Вентильный многосекционный электродвигатель Российский патент 2019 года по МПК H02K29/00 H02K21/14 H02K16/00 

Настоящее изобретение относиться к области машиностроения, а именно к конструкции многосекционных маслонаполненных вентильных электродвигателей погружных насосных нефтедобывающих установок.

Известен вентильный электродвигатель (патент RU 65314 опубликован 27.07.2007), состоящий, по меньшей мере, из двух модулей, каждый из которых содержит корпус, статор с фазными обмотками, ротор с постоянными магнитами, которые намагничены в радиальном направлении, отличающийся тем, что одноименные фазные обмотки каждого модуля соединены последовательно, корпуса и ротора модулей механически соединены между собой, а каждый модуль содержит элементы круговой ориентации статора с фазными обмотками и ротора, причем взаимное расположение указанных элементов обеспечивает одинаковое взаимное угловое положение одноименных магнитов ротора по отношению к одноименным фазным обмоткам статора в каждом модуле.

Недостатком данной конструкции электродвигателя является жесткая фиксация модулей с учетом элементов круговой ориентации роторов и корпусов статоров с фазными обмотками, не предусматривающая точную подстройку параметров электродвигателя в процессе сборки.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является погружной вентильный электродвигатель (патент RU 2484573 опубликован 10.06.2013), состоящий из n одинаковых модулей, каждый из которых содержит корпус, статор с фазными обмотками, ротор с постоянными магнитами, которые намагничены в радиальном направлении, одноименные фазные обмотки каждого модуля соединены последовательно, корпуса и роторы модулей механически соединены между собой, а каждый модуль содержит элементы круговой ориентации статора с фазными обмотками и ротора, отличающийся тем, что в каждом роторе одна половина магнитов смещена относительно другой половины в окружном направлении на половину зубцового деления статора t_zs, а в смежных модулях одноименные магниты ротора смещены в окружном направлении на величину t_zs/(2n).

Роторы модулей соединены между собой с помощью шлицевой муфты, снабженной позиционирующими элементами.

Недостатком данной конструкции электродвигателя является, жесткая фиксация модулей с учетом элементов круговой ориентации роторов и корпусов роторов с фазными обмотками, не предусматривающая точную подстройку параметров электродвигателя в процессе сборки.

Технической задачей настоящего изобретения является создание конструкции многосекционного электродвигателя с возможностью точной подстройки его параметров в процессе сборки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что многосекционный вентильный электродвигатель, состоящий, по меньшей мере из двух модулей, каждый из которых содержит корпус, статор с фазными обмотками, ротор с постоянными магнитами, которые намагничены в радиальном направлении, элементов круговой ориентации статора с фазными обмотками и ротора, содержит поворотную колодку - клемник, неподвижную колодку - клемник, изолирующие стаканы. Роторы смежных модулей соединены между собой с помощью шлицевой муфты, плоскости симметрии впадин или выступов шлицевых втулок которой, расположены в одной плоскости и не имеют углового рассогласования.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 показан поперечный разрез многосекционного вентильного электродвигателя в месте соединения двух модулей; на Фиг. 2 - метки предварительной ориентации корпусов модулей; на Фиг. 3 - метки клемм конца и начала одноименной фазы смежных статоров; на Фиг. 4 -метка позиционирования вала ротора.

Вентильный многосекционный электродвигатель (Фиг. 1) состоит по меньшей мере из двух смежных модулей (левого и правого), каждый из которых содержит корпус 1, с установленным статором (не показан) и фазными обмотками (провод 2 - конец одной из фаз, провод 3 - начало этой же фазы), ротор с постоянными магнитами (не показан) на валу 4, с выходными шлицевыми концами 5 и 6. Валы 4 роторов смежных модулей соединены шлицевой муфтой 7, которая обеспечивает заданное взаимное угловое расположение полюсов роторов. Метки Б на торцах шлицевых концов 5 и 6 валов 4 роторов, расположены против одноименных полюсов роторов и могут быть произвольной формы, например такими, как показано на Фиг. 4.

