Електродвигун постійного струму

1. Електродвигун постійного струму, що складається з корпуса, якоря і котушок, який відрізняється тим, що в ньому балансування колектора здійснене за рахунок установки заздалегідь виготовлених рухливих мірних вантажів, вентиляційні отвори якоря виконані в один ряд та розташовані на одній осі з отворами в натискній шайбі і колекторній втулці, посадка натискної шайби на колекторну втулку розташована вище отворів для стяжних болтів, у колекторі встановлені додаткові ізоляційні кільця. 2. Електродвигун постійного струму за п.1, який відрізняється тим, що в ньому сумарний переріз вентиляційних отворів у втулці колектора збільшений на 23,8% і сумарний переріз вентиляційних отворів якоря збільшений на 21,5%. Винахід належить до галузі електротехнічної промисловості, зокрема, виробництву електричних машин постійного струму. Винахід може бути використаний в металургійній та гірничорудній промисловості. Двигуни постійного струму [1], [2] мають складний якір, що вимагає ретельного догляду в процесі експлуатації. Але в разі потреби плавного регулювання частоти обертання в широких межах, частих пусках і реверсах, а також великих пускових моментах двигуни постійного струму є найбільш прийнятними електроприводами. Важливе значення в металургійній і гірничорудній промисловості має безвідмовна робота електричних двигунів. Вихід з ладу електродвигуна, установленого на складному виробничому устаткуванні, може привести до збитків, у багато разів перевищуючих вартість самого електропривода. Потреба в надійному й економічному електричному двигуні не може бути цілком задоволена без організації технічного обслуговування і ремонту, тому полегшення процесу технічного обслуговування відіграє немаловажну роль. В даний час широко використовуються електродвигуни постійного струму, розроблені до 1975 року [3]. Найбільш близьким технічним рішенням пропонованим електродвигунам є електродвигуни виробництва Росія ЗАТ «Динамо Плюс» ДЭ-818. Одним з основних складових частин електродвигуна є якір. У процесі експлуатації електродвигуна відбувається нагрівання якоря, тому надзвичайно важливим є його охолодження. Однак, якір 1 двигуна ДЭ-818 (фіг.1, 2) виконаний із двома рядами вентиляційних отворів 2 із сумарним перерізом для проходу охолоджуючого повітря 157см2, при цьому через верхній ряд отворів повітря практично не проходить через неповне перекриття перерізу вентиляційних отворів якоря і вентиляційних отворів колектора, що приводить до перегріву якоря. Одним з основних вузлів якоря є колектор. Його надійна робота багато в чому залежить від якісного охолодження і точності балансування. Але в конструкції колектора двигуна ДЭ-818 є ряд недоробок: 1. В існуючій конструкції колектора двигуна ДЭ-818 (фіг.2) передбачене балансування його за (19) UA (11) 66452 (13) (21) 2003031979 (22) 05.03.2003 (24) 15.05.2006 (46) 15.05.2006, Бюл. № 5, 2006 р. (72) Пеліпенко Микола Андрійович, Пеліпенко Ярослав Миколайович, Перепічай Василь Вікторович, Перепічай Віктор Олексійович (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "ВИРОБНИЧО-КОМЕРЦІЙНА ФІРМА "ФЛАГМАН-77" (56) "Электрические двигатели постоянного тока типа ДПЭ, ДПВ, ДЭ, ДЭВ для экскаваторов" - Технические условия ТУ 16515163-75, Москва, 1975. GB 293901, 16.07.1928 FR 2766988, 05.02.1999 JP 5161310, 25.06.1993 JP 6133481, 13.05.1994 JP 6245445, 02.09.1994 JP 2000295813, 20.10.2000 RU 2194350, 10.12.2002 C2 1 3 66452 4 допомогою приварних вантажів 4, що приводить отворами 2 пропоновані конструкції електродвигудо неточного балансування (не враховується маса на, наплавленого металу електродів) і збільшує труна фіг.6 зображена частина колектора проподомісткість підбора вантажу потрібної маси. нованої конструкції електродвигуна: 2. У колекторній втулці 8 двигуна ДЭ-818 1 - якір, (фіг.2, 3) сумарна площа ререрізу отворів 12 для 3 - пластина колекторна, проходу охолоджуючого повітря складає 84см2, 4 - рухливий мірний вантаж, однак для якісного охолодження цього недостат5 - манжета ізоляційна, ньо. 6 - болт колекторний, 3. В існуючій конструкції колектора (фіг.2, 4) 7 - циліндр ізоляційний, двигуна ДЭ-818 не забезпечена герметичність 8 - втулка колекторна, стику колекторних пластин 3 і колекторних втулок 9 - втулка дистанційна, 8, тому що не виключена можливість проникнення 10 - вал, пилу через зазори 13 в отворах для колекторних 11 - шайба натискна, болтів 6. 