Погружной электродвигатель

Изобретение относится к конструкции погружного электродвигателя для привода многоступенчатого центробежного электронасоса для добычи нефти из скважин. Погружной электродвигатель, маслонаполненный трехфазный асинхронный короткозамкнутый. Задачей изобретения является разработка конструкции электродвигателя, позволяющая повысить КПД электродвигателя; повысить долговечность и эксплуатационные качества, улучшить пусковые и рабочие характеристики электродвигателя; ликвидировать дисбаланс вала ротора при работе электродвигателя; уменьшить вес вращающейся части ротора. Поставленная задача достигается тем, что погружной электродвигатель, включающий статор, ротор, головку, внутри которого размещены осевой подшипник, состоящий из пяты и подпятника, а также колодки кабельного ввода, основание, масляный фильтр, набор магнитных и немагнитных жестей статора, пакеты роторных жестей, радиальные подшипники скольжения, турбинку, вал ротора, муфту вала ротора и корпус электродвигателя, причем по всей длине вала ротора и на внутренних поверхностях пакета жестей ротора симметрично расположены лыски, а между осевым и радиальным подшипниками установлен осевой упор специальной конфигурации, а также внутренняя поверхность муфты вала ротора выполнена четырехгранной поверхностью; лыски, симметрично расположенные по всей длине вала для каждого следующего пакета ротора, смещены по окружности вала на 1, смещение же по окружности вала для одной поверхности лыски осуществляют вправо, а для другой - влево.US-A-4578608 ИСМАИЛОВ ФАХРЕДДИН САТТАР ОГЛЫ; СУЛЕЙМАНОВ БАГИР АЛЕКПЕР ОГЛЫ; МИРЗАЛИЕВ АКИФ НАМАЗАЛИ ОГЛЫ (AZ) Изобретение относится к конструкции погружного электродвигателя для привода многоступенчатого центробежного электронасоса для добычи нефти из скважин. Погружной электродвигатель (ПЭД) представляет собой маслонаполненный асинхронный с короткозамкнутым ротором двигатель вертикального исполнения. Известны погружные электрические двигатели, состоящие из статора, ротора, головки, внутри которого размещены осевой подшипник, состоящий из пяты и подпятника, а также колодки кабельного ввода, основания, масляного фильтра, набора магнитных и немагнитных жестей статора, пакетов роторных жестей, радиальных скользящих подшипников, турбинки, вала ротора, муфты вала ротора и корпуса электродвигателя [1]. Статор и ротор двигателя состоят из нескольких секций. Каждая секция статора имеет пакет магнитных и немагнитных жестей. Секция ротора имеет пакет роторных жестей и радиальный подшипник. В головке размещен осевой подшипник, состоящий из пяты и подпятника. Основными недостатками являются невысокий КПД электродвигателя; низкая мощность электродвигателя; низкая долговечность; неудовлетворительные эксплуатационные качества: биение вала быстро вращающегося ротора; радиальные низкие пусковые и рабочие характеристики; большой диаметр вала ротора; уменьшенные размеры пазов ротора и статора; большие величины магнитной индукции в ярме ротора и статора. Наиболее близким к изобретению является погружной электродвигатель фирмы АЛНАС, состоящий из статора, ротора, головки, внутри которого размещены осевой подшипник, состоящий из пяты и подпятника, а также колодки кабельного ввода, основания, масляного фильтра, набора магнитных и немагнитных жестей статора, пакетов роторных жестей, радиальных подшипников скольжения, турбинки, вала ротора, муфты вала ротора и корпуса электродвигателя [2]. В основании электродвигателя размещен масляный фильтр. Статор и ротор двигателя состоят из нескольких секций. Каждая секция статора имеет пакет магнитных и немагнитных жестей. Сборка секций и немагнитных пакетов имеет сплошные пазы, в которых размещаются обмоточные провода или стержни обмотки. На немагнитные пакеты жестей опираются радиальные подшипники скольжения ротора. Секции статора запрессованы в корпус. Секция ротора имеет пакет роторных жестей и радиальный подшипник. В пазах пакета жестей расположены медные стержни беличьей клетки (коротко замкнутой обмотки ротора). Секции ротора собраны на валу