RU2141157C1

RU2141157C1 - Electrical machine

Info

Publication number: RU2141157C1
Application number: RU97108113/09A
Authority: RU
Inventors: О.С. Семенов; С.В. Попов
Original assignee: Семенов Олег Степанович; Попов Сергей Викторович
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 1999-11-10

Abstract

FIELD: electromechanical engineering; boat motors. SUBSTANCE: desiccator is placed under winding in insulating sheet cavity which functions as winding holder; arbitrary-section axial slots are made on sheet portion abutting against shaft to provide communication between inner spaces of insulating sheet and motor. EFFECT: improved reliability and service life, simplified design of machine. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к моторам лодочным электрическим, привод винта которых осуществляется электродвигателем и может использоваться в машиностроении. The invention relates to electric machines, in particular to electric boat motors, the propeller of which is driven by an electric motor and can be used in mechanical engineering.

В известных электрических машинах после отключения их от источника питания образуется конденсат (см. Алексеев А.Е. Конструкция электрических машин. - М.: Энергия, 1958 - с. 58). Кроме того, во внутренней полости закрытых электрических машин и моторов лодочных электрических (в дальнейшем "моторов") конденсат образуется при резкой смене температур, связанной, в частности, с погружением в воду. In known electric machines, after disconnecting them from the power source, condensation forms (see Alekseev AE Design of electric machines. - M.: Energy, 1958 - p. 58). In addition, in the internal cavity of closed electric machines and boat electric motors (hereinafter referred to as “motors”), condensate is formed during a sharp change in temperature, associated, in particular, with immersion in water.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве электрической машины выпадение конденсата снижает электрическую прочность изоляции обмотки якоря, ускоряет коррозию конструктивных элементов и, таким образом уменьшает срок службы и надежность машины в целом. The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the known device include the fact that in the known device of an electric machine, condensation decreases the dielectric strength of the insulation of the armature winding, accelerates the corrosion of structural elements and, thus, reduces the service life and reliability of the machine as a whole.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является электрическая машина содержащая закрытый корпус, насаженный на вал пакет якоря, обмотку якоря, систему возбуждения, полость, в которой помещен влагопоглотитель, принятый за прототип (см. Авт. св-во СССР, N 561254, кл. H 02 K 5/12, заявл. 01.04.75, опубл. 05.06.77). The closest device of the same purpose to the claimed object by the totality of signs is an electric machine containing a closed case, an anchor package mounted on a shaft, an armature winding, an excitation system, a cavity in which a desiccant adopted for the prototype is placed (see Auth. Of USSR N 561254, class H 02 K 5/12, declared 01.04.75, published 05.06.77).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве электрической машины пониженная жесткость вала, ввиду наличия в нем аксиальной полости, в которой помещен влагопоглотитель и радиальных отверстий, что приводит к повышенному прогибу под влиянием массы якоря, дисбаланса и одностороннего магнитного притяжения и, соответственно, к снижению надежности электрической машины. Другими причинами препятствующими достижению требуемого технического результата являются: техническая сложность выполнения полости внутри вала и недостаточное восстановление - регенерация свойств влагопоглотителя ввиду относительно слабого его нагрева, так как полость вала не является самым нагреваемым элементом электрической машины. The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the known device adopted for the prototype include the fact that the known device of the electric machine has reduced shaft stiffness, due to the presence of an axial cavity in it, in which the desiccant and radial holes are placed, which leads to increased deflection under the influence of the mass of the armature, imbalance and unilateral magnetic attraction and, accordingly, to reduce the reliability of the electric machine. Other reasons hindering the achievement of the required technical result are: the technical complexity of the cavity inside the shaft and insufficient recovery - regeneration of the properties of the desiccant due to its relatively weak heating, since the cavity of the shaft is not the most heated element of an electric machine.

