RU2736877C1 - Submersible electric motor - Google Patents
Submersible electric motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2736877C1 RU2736877C1 RU2020114546A RU2020114546A RU2736877C1 RU 2736877 C1 RU2736877 C1 RU 2736877C1 RU 2020114546 A RU2020114546 A RU 2020114546A RU 2020114546 A RU2020114546 A RU 2020114546A RU 2736877 C1 RU2736877 C1 RU 2736877C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- electric motor
- retainers
- magnetic conductor
- section
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области электротехники и машиностроения, в частности к погружным синхронным электродвигателям, входящим в состав малогабаритных установок электроцентробежных насосов.The present invention relates to the field of electrical engineering and mechanical engineering, in particular to submersible synchronous electric motors, which are part of small-sized electric centrifugal pump installations.
Известен электрический погружной насос с асинхронным электродвигателем, содержащим механически фиксируемые в осевом направлении пластины статора (RU 2521957 C2, H02K 1/18, публ. 20.02.2012). Осевая фиксация происходит при помощи полосы, которая проходит через паз на внешней окружности пакета статора, концевых пластин и стопорных колец, установленных в канавки корпуса статора.Known electric submersible pump with an asynchronous electric motor containing mechanically fixed in the axial direction stator plates (RU 2521957 C2,
Недостатком аналога является сложность исполнения канавок во внутренней поверхности корпуса в погружном малогабаритном синхронном электродвигателе с многосекционным статором и цельным корпусом, так как в этом случае указанную осевую фиксацию и канавки для нее необходимо выполнять для каждой секции статора по всей длине корпуса.The disadvantage of the analogue is the complexity of the execution of grooves in the inner surface of the housing in a submersible small-sized synchronous electric motor with a multi-section stator and a one-piece housing, since in this case the specified axial fixation and grooves for it must be performed for each stator section along the entire length of the housing.
Известен статор погружного электродвигателя (RU 2336619 C1, Н02К 1/18, Н02К 1/12, Н02К 5/132, публ. 20.10.2008), выполненный с большим соотношением длины к диаметру и состоящим из цилиндрического корпуса, в котором установлен с минимальными зазорами цилиндрический шихтованный магнитопровод с обмоткой, на наружной поверхности которого выполнены на радиальных осях симметрии зубцов не менее двух симметрично расположенных продольных пазов, в которых установлены шпонки и заполнены компаундом.Known submersible motor stator (RU 2336619 C1, Н02К 1/18, Н02К 1/12, Н02К 5/132, publ. 20.10.2008), made with a large ratio of length to diameter and consisting of a cylindrical body, in which it is installed with minimal clearances a cylindrical laminated magnetic circuit with a winding, on the outer surface of which at least two symmetrically located longitudinal grooves are made on the radial axes of symmetry of the teeth, in which the keys are installed and filled with a compound.
Недостатком данного изобретения является то, что данное техническое решение может быть применено только для статоров, состоящих из одной секции, так как заполнение компаундом пазов между магнитопроводом и корпусом при сборке статора, состоящего из двух и более секций, представляет собой сложную задачу.The disadvantage of this invention is that this technical solution can be applied only for stators consisting of one section, since filling the grooves between the magnetic circuit and the housing with a compound when assembling a stator consisting of two or more sections is a difficult task.
Известно устройство погружного маслозаполненного электродвигателя (RU 183619 U1, F04D 13/10, F04D 29/58, Н02К 9/19, Н02К 5/132, публ. 28.09.2018), содержащее статор из корпуса и магнитопровода с зубцами, между которыми установлены обмотки, установленный на подшипниках ротор с полым валом и турбинкой. Для обеспечения заполнения железом статора и предотвращения проворота магнитопровода относительно корпуса используются гильзы с каналами, стопорные кольца, шпонки и клей.Known device for a submersible oil-filled electric motor (RU 183619 U1, F04D 13/10, F04D 29/58, Н02К 9/19, Н02К 5/132, publ. 09/28/2018), containing a stator from a housing and a magnetic circuit with teeth, between which windings are installed , bearing-mounted rotor with a hollow shaft and a turbine. To ensure that the stator is filled with iron and to prevent the magnetic circuit from rotating relative to the housing, sleeves with channels, retaining rings, keys and glue are used.
