ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОГРУЖНОЙ ТРЕХФАЗНЫЙ

Заявляемое техническое решение относится к машиностроению, преимущественно к трубопроводной арматуре с электромагнитными приводами и предназначено для привода центробежного топливоподкачивающего насоса типа ЭЦНГ.
Электродвигатель представляет собой трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором.
По конструктивному исполнению электродвигатель принадлежит к типу «мокрых» погружных электродвигателей, у которых внешняя поверхность и внутренняя полость электродвигателя при работе в составе насоса омываются рабочей жидкостью.
Подвод питания электродвигателя осуществляется через монтажные провода электродвигателя.
Известна конструкция погружного электродвигателя, состоящая из цилиндрического корпуса, внутри которого расположены статор с двумя обмотками, ротор, выходной вал, при этом статорные обмотки расположены между корпусом и тонкостенной цилиндрической обечайкой и залиты однокомпонентным полиуритановым герметиком (см. патент РФ на полезную модель №39758, МПК Н02К 5/12, опубл. 22.03.2004 г.).
Недостатком конструкции является увеличение воздушного зазора между ротором и статором двигателя, из-за расположения в нем цилиндрической обечайки, обеспечивающей, вместе с полиуритановым герметиком, герметичность обмотки статора, что увеличивает габариты изделия. Из-за низкого использования объема двигателя снижается удельная мощность изделия (отношение мощности изделия к его массе), а также увеличивается расход материала для изготовления изделия.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является электродвигатель трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором и по конструктивному исполнению относящийся к типу «мокрых» электродвигателей, у которых внешняя поверхность и внутренняя полость при работе в составе насоса омываются рабочей жидкостью. Электродвигатель состоит из корпуса, статора, ротора, щита, подшипников и герметичного вывода, расположенного в полости щита соосно оси электродвигателя. В электродвигателе герметичный вывод содержит изолятор со штырями, на котором расположено уплотнительное кольцо. К штырям изолятора с одной стороны припаяны вывода обмотки статора, расположенные в «мокрой» зоне, а с другой стороны - монтажные провода электродвигателя, расположенные в «сухой» зоне. Вывода обмотки статора и монтажные провода залиты герметиком, то есть все места пайки изолированы (см. Руководство по технической эксплуатации Электродвигатель ЭТМ-103, с.1-3, рис.1, от 30.03.76).
Недостатком конструкции является расположение герметичного вывода в полости щита соосно оси электродвигателя, что увеличивает общую длину электродвигателя за счет размеров герметичного вывода и штырей изолятора, занимающих в осевом направлении весь объем внутренней полости щита.
В результате этого увеличиваются осевые габаритные размеры электродвигателя, что приводит к низкому использованию объема электродвигателя и снижает удельную мощность изделия (отношение мощности изделия к его массе), а также увеличивает расход материала для изготовления электродвигателя.
Задачей заявляемого технического решения является улучшение показателя технического уровня за счет обеспечения увеличения удельной мощности изделия, а также снижение металлоемкости изделия за счет уменьшения осевых габаритных размеров электродвигателя.
Поставленная задача достигается тем, что в электродвигателе погружном трехфазном, состоящем из соосно расположенных на валу корпуса, статора, ротора, щита и подшипников, и герметичного вывода, согласно полезной модели, щит выполнен с отверстием под герметичный вывод расположенным под углом 90° к оси электродвигателя, герметичный вывод расположен таким образом, что ось герметичного вывода и ось электродвигателя расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях и не пересекаются, при этом лобовые части обмотки статора частично расположены в освободившемся внутреннем объеме щита, в результате чего вал и корпус электродвигателя выполнены с уменьшением осевых габаритных размеров.
В заявляемом электродвигателе погружном трехфазном, как и в прототипе, штыри изолятора герметичного вывода в месте соединения с выводными проводами электродвигателя размещены в «сухой» зоне, а в месте соединения с выводами обмотки статора размещены в «мокрой» зоне. Вывода обмотки статора и монтажные провода в месте пайки залиты герметиком.
Так как диаметр герметичного вывода значительно меньше общей длины герметичного вывода и длины штырей изолятора, то во внутренней полости щита в осевом направлении образуется свободный объем, и появляется возможность частично расположить в этом объеме лобовые части обмотки статора, в результате чего вал и корпус электродвигателя выполнены с уменьшением осевых габаритных размеров.
Сущность заявляемого технического решения иллюстрируется чертежами, где: на фигуре 1 изображен пример выполнения электродвигателя, в осевом продольном разрезе; на фигуре 2 - разрез А-А, вид слева, масштаб 1:1.
На фигуре 1 показан электродвигатель, который содержит корпус 1, ротор 2, статор 3 с выводами 4 обмотки статора 3, щит 5, отверстие в щите 5 для вывода монтажных проводов электродвигателя 11, герметик 12.
На фигуре 2 показан разрез А-А на фигуре 1, на котором изображены щит 5 с отверстием 6, герметичный вывод 7, включающий изолятор 8 со штырями 9 и кольцо уплотнительное 10. К штырям 9 с одной стороны изолятора 8 припаяны монтажные провода электродвигателя 11, а с другой - вывода 4 обмотки статора 3 (фиг.1), при этом для повышения надежности их закрепления, места пайки залиты герметиком 12.
Электродвигатель работает следующим образом.
Питание электродвигателя осуществляется подачей напряжения на выводные провода 11 электродвигателя. При питании обмотки статора трехфазным током в статоре 3 создается вращающееся магнитное поле, которое пересекает проводники обмотки ротора 2 и индуктирует в них э.д.с. Так как обмотка ротора 2 выполнена короткозамкнутой, то в ней появляется ток. В результате взаимодействия этого тока с магнитным полем статора 3 создается вращающий момент, под действием которого ротор 2 приводится во вращение и передает вращение на привод центробежного насоса.
Технический результат - создание конструкции электродвигателя погружного трехфазного, обеспечивающей решение поставленной задачи, а именно, улучшение показателя технического уровня за счет обеспечения увеличения удельной мощности изделия, а также снижение металлоемкости изделия путем уменьшения осевых габаритных размеров электродвигателя, достигается за счет:
- выполнения в щите электродвигателя отверстия под герметичный вывод, расположенного под углом 90° к оси электродвигателя;
- расположения герметичного вывода в отверстии щита таким образом, что ось герметичного вывода и ось электродвигателя расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях и не пересекаются;
- расположение герметичного вывода таким образом, что штыри изолятора герметичного вывода в месте соединения с выводными проводами электродвигателя размещены в «сухой» зоне, а в месте соединения с выводами обмотки статора размещены в «мокрой» зоне;
- расположения лобовых частей обмотки статора частично в освободившемся внутреннем объеме щита;
- расположения статора, ротора, корпуса и заднего подшипника ближе к щиту;
- выполнения вала и корпуса электродвигателя с уменьшением осевых габаритных размеров.
Таким образом, конструкция заявляемого технического решения обеспечивает снижение массы изделия, и, при сохранении мощности изделия, увеличивает удельную мощность электродвигателя, а также снижает металлоемкость.
Заявляемое устройство экспериментально подтвердило возможность получения предполагаемого результата и позволило уменьшить осевые габаритные размеры электродвигателя на 30 мм., длина его при этом равна 118 мм.