Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое секции на двигатель

Что такое секции на двигатель

Двигатели постоянного тока обычного исполнения имеют ценное качество-возможность широко и плавно регулировать скорость вращения. Вместе с тем они обладают существенным недостатком, обусловленным щеточно-коллекторным узлом. Вполне естественно, что появилась мысль создать двигатели, обладающие достоинствами двигателей постоянного тока и свободные от их недостатков. Такие двигатели называются бесконтактными двигателями постоянного тока.

Рис.5.1. Структурная схема бесконтактного двигателя постоянного тока

Бесконтактные двигатели постоянного тока состоят из трех элементов (рис. 5.1):

1) бесконтактного двигателя с m-фазной обмоткой на статоре и возбужденным ротором обычно в виде постоянного магнита;

2) датчика положения ротора (ДПР), выполненного в одном корпусе с двигателем и предназначенного для выработки сигналов управления моментами времени и последовательностью коммутации токов в обмотках статора;

3) коммутатора, как правило, транзисторного, осуществляющего по сигналам ДПР коммутацию токов в обмотках статора.

Принцип действия бесконтактного двигателя рассмотрим на примере упрощенной схемы (рис. 5.2). В ее состав входит двигатель с тремя обмотками на статоре, сдвинутыми в пространстве на 120 градусов и соединенными в звезду, ДПР с одним сигнальным элементом (СЭ) и тремя чувствительными элементами (ЧЭ) (их число равно числу обмоток статора), коммутатор, выполненный на трех транзисторах, работающих в ключевом режиме, т.е. в режиме «закрыт» или «открыт».

Рис. 5.2. Упрощенная принципиальная схема бесконтактного двигателя постоянного тока

В положении, показанном на рис.5.2, сигнальный элемент через чувствительный элемент «А» открывает транзистор ТА. По обмотке А протекает ток IА. Намагничивающая сила обмотки FА взаимодействует с потоком постоянного магнита ротора. Возникает вращающий момент, и двигатель приходит во вращение (1-й такт на рис. 5.3). Вместе с ротором поворачивается и СЭ ДПР. При повороте ротора на угол чуть больший 30° СЭ будет воздействовать сразу на два ЧЭ: на «А» и на «В». Это значит, что будут открыты сразу два транзистора: ТА и ТВ. Ток будет протекать по обеим обмоткам А и В. Появится результирующая НС статора FАВ, которая повернется на 60° по сравнению с первым положением (2-й такт на рис. 5.3).

Рис. 5.3. Первых 3 такта в работе бесконтактного двигателя постоянного тока

Эта НС продолжает взаимодействоватьс полем постоянного магнита; двигатель продолжает развивать вращающий момент.

Когда угол поворота станет чуть больше 90°, транзистор ТА закроется, ток будет проходить только по обмотке В. Поле ротора будет взаимодействовать только с НС этой обмотки, однако вращающий момент по прежнему будет воздействовать на ротор двигателя и вращать его в том же направлении (3-й такт на рис. 5.3). В конечном итоге двигатель разовьет такую скорость, при которой его момент будет уравновешиваться моментом нагрузки.

Если бы бесконтактный двигатель имел обмоток, чувствительных элементов и транзисторов столько же, сколько обычный двигатель имеет коллекторных пластин, то по своим свойствам и характеристикам они ничем бы не отличались друг от друга. Однако увеличение числа элементов сильно усложняет конструкцию машины. Поэтому в реальных двигателях число обмоток, а соответственно, и число чувствительных элементов и транзисторов не превышает 3-4.

Малое число обмоток обусловливает ряд особенностей работы бесконтактного двигателя постоянного тока.

1. Пульсация вращающего момента — возникает вследствие скачкообразного перемещения НС статора (см. положения 1,2,3 рис. 5.3). В соответствии с общими законами электромеханического преобразования энергии момент бесконтактного двигателя может быть определен как скалярное произведение магнитного потока ротора и НС взаимодействующих обмоток статора

(5.1)

где: см — постоянный коэффициент; q — угол между потоком ротора и НС статора.

