Электродвигатели серии ПЭДВ
Серия ПЭДВ (погружных электродвигателей, водозаполненных) разработана в соответствии с ГОСТом № 10428-63 на основные параметры центробежных скважинных насосов с погружным электродвигателем.
Электродвигатели этой серии являются дальнейшим усовершенствованием электродвигателей серии МАПЗ. По своим технико-экономическим показателям электродвигатели серии ПЭДВ стоят на уровне лучших зарубежных образцов двигателей этого типа.
Принципиальное отличие электродвигателей серии ПЭДВ от электродвигателей серии МАПЗ заключается в следующем:
- Используя накопленный опыт при конструировании и эксплуатации электродвигателей серии МАПЗ, новые двигатели удалось создать со значительно более высокими технико-экономическими показателями.
- Внутренняя полость электродвигателей полностью герметизирована.
- В некоторых электродвигателях серии ПЭДВ роторная обмотка выполнена медными стержнями.
- Роторы электродвигателей, начиная с электродвигателей для шестидюймовых скважин, динамически балансируются.
Электродвигатели ПЭДВ для скважин диаметром шесть дюймов
Эти электродвигатели получили наиболее широкое распространение. Выпускаются они следующих типов: ПЭДВ-2,8-140; ПЭДВ-4,5-140; ПЭДВ-5,5-140; ПЭДВ-8-140; ПЭДВ-11-140. Таким образом, весь ряд типоразмеров для шестидюймовых скважин освоен полностью.
Герметизация электродвигателей. В процессе эксплуатации электродвигателей серии МАПЗ было установлено, что существующие уплотнительные устройства не защищают полностью внутреннюю полость от попадания абразивных частиц, содержащихся в откачиваемой воде. Попадание их в электродвигатель приводит к преждевременному износу радиальных и упорных подшипников скольжения. Кроме того, самой конструкцией электродвигателя МАПЗ предусматривается попадание откачиваемой воды, часто содержащей агрессивные примеси, через фильтр во внутреннюю полость электродвигателя.
Чтобы избавиться в какой-то мере от этого недостатка, конструкция электродвигателей серии ПЭДВ предусматривает полную герметизацию внутренней полости. По мере заполнения внутренней полости водой воздух полностью выходит. Вода заполняет весь объем.
При включении электродвигателя в работу вода внутри его, нагреваясь, расширяется. Для компенсации увеличения объема воды в нижней части электродвигателя установлена резиновая диафрагма (рис., поз. 38). Она обладает определенной жесткостью и не деформируется при заполнении электродвигателя водой, но за счет давления, возникающего при расширении воды, она деформируется, увеличивая объем внутренней полости электродвигателя!
После отключения электродвигателя и по мере его остывания вода занимает первоначальный объем, диафрагма возвращается в исходное положение.
Ротор. Ротор состоит из пакета (рис., поз. 2), набранного из отдельных листов электротехнической стали (ГОСТ 802-58) толщиной 0,5 мм и напрессованного на вал 1.
Роторы электродвигателей типа ПЭДВ-2,8-140, ПЭДВ-4,5-140, ПЭДВ-5,5-140 заливаются под давлением алюминием.
У электродвигателей мощностью 8 и 11 квт обмотка ротора состоит из медных стержней специального профиля, замкнутых медными кольцами. Стержни припаяны к кольцам медным припоем. На вал насажены по горячей посадке втулки из нержавеющей стали. Четыре из них (рис. , поз. 5) являются частью подшипников скольжения, а пятая (рис., поз. 6) при вращении трется по резиновой манжете, служащей для уплотнения по валу. В ротор с обеих сторон упираются балансировочные кольца (рис. , поз. 4), посаженные на вал по горячей посадке. Допустимая динамическая неуравновешенность достигается путем сверления в них отверстий. На нижнем конце вала насажена по скользящей посадке пята, конструкция которой описана ниже.
Статор. Статор электродвигателей этой серии конструктивно не отличается от статоров электродвигателей серии МАПЗ.
Обмотка выполнена проводом ПЭВВП. Обмотка электродвигателей мощностью 2,8; 4,5 и 6,5 квт «всыпная», электродвигателей мощностью 8 и 11 квт — «протяжная». Изолирующие цилиндры в двух последних электродвигателях отсутствуют. Жесткость лобовых частей обмотки достигается путем бандажирования их липкой лентой.
Щит подшипниковый верхний. Щит подшипниковый верхний имеет проточку для сочленения электродвигателя с насосом.
Крепление щита к корпусу аналогично креплению щитов электродвигателей серии МАПЗ.
В щит запрессованы две текстолитовые или резинометаллические втулки, которые вместе с стальными втулками на валу образуют радиальные подшипники скольжения.
Через верхний щит пропущены выводные концы, которые уплотнены с помощью резиновых колец, прижимных втулок и пластины.
Все щиты электродвигателей для шестидюймовых насосов полностью унифицированы, что обеспечивает их взаимозаменяемость.
Следует только помнить, что внутренний диаметр подшипниковых втулок для ПЭДВ-2,8-140, ПЭДВ-4,5-140, ПЭДВ-5,5-140 равен 35 мм, а ПЭДВ-8-140 и ПЭДВ-11-140 — 40 мм.
