RU2230423C1

RU2230423C1 - Motor-driven hydraulic pump

Info

Publication number: RU2230423C1
Application number: RU2002128329/06A
Authority: RU
Inventors: Д.В. Хван (RU); Д.В. Хван; Е.Д. Федорков (RU); Е.Д. Федорков; А.Д. Хван (RU); А.Д. Хван; чев А.А. Гор (RU); А.А. Горячев
Original assignee: Воронежский государственный технический университет
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2004-06-10

Abstract

FIELD: electromechanical engineering; inductor pumps for ship-building, nuclear, and other industries. SUBSTANCE: motor-driven hydraulic pump designed for effective use in national economy has stator carrying three-phase winding and rotor coaxially fixed in position in stator bore without air gap between rotor and bore walls; rotor has minimum two curvilinear longitudinal slots tilted in radial direction. EFFECT: enhanced delivery of pump. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к индукционным насосам, и может быть использовано в различных областях техники, например в качестве привода на морских судах.The invention relates to electrical engineering, in particular to induction pumps, and can be used in various fields of technology, for example, as a drive on ships.

Известен гидравлический электронасос индукционного типа для перекачки токопроводящей жидкости, который содержит статор (наружный магнитопровод) с трехфазной обмоткой и установленный соосно в его цилиндрическом отверстии неподвижно без зазора ротор с выполненным в нем, как минимум, двумя продольными пазами прямолинейной формы, наклоненных к радиальному направлению (RU 2140125 С1, 20.10.1999). При подключении к электросети трехфазной обмотки благодаря возникающему при этом вращающемуся магнитному полю токопроводящая жидкость перемещается в силу действия электромагнитных сил из одной емкости по указанным пазам в другую емкость.A hydraulic induction-type hydraulic pump is known for pumping a conductive fluid, which contains a stator (external magnetic circuit) with a three-phase winding and a rotor mounted coaxially in its cylindrical hole without a gap with at least two longitudinal grooves of a straight shape inclined to the radial direction ( RU 2140125 C1, 10.20.1999). When a three-phase winding is connected to the mains, due to the rotating magnetic field that arises, the conductive fluid moves due to the action of electromagnetic forces from one container along the specified grooves to another container.

Недостатком данного насоса является монотонное уменьшение от центральной части ротора к его периферийной части угла наклона касательной на расчетной траектории движения токопроводящей жидкости по всей длине продольного паза, что приводит к уменьшению движущей силы и тем самым к снижению производительности работы электронасоса.The disadvantage of this pump is a monotonic decrease from the central part of the rotor to its peripheral part of the angle of inclination of the tangent on the calculated trajectory of the conductive fluid along the entire length of the longitudinal groove, which leads to a decrease in the driving force and thereby reduce the performance of the electric pump.

Изобретение направлено на повышение производительности индукционного насоса путем частичного изменения его конструкции.The invention is aimed at improving the performance of an induction pump by partially changing its design.

Поставленная задача решается тем, что в гидравлическом электронасосе, содержащем статор с трехфазной обмоткой и установленный в его цилиндрическом отверстии неподвижно без зазора ротор с выполненным в нем, как минимум, двумя продольными пазами, в роторе указанные пазы выполнены криволинейными.The problem is solved in that in a hydraulic electric pump containing a stator with a three-phase winding and installed in its cylindrical hole motionlessly without a gap, a rotor with at least two longitudinal grooves made in it, in the rotor, these grooves are made curved.

На фиг.1 представлена конструктивная схема гидравлического электронасоса;Figure 1 presents a structural diagram of a hydraulic electric pump;

на фиг.2 - схема действия сил на произвольную частицу токопроводящей жидкости в пазе криволинейной формы.figure 2 is a diagram of the action of forces on an arbitrary particle of a conductive fluid in a groove of a curved shape.

Насос содержит статор 1 с трехфазной обмоткой 2, создающей вращающееся магнитное поле Ф, неподвижный ротор 3, установленный без зазора соосно в цилиндрическом отверстии статора 1, металлическое кольцо 4 и шайбу 5, закрепленные соосно соответственно к правому и левому торцам неподвижного ротора 3, и входной и выходной патрубки 6, 7, закрепленные соответственно на правой и левой сторонах статора 1 и нужные для подсоединения насоса к соответствующим емкостям.The pump contains a stator 1 with a three-phase winding 2, creating a rotating magnetic field Ф, a fixed rotor 3, mounted without a gap coaxially in the cylindrical hole of the stator 1, a metal ring 4 and a washer 5, mounted coaxially to the right and left ends of the fixed rotor 3, and the input and output nozzles 6, 7, mounted respectively on the right and left sides of the stator 1 and necessary for connecting the pump to the respective containers.

В неподвижном роторе 3, выполняющем роль внутреннего магнитопровода, выполнены, как минимум, два криволинейных продольных паза на диаметрально противоположных частях ротора, имеющих постоянный угол наклона α касательной Т (в т. А) на всей расчетной траектории перемещения токопроводящей жидкости ОАВ к радиальному направлению R (см. фиг.2). В частности, криволинейные продольные пазы могут быть выполнены в форме логарифмической спирали.In the stationary rotor 3, which plays the role of an internal magnetic circuit, at least two curved longitudinal grooves are made on diametrically opposite parts of the rotor having a constant angle of inclination α of the tangent T (in tons A) along the entire calculated trajectory of the OAW conductive fluid to the radial direction R (see figure 2). In particular, curved longitudinal grooves can be made in the form of a logarithmic spiral.