Недостатком аналога является сложность применения данного способа фиксации в корпусе статоров, имеющих две и более секции.The disadvantage of the analogue is the complexity of the application of this method of fixation in the case of stators having two or more sections.
Наиболее близким по технической сущности является вентильный секционный электродвигатель (RU 107002 U1, Н02К 29/00, Н02К 9/193, публ. 27.07.2011), состоящий, по меньшей мере, из двух секций, каждая из которых содержит корпус, статор с фазными обмотками, ротор с постоянными магнитами, которые намагничены в радиальном направлении, стыковочных узлов секций, подшипниковых щитов, теплообменника, элементов круговой ориентации статора с фазными обмотками, с секциями, соединенными между собой двухрезьбовой муфтой, обладающей изгибной прочностью основного корпуса.The closest in technical essence is a valve sectional electric motor (RU 107002 U1, Н02К 29/00, Н02К 9/193, publ. 27.07.2011), consisting of at least two sections, each of which contains a housing, a stator with phase windings, a rotor with permanent magnets, which are magnetized in the radial direction, joints of sections, end shields, a heat exchanger, elements of circular orientation of the stator with phase windings, with sections interconnected by a double-threaded coupling having the flexural strength of the main body.
Недостатком ближайшего аналога является то, что с увеличением количества секций от двух и более, увеличивается количество соединений секций корпуса, а также необходимость применения резиновых уплотнителей в местах соединений секционного корпуса, что в условиях работы в скважине повышает вероятность потери герметичности.The disadvantage of the closest analogue is that with an increase in the number of sections from two or more, the number of joints of the body sections increases, as well as the need to use rubber seals at the joints of the sectional body, which increases the likelihood of loss of tightness during operation in a well.
Задачей изобретения является увеличение жесткости конструкции, надежности и упрощение технологии производства погружного синхронного электродвигателя для малогабаритных установок электроцентробежных насосов.The objective of the invention is to increase the rigidity of the structure, reliability and simplify the production technology of a submersible synchronous electric motor for small-sized installations of electric centrifugal pumps.
Техническим результатом изобретения является: повышение герметичности электродвигателя, уменьшение количества технологических операций при обработке внутренней поверхности корпуса электродвигателя, увеличение жесткости конструкции секций статора.The technical result of the invention is: increasing the tightness of the electric motor, reducing the number of technological operations when processing the inner surface of the electric motor housing, increasing the rigidity of the structure of the stator sections.
При конструировании погружных электродвигателей необходимо учитывать, что габарит электродвигателя ограничен диаметром обсадной колонны. Для погружных электродвигателей малогабаритных установок электроцентробежных насосов максимальный диаметр по корпусу составляет примерно 70 мм. В связи с этим электродвигатели выполняют синхронными, с ротором на постоянных магнитах. Мощность электродвигателя при неизменном диаметре зависит от длины активной части электродвигателя. В погружных синхронных электродвигателях малогабаритных установок электроцентробежных насосов, использующих ротор с большим соотношением длины к диаметру, ротор нуждается в промежуточных опорах, поэтому статор и ротор выполняют секционными, а между секциями устанавливают промежуточные опоры. Таким образом, создание таких электродвигателей является сложной инженерной задачей.When designing submersible electric motors, it is necessary to take into account that the size of the electric motor is limited by the diameter of the casing string. For submersible electric motors of small-sized electric submersible pump installations, the maximum diameter over the body is approximately 70 mm. In this regard, the electric motors are synchronous, with a permanent magnet rotor. The power of the electric motor with a constant diameter depends on the length of the active part of the electric motor. In submersible synchronous electric motors of small-sized installations of electric centrifugal pumps, using a rotor with a large length-to-diameter ratio, the rotor needs intermediate supports, therefore the stator and rotor are sectional, and intermediate supports are installed between the sections. Thus, the creation of such electric motors is a complex engineering task.
Сущность предлагаемых технических решений состоит в следующем.The essence of the proposed technical solutions is as follows.
Применение цельного корпуса для всего электродвигателя уменьшает возможность его разгерметизации, что повышает надежность изделия. Выполнение внутренней поверхности цельного корпуса гладким упрощает технологию производства, уменьшая количество технологических операций, и снижает себестоимость электродвигателя.The use of a one-piece housing for the entire electric motor reduces the possibility of depressurization, which increases the reliability of the product. Making the inner surface of the one-piece body smooth simplifies the production technology, reduces the number of technological operations, and reduces the cost of the electric motor.
