ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ВЕТОХИНА ЭМВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ВЕТОХИНА ЭМВ


RU (11) 2072609 (13) C1

(51) 6 H02K5/12, H02K9/19 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 3183376/07 
(22) Дата подачи заявки: 1987.11.02 
(45) Опубликовано: 1997.01.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 939830 H 02K 5/12, 1980. 
(71) Заявитель(и): ЛПЭО "Электросила" им.С.М.Кирова 
(72) Автор(ы): Ветохин В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Электросила" 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ВЕТОХИНА ЭМВ 

Cущность изобретения: погружная асинхронная электрическая машина содержит статор и ротор с подшипниками, корпус 1, заполненный жидким охладителем, и подшипниковые щиты 7 с отверстиями. В качестве охладителя использована морская вода, а отверстия 8, 9 в подшипниковых щитах расположены двумя группами. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится в области электромашиностроения и к области судового электрооборудования и может быть использовано в различных областях подводной техники, например, для привода насосов, гребных винтов, лебедок и т. д. подводных глубоководных аппаратов (ПА), также для привода буровых морских и добычных шельфных установок.

Известны погружные электродвигатели различных конструкций и исполнений, работающих в морской воде, полости которых заполняются жидким диэлектриком, используемым как изолятор и как вещество для уравновешивания противодавления глубины погружения. В некоторых конструкциях электродвигателей вместо жидкого диэлектрика заливается малоагрессивная пресная вода с определенным водородным показателям рН.

В техническом решении по а.с. N 279769 разработан погружной электродвигатель экранированного типа, содержащий металлическую гильзу между ротором и статором, которая герметизирует обмотку статора от забортной воды, экранированная полость статора заполняется жидким диэлектриком (маслом). Конструкция сложна, к тому же гильза увеличивает потери своими вихревыми токами.

В техническом решении по а.с. N 983909 обмотка статора заключена в металлическую экранирующую гильзу, полость статора заливается жидким диэлектриком, а полость ротора герметизируется уплотнением по валу и заполняется магнитопроводящей жидкостью, которая прокачивается через дополнительный охладитель для отбора тепла с активных частей электродвигателя. Недостатки данного устройства те же, что и у вышеописанного аналога.

Конструкция погружного электродвигателя по а.с. N 379017, отличается исполнением экранирующей гильзы между ротором и статором. Гильза в данном техническом решении выполнена из пластмассы с ферромагнитным заполнителем. Данное решение позволяет уменьшить потери от вихревых токов в гильзе, однако она не лишена остальных вышеприведенных недостатков.

Из известных устройств наиболее близким к заявляемому, выбранному за прототип, является погружная насосная установка вертикального исполнения по а. с. N 939830, H 02 K 5/12, 1980 г. которая содержит статор, ротор с валом, установленным в подшипниках и подшипниковые щиты с отверстиями для входа и выхода жидкости. На вал ротора навешен насос, который через нижние отверстия в корпусе прогоняет охлаждающую жидкость по зазору между ротором и статором, а также через верхнее отверстие в корпусе насосной установки и подает эту жидкость потребителю. Данная насосная установка применяется в скважинах для перекачки пресных вод.

Основным недостатком прототипа является то, что при погружении устройства в морскую воду, которая в данном случае является не только охладителем, но и электролитом с ионной электропроводностью, находящимся в движении от вращения ротора, на ее внутренних деталях происходят электрохимические процессы, вызывающие электрохимическую коррозию, главным образом, электротехническую сталь в немагнитном зазоре на расточенных поверхностях статора и ротора.

Кроме того, при попадании воды внутрь машины, она выйдет из строя от коррозии активных частей и подшипников, а также снизится сопротивление изоляции обмотки, ибо она гидролитически не стойка к морской воде.

Целью настоящего изобретения является расширение области применения, упрощение и удлинение срока службы. Благодаря исключения уплотнений корпуса и подшипников, а также устройство для отбора тепла жидкого охладителя, все активные части находятся в окружающей морской воде.

Необходимо только обеспечить гидролитическую стойкость материалов к морской воде при заданной глубине погружения, рабочей температуре и ресурсе.

Тем самым обеспечивается неограниченность глубины погружения, надежность, работоспособность и живучесть при любых волнениях моря или мощного механического воздействия на объект в целом, а также предлагаемая электрическая машина является экологически чистой, исключено маслозаполнение ее полостей.

Упрощается конструкция и уменьшается масса погружных машин переменного тока, причем по указанной конструктивной схеме могут быть выполнены любые погружные машины переменного тока, не имеющие щеточного электрического контакта.

Поставленная цель достигается тем, что в электрической машине Ветохина ЭМВ с охлаждением окружающей жидкостью, содержащей статор, ротор с валом, установленный в подшипниках, и подшипниковые щиты с отверстиями для входа и выхода жидкости, отверстия в щитах рассредоточены по двум концентрично расположенным группам, внутренняя из которых для входа, а наружная для выхода жидкости, и группы в каждом щите смещены относительно друг друга на половину угла между отверстиями в группе, а в противоположных щитах отверстия смещены друг относительно друга на ту же величину, вал ротора имеет зазор относительно подшипниковых щитов и в качестве охлаждающей жидкости использована морская вода.

