DE1093469B - Elektrischer Unterwassermotor der nassen Bauart fuer Hochspannung - Google Patents

Elektrischer Unterwassermotor der nassen Bauart fuer Hochspannung

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Publication number
DE1093469B
DE1093469B DEP23746A DEP0023746A DE1093469B DE 1093469 B DE1093469 B DE 1093469B DE P23746 A DEP23746 A DE P23746A DE P0023746 A DEP0023746 A DE P0023746A DE 1093469 B DE1093469 B DE 1093469B
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DE
Germany
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voltage
stator
winding
partial
high voltage
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Pending
Application number
DEP23746A
Other languages
English (en)
Inventor
Friedrich Wilhelm Pleuger
Johann Schneider
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Pleuger & Co
Original Assignee
Pleuger & Co
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Publication date
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Publication of DE1093469B publication Critical patent/DE1093469B/de
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/132Submersible electric motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Description

  • Elektrischer Unterwassermotor der nassen Bauart für Hochspannung Die elektrischen Unterwassermotoren der nassen Bauart sind im allgemeinen nur für Spannungen von etwa maximal 1000 Volt geeignet, da die Isolierung der Ständerwicklung bei höheren Spannungen übermäßig beansprucht wird und namentlich im Bereich des Überganges von den Wickelköpfen zu den Nuten leicht Glimmentladungen auftreten. Es sind bereits verschiedene Vorschläge bekanntgeworden, um die Glimmbeständigkeit der Isolierung zu erhöhen und dadurch eine Zerstörung der Isolierung bei höheren Spannungen zu vermeiden. So hat man z. B. die Leiterisolation der Drähte und damit die Gaseinschlüsse innerhalb der Leiterumhüllungen dem Druck der Flüssigkeitsfüllung der Maschine ausgesetzt, der bis 5 kV mindestens 2 atü und bei höheren Spannungen mindestens 3 atü beträgt. Hierbei wird der Maschineninnenraum an ein Druckgefäß angeschlossen, in dem der erforderliche Druck durch eine Regeleinrichtung aufrechterhalten wird. Die hierbei erforderlichen zusätzlichen Einrichtungen machen jedoch den Aufbau des Motors umständlich und ergeben keine ausreichende Betriebssicherheit, da bei Störungen der Regeleinrichtung der notwendige Flüssigkeitsdruck im Motor nicht gewährleistet ist.
  • Der sicherste Weg zur Vermeidung von Glimmentladung bei Hochspannungs-Unterwassermotoren ist daher immer noch die Verwendung einer genügend großen Isolationswandstärke für die Wicklung. Bekanntlich ist die Glimmeinsatzspannung abhängig von dem Verhältnis Kupferdurchmesser zum Außendurchmesser des Leiters. Wird dieses richtig gewählt, was entsprechend große Isolationswandstärken voraussetzt, so wird bei der gewünschten Hochspannung das Auftreten von Glimmentladungen unterdrückt. Die hierbei erforderliche starke Isolation der Wicklung nimmt aber einen erheblichen Anteil des Nutenraumes in Anspruch, wodurch der Kupferfüllfaktor verringert wird. Um keine zu große Stromdichte in der Wicklung zu bekommen, muß die Länge des Ständerblechpakets vergrößert werden; was aus mechanischen Gründen nur bis zu einer gewissen Grenze möglich ist. Aber auch aus elektrischen Gründen sind lange Blechpakete unvorteilhaft, da die Drähte beim Wickeln nach dem üblichen Durchziehverfahren mechanisch erheblich beansprucht werden und es in, der Praxis nicht möglich ist, bei langen Blechpaketen die Drahtlagen in den Nuten immer gleichmäßig und ohne Druckpunkte einzuziehen.
  • Man hat bereits Unterwassermotoren mit Kurzschlußläufern, z. B. für den Antrieb von Tauchkreiselpumpen, in mehrere miteinander gekuppelte Einzelmotoren unterteilt, um bei kleinem Außendurchmesser eine große Leistung zu erhalten. Die einzelnen Teilstatoren sind dabei unter sich gleich ausgebildet, und ihre Wicklungen sind in Hintereinanderschaltung an das Netz angeschlossen. Sämtliche Wicklungen haben dabei die gleiche für die volle Netzspannung bemessene Isolation, so daß beim Betrieb mit Hochspannung für die Teilstatoren ebenfalls große Blechpaketlängen erforderlich sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei mit Hochspannung betriebenen Unterwassermotoren der Naßläuferbauart, deren Ständer aus mehreren Teilstatoren mit hintereinandergeschalteten Wicklungen besteht, eine Verkürzung der Blechpaketlänge zu ermöglichen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich für die Isolationsbeanspruchung der Wicklung der einzelnen Teilstatoren folgende Verhältnisse ergeben: Die in Reihe geschalteten Wicklungen der einzelnen Teilstatoren sind mit einer in Stern geschalteten Transformatorwicklung zu vergleichen. Der erste, bei Unterwassermotoren mit senkrechter Welle obere Teilstator liegt mit seiner Wicklung an der vollen Netzspannung U, für welche Spannung diese Wicklung auch isolationsmäßig ausgelegt sein muß. Bei insgesamt n Teilstatoren wird jeweils der nächste Teilstator isolationsmäßig mit einer Spannung beansprucht, der letzte Teilstator also mit der Spannung Hat das Netz eine verkettete Spannung mit geerdetem Nullpunkt, so wird die Isolation eines jeden Teilstators nur mit dem -fachen Wert der Netzspannung beansprucht. Bei Verwendung von drei Teilstatoren bei einer Netzspannung von z. B. 3000 Volt wird also der obere Teilstator mit der Spannung Volt, der mittlere Teilstator mit einer Spannung von Volt und der untere Teilstator mit einer Spannung von Volt isolationsmäßig beansprucht.