Сущность изобретения заключается в следующем:
Задачей заявляемого изобретения является повышения надежности и долговечности электрических машин, в частности моторов лодочных электрических и упрощение их конструкции.The invention consists in the following:
The task of the invention is to increase the reliability and durability of electric machines, in particular electric boat motors and simplify their design.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве электрической машины содержащей закрытый корпус, насаженный на вал пакет якоря, обмотку якоря, систему возбуждения, полость, в которой помещен влагопоглотитель, выполнена в изолирующем листе со стороны прилегающей к пакету якоря. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device of an electric machine comprising a closed housing, an anchor package, an anchor winding, an excitation system, a cavity in which a desiccant is placed, is made in an insulating sheet on the side adjacent to the package of the anchor.

Полость изолирующего листа, в которой помещен влагопоглотитель, выполнена в форме обмоткодержателя, посредством которого поддерживаются и изолируются от вала лобовые части обмотки якоря. The cavity of the insulating sheet in which the desiccant is placed is made in the form of a winding holder, through which the frontal parts of the armature winding are supported and isolated from the shaft.

На прилегающей к валу части изолирующего листа выполнены аксиальные пазы любого сечения, посредством которых сообщаются внутренние полости изолирующего листа и электрической машины. On the part of the insulating sheet adjacent to the shaft, axial grooves of any section are made, by means of which the internal cavities of the insulating sheet and the electric machine are communicated.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит увеличить жесткость вала электрической машины за счет изменения местоположения полости влагопоглотителя, дает возможность эффективной регенерации последнего за счет создания полости для его размещения в наиболее нагретой части электрической машины, а именно в изолирующем листе со стороны прилегающей к пакету якоря, упростить конструкцию электрической машины за счет того, что изолирующий лист выполнен в форме обмоткодержателя, посредством которого поддерживаются и изолируются от вала лобовые части обмотки якоря, дает возможность эффективного поглощения влаги из полости электрической машины за счет аксиальных пазов на прилегающей к валу части изолирующего листа, посредством которых данная полость сообщается с внутренней полостью данного листа; таким образом будет повышена надежность и долговечность электрической машины. Thus, the proposed technical solution will increase the rigidity of the shaft of the electric machine by changing the location of the cavity of the desiccant, makes it possible to effectively regenerate the latter by creating a cavity for its placement in the most heated part of the electric machine, namely in the insulating sheet from the side of the anchor adjacent to the package, to simplify the design of the electric machine due to the fact that the insulating sheet is made in the form of a winding holder, by which they are supported and insulated I’m from the shaft the frontal parts of the armature winding, makes it possible to effectively absorb moisture from the cavity of the electric machine due to axial grooves on the part of the insulating sheet adjacent to the shaft, through which this cavity communicates with the internal cavity of this sheet; In this way, the reliability and durability of the electric machine will be improved.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающей поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. An analysis of the prior art by the applicant, including a search by patents and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention, and the definition from the list identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the characteristics of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to mu applicant the technical result of the distinguishing features in the claimed object set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
- замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;
- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
- выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связей между ними.To verify the conformity of the claimed invention to the requirements of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed invention, the results of which show that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art, since the level technology defined by the applicant, the effect of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention has not been identified In order to achieve a technical result, in particular, the claimed invention does not provide for the following transformations:
- the addition of a known means by any known part, to achieve a technical result, in respect of which the effect of such additions is established;
- replacement of any part of a known product with another known part to achieve a technical result, in respect of which the effect of such a replacement is established;
- the exclusion of any part of the funds with the simultaneous exclusion due to its function and the achievement of the usual result for such exclusion;
- an increase in the number of elements of the same type to enhance the technical result due to the presence in the tool of just such elements;
- the implementation of a known tool or part of a known material to achieve a technical result due to the known properties of the material;
- the creation of a means consisting of known parts, the choice of which and the relationship between them are based on known rules, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this object and the relationships between them.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step" under applicable law.

