunalta kaartuen ulospäin toiseen 20 kohtaan roottorin reunaa. Lisäksi kehäosaan liitetty kaksi liuskaa 106, jotka on liitetty roottorin akselin 108 ympärillä olevaan sisäkehään 110. Sisäkehä 110 on vastakkaiselta puolelta liitetty liuskoilla 112 kehäosaan 100. Aihioita on kasattu päällekkäin, jotta muodostuu ^ riittävän paksu tanko liuskoista 102, 104, 106 ja sisäkehästä 110. Välimatkan päässä on ^ toinen aihio, jossa on sisäänpäin kaartuvat liuskat 112, 113 ja 114, jotka on kuviossa 10 i § 25 piirretty katkoviivalla. Liuskat 112, 113 ja 114 on myös yhdistetty molemmista päistään i ^ kapeaan kehäosaan, joka kiertää aihion ulkoreunalla. Toisen aihion sisäkehään on liitetty g liuskat 116, joka toisesta päästään on liitetty ulkoreunan kehäosaan. Myös tosien aihion
CL
^ sisäkehä on sovitettu roottorin akselille 108. Ensimmäisistä ja toisista aihioista kasattuja
LO
§ levypakkoja asetetaan peräkkäin roottorin akselille siten, että vierekkäisten levypakkojen o o 30 väliin jää rako. Magneettivuota johtavien liuskojen välit täytetään magneettivuota johta en mattomalla materiaalilla. Lopuksi poistetaan ulkoreunalla oleva kapea kehäosa 110, jolloin magneettivuota johtavat sähkölevyistä muodostetut tangot ulottuvat roottorin ulkopinnalle asti.
8
Keksintöä on edellä kuvattu sen eräiden suoritusmuotojen. Esitystä ei kuitenkaan ole pidettävä patentin suojapiiriä rajoittavana, vaan keksinnön toteutus voi vaihdella patenttivaatimusten määrittämissä rajoissa.
c\j δ
(M
sj- o sj-
(M
X
Χ
CL
(M
m o
CD
o δ
(M

Claims (22)

