RU2784022C1

RU2784022C1 - Device and method for assembling and fixing permanent magnets of the outer rotor and improving cooling in a rotating electric machine

Info

Publication number: RU2784022C1
Application number: RU2022106097A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Тимофеев; Юрий Сергеевич Боровиков; Андрей Борисович Ефременков; Александр Александрович Рак; Алексей Шагимуратович Каипов; Тимофей Юрьевич Александров; Александр Евгеньевич Познер; Михаил Александрович Алексеев; Алексей Николаевич Степанов
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2022-11-23

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, namely the manufacture of electrical machines with excitation from permanent magnets. Permanent magnets are installed in a frame consisting of two parts, and for their uniform arrangement, spacers are used in the form of a trapezoidal rod on an axis, the ends of which enter into the blind holes of the frame parts. Preliminary fastening of permanent magnets is carried out using a deformable ferromagnetic tape, and the final fixation is carried out with set screws located in the radial threaded holes of the outer rotor shell. The frame with permanent magnets is mounted on impellers fixed to the inner surfaces of the rotor covers, which, when the rotor rotates, dissipate heat from the area of interaction of permanent magnets and electromagnets, providing cooling in a rotating electric machine.

EFFECT: invention provides the possibility of glueless fastening of permanent magnets in the form of a rectangular parallelepiped in the frame, improving maintainability by replacing permanent magnets without the use of special tools and technologies, improving the cooling of the electric machine.

2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области изготовления электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов и касается особенностей конструктивного выполнения устройства и способа для фиксации постоянных магнитов в роторе электрической машины и средства охлаждения в виде крыльчатки.The invention relates to the field of manufacturing electrical machines with excitation from permanent magnets and concerns the design features of the device and method for fixing permanent magnets in the rotor of an electrical machine and a cooling means in the form of an impeller.

Принцип действия любой электрической машины с внешним ротором заключается в преобразовании электрической энергии в механическую через взаимодействие двух магнитных полей, одно из которых создается электрическим током электромагнитов статора, а другое – постоянными магнитами ротора. Эти два поля приводят к крутящему моменту, который вращает ротор.The principle of operation of any electric machine with an external rotor is to convert electrical energy into mechanical energy through the interaction of two magnetic fields, one of which is created by the electric current of the stator electromagnets, and the other by the permanent magnets of the rotor. These two fields result in a torque that turns the rotor.

Одной из проблем, связанных с изготовлением электрических машин с постоянными магнитами, является крепление магнитов к ротору. Обычно, установленные на поверхности магниты, закрепляются посредством присоединения (приклеивания) к поверхности, как правило, эпоксидной смолой. Однако, это не обеспечивает надежное удержание постоянных магнитов на роторе, поскольку постоянные магниты и электромагниты испытывают сильное магнитное притяжение друг к другу в радиальном направлении, а крутящий момент вызывает касательные напряжения сдвига, что может привести к отклеиванию постоянного магнита и невозможности дальнейшей эксплуатации машины.One of the problems associated with the manufacture of electrical machines with permanent magnets is the attachment of magnets to the rotor. Typically, surface-mounted magnets are secured by bonding (gluing) to the surface, typically with epoxy. However, this does not provide a reliable hold of the permanent magnets on the rotor, since the permanent magnets and electromagnets experience a strong magnetic attraction to each other in the radial direction, and the torque causes shear shear stresses, which can lead to the removal of the permanent magnet and the impossibility of further operation of the machine.

Потеря работоспособности электрической машины может возникнуть и при нагреве зоны взаимодействия постоянных магнитов и электромагнитов, воздушный зазор между которыми, как правило, составляет 1 мм, вследствие теплового действия электрического тока, проходящего через обмотки катушек статора. При нагреве, который в реальных условиях эксплуатации электрической машины достигает 130 градусов Цельсия и выше, может нарушиться изоляция обмоток электромагнитов с последующим межвитковым замыканием, произойти размагничивание постоянных магнитов, которое наступает при температуре свыше 80 градусов Цельсия, а также их отклеивание от ротора.Loss of efficiency of an electric machine can also occur when the zone of interaction of permanent magnets and electromagnets is heated, the air gap between which, as a rule, is 1 mm, due to the thermal effect of the electric current passing through the windings of the stator coils. When heated, which in real operating conditions of an electric machine reaches 130 degrees Celsius and above, the insulation of the windings of electromagnets can be broken, followed by an interturn circuit, demagnetization of permanent magnets occurs, which occurs at temperatures above 80 degrees Celsius, as well as their peeling off from the rotor.

