RU2041545C1 - Электрическая микромашина ветохина (эммв) - Google Patents
Электрическая микромашина ветохина (эммв) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2041545C1 RU2041545C1 SU5057950A RU2041545C1 RU 2041545 C1 RU2041545 C1 RU 2041545C1 SU 5057950 A SU5057950 A SU 5057950A RU 2041545 C1 RU2041545 C1 RU 2041545C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator core
- housing
- sleeve
- bearing shields
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Использование изобретения: относится к погружным электрическим машинам для приводов механизмов автоматики и робототехники и позволяет расширить область применения, а также повысить ее надежность, живучесть, долговечность и уменьшить ее вес и габариты. Сущность изобретения: микромашина содержит корпус (i), в который запрессован пакет (2) железа статора. По его торцам в корпусе (1) запрессованы диски-протекторы (3) из алюминиево-магниево-цинкового сплава. В пазы пакета 2 статора уложена n-фазная протяжная обмотка 4 из единого куска провода с полимерной изоляцией соединением "звезда". Ротор (5) с валом (6) и выступами представляют собой единый монолитный узел. На активной части ротора (5) между выступами с наклоном боковых поверхностей вставлены постоянные магниты 10 в виде сегментов цилиндрической трубы. Количество магнитов равно числу полюсов, а их длина равна длине пакета сердечника статора. На сегменте вместе с выступами напрессована втулка 11, зафиксированная крепежными кольцами 12. Корпус 1, втулка 11, подшипниковые щиты 13 и сердечник пакета 2 статора выполнены из таких материалов, которые в сочетании позволяют избежать между ними прямого электрического контакта с большой разностью электродных потенциалов. 4 ил.
Description
Изобретение относится к судовому электромашиностроению, в частности к погружным электрическим машинам, которые применяются для приводов механизмов автоматики и робототехники, а также в качестве источников питания электрооборудования подводной автоматики, работающих в морской воде на любой глубине в глубоководных обитаемых и необитаемых в подводных аппаратах.
Известен комбинированный электродвигатель гребной винт фирмы AEG-Telefunken и Jastrom, в которой гребной винт насажен на вал. Лопасти винта охвачены бандажом, в котором размещены постоянные магниты, закрытые антикоррозионным экраном. Статор вмонтирован в насадку, полость которого герметична и заполнена трансформаторным маслом [1] Однако электродвигатель гребной винт фирмы AEG-Telefunken может быть использован только в качестве привода главных гребных винтов аппаратов, и по своей конструкции эта машина не может быть выполнена в микроисполнении. Кроме того, при разгерметизации произойдет утечка масла из полости статора и электродвигатель выйдет из строя.
Наиболее близкой к предлагаемой является электрическая машина. Она содержит статор, ротор с валом, установленным в подшипниках, и подшипниковые щиты с отверстиями для входа и выхода морской воды, а также имеет свободные зазоры между валом ротора и подшипниковыми щитами. Данная машина обеспечивает надежную работу в качестве привода любого механизма, находящегося в морской воде и изготавливается средних и больших мощностей. Однако для привода механизмов в автоматических системах, манипуляторов роботов и для движителей гидронавтов требуются электрические машины малых мощностей. Изготовить машину по указанному авт. св. представляет определенные трудности из-за наличия множества конструктивных деталей, которые в конечном итоге повышают массогабаритные характеристики, а для систем подводной автоматики и робототехники микромашины должны иметь малые геометрические размеры и малый вес [2]
Задачей изобретения является расширение области применения электромикромашины в системах подводной автоматики и робототехники, повышение ее надежности, живучести и долговечности, а также уменьшения веса и габаритов.
Задачей изобретения является расширение области применения электромикромашины в системах подводной автоматики и робототехники, повышение ее надежности, живучести и долговечности, а также уменьшения веса и габаритов.
Задача решается тем, что в известной электрической микромашине, содержащей статор, ротор с валом в виде единого монолитного узла, заключенные в корпус, заполненный морской водой, поступающей в корпус через отверстия в подшипниковых щитах и зазоры между валом ротора и подшипниковыми щитами, на активной части ядра ротора, выполненного из высокопрочной антикоррозионной термообработанной нержавеющей немагнитной стали, имеются выступы с наклоном боковых поверхностей по радиусу радиальной плоскости сечения ротора, между которыми по поверхности ротора вставлены по скользящей посадке с тем же наклоном контактирующих боковых поверхностей постоянные магниты в виде сегментов цилиндрической трубы, количество которых определяется числом полюсов, а длина сегментов и выступов равна длине пакета сердечника статора, и на сегменты постоянных магнитов вместе с выступами напрессована втулка, втулка и постоянные магниты с торцов закреплены крепежными кольцами, выполненными из материала ротора, а шейки вала ротора вмонтированы в подшипниковые щиты, при этом по поверхности торцов сердечника статора расположены диски-протекторы из алюминиево-магниево-цинкового сплава, имеющие плотный электрический контакт с сердечником пакета статора, причем корпус и втулка ротора выполнены из углепластика на основе углеткани (углеволокна), подшипниковые щиты из металлокерамики, а сердечник пакета статора из магнитной антикоррозионной нержавеющей стали или корпус и втулка ротора выполнены из материала ротора, подшипниковые щиты из упомянутого углепластика, а сердечник пакета статора из электротехнической стали.