1. Roottori synkronireluktanssikonetta varten, joka käsittää akselin, joka on tuettu laakereilla pyörimään staattorin sisällä ja johon on kiinnitetty roottorin runko (2), joka on magneettisesti johtamatonta materiaalia, tunnettu siitä, että runkoon (2) on järjestetty 5 magneettisesti johtavia tankomaisia kappaleita (6,8), jotka ulottuvat roottorin rungon läpi roottorin magneettisen navan ulkopinnalta viereisen navan ulkopinnalle ja että kukin tan-komainen kappale (6,8) on roottorin rungon (2) sisällä epämagneettisen materiaalin ympäröimä koko matkaltaan.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen roottori, tunnettu siitä, että tangot (6,8) ovat suoria
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen roottori, tunnettu siitä, että tangot (66) ovat kaareu tuvia
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen roottori, tunnettu siitä, että tankojen poikkileikkaus on kuusikulmion muotoinen
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen roottori, tunnettu siitä, että tangot (6,8) ovat toisis-15 taan etäisyydellä, joka on noin 0,5 - 1,5 x tangon paksuus sekä roottorin akselin suunnassa että roottorin säteen suunnassa.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen roottori, tunnettu siitä, että tankojen (6,8) poikkileikkaus on pyöreä
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen roottori, tunnettu siitä, että tankojen poikkileikkaus 20 on suorakaiteen muotoinen C\J δ
, 8. Patenttivaatimukseni mukainen roottori, tunnettu siitä, että tankojen poikkileikkaus 1 on suunnikkaan muotoinen rt CM ir
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen roottori, tunnettu siitä, että tankojen poikkileikkaus CL cvj on ellipsin muotoinen LO o CD ° 25
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen roottori, tunnettu siitä, että tanko (6,8) onvalmis- o 0X1 tettu teräksestä tai sähkö levystä
11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen roottori, tunnettu siitä tanko on valmistettu pienestä sähkö levynipusta tai teräslankanipusta tai teräsvaij eristä tai rautalankapunoksesta.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen roottori, tunnettu siitä teräsvaij eristä valmistettu hila on valettu alumiinipronssiin
13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen roottori, tunnettu siitä, että tangon pää (6,8) on roottorin ulkopinnan tasalla
14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen roottori, tunnettu siitä, että tangon pää (32) on roottorinpintaa (30) ulompana
15. Jonkin patenttivaatimuksen 1- 14 mukainen roottori, tunnettu siitä, että roottorin 10 runko on umpinainen j a roottorin akseli (4) on kiinnitetty roottorin päätyihin.
16. Jonkin patenttivaatimuksen 1- 14 mukainen roottori, tunnettu siitä, että roottorin runko (44) on sovitettu rungon läpi menevälle akselille (42).
17. Jonkin patenttivaatimuksen 1- 16 mukainen roottori, tunnettu siitä, että runko on valmistettu jostakin seuraavista aineista: alumiini, alumiinipronssi, vuota johtamaton teräs, 15 erilaiset muovit, hartsit, titaani, betoni.
18. Menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi, joka roottori käsittää magneettisesti johtamattoman runkomateriaalin (2) ja magneettisesti johtavat magneettivuon kulkureitit (6,8), jossa menetelmässä valmistetaan sylinterimäinen roottorin runko (2) magneettisesti johtamattomasta aineesta, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää edel- 20 leen seuraavat vaiheet: C\J δ , - porataan runkoon joukko reikiä kohtisuoraan roottorin pyörähdysakselia vasten, "st" ° jotka reiät ulottuvat rungon (2) läpi kunkin navan ulkopinnalta seuraavan navan ul- kopinnalle, i cc CL (M - sovitetaan reikiin magneettisesti johtavia tankoja (6,8), jotka ulottuvat molemmis- m § 25 ta päistään synkronireluktanssikoneen ilmaväliin. o δ
^ 19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä sovitetaan roottorin akseli paikalleen ennen runko valamista.
20. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä kiinnitetään akselit roottorin rungon kumpaankin päähän.
21. Menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi, joka roottori käsittää magneettisesti johtamattoman runko materiaalin ja magneettisesti johtavat magneetti- 5 vuon kulkureitit, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: - a) stanssataan magneettisesti johtavasta levystä kappaleita (72), jotka vastaavat magneettivuon kulkureittien leveyttä roottorissa ja joissa on reunaosilla roottorin ulkokehää vastaavat yhdyssillat (74), - b) ladotaan ensimmäinen kerros stanssattuja kappaleita päällekkäin siten, että 10 muodostuu magneettivuon kulkureitin paksuinen levypakka roottorin akselin suun nassa, - c) ladotaan välimatkan päähän edellisestä kerroksesta lisäkerros stanssattuja kappaleita päällekkäin siten, että muodostuu magneettivuon kulkureitin paksuinen levypakka roottorin akselin suunnassa, 15. d) toistetaan vaiheita e) kunnes levypakkojen ja erotuskappaleiden muodostaman aihion pituus vastaa roottorin pituutta, - f) valetaan roottorin runko-osa magneettisesti johtamattomasta aineesta, jolla täytetään aihion vapaat osat, - g) poistetaan roottorin ulkopinnalta yhtenäiset magneettisesti johtavat aineet (74).
22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että asennetaan ero- ^ tuskappaleet kerrosten väliin vaiheen c) välimatkan määrittämiseksi.. o i (M X cc CL (M LO O CD O O (M
FI20106052A 2010-10-12 2010-10-12 Synkronireluktanssikoneen roottori ja menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi FI122757B (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20106052A FI122757B (fi) 2010-10-12 2010-10-12 Synkronireluktanssikoneen roottori ja menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi
CA2754487A CA2754487A1 (en) 2010-10-12 2011-10-11 Rotor of a synchronous reluctance machine and the method for manufacturing the rotor of a synchronous reluctance machine
JP2011225214A JP2012115129A (ja) 2010-10-12 2011-10-12 同期リラクタンス・マシンのロータ及び同期リラクタンス・マシンのロータを製造するための方法
CN201110372564.4A CN102545422B (zh) 2010-10-12 2011-10-12 同步磁阻电机的转子及制造同步磁阻电机的转子的方法
KR1020110104196A KR101247297B1 (ko) 2010-10-12 2011-10-12 동기화 자기 저항 기계의 로터, 및 동기화 자기 저항 기계의 로터를 제조하는 방법
EP11184768.7A EP2442432B1 (en) 2010-10-12 2011-10-12 Rotor of a synchronous reluctance machine and the method for manufacturing the rotor of a synchronous reluctance machine
US13/271,949 US9219387B2 (en) 2010-10-12 2011-10-12 Rotor of a synchronous reluctance machine and the method for manufacturing the rotor of a synchronous reluctance machine
BRPI1106944-9A BRPI1106944B1 (pt) 2010-10-12 2011-10-13 Rotor de uma máquina de relutância síncrona e o método para produzir o rotor de uma máquina de relutância síncrona