Изобретение поясняется чертежом, где:

на фиг. 1 предлагаемая погружная электрическая машина, продольный разрез; на фиг. 2 паз статора; на фиг. 3 подшипниковый щит с отверстиями.

Машина содержит корпус 1 из нержавеющей стали, пакет статора 2 из листов электротехнической стали с антикоррозионными покрытиями и по торцам скрепленных нажимными листами 3 из нержавеющей стали со скосами в зазоре (позицией не обозначены), ротор 4, с короткозамкнутой обмоткой из облуженной меди, сердечник которого набран из листов электротехнической стали с антикоррозионными покрытиями и скрепленными по торцам нажимными листами 5 из нержавеющей стали со скосами в зазоре. Обмотка статора 6 выполнена с непрерывной монолитной полимерной изоляцией обмоточного провода, каждая фаза которой выполнена из единого куска провода. Подшипниковые щиты 7, выполнены из того же материала, что и корпус, щиты имеют отверстия 8, расположенные концентрично относительно подшипника 10, а также отверстия на периферии 9, для циркуляции морской воды. Подшипники 10 выполнены в данном конкретном примере шариковыми из стали 1513.

Вал 11 выполнен из высокопрочной нержавеющей стали 2013 или 4013. Подшипниковые щиты 7 имеют отверстия для выхода в воду рабочего конца вала и нерабочего, между валом 11 и щитом 7 имеется свободный зазор 12 и кольцевое углубление 13 для прохода морской воды. Имеются также замки 14 для центровки ротора и подшипников относительно корпуса электрической машины. Концы и начала фаз 15 непрерывной обмотки заданной длины выведены через сальники 16, герметизация которых не обязательна, они служат только для механического закрепления концов и начал фаз.

Паз статора 17 (фиг. 2) выполнен либо закрытым, либо полуоткрытым с раскрытием, равным диаметру обмоточного провода обмотки 6 плюс изоляция выкладки паза 18 и с запасом + 1 мм. Изоляция обмоточного провода выполнена полимерной, стойкой к морской воде, например, двухслойная: первый слой из облученного полиэтилена, второй из фторопласта. Выкладка паза осуществлена полимерной пленкой (например, фторлакоткань ФЧМБ) стойкой к морской воде и служащей для предотвращения от механических повреждений обмоточного провода при укладке и работе.

При транспортировке электродвигателя для предотвращения повреждения выводных концов можно использовать широкоизвестную технологическую вьюшку, насаженную на вал (на чертеже не показано).

Отверстия 8 и 9, в подшипниковых щитах 7 рассредоточены по двум концентрично расположенным относительно оси вращения вала 11 группам (фиг. 3). Одна из групп, включающая в себя отверстия 8 расположена вблизи подшипника 10 и служит для обеспечения входа морской воды в полость корпуса, а другая, включающая в себя отверстия 9, расположена на периферии, служит для обеспечения выхода морской воды из полости корпуса. По окружностям в группах отверстия 8 и 9 равномерно размещены под углом "", отверстия одной группы относительно другой смещены на угол /2 (аналогично "шахматному" порядку).

Предлагаемая электрическая машина работает следующим образом. При включении в сеть статора 2 вращающийся ротор 4 будет создавать перемешивание морской воды внутри электродвигателя, причем ротор выполняется гладким без насосных колес и каналов для уменьшения гидравлических потерь и исключения сложных турбулентных движений. При нагреве электродвигателя тепло от активных частей отводится следующим образом, холодная морская вода из окружающей среды через зазор 12 между валом и подшипниковым щитом проходит через трущиеся пары подшипников, а также через отверстие 8 проходит в корпус с внешней стороны, попадает в район лобовых частей и проходит через пазы 17 и зазор 19 отбирая тепло от проводников 6, и нагретая вода выходит через отверстия 9 подшипниковых щитов. Для избежания встречных потоков воды отверстия 8 и 9 в щитах располагаются относительно друг друга на величину угла , нижние отверстия 8 и верхние 9 сдвинуты между собой на угол b/2 и подшипниковые щиты в пространстве по своим отверстиям также сдвинуты относительно друг друга на угол /2.. При таких условиях и гладкой поверхности ротора будут оптимальные условия для циркуляции воды по всему объему корпуса машины, типа как будет наибольший эффект конвекции передачи тепла от "плавающих" нагретых активных частей к холодной морской воде и наименьшие гидравлические потери, которые зависят от геометрических размеров ротора, его чистоты и вязкости воды. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электрическая машина с охлаждением окружающей жидкостью, содержащая статор, ротор с валом, установленным в подшипниках, и подшипниковые щиты с отверстиями для входа и выхода жидкости, отличающаяся тем, что отверстия в щитах рассредоточены по двум концентрично расположенным группам, внутренняя из которых для входа, а наружная для выхода жидкости, и группы в каждом щите смещены одна относительно другой на половину угла между отверстиями в группе, а в противоположных щитах отверстия смещены относительно друг друга на ту же величину, вал ротора имеет зазор относительно подшипниковых щитов и в качестве охлаждающей жидкости использована морская вода.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru