Электродвигатель с автономными магнитными системами Советский патент 1991 года по МПК H02K5/12 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к электрическим реверсивным машинам постоянного тока, используемым в различных сферах промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности и эксплуатационной надежности в агрессивных и взрывоопасных средах при значительных перепадах давлений.

На фиг.1 изображен электродвигатель, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг. 1.

Электродвигатель с тремя поочередно включающимися магнитными системами содержит диамагнитный вал 1, проставочные ферромагнитные втулки 2, подшипниковые щиты 3, корпус статора 4, катушки 5 полюсов, роторы с явно выраженными полюсами 6, неподвижные кольцевые обмотки 7-9,

кольцевой магнитопровод 10, подшипники 11 скольжения, градуировочный диск 12, датчик 13 положения роторов, герметичный штепсельный разъем 14 и эластичные диафрагмы 15. Каналы 16-18 расположены соответственно в подшипниковых щитах, корпусе статора и полюсах.

В качестве электронного коммутирующего устройства предусматривается использование полупроводникового блока 19, подключенного к источнику 20 электроэнергии постоянного тока, к обмоткам статорных полюсов 6 и к кольцевым обмоткам 7-9 возбуждения через переключатель-реверс 21.

Кроме того, для гидравлической связи герметичных диамагнитных оболочек между собой и с заправочными горловинами 22 и 23 в подшипниковых щитах, в корпусе статора и в полюсах имеются каналы 16,17 и 18 соответственно.

Os

о со

V4 О

N5

С целью снижения потерь на трение при работе электродвигателя в жидкой среде предусматривается заполнение межполюсных пуст.от полимерным материалом.

Крутящий момент в предлагаемом электродвигателе создается по принципу работы известных трехроторных электрических машин. В частности, при подключении коммутирующего блока 19 к источнику 20 электроэнергии постоянного тока обеспечивается подвод напряжения к катушкам статора и кольцевым обмоткам, при- надлежащим к определенным группам магнитных систем, а именно к системам, у которых полюса ротора находятся между полюсами статора (фиг.З и 4), За счет разноименных полей катушек статора и одноименных полей полюсов ротора в моменты нахождения их между катушками возникает крутящий момент. После поворота ротора на 1/3 угла полюсного деления коммутируется подвод напряжения к другим группам магнитных систем и т.д. При необходимости реверсирования вращения ротора достаточно изменить направление тока в неподвижных кольцевых обмотках .7-9. Для этого в схеме управления электродвигателем предусмотрен переключатель-реверс 21. Управление коммутирующим блоком 19 по .принципу бегущей волны обеспечивается датчиком 13 положения ротора и градуиро- вочным диском 12.

Надежность работы предлагаемого электродвигателя в агрессивных средах или в токопроводящей жидкости обеспечивается тем, что статорные и кольцевые обмотки заключены в герметичные диамагнитные оболочки. При этом рассеивание магнитного поля не превышает 2%.

Надежность работы электродвигателя также не изменяется при относительно больших перепадах давлений окружающей среды. Например, при нарастании давления окружающей среды до 100 атм происходит прогиб эластичной диафрагмы 15 (фиг.1) до момента выравнивания внутреннего давления диэлектрической жидкости (трансформаторного масла) с указанным наружным. Этим обеспечивается автоматическое поддержание равенств давлений, что в конечном счете исключает повреждение диамагнитных оболочек статорных и кольцевых обмоток. Упрощение технологичности конструкции электродвигателя объясняется тем, что прокладка соединительных проводов между выводами статорных и кольцевых обмоток и между клеммами герметичного разъема 14 предусматривается в каналах для гидросвязи полостей диамагнитных оболочек. Этим исключается применение дополнительных герметичных кондуидов для прокладки соединительной

проводки.

Повышение эффективности предлагаемого электродвигателя ожидается в основном при использовании его в агрессивных средах или токопроводящих жидкостях при

значительных постоянных или переменных давлениях окружающих сред, например при использовании электродвигателя в ряде силовых механизмов морских нефтедобывающих установок или в механизмах,

предназначенных для выполнения подводных геологоразведочных работ, а также работ по добыче полезных ископаемых в морских глубинах и т.д.

Формула изобретения

1.Электродвигатель с автономными магнитными системами, содержащий торцовые подшипниковые щиты, статорные обмотки и кольцевые роторные обмотки,

заключенные в диамагнитные оболочки, диамагнитный вал, строенный ферромагнитный ротор с явно выраженными полюсами, смещенными относительно друг друга на 1/3 полюсного деления, и бесконтактный

датчик положения ротора, соединенный с дистанционным коммутирующим блоком, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и эксплуатационной надежности в агрессивных и взрывоопасных средах при значительных перепадах давлений, он снабжен кольцевым магнитопроводом, диамагнитные оболочки статорных и кольцевых обмоток заполнены диэлектрической жидкостью,

причем крайние кольцевые обмотки совместно с оболочками размещены неподвижно на торцовых подшипниковых щитах, которые выполнены ферромагнитными, а средняя совместно с оболочкой - на

дополнительном кольцевом магнитопрово- де.

2.Электродвигатель по п. 1. о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что полости диамагнитных оболочек посредством каналов, расположенных в элементах электродвигателя, гидравлически соединены между собой и с заправочными горловинами, ограниченными со стороны окружающей среды эластичными диафрагмами,

3. Электродвигатель по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем. что пустоты между полюсами статора и ротора заполнены полимерным материалом с малым удельным весом.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в повышении эффективности и эксплуатационной надежности в агрессивных и взрывоопасных средах при значительных перепадах давлений. Электродвигатель содержит торцевые подшипниковые щиты, обмотки, заключенные в диамагнитные оболочки, и бесконтактный датчик положения ротора. Благодаря тому, что диамагнитные оболочки заполнены диэлектрической жидкостью, подшипниковые щиты выполнены ферромагнитными и на них размещены крайние кольцевые обмотки, а средняя обмотка расположена на дополнительном кольцевом магнитопроводе, обеспечивается достижение поставленной цели. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.