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20106052 2010-10-12
FI20106052A FI122757B (fi) 2010-10-12 2010-10-12 Synkronireluktanssikoneen roottori ja menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20106052A0 FI20106052A0 (fi) 2010-10-12
FI20106052L FI20106052L (fi) 2012-04-13
FI122757B true FI122757B (fi) 2012-06-29

Family

ID=43064210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20106052A FI122757B (fi) 2010-10-12 2010-10-12 Synkronireluktanssikoneen roottori ja menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9219387B2 (fi)
EP (1) EP2442432B1 (fi)
JP (1) JP2012115129A (fi)
KR (1) KR101247297B1 (fi)
CN (1) CN102545422B (fi)
BR (1) BRPI1106944B1 (fi)
CA (1) CA2754487A1 (fi)
FI (1) FI122757B (fi)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2651010B1 (en) 2012-04-12 2014-12-17 ABB Technology AG A method for manufacturing a rotor of a synchronous reluctance motor, a rotor of a synchronous reluctance motor, and a synchronous reluctance motor
DE112014001946A5 (de) * 2013-04-11 2015-12-31 Siemens Aktiengesellschaft Reluktanzmotor mit stabilisiertem Rotor
EP2793362B1 (de) * 2013-04-15 2015-06-17 Siemens Aktiengesellschaft Reluktanzmotor und zugehöriger Rotor
CN105122595B (zh) * 2013-04-11 2019-07-05 西门子公司 磁阻电动机和附属的转子
EP2965408B1 (de) * 2013-04-12 2017-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Reluktanzrotor mit anlaufhilfe
DE102015215585A1 (de) * 2015-08-14 2017-02-16 Ksb Aktiengesellschaft Rotorpaket für eine Synchronreluktanzmaschine
DE102016206179A1 (de) * 2016-04-13 2017-10-19 Wobben Properties Gmbh Generatorrotor für einen Generator einer Windenergieanlage oder eines Wasserkraftwerks, sowie Generator, Windenergieanlage und Wasserkraftwerk mit selbigem
US10439456B2 (en) * 2016-04-25 2019-10-08 General Electric Company Sleeve rotor synchronous reluctance electric machine
EP3244511A1 (de) * 2016-05-09 2017-11-15 Siemens Aktiengesellschaft Rotorballen und verfahren zum herstellen eines rotorballens
CN108011459A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 转子结构、异步起动同步磁阻电机及压缩机
CN108110920A (zh) 2017-12-14 2018-06-01 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 异步起动同步磁阻电机转子、电机及压缩机
US11177719B2 (en) * 2018-05-18 2021-11-16 Levitronix Gmbh Electromagnetic rotary drive and rotational device
EP3595136A1 (de) 2018-07-13 2020-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Robuste materiallagen
DE102022106874A1 (de) 2022-03-23 2023-09-28 Borgwarner Inc. Reluktanzmaschine

