NO307489B1 - Elektrisk motor - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrisk motor av den art som angitt i innledningen til krav 1. Spesielt angår foreliggende oppfinnelse en elektrisk motor for drift under vann og med høyt gasstrykk i motorens indre rom.

Den elektriske motoren har et motorhus, fortrinnsvis et trykkhus, i hvilket er hygd inn en stator og en dreibart lagret rotor. Statoren består generelt av en statorblikkpakke og en statorvikling. På motorens trykkhus er videre vanligvis anordnet en tilslutningskasse. Motorens trykkhus er fortrinnsvis fylt med gass. Motorens trykkhus er fortrinnsvis fylt med gass under høyt trykk. Gasstrykket kan ligge mellom 5 og 150 bar, men kan også være høyere.

For under v ann san legg, f.eks. for transport av olje og gass, og spesielt i større vanndybder, anvendes elektriske motorer, som er fylt med et flytende eller et gassformet medium i avhengighet av driftskonseptet. Motorens trykkhus er konstruert slik at det kan tåle trykk ved store vanndybder.

En elektrisk motor av den innledningsvis nevnte art er kjent fra DE 39 25 337.

En vesentlig ulempe ved den tidligere kjente gassfylte motoren er at rotorkonstruksjonen og ventilasjonskonstruk-sjonen for det respektive kjølesystemet forårsaker ved høyt gasstrykk høye friksjonstap i motorens indre rom og derved kan motortapsvarmen ikke bli tilstrekkelig bortført.

Fra DE 37 29 486 er kjent en elektrisk motor som har en kompressor bygd inn i et felles trykkhus. Trykkhuset og motoren er gassfylt. Til motorkjøling strømmer gassen gjennom motoren og en ringkjøler, som omgir huset konsentrisk.

Fra EP 0 297 274 og den eldre tyske patentsøknadspublika-sjonen nr. 41 00 135.4-32 (DE 41 00 135-C1) er kjent en elektrisk motor som sammen med maskinen som skal drives er satt inn i et vanntett kapslet hus. Trykkhuset er fylt med et gassformet eller flytende medium. Dette fyllmediumet omgir motoren som er fylt med vann eller olje.

Fra DE-PS 29 28 393 er kjent en generator, som har et hus av aluminium, i hvilket er festet en stator og hvor en rotor er dreibart montert i forhold til statoren. For at statoren kan fastholdes i sin stilling over et større driftstemperatur-område og for å tilveiebringe en forbedret kjøling har statoren en ytre flate som over hele driftstemperaturområdet til generatoren ligger an i press mot den indre flaten til huset. I en av flatene er utformet flere langsgående spor slik at huset i området av de langsgående sporene kan bøyes når generatoren går i det nedre området av nevnte tempera-turområde.

Selv om de tidligere kjente motorer er vellykkede på bestemte anvendelsesområder, er de ikke tilfredsstillende med hensyn til de høye friksjonstap samt de kompliserte trykkutligningsinnretninger og kjølesystemer.

På bakgrunn av ovenfornevnte har foreliggende oppfinnelse til oppgave å tilveiebringe en elektrisk motor av den innledningsvis nevnte art ved hvilken tapsvarmen er mindre enn ved tidligere kjent teknikk.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes dette ved hjelp av en elektrisk motor av innledningsvis nevnte art hvis kjennetegnende trekk fremgår av krav 1.

Ytterligere fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de øvrige uselvstendige kravene.

En ytterligere fordelaktig utførelse er kjennetegnet ved at motortrykkhuset er utført med glatte ytre flater uten kjøleribber og uten kjølerør, rett nok eventuelt med løfteinnretninger (bæreører).

På den frie indre siden av motorens trykkhus kan det være tilstede et varmeledende sjikt eller en overflateforstørrende varmeledende innretning.

Fortrinnsvis er på innsiden av motorens trykkhus innleiret i en lomme til statorblikkpakken et eller flere termometere, f.eks. motstandstermometere.

En ytterligere fordelaktig utførelsesform er kjennetegnet ved at forbindelsesledningen mellom B-sidige overvåknings- og styreinnretninger og tilslutningsrom er lagt i et i forhold til huset åpent spor i statorblikkpakken.

Ved lagrene, lagerskjoldene, kapslene og tilslutningsrommet kan det være anordnet trykkutligningsinnretninger.

Fortrinnsvis er motoren trykkhus utført gass- og vanntett slik at gasstrykket innenfor huset er høyere enn det ytre trykket og at også vanntrykket utenfor huset kan være større enn det indre gasstrykket.

Motorens trykkhus kan være fylt med beskyttelsesgass eller med et transportmedium, f.eks. jordgass.

Fortrinnsvis er motoren en asynkronmotor med kortslutningsrotor.

Motorens trykkhus kan i forbindelse med utvekslingshuset og huset til den drevne maskinen danne en enhet.

Et utførelseseksempel av oppfinnelsen skal beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 viser en motor i lengdesnitt.

Fig. 2 viser et delsnitt gjennom rotoren.

