Екранований компресор

Екранований компресор, що містить компресорну камеру і електродвигун, в якому між статором і ротором установлено екран з немагнітного матеріалу, а вал електродвигуна сполучений з кривошипно-кулісним механізмом, що розташований у компресорній камері, який відрізняється тим, що компресор містить електродвигун постійного струму з безобмотковим ротором, а компресорна камера закріплена на фланці електродвигуна, при цьому екран установлено на нерухомих феромагнітних кільцях електродвигуна між нерухомими обмотками статора і безобмотковим ротором Винахід відноситься до холодильного обладнання і може застосовуватися в агрегатах установок, які використовують як холодильний агент фреон або аміак Запропонований компресор може найти застосування у холодильниках, холодильних камерах для зберігання продуктів, морозильниках, охолоджувачах рідини, теплових насосах тощо Відомо герметичний ротаційний компресор Фгр 0,35-1 А, який містить асинхронний електродвигун, двохсекційний конденсатор, компресорну камеру (див Якобсон В Б , Малые холодильные машины, М , "Пищевая промышленность", 1977, с 258,259) Але відомий екранований герметичний компресор має великі розміри, невеликий коефіцієнт корисної дії, підвищену питому металоємкість Це наслідок великої довжини результуючого робочого зазору між статором і ротором Найближчим до заявляемого є екранований компресор ФГэ 0,7-3 (см Якобсон В Б , Малые холодильные машины, М , "Пищевая промышленность", 1977, с с 102-103, рис 60) Компресор ФГэ 0,7-3 включає статор і ротор асинхронного електродвигуна, між якими розташований газонепронекаємий екран з неіржавіючої сталі Двигун і компресор установлені на загальній чугуннш основі, у нижній частиш якої розміщена компресорна камера Вал електродвигуна жорстко з'єднаний з кривошипно-кулісним механізмом, який забезпечує рух поршню у циліндрі, завдяки якому відбувається пересування холодильного агенту по відповідному замкнутому контуру за допомогою патрубків Конструкція даного компресора обрана прототипом Прототип має СПІЛЬНІ ознаки з винаходом, що заявляється - компресорна камера, - електродвигун, - екран, який установлено між статором і ротором, - екран з немагнітного матеріалу, - вал електродвигуна, жорстко з'єднаний з кривошипно-кулісним механізмом, - кривошипно-кулісний механізм, розташований у компресорній камері Але, наявність у компресорі асинхронного двигуна призводить до появи суттєвих недоліків По-перше, конструкція має великі габарити По-друге, компресор має невелику енергетичну ефективність По-третє, має підвищену металоємкість Крім того, у відомого компресора незадовільні О со 47730 пускові властивості, а саме великі кратності пускових струмів по відношенню до номінальних (від 6ти до 9-ти) і він зупиняється, або не запускається при значному падінню напруги, тому, що момент асинхронних двигунів пропорційний другій ступіні підведеної напруги Експлуатація компресора з асинхронним електричним двигуном критична в мережах малої потужності (сільська місцевість) внаслідок можливих коливань напруги мережі Наявність у герметичній зоні ротора асинхронного двигуна, який несе обмотку з кольорового металу, не дозволяє використовувати аміак, як холодильний агент, тому, що він проявляє агресивність до кольорових металів В основу винаходу поставлено задачу в екранованому компресорі, за рахунок використання електродвигуна постійного струму з безобмоточним ротором, а також іншого з'єднання електродвигуна і компресорної камери, забезпечити "м'який" пуск з обмеженням струму на рівні 2-3 номінальних і таким же електромагнітним моментом, як при номінальній напрузі електромережі, так і при відхиленні від цієї напруги, підвищення енергетичної ефективності з одночасним зменшенням маси і габариту, а також зменшення втрати енергії, яка відводиться холодильним агентом від електричної машини Поставлена задача вирішена у конструкції екранованого компресора, що містить компресорну камеру та електродвигун, в якому між статором і ротором установлено екран з немагнітного матеріалу, а вал електродвигуна з'єднано з кривошипнокулісним механізмом, розміщеним у компресорній камері тим, що компресор містить електродвигун постійного струму з безобмоточним ротором, а компресорна камера закріплена на фланці електродвигуна, при цьому екран установлено на нерухомих феромагнітних кільцях електродвигуна між нерухомими обмотками статора і безобмоточним ротором Новим у винаході, що заявляється, є те, що - компресор містить електродвигун постійного струму з безобмоточним ротором, - компресорна камера закріплена на фланці електродвигуна, - екран установлено на нерухомих феромагнітних кільцях електродвигуна між нерухомими обмотками статора і безобмоточним ротором Досягнення заявленого результату можна пояснити слідуючим Конструктивні особливості двигуна постійного струму з безобмоточним ротором полягають у тому, що при одних і тих же габаритних розмірах з класичною машиною постійного струму, внутрішній діаметр нерухомого статора з безобмоточним ротором на 15-20% більше, ніж у класичного двигуна Цим забезпечується підвищення номінальних момента і потужності двигуна, пропорційних другій ступіні внутрішнього діаметру двигуна, що дає можливість одержання рівної потужності за меншими показниками маси і габариту У заявляемому екранованому компресорі використована конструкція електродвигуна постійного струму, на який видано патент України №38319 (2001 р) із зміненнями, які обумовлені конструкцією вихідного кінця вала електродвигуна