и располагаются в расточке статора. Выводные концы обмотки статора соединяются с выводными концами колодки кабельного ввода и изолируются. Осевой подшипник воспринимает осевые усилия, действующие на вал ротора. На верхнем конце вала ротора находится шлицевая муфта. Жести ротора устанавливаются на шпонки, которые расположены по всей длине вала ротора, в результате не уравновешивания масс возникают силы инерции, которые вызывают дополнительные нагрузки в роторе электродвигателя [3]. Основными недостатками являются невысокий КПД электродвигателя; низкая мощность электродвигателя; низкая долговечность; неудовлетворительные эксплуатационные качества; низкие пусковые и рабочие характеристики; большой дисбаланс вала ротора при работе электродвигателя; увеличенный вес вращающейся части ротора; большой диаметр вала ротора; уменьшенные размеры пазов ротора и статора; большие величины магнитной индукции в ярме ротора и статора. Задачей изобретения является разработка конструкции электродвигателя, позволяющая повысить КПД электродвигателя; повысить долговечность и эксплуатационные качества, улучшить пусковые и рабочие характеристики электродвигателя; ликвидировать дисбаланс вала ротора при работе электродвигателя; уменьшить вес вращающейся части ротора. Поставленная задача достигается тем, что погружной электродвигатель, включающий статор, ротор, головку, внутри которого размещены осевой подшипник, состоящий из пяты и подпятника, а также колодки кабельного ввода, основания, масляного фильтра, набора магнитных и немагнитных жестей статора, пакетов роторных жестей, радиальных подшипников скольжения, турбинки, вала ротора, муфты вала ротора и корпуса электродвигателя, причем по всей длине вала ротора и на внутренних поверхностях пакета жестей ротора симметрично расположены лыски, а между осевым и радиальным подшипниками скольжения установлен осевой упор, а лыски, расположенные по всей длине вала, для каждого сле-1 020195 дующего пакета ротора, смещены по окружности вала на 1, а также внутренняя поверхность муфты вала ротора выполнена четырехгранной поверхностью. Осевой подшипник состоит из пяты и подпятника, которые в зависимости от диаметра вала и мощности электродвигателя воспринимают большие нагрузки, поэтому для снятия определенной нагрузки и увеличения долговечности работы электродвигателя устанавливается дополнительно осевой упор. Для снятия дисбаланса по всей длине вала ротора симметрично расположены лыски. Верхний конец вала ротора выполнен четырехгранной поверхностью вместо шлицевой, так как четырехгранная поверхность работает на срез, а шлицевая поверхность работает на смятие. При работе ротора создавшееся на валу напряжение на срез значительно меньше, чем создаваемое в шлицах напряжение на смятие. Уменьшение диаметра вала ротора осуществляется за счет ликвидации шпонки, которая расположена по всей длине вала ротора, а вместо шпонки симметрично расположены по всей длине вала лыски. При помощи лысок также возможно увеличить размеры пазов ротора и тем самым снизить величины магнитной индукции в ярме ротора и статора. Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его исполнения с ссылкой на прилагаемые фигуры. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - погружной электродвигатель (ПЭД); фиг. 2 - жести ротора; фиг. 3 - вал ротора; фиг. 4 - осевой упор. Погружной электродвигатель (ПЭД) состоит из головки 1, внутри которого размещены осевой подшипник, состоящий из пяты 2, подпятника 3, а также установлена колодка кабельного ввода 4, основания 5, масляного фильтра 6, статор, состоящий из набора магнитных 7 и немагнитных 8 жестей, ротор из пакетов роторных жестей с симметрично расположенными лысками 9, радиальных подшипников скольжения 10, турбинки 11, вала ротора с симметрично расположенными лысками 12, муфты вала ротора 13 со внутренней четырехгранной поверхностью, осевого упора 14 и корпуса электродвигателя 15. Секции статора запрессованы в корпус 15. Осевой подшипник и осевой упор 14 специальной конфигурации воспринимает осевые усилия, действующие на