Новизной в данном техническом решении является новая совокупность известных признаков, среди которых имеются новые, нигде ранее не описанные, а именно: расположение на поверхности ротора постоянных магнитов в виде сегментов цилиндрической трубы и новое сочетание материалов для различных деталей конструкции.
Указанное расположение постоянных магнитов в сочетании с другими деталями микромашины позволяет использовать ее в качестве синхронного генератора для питания различных потребителей подводной автоматики, например, применяя систему генератор-двигатель можно использовать в качестве гребных электроустановок на роботах при исследовании морского дна и различных подводных объектов, в которых в качестве генератора и исполнительного двигателя применять микромашины с постоянными магнитами, позволяющими плавно регулировать частоту вращения, можно также применять эти микромашины в качестве подводных тахогенераторов для измерения частот вращения гребных винтов, используя эти сигналы для создания гирорулевых следящих систем. Кроме того, эти микромашины можно применять в качестве лагов для измерения скоростей подводных течений и передвижения подводных аппаратов при навешенном на вал водяном колесе (винте), а также в качестве генераторов с ручным приводом в различных спасательных средствах для питания портативных радиостанций и аварийных огней и т.д.
В качестве двигателей эти микромашины можно применять в химической, парфюмерной и пищевой промышленности для привода насосов, мешалок и т.д.
Предлагаемое сочетание материалов для различных деталей конструкции позволяет исключить при их электрическом контакте гальванические пары, тем самым исключить контактную коррозию активных частей микромашины при работе в морской воде как электролите.
Т.о. новая совокупность признаков обеспечивает расширение диапазона применения микромашины (можно использовать как двигатель, так и генератор), а также повышает надежность, живучесть, долговечность микромашины и уменьшает ее вес и габариты.
На фиг. 1 представлен продольный разрез микромашины; на фиг. 2 ротор с выступами без постоянных магнитов и втулки; на фиг. 3 вид сбоку по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 сечение по В-В на фиг. 1.
Электрическая микромашина содержит корпус 1, который выполняется из антикоррозионного материала, в корпусе запрессован пакет 2 железа статора. По торцам пакета 2 в корпусе 1 запрессованы диски-протекторы 3 из алюминиево-магниево-цинкового сплава, имеющие плотный электрический контакт по всей поверхности с сердечником пакета 2 статора. Диски предназначены для исключения контактной коррозии пакета статора, ротора, подшипниковых щитов и втулки ротора переводом их в катодное состояние, ибо диски из указанного сплава являются анодами. В пазы пакета 2 статора укладывается многофазная протяжная обмотка 4, каждая фаза которой выполнена из единого куска подвода с полимерной изоляцией с соединениями "звезда" концов и начал фаз с питающим кабелем. Пазы статора, как правило, выполняются закрытыми. При использовании полуоткрытых пазов витки в пазах закрепляются магнитными клиньями.
Ротор 5 с валом 6 и выступами 7 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) представляют единую монолитную конструкцию из высокопрочной антикоррозионной термообработанной немагнитной нержавеющей стали, например из стали ДИ49-ВД или 40Х13, обладающими высокими механическими характеристиками. На концах вала 6 имеются отшлифованные опорные 8 и упорные 9 поверхности, выполняющие функции подвижных скользящих частей подшипников. На активную часть ротора 5 между выступами 7, имеющими угол наклона β боковых поверхностей по радиусу радиальной плоскости сечения, вставлены по скользящей посадке с тем же наклоном β контактирующих боковых поверхностей постоянные магниты 10 (фиг. 1, фиг. 3, фиг. 4) в виде сегментов цилиндрической трубы. Количество сегментов равно числу полюсов, в данном примере равно двум, а их длина равна длине l пакета сердечника статора (фиг. 1, фиг. 2), толщина сегментов h определяется расчетом. На выступы 7 и сегменты 10 напрессовывается втулка 11, равная их длине и выполненная из антикоррозионного материала. С торцов ротора 5 на длинах d (фиг. 2) постоянные магниты 10 и втулка 11 фиксируются крепежными кольцами 12 из материала ротора методом тугой посадки (фиг. 1).