Зазор в подшипниках соответствует таблице. Крепление щита к корпусу аналогично креплению щитов электродвигателей МАПЗ. Для полной герметизации шпильки уплотнены резиновыми кольцами и шайбами. Присоединительные размеры указаны на рисунке.
Щит подшипниковый нижний. В корпус нижнего щита запрессованы резинометаллические или текстолитовые втулки, которые вместе со втулками из нержавеющей стали на валу ротора образуют радиальные подшипники скольжения.
Нижний щит имеет две центрирующие поверхности 131 С. С одной стороны щит фиксируется в корпусе статора, вторая служит для посадки корпуса подпятника (рис., поз. 35). На каждой поверхности есть кольцевая проточка для резинового уплотнения. Крепление щита аналогично креплению щитов в электродвигателях серии МАПЗ. Этими же шпильками (рис., поз. 37) крепится корпус подпятника и днище (поз. 39), в которое вложена диафрагма (рис., поз. 38).
Радиальные подшипники скольжения (рис., поз. 15, 16). Подавляющее большинство электродвигателей серии ПЭДВ имеет по четыре радиальных подшипника скольжения. Наличие четырех подшипников, вместо двух у электродвигателей серии МАПЗ, придает валу большую жесткость и уменьшает удельные нагрузки в подшипниках.
В случае изготовления подшипниковых втулок из текстолита конфигурация их рабочей поверхности такая же, как и в электродвигателе МАПЗ-14.
Упорный подшипник. Упорный подшипник состоит из пяты (рис., поз. 28) и подпятника 31. Пята, изготовленная из нержавеющей стали 9X18 и термообработанная по твердости НRС 50—55, насажена на вал ротора. От осевого смещения по валу ее удерживает кольцевая шпонка 29, а от проворота—призматическая шпонка.
Подпятник в электродвигателях серии ПЭДВ—резинометаллический. Основание подпятника изготовлено из ст. 3, трущаяся поверхность с канавками фасонного профиля — из резины марки 3825.
Подпятник покоится на стальном сферическом штифте, что дает ему возможность самоустанавливаться. Подпятник закрепляется в корпусе с помощью кольцевой шпонки 30 и штифта 34.
Благодаря правильно выбранной конфигурации рабочей поверхности подпятника он обладает большими несущими способностями и является износоустойчивым. Резинометаллические подпятники значительно проще в изготовлении и дешевле, чем подпятники, применяемые в электродвигателях серии МАПЗ. Во всех описанных электродвигателях узел упорного подшипника полностью унифицирован.
К недостаткам этих подпятников следует отнести повышенные механические потери и большую чувствительность к работе без смазки (совершенно не допускают сухого хода).
Электродвигатели типа ПЭДВ для восьмидюймовых скважин
Электродвигатели этого типа не имеют существенных конструктивных отличий от описанных. Щиты и узел упорного подшипника унифицированы для восьмидюймовых скважин. Присоединительные размеры указаны на рисунке. Другие необходимые размеры — в таблице.
Отличительные особенности этих электродвигателей следующие:
- Уплотняющее лабиринтное устройство в самом электродвигателе отсутствует. Оно перенесено в нижнее основание насоса.
- Подпятник установлен на резиновой подушке (рис., поз. 39), а не на сферическом штифте.
- Сочленение с насосом производится по расточке в верхней части верхнего щита.
Электродвигатели типа ПЭДВ для десятидюймовых скважин
Конструктивное отличие данных электродвигателей от предыдущих заключается в том, что щиты подшипниковые крепятся к фланцам, приваренным к торцам корпуса статора.
Электродвигатели типа ПЭДВ для двенадцатидюймовых скважин
Существенные конструктивные особенности этих электродвигателей в сравнении с электродвигателями ПЭДВ, предназначенными для десятидюймовых скважин, заключаются в следующем:
- В электродвигателе ПЭДВ-125-270 ротор составной, состоящий из двух активных пакетов.
- В электродвигателях ПЭДВ-45-270, ПЭДВ-65-270 установлено три радиальных подшипника.
- В электродвигателе ПЭДВ-65-270 обмотка статора осуществляется параллельно по два провода. Обмотка производится «впротяжку». Пазы статора закрыты.
Электродвигатели типа ПЭДВ для четырнадцати и шестнадцатидюймовых скважин
В отличие от описанных выше конструкций в электродвигателях этого типа пакет ротора не набирается из отдельных листов электротехнической стали, а составляет единое целое с валом электродвигателя, т. е. является цельнокованным. В прямоугольные пазы ротора вложена стержневая обмотка. В каждый паз вложено по три стержня: нижний стержень из меди, средний из стали, верхний из латуни. Концы верхних и нижних стержней ротора замыкаются короткозамыкающими медными кольцами.
Вал ротора имеет сквозное отверстие для циркуляции воды в полости электродвигателя. Свободный конец вала имеет шлицы для соединения посредством муфты с валом насоса.
Электродвигатели данного типа отличаются от предыдущего устройством системы охлаждения. С целью обеспечения циркуляции воды, заключенной во внутренней полости электродвигателя, в верхнем щите электродвигателя установлено рабочее колесо центробежного насоса 22. Для улучшения теплоотдачи в конструкции предусматривается камера-холодильник 13.