Так как при вращении двигателя угол q непрерывно меняется, то и момент двигателя не остается постоянным.

2. Реакция якоря периодически изменяется, становясь то поперечной, то продольно намагничивающей, то продольно размагничивающей (рис. 5.4). Объясняется это опять-таки скачкообразным перемещением НС статора (якоря). Размагничивающее действие поля статора особенно сильно при пуске двигателя, т.к. при этом противо-ЭДС равна 0, а ток — наибольший. С этим необходимо считаться при выборе постоянных магнитов, стабилизация которых происходит в режиме короткого замыкания.

Рис. 5.4. Реакция якоря в бесконтактном двигателе постоянного тока

3. Пульсация токов в обмотках статора и суммарного тока двигателя объясняется дискретным питанием обмоток (в тот момент, когда открыты два транзистора, потребляемый ток вырастает в два раза по сравнению с режимом, когда открыт только один транзистор).

4. Влияние индуктивности обмоток статора.В обычном двигателе секции якоря маловитковые, поскольку общее число витков якоря делится на большое число секций. Индуктивность таких секций сравнительно небольшая. В бесконтактном двигателе общее число витков якоря разбивается на 3-4 обмотки (секции). В результате секции получаются многовитковыми, а, следовательно, обладающими большой индуктивностью т.к. L

С учетом ряда допущений уравнение напряжения для якоря можно записать в виде

(5.2)

Решая его относительно тока, получим

(5.3)

где Т = L/r — электромагнитная постоянная времени.

Выражение перед круглой скобкой есть ток якоря при отсутствии индуктивности. Тогда

(5.4)

При больших скоростях, когда время коммутации невелико, ток в обмотках не успевает достигать установившегося значения. Его эффективное значение становится меньше, чем при L = 0

Вращающий момент прямо пропорционален току якоря, поэтому

(5.5)

(5.6)

Анализ выражения (5.6) показывает, что момент имеет две составляющие. Первую — не зависящую от времени. Она равна моменту при отсутствии индуктивности. Вторую — переменную. Она появляется из-за индуктивности обмоток. Эта составляющая при всех скоростях имеет отрицательное значение (U > E). Поэтому можно утверждать, что, как и ток, вращающий момент бесконтактного двигателя меньше, чем вращающий момент обычного коллекторного двигателя.

Подставим значение ЭДС Е = сеnФ в формулу (5.6), получим механическую характеристику бесконтактного двигателя

(5.7)

Выразим эту характеристику в относительных единицах, приняв за базисный момент пусковой момент (n = 0, U = Uном), а за базисную скорость — скорость холостого хода (М = 0, U = Uном ). Время t = ¥

Рис. 5.6. Механические характеристики бесконтактного двигателя постоянного тока при разных значения α и L: L2 > L1 > 0

Разделим обе части уравнения (5.7) на Мп:

(5.8)

Обозначим a = U/Uном. С учетом n = U/(сеФ) получим

(5.9)

где n = n/n — относительная скорость двигателя.

На рис. 5.6 показаны механические характеристики бесконтактного двигателя при разных индуктивностях обмоток статора L. Видно, что с увеличением L нелинейность характеристик увеличивается.

Частоту вращения бесконтактных двигателей можно регулировать в широких пределах путем изменения напряжения питания.

Однако на практике чаше применяется импульсный способ, сущность которого заключается в изменении не величины постоянно подводимого напряжения, а длительности питания двигателя номинальным напряжением.

§ 5.1. Датчики положения ротора

Датчики положения ротора определяются их чувствительными элементами, которые могут быть построены с использованием ЭДС Холла, фотоэффекта и т.д.

Рис. 5.7. Датчик положения ротора трансформаторного типа

Достаточно широкое распространение получили датчики электромагнитного – трансформаторного типа. На рис. 5.7. показан один из них.

Чувствительными элементами датчика являются три трансформатора (Тр1, Тр2, Тр3), сдвинутыми в пространстве на 120 эл. град. Сердечники трансформаторов выполняются из быстронасыщающихся материалов – феррита, пермалоя и тр. Первичные обмотки трансформаторов (I) питаются напряжением высокой частоты (порядка нескольких килогерц) от маломощного источника. Вторичные обмотки через диоды включаются в базы соответствующих транзисторов.