Подшипниковые щиты 13 с отверстиями 14 для входа охлаждающей забортной воды и отверстиями 15 для выхода воды вмонтированы в замки корпуса 1 статора по скользящей посадке и прижаты с внешней стороны кольцами 16 из нержавеющей стали, которые закрепляются винтами к корпусу 1 со стороны внешней цилиндрической поверхности (фиг. 1). Подшипниковые щиты 13, имеющие как и шейки вала 6 ротора отшлифованные опорные 8 им упорные 9 поверхности, выполняют функции неподвижных частей подшипников скольжения, которые имеют по отношению к шейкам вала 6 рабочий зазор по "движению" или "ходовой".
Между расточкой статора 2 и втулкой 11 ротора 5 имеется немагнитный рабочий зазор 17, определяемый расчетом и габаритами микромашины.
Для уменьшения веса, габаритов микромашины и исключения контактной коррозии корпус 1 и втулка 11 ротора выполняются из углепластика на основе углеткани или углеволокна, например марки УГЭТ-Т, в котором в качестве пропитки и связующего используется эпоксидная смола, а также марки ФУТ, в котором в качестве пропитки и связующего используются фенольные смолы. Эти углепластики по прочности равны стали, химически нейтральны и не набухают в морской воде. Подшипниковые щиты 13 выполняются из металлокерамики, а сердечник пакета статора 2 из магнитной антикоррозионной нержавеющей стали, например, из стали 00Х13.
Для уменьшения веса, габаритов микромашины и исключения контактной коррозии можно применять другое сочетание материалов конструкции, а именно: корпус 1 и втулка 11 ротора выполняются из материала ротора, подшипниковые щиты 13 из упомянутого углепластика, а сердечник пакета 2 статора из электротехнической стали. Такое сочетание элементов конструкции микромашины позволяет избежать между ними прямого электрического контакта с большой разностью электродных потенциалов, которая вызывает контактную коррозию при погружении микромашины в морскую воду, диски 3 из алюминиево-магниево-цинкового сплава, запрессованные в корпус 1, будут компенсировать имеющуюся разность потенциалов между некоторыми контактирующими поверхностями элементов конструкции микромашины, а также разность потенциалов, возникающую от микрогальванических элементов примесей, которые всегда присутствуют в любом однородном металле. В данном случае диски 3 являются анодами по отношению ко всем элементам конструкции микромашины и будут корродировать в морской воде, остальные детали будут находиться в исходном состоянии.
Сборка конструкции производится следующим образом.
В изготовленный корпус статора 1 запрессовывается пакет железа статора 2 и диски 3, изготавливается ротор 5 с валом 6, производится механическая обработка его цилиндрической поверхности, а также выступов 7, опорных 8 и упорных 9 поверхностей шеек вала 6, изготавливаются крепежные кольца 10 ротора и крепежные кольца 16 корпуса статора и после этого их термообрабатывают. Одновременно изготавливают подшипниковые щиты 13 с опорными 8, упорными 9 поверхностями скольжения и отверстиями 14 для входа забортной охлаждающей воды и отверстиями 15 для выхода воды. После термообработки узлов и деталей из нержавеющей стали производится их окончательная механическая обработка, шлифовка трущихся поверхностей шеек вала ротора, и поверхности ротора, производят монтаж постоянных магнитов на роторе, напрессовывают гильзу на постоянные магниты и выступы ротора и закрепляют их по торцам крепежными кольцами. После чего центрируют ротор и подшипниковые щиты относительно расточки статора (оси машины), при этом производят окончательную обработку замков корпуса, шлифовку опорных и упорных поверхностей подшипниковых щитов и шеек вала до 7-8 класса чистоты, устанавливают между ними рабочий зазор, а также методом шлифовки устанавливают рабочий немагнитный зазор между бочкой ротора и расточкой статора, после чего производят промежуточную сборку микромашины без обмотки, проверяют механическое вращение ротора, проверяют разбег и бой ротора, маркируют необходимые детали и разбирают микромашину для балансировки ротора и укладки протяжной обмотки статора из обмоточного провода с полимерной изоляцией, концы которой соединяют с питающим кабелем необходимой длины, причем после намотки каждой фазы проверяют ее сопротивление изоляции при погружении статора в соленую воду и затем производят окончательную сборку электрической микромашины.