14 - кільце ізоляційне. 4. При установці ізоляційних манжет 5 у колекна фіг.7 зображена колекторна втулка 8 проторі двигуна прототипу (фіг.2, 4) не виключена понованої конструкції електродвигуна з отворами можливість зминання коміра манжети, що приводля охолодження колектора 12, дить до пробою колектора через повітряний зазор на фіг.8 зображена частина колектора пропо13. нованої конструкції електродвигуна, на якій зазнаТаким чином, зазначені вище недоліки привочене запропоноване поліпшення герметичності дять до частих збоїв у роботі електродвигунів, нестику колекторних пластин 3 і колекторних втулок достатньої їхньої надійності і довговічності, а та8, а також виключення пробою колектора за рахукож великим витратам при виконанні ремонту. нок додавання ізоляційного кільця 14. Задачею винаходу є створення електродвигу3 - пластина колекторна, на постійного струму, у якому за рахунок збіль4 - рухливий мірний вантаж, шення точності балансування колектора, збіль5 - манжета ізоляційна, шення його герметичності і електронадійності, 6 - болт колекторний, поліпшення охолодження якоря збільшується на7 - циліндр ізоляційний, дійність і довговічність безвідмовної роботи елект8 - втулка колекторна, родвигунів, зменшуються матеріальні і трудові 10 - вал, витрати у виготовленні і ремонті електродвигунів. 11 - шайба натискна, Поставлена задача досягається за рахунок то14 - кільце ізоляційне. го, що в електродвигуні постійного струму, що Запропонований електродвигун постійного складається з корпуса, якоря, колектора, балансуструму складається з корпуса, якоря колектора. вання колектора здійснюється за рахунок установЯкір електродвигуна має таку конструкцію. Вентики заздалегідь виготовлених рухливих мірних ванляційні отвори 2 якоря 1 (фіг.5) виконані в один тажів, вентиляційні отвори якоря виконані в один ряд, збільшений їхній діаметр, внаслідок чого суряд та розташовані на одній осі з отворами в намарний переріз складає 191см2, що більше на тискній шайбі і колекторній втулці, посадка натиск21,5%, чим у двигуні ДЭ-818; вентиляційні отвори ної шайби на колекторну втулку розташована вирозташовані на одній осі з отворами в натискних ще отворів для стяжних болтів, у колекторі шайбах 11 (фіг.6) і колекторній втулці 8, що дозвовстановлені додаткові ізоляційні кільця. В електляє значно поліпшити охолодження деталей якоря родвигуні сумарний переріз вентиляційних отворів і якірних обмоток за рахунок зміни напрямку повіту втулці колектора збільшений на 23,8% і сумарряного потоку. Балансування колектора виробляний переріз вентиляційних отворів якоря збільшеється за рахунок установки заздалегідь виготовний на 21,5%. лених рухливих мірних вантажів 4 (фіг.6), що Порівняльний аналіз відомих технічних рішень дозволяє підвищити точність балансування і збіпоказує, що запропонований електродвигун посльшити довговічність підшипникових вузлів, на тійного струму має значно ефективніше охолояких установлений якір, на 15-20 %. Змінено консдження нагрітих частин електродвигуна завдяки трукцію колекторних втулок 8 (фіг.7), що дозволизбільшенню вентиляційних отворів, а також більш ло збільшити сумарну площу перерізу вентиляційпрямолінійному проходженню повітряного потоку них отворів 12 на 23,8% (104см2), як результат через якір, ступінь герметичності пропонованої поліпшене охолодження колектора, і, отже, знижеконструкції збільшена, що виключає нагромадженний температурний режим при тих же навантаня струмопровідного пилу у внутрішніх порожниженнях і збільшена надійність його роботи. Посаднах колектора і не допускає пробою ізоляції в повіка натискної шайби 11 (фіг.8) на колекторну втулку тряних зазорах між струмопровідними деталями 8 виконана вище отворів для стяжних болтів 6, що колектора, збільшена довговічність підшипникових виключає проникнення струмопровідного пилу вузлів за рахунок установки заздалегідь виготовусередину, внаслідок чого підвищена надійність лених рухливих мірних вантажів. Ці зміни дозвоякоря 1 в цілому. Крім того, ця зміна дозволила ляють значно продовжити термін експлуатації уникнути ушкодження манжети 5 при зборці якоря електродвигуна. 1. Для запобігання пробою колектора між колектоСутність винаходу пояснюється кресленнями, рною пластиною 3 і колекторною втулкою 8 і натиде: скною шайбою 11 установлені додаткові ізоляційні на фіг.5 зображений якір 1 з вентиляційними кільця 14. 5 66452 6 Електродвигун працює таким чином. По пропорожнинах колектора і не допускає пробою ізоводу, що виходить з корпусу, на електродвигун ляції в повітряних зазорах між струмопровідними подається постійна напруга. В обмотках двигуна деталями колектора. Це дозволяє продовжити виникає магнітне поле, що обертає вал, що, у термін його експлуатації. При роботі електродвисвою чергу, обертає механічні пристрої. Для охогуна якір 1 обертається звеликою швидкістю. Челодження деталей у внутрішній простір двигуна за рез складність технологічного процесу виготовдопомогою зовнішнього вентилятора подається лення якоря 1, і, як наслідок з цього неминучої повітря. Це повітря проходить через вентиляційні погрішності, виникають биття при обертанні якоря, отвори 12 колекторної втулки і попадає в зону якощо приводить до швидкого зношування підшипниря 1. З огляду на те, що в зоні якоря 1 відбуваєтькових вузлів. Для усунення даного недоліку в якорі ся розширення повітряного потоку, швидкість повівстановлені рухливі мірні вантажі 4 заданої маси, і тря різко зменшується. Завдяки цьому конструкція якоря 1 змінена таким чином, що за збільшується час на відбір тепла повітрям від надопомогою мірних вантажів 4 динамічне балансугрітих частин електродвигуна. Після проходження вання якоря 1 виконується з високою точністю, а якоря 1 нагріте повітря виходить назовні. Завдяки це, у свою чергу, також збільшує довговічність ротому, що в пропонованій конструкції електродвигуботи електродвигуна. на збільшена площа вентиляційних отворів 12 у Таким чином, у порівнянні з прототипом, за колекторній втулці 8 (на 23,8%) і якорі 1 (на рахунок збільшення точності балансування колек21,5%), а також проходження повітряного потоку тора, збільшення його герметичності і електроначерез якір 1 зроблено більш прямолінійним, збідійности, поліпшення охолодження якоря збільшульшилася тепловіддача охолоджуючому повітрю, ється надійність і довговічність безвідмовної що проходить через якір 1, що поліпшило охолороботи електродвигунів, зменшуються матеріальні дження електродвигуна в цілому. У зв'язку з тим, і трудові витрати у виготовленні і ремонті електрощо повітряний потік став більш прямолінійним, двигунів. опір рухові повітря зменшився, що дозволяє викоЛітература: ристовувати нагнітаючий вентилятор меншої по1. И. Копылов «Проектирование электрических тужності при тій же ефективності охолодження. машин», «Энергоатомиздат», 2002. Оскільки електродвигун може працювати в запи2. Юхимчук В.Д. «Технология ремонта машин леному навколишньому середовищі з наявністю постоянного тока», Харьков, 2000. металевого пилу, то ступінь герметичності пропо3. «Электродвигатели постоянного тока типа нованої конструкції збільшена, що виключає наДПЭ, ДПВ, ДЭ, ДЭВ для экскаваторов» - Техничегромадження струмопровідного пилу у внутрішніх ские условия ТУ 16-515.163-75, Москва, 1975. 7 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 66452 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601