Сущность изобретения поясняется на чертежах. На фиг. 1 изображен продольный разрез электрической машины, например, мотора лодочного электрического; на фиг. 2а, б - изолирующий лист; на фиг. 3 (поз. 1 - поз. 3) - сборка якоря электрической машины, в частности мотора лодочного электрического. The invention is illustrated in the drawings. In FIG. 1 shows a longitudinal section through an electric machine, for example, a boat electric motor; in FIG. 2a, b — insulating sheet; in FIG. 3 (pos. 1 - pos. 3) - assembly of the anchor of an electric machine, in particular a boat electric motor.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения в следующем. Information confirming the possibility of carrying out the invention in the following.

На торце пакета якоря 1 в полости 2 изолирующего листа 3 расположен влагопоглотитель 4, например, селикагель. При помощи аксиальных пазов любого сечения 5 полость 2, в которой находится влагопоглотитель 4 соединяется непосредственно с внутренней полостью мотора. При этом, данная полость 2 с влагопоглотителем 4 расположена внутри обмотки якоря 6. At the end of the package of the anchor 1 in the cavity 2 of the insulating sheet 3 is a desiccant 4, for example, silica gel. Using axial grooves of any section 5, the cavity 2 in which the desiccant 4 is located is connected directly to the internal cavity of the motor. At the same time, this cavity 2 with desiccant 4 is located inside the armature winding 6.

Предложенная конструкция изолирующего листа 3 позволяет, кроме основной функции - изолировать торцы пакета якоря, решать эти дополнительные задачи, а именно: служить емкостью для размещения влагопоглотителя за счет образованной полости со стороны прилегающей к пакету якоря, поддерживать лобовые части обмотки якоря за счет придания данной полости формы обмоткодержателя, обеспечивать свободную циркуляцию воздуха между полостью мотора и влагопоглотителем за счет аксиальных пазов на прилегающей к валу части изолирующего листа. The proposed design of the insulating sheet 3 allows, in addition to the main function - to isolate the ends of the anchor package, to solve these additional tasks, namely: to serve as a container for placing a desiccant due to the formed cavity from the side adjacent to the package of the armature, to support the frontal parts of the armature winding by imparting this cavity the shape of the winding holder, to ensure free air circulation between the motor cavity and the desiccant due to axial grooves on the part of the insulating sheet adjacent to the shaft.

При охлаждении электрической машины, в частности мотора лодочного электрического (фиг. 1), вследствие опускания в воду, отключения от цепи питания или других причин, воздух, находящийся в его полости, вследствие естественной циркуляции через пазы 5 попадает в полость 2 изолирующего листа 8 и его влага впитывается влагопоглотителем 4. When cooling an electric machine, in particular a boat electric motor (Fig. 1), due to lowering into water, disconnecting from the power circuit or other reasons, the air in its cavity, due to natural circulation through the grooves 5, enters the cavity 2 of the insulating sheet 8 and its moisture is absorbed by the desiccant 4.

При этом в предложенной конструкции влагопоглотитель 4 размещается у самых нагретых частей электрической машины - внутри обмотки и одновременно у пакета якоря, что дает возможность регенерации его свойств без извлечения из машины; форма полости изолирующего листа соответствующая форме обмоткодержателя позволяет ему поддерживать лобовые части обмоток, то есть выполнять функции обмоткодержателя; аксиальные пазы на прилегающей к валу части изолирующего листа дают возможность влажному воздуху из внутренней полости электрической машины попасть в полость изолирующего листа, где воздух будет высушен путем абсорбции влаги находящимся там влагопоглотителем, например, селикагелем. Moreover, in the proposed design, the desiccant 4 is located at the most heated parts of the electric machine - inside the winding and at the same time at the armature package, which makes it possible to regenerate its properties without removing it from the machine; the cavity shape of the insulating sheet corresponding to the shape of the winding holder allows it to support the frontal parts of the windings, that is, to perform the functions of the winding holder; axial grooves on the part of the insulating sheet adjacent to the shaft allow moist air from the internal cavity of the electric machine to enter the cavity of the insulating sheet, where the air will be dried by absorbing moisture therein, for example, silica gel.

Сборка якоря электрической машины предложенной конструкции, в частности мотора лодочного электрического производится различными способами, например. The assembly of the anchor of an electric machine of the proposed design, in particular a boat electric motor, is carried out in various ways, for example.

На изолирующий лист 3 расположенный на сборочном приспособлении 7 надевается пакет якоря 1, но не до упора в торец, а оставляя некоторый просвет, достаточный для входа питателя 8 (фиг. 3, поз. 1). Из дозиметра 9 питателем 8 подается определенное количество влагопоглотителя 4 в полость 6 (фиг. 3, поз. 2). Затем питатель 8 отводится и пакет якоря 1 полностью опускается до упора в изолирующий лист 3 (фиг. 3, поз. 3), аналогично заполняется влагопоглотителем и собирается изолирующий лист с другой стороны. Данный процесс легко поддается автоматизации. An anchor package 1 is put on the insulating sheet 3 located on the assembly fixture 7, but not completely against the end, but leaving some clearance sufficient for the input of the feeder 8 (Fig. 3, pos. 1). From the dosimeter 9, the feeder 8 serves a certain amount of desiccant 4 in the cavity 6 (Fig. 3, pos. 2). Then the feeder 8 is discharged and the package of the anchor 1 is completely lowered to the stop in the insulating sheet 3 (Fig. 3, pos. 3), is similarly filled with a desiccant and the insulating sheet is collected on the other hand. This process is easy to automate.

При осуществлении изобретения достигается технический результат, выражающийся:
- в более эффективном восстановлении свойств влагопоглотителя без изъятия его из электрической машины, благодаря размещению влагопоглотителя у наиболее нагретого узла электрической машины, а именно под обмоткой и у пакета якоря;
- в упрощении технологии изготовления электрической машины, ввиду отсутствия операций по созданию полости для влагопоглотителя, так как изолирующий лист используется не только для изоляции пакета якоря, но и в качестве емкости для размещения влагопоглотителя, при этом несущие элементы электрической машины, в частности вал не ослабляются;
- в том, что изолирующий лист служит одновременно и для поддержания лобовых частей обмотки, что достигается посредством придания полости изолирующего листа формы обмоткодержателя.When carrying out the invention, a technical result is achieved, expressed as:
- in a more effective restoration of the properties of the desiccant without removing it from the electric machine, due to the placement of the desiccant at the most heated unit of the electric machine, namely under the winding and at the anchor package;
- to simplify the manufacturing technology of the electric machine, due to the lack of operations to create a cavity for the desiccant, since the insulating sheet is used not only to isolate the anchor package, but also as a container for accommodating the desiccant, while the supporting elements of the electric machine, in particular the shaft, are not weakened ;
- the fact that the insulating sheet serves at the same time to maintain the frontal parts of the winding, which is achieved by giving the cavity of the insulating sheet the shape of the winding holder.

Использование изобретения повышает надежность и долговечность электрических машин, в частности моторов лодочных электрических, а также упрощает конструкцию и технологию изготовления. The use of the invention improves the reliability and durability of electric machines, in particular electric boat motors, and also simplifies the design and manufacturing technology.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, именно в электромашиностроении;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в максимальном пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеизложенных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use in industry, namely in electrical engineering;
- for the claimed invention in the form described in the maximum paragraph of the following claims, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known prior to the priority date is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применяемость" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability" under applicable law.

Claims

1. An electric machine comprising a closed housing, an anchor package mounted on a shaft, an anchor winding, an excitation system, a cavity in which a desiccant is placed, characterized in that the cavity in which the desiccant is placed is made in an insulating sheet on the side adjacent to the anchor packet .

2. The electric machine according to claim 1, characterized in that the cavity of the insulating sheet in which the desiccant is placed is made in the form of a winding holder, by which the frontal parts of the armature winding are supported and isolated from the shaft.

3. The electric machine according to claim 1, characterized in that axial grooves are made on the part of the insulating sheet adjacent to the shaft, through which the internal cavities of the insulating sheet and the electric machine are communicated.