Fig. 3 viser et delsnitt gjennom motorens trykkhus og

statorblikkpakken.

Fig. 4 viser et delsnitt gjennom motoren med AS-lager og

tetning.

Fig. 5 viser en ytterligere utførelsesform i et snitt

gjennom rotoren tilsvarende det vist på fig. 2.

Fig. 6 viser et ytterligere utførelseseksempel i et delsnitt

tilsvarende det vist på fig. 2 og 5 gjennom rotoren.

Den på fig. 1 viste motor består av et motortrykkhus 1 med tilslutningskasse 26, en statorblikkpakke 2 med statorvikling 3 og en rotor 5 med kortslutningsbur 8, 9. Motoren er fylt med gass under høyt trykk mellom 5 og 150 bar eller høyere. Fyllingen består av beskyttelsesgass eller transportmedium, f.eks. jordgass. Rotoren 5 med akselen 14 og kortslutnings-buret 8, 9 er dreibart lagret i motoren. Rotoren 5 er fremstilt med glatte front- og mantelflater med stor rotasjonssymmetri og overflatenøyaktighet, idet kortslut-ningsburet, som består av rotorstaver og kortslutningsringer 9, er fullstendig omsluttet slik at rotoren, som dreier seg i den fortettede gassen, ikke frembringer skadelig frik-sjonsvarme og i forbindelse med rotorstaven 8 ikke frembringer noen gasstrømmer og forårsaker ikke noen trykk-forhøyning. Statorblikkpakken 2 er frontsidig festet i motortrykkhuset 1 med skruer eller med formsluttende forbindelse. For tilslutning av motorviklingen 3 og styre- og overvåkningsinnretningen (ikke vist på fig. 1) er anordnet respektive tilslutningsrom 21, 22. Ledningsinnføringene 23, 24 er vann- og gasstette. Motoren blir kjølt med vann, som omgir motoroverflaten. Bortledningen av tapsvarme fra rotoren 5, 6, 8, 9, 10, statoren 4, 2, viklingshodene 3 og lager foregår ved varmeledning. Utførelse av husoverflaten (kjøleflaten) uten kjøleribber og uten ytterligere varme- veksler, f.eks. kjølerør, muliggjør tilstrekkelig varmelede-evne fra stål og vann.

Fig. 2 viser et delsnitt gjennom rotoren 5. Rotorstavene 8 og kortslutningsringen 9 er med en kapsel 10 av magnetisk materiale, som avslutter rotorblikkene 11 og akselen 14, omsluttet drivsidig (AS) og på siden (BS), idet rotorblikkene 11 er forsterket og anleggsflåtene 15 for kapselen 10 og da diameteren og frontflåtene, er mekanisk bearbeidet. Kapselen

10 ligger an mot utsiden av rotorstavene 8, på omkretsen av rotortrykkplaten 12 og mot minst to flater til kortslutningsringen 9. Fig. 3 viser et delsnitt gjennom statorblikkpakken 2. Mellom motortrykkhuset 1 og statorblikkpakken 2 er i kald tilstand tilstede en spalte 18. Den for varmeledningen på disse stedene nødvendige klaringsfrie pasningen innstiller seg i driftsvarm tilstand, hvorved en overdrevet presspasning og dermed farlig ytterligere mekanisk spenning i trykkhuset og i statorblikkpakken unngås. Fig. 4 viser en fordelaktig videreutførelse av drivsiden. Ved behov kan motoren bli avgrenset trykktett mot girinnretningen eller de drevne maskinene ved hjelp av en plate 28 og en tetning 29, f.eks. en glideringstetning. Fig. 5 viser en annen utførelsesform enn den vist på fig. 2, hvor like deler er forsynt med samme henvisningstall som på fig. 2, slik at disse ikke skal måtte bli beskrevet på nytt. Rotortrykkplaten 12 har på sin indre ende vendt mot akselen 14 og påliggende denne en utover (på tegningen til venstre) pekende ansats henholdsvis fremspring, som avsluttes ved en på akselen 14 anordnet forbindelse. Kapselen 10 har likeledes ved sin nedre ende en innover (på tegningen mot høyre) pekende ansats henholdsvis fremspring, hvis indre omkrets forløper i avstand fra den ytre omkretsen til akselen 14 og tilsvarer den ytre omkretsen til rotortrykkplatens 12 ansats.

Den indre omkretsen til ansatsen ligger altså mot det med 13 betegnede stedet på den ytre omkretsen til den tilhørende rotortrykkplates 12 ansats. Ansatsen til kapselen og rotortrykkplaten 12 overlapper hverandre. På fig. 5 er vist at kapselen 10 avsluttes på rotortrykkplaten 12 og da i området betegnet med henvisningstallet 13. Det vil imidlertid også være mulig å la ansatsene til kapselen 10 og rotortrykkplaten 12 støte mot hverandre.

