ИНДУКТОРНЫЙ ГРЕБНОЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2023 года по МПК H02K19/10 H02K15/02 H02K1/22 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам прямого привода гребного винта для крупнотоннажных судов, например, для ледоколов или танкеров.

Известен гребной асинхронный электродвигатель, содержащий статор с зубцами магнитопровода, между которыми расположены стороны катушек распределённой обмотки, и ротор с короткозамкнутой обмоткой в виде беличьего колеса и зубчатым пакетом магнитопровода на валу в подшипниках, установленные на остове (см. https://www.ruselprom.ru/about/press-tsentr/novosti/elektrodvigateli-ruselproma-pogruzheny-na-ledokol-sibir и https://www.ruselprom.ru/upload/smi/sviridov-maksim-podhod-ot-potrebnostey.pdf). Вес такого электродвигателя примерно 300 тонн.

Недостатком данного аналога является то, что при выходе одной катушки из строя необходимо вырезать борт судна и произвести демонтаж электродвигателя, полностью его разобрать и затем отремонтировать катушку.

Известен индукторный гребной электродвигатель, содержащий статор с зубцами магнитопровода, на которых установлены сосредоточенные катушки обмотки, и безобмоточный ротор с зубчатым пакетом магнитопровода на валу в подшипниках, установленные на остове (см. Промышленный образец РФ №81206 от 31.03.2010).

Недостатком данного аналога является то, что при выходе одной катушки из строя необходимо полностью разобрать электродвигатель, а затем её отремонтировать.

Известен индукторный гребной электродвигатель, содержащий статор с зубцами магнитопровода, на которых установлены сосредоточенные катушки обмотки, и безобмоточный ротор с зубчатым пакетом магнитопровода на валу в подшипниках, установленные на остове и принятый нами за прототип (http://www.morvesti.ru/news/1679/91220/). Вес такого электродвигателя около 230 тонн.

Недостатком прототипа является то, что при выходе хотя бы одной катушки из строя для её демонтажа нужно разбирать весь двигатель, что на месте эксплуатации невозможно. А если он установлен на судне в процессе постройки корпуса, то необходимо вырезать борт судна, а потом произвести демонтаж электродвигателя, полностью его разобрать и затем отремонтировать катушку.

Целью данного изобретения является улучшение ремонтопригодности индукторного гребного электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в индукторном гребном электродвигателе, содержащем статор с зубцами магнитопровода, на которых закреплены сосредоточенные катушки обмотки, и безобмоточный ротор с зубчатым пакетом магнитопровода, смонтированный на валу, вращающемся в подшипниках, установленные на остове, согласно данного заявления, в роторе выполнен соосно валу съёмный сектор пакета магнитопровода с возможностью его временного демонтажа без полной разборки электродвигателя.

То есть на время ремонта катушки обмотки этот сектор отсоединяется от ротора и вынимается из двигателя аксиальным перемещением вдоль подшипника. Это позволяет в освободившейся части ротора разместить ремонтный персонал и специальную оснастку для демонтажа катушки для её ремонта и монтажа катушки после ремонта.

Вращая ротор можно отремонтировать любую катушку, как находящуюся в верхней части статора, так и те катушки, которые расположены ниже уровня лап крепления, то есть ниже уровня установки остова на палубе.

Такое техническое решение позволяет отремонтировать индукторный гребной электродвигатель прямо на месте его первичной установки, которая была произведена при постройке судна, а не вырезать борт и вынимать весь электродвигатель для его ремонта.

Этот ремонт теперь можно выполнить даже, не заходя в порт или в специальный док.

Лучшим вариантом для такого конструктивного исполнения является также расположение межкатушечных соединений (ошиновки) над ярмом магнитопровода статора, что открывает больший доступ к местам пайки катушек и делает демонтаж соединений простым и удобным.

Как правило в индукторных гребных электродвигателях витки катушки и ошиновка выполняются из одной и той же шины. Это позволяет выполнять очень качественный ремонт, так как пайка шин удобна и надёжна.

Предлагаемое изобретение позволяет значительно сократить затраты на ремонт обмотки, так как может быть выполнено в походных условиях прямо на ледоколе или подобном судне.

В дальнейшем изобретение поясняется следующими рисунками, на которых:

- фиг.1: Вид сбоку на индукторный гребной электродвигатель;

-фиг.2: Разрез А-А с видом на торец статора и ротора;

-фиг.3: Вид Б на торец съёмного сектора;

-фиг.4: Разрез В-В, крепление съёмного сектора к пакету ротора;

-фиг.5: Разрез Г-Г, крепление съёмного сектора к втулке и валу;

-фиг.6: Пакет ротора со сдвинутым съёмным сектором;

-фиг.7: Съёмный сектор.