Известно устройство и способ зажима и фиксации постоянных магнитов и улучшения охлаждения во вращающейся электрической машине (RU 2 437 194, МПК H02K1/27, H02K21/12, дата публикации 20.12.2011), в котором используется механическое приспособление для закрепления постоянных магнитов, при этом постоянные магниты фиксируются на поверхности ротора с помощью зажимных профильных элементов, вставленных в паз, заглубленный от поверхности ротора. Выступающий зажимной профильный элемент при вращении ротора действует как вентилятор для обеспечения охлаждения. Данное устройство предполагает необходимость предварительного приклеивания постоянных магнитов, имеющих криволинейные формы, которые соответствуют форме поверхности ротора, а также наличие пазов для установки зажимных профильных элементов, что в значительной степени снижает область применения устройства.A device and method for clamping and fixing permanent magnets and improving cooling in a rotating electric machine is known (RU 2 437 194, IPC H02K1 / 27, H02K21 / 12, publication date 12/20/2011), which uses a mechanical device for fixing permanent magnets, while permanent magnets are fixed on the rotor surface with the help of clamping profile elements inserted into a groove recessed from the rotor surface. The protruding clamping profile acts as a cooling fan when the rotor rotates. This device assumes the need for preliminary gluing of permanent magnets having curvilinear shapes that correspond to the shape of the rotor surface, as well as the presence of grooves for installing clamping profile elements, which greatly reduces the scope of the device.

Наиболее близким по техническому решению и выбранному авторами в качестве прототипа, является несущая магниты подвижная часть для синхронной машины с постоянными магнитами (патент RU2 641 896, МПК Н02К1/28, Н02К1/27, Н02К21/12, Н02К15/03, дата публикации 23.01.2018), состоящая из металлического каркаса и параллельных друг другу рядов постоянных магнитов. Подвижная часть содержит немагнитные крепежные ленты, размещенные продольно между двумя последовательными рядами постоянных магнитов и механически крепящиеся к каркасу с использованием винтов. Крепежная лента обеспечивает вертикальное блокирование соседних рядов постоянных магнитов и играет роль прокладки между этими рядами, обеспечивая поперечное блокирование магнитов. Постоянные магниты криволинейной формы крепятся к каркасу посредством склеивания. Таким образом, лента дополняет склеивание и обеспечивает надежное закрепление постоянных магнитов даже при высоких температурах.The closest in technical solution and chosen by the authors as a prototype is the magnet-carrying moving part for a synchronous machine with permanent magnets (patent RU2 641 896, IPC H02K1 / 28, H02K1 / 27, H02K21 / 12, H02K15 / 03, publication date 23.01. 2018), consisting of a metal frame and rows of permanent magnets parallel to each other. The movable part contains non-magnetic fastening tapes placed longitudinally between two successive rows of permanent magnets and mechanically fastened to the frame using screws. The fastening tape provides vertical blocking of adjacent rows of permanent magnets and acts as a spacer between these rows, providing transverse blocking of magnets. Curvilinear permanent magnets are attached to the frame by gluing. Thus, the tape complements the bonding and ensures that the permanent magnets are held securely even at high temperatures.

Недостатки прототипа:Prototype Disadvantages:

1. Сложность конструкции, поскольку необходимо крепить ленту к каркасу с помощью винтов.1. The complexity of the design, since it is necessary to fasten the tape to the frame with screws.

2. Ограниченная область применения, поскольку не позволяет использовать стандартные постоянные магниты в форме прямоугольного параллелепипеда, а предполагает применение магнитов криволинейной формы, которая соответствует форме поверхности каркаса.2. Limited scope, since it does not allow the use of standard permanent magnets in the form of a rectangular parallelepiped, but involves the use of magnets of a curvilinear shape, which corresponds to the shape of the surface of the frame.