Claims (1)
- Электрическая микромашина, содержащая статор с сердечником, ротор с валом, заключенные в корпус, в подшипниковых щитах выполнены отверстия для заполнения корпуса морской водой, между валом ротора и подшипниковыми щитами имеются зазоры, а шейки вала ротора установлены в подшипниковые щиты, отличающаяся тем, что активная часть ротора выполнена из высокопрочной, антикоррозионной термообработанной нержавеющей немагнитной стали и снабжена выступами с наклоном боковых поверхностей по радиусу радиальной плоскости сечения ротора, между которыми по поверхности ротора установлены по скользящей посадке с тем же наклоном контактирующих боковых поверхностей постоянные магниты в виде сегментов цилиндрической трубы по числу полюсов, а длина сегментов и выступов равна длине сердечника статора и на сегменты постоянных магнитов и на выступы напрессована втулка, втулка и постоянные магниты с торцов ротора закреплены крепежными кольцами, выполненными из материала ротора, по поверхности торцов сердечника статора расположены диски-протекторы из алюминиево-магниево-цинкового сплава, имеющие плотный электрический контакт с сердечником статора, при этом корпус и втулка ротора выполнены из углепластика на основе углеткани или углеволокна, подшипниковые щиты из металлокерамики, а сердечник статора из магнитной антикоррозионной нержавеющей стали или корпус и втулка ротора выполнены из материала ротора, подшипниковые щиты из упомянутого углепластика, а сердечник статора из электротехнической стали.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5057950 RU2041545C1 (ru) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Электрическая микромашина ветохина (эммв) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5057950 RU2041545C1 (ru) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Электрическая микромашина ветохина (эммв) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2041545C1 true RU2041545C1 (ru) | 1995-08-09 |
Family
ID=21611200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5057950 RU2041545C1 (ru) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Электрическая микромашина ветохина (эммв) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2041545C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519061C2 (ru) * | 2009-11-02 | 2014-06-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Ветроэлектрический генератор |
CN108321967A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-07-24 | 绍兴摩泰机电科技有限公司 | 散热型电机壳 |
-
1992
- 1992-08-18 RU SU5057950 patent/RU2041545C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 288381, кл. H 02K 9/24, 1987. * |
Судостроение за рубежом 1987, N 8, с. 63 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519061C2 (ru) * | 2009-11-02 | 2014-06-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Ветроэлектрический генератор |
US9287747B2 (en) | 2009-11-02 | 2016-03-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Wind power generator with internal cooling circuit |
CN108321967A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-07-24 | 绍兴摩泰机电科技有限公司 | 散热型电机壳 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yan et al. | A review of progress and applications of ship shaft-less rim-driven thrusters | |
US5185545A (en) | Dual propeller shock resistant submersible propulsor unit | |
US8851942B2 (en) | Thrust generating apparatus | |
CN102803064B (zh) | 推力发生装置 | |
US6350109B1 (en) | Rotary pump with immersed rotor | |
US3143972A (en) | Axial flow unit | |
CN102803063B (zh) | 推力发生装置 | |
US5828148A (en) | Method and apparatus for reducing windage losses in rotating equipment and electric motor/generator employing same | |
US5702273A (en) | Marine propulsion system for underwater vehicles | |
RU2722873C1 (ru) | Движительный комплекс с кольцевым электродвигателем для подводных аппаратов большой автономности | |
KR20010034298A (ko) | 기계, 특히 전기 기계, 특히 유동 유체 및 기체용 에너지변환기 | |
RU2041545C1 (ru) | Электрическая микромашина ветохина (эммв) | |
US11394255B2 (en) | Split electric machine for retrofit hybrid propulsion systems | |
US4628221A (en) | Homopolar motor with pressurized liquid metal contact | |
Abu Sharkh et al. | Design and performance of an electric tip-driven thruster | |
RU2072609C1 (ru) | Электрическая машина ветохина эмв | |
KR100308180B1 (ko) | 수중추진장치 | |
KR102684603B1 (ko) | 수중이동체 | |
RU2041546C1 (ru) | Торцевая электрическая машина ветохина (тэмв) | |
RU2065656C1 (ru) | Электрическая машина ветохина "эмв" | |
Vărăticeanu et al. | Design and validation of a 2.5 kw electric naval propulsion system with rim driven propeller | |
RU2041547C1 (ru) | Торцевая электрическая машина ветохина (тэмв) | |
RU2115590C1 (ru) | Комбинированный электродвигатель - гребной винт | |
RU179428U1 (ru) | Винтолопастной электромагнитный движитель глубоководного применения | |
RU2106733C1 (ru) | Электрическая машина ветохина эмв |