ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК H02K5/12 F04D13/08 

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к однофазным асинхронным конденсаторным электродвигателям, и может быть использовано для привода погружных электронасосов для подъема воды из скважин.

Известно, что для привода погружных центробежных и вихревых насосов относительно небольшой производительности, используемых в бытовых целях, применяют однофазные асинхронные электродвигатели, содержащие ротор с валом, подшипниковые щиты и цилиндрический корпус с укрепленным в нем статором с обмотками и полость для размещения соединений обмотки статора с токоподводящими проводами, причем в качестве фазосдвигающего элемента используют конденсатор, размещенный, как правило, на поверхности земли в отдельном корпусе и соединенный с обмоткой двигателя через отдельную дополнительную жилу кабеля (1).

Известен центробежный насос, содержащий однофазный асинхронный электродвигатель, состоящий из цилиндрического корпуса, внутри которого расположен статор и ротор, на выходном валу которого размещен центробежный насос с рабочими колесами, фланцем, стяжками, и электрический кабель, причем на цилиндрическом корпусе дополнительно размещен полый стакан с рабочим конденсатором внутри, подключенным последовательно с обмоткой электродвигателя, а стакан и фланец снабжены резьбовым соединением (2).

Оба указанных варианта размещения фазосдвигающего конденсатора имеют недостатки, связанные в первом случае с необходимостью иметь лишнюю медную жилу в кабеле длиной несколько десятков метров и корпус на поверхности земли для размещения конденсатора. Во втором случае значительно усложняется конструкция электродвигателя, увеличиваются его габариты и снижается надежность. Это связано с тем, что стандартные, выпускаемые промышленностью конденсаторы имеют довольно большие габариты и форму (параллелепипеда или цилиндра), которая плохо согласуется с конструктивными деталями электродвигателя, имеющего форму цилиндра, ограниченную по наружному диаметру диаметром скважины.

Таким образом, целью изобретения является упрощение конструкции, снижение ее стоимости и электрических потерь.

Поставленная цель достигается тем, что электродвигатель, состоящий из цилиндрического корпуса, внутри которого расположены статор и ротор, на выходном валу которого размещен центробежный насос с рабочими колесами, фланцем, стяжками и электрическим кабелем, снабжен бескорпусным фазосдвигающим конденсатором, обкладки которого скручены в форме полого цилиндра и расположены на лобовых частях обмоток статора, при этом наружный диаметр фазосдвигающего конденсатора меньше или равен наружному диаметру сердечника статора и залит вместе со статором эпоксидным компаундом или полностью капсулирован вместе с ним.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается наличием нового элемента, такого как бескорпусный конденсатор, обкладки которого скручены в форме полого цилиндра, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру лобовой части статора, а наружный диаметр несколько меньше или равен наружному диаметру сердечника статора, что в свою очередь позволяет сделать вывод о наличии такого критерия как "изобретательский уровень".

Сравнение заявленного технического решения с другими аналогичными техническими решениями показывает их некоторую известность, однако, при их рассмотрении в указанной связи с другими элементами конструкции вновь образованные связи проявляют новое свойство, выражающееся в упрощении конструкции и повышении надежности в работе, что дает возможность заявить, что предлагаемое техническое решение обладает таким критерием, как "новизна".

Опытные образцы, изготовленные и успешно прошедшие испытания в ФНПЦ-ЗАО НПК(о) "Энергия" г.Воронежа позволяют также заявить, что предлагаемое техническое решение обладает таким критерием, как "промышленная применимость".

На чертеже изображен общий вид погружного электродвигателя, состоящего из традиционно тонкостенного корпуса 1, двух подшипниковых щитов 2 и 3 с подшипниками 4, статора 5 с размещенными на нем рабочей и вспомогательной обмотками, коротко-замкнутый ротор 6, к выходному концу которого подсоединен насос, причем на лобовых частях (одной или обоих - в зависимости от требуемой величины емкости) обмотки статора размещен фазосдвигающий конденсатор 7 с его обкладками, свернутыми в трубчатую форму.

Полость статора после монтажа на нем конденсатора герметизируется капсулированием тонкостенной гильзой 8 или герметично заливается эпоксидным компаундом 9, повышающим жесткость и теплопроводность статора электродвигателя. Капсулирование статора обеспечивается герметичной тонкостенной гильзой, выполненной из нержавеющей стали, которая герметично соединяется по концам с подшипниковыми щитами 2 и 3 и образует вместе с наружным корпусом полностью замкнутый герметичный объем. Электропитание к такому электродвигателю подается по двухжильному кабелю и не требует размещения на поверхности земли дополнительной коробки для конденсатора.

Работает электродвигатель следующим образом:
При погружении электродвигателя вместе с насосом в скважину включают двухжильный токоподводящий провод в сеть 220 В, 50 Гц, происходит запуск электродвигателя, при этом вода через заборные отверстия, расположенные во фланце насоса, начинает поступать на поверхность земли, фазосдвигающий конденсатор, подключенный последовательно к одной из обмоток статора (вспомогательной), обеспечивает необходимый сдвиг магнитного поля вспомогательной обмотки статора и надежный запуск электродвигателя.

Реализация предлагаемого электродвигателя позволяет рационально использовать имеющиеся в асинхронном двигателе неизбежные пустоты (полости) между корпусом и лобовыми частями статора, исключает необходимость в усложнении конструкции корпусных деталей, исключает необходимость в лишней жиле кабеля и коробке для размещения конденсатора на поверхности земли, т.е. на 10-15% снижается стоимость электронасоса, стоимость изготовления конденсатора, снижаются потери электроэнергии.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1538853, МКИ H 02 K 5/12, БИ 36, 1999.

2. Полезная модель 8749, МКИ F 04 D 13/08, БИ 12, 1998.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к однофазным асинхронным конденсаторным электродвигателям, и может быть использовано для привода погружных электронасосов. Технический результат: упрощение конструкции, снижение стоимости и энергопотребления предлагаемого электродвигателя. Сущность изобретения: погружной электродвигатель содержит фазосдвигающий конденсатор в виде полого цилиндра, расположенного на лобовых частях обмоток статора электродвигателя, при этом наружный диаметр конденсатора меньше или равен наружному диаметру сердечника статора. Указанный технический результат достигается за счет устранения имеющихся в электродвигателе неизбежных пустот между корпусом и лобовыми частями статора, упрощения конструкции корпусных деталей, исключения необходимости иметь третью жилу в кабеле питания и коробку для размещения фазосдвигающего конденсатора на поверхности земли. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Погружной электродвигатель, состоящий из цилиндрического корпуса, внутри которого расположены статор с двумя сдвинутыми на 90^o обмотками и ротор, на выходном валу которого размещен центробежный насос с рабочими колесами, и фазосдвигающего конденсатора, соединенного последовательно с одной из обмоток электродвигателя, отличающийся тем, что фазосдвигающий конденсатор выполнен бескорпусным в виде полого цилиндра и расположен на лобовых частях обмоток статора, при этом наружный диаметр фазосдвигающего конденсатора меньше или равен наружному диаметру сердечника статора. 2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что фазосдвигающий конденсатор залит вместе со статором эпоксидным компаундом или капсулирован вместе с ним.