СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ ДРЕНАЖНОГО НАСОСА Российский патент 2014 года по МПК H02K21/12 H02K3/02 H02K3/32 H02K3/34 H02K3/38 H02K3/44 

Область техники

Настоящее изобретение представляет собой синхронный электродвигатель с постоянными магнитами для дренажного насоса, особенностью которого является применение алюминиевого эмаль-провода, используемого для обмотки статора.

Предшествующий уровень техники

Исследования по использованию алюминиевого провода с эмалевой изоляцией в электродвигателях начались в Китае в 1970-х годах. Такой алюминиевый эмаль-провод, а также точки или участки его присоединения сваркой или пайкой, окисляются при взаимодействии с кислородом, содержащимся в воздухе. Кроме того, алюминиевый эмаль-провод и места его присоединения сваркой быстро подвергаются коррозии за счет кислотных и щелочных веществ, содержащихся во влажном воздухе. В связи с тем, что алюминиевый эмаль-провод, особенно имеющий диаметр менее 1 мм, легко поддается окислению и коррозии, что является техническим барьером, применение его в электродвигателях исключается. До сих пор не было найдено способа практического использования алюминиевого эмаль-провода для применения в синхронных электродвигателях с постоянными магнитами для дренажных насосов.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает синхронный электродвигатель с постоянными магнитами для дренажного насоса, который обладает возможностью предотвратить окисление и коррозию его обмотки из алюминиевого эмаль-провода и ее сварных соединений.

Этот синхронный электродвигатель с постоянными магнитами для дренажного насоса включает ротор с постоянными магнитами для вращения рабочего колеса, корпус насоса для поддержки ротора с постоянными магнитами, сердечник статора и катушку статора, которая намотана алюминиевым эмаль-проводом. Обмотка из алюминиевого эмаль-провода герметично изолирована в защитном корпусе.

Так как обмотка из алюминиевого эмаль-провода герметично изолирована в защитном корпусе, за счет чего она изолирована от воздуха и, в частности, от кислот и щелочей, содержащихся в окружающей среде, это препятствует окислению и коррозии алюминиевого эмаль-провода обмотки.

В частности, часть соединения сваркой выводного провода алюминиевого эмаль-провода обмотки защищена или покрыта изоляционным материалом, который изолирует часть соединения сваркой снаружи так, что часть соединения сваркой по настоящему изобретению также достигает решения технической задачи по защите от окисления и коррозии.

При этом, защитный корпус, служащий для изоляции и размещения внутри него алюминиевого эмаль-провода, выполнен в виде защитного корпуса из пластмассы, например стекловолокна, или эпоксидной смолы. Это не только увеличивает эффективность такой изоляции, но и достаточно легко осуществимо в процессе производства.

В одном из вариантов осуществления, защитный корпус выполнен из пластмассы по форме каркаса катушки алюминиевого эмаль-провода. По другому варианту осуществления, защитный корпус выполнен из эпоксидной смолы формированием путем заливки эпоксидной смолы в полый корпус с находящимся внутри алюминиевым эмаль-проводом и ее последующего отверждения.

Также, алюминиевый эмаль-провод и часть соединения сваркой выводного провода защищены или изолированы с внешней стороны за счет их покрытия и герметизации за счет заливки эпоксидной смолой.

Во время операции герметизации, внешняя поверхность обмотки из алюминиевого эмаль-провода сначала может быть покрыта изоляционной бумажной лентой, а затем герметично изолирована покрытием пластмассой или эпоксидной смолой.

В этом изобретении, поверхность части соединения сваркой выводного провода обмотки из алюминиевого эмаль-провода предварительно облуживают электроосаждением или напайкой олова.

Диаметр алюминиевого эмаль-провода может быть меньше или равным 1.0 мм, а толщина сердечника статора может составлять 10-50 мм.

Изобретение имеет следующие технические преимущества

Так как обмотка катушки статора, особенно часть соединения сваркой ее выводного провода, герметично изолированы пластмассой или эпоксидной смолой, они тем самым изолированы от кислотных и щелочных веществ, содержащихся во влажном окружающем воздухе. Это эффективно предотвращает коррозию обмотки катушки статора, а также защищает часть соединения сваркой алюминиевого эмаль-провода, где его конец приварен к медному контакту, от реакции окисления меди и алюминия под действием кислорода воздуха.

Обмотка катушки статора герметично изолирована пластмассой. Пластмасса предохраняет ее и выводной провод катушки с внешней стороны от коррозии под воздействием влаги, содержащей соли.