Читать еще:  Что такое двигатель дпм

Ротор датчика состоит из постоянного магнита 1, полюсного наконечника 2, выполненного из магнитомягкого материала, и немагнитного полуцилиндра 3.

Элементам конструкции датчика придаются такие формы и они располагаются так, чтобы сердечники трансформаторов, перекрытые полюсным наконечником 2, были насыщенными. В этом случае ЭДС вторичных обмоток трансформаторов (II) практически равны нулю и сигналы на базы транзисторов не поступают. Управляющие сигналы поступают только от тех трансформаторов, сердечники которых не насыщены.

Вопросы: 1) Нарисуйте диаграмму НС обмоток статора (подобную положениям 1,2,3 на рис. 5.3) при условии, что дуга чувствительного элемента не 180° , а 120° .

2) Чему равна величина суммарного тока, потребляемого двигателем из сети, при различных углах поворота ротора и дуге ЧЭ в 120° ?

МОТОРВАГОННАЯ СЕКЦИЯ

совокупность нескольких работающих совместно моторных и прицепных вагонов, расположенных относительно друг друга в определенном порядке. Секции могут сцепляться с другими подобными секциями, образуя поезд, управляемый из одного поста.

Технический железнодорожный словарь. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство . Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941 .

  • МОТОРВАГОН
  • МОТОР-ГЕНЕРАТОР

Смотреть что такое «МОТОРВАГОННАЯ СЕКЦИЯ» в других словарях:

МОТОРВАГОННАЯ СЕКЦИЯ — неск. сцепленных между собой вагонов, из к рых один или (как правило) два моторных, а остальные прицепные. Каждая М. с. имеет по концам кабины управления и всё необходимое оборудование для движения в обоих направлениях. Формирование поездов из М … Большой энциклопедический политехнический словарь

Электропоезд С — Электропоезд С ряд серий электропоездов различных модификаций, строившихся и эксплуатировавшихся в СССР с 1929 года. Название серии говорит о том, что электропоезда создавались для работы на Северных железных дорогах. Электропоезд СМ3,… … Википедия

СР3 — Электропоезд С ряд серий электропоездов различных модификаций, строившихся и эксплуатировавшихся в СССР с 1929 года. Название серии говорит о том, что электропоезда создавались для работы на Северных железных дорогах. Электропоезд СМ3,… … Википедия

Электросекция СР3 — Электропоезд С ряд серий электропоездов различных модификаций, строившихся и эксплуатировавшихся в СССР с 1929 года. Название серии говорит о том, что электропоезда создавались для работы на Северных железных дорогах. Электропоезд СМ3,… … Википедия

Электросекция Ср3 — Электропоезд С ряд серий электропоездов различных модификаций, строившихся и эксплуатировавшихся в СССР с 1929 года. Название серии говорит о том, что электропоезда создавались для работы на Северных железных дорогах. Электропоезд СМ3,… … Википедия

Электросекция С — Электропоезд С ряд серий электропоездов различных модификаций, строившихся и эксплуатировавшихся в СССР с 1929 года. Название серии говорит о том, что электропоезда создавались для работы на Северных железных дорогах … Википедия

ЭР7 — Головная секция ЭР7к 03 в Щербинке (2011 год) … Википедия

Поезд спутник — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия … Википедия

ЭС2 — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия … Википедия

Электропоезд ЭМ4 — Электропоезд ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка В эксплуатации с 1962 Производитель Рижский вагоностроительный, Рижский электромашиностроительный, Калининский вагоностроительный Серия … Википедия

Газотурбинный двигатель: Устройство и принцип работы

  • Отличительные черты
  • Газотурбинный двигатель принцип работы
  • Устройство газотурбинного двигателя
  • «Минус» и «плюс» мотора
  • Виды газотурбинных двигателей

Сегодня среднестатистический обыватель знаком с устройством и принципом работы мотора внутреннего сгорания, а вот газотурбинный двигатель, приводит пользователя в тупик. Тем не менее принцип действия турбинного агрегата намного проще поршневого мотора. Из-за особенностей эксплуатации, первый нашёл применение в авиации, второй установлен на 90% штатных автомобилей.

