ВЕНТИЛЬНЫЙ МАСЛОЗАПОЛНЕННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2020 года по МПК H02K5/12 H02K5/132 H02K5/167 H02K5/20 

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, в частности, к вентильным маслозаполненным электродвигателям, входящим в состав малогабаритных установок для электроцентробежных насосов.

Известна погружная установка с единой осевой опорой [RU 43923U1, кл. MПK-F04B 1/00, МПК-Е21 В 15/00, опубл. 10.02.2005 г.], состоящая из маслозаполненного электродвигателя с ротором, опирающимся на осевую опору, размещенную в электродвигателе, маслозаполненной гидрозащиты с валом и насоса с валом, опирающимся на вал гидрозащиты, вал гидрозащиты оперт на вал электродвигателя.

Недостатком данного устройства является то, что при больших мощностях и габаритных размерах электродвигателя, на осевую пяту приходится большая нагрузка.

Известно устройство погружного электродвигателя насосной установки [RU 183619 U1, кл. MHK-F04D 13/10, МПК- F04D 29/58, МПК-Н02К 9/19, МПК-Н02К 5/132 опубл. 28.09.2018 г.], содержащее статор, состоящий из корпуса и магнитопровода, установленный на подшипниках ротор с полым валом и турбинкой с радиальными отверстиями для сообщения полости вала с полостью статора, нагнетатель, установленный на нижний конец вала.

Недостатком данного аналога является то, что вся осевая нагрузка на валу электродвигателя приходится на осевой подшипник, установленный на нижний конец вала.

Известен вентильный электродвигатель [RU 2484573C2, кл. МПК-Н02К 29/00, МПК-Н02К 21/12, опубл. 10.06.2013 г.], состоящий из двух и более модулей, каждый из которых содержит корпус, ротор с постоянными магнитами, насаженными на вал, и статор с фазными обмотками. Магниты ротора намагничены в радиальном направлении. Валы смежных модулей соединены специальной шлицевой муфтой, которая обеспечивает заданное взаимное расположение полюсов роторов электродвигателя, выполняя роль элемента круговой ориентации. Для этого в муфте предусмотрены фиксирующие элементы, например, шпонки, входящие в те же шпоночные пазы на валах, что и шпонки пакетов роторов.

Недостатком аналога является неэффективный отвод тепла от подшипников и узла соединения модулей валов при вращении ротора на высоких оборотах.

Наиболее близким аналогом является вентильный секционный электродвигатель [RU 107002U1, Н02К 29/00, Н02К 9/193, опубл.27.07.2011], состоящий, по меньшей мере, из двух секций, каждая из которых содержит корпус, статор с фазными обмотками, ротор с постоянными магнитами, которые намагничены в радиальном направлении, стыковочных узлов секций, подшипниковых щитов, теплообменника, элементов круговой ориентации статора с фазными обмотками, с секциями, соединенными между собой двухрезьбовой муфтой, обладающей изгибной прочностью основного корпуса.

Недостатком ближайшего аналога является применение резиновых колец, установленных на радиальных подшипниках каждой секции, а также то, что на нижнюю самоустанавливающуюся осевую опору разгружаются все секции ротора электродвигателя.

Современные тенденции в нефтедобывающей промышленности ведут к увеличению глубины спуска и уменьшению габарита погружного скважинного оборудования. Малые диаметральные габаритные размеры и большие мощности вызывают необходимость увеличивать длину активной части электродвигателя за счет увеличения количества модулей ротора и частоту вращения вала электродвигателя.

Таким образом, создание таких электродвигателей является сложной инженерной задачей.

Задача изобретения - повышение надежности работы вентильного маслозаполненного электродвигателя для малогабаритных установок.

Техническим результатом изобретения является: равномерное распределение осевой нагрузки ротора по всем модулям ротора электродвигателя, подвод смазывающей жидкости к подшипникам, увеличение количества отводимого тепла с подшипников.

Указанный технический результат достигается тем, что на каждый модуль ротора устанавливаются радиально-осевые подшипники. Для предотвращения масляного голодания и перегрева в подшипниках в корпусе опоры предусматриваются отверстия, выполняющие локальный подвод и создающие циркуляцию масла в подшипниках.

Существо изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена схема устройства.

Вентильный маслозаполненный электродвигатель содержит корпус 1, n модулей статора 2 с уложенными в пазах фазными обмотками и n модулей ротора 3 с постоянными магнитами, установленные в корпус на промежуточные и концевую опоры 6 и 5 соответственно, шлицевые муфты 8, соединяющие и позиционирующие модули роторов относительно одноименных полюсов и соединяющий модуль ротора с валом головки токоввода 9, концевые фланцы 7, стягивающие и позиционирующие модули статора относительно одноименной фазной обмотки. На каждый модуль ротора 3 устанавливаются радиально-осевые подшипники 4, а в корпусе опор выполняются отверстия 10 для локального подвода и циркуляции масла в подшипниках 4.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить надежность работы вентильного маслозаполненного электродвигателя, за счет установки радиально-осевых подшипников на каждый модуль ротора. Тем самым равномерно распределяется осевая нагрузка ротора по всем модулям ротора. В корпусе опор выполняются отверстия для локального подвода и циркуляции масла, тем самым обеспечивается необходимый подвод масла к подшипникам и эффективный отвод тепла от подшипников.

Изобретение относится к электротехнике, к вентильным маслозаполненным электродвигателям, входящим в состав малогабаритных установок для электроцентробежных насосов. Технический результат состоит в равномерном распределении осевой нагрузки ротора по всем модулям ротора и увеличении количества отводимого тепла с подшипников. Вентильный маслозаполненный электродвигатель содержит корпус, n модулей статора с уложенными в пазах фазными обмотками и n модулей ротора с постоянными магнитами, установленные в корпус на промежуточные и концевую опоры. Шлицевые муфты соединяют и позиционируют модули роторов относительно одноименных полюсов, а также соединяют модуль ротора с валом головки токоввода. Концевые фланцы стягивают и позиционируют модули статора относительно одноименной фазной обмотки. На каждый модуль ротора установлены радиально-осевые подшипники. В корпусе опор выполнены отверстия для локального подвода и циркуляции масла в подшипниках. 1 ил.

Вентильный маслозаполненный электродвигатель, содержащий корпус, n модулей статора с уложенными в пазах фазными обмотками и n модулей ротора с постоянными магнитами, установленные в корпус на промежуточные и концевую опоры, шлицевые муфты, соединяющие и позиционирующие модули роторов относительно одноименных полюсов, концевые фланцы, стягивающие и позиционирующие модули статора относительно одноименной фазной обмотки, отличающийся тем, что на каждый модуль ротора устанавливаются радиально-осевые подшипники, а в корпусе опор выполняются отверстия для локального подвода и циркуляции масла в подшипниках.