Наявність у робочому повітряному зазорі екрана з немагнітного матеріалу не значно впливає на його параметри, у порівнянні з асинхронним двигуном у прототипа Так, для двигуна постійного струму з розрахунковим значенням довжини робочого повітряного зазору 0,35мм між статором і ротором і технологічним зазором 5т = 0,5мм уставка екрана товщиною 5е = 0,3мм збільшує довжина робочого повітряного зазору до 0,6мм і, ВІДПОВІДНО, магнітно рухому силу на проведення магнітного потоку на 29% Для асинхронної машини ВІДПОВІДНОГО габариту повітряний робочий зазор 0,3мм і уставка екрана зі збільшенням загального зазору у два рази збільшує магнітно рухому силу на проведення магнітного потоку на 100% Таким чином, конструктивна схема двигуна постійного струму дозволяє простіше, без великого ускладнення і трудомісткості, як у прототипа, установити екран, ВІДДІЛЯЮЧИЙ нерухомий статор з обмотками збудження і якоря від феромагнітних полюсів ротора Для цього використовуються нерухомі стальні кільця, які закріпляються гвинтовими з'єднаннями з фланцями двигуна Циліндр екрана кріпиться на двох кільцях, як і у даному випадку виконують роль несучих конструкцій для циліндра екрана Принципіально винахід, що заявляється, відрізняється від усіх відомих технічних рішень тим, що у відомих екранованих компресорах екран відокремлює обмотку статора від обмотки ротора, а у запропонованій конструкції екран відокремлює обмотки статора від безобмоточного ротора Наявність у прототипа масивної основи, яка уявляє собою фігурне чугунне литво, збільшує трудомісткість виготовляння екранованого компресора, збільшує його вартість У запропонованому екранованому компресорі використовується повністю автономно виготовлені двигун постійного струму з герметизованим безобмоточним ротором і компресорною камерою, яка кріпиться безпосередньо до фланця двигуна постійного струму, що значно спрощує конструкцію і зменшує и собівартість У цьому випадку фланець (кришка) двигуна постійного струму з безобмоточним ротором є одночасно елементом електричного ланцюга двигуна і кріпляючою конструкцією компресорної камери Конструкція екранованого компресора зображена на кресленні, де на фіг 1 - конструктивна схема екранованого компресора з двигуном постійного струму з безобмоточним ротором, на фіг 2 - конструктивна схема двигуна постійного струму з безобмоточним ротором, Екранований компресор містить двигун 1 постійного струму з безобмоточним ротором 2 (фіг 1), вал 3 якого з'єднано з кривопшпно-кулісним механізмом 4 компресорної камери 5 Двигун 1 і компресорна камера 5 конструктивно об'єднані на загальному стальному диску 6 за допомогою, наприклад, болтових з'єднань 7 Двигун 1 постійного струму з безобмоточним ротором 2 включає станину 8 (фіг 1,2) циліндрич 47730 ноі форми, на внутрішній поверхні якої розміщені статор 9 з обмоткою якоря 10 і обмотки збудження 11 і 12 3 торцевих боків станини 8 установлені фланці (кришки) 13 і 14, на внутрішніх поверхнях яких жорстко закріплені феромагнітні кільця 15 і 16 Вал 3 двигуна 1, обертаючись у підшипникових щитах 17, 18 несе на собі феромагнітні полюсні структури, кожна з яких складається з феромагнітних дисків 19, 20 і власно полюсів когтеподібного виду 21, 22 Феромагнітні диски 19, 20 відокремлені від феромагнітних кілець 15, 16 технологічним зазором 6т Статор 9 відокремлено від полюсів когтеподібного виду 21, 22 немагнітним екраном 23 (немагнітна неіржавліюча сталь) Екран 23 товщиною стінки 5е розташований безпосередньо на зубцевій зоні статора 9 Полюси когтеподібного вида 21, 22 відокремлені від немагнітного екрана 23 повітряним зазором 5пз Гільза екрана 23 у торцевих частинах сполучена з феромагнітними кільцями 15, 16 без зазора, наприклад, зварюванням Ротор 2 обертається у герметичному об'ємі, який утворено екраном 23 і нерухомими феромагнітними кільцями 15, 16, які жорстко з'єднані з фланцями 13, 14 Подібним немагнітним екраном 24 закритий підшипниковий щит 17 Живлення обмотки якоря 10 здійснюється від мережі змінного струму за допомогою напівпровідникового випрямляча 25 та напівпровідникового комутатора 26, який з'єднано з обмоткою якоря 10 за допомогою джгута 27 Живлення обмоток збудження 11,12 здійсню ється від мережі змінного струму за допомогою напівпровідникового випрямляча 25, який з'єднано з обмотками збудження 11, 12 за допомогою того ж джгута 27 Екранований процесор працює слідуючим чином Подається напруга на обмотки збудження 11, 12 і обмотку якоря 10, взаємодією основного магнітного потоку Ф о і струмів провідників обмотки якоря 10, які знаходяться у зоні полюсів 21, 22, утворюється електромагнітна сила Рем, яка діє за годинниковою стрілкою на статор 9 і, ВІДПОВІДНО, проти годинникової стрілки на полюси 21, 22 Під дією пари сил, які визначають величину і напрям електромагнітного моменту Мем, ротор 2 приводиться в обертання Напівпровідниковий комутатор 26 за сигналами ВІДПОВІДНОГО датчика (на кресленні не показано) положення ротора 2 перемикає струми в катушках (на кресленні не показано) обмотки якоря 10 таким чином, щоб при обертанні в одну сторону струми провідників, які знаходяться в даний момент напроти полюсів 21, 22, зберігали незмінний напрям Обертання ротора 2 передається кривошипнокулісному механізму 4 компресорної камери 5, який забезпечує рух поршня в циліндрі (на кресленні позиції не вказані), завдяки якому відбувається пересування холодильного агента по відповідному замкнутому контуру за посередництвом патрубків ФІГ. 1 tt ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71