По классификации, силовая установка относится к тепловым устройствам, поскольку трансформирует выделившийся напор от горения в работу механики. В противовес агрегату с поршнями, проходящее преобразование течёт в непрерывной газовой струе, а это влияет на конструкцию и эксплуатацию. Попытки установить газотурбинный мотор на машины предпринимаются постоянно, однако массового развития идея не получила.

Отличительные черты

Как уже говорилось раньше, предпринимались попытки использовать газотурбинный двигатель для автомобиля, однако дальше испытаний дело не пошло. Единственная отрасль, в которой агрегат нашёл применение — авиация.

Если сравнивать газотурбинный мотор с иными силовыми установками, то у первого изделия значение вырабатываемой мощи по отношению к массе больше. Так же плюс в используемом топливе, доведённый до мелкодисперсного состояния, ассортимент воображает, главный вид — керосин и дизель. Но возможно применение: бензина, газа, спирта, мазута, угольной пыли и т.п.

Агрегат с поршнями и газотурбинная установка, это моторы, работающие на основе тепла, преобразующие энергию, выделившуюся при горении в работу механики. Разница между устройствами заключается в течение процесса. В обоих моторах происходит забор и воздушное сдавливание, после чего подаётся порция горючего, затем субстанция горит, увеличивается и сбрасывается атмосферную среду.

В поршневых установках описанные действия происходят в одной точке — камере сгорания, при этом соблюдается очерёдность действий. Для газотурбинного двигателя характерно протекание действий в нескольких частях механизма одновременно.

Что бы понять, как работает газотурбинный двигатель, разделяют этапы протекания процессов, которые в сумме составляют преобразование топлива в работу:

  • Подведение горючего и образование смеси.

За счёт прохождения атмосферного воздуха через компрессорное колесо, смесь сжимается в объёме, увеличивая напор, до сорока раз. После происходит перетекание воздуха в горящий объём, куда подаётся и топливо. Перемешиваясь с воздушной массой и сгорая, смесь энергетически преобразуется.

  • Энергетическое рабочее преобразование.

Выделившуюся силу переформатируют в работу механики. Для этого используют специальные лопатки, которые вращаются в газовой струе, выходящей с напором.

  • Распределение силы.

Распределяя полученную работу, задействуют её кусок в сдавливании очередной воздушной порции, оставшаяся мощь отводится для привода механизма.

Таким образом, видно, что действие газотурбинного устройства сопровождается оборачиванием и это единственное перемещение в установке. Тогда как для других видов силовых агрегатов действию сопутствует перемещение вытеснителя. Учитывая, что габариты и масса газотурбинного агрегата меньше поршневого собрата, а полезный коэффициент и мощь выше, превосходство первого очевидно. Однако увеличенный аппетит и сложность эксплуатации нивелируют преимущества. С целью экономии горючего, установки применяют устройство обмена теплом.

Схема включения в процесс турбины:

Газотурбинный двигатель принцип работы

Смысл двигателестроения, достижение повышенного значения полезного коэффициента. В нашем случае, требуемые результаты, напрямую связаны с горением смеси и при этом обширном выделении тепла. Это не так просто, как кажется, основополагающее препятствие — материал изделия, которому сложно выдержать температуру и напор. По этой причине, проведено много расчётов, направленных на снятие тепла с турбины и применение в ином русле. Усилия не пропали даром, повторное использование энергии стало возможным и нагревало сжатые воздушные массы перед горением, а не терялось зря. Без таких устройств «теплообменников» достичь значений полезного действия было бы не возможно.

Читать еще:  Что такое панорамный двигатель

Для достижения повышенных показателей мощи, турбинные лопатки раскручивают до как можно больших показателей. Скорость вращения обусловлена напором выходящих газов. Чем меньше размер установки, тем выше частота оборотов, поскольку только так достигается стабильность работы.

