Погружной электродвигатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (> ) i 001322 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.02.81 {21) 3250027I24-07 (т1)М. Кл. с присоединением заявки М

Н 02 К 9/19 (23) Приоритет твсудлрстееяйьп3 кемлтет

СССР

Опубликовано 28.02-83- Бюллетень Рй ле делам изобретений и еткрмтий (бЗ) УДК621. .313.7 13 (088.8) Дата опубликования описания 28.02.83

3

g9 f :. ° K, ф ««л

Г. М. Федоренко 3:хе „., " - «тЯ

:",:-;"„, Ц

Институт электродинамики AH ттнскбй4ЖР и .Специальное конструкторско-технологичеок;зе бюро;«. при Институте электродинамики АН Украинской О3Р

<72) Автор изобретения (7} ) Заявители (54) ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к погружным электродвигателям, предназначенныМ,,например, для привода погружных насосов.

Известны электродвигатели, статорная обмотка которых залита герметизирующей массой. Такая герметизация обмотки повышает надежность работы электродвигателя и улучшает его энергетические характеристики.

Однако герметизация обмотки статора изолирующей массой приводит к перегреву ее лобовых частей, а в мощных электродвигателях с большим отношением длины к диаметру (5-10) и к перегреву пазовых частей обмотки статора и ротора.

Опасным следствием перегревов являют ся ускоренное старение и износ изоляции обмотки статора, размягчение и расплав герметика и его попадание в зазор между ротором и статором, что может ттривести к заклиниванию ротора в расточке статора..

Известен электродвигатель, в котором снижение перегревов достигается с помощью специальных теплопроводных вставок, размещенных в статоре и охлаждаемых жидкостью.

При этом теплопроводные вставки с радиальными каналами охлаждения рас положены в центральной части сердечника статора. Данный электродвигатель снижает нагрев пазовой части обмотки, однако не устраняет недопустимые перегре вы в лобовой части. Кроме того, наличие автономного тракта охлаждения и дополнительного напорного элемента для подачи охлаждающего агента в радиальные каналы теплопроводных вставок статора увеличивает габариты, металлоемкость и энергозатраты двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому . по технической сущности является элек» тродвигатель, заполненный жидкостью, содержатций статор, включающий сердечник с обмоткой, герметизированной изолирующей массой, и корпус, в котором

3 )0.0 !3

РаСЛОПОж(- и РОТОР> 1 (IIJIOII+>fl<>)Jf>!IIIIIIH ЭК(>а1!

Е3 ЗОНЕ 10&)BLIX ЧаотЕй С QKCIIIJJËÜIIÛI>IИ каналами охпаФдения и теппопроводные

BCTGBKH

Однако в электродвигателях с большим отношением длины к диаметру и высокой степенью использования активных материалов не устранен перегрев пазовой части, обмотки.

Бель изобретения- повышение эффективности охлаждения и снижение материалоемкости конструкции электродвигателя с обмоткой статора, герметизированной изолирующей массой.

Указаняая цель достигается тем, что на периферии статора расположены аксиальные каналы, соединенные с одной стороны с а сиальными каналами экрана, а с другой — с радиальными каналами теплопроводных вставок сердечника, выход щ которых соединен с зазором между ротором и статором.

Биркуляция жидкости в дополнительной цепи охлаждения происходит под действием разности давлений, возникающей по мере удаления от оси вращающегося

POTOPQ

Вставки сердечника статора изготов- лены из теплопроводного материала (например, алюминия или его сплавов) и представляют собой диски, имеющие форму листов статорного железа. Вставки разделяют активное железо сердечника на пакеты, плотно к ним прилегающие.

В дисках выполнены радиальные-. каналы, соединяющие край ярма с зазором. Охлаждающая жидкость на вход радиальных каналов подается из аксиапьных каналов, которые выполнены в корпусе статора или представляют собой трубопроводы, закрепленные на наружной поверхности двигателя. Аксиальные каналы корпуса являются продолжением аксиальных . каналов теплопроводного экрана лобовых частей и выполняют функцию теплообменни-4 ков, имея развитую поверхность контахта с жидкостью, смывающей корпус двигателя снаружи.

На фиг. 1 представлен предлагаемый электродвигатель, продольный разрез; на

50 фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1 (конфигурация и радиальные каналы теплопроводных дисков); на фиг. 3 - вариант исполнения аксиальных каналов корпуса; на фиг. 4 — то же, (электродвигатепь выполнен с несколькими теплонроводными

55 вставками по длине сердечника).