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2975310A (en) * 1957-06-03 1961-03-14 Us Electrical Motors Inc Rotor structure for synchronous induction motors
GB1114562A (en) 1965-04-15 1968-05-22 Nat Res Dev Rotor for a dynamo-electric machine
CH431701A (de) 1965-04-30 1967-03-15 Siemens Ag Synchronmotor mit Reluktanzläufer
FR96453E (fr) 1967-12-14 1972-06-30 Nat Res Dev Machines électriques a réluctance.
US4110646A (en) * 1976-10-05 1978-08-29 Bogue Electric Manufacturing Company AC synchronous motor having an axially laminated rotor
US4459502A (en) * 1982-11-17 1984-07-10 Westinghouse Electric Corp. Self-cascaded reluctance motor with axially laminated rotor
IT1208879B (it) 1987-04-30 1989-07-10 Isoflux Servomotors Spa Macchina elettrica a riluttanza
DE3931484A1 (de) 1989-09-21 1991-04-04 Areg Antriebe Regeltechnik Ele Reluktanzmotor
US5296773A (en) * 1993-04-20 1994-03-22 General Motors Corporation Composite rotor for a synchronous reluctance machine
JP3431991B2 (ja) * 1994-05-02 2003-07-28 オークマ株式会社 同期電動機
AU5672396A (en) 1995-06-12 1997-01-09 Rosen Motors L.P. High speed synchronous reluctance motor-generator
JPH09117083A (ja) 1995-10-17 1997-05-02 Toshiba Mach Co Ltd リラクタンス同期電動機における積層回転子およびその製造方法
JPH09285087A (ja) 1996-04-17 1997-10-31 Toshiba Mach Co Ltd リラクタンス同期モータ用ロータおよびその製造方法
US5831367A (en) 1997-02-13 1998-11-03 Emerson Electric Co. Line-start reluctance motor with grain-oriented rotor laminations
BR9705579A (pt) 1997-09-26 1999-05-11 Brasil Compressores Sa Rotor de motor elétrico e método de produção de rotor de motor elétrico
JPH11144930A (ja) 1997-11-07 1999-05-28 Hitachi Metals Ltd 縞状磁路形成部材およびその製造方法
JP2000014107A (ja) 1998-06-17 2000-01-14 Fujitsu General Ltd リラクタンスモータ
JP4038633B2 (ja) * 1998-11-17 2008-01-30 株式会社富士通ゼネラル リラクタンスモータ
US6013963A (en) * 1999-02-05 2000-01-11 Emec Energy, L.L.C. High efficiency electro-mechanical energy conversion device
RU2159496C1 (ru) 1999-03-31 2000-11-20 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Синхронная реактивная машина (варианты)
JP4162068B2 (ja) 1999-06-21 2008-10-08 三菱電機株式会社 同期機
KR100371159B1 (ko) 1999-09-22 2003-02-05 엘지전자 주식회사 싱크로너스 리럭턴스 모터의 토오크 리플 저감구조
KR100347014B1 (ko) 1999-11-10 2002-08-03 한국과학기술원 코어리스 교류 유도전동기
JP4470249B2 (ja) 1999-11-22 2010-06-02 パナソニック株式会社 電動機およびその固定子鉄心の製造方法
JP2001238418A (ja) 2000-02-25 2001-08-31 Mitsubishi Electric Corp リラクタンスモータ
JP3743348B2 (ja) 2001-11-12 2006-02-08 三菱電機株式会社 同期誘導電動機、同期誘導電動機の製造方法、圧縮機
JP2005006416A (ja) 2003-06-12 2005-01-06 Mitsubishi Electric Corp 自己始動型リラクタンスモータ
JP2005160279A (ja) 2003-11-20 2005-06-16 Yoko Amano アウターロータ型同期リラクタンス電動機
JP4193726B2 (ja) 2004-02-24 2008-12-10 三菱電機株式会社 同期誘導電動機の回転子及び圧縮機
JP2006246571A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Nagasaki Univ リラクタンスモータ
JP4763320B2 (ja) * 2005-03-09 2011-08-31 三菱電機株式会社 同期誘導電動機の回転子及び圧縮機
KR100643899B1 (ko) 2005-10-12 2006-11-10 주식회사 대우일렉트로닉스 동기 릴럭턴스 모터의 회전자구조
KR100709301B1 (ko) 2005-11-04 2007-04-20 창원대학교 산학협력단 이방성재질로 제작된 2극 또는 4극 단편형 동기 릴럭턴스전동기의 회전자구조 및 설계방법
JP2008109800A (ja) 2006-10-26 2008-05-08 Railway Technical Res Inst 回転子、リラクタンスモータ、回転子の製造方法及びリラクタンスモータの製造方法
JP2009247095A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Jfe Steel Corp リラクタンスモータの回転子およびリラクタンスモータの回転子用鋼板の成形方法
BR112012003379A2 (pt) * 2009-08-14 2016-02-16 Abb Research Ltd rotor modular para máquina de resistência magnética síncrona

Also Published As

Publication number Publication date
KR101247297B1 (ko) 2013-03-25
KR20120037901A (ko) 2012-04-20
BRPI1106944A8 (pt) 2017-12-26
CN102545422A (zh) 2012-07-04
US9219387B2 (en) 2015-12-22
CN102545422B (zh) 2016-01-20
EP2442432B1 (en) 2019-06-19
EP2442432A2 (en) 2012-04-18
BRPI1106944B1 (pt) 2020-03-24
US20120086289A1 (en) 2012-04-12
JP2012115129A (ja) 2012-06-14
BRPI1106944A2 (pt) 2015-12-08
EP2442432A3 (en) 2017-04-19
CA2754487A1 (en) 2012-04-12
FI20106052A0 (fi) 2010-10-12
FI20106052L (fi) 2012-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122757B (fi) Synkronireluktanssikoneen roottori ja menetelmä synkronireluktanssikoneen roottorin valmistamiseksi
US11387710B2 (en) Stator for an axial flux machine and method for producing the same
US10910893B2 (en) Rotor for rotating electric machine
CN102362410B (zh) 永磁体电机和用于电机的永磁体
CN102545493B (zh) 制造永磁电机转子的方法
CN103683595B (zh) 旋转电机及磁极片制造方法
KR101904922B1 (ko) 라인기동식 동기형 릴럭턴스 전동기 및 그 회전자
KR20100134678A (ko) 자속 집중 극체를 구비한 영구 자석 회전자
US20110025141A1 (en) Stator compacted in one piece
US10541574B2 (en) Rotor for electric machine, and manufacturing method of rotor
JP2008295288A (ja) 埋込磁石型モータ
WO2018037159A1 (en) A core element for a magnetic component and a method for manufacturing the same
CN108496293B (zh) 具有印刷的连接片的电工钢片
CN1819405A (zh) 具有将磁体固定在转子中的盖板的转子
EP3920375A1 (en) Inserts for carriers for electric machines
EP2651010B1 (en) A method for manufacturing a rotor of a synchronous reluctance motor, a rotor of a synchronous reluctance motor, and a synchronous reluctance motor
KR102683823B1 (ko) 강성 유지 및 자석 이탈 방지용 지지부를 구비한 모터 회전자
CN106130203B (zh) 定子及具有其的电机
CN102570734A (zh) 高起动推力径向磁场直线旋转电机定子双片叠压法
US20140354105A1 (en) Construction arrangement of a permanent magnet rotor for a generator
CN114514679A (zh) 使用增材制造来制造同步磁阻机
KR20160119424A (ko) 고출력을 위한 돌극비 최대 구조를 갖는 전동기 및 이를 구성하는 회전자의 제조 방법
CN102761219B (zh) 旋转电机及转子
WO2023175233A1 (en) A rotor of a synchronous reluctance machine and a method for manufacturing the same
JP2019050689A (ja) 回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122757

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: ABB TECHNOLOGY AG

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: ABB SCHWEIZ AG