Кольцо 4 обеспечивает сообщение центральных частей продольных пазов с полостью входного патрубка 6, а шайба 5 - сообщение периферийных частей указанных пазов с полостью выходного патрубка 7 (см. фиг.1). Кольцо 4 и шайба 5 наряду с отмеченными их функциями служат и торцевыми проводниками обмотки неподвижного ротора 3 как внутреннего магнитопровода, в качестве которой рассматривается токопроводящая жидкость.Ring 4 provides the communication of the Central parts of the longitudinal grooves with the cavity of the inlet pipe 6, and the washer 5 - Communication of the peripheral parts of these grooves with the cavity of the output pipe 7 (see figure 1). The ring 4 and the washer 5, along with their marked functions, also serve as the end conductors of the winding of the stationary rotor 3 as an internal magnetic circuit, which is considered a conductive fluid.

Насос работает следующим образом.The pump operates as follows.

При присоединении обмотки 2 к трехфазной электрической сети в статоре 1 наводится вращающееся магнитное поле Ф. Это поле пересекает токопроводящую жидкость в криволинейных пазах ротора 3 как внутреннего магнитопровода и индуктирует в ней ЭДС, под действием которой в жидкости возникает электрический ток. В результате взаимодействия последнего с магнитным полем Ф возникают электромагнитные силы проводника F (фиг.2), действующие на каждую частицу токопроводящей жидкости (в т. А). Указанные силы согласно правилу "левой руки" направлены перпендикулярно плоскости, в которой находятся магнитные линии поля Ф, и стремятся повернуть ротор 3 как внутренний магнитопровод в направлении вращения магнитного поля (по стрелке на фиг.2). В связи с тем, что ротор 3 (внутренний магнитопровод) находится в неподвижном состоянии относительно статора 1 (наружного магнитопровода), то токопроводящая жидкость (в т. А) будет двигаться под действием силы F₁=F·sinα (фиг.2) из центральной части продольных пазов к их периферийной части.When the winding 2 is connected to a three-phase electric network, a rotating magnetic field F is induced in the stator 1. This field crosses the conductive liquid in the curved grooves of the rotor 3 as an internal magnetic circuit and induces an EMF in it, under which an electric current is generated in the liquid. As a result of the interaction of the latter with the magnetic field Ф, electromagnetic forces of the conductor F arise (Fig. 2), acting on each particle of the conductive fluid (in vol. A). The indicated forces according to the rule of the "left hand" are directed perpendicular to the plane in which the magnetic lines of the field Φ are located, and tend to rotate the rotor 3 as an internal magnetic circuit in the direction of rotation of the magnetic field (in the direction of the arrow in FIG. 2). Due to the fact that the rotor 3 (internal magnetic circuit) is stationary relative to the stator 1 (external magnetic circuit), the conductive fluid (in vol. A) will move under the action of the force F ₁ = F · sinα (figure 2) from the central part of the longitudinal grooves to their peripheral part.

Причем благодаря неизменности угла α на всей траектории перемещения токопроводящей жидкости ОАВ и сила F₁ согласно представленной формуле будет постоянной, что позволит увеличить производительность электронасоса.Moreover, due to the constancy of the angle α on the entire trajectory of the conductive fluid, the OAB and the force F ₁ according to the presented formula will be constant, which will increase the performance of the electric pump.

В рассматриваемом случае токопроводящая жидкость из одной емкости будет перемещаться по патрубку 6 через отверстие кольца 4 по продольным пазам неподвижного ротора 3 (внутреннего магнитопровода) и через кольцевую щель между шайбой 5 и патрубком 7 в полость последнего и далее в другую емкость (см. направление стрелок на фиг.1).In this case, the conductive fluid from one container will move along the pipe 6 through the opening of the ring 4 along the longitudinal grooves of the fixed rotor 3 (internal magnetic circuit) and through the annular gap between the washer 5 and pipe 7 into the cavity of the latter and then to another container (see the direction of the arrows figure 1).

Если бы продольные пазы в роторе 3 (внутреннем магнитопроводе) были бы направлены в радиальном направлении (α=0), то на частицы токопроводящей жидкости не действовали бы силы F₁, и в связи с этим указанная жидкость в роторе 3 (внутреннем магнитопроводе) оставалась бы неподвижной.If the longitudinal grooves in the rotor 3 (the inner magnetic circuit) were directed in the radial direction (α = 0), then the forces F ₁ would not act on the particles of the conductive fluid, and therefore this fluid remained in the rotor 3 (the inner magnetic circuit) would be motionless.

Применение данного изобретения в народном хозяйстве позволит более эффективно использовать возможности индукционных насосов.The application of this invention in the national economy will allow more efficient use of the capabilities of induction pumps.

Claims

A hydraulic electric pump containing a stator with a three-phase winding and rotor mounted coaxially in its cylindrical bore without a gap with at least two longitudinal grooves made therein, inclined to the radial direction, characterized in that the longitudinal grooves are made curved.