3. Низкая ремонтопригодность, поскольку предполагает приклеивание магнитов к каркасу, что создает сложности при необходимости замены постоянных магнитов.3. Low maintainability, since it involves gluing magnets to the frame, which creates difficulties when it is necessary to replace permanent magnets.

4. Отсутствие элементов каркаса для рассеяния тепла в корпусе электрической машины.4. The absence of frame elements for heat dissipation in the body of the electric machine.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем каркас с немагнитными прокладками между постоянными магнитами, каркас для крепления постоянных магнитов изготовлен из немагнитного материала и состоит из двух частей, которые фиксируют между собой прокладки, обеспечивающие равномерное распределение магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда в каркасе, и представляющие собой трапециевидный стержень, изготовленный из износостойкого упругого полимера, установленный на оси из металла, концы которой входят в глухие отверстия частей каркаса, при этом края постоянных магнитов опираются на выступ каждой части каркаса с лысками, размер которых соответствует ширине постоянного магнита.The task is achieved by the fact that in a device containing a frame with non-magnetic spacers between permanent magnets, the frame for attaching permanent magnets is made of non-magnetic material and consists of two parts that fix the spacers between themselves, ensuring a uniform distribution of magnets in the form of a rectangular parallelepiped in the frame, and representing a trapezoidal rod made of a wear-resistant elastic polymer, mounted on a metal axis, the ends of which enter the blind holes of the frame parts, while the edges of the permanent magnets rest on the protrusion of each frame part with flats, the size of which corresponds to the width of the permanent magnet.

В способе сборки и фиксации постоянных магнитов внешнего ротора, включающем установку постоянных магнитов в каркас с прокладками и последующую их фиксацию, постоянные магниты располагают в окна, созданные двумя частями каркаса и прокладками, и с внешней стороны предварительно обжимают ферромагнитной лентой из электротехнической стали, толщина которой обеспечивает возможность деформации ленты под воздействием механической нагрузки, при этом ленту располагают между частями каркаса, а после установки каркаса в ротор электрической машины осуществляют окончательную деформацию ленты, которая прижимается к внешней поверхности каждого постоянного магнита с помощью установочных винтов с плоским основанием, количество которых соответствует количеству постоянных магнитов, и расположенных в радиальных резьбовых отверстиях обечайки ротора, при этом для обеспечения позиционирования каждого установочного винта над центром постоянного магнита совмещают точечный выступ на внутренней поверхности крышки ротора с отверстием в боковой поверхности одной из частей каркаса, причем каркас с постоянными магнитами устанавливают в ротор электрической машины на крыльчатки с лопастями, которые крепят к боковым крышкам ротора, при этом лопасти при вращении ротора функционируют как вентилятор для обеспечения рассеяния тепла из зоны взаимодействия постоянных и электромагнитов.In the method for assembling and fixing the permanent magnets of the outer rotor, which includes the installation of permanent magnets in a frame with spacers and their subsequent fixation, permanent magnets are placed in windows created by two parts of the frame and spacers, and from the outside they are pre-compressed with a ferromagnetic tape made of electrical steel, the thickness of which provides the possibility of deformation of the tape under the influence of mechanical load, while the tape is placed between the parts of the frame, and after the frame is installed in the rotor of the electric machine, the final deformation of the tape is carried out, which is pressed against the outer surface of each permanent magnet using set screws with a flat base, the number of which corresponds to the number permanent magnets, and located in the radial threaded holes of the rotor shell, while to ensure the positioning of each set screw above the center of the permanent magnet, a dot protrusion is aligned on the inner surface of the cover rotor with a hole in the side surface of one of the parts of the frame, and the frame with permanent magnets is installed in the rotor of the electric machine on impellers with blades that are attached to the side covers of the rotor, while the blades, when the rotor rotates, function as a fan to ensure heat dissipation from the area of interaction of constant and electromagnets.