  • Gemäß der Erfindung sind die hintereinanderliegenden Wicklungen der Teilstatoren so geschaltet, daß die Spannungsbelastung der einzelnen Teilstatoren vom obersten, unmittelbar an der Netzspannung liegenden bis zum untersten und letzten fortlaufend geringer wird, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, die Blechpaketlänge der einzelnen Teilstatoren bei gleichbleibender Stromdichte der Wicklung durch Verringerung der Isolationswandstärke entsprechend der geringer werdenden Spannungsbelastung abzustufen.
  • Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für Hochspannungs-Tauchpumpenmotoren, z. B. für den Antrieb von Bergwerkspumpen, da diese jetzt mit der in Bergwerken üblichen Hochspannung von z. B. 6 kV betrieben werden können und dabei eine besonders kurze Baulänge erhalten.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Fig.l den Längsschnitt eines vollständigen Unterwassermotors zum Antrieb einer Tauchkreiselpumpe mit zwei Teilstatoren, Fig.2 die Schaltung der Wicklung der beiden Teilstatoren.
  • Gemäß Fig. 1 besteht der mit einer Netzspannung von z. B. 2000 Volt betriebene Unterwassermotor der nassen Bauart aus zwei Teilstatoren 11, 12, die je ein rohrförmiges Gehäuse 13, 14 haben. Die beiden Gehäuse 13, 14 sind durch ein rohrförmiges Zwischenstück 15 miteinander verbunden, das die Kupplung 16 für die senkrechte Welle 17, 18 des jedem Teilstator zugeordneten Rotors 27, 28 umschließt. Die beiden Wellen 17, 18 sind mittels der Lager 19 jeweils doppelt in den entsprechenden Motorgehäusen 13, 14 geführt. Das untere Motorgehäuse 14 weist an seinem unteren Ende ein. Spurlager 20 auf, auf dem die Welle 18 des unteren Rotors 28 ruht.
  • Der obere Teilstator il hat eine Ständerwicklung 21 und der untere, kürzer bemessene Teilstator 12 eine Ständerwicklung 22. Die drei Phasen der Wicklung 21 sind unmittelbar an das am Drehstromnetz liegende Stromzuführungskabel 23 angeschlossen; die untere Ständerwicklung 22 liegt in Reihe mit der oberen Ständerwicklung 21 und ist in Stern geschaltet, wobei die Verbindungsstelle 24 innerhalb des Zwischengehäuses 15 liegt, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.
  • Die obere Ständerwicklung 21 ist isolationsmäßig für die Spannung von z. B. Volt ausgelegt. Die untere Ständerwicklung 22 ist isolationsmäßig nur mit der halben Netzspannung beansprucht, wird also in bezug auf die notwendige Drahtisolation für die Spannung Volt ausgelegt. Es kann daher das Blechpaket des unteren Teilstators 12 bei gleicher Stromdichte in seiner Wicklung 22 kürzer bemessen sein als im oberen Teilstator 11. Natürlich muß der untere Teilstator 12 in seiner elektrischen und magnetischen Auslegung der Paketverkürzung angepaßt werden.
  • Die Wellen 17, 18 der beiden Teilstatoren 11, 12 sind durch die Kupplung 16 miteinander verbunden, wodurch die Leistung beider Teilstatoren addiert und für den Antrieb der im oberen Teil des Maschinensatzes vorgesehenen Kreiselpumpe 25 ausgenutzt wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Elektrischer Unterwassermotor der nassen Bauart für Hochspannung, dessen Ständer aus mehreren Teilstatoren mit hintereinandergeschalteten WicKlungen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (21, 22) der Teilstatoren (11, 12) so geschaltet sind, daß die Spannungsbelastung der einzelnen Teilstatoren vom obersten, -unmittelbar an der Netzspannung liegenden bis zum untersten und letzter fortlaufend geringer wird und daß die Blechpaketlänge der Teilstatoren entsprechend der geringer werdenden Spannungsbelastung bei gleichbleibender Stromdichte in der Wicklung abgestuft ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1049 969; USA.-Patentschriften Nr. 2 219 318, 2 240 569.
DEP23746A 1959-10-23 1959-10-23 Elektrischer Unterwassermotor der nassen Bauart fuer Hochspannung Pending DE1093469B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3255367A (en) * 1961-06-26 1966-06-07 Franklin Electric Co Inc Multiple section motor

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US2219318A (en) * 1939-03-24 1940-10-29 Byron Jackson Co Motor construction
US2240569A (en) * 1939-01-23 1941-05-06 Us Electrical Motors Inc Multiple section motor
DE1049969B (de) * 1958-07-19 1959-02-05 Pleuger & Co Elektrischer Kurzschlusslaeufermotor grosser axialer Laenge mit mehrfach unterteiltem Laeufer, insbesondere fuer den Einbau in Bohrloecher

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