Индукторный гребной электродвигатель состоит из статора 1, содержащего магнитопровод 2 и катушки 3, соединенные между собой ошиновкой 4, и вала 5, свободно вращающегося в подшипниках 6 и 7, установленных на остове 8 (см.фиг.1).

На вал 5 одета втулка 9, а магнитопровод 2 выполнен с зубцами 10, на которых смонтированы катушки 3, соединённые между собой межкатушечными соединениями 4 (см.фиг.2).

Ротор 11 имеет безобмоточный пакет магнитопровода 12 с зубцами 13, смонтированными на втулке 9, установленной на валу 5.

На фигурах 1 … 5 в качестве примера конкретного исполнения представлен двухпакетный вариант индукторного гребного электродвигателя, статор 1 которого содержит два пакета магнитопровода 2 с зубцами 10, на которых смонтированы сосредоточенные катушки 3, при этом ротор 11 также выполнен с двумя пакетами магнитопровода 12 с зубцами 13, но пакеты между собой смещены так, что на фиг.2 и фиг.3 одновременно видны зубцы 13 обоих пакетов.

В роторе 11 выполнены два съёмных сектора 14 и 15 (см.фиг.2 и фиг.3), которые соединены с пакетом магнитопровода 12 болтами 16 через отверстия 17 (см.фиг.4 …7), а со втулкой 9 вала 5 болтами 18 через отверстия 19.

На фигуре 6, отдельно от электродвигателя, показан один пакет магнитопровода ротора 11 со смещённым в аксиальном направлении съёмным сектором 14, показанном на фиг.7

Съёмный сектор 14, содержащий пакет магнитопровода 20 с зубцами 21, набранный из одинаковых пластин электротехнической стали, стянут шпильками 22. А пакет 12, при этом, набран из пластин подобной геометрии, но со смещением стыка между пластинами в каждом слое, что увеличивает жёсткость пакета 12, который также стянут шпильками 22.

При выполнении ремонтных работ, связанных с демонтажем катушки, вышедшей из строя, отвинчивают болты 16 и 18 и выдвигают съёмный сектор, например, 14, как это показано на фигуре 6, и снимают его с электродвигателя. После этого проворачивают вал 5 ротора 11 до совпадения нужной катушки 3 с местом, где был съёмный сектор 14, отсоединяют межкатушечные соединения 4 и демонтируют катушку, провернув ротор в обратной последовательности.

После выполнения ремонтных работ на катушке или использовании вместо неё другой катушки из запаса сборку осуществляют в обратной последовательности, то есть располагают катушку в свободном от съёмного сектора месте, проворачивают ротор 11 до места монтажа катушки 3, после установки которой на зубец 10 восстанавливают ошиновку 4.

Таким образом заявляемое техническое решение позволяет выполнить частичную разборку индукторного гребного электродвигателя и произвести ремонт вышедшей из строя катушки даже не заходя в специальный док, что значительно снижает затраты при выполнении восстановительных работ.

Важным также является уменьшении времени простоя дорогостоящего судна при ремонте катушек обмотки без привлечения специалистов с земли и вертолётов.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам прямого привода гребного винта для крупнотоннажных судов, например для ледоколов или танкеров. Технический результат – улучшение ремонтопригодности. Индукторный гребной электродвигатель содержит статор с зубцами магнитопровода, на которых закреплены сосредоточенные катушки обмотки, и безобмоточный ротор с зубчатым пакетом магнитопровода, смонтированный на валу, вращающемся в подшипниках. Для достижения заявленного технического результата в зубчатом пакете ротора 11 выполнен съёмный сектор пакета магнитопровода, обеспечивающий возможность его демонтажа без полной разборки электродвигателя во время ремонта катушки обмотки. 7 ил.

Индукторный гребной электродвигатель, содержащий статор с зубцами магнитопровода, на которых закреплены сосредоточенные катушки обмотки, и безобмоточный ротор с зубчатым пакетом магнитопровода, размещённым на валу, вращающемся в подшипниках, установленные на остове, отличающийся тем, что в зубчатом пакете ротора выполнен съёмный сектор пакета магнитопровода с возможностью его демонтажа без полной разборки электродвигателя во время ремонта катушки обмотки.