Применение цельного корпуса с гладкой внутренней поверхностью для статора, состоящего из двух и более секций, возможно в случае обеспечения жесткости конструкции всего статора и его неподвижности относительно корпуса электродвигателя. Жесткость конструкции статора зависит от жесткости каждой секции статора. Также применение цельного корпуса для статора, состоящего из нескольких секций, возможно в случае, если секции статора будут устанавливаться в корпус уже с намотанной и пофазно соединенной между секциями обмоткой. Из этого следует, что магнитопровод каждой секции статора должен быть выполнен отдельной жесткой конструкцией до процесса намотки.The use of a one-piece housing with a smooth inner surface for a stator consisting of two or more sections is possible in the case of ensuring the rigidity of the structure of the entire stator and its immobility relative to the motor housing. The rigidity of the stator structure depends on the rigidity of each stator section. Also, the use of a one-piece stator housing, consisting of several sections, is possible if the stator sections are installed in the housing with a winding already wound and phase-wise connected between the sections. It follows from this that the magnetic circuit of each stator section must be made of a separate rigid structure before the winding process.
Для этого в магнитопроводе каждой секции статора применяются фиксаторы, проходящие сквозь все пластины магнитопровода, расположенные под углом не более 120 градусов друг относительно друга, и концевые пластины с двух сторон магнитопровода, соединенные с фиксаторами. Конструкция фиксаторов, скрепляющих пластины магнитопровода, обеспечивает крепление их к магнитопроводу без использования клеящих составов, обеспечивая неподвижность пластин друг относительно друга в радиальном и осевом направлениях.For this, in the magnetic circuit of each stator section, clamps are used, passing through all plates of the magnetic circuit, located at an angle of no more than 120 degrees relative to each other, and end plates on both sides of the magnetic circuit, connected to the clamps. The design of the clamps holding the plates of the magnetic circuit ensures their attachment to the magnetic circuit without the use of adhesives, ensuring the immobility of the plates relative to each other in the radial and axial directions.
Фиксация секций статора от проворота друг относительно друга и корпуса осуществляется при помощи крышек, которые крепятся к концевым пластинам магнитопровода. Крышки статоров через штифты передают вращающий момент на опоры, установленные между секциями статора, а верхняя и нижняя опоры - на концевые фланцы электродвигателя.Fixation of the stator sections against rotation relative to each other and the housing is carried out by means of covers that are attached to the end plates of the magnetic circuit. The stator covers transmit torque through pins to the supports installed between the stator sections, and the upper and lower supports to the end flanges of the electric motor.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:The proposed invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг. 1 - схематический чертеж секции статора, поясняющий расположение фиксаторов на магнитопроводе;in fig. 1 is a schematic drawing of a stator section illustrating the location of the clips on the magnetic circuit;
на фиг. 2 - схематический чертеж соединения концевой пластины и фиксатора магнитопровода;in fig. 2 is a schematic drawing of the connection between the end plate and the magnetic circuit retainer;
на фиг. 3 - эскиз концевой пластины;in fig. 3 - sketch of the end plate;
на фиг. 4 - схематический чертеж, поясняющий расположение фиксаторов и концевых пластин;in fig. 4 is a schematic drawing explaining the location of the retainers and end plates;
на фиг. 5 - узел соединения намотанных секций статора при помощи промежуточных опор и крышек секций статора.in fig. 5 - unit for connecting the wound stator sections using intermediate supports and stator section covers.