вал ротора 12. На верхнем конце вала ротора 12 находится муфта 13 с внутренней четырехгранной поверхностью, через которую гидрозащита соединяется с валом и далее с насосом. На валу ротора установлена турбинка 11 для принудительной циркуляции масла внутри электродвигателя с целью смазки опор и охлаждения двигателя. Отработанное масло, попадая в масляный фильтр 6, очищается. Секция ротора имеет пакет роторных жестей 9 и радиальный подшипник 10. В пазах пакета жестей расположены медные стержни беличьей клетки (короткозамкнутой обмотки ротора). Секции ротора собраны на валу 12 и располагаются в расточке статора. Выводные концы обмотки статора соединяются с выводными концами колодки кабельного ввода 4 и изолируются. Осевой подшипник и осевой упор 14 воспринимают осевые усилия, действующие на вал ротора. На верхнем конце вала ротора находится муфта с четырехгранной поверхностью 13. Жести ротора, у которых внутренняя полость имеет симметрично расположенные лыски, а также вал ротора, также имеет симметрично расположенные лыски и при помощи этих лысок жести ротора вставляются в вал ротора и крепятся гайкой. Лыски, симметрично расположенные по всей длине вала, для каждого следующего пакета ротора смещены по окружности вала на 1, это сделано для того, чтобы при запуске двигателя ротор не прилипал к статору. Работает погружной электродвигатель следующим образом: При пуске электродвигателя ротор вращается с частотой вращения 3000 об./мин при частоте тока 50 Гц. Электродвигатель работает в среде пластовой жидкости, находясь под давлением столба этой жидкости, вследствие чего он выполнен герметичным. Полость электродвигателя заполняют трансформаторным маслом или маслом другой марки, пробивное напряжение которого не менее 40 кВ. На валу 12 ротора установлена турбинка 11 для принудительной циркуляции масла внутри электродвигателя с целью смазки опор и охлаждения электродвигателя. Масло поступает по отверстию в валу 12 к турбинке 11 и нагнетается ею в полость над статором двигателя, далее по зазору между статором и ротором и по специальным пазам, выполненным в статорных жестях около корпуса 15 двигателя, масло подается к фильтру 6, проходит через него и вновь поступает в отверстие вала. Пята 2, подпятник 3 и осевой упор 14 рассчитаны на восприятие веса ротора. В зависимости от диаметра и мощности электродвигателя нагрузка,действующая наних, может составлять 100-400 кг. Наиболее успешно, заявленный погружной электродвигатель может быть промышленно применен для использования в качестве привода для многоступенчатых центробежных насосов для добычи нефти из скважин. Литература 1) А.А. Богданов Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти. Москва, изд. Недра, 1968 г., стр. 130-155. 2) А.Г. Молчанов, В.Л. Чичеров Нефтепромысловые машины и механизмы, Москва, Недра,-2 020195 1983 г., стр. 156-158. 3) Ш.Ф. Марголин Теория механизмов и машин, Минск 1968 г., изд. Высшая школа, стр. 331338. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Погружной электродвигатель (ПЭД), включающий статор, ротор, головку, внутри которого размещены осевой подшипник, состоящий из пяты и подпятника, а также колодки кабельного ввода, основание, масляный фильтр, набор магнитных и немагнитных жестей статора, пакеты роторных жестей, радиальные подшипники скольжения, турбинку, вал ротора, муфту вала ротора и корпус электродвигателя,отличающийся тем, что по всей длине вала ротора и на внутренних поверхностях пакета жестей ротора симметрично расположены лыски, а между осевым и радиальным подшипниками на корпусе имеется дополнительный осевой упор для вала, а также внутренняя поверхность муфты вала ротора выполнена четырехгранной поверхностью. 2. Погружной электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что лыски, симметрично расположенные по всей длине вала для каждого следующего пакета ротора, смещены по окружности вала на 1. 3. Погружной электродвигатель по п.2, отличающийся тем, что смещение по окружности вала для одной поверхности лыски осуществляют вправо, а для другой поверхности - влево.