Газотурбинный двигатель Т 80:

Устройство газотурбинного двигателя

Если сравнивать газотурбинный двигатель с мотором, который применяют на автомобиле, устройство первого проще. Агрегат включает камеру, где происходит сгорание; присутствуют свечи, поджигающие заряд; форсунка, участвующая в смесеобразовании. На одном валу помещены турбинные колёса и нагнетатель. Присутствуют: редуктор понижения, устройство обмена теплом, трубки, коллектор впуска, сопло и концентратор.

Вращаясь на компрессорном валу, лопатки втягивают воздушную массу, используя коллектор впуска. Достигнув скорости вращения 0,5 км/с, нагнетатель затягивает воздух в концентратор. В конечной точке скоростной режим падает, однако сдавливание массы повышается. Далее воздушная масса перетекает в устройство температурного обмена для набора температуры и перехода в область горения. В пространство параллельно с воздушной массой постоянно поступает горючее, за это отвечают распылители. Перемешиваясь, масса и горючее образуют рабочую консистенцию, которая после приготовления воспламеняется свечой. Горение поднимает напор объёма, газы, вырываясь сквозь концентратор, сталкиваются с турбинными лопатками, двигая колесо. Импульс, создаваемый окружностью, передаётся посредством редуктора на движущий элемент, а газовый остаток перетекает в устройство обмена теплом, подогревая там сдавленные воздушные массы и выбрасываясь в среду окружения.

Газотурбинный мотор «ДР59Л»:

Минус установки, цена материала, способного выдержать температуру. Кроме того, чтобы исключить поломку, поступающий в агрегат воздух требует повышенной степени очистки. Несмотря на это, доработка и усовершенствование агрегата проводятся постоянно. Расширяется сфера применения, сегодня построена автомобильная, авиационная установка, и даже газотурбинный двигатель для кораблей.

«Минус» и «плюс» мотора

Газотурбинный агрегат способен вырабатывать большой момент, а значит повышенные показатели мощности. Для охлаждения сопутствующих элементов нет каких-либо устройств, поскольку соприкасающихся поверхностей мало. В то же время, подшипников используется не много, а качество деталей свидетельствует о надёжности и безотказности агрегата.

Отрицательный аспект, это дороговизна используемых материалов при изготовлении деталей и, как следствие, немалые вложения в починку механизма. Несмотря на недостатки, конструкция постоянно дорабатывается и совершенствуется.

Газотурбинный двигатель используют в авиации, на автомобилях установку применяют как эксперимент. Это произошло по причине постоянной потребности в охлаждении газов, поступающих на лопатки турбины. Это снижает полезное действие агрегата, увеличивая потребление горючего.

Главные преимущества мотора:

  • Пониженная степень загрязнения выхлопных газов;
  • Починка простая и лёгкая (не содержит расходных материалов);
  • Отсутствие вибрации;
  • Пониженный шум при эксплуатации агрегата;
  • Повышенные характеристики импульса;
  • Включение и отклик на педаль акселератора без задержек;
  • Повышено соотношение мощности и веса.

Танковая установка «ГТД-1500»:

Виды газотурбинных двигателей

Конструктивно газотурбинные силовые установки делят на четыре типа

  • Турбореактивные установки.

Двигатель этого типа используют в авиационной промышленности, когда важен показатель скорости передвижения (например, военные самолёты). Работа происходит за счет выхода газов из сопла самолёта на повышенной скорости. Газы толкают транспорт и таким образом двигают изделие вперёд.

  • Турбовинтовая установка.

Конструктивным отличием с предшественником считается дополнительная турбинная секция. Устройство вращает винт, забирая энергию у газов, прошедших компрессорную турбину. Визуально, механизм представлен рядом лопаток, размещают деталь в передней или задней части. Для отвода выхлопа применяют отводящие патрубки. Аппарат предназначен для установки на летательных аппаратах, используемых на малых высотах и скоростях, может оснащаться биротативным воздушным винтом.

Турбовентиляторный двигатель «Д-27»:

  • Турбовентиляторная установка.