Электродвигатель имеет корпус 1 с аксиальными каналами 2, сердечник стаГ) 7 4 тора !> рото! 4, о!>м>)TKy ) ст)>то!»>, г.->>мет1!зи1ю!)а!11!у1» 11з>>!!!!ру!»11!ей мане»1! f i теппопроводпый экран 7 )foe>Bflx част> и с сакс>!с1пь1п>!ми ка!!а>!а 111 8 о хлаж ле11!! я °

В r.-ердечнике расположена теппопроводная вставка 9 с радиап!.1п)!м>! каналами

10 ох.>!ажде1!1!я. Радиальные каналы 10 серде шика, аксиапьпые каналы корпуса

2 11 экрана лобовых частей образуют KQHтур охлаждения, направление движения охлаждающей жидкости в котором показано стрелками, Дпя улучшения условий циркуляции охлаждающей среды на выходе 11 радиальных каналов сердечника выполнены эжекторные барьеры 12, выступающие в зазор на величину, не превышаюшую ве— личину зазора. Выходной участок радиального канала изогнут в сторонч враще-! ния ротора под некоторым углом к оси симметрии зубца.

Аксиальные каналы 2 могут быть выполнены в корпусе статора ипи в виде трубопроводов 13, установленных и закрепленных на наружной поверхности

14 корпуса. При выполнении аксиапьных каналов они приобретают дополнительную функцию — могут служить направляющими ребрами при погружении электродвигателя в скважину. Кроме того, аксиапьные каналы 15 могут быть выполнены в ярме активной стали сердечника.

При больших отношениях длины сердечника статора:к его диаметру (5-10) одной теплопроводной вставки 9 может оказаться недостаточно дпя устранения перегревов по всей алине сердечника. В этом случае в сердечнике можно разместить несколько вставок {фиг. 4). Число теппопроводных вставок на половину двигателя » можно определить из соотношения, описывающего условие обеспечения равномерного нагрева по длине двигателя

@!2. Ои-< и

@01: @! .." Ву — средние температуры пазовой части обмотки статора на участках, ра зделенных вставками: между радиальной осью симметрии двигателя 16 и местом установки первой вставки 17, между вставками 17 и 18 и т.д., между последней вставкой и торцом сердечника.

Биркуляция жидкости, указанная на всех фигурах стрелками, в дополнительном тракте охлаждения, включающем капалы 2, 8 и 10, происходит в результате того, что при врашеиии ротора 4 B полостях двигателя, заполнешюго жидкостью. давление по мере удаления от оси врашеция возрастает, следовательно, по ка- 5 налам 10 происходит переток жидкости из полости повышенного давления (аксиальных каналов корпуса) в зону более низкого давления (зазор между ротором и статором).

Увеличению интенсивности циркуляции способствует выполнение эжекторных барьеров 12 на выходе радиальных каналов теплопроводных вставок (фиг. 2) и изгиб выходного участка канала по на15 правлению врашения ротора.

Эффективность охлаждения и равномерность нагрева сердечника увеличивается за счет выполнения вставок из материала с высокой теплопроводностью. 20

Предлагаемое устройство решает проблему охлаждения двигателя, статор которого герметизирован изолируюшей массой.

Предлагаемый электродвигатель выгодно отличается от известных, так как повышается его надежность и увеличивается нагрузочная способность.

Формула изо бретения

1. Погружной электродвигатель, заполненный жидкостью, содержаший статор, ЗО включаюший сердечник с обмоткой, герметизированной изолируюшей массой, и корпус, в котором расположен ротор, имеюшие радиальные каналы, теплопроводные вставки, расположенные между пакетами сердечника, теплопроводяший экран в зоне лобовых частей с аксиальными каналами охлаждения, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и снижения материалоемкости, на периферии статора расположены аксиальные каналы, соединенные с одной стороны с аксиальными каналами экрана лобовых частей, а с другой — с радиальными каналами теплопроводных вставок сердечнике., выход которых соединен с зазором между ротором и статором.

2. Электродвигатель по и. 1, о т— л и ч а к ш и и с я тем, что аксиальные каналы. статора расположены в сердечнике.

3, Электродвигатель по п. 1, о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что аксиальные каналы статора расположены в трубопроводах, установленных и закрепленных на внешней поверхности корпуса.

4. Электродвигатель по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что аксиальные каналы статора расположены в корпусе.

5. Электродвигатель по нп. 1-5, отличающийся тем, что на выходе радиальных каналов теплопроводных вставок выполнены создаюшие зоны пониженного давления эжекторные барьеры высотой, не превышающей величину зазора между ротором и статором, и длиной равной ширине вс тавки.

1001322 (Риг. 2

Ы01322

/ 15

С тавите ь Л. Карюю

Редактор }О. Ковач Техред М.Тепер Корректор О. Билак

Заказ. 1433/67 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4