В предлагаемом изобретении решаются задачи бесклеевого крепления постоянных магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда в каркасе с возможностью их замены без использования специальных инструментов и технологий, использования элементов ротора для рассеяния тепла из зоны взаимодействия постоянных и электромагнитов.The proposed invention solves the problems of glueless fastening of permanent magnets in the form of a rectangular parallelepiped in a frame with the possibility of replacing them without the use of special tools and technologies, the use of rotor elements to dissipate heat from the zone of interaction of permanent and electromagnets.

Устройство содержит каркас для крепления постоянных магнитов, изготовленный из немагнитного материала и состоящего из двух частей, которые фиксируют между собой прокладки, обеспечивающие равномерное распределение магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда в каркасе, и представляющие собой трапециевидный стержень, изготовленный из износостойкого упругого полимера, например, из полиуретана, установленный на оси из металла, концы которой входят в глухие отверстия частей каркаса, при этом края постоянных магнитов опираются на выступ каждой части каркаса с лысками, размер которых соответствует ширине постоянного магнита.The device contains a frame for attaching permanent magnets, made of a non-magnetic material and consisting of two parts, which fix spacers between themselves, ensuring a uniform distribution of magnets in the form of a rectangular parallelepiped in the frame, and representing a trapezoidal rod made of a wear-resistant elastic polymer, for example, from polyurethane, mounted on a metal axis, the ends of which enter the blind holes of the frame parts, while the edges of the permanent magnets rest on the protrusion of each frame part with flats, the size of which corresponds to the width of the permanent magnet.

Постоянные магниты располагают в окна, созданные двумя частями каркаса и прокладками, и с внешней стороны предварительно обжимают ферромагнитной лентой из электротехнической стали, толщина которой обеспечивает возможность деформации ленты под воздействием механической нагрузки, при этом ленту располагают между частями каркаса, а после установки каркаса в ротор электрической машины осуществляют окончательную деформацию ленты, которая прижимается к внешней поверхности каждого постоянного магнита с помощью установочных винтов (без головки) с плоским основанием, количество которых соответствует количеству постоянных магнитов, и расположенных в радиальных резьбовых отверстиях обечайки ротора, при этом для обеспечения позиционирования каждого установочного винта над центром постоянного магнита совмещают точечный выступ на внутренней поверхности крышки ротора с отверстием в боковой поверхности одной из частей каркаса, причем каркас с постоянными магнитами устанавливают в ротор электрической машины на крыльчатки с лопастями, которые крепят к боковым крышкам ротора, при этом лопасти при вращении ротора функционируют как вентилятор для обеспечения рассеяния тепла из зоны взаимодействия постоянных и электромагнитов.Permanent magnets are placed in windows created by two parts of the frame and gaskets, and from the outside they are pre-compressed with a ferromagnetic tape made of electrical steel, the thickness of which makes it possible to deform the tape under the influence of mechanical load, while the tape is placed between the parts of the frame, and after installing the frame in the rotor electric machine, the final deformation of the tape is carried out, which is pressed against the outer surface of each permanent magnet with the help of set screws (without a head) with a flat base, the number of which corresponds to the number of permanent magnets, and located in the radial threaded holes of the rotor shell, while to ensure the positioning of each set screw screws above the center of the permanent magnet combine a point protrusion on the inner surface of the rotor cover with a hole in the side surface of one of the parts of the frame, and the frame with permanent magnets is installed in the rotor of the electric machine Tires on impellers with blades that are attached to the side covers of the rotor, while the blades, when the rotor rotates, function as a fan to ensure heat dissipation from the area of interaction of constants and electromagnets.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан конструктивный вариант электрической машины; на фиг.2 показано сечение А-А по фиг. 1 сердечника электромагнита, установленного во внутренний паз статора; на фиг. 3 – фрагмент крыльчатки с лопастями в аксонометрической проекции (увеличено); на фиг. 4 – каркас с постоянными магнитами и ферромагнитной лентой в аксонометрической проекции; на фиг. 5 – сечение Б-Б по фиг.4 прокладки между постоянными магнитами вдоль оси (повернуто и увеличено); на фиг. 6–сечение В-В по фиг. 5 прокладки перпендикулярно оси (увеличено); на фиг. 7 – вид Г по фиг. 4 с лыской на выступе части каркаса для опоры края постоянного магнита в аксонометрической проекции с отверстием для установки оси прокладки (увеличено); на фиг. 8 – вид Д по фиг.1 с деформацией ферромагнитной ленты (повернуто и увеличено).The essence of the invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a constructive version of the electric machine; Fig. 2 shows a section A-A of Fig. 1 core of an electromagnet installed in the inner groove of the stator; in fig. 3 – a fragment of an impeller with blades in axonometric projection (enlarged); in fig. 4 - frame with permanent magnets and a ferromagnetic tape in axonometric projection; in fig. 5 - section B-B according to Fig.4 of the gasket between the permanent magnets along the axis (rotated and enlarged); in fig. 6-section B-B according to Fig. 5 spacers perpendicular to the axis (increased); in fig. 7 - view D in Fig. 4 with a flat on the ledge of the part of the frame for supporting the edge of the permanent magnet in axonometric projection with a hole for installing the axis of the spacer (enlarged); in fig. 8 - view D according to figure 1 with the deformation of the ferromagnetic tape (rotated and enlarged).