Конструктивно, турбина похожа на предыдущую установку, различие во второй турбинной секции. Элемент отнимает энергию газов частично, как следствие, используются отводные выхлопные патрубки. Особенность агрегата, вентилятор активируется турбиной пониженного напора. По этой причине, второе название двигателя – «двухконтурный». Здесь внутренний контур образован воздушным потоком, идущим через агрегат, внешний контур создаёт направление, чтобы повысить эффект толчка вперёд. Последние выпуски летательных аппаратов применяют турбовентиляторные двигатели, поскольку механизмы надёжны и экономичны на больших высотах.

  • Турбовальная установка.

Конструктивно, установка похожа на предыдущий агрегат. Разница в том, что вал механизма приводит в действие многочисленные возможные элементы. Мотор получил распространение на вертолётах, танках, кораблях. Например, М90ФР, корабельный газотурбинный двигатель, устанавливаемый на фрегатах Российского флота. К таковым относятся: «Адмирал Горшков», «Дерзкий» и др.

Газотурбинный »:

  • Вспомогательный двигатель

Случается, что газотурбинная силовая установка применяется, как вспомогательное оборудование, например, автономный источник питания на борту. Простые агрегаты сжимают воздушные массы, отбираемые у турбинного компрессора, который запускает главные двигатели. Сложные установки вырабатывают электрическую энергию для нужд бортовой сети.

Что такое секции на двигатель

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для привода погружных нефтедобывающих насосов, а также для привода любого другого устройства с вращающимся ротором.

Известны конструкции погружных секционных электродвигателей, содержащих верхнюю и нижнюю секции [патент №2219372 РФ, 2003]. За счет использования нескольких секций электродвигателя увеличивается его суммарная мощность. При этом каждая из секций содержит корпус, статор и ротор, валы роторов разъемно соединены посредством шлицевых муфт. В верхней части корпуса нижней секции закреплена присоединительная головка, в центральном отверстии которой размещена фторопластовая электроизоляционная колодка с тремя продольными отверстиями, в которые введены выводы обмоток статоров соответственно верхней и нижней секций и соединены между собой с помощью штепсельных соединителей. Соединение обмоток в звезду выполнено в нижней части нижней секции.

Поскольку обмотки электродвигателя соединены в звезду в нижней секции, то секции электродвигателя не являются взаимозаменяемыми. Другим недостатком подобных устройств является большая номенклатура деталей и сложность ремонта.

Наиболее близкой к заявляемой является конструкция секционного вентильного электродвигателя, состоящего из секций, каждая из которых содержит корпус, статор с фазными обмотками и ротор, при этом в каждой секции половина магнитов смещена относительно другой половины на половину зубцового деления статора, а в смежных секциях одноименные магниты ротора смещены в окружном направлении [патент №2484573 РФ, 2013]. Валы смежных секций соединены специальной шлицевой муфтой. Если рассматривать аналог и прототип указанного патента, то очевидно, что верхняя и нижняя секции электродвигателя в них должны отличаться по конструктивному исполнению, так как в верхней секции должен быть токоввод, а в нижней — соединение обмоток.

Недостатком известного устройства является необходимость конструкционных отличий верхней и нижней секций (модулей) электродвигателя для замыкания обмоток статора в звезду с нижней стороны электродвигателя и подвода электроэнергии к верхней части электродвигателя.

Задачей настоящего изобретения является улучшение технологичности изготовления и монтажа в скважине секционного электродвигателя за счет унифицирования конструкции входящих в него секций.

Указанный технический результат достигается тем, что в секционном электродвигателе, содержащем кабельный ввод, гидрозащиту и несколько секций, включающих корпус, статор с обмотками, соединенными в звезду, и ротор, согласно изобретению соединение обмоток в звезду вынесено за пределы секций, а секции выполнены с одинаковыми унифицируемыми разъемами.

В частных случаях исполнения соединение обмоток в звезду может быть вынесено в отдельный модуль, в гидрозащиту или в блок телеметрической системы (при его наличии).