Такая конструкция по изобретению также позволяет высокопроизводительно и эффективно осуществить массовое или серийное производство с низкой себестоимостью и высоким качеством изделий.

Далее следует подробное описание изобретения, сопровождающееся чертежами.

Краткое описание фигур чертежей

Фиг.1 - общий вид синхронного электродвигателя с постоянными магнитами для дренажного насоса по настоящему изобретению.

Фиг.2 - схематичный вид катушки статора без изоляции пластмассой по настоящего изобретения.

Фиг.3 - схематичный вид катушки статора, герметично изолированной пластмассой по настоящему изобретению.

Фиг.4 - схематичный вид катушки статора, герметично изолированной эпоксидной смолой по настоящему изобретению.

Лучший вариант осуществления изобретения

Фиг.1 иллюстрирует общее устройство синхронного электродвигателя с постоянными магнитами для дренажного насоса. Как показано на фиг.1, синхронный электродвигатель с постоянными магнитами для дренажного насоса по настоящему изобретению включает ротор с постоянными магнитами 2, служащий для вращения рабочего колеса, корпус насоса 3, служащий для поддержания ротора с постоянными магнитами, сердечник статора 5 и катушку статора 4. Здесь, на катушке статора 4 имеется обмотка из алюминиевого эмаль-провода, выполненная намоткой алюминиевого эмаль-провода 7, которая герметично изолирована в защитном корпусе 10.

В частности внешняя поверхность части соединения сваркой 9 выводного провода обмотки из алюминиевого эмаль-провода (см. фиг.2) защищена или покрыта изоляционным материалом с внешней стороны. Поэтому часть соединения сваркой эффективно защищена от окисления и коррозии. Изоляционные материалы могут включать изоляционный клей, изоляционный лак, эпоксидную смолу и т.п.

На фиг.1 также показан дренажный насос, в котором используется настоящее изобретение. Этот дренажный насос может откачивать воду за счет вращения рабочего колеса 1, которое приводит в движение ротор с постоянными магнитами 2 синхронного электродвигателя. Ротор с постоянными магнитами 2 опирается на корпус насоса 3. Катушка статора 4 размещена на сердечнике статора 5, который закреплен на корпусе насоса 3. Когда электрический ток проходит через катушку статора 4, ротор с постоянными магнитами 2 вращается, приводя в движение рабочее колесо 1, откачивающее воду.

На фиг.2 изображена катушка статора 4, которая пока не является изолированной. Как показано на фиг.2, обмотка из алюминиевого эмаль-провода выполнена наматыванием алюминиевого эмаль-провода 7 вокруг каркаса катушки 6. Перед изоляцией катушки статора 4, внешняя поверхность обмотки из алюминиевого эмаль-провода покрывается одним или несколькими слоями изоляционной бумажной ленты 8.

Кроме того, перед изоляцией катушки статора 4, внешняя поверхность части соединения сваркой выводного провода алюминиевого эмаль-провода подвергается обработке. Например, часть соединения сваркой выводного провода алюминиевого эмаль-провода покрывается изоляционным материалом, таким как изоляционный лак и т.п., для изоляции с внешней стороны. Часть соединения сваркой 9 выводного провода обмотки из алюминиевого эмаль-провода, для которой используется соединение сваркой, предварительно подвергается обработке поверхности этой части путем электроосаждения или напайки олова.

На фиг.3 изображена катушка статора, которая уже изолирована. Алюминиевый эмаль-провод 7, намотанный на каркас катушки 6, герметично изолируется в защитном корпусе 10 после покрытия изоляционной бумагой 8. Защитный корпус 10 может быть выполнен в виде пластмассового корпуса по форме каркаса катушки 6 с намотанным алюминиевым эмаль-проводом 7. Другими словами, защитный корпус из пластмассы выполняется за счет запечатывания каркаса катушки 6 с намотанным алюминиевым эмаль-проводом с помощью пластмассового материала.

Кроме того, часть соединения сваркой 9 выводного провода обмотки из алюминиевого эмаль-провода также герметично изолируется в защитном корпусе 10.

На фиг.4 показана катушка статора, которая герметично изолирована эпоксидной смолой. Катушка статора 4, на которой намотан алюминиевый эмаль-провод, сначала помещается в полость тонкостенный полый корпус корпуса насоса, а затем заливается эпоксидной смолой. Обмотка алюминиевого эмаль-провода, особенно часть соединения сваркой выводного провода, за счет этого покрываются и герметизируются эпоксидной смолой.