На фиг. 1 показана секция статора 1 погружного электродвигателя, содержащий фазные обмотки 3 и магнитопровод, состоящий из пластин с зубцами 2, концевых пластин 5 и фиксаторов 4.FIG. 1 shows a section of the
На наружной поверхности магнитопровода на радиальных осях симметрии зубцов выполнены пазы, в которые установлены фиксаторы 4. Фиксаторы скрепляют пластины магнитопровода. С двух сторон фиксаторы 4 соединены с концевыми пластинами 5 (фиг. 2). Размеры, количество и материал фиксаторов выбираются из условия наименьшего влияния на магнитный поток в магнитопроводе и обеспечения жесткости секции магнитопровода в осевом направлении и неподвижности пластин секции магнитопровода друг относительно друга в радиальном направлении. Количество фиксаторов не менее трех, расположение под углом не более 120 градусов друг относительно друга и крепление к концевым пластинам позволяет стянуть и зафиксировать магнитопровод секции статора без установки в корпус. На фиг. 2 показаны варианты исполнения фиксатора 4, как полоса с трапецеидальным сечением, так и с круглым сечением, но возможна любая другая форма сечения, например, треугольная.On the outer surface of the magnetic circuit on the radial axes of symmetry of the teeth, there are grooves in which the
На фиг. 3 показан эскиз концевой пластины 5 магнитопровода. Для равномерного распределения осевых усилий конструкция концевых пластин 5 может повторять конструкцию пластин магнитопровода. Концевая пластина имеет пазы 15 по наружному диаметру, для установки и крепления фиксаторов. Количество, расположение и размер пазов 15 зависит от количества, расположения и размера фиксаторов. Пазы 14 на концевых пластинах предусмотрены для соединения с крышками 12 (фиг. 5). Количество и размер пазов для соединения с крышками выбираются из условия обеспечения неподвижности секций статора друг относительно друга и корпуса. Толщина концевых пластин выбирается из условия необходимого количества пазов 15 для фиксаторов и пазов 14 для крышек. При этом возможны варианты выполнения пазов не по всей толщине концевой пластины, а на необходимую глубину.FIG. 3 shows a sketch of the
После установки фиксаторов на предварительно стянутой секции магнитопровода и соединения их с концевыми пластинами, стяжки ослабляют. От ослабления стяжек пакет пластин магнитопровода разжимается и на фиксаторах появляется осевое усилие, которое держит их в натянутом состоянии, фиксируя пластины магнитопровода. Далее на магнитопровод секции статора наматывается фазная обмотка, после чего лобовые части закрываются крышками.After installing the clamps on the pre-tightened section of the magnetic circuit and connecting them to the end plates, the ties are loosened. From the loosening of the ties, the package of the magnetic circuit plates is expanded and an axial force appears on the clamps, which keeps them in a taut state, fixing the magnetic circuit plates. Further, a phase winding is wound on the magnetic circuit of the stator section, after which the frontal parts are closed with covers.
Расположение фиксаторов 4 и концевых пластин 5 показано на схематическом чертеже фиг. 4 (магнитопровод не показан). Такая конструкция обеспечивает жесткость секции статора, что позволяет выполнить обмотку секции до установки в корпус.The arrangement of the
На фиг. 5 секции статора между собой соединены при помощи опор 11, которые соединяются с крышками 12 штифтами 13 и установлены в корпус 6 электродвигателя. Крышки передают момент проворота, возникающий на статоре при вращении ротора электродвигателя, опорам 11 при помощи штифтов 13. Электрическая коммутация обмоток секций статора происходит при помощи коннекторов 21, установленных в опоры и надежно изолированных, при помощи электроизоляционных материалов. На фиг. 5 указаны выводы обмоток фаз 20 секций статора, которые соединяются между собой при помощи коннекторов 21, пары трения 16 и 17, на которые устанавливается ротор 18 электродвигателя. Опоры электродвигателя устанавливаются между секциями статора, а также с нижнего и верхнего конца статора. Материал колец 10 на опорах выбирается из условия наилучшей стойкости к влиянию изоляционного масла, заполняющего полость электродвигателя. Размеры колец 10 обеспечивают плотное прилегание по контуру к опоре и корпусу электродвигателя, обеспечивая дополнительную защиту от проворота опор и статора относительно корпуса.FIG. 5, the stator sections are interconnected by means of
Статор, состоящий из двух или более секций, после установки в корпус присоединяется при помощи верхней и нижней опор и штифтов к концевым фланцам электродвигателя, которые соединены с корпусом электродвигателя.The stator, consisting of two or more sections, after being installed in the housing, is connected by means of upper and lower supports and pins to the end flanges of the electric motor, which are connected to the electric motor housing.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114546A RU2736877C1 (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Submersible electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114546A RU2736877C1 (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Submersible electric motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2736877C1 true RU2736877C1 (en) | 2020-11-23 |
Family
ID=73543502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020114546A RU2736877C1 (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Submersible electric motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2736877C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775058C1 (en) * | 2021-12-10 | 2022-06-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Ишимбайский машиностроительный завод" | Brushless motor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4603273A (en) * | 1985-08-14 | 1986-07-29 | Westinghouse Electric Corp. | Dynamoelectric machine with extended cleat assembly |
RU2336619C1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-10-20 | Валентин Николаевич Леонов | Submerged motor stator |
RU107002U1 (en) * | 2011-01-17 | 2011-07-27 | ЗАО "Новые технологии по повышению нефтеотдачи" | VENTAL SECTIONAL MOTOR |
RU2498484C2 (en) * | 2011-12-22 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "АЛНАС" (ОАО "АЛНАС") | Submersible synchronous electric motor |
RU2521957C2 (en) * | 2008-01-10 | 2014-07-10 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Electric submersible pump (esp) with motor containing stator lamination fixed mechanically |
RU183619U1 (en) * | 2017-08-04 | 2018-09-28 | Открытое акционерное общество "Бугульминский электронасосный завод" (ОАО "БЭНЗ") | DEVICE OF SUBMERSIBLE OIL-FILLED MOTOR |
-
2020
- 2020-04-21 RU RU2020114546A patent/RU2736877C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4603273A (en) * | 1985-08-14 | 1986-07-29 | Westinghouse Electric Corp. | Dynamoelectric machine with extended cleat assembly |
RU2336619C1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-10-20 | Валентин Николаевич Леонов | Submerged motor stator |
RU2521957C2 (en) * | 2008-01-10 | 2014-07-10 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Electric submersible pump (esp) with motor containing stator lamination fixed mechanically |
RU107002U1 (en) * | 2011-01-17 | 2011-07-27 | ЗАО "Новые технологии по повышению нефтеотдачи" | VENTAL SECTIONAL MOTOR |
RU2498484C2 (en) * | 2011-12-22 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "АЛНАС" (ОАО "АЛНАС") | Submersible synchronous electric motor |
RU183619U1 (en) * | 2017-08-04 | 2018-09-28 | Открытое акционерное общество "Бугульминский электронасосный завод" (ОАО "БЭНЗ") | DEVICE OF SUBMERSIBLE OIL-FILLED MOTOR |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775058C1 (en) * | 2021-12-10 | 2022-06-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Ишимбайский машиностроительный завод" | Brushless motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101420467B1 (en) | Permanent-magnet generator and windmill generator using the same | |
KR100901588B1 (en) | Twin rotor type motor | |
KR910010195B1 (en) | Stator assembly for dynamoelectric machine | |
CA2659824C (en) | Rotor and stator segments for generator and motor | |
US9680341B2 (en) | Rotating electric machine including rotor core with slots having protrusions | |
EP2869433A1 (en) | Axial flux permanent magnet electrical machine with magnetic flux concentration | |
JP2016532414A (en) | Rotor for electric machine | |
RU2633959C1 (en) | Rotor stack of submersible electric motor | |
US20200304002A1 (en) | Permanent Magnet Motor For Electrical Submersible Pump | |
EA036804B1 (en) | Modular permanent magnet motor and pump assembly | |
JPWO2022019074A5 (en) | ||
US6781260B2 (en) | Permanent magnet type rotary machine | |
CN108631472B (en) | Rotating electric machine and stator winding | |
JP6446483B2 (en) | Rotor for rotating electrical machine and method for manufacturing the same | |
RU2736877C1 (en) | Submersible electric motor | |
RU2484573C2 (en) | Permanent magnet motor | |
US20230109040A1 (en) | Permanent magnet motor for electrical submersible pump and method of assembly rotor | |
WO2016177933A1 (en) | An end-shield for an electric machine | |
JP2016127628A (en) | Coreless coil and manufacturing method for the same, and permanent magnet type rotary machine and manufacturing method for the same | |
RU115131U1 (en) | VENT MOTOR | |
FI129999B (en) | A joint element and an electromechanical system comprising the same | |
ES2165729T3 (en) | ELECTRIC TURBOGENERATOR. | |
JP6927343B1 (en) | Compressor | |
EP4145680A1 (en) | Rotary electrical machine and rotor for such machine | |
KR101040959B1 (en) | Rotator having cover plate and PMSM using the same |