Предпочтительно вынесение кабельного ввода в отдельный модуль и соединение последнего с верхней секцией электродвигателя через унифицированный разъем.

Для вентильных секционных электродвигателей между секциями электродвигателя может быть установлен промежуточный вал, соединенный с концами валов ротора с помощью шлицевых муфт, при этом смещение ротора достигается за счет смещения шлицев в шлицевой муфте, соединяющей валы роторов, или в промежуточном вале.

Читать еще:  Что такое тсс двигателя

Изготовление каждой секция электродвигателя с унифицированными разъемами сверху и снизу секции и использование аналогичного разъема в соединяемых с ними модулях (в частности, гидрозащите или блоке телеметрической системы) позволяет в значительной мере облегчить монтаж электродвигателя.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема погружной установки с секционным электродвигателем на грузонесущем кабеле, на фиг. 2 — схема погружной установки с секционным электродвигателем на колонне насосно-компрессорных труб, на фиг. 3 — соединение секций электродвигателя, на фиг. 4 — соединение секции электродвигателя и гидрозащиты.

Возможны два варианта компоновки погружных насосов с секционными двигателями. По первому варианту (фиг. 1) установка подвешивается на грузонесущем кабеле 1, к нижнему концу которого крепится кабельная муфта 2, соединенная с верхней гидрозащитой 3, ниже которой последовательно располагаются блок телеметрической системы 4, секции электродвигателя 5 и 6 (их может быть больше двух), нижняя гидрозащита 7 и погружной насос 8. В упрощенном виде данная схема описана в патенте на полезную модель РФ №150032, принадлежащем заявителю.

Второй вариант представляет собой типовую компоновку погружной электроцентробежной установки (фиг. 2), в которой секции двигателя 5 и 6 находятся в нижней части, к нижнему концу нижней секции 6 прикреплен блок телеметрической системы 4, а над верхней секцией 5 установлена гидрозащита 9, выше которой на колонне труб 10 подвешен насос 8.

Предлагаемое соединение нижней 6 и верхней 5 секций электродвигателя может быть применено в любой из указанных компоновок. На фиг. 3 показана нижняя часть одной секции 5 и верхняя часть второй смежной секции 6. Каждая секция секционного электродвигателя в верхней части содержит головку 11, в которой внутри электроизоляционной колодки 12 установлены электрические контакты 13, образующие розетку и соединенные через выводные провода 14 с обмоткой статора 21 следующей секции.

В нижней части (основании) каждой секции есть провода обмотки 17, соединенные со штекерами 18, входящими в контакты 13. Штекера 18 одной секции, колодка 12 и контакты 13 другой секции образуют унифицированный разъем. Верхняя часть проводов обмотки 17 далее образует обмотку статора 21 либо соединяется с ней. Через каждую секцию электродвигателя проходит вал 15, который соединен с валом смежной секции шлицевой муфтой 20. К основанию секции прикреплена гильза 19, закрывающая шлицевую муфту 20. Корпуса секций могут быть соединены резьбовым соединением напрямую или с использованием накидной гайки 16.

Аналогичным образом осуществляют соединение нижней 6 секции электродвигателя и гидрозащиты 7 (фиг. 4). В этом случае электроизоляционные колодки 22 размещены в головке 11 гидрозащиты 7 и в них проложены контакты 23, соединяющие фазы обмотки электродвигателя.

На чертеже не показаны подшипники и маслосмазывающие каналы. Их расположение и количество определяется конструкцией электродвигателя и не влияет на суть изобретения.

В частном случае исполнения секционный электродвигатель может быть выполнен с промежуточным валом. При таком исполнении либо укорачиваются валы секций, либо удлиняются корпуса секций, либо между корпусами секций электродвигателя добавляется промежуточный корпус, а вместо одной шлицевой муфты 20 устанавливается промежуточный вал с двумя шлицевыми муфтами на концах. Необходимость наличия промежуточного вала возникает при сборке вентильных электродвигателей, когда требуется точное позиционирование угла поворота роторов секций, и определяется технологическими соображениями.