Электрическая машина с внешним ротором состоит из неподвижной части – статора 1 и внешней подвижной части – ротора 2 (фиг. 1).An electric machine with an external rotor consists of a fixed part - stator 1 and an external movable part - rotor 2 (Fig. 1).

На статоре 1 с помощью круглых шлицевых гаек 3 закреплены электромагниты 4, состоящие из ферромагнитного сердечника 5 и катушки с медной обмоткой 6, при этом сердечник 5 своей нижней частью входит в имеющий аналогичную форму внутренний паз статора 1. Нижняя часть сердечника 5 электромагнита 4 и паз статора 1 выполнены в поперечном сечении, например, в форме ласточкиного хвоста (фиг. 2). Статор 1 расположен на оси 7 с буртиком и с двух сторон закреплен гайками 8.On the stator 1, with the help of round slotted nuts 3, electromagnets 4 are fixed, consisting of a ferromagnetic core 5 and a coil with a copper winding 6, while the core 5 enters with its lower part into an internal groove of the stator 1 having a similar shape. The lower part of the core 5 of the electromagnet 4 and the groove stator 1 is made in cross section, for example, in the form of a dovetail (Fig. 2). The stator 1 is located on the axis 7 with a collar and is fixed on both sides with nuts 8.

Внешний ротор 2, состоящий из двух крышек 9 и обечайки 10, установлен на двух радиальных шариковых однорядных подшипниках с защитными шайбами с обеих сторон 11, которые закреплены на статоре 1 гайками 8 с шайбами 12.Боковые крышки ротора прикреплены к обечайке 10 с помощью винтов 13. На внутренней поверхности крышки 9 ротора 2 установлен точечный выступ 14 в форме штыря.The outer rotor 2, consisting of two covers 9 and a shell 10, is mounted on two radial ball single-row bearings with protective washers on both sides 11, which are fixed on the stator 1 with nuts 8 with washers 12. The side covers of the rotor are attached to the shell 10 with screws 13 On the inner surface of the cover 9 of the rotor 2 there is a dot protrusion 14 in the form of a pin.

На выступах внутренних поверхностей крышек 9 винтами 15 закреплены крыльчатки 16, представляющие собой диск 17 с лопастями 18, имеющих цилиндрическую наружную поверхность (фиг. 3). On the protrusions of the inner surfaces of the covers 9, the impellers 16 are fixed with screws 15, which are a disk 17 with blades 18 having a cylindrical outer surface (Fig. 3).

Между крыльчатками 16 и обечайкой 10 расположен каркас19 (фиг. 1), состоящий из двух частей 20 в форме кольца с выступом, между которыми установлены постоянные магниты 21в форме прямоугольного параллелепипеда. На внешней стороне постоянных магнитов 21 между двумя частями 20 каркаса 19 расположена ферромагнитная лента 22, которая при установке не выступает за наружный диаметр частей 20 каркаса 19 (фиг. 1, 4). Between the impellers 16 and the shell 10 there is a frame 19 (Fig. 1), consisting of two parts 20 in the form of a ring with a ledge, between which permanent magnets 21 are installed in the form of a rectangular parallelepiped. On the outer side of the permanent magnets 21, between the two parts 20 of the frame 19, there is a ferromagnetic tape 22, which, when installed, does not protrude beyond the outer diameter of the parts 20 of the frame 19 (Fig. 1, 4).

Для равномерного распределения постоянных магнитов 21 в каркасе 19 установлены прокладки (фиг. 5), которые представляют собой трапециевидный стержень 23 (фиг. 6), изготовленный, например, из полиуретана, при этом стержень 23 расположен на оси 24 из металла, концы которой входят в глухие отверстия частей 20 каркаса 19.Края постоянных магнитов 21 установлены на лысках 25 выступов каждой части 20 каркаса 19 (фиг. 7).For uniform distribution of permanent magnets 21, spacers (Fig. 5) are installed in the frame 19, which are a trapezoidal rod 23 (Fig. 6), made, for example, from polyurethane, while the rod 23 is located on an axis 24 made of metal, the ends of which enter into the blind holes of the parts 20 of the frame 19. The edges of the permanent magnets 21 are mounted on the flats 25 of the protrusions of each part 20 of the frame 19 (Fig. 7).

В сквозных резьбовых отверстиях обечайки 10 расположены установочные винты 26 (без головки) с плоским основанием, количество которых соответствует количеству постоянных магнитов 21 (фиг. 8).In the through threaded holes of the shell 10 there are set screws 26 (without a head) with a flat base, the number of which corresponds to the number of permanent magnets 21 (Fig. 8).

Сборку каркаса 19 осуществляют следующим образом. Обе части 20 каркаса 19 соединяют с помощью осей 24, на которых установлены трапециевидные стержни 23, при этом параметры трапеции обеспечивают примыкание боковой поверхности стержня 23 к соответствующей боковой поверхности постоянного магнита 21 в зависимости от диаметра внешнего ротора 2. В образовавшиеся окна между частями 20 каркаса 19 и мягкими прокладками для компенсации погрешности установки располагают постоянные магниты 21, края которых опираются на лыски 25 для предотвращения разрушения от воздействия нагрузок при сильном магнитном притяжении постоянных и электромагнитов в радиальном направлении. Предварительную фиксацию постоянных магнитов 21 в каркасе 19 осуществляют с помощью ферромагнитной ленты 22, которая притягивается к постоянным магнитам 21 и не дает им выпасть из каркаса 19. Каркас 19 с установленными постоянными магнитами 21 размещают во внешнем роторе 2 с опорой на крыльчатках 16 и фиксируют сверху обоймой 10, при этом для позиционирования установочных винтов 26 относительно центров постоянных магнитов 21 совмещают штырь 14 с отверстием в одной из частей 20 каркаса 19. Окончательную фиксацию постоянных магнитов 21 в каркасе 19 осуществляют путем ввинчивания винтов 26 в радиальном направлении, что приводит к деформации ленты 22, которая прилегает к поверхности постоянных магнитов 21 (фиг. 8). Взаимодействие ферромагнитной ленты 22, которая является магнитопроводом, с внешней стороной постоянных магнитов 21 обеспечивает повышение крутящего момента во вращающейся электрической машине. Деформация ленты 22 и прилегание к поверхности постоянных магнитов 21 обеспечивает надежную фиксацию каркаса 19 для избежания его проворота при вращении внешнего ротора 2.Assembly of the frame 19 is carried out as follows. Both parts 20 of the frame 19 are connected using axes 24, on which trapezoidal rods 23 are installed, while the parameters of the trapezoid ensure that the side surface of the rod 23 adjoins the corresponding side surface of the permanent magnet 21, depending on the diameter of the outer rotor 2. In the resulting windows between the parts 20 of the frame 19 and soft pads to compensate for the installation error have permanent magnets 21, the edges of which rest on flats 25 to prevent destruction from the effects of loads with a strong magnetic attraction of permanent and electromagnets in the radial direction. Preliminary fixation of the permanent magnets 21 in the frame 19 is carried out using a ferromagnetic tape 22, which is attracted to the permanent magnets 21 and prevents them from falling out of the frame 19. The frame 19 with permanent magnets 21 installed is placed in the outer rotor 2 supported on the impellers 16 and fixed from above holder 10, while for positioning the set screws 26 relative to the centers of the permanent magnets 21, the pin 14 is combined with a hole in one of the parts 20 of the frame 19. The final fixation of the permanent magnets 21 in the frame 19 is carried out by screwing the screws 26 in the radial direction, which leads to deformation of the tape 22, which is adjacent to the surface of the permanent magnets 21 (Fig. 8). The interaction of the ferromagnetic tape 22, which is a magnetic circuit, with the outer side of the permanent magnets 21 provides an increase in torque in a rotating electric machine. The deformation of the tape 22 and adhering to the surface of the permanent magnets 21 provides a reliable fixation of the frame 19 to avoid its rotation during the rotation of the outer rotor 2.

Охлаждение зоны взаимодействия верхней части сердечников 5 электромагнитов 4 и постоянных магнитов 21 путем рассеяния воздуха во внутреннем пространстве корпуса электрической машины происходит с помощью крыльчаток 16 при вращении внешнего ротора 2.Распределение тепла по всему объему внутреннего пространства ротора 2 способствует его быстрому отведению наружу через крышки 9, которые изготовлены из материала с высокой теплопроводностью, например, из алюминиевого сплава, что приводит к охлаждению вращающейся электрической машины.Cooling of the zone of interaction of the upper part of the cores 5 of the electromagnets 4 and permanent magnets 21 by dispersing air in the internal space of the body of the electric machine occurs with the help of the impellers 16 during the rotation of the outer rotor 2. The distribution of heat throughout the volume of the internal space of the rotor 2 contributes to its rapid removal to the outside through the covers 9 , which are made of a material with high thermal conductivity, such as aluminum alloy, which leads to cooling of a rotating electrical machine.

Таким образом, при использовании электрической машины достигается следующий технический результат: обеспечивается возможность бесклеевого крепления постоянных магнитов в форме прямоугольного параллелепипеда в каркасе, повышение ремонтопригодности путем замены постоянных магнитов без использования специальных инструментов и технологий, рассеяние тепла из зоны взаимодействия постоянных и электромагнитов.Thus, when using an electric machine, the following technical result is achieved: the possibility of glueless fastening of permanent magnets in the form of a rectangular parallelepiped in the frame, improved maintainability by replacing permanent magnets without the use of special tools and technologies, heat dissipation from the zone of interaction of permanent magnets and electromagnets.

Claims

1. The device for fixing the permanent magnets of the outer rotor, containing a frame with non-magnetic spacers between the permanent magnets, characterized in that the frame for fixing the permanent magnets is made of a non-magnetic material and consists of two parts that fix the spacers between themselves, ensuring a uniform distribution of magnets in the form of a rectangular parallelepiped in the frame, and representing a trapezoidal rod made of wear-resistant elastic polymer, mounted on a metal axis, the ends of which enter the blind holes of the frame parts, while the edges of the permanent magnets rest on the protrusion of each frame part with flats, the size of which corresponds to the width of the permanent magnet.

2. A method for assembling and fixing the permanent magnets of the outer rotor, including the installation of permanent magnets in a frame with spacers and their subsequent fixation, characterized in that the permanent magnets are placed in windows created by two parts of the frame and spacers, and from the outside they are pre-compressed with a ferromagnetic tape made of electrical steel, the thickness of which makes it possible to deform the tape under the influence of mechanical load, while the tape is placed between the parts of the frame, and after the frame is installed in the rotor of the electric machine, the final deformation of the tape is carried out, which is pressed against the outer surface of each permanent magnet using set screws with a flat base , the number of which corresponds to the number of permanent magnets, and located in the radial threaded holes of the rotor shell, while to ensure the positioning of each set screw above the center of the permanent magnet, a dot protrusion is aligned on the inner the surface of the rotor cover with a hole in the side surface of one of the parts of the frame, and the frame with permanent magnets is installed in the rotor of the electric machine on impellers with blades that are attached to the side covers of the rotor, while the blades, when the rotor rotates, function as a fan to ensure heat dissipation from zones of interaction of constants and electromagnets.