Плоскости симметрии впадин и выступов шлицевых втулок 8 и 9 муфты 7 находятся в одной плоскости, исключающей их угловое рассогласование. Одноименные фазные обмотки смежных статоров в корпусах 1 соединены последовательно, с помощью клемм 10 и 11 соответственно, поворотной колодки - клемника 12, установленной в изолирующий стакан 13 и неподвижной колодки - клемника 14 установленной в изолирующий стакан 15. Поворотная и неподвижная колодки - клемники 12 и 14 имеют на внешних поверхностях метки Г - конца и Д - начала одноименных фаз (Фиг. 3), которые при сборке электродвигателя необходимо совместить. Сборка корпусов 1 смежных модулей осуществляется с помощью соединительного двухрезьбового фланца 16, имеющего на концах резьбы правого и левого направлений. В корпус 1, левого модуля двухрезьбовой фланец 16 завернут до упора, фиксация правого корпуса 1 и двухрезьбового фланца 16 осуществляется контргайкой 17 после настройки параметров электродвигателя.

Сборка модулей и настройка электродвигателя осуществляется следующим образом.

Собираемые модули устанавливаются в сборочное приспособление. Корпус 1 левого модуля фиксируется от углового и осевого перемещения. Корпус 1 правого модуля фиксируется только от углового перемещения, имея при этом возможность перемещения осевого. Метки А корпусов 1 (Фиг. 2) и метки Б шлицевых концов 5 и 6 валов 4 роторов смежных модулей устанавливаются в одной плоскости, например, как показано на Фиг. 1. Поворотная колодка - клемник 12 перед сборкой разворачивается таким образом, что бы одноименные клеммы 10 (конца фаз) и одноименные клеммы 11 (начала фаз) модулей совпадали (Фиг. 3). Момент разворота поворотной колодки - клемника 12 зависит от материала, из которого она изготовлена. При необходимости, дополнительный момент разворота колодки - клемника 12 можно получить с помощью пружины 18.

На один из шлицевых концов 5 или 6 вала 4 ротора устанавливается шлицевая муфта 7.

С помощью вращения двухрезьбового фланца 16, с предварительно установленной на него контргайкой 17, происходит свинчивание двух смежных модулей одновременно. Конструкция рассчитана таким образом, что в левом модуле двухрезьбовой фланец 16 фиксируется раньше, чем в правом. После фиксации двухрезьбового фланца 16 в корпусе 1 левого модуля, необходимо снять фиксацию корпуса 1 правого модуля и произвести настройку электродвигателя, разворачивая правый модуль. Настройку электродвигателя можно производить, например по максимальной ЭДС фазы, электродвигатель, при этом, необходимо запустить в режиме генератора. После настройки электродвигателя корпус 1 правого модуля фиксируется контргайкой 17.

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения, в частности к многосекционным вентильным электродвигателям погружных насосных нефтедобывающих установок. Технический результат - создание конструкции многосекционного электродвигателя с возможностью точной подстройки его параметров в процессе сборки. Вентильный электродвигатель состоит по меньшей мере из двух модулей, каждый из которых состоит из ротора с постоянными магнитами, намагниченными в радиальном направлении, статора с фазными обмотками, одноименные обмотки которого соединены последовательно. Каждое сочленение модулей имеет двухрезьбовой фланец с контргайкой, шлицевую муфту, поворотную колодку-клемник, неподвижную колодку-клемник, изолирующие стаканы. На корпусах статоров и на торцах шлицевых концов валов роторов, соединяющихся шлицевой муфтой, имеются элементы круговой ориентации, позволяющие обеспечить взаимное угловое положение одноименных полюсов ротора с одноименными фазными обмотками статора каждого модуля. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Вентильный многосекционный электродвигатель, состоящий по меньшей мере из двух модулей, каждый из которых содержит корпус со статором и фазными обмотками, соединенными последовательно, ротор с постоянными магнитами, намагниченными в радиальном направлении, корпуса и роторы модулей соединены механически между собой, а каждый модуль содержит элементы круговой ориентации статора с фазными обмотками и ротора, а так же шлицевую муфту, отличающийся тем, что содержит поворотную колодку-клемник, неподвижную колодку-клемник и изолирующие стаканы.

2. Вентильный многосекционный электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что поворотная колодка-клемник снабжена пружиной.