В альтернативном варианте может быть изготовлена удлиненная шлицевая муфта со смещенными на определенный угол шлицами. На промежуточном валу или корпусах шлицевых муфт могут быть установлены дополнительные подшипники.

Расположение, тип и конструкции уплотнений между деталями не показаны. Уплотнения могут быть выполнены как в виде резиновых или медных колец и шайб, так и в любом другом виде.

Материалы и покрытия на поверхности деталей могут быть использованы такие же, как и для серийных несекционных электродвигателей. Для особых условий эксплуатации секционных электродвигателей могут быть подобраны специальные материалы и покрытия.

Подвод электричества к секционному электродвигателю может быть осуществлен с помощью кабельной линии, грузонесущей кабельной линии или шлангокабеля. Тип подводящего кабеля определяет конструкцию модуля кабельного ввода, вставляемого в верхнюю секцию электродвигателя.

Нижняя часть модуля с кабельным вводом (не показана) должна повторять собой нижнюю часть секций электродвигателя, чтобы обеспечить соединение с любой секцией электродвигателя.

При типовом варианте компоновки (фиг. 2), когда секционный электродвигатель, собранный из одинаковых секций, находится в нижней части погружной насосной установки, к нижнему концу нижней секции электродвигателя крепится модуль, имеющий электроизоляционную колодку с контактами для обмоток, в котором происходит соединение обмоток в звезду. Этот узел может быть объединен с нижерасположенным блоком телеметрической системы 4. К верхней секции электродвигателя либо крепится отдельный модуль с кабельным вводом, либо гидрозащита 9, в которую встроен кабельный ввод и выводные концы обмоток электродвигателя с токовводом.

Применяемый в установках блок телеметрической системы 4 включает в себя датчики давления, расхода жидкости, температуры, угла отклонения установки, положения установки в пространстве либо любые комбинации этих и других датчиков. Расположение блока телеметрической системы и отдельных датчиков предпочтительно в верхней части установки (выше электродвигателя), но может быть изменено в соответствии с необходимостью измерения отдельных параметров в определенном месте. Телеметрическая система может быть разъединена на несколько измерительных модулей в связи с необходимостью измерения параметров в разных частях установки.

Установка по первому варианту компоновки монтируется следующим образом.

К верхней части погружного насоса 8 присоединяется нижняя гидрозащита 7 (фиг. 1, 4). В электрические контакты 23 розетки гидрозащиты вставляются штекеры 18 нижней части нижней секции электродвигателя, после чего на головку гидрозащиты 7 накручивается накидная гайка 16 (фиг. 4). В электрическое соединение головки 11 нижней секции 6 электродвигателя вставляется основание второй секции 5, их корпуса скрепляются между собой накидной гайкой 16 (фиг. 3). Ко второй секции аналогичным образом могут быть присоединены третья и последующие секции электродвигателя. К самой верхней секции электродвигателя присоединяется блок телеметрической системы 4, к нему — верхняя гидрозащита 3. Выше гидрозащиты 3 устанавливается кабельная муфта 2 (фиг. 1).

При работе электрический ток подается через грузонесущий кабель 1, проходит через кабельную муфту 2, верхнюю гидрозащиту 3, блок телеметрической системы 4, все секции электродвигателя и замыкается в соединении обмоток, выполненном в нижней гидрозащите 7, возбуждая в секциях электродвигателя ЭДС, которая вращает вал электродвигателя. Нижний конец нижней секции электродвигателя передает крутящий момент на вал 15 нижней гидрозащиты, который, в свою очередь, передает момент на вал погружного насоса 8. Насос начинает перекачивать жидкость, которая поднимается по кольцевому зазору вокруг секций электродвигателя, охлаждая его.

Описанный принцип работы и монтажа, но с соответствующим изменением порядка присоединения секций и узлов, распространяется и на типовую компоновку погружной установки (фиг. 2).

Таким образом, вынесение соединение обмоток в звезду за пределы секций обеспечило возможность унифицирования разъемов соединяемых секций, что позволило улучшить технологичность их изготовления и значительно облегчило монтаж электродвигателя в скважине.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector