ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ АММИАЧНОГО ХОЛОДИЛЬНОГО КОМПРЕССОРА ЗАКРЫТОГО ТИПА Российский патент 2020 года по МПК H02K3/34 H02K11/25 H02K3/44 H02K3/487 H02K3/38 H02K3/50 

Область техники

Данное изобретение относится к области двигателей и более точно касается двигателя для аммиачного холодильного компрессора закрытого типа.

Предпосылки создания изобретения

За последние сто лет технологии в области холодильной техники значительно продвинулись вперед. Изначально в традиционной холодильной системе использовался компрессор открытого типа. При такой конфигурации компрессор и силовая установка (двигатель) разделены - один конец коленвала выведен наружу из корпуса компрессора и подключен к двигателю через муфту. Выведенная часть коленвала снабжена уплотнителем во избежание утечки хладагента.

В компрессоре закрытого типа кожух двигателя и оболочка самого компрессора отлиты в виде единого корпуса с общей внутренней камерой. Благодаря этому отпадает необходимость в использовании уплотнителя и решается проблема утечек. Кроме того, обмотка электродвигателя в данном случае охлаждается с помощью всасываемых низко температурных и находящихся при низком давлении паров хладагента, что значительно улучшает условия охлаждения двигателя.

В настоящее время компрессоры закрытого типа широко применяются в холодильном оборудовании и кондиционерах воздуха. Поскольку двигатель и компрессор в конструкциях закрытого типа работают в едином герметичном пространстве, хладагент контактирует с двигателем (рабочей средой здесь является не воздух, а хладагент). Таким образом, двигатель должен выдерживать воздействие на него хладагента.

На предшествующих этапах развития техники наиболее часто используемым хладагентом в компрессорах закрытого типа являлся фреон. Однако, фреон опасен для окружающей среды. По сравнению с другими хладагентами, аммиак является предпочтительным хладагентом, т.к. обладает достаточно высокой эффективностью охлаждения и к тому же более экологичен по сравнению с фреоном.

Однако, практически все электроматериалы (изоляционные и проводники), используемые во фреоноустойчивых системах изоляции двигателя, не являются устойчивыми по отношению к аммиаку. Кроме того, фреон принадлежит к группе галогеноуглеводородов и обладает высокими изоляционными свойствами. Благодаря этому, присутствие небольшого количества влаги в системе охлаждения с использованием фреона не оказывает влияния на работу двигателя. Однако, при соединении аммиака с влагой, может образовываться ионизированная проводящая среда. Поэтому, приоритетом для специалистов в данной отрасли является разработка аммиакоустойчивого двигателя, который мог бы надежно работать в сочетании с холодильным компрессором закрытого типа, использующего в качестве хладагента аммиак.

Краткое изложение сущности изобретения

Техническая задача, поставленная в основу данного изобретения, состоит в том, чтобы разработать конструкцию двигателя для аммиачного холодильного компрессора закрытого типа, которая позволила бы устранить недоработки предшествующего уровня техники и обеспечить надежную работу двигателя при воздействии на него рабочей среды - аммиачного хладагента.

Поставленная задача решается тем, двигатель для холодильного аммиачного компрессора закрытого типа, включающий статор и ротор, согласно изобретению выполнен с возможностью обеспечения работы компрессора при положении ротора и статора погруженными в аммиачный хладагент.

При этом двигатель содержит помимо статора и ротора вывод обмотки, фазовую изоляцию, ленту из фторопласта, укрепляющую трубку для ленты из фторопласта, вывод датчика температуры, пазовый клин, пазовую изоляцию, защелкивающийся зажим, монтажный конец вывода обмотки и межфазовую изоляцию.

Целесообразно, чтобы обмотка, пазовый клин и пазовая изоляция были охвачены защелкивающимся зажимом с обеспечением препятствия их смещению в пазе и при этом защелкивающийся зажим должен быть выполнен из фторопласта.

В одном предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере один слой конечной части обмотки двигателя намотан с использованием фторопластовой ленты, внешний слой которой оснащен укрепляющей трубкой, выполненной из фторопласта, величина прочности на разрыв которого превышает аналогичную величину для материала ленты из фторопласта.

В еще одном предпочтительном варианте выполнения на внешний торец, выступающий относительно железного сердечника и пазовой изоляции, в направлении по окружности намотана фторопластовая лента в количестве заданного числа витков, а выступающая часть фазовой изоляции в местах перекрещивания отогнута назад вниз под укрепляющую трубку.

Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в том, что двигатель, согласно изобретению, приспособлен для обеспечения надежной работы при погружении в рабочем режиме его статора и ротора в аммиачный хладагент.

Кроме того, настоящее изобретение решает техническую проблему, связанную с фиксацией пазового клина, пазовой изоляции и обмотки, так же, решает проблему механической фиксации и защиты концевой части обмотки двигателя и в дополнение позволяет обеспечить надежную фиксацию фазовой изоляции конечных частей обмотки в процессе производства.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных, но не ограничивающих вариантов его осуществления со ссылками на чертежи, на которых, согласно изобретению:

фиг. 1 изображает схематически, в общем виде, двигатель для холодильного аммиачного компрессора закрытого типа;

фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, частично;

фиг. 3 - то же, что и на фиг. 1, вид сбоку;

фиг. 4 - схематически защелкивающийся зажим, пазовый клин, пазовую изоляцию и обмотку.

Подробное описание сущности данного изобретения

Чертежи и подробные схемы осуществления в данном документе используются комбинированно, с целью конкретизации технических принципов настоящего изобретения. Чертежи приводятся только с целью иллюстрации, их не следует воспринимать как ограничения настоящего изобретения. Для лучшей конкретизации вариантов осуществления настоящего изобретения, некоторые компоненты опущены, увеличены или уменьшены по сравнению с действительными размерами. Подробное описание известных функций и структур также могут быть опущены во избежание усложнения описания примеров осуществления настоящего изобретения.

Двигатель, используемый для холодильного аммиачного компрессора закрытого типа, включает в себя вывод 1 обмотки, фазовую изоляцию 2, ленту 3 из фторопласта, укрепляющую трубку 4 фторопластовой ленты, вывод 5 датчика температуры, пазовый клин 6, пазовую изоляцию 7, защелкивающийся зажим 8, монтажный конец 9 обмотки и межслойную изоляцию 10.

В рабочем режиме статор и ротор двигателя погружены в аммиачный хладагент.

По сравнению с предшествующим уровнем техники, настоящее изобретение имеет следующие преимущества:

Во-первых, настоящее изобретение решает техническую проблему фиксации пазового клина, пазовой изоляции и обмотки.

Двигатель в соответствии с настоящим изобретением включает в себя изоляционные материалы, отличающиеся от изоляционных материалов, применяемых в традиционных двигателях. Следует отметить, что за счет отсутствия пропиточного лака в традиционном процессе производства двигателей, возможна потеря эффекта механического усиления, передаваемого конечному участку обмотки двигателя через изоляционную пропитку. При отсутствии фиксации с помощью изоляционной пропитки пазовый клин и пазовая изоляция могут легко сдвигаться в пазе, приводя к механическим повреждениям. Что еще хуже, во время установки двигателя, незафиксированный пазовый клин может выскользнуть из паза и нанести ущерб оператору при следующем запуске двигателя.

Более того, традиционные нейлоновые фиксаторы, продающиеся на данный момент на рынке, имеют низкие характеристики в плане температурной устойчивости, устойчивости по отношению к аммиачной среде и стойкости к износу. Все эти проблемы решаются в настоящем изобретении благодаря применению фторопластовых зажимов для закрепления пазовой изоляции, пазового клина и обмотки двигателя. Высокие показатели самосмазки при применении фторопластовой изоляции электромагнитного провода значительно уменьшают вероятность повреждений, происходящих от притяжения и отталкивания при электромагнитных колебаниях в катушке двигателя. Фторопластовые зажимы, применяемые в настоящем изобретении, способствуют эффективной фиксации обмотки, пазового клина и пазовой изоляции, препятствуя, таким образом, их смещению в пазе.

Во-вторых, настоящее изобретение решает техническую проблему механической фиксации, и защиты конечной части обмотки двигателя.

Связывающая лента 3, используемая в конечной части обмотки аммиакоустойчивого двигателя, изготавливается из фторопласта. Обвязка конечной части двигателя имеет следующие преимущества: во-первых, защищает обмотку двигателя от механических повреждений во время установки двигателя; во-вторых, защищает концевую часть обмотки двигателя от повреждения механическими загрязнителями (токопроводящими или непроводящими частицами), которые образуются в системе охлаждения во время работы компрессора; в-третьих, способствует увеличению механической прочности концевой части обмотки двигателя. Таким образом, при использовании обмотки двигателя в охладительном аммиачном компрессоре закрытого типа, ее конечная часть обматывается одним или множеством слоев фторопластовой ленты, что позволяет существенно повысить надежность работы компрессора.

В процессе работы компрессора, при повреждении фторопластовой ленты механическими загрязнителями в системе, другие движущиеся части могут обкрутиться разорванной лентой под воздействием потока воздуха от хладагента в канале компрессора, тем самым, вызывая другие поломки компрессора двигателя. Для решения вышеуказанной проблемы на наружный слой фторопластовой ленты 3 устанавливают укрепляющую трубку 4. Такие трубки изготавливают из фторопласта, имеющего высокий показатель стойкости к воздействию аммиака. Способ изготовления фторопластовой трубки предопределяет ее прочность на разрыв. Благодаря укрепляющей трубке 4 лента 3 защищена от разрыва даже при определенных повреждениях. Более того, предел прочности на разрыв у материала фторопластовой трубки значительно выше, чем у материала фторопластовой ленты. При воздействии внешних усилий на ленту, большая часть усилия поглощается трубкой, тем самым, защищая от повреждений концевую часть обмотки двигателя.

В-третьих, настоящее изобретение решает техническую проблему фиксации фазовой изоляции концевой части обмотки в процессе ее изготовления.

Следует отметить, что из-за разницы напряжений между двумя фазами обмотки, чрезмерно высокое напряжение может привести к межфазовому пробою. Поэтому, в двигателе, согласно изобретению, предусмотрен слой 10 межфазовой изоляции из материала соответствующего требованиям стандарта изоляции между двумя фазами.

Что касается фиксации фазовой изоляции, особенно при перекрестной фиксации фазовой изоляции в корневой части, в настоящем изобретении используется следующий способ фиксации фазовой изоляции в обмотке. Осуществляют непрерывную намотку фторопластовой ленты 3 по окружности по внешнему краю участка, выступающего относительно сердечника и пазовой изоляции (участок, где обмотка выступает из пазовой изоляции). Одновременно производят обратное отгибание выступающего участка фазовой изоляции в местах перекрещивания под укрепляющую трубку 4. После чего, производят закрепление конечного участка обмотки в осевом направлении.

Вышеприведенное описание примеров осуществления изобретения позволит профессионалам в данной области техники реализовать или использовать настоящее изобретение. Также специалисты могут комбинировать, изменять или модифицировать, не выходя за пределы объема данного изобретения. Несмотря на использование некоторых специфических терминов в описании, масштабы изобретения не обязательно ограничиваются данным описанием.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении надежности при воздействии внешней среды. Двигатель для холодильного аммиачного компрессора закрытого типа содержит статор и ротор, которые в рабочем режиме погружены в аммиачный хладагент. Обмотка, пазовый клин и пазовая изоляция зафиксированы с помощью защелкивающихся зажимов с обеспечением препятствия их сдвигу в пазе. Фиксирующие зажимы изготовлены из фторопласта. На концевой участок обмотки двигателя намотана в один слой или многослойно лента из фторопласта, внешний слой которой снабжен укрепляющей трубкой из фторопласта с прочностью на разрыв, превышающей прочность на разрыв материала фторопластовой ленты. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Двигатель для холодильного аммиачного компрессора закрытого типа, включающий статор ротор, вывод обмотки, фазовую изоляцию, ленту из фторопласта, укрепляющую трубку для ленты из фторопласта, вывод датчика температуры, пазовый клин, пазовую изоляцию, защелкивающийся зажим, монтажный конец вывода обмотки и межфазовую изоляцию, отличающийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения работы компрессора при положении ротора и статора погруженными в аммиачный хладагент, причем обмотка, пазовый клин и пазовая изоляция охвачены защелкивающимся зажимом с обеспечением препятствия их смещению в пазе, а защелкивающийся зажим выполнен из фторопласта.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один слой конечной части обмотки двигателя намотан с использованием фторопластовой ленты, внешний слой которой оснащен укрепляющей трубкой, выполненной из фторопласта, величина прочности на разрыв которого превышает аналогичную величину для материала фторопластовой ленты.

3. Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что на внешний торец, выступающий относительно железного сердечника и пазовой изоляции, в направлении по окружности намотана фторопластовая лента в количестве заданного числа витков, а выступающая часть фазовой изоляции в местах перекрещивания отогнута назад вниз под укрепляющую трубку.