Kapselen 10 er festet på kortslutningsringen 9. På sin ytre omkrets dekker kapselen 10 rotorstavene 8. Videre dekker kapselen den ytre omkretsen til rotortrykkplaten 12 og de på denne omkretsen seg befinnende slisser, som muliggjør gjennomgang av rotorstavene 8. Kapselen 10 når ved sin ytre omkrets til rotorblikkene 11. Den omslutter kortslutningsringen 9 med sin ytre omkrets og med sin rettvinklede dertil forløpende frontflate.

Fig. 6 viser en modifisert utførelsesform av de vist på fig. 2 og 5, hvor samme deler er forsynt med samme henvisningstall. Kapselen 10 er delt i to deler. Den radialt ytre, på fig. 6 viste øvre del, kapsel 10 befinner seg radialt utenfor rotorstaveme 8. Radialt innenfor rotorstavene 8 tilslutter seg så den indre delen av kapselen 10. Den ytre delen og den indre delen til kapselen 10 rager over de ytre endeflatene til rotorstaven 8. Kapselen 10 ligger an mot to flater av kortslutningsringen og da mot dennes ytre omkretsflate og dennes indre omkretsflate. Den ytre delen av kapselen 10 ligger med sin indre flate, og nærmere bestemt med den indre flaten til delen som overrager endene til rotorstavene 8, mot den ytre flaten til kortslutningsringen 9. På analog måte ligger delen av den ytre flaten til den indre delen av kapselen 10, som rager over rotorstaven 8, mot den indre flaten til kortslutningsringen 9. Kortslutningsringen 9 er på denne måten innbefattet i kapslingen av rotorstavene 8.

Rotorstavene 8 rager over blikkplaten til rotoren. I et praktisk eksempel rager rotorstavene på begge sidene 60 mm over blikkpakken. Pasningen til kapselen 10 mot rotorblikkene 11 og/eller mot akselen 14 og/eller mot rotortrykkplaten 12 og/eller mot kortslutningsringen 9 er valgt slik at det ikke kan finne sted en gassirkulasjon inne i motoren.

Claims (14)

1. Elektrisk motor med et motorhus, fortrinnsvis et motortrykkhus (1), i hvilket er bygd inn en stator (4) og er dreibart opplagret en rotor (5), idet huset er fortrinnsvis fylt med gass, fortrinnsvis med gass under høyt trykk og fortrinnsvis med trykk mellom 5 og 150 bar eller høyere,karakterisert vedat i driftskald tilstand er det tilstede en spalte (18) mellom motortrykkhuset (1) og statorblikkpakken (2), hvilken spalte (18) er dimensjonert slik at ved driftsvarm tilstand innstilles på dette stedet en presspasning.

2. Elektrisk motor ifølge krav 1,karakterisertved at statorblikkpakken (2) holdes sammen med press-ringer (16) og innsveisede klemmer (17) eller en stålring (17), og at spaltef låtene (18) mot motortrykkhuset (1) er helflatemessig mekanisk bearbeidet.

3. Elektrisk motor ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat statorblikkpakken (2) er festet ved ene siden i motortrykkhuset (1) med skruer eller med en formsluttende forbindelse.

4. Elektrisk motor ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat motortrykkhuset (1) er utført med glatte ytre flater uten kjøleribber og uten kjølerør, men eventuelt med løfteinnretninger (bæreører).

5. Elektrisk motor ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat på den frie innsiden av motorens trykkhus (1) er anbrakt et varmeledende sjikt eller en over-flateforstørrende varmeledende innretning.

6. Elektrisk motor ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat det på innsiden av motorens trykkhus (1) i en lomme av statorblikkpakken er innleiret et eller flere termometere, f.eks. motstandstermometere.

7. Elektrisk motor ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat forbindelsesledninger mellom B-sidige overvåknings- og styreinnretninger og tilslutningsrom er lagt i et mot huset (1) åpent spor i statorbl ikkpakken (2).

8. Elektrisk motor ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat på lagrene, lagerskjoldet (27), kapselen (10) og tilslutningsrommet (21) er anordnet trykkutligningsinnretninger (13, 19).

9. Elektrisk motor ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat motorens trykkhus (1) er utført gass- og vanntett slik at gasstrykket innenfor huset (1) kan være høyere enn det ytre trykket, og at også vanntrykket utenfor huset (1) kan være større enn det indre gasstrykket.

10. Elektrisk motor ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat motorens trykkhus (1) er fylt med beskyttelsesgass eller med et transportmedium, f.eks. jordgass.

11. Elektrisk motor ifølge étt av de foregående krav,karakterisert vedat den er en asynkron motor med kortslutningsrotor.

12. Elektrisk motor ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat motorens trykkhus (1) danner i forbindelse med utvekslingshuset og huset til den drevne maskinen en enhet.

13. Elektrisk motor ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat den er utført som drivinnretning for en kompressor eller en pumpe eller en separator.

14 . Elektrisk motor ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat mellom motor og utvekslingsinn-retningen eller huset til den drevne maskinen er bygd inn en trykktett plate (fig. 4; 28) og en tetning (29).