В изобретении диаметр алюминиевого эмаль-провода 7 меньше или равен 1.0 мм, а толщина сердечника статора 5 составляет от 10 мм до 50 мм.

С помощью изобретения достигается следующий технический результат.

Поскольку обмотка катушки статора, особенно часть соединения сваркой выводного провода, герметично изолированы пластмассой или эпоксидной смолой, они изолированы от кислотных и щелочных веществ, содержащихся во влажном окружающем воздухе. Это эффективно защищает обмотку катушки статора от коррозии, а также конец алюминиевого эмаль-провода, приваренного к медному контакту, от реакции окисления меди и алюминия под действием кислорода воздуха.

В упомянутой катушке статора, герметично изолированной пластмассой, пластмасса герметизирует обмотку катушки статора, а также выводной провод катушки статора, изолируя их внешней стороны, что эффективно препятствует коррозии обмотки катушки статора от воздействия влаги, содержащей соли.

Заявленное изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей выполнения синхронных электродвигателей с постоянными магнитами для дренажного насоса. Предлагаемый синхронный электродвигатель включает ротор с постоянными магнитами, служащий для вращения рабочего колеса, корпус насоса, на который опирается ротор с постоянными магнитами, сердечник статора и катушку статора. Согласно изобретению катушка статора имеет обмотку из алюминиевого эмаль-провода и снабжена частью соединения сваркой выводного провода данной обмотки с контактом для соединения с выводным проводом, обмотка герметично изолирована в защитном корпусе, внешняя поверхность части соединения сваркой выводного провода обмотки из алюминиевого эмаль-провода облужена напайкой или электроосаждением олова, причем часть соединения сваркой выводного провода, облуженная напайкой или электроосаждением олова, приварена к контакту для соединения с выводным проводом, внешняя поверхность обмотки из алюминиевого эмаль-провода сначала покрыта изоляционной бумажной лентой, а затем герметично изолирована указанным защитным корпусом. Технический результат - обеспечение возможности работы электродвигателей в течение длительного времени в воздушной среде, содержащей кислород, без окисления выводного алюминиевого провода при одновременном облегчении процесса его сварки и упрощении процесса его приваривания к контактному терминалу, а также обеспечение защиты алюминиевого эмаль-провода от повреждения под воздействием высокой температуры в процессе герметичной изоляции обмотки в защитном корпусе, формируемом заливкой из пластмассы или эпоксидной смолы. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Синхронный электродвигатель с постоянными магнитами для дренажного насоса, который предназначен для работы во влажном окружающем воздухе, включающий ротор с постоянными магнитами, служащий для вращения рабочего колеса, корпус насоса, на который опирается ротор с постоянными магнитами, сердечник статора и катушку статора, отличающийся тем, что:
катушка статора имеет обмотку из алюминиевого эмаль-провода и снабжена частью соединения сваркой выводного провода обмотки из алюминиевого эмаль-провода с контактом для соединения с выводным проводом,
обмотка из алюминиевого эмаль-провода герметично изолирована в защитном корпусе так, чтобы предотвратить окисление алюминиевого эмаль-провода обмотки воздухом,
внешняя поверхность части соединения сваркой выводного провода обмотки из алюминиевого эмаль-провода облужена напайкой или электроосаждением олова,
причем часть соединения сваркой выводного провода, облуженная напайкой или электроосаждением олова, приварена к контакту для соединения с выводным проводом,
а внешняя поверхность обмотки из алюминиевого эмаль-провода сначала покрыта изоляционной бумажной лентой, а затем герметично изолирована защитным корпусом.

2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что часть соединения сваркой выводного провода защищена или покрыта изоляционным материалом так, чтобы изолировать его с внешней стороны.

3. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что защитный корпус выполнен из пластмассы или эпоксидной смолы.

4. Электродвигатель по п.3, отличающийся тем, что защитный корпус выполнен из пластмассы по форме каркаса катушки с намотанным алюминиевым эмаль-проводом.

5. Электродвигатель по п.3, отличающийся тем, что защитный корпус сформирован из эпоксидной смолы путем заливки эпоксидной смолы в полый корпус с находящимся внутри алюминиевым эмаль-проводом и ее последующего отверждения.

6. Электродвигатель по п.5, отличающийся тем, что алюминиевый эмаль-провод и часть соединения сваркой выводного провода покрыты сверху и герметично изолированы эпоксидной смолой.

7. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что диаметр алюминиевого эмаль-провода выполнен меньше или равным 1,0 мм.

8. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что толщина сердечника статора составляет 10-50 мм.