ТИХОХОДНЫЙ ГРЕБНОЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ВЫСОКОКОЭРЦИТИВНЫХ МАГНИТОВ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ С ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕМ И УПРАВЛЕНИЕМ ОТ ЧАСТОТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
SLOW-GOING PROPULSION MOTOR EXCITED BY HIGH-COERCIVITY MAGNETS WITH DIRECT FLUID COOLING AND ELECTRIC POWER SUPPLY AND CONTROL FROM FREQUENCY CONVERTER

Изобретение относится к судовым двигательно-движительным установкам.
Известна совмещенная гребная электрическая установка с асинхронным электродвигателем открытого типа, включающая гребной винт, встроенный в полый цилиндрический ротор, статор с обмотками и подшипниковые щиты (Патент №2306656, МКИ В63Н 23/24).
Однако данная установка имеет сложную конструкцию ротора, который выполнен в виде сборки из трех концентрических цилиндров различной толщины из разных материалов с наперед заданными электромагнитными свойствами.
Известна гребная электрическая установка, содержащая гребной электродвигатель, вал которого соединен с валом гребного винта через редуктор, источник электропитания, соединенный с гребным электродвигателем через статический преобразователь параметров электроэнергии (Патент №2392180, МКИ В63Н 23/24 - прототип).
Однако в данной установке используется редуктор и соединительные муфты, что значительно увеличивает массогабаритные характеристики.
Изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции и снижения массогабаритных характеристик.
Это достигается тем, что ротор гребного электродвигателя установлен непосредственно на гребной вал, статор охватывает ротор, причем за счет различного числа пар полюсов статора и ротора, равное ¼, обеспечивается электромагнитная редукция, за счет чего уменьшаются массогабаритные характеристики электродвигателя.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где схематично изображено поперечное сечение электродвигателя гребной электрической установки.
Гребная электрическая установка содержит гребной вал, непосредственно соединенный с валом ротора 1 электродвигателя, на валу ротора установлены восемь радиально намагниченных постоянных высококоэрцитивных магнитов 2 с чередующейся полярностью, образующих систему возбуждения электродвигателя, статор 3 охватывает ротор, который смонтирован на специальном фундаменте. Гребной вал и вал ротора установлены на подшипники, а на конце гребного вала закреплен гребной винт. В современных электрических машинах переменного тока трехфазные обмотки выполняют обычно с 2m=6 зонами на пару полюсов. При использовании m=3 зоны на пару полюсов возможно получение электромагнитной редукции. При трехзонном распределении на статоре образуется трехфазная обмотка А-В-С с одной парой полюсов и тремя пазами на полюс и фазу. На роторе устанавливается восемь полюсов и образуется четырехполюсная обмотка. Такое конструктивное исполнение приводит к тому, что частота вращения поля статора и частота вращения поля ротора соответственно равно ¼.
Установка работает следующим образом.
При питании такого электродвигателя от частотного преобразователя можно использовать судовые электростанции, при этом регулировать частоту вращения можно в диапазоне от нуля до номинальной частоты вращения. Применение разомкнутой или замкнутой системы непосредственного жидкостного охлаждения статора позволит существенно снизить массово-габаритные характеристики гребного электродвигателя, а использование системы возбуждения высококоэрцитивных магнитов является условием получения высоких энергетических характеристик. Применение частотного преобразователя для электроснабжения и управления гребным электродвигателем увеличивает диапазон регулирования частоты вращения как в режимах прямого хода, так и реверсивных режимах. Высокое быстродействие гребной электрической установки возможно за счет снижения массово-габаритных размеров двигателя путем применения непосредственного жидкостного охлаждения.
Предлагаемая установка имеет малые габаритные размеры электродвигателя, отсутствие механического редуктора и соединительных муфт позволяет более рационально проектировать машинное отделение, размещать оборудование и грузы в судовых помещениях.