Секционные двигатели ПЭД (рис. 28) состоят из верхней и нижней секций, которые соединяются при монтаже двигателя на скважине. Каждая секция состоит из статора и ротора, устройство которых аналогично односекционному электродвигателю. Электрическое соединений секций между собой последовательное, внутреннее и осуществляется с помощью 3-х наконечников. Герметизация соединения обеспечивается уплотнением при стыковке секций.
   Статор ПЭД состоит из корпуса, в который запрессован магнитопровод, изготовленный из листовой стали. В пазы статора уложена трехфазная протяжная обмотка из специального обмоточного провода. Корпус статора. Для изготовления корпусов статора используются трубы, холоднотянутые высокой точности с отклонением от прямолинейности внутренней поверхности (кривизна) по всей длине на один метр трубы не более 0,15 мм. По длине труба изготавливается кратной мерной длине в пределах от 4000 до 9000 мм. Магнитопровод шихтуется из отдельных листов отожженной электротехнической стали. Сталь поставляют в термически обработанном состоянии с двухсторонним электроизоляционным покрытием. Немагнитные пакеты набирают из листов, наштампованных из немагнитной кремнисто-марганцовой бронзы. Допускается замена бронзы на немагнитную нержавеющую сталь.
Немагнитные пакеты служат опорами для подшипников ротора. Такие упрочненные немагнитные пакеты исключают износ расточки статора под корпусами подшипников и тем самым снимают необходимость перешихтовки статора при капитальном ремонте. Длина статора до 6,5 м. Наличие промежуточных опорных поверхностей для подшипников накладывает повышенные требования к точности диаметральных размеров сердечника, прямолинейности и соосности статора относительно резьбовых поверхностей. При сборке сердечника выполняется ряд специальных операций, включающих ориентацию листов статора, дозирование отдельных наборов на технологических оправках, запрессовку наборов листов в строго ориентированном состоянии в корпус статора, окончательную их запрессовку и закрепление. После запрессовки листов статора в корпус контролируется прямолинейность статора. При неудовлетворительной прямолинейности внутренней расточки статор подлежит правке на специальной установке. Отклонение от прямолинейности внутренней поверхности (кривизна) по всей длине не более 0,15 мм на метр. Обмотка статорная, однослойная, протяжная, катушечная выполняется проводом с пленочной полиимидно-фторопластовой изоляцией.

Рис. 27. Конструкция погружного электродвигателя ПЭД односекционный:
1 — статор, 2 — обмотка статора, 3 — ротор, 4 — втулка подшипника, 5 — головка, 6 — пята, 7 — подпятник, 8 — клапан обратный, 9 — колодка, 10 — основание, 11 — фильтр, 12 — клапан перепускной, 13 — клапан обратный, 14 — крышка кабельного ввода, 15 — крышка верхняя, 16 — муфта шлицевая, 17 — крышка нижняя.

Рис. 28а. Устройство погружного секционного электродвигателя ПЭД.Секция верхняя:
1 — провод выводной с наконечником, 2 — шариковый перепускной клапан.

Рис. 28б. Состав узлов погружного электродвигателя ПЭД секционный. Секция нижняя:
1 — стопор, 2 — пружина, 3 — колодка межсекционная, 4 — провод выводной с гильзой.

   Основание электродвигателя расположено в нижней части двигателя и служит для размещения фильтра, обратного клапана для закачки в двигатель масла, перепускного клапана и магнитов для улавливания продуктов износа. Перепускной клапан   обеспечивает сообщение полости электродвигателя с компенсатором при использовании гидрозащиты типа 1Г. Головка представляет собой сборочную единицу, расположенную в верхней части двигателя (над статором). В головке размещен узел упорного подшипника, состоящий из пяты и подпятника, крайних радиальных подшипников ротора, узлов токоввода и пробки, через которую производится закачка масла в протектор при монтаже. Осевые нагрузки ротора двигателя воспринимают пята и подпятник. Пята выполнена из стали 20Х с последующей цементацией поверхности пары скольжения и термообработкой до твердости НRС 57-63. В пяте в радиальном направлении имеется два (ЛВ5) или четыре (ПЭДУ) отверстия, которые выполняют роль турбинки для создания циркуляции масла во внутренней полости двигателя. Подпятник изготавливается из бронзы с нанесенным слоем баббита или композиционных материалов. Подпятники выполняются со сферическим основанием, имеют шесть сегментов с баббитовым слоем, которые установлены на отдельных стержнях (ножках). Сферическое основание предназначено для самоустановки и центрирования. Подпятники, изготовленные методом порошковой металлургии, выполнены из антифрикционного материала на основе меди. Конструкция подпятника обеспечивает заход смазочно-охлаждающей жидкости в зону трения. Используемый для подпятника материал сочетает в себе высокие механические и антифрикционные свойства, наличие в его составе твердых смазок — графита и дисульфида молибдена — позволяет применять этот порошко-вый материал даже в условиях сухого трения. Подпятники из композиционных материалов обеспечивают высокий коэффициент использования материала, низкий коэффициент трения (0,01-0,03).

   Узел токоввода служит для питания обмотки статора и содержит кабельную муфту и электроизоляционную колодку (рис. 29). В колодке размещены составные электрические контакты, связанные с выводами обмотки статора. Соединение кабельной муфты с головкой ПЭД герметично, при этом электрические контакты узла токоввода находятся в полости двигателя, заполненного диэлектрическим маслом. Колодка имеет три отверстия для установки контактных гильз и центральное отверстие для прохода диэлектрического масла. Она выполнена из электроизоляционных пластмасс типа АГ4. Выводной провод обмотки статора с впаянным наконечником имеет резьбовое окончание для соединения с контактной гильзой. Материал выводного провода типа ПФС или ПФТ, наконечник выполнен из меди. Контактная гильза выполнена из латуни, имеет в осевом направлении разрезы, а в верхней части кольцевую пружину, которая предназначена для сжатия лепестков гильзы. В нижней части контактной гильзы имеется резьбовое отверстие, которое предназначено для соединения составных контактов (наконечника и гильзы). В отверстиях колодки токоввода имеются буртики, удерживающие гильзу с наконечником от перемещения в осевом направлении. Установленные в колодке контакты (гильзы) имеют незначительную свободу перемещения, что обеспечивает их самоустановку при соединении с контактами кабельной муфты. После сборки двигатель заполняется специальным диэлектрическим нагревостойким маслом, обладающим высокими смазывающими свойствами. Цель заполнения двигателя маслом — защита двигателя от проникновения в его полость окружающей пластовой жидкости, охлаждение обмоток и смазывание подшипников. Двигатели заполняются диэлектрическим маслом с пробивным напряжением не менее 30 кВ. Циркуляция масла внутри двигателя осуществляется из полости фильтра по внутреннему отверстию в валу через пяту — турбинку, затем масло поступает для смазки радиальных подшипников, откуда попадает в зазор между статором и ротором и возвра-щается к фильтру. Циркулирующее внутри двигателя масло передает тепло статору и через железо и корпус статора — омывающей двигатель пластовой жидкости. В двигателях серии ПЭД применяются масла: трансформаторное, типа МА-ПЭД8, МА-ПЭД12, МДПЭ (табл. 20).

Рис. 29. Конструкция токоввода ПЭД погружного электродвигателя

Таблица 20. Характеристики масел ПЭД погружных двигателей

   Основным видом погружных электродвигателей, служащих для привода центробежных насосов являются асинхронные маслозаполненные двигатели с короткозамкнутыми роторами. При частоте тока 50 Гц синхронная частота вращения их вала равна 3000 об./мин. Двигатели, как и насосы, должны иметь малые диаметры, различные для скважин с различными обсадными колоннами. Мощность двигателей достигает 500 кВт. Напряжение тока у двигателей (400-3000 В) и сила рабочего тока (от 10 до 100 А) зависит от типоразмера двигателя. Величина скольжения составляет до  6 %. Малые диаметры и большие мощности вызывают необходимость увеличивать длину двигателей, которая иногда превышает 8 м.
   Устройство погружного электродвигателя ПЭД (рис. 27) состоит: из статора 1, ротора 3, головки 5, основания 10 и узла токоввода 9. Статор 1 представляет собой выполненный из специальной трубы корпус, в который запрессован магнитопровод из листовой электротехнической стали. В пазы статора уложена трехфазная протяжная обмотка из специального обмоточного провода. Фазы обмотки соединены в звезду. Внутри статора размещается ротор 3, представляющий собой набор пакетов, разделенных между собой промежуточными подшипниками и последовательно надетыми на вал. Вал ротора 3 выполнен пустотелым для обеспечения циркуляции масла. Пакеты ротора набраны из листовой электротехнической стали. В пазы пакетов вставлены медные стержни, сваренные по торцам с медными кольцами. В головке электродвигателя размещен узел упорного подшипника 6, который воспринимает осевые нагрузки от веса ротора. В нижней части электродвигателя расположено основание 10, в котором размещен фильтр 11 для очистки масла.

   Изоляция обмоточных проводов типа ППИ-У и ПЭИ-200, выпускаемых в России и СНГ, выполняется из пленки марки ПМФ-С-351 и ПМФ-С-352 и пленки Каптон типа РМ, выпускаемой рядом зарубежных фирм. Полиимиднофторопластовые пленки имеют высокую диэлектрическую прочность, выдерживают рабочую температуру до 200 °С. Они обладают высоким сопротивлением проколам, истиранию и другим механическим нагрузкам, которые возникают как в процессе обмотки статора, так и при эксплуатации ПЭД. Основой ее является полиимидная пленка, которая с одной или обеих сторон покрыта фторопластом для придания ей запекаемости. Слой фторопласта уменьшает влагопоглощение и проницаемость водяных паров. Изоляция из пленки ПМФ обеспечивает замоноличивание обмотки при пропитке ее различными лаками и компаундами. Пленка Каптон РN в отличие от пленки ПМФ обладает более высокой прочностью адгезионного или сварного соединения фторопласта с медной жилой, фторопласта с фторопластом и фторопласта с полиимидом. Это достигается за счет применения техно-логического процесса нанесения пленки Тефлон (фторопласт) на основу — полиимидную пленку — методом ламинирования. В отличие от изоляции из пленки ПМФ изоляция из пленки Каптон не отслаивается от медной жилы под механическим воздействием. Например, в процессе обмотки двигателя, когда провод протягивается через узкие пазы, подвергаясь сильному механическому напряжению, повреждения изоляции не происходит. Существенным фактором, определяющим конструкцию изоляции, является характеристика свариваемости пленок по линии полиимид — фторопласт. Обладая хорошей свариваемостью полиимида с фторопластом, пленка Каптон обеспечивает конструкцию изоляции обмоточного провода без зазоров в наружном слое.

   Другим важным технологическим требованием к изоляции обмоточных проводов является возможность бесшовного производства провода строительной длины (265 м). Это значит, что длина нарезанной пленки в рулоне должна быть достаточно большой, чтобы выполнить полную обмотку провода с минимальным числом сращиваний пленки, которые также являются слабыми участками изоляции. Качество обмоточных проводов определяется также технологией их изготовления. Обмоточные провода производятся по раздельной и совмещенной технологии. При раздельной технологии процессы наложения и термообработки изоляции осуществляются на отдельном оборудовании и не соединены в единую технологическую цепь. При работе по раздельной технологии значительно повышается риск изготовления бракованного провода, так как незапеченная пленочная изоляция со временем теряет первоначальную плотность намотки. Перед обмоткой статора в пазы укладывают гильзу из изоляционного материала. В качестве выводных концов обмотки статора используется многожильный провод марки ПФС или ПФТ, который при помощи медной гильзы припаивается к концам обмотки статора. Выводной провод изготовлен из многожильного медного провода с электрически и механически прочной изоляцией. Провод устойчив к воздействию масел. Ротор погружного электродвигателя короткозамкнутый, многосекционный. В состав ротора входят вал, пакеты ротора, радиальные опоры (подшипники скольжения), втулки. Пакеты ротора изготавливаются из отштампованных листов электротехнической стали марки 2212 или 2215, количество пакетов зависит от мощности двигателя. Обмотка пакета ротора выполнена из медных стержней и медных короткозамыкающих колец. Короткозамыкающие кольца набираются из отдельных штампованных медных листов или из медных колец, полученных методом порошковой металлургии. Пайка короткозамыкающих колец со стержнями выполняется медно-фосфористым припоем; разогрев их производится токами высокой частоты. Пакеты ротора насаживаются на вал группами по 3-4 пакета. Группа пакетов фиксируется на валу стопорными кольцами так, чтобы был гарантирован зазор 2-3 мм, компенсирующий тепловые расширения во время работы.

   Поочередно с пакетами на вал устанавливают радиальные пары трения: подшипники и втулки подшипников. Подшипник в электродвигателе серии ЛВ5 выполнен из стали 20Х и снабжен подпружиненным стопором, который фиксирует в специальном пазу немагнитного пакета статора положение подшипника, предотвращая его проворачивание в расточке, препятствуя тем самым ее изнашиванию. Втулки подшипников выполнены из бронзо-графита методом порошковой металлургии и имеют твердость, не менее 55 HRC Во втулках имеются радиальные отверстия, по которым в зону трения «подшипник — втулка» поступает масло. В двигателях унифицированной серии ПЭД модернизации М втулки подшипников металлокерамические, а корпуса выполнены из чугуна «нирезист» с запрессованными стальными втулками и имеют устройство, обеспечивающее механическое стопорение их от проворота в расточке статора. В конструкции электродвигателей серии ПЭДУ применены подшипники скольжения, у которых в качестве пары трения используются металлофторопластовые втулки и стальные втулки, насаженные на вал. Металлофторопластовая втулка изготавливается из металлофторопластовой ленты вальцеванием и калибровкой. Основу составляет стальная лента, омедненная с двух сторон. На одной стороне нанесен пористый слой из сферических частиц бронзы (диаметр 0,1 мм) толщиной 0,3 … 0,4 мм. Объем пор составляет 30 … 40 %. Поры на всю глубину заполнены фторопластом-4ДВ в смеси с дисульфидом молибдена (75 и 25 % соответственно). Металлофторопластовая втулка запрессована в корпус подшипника, выполненного из немагнитного материала.
В корпусе подшипников имеются осевые каналы (отверстия), предназначенные для прохода и циркуляции диэлектрического масла.
Вал ротора пустотелый, выполнен из высокопрочной стали марки АЦ28ХГНЗФТ, высокой точности. Прутки для изготовления валов имеют диаметры 24,99; 29,99; 34,99 мм; длину — до 8 м; диаметр осевого канала — 7,1-8,2 мм. В валу просверлены радиальные отверстия, которые должны совпадать с радиальными отверстиями во втулках подшипников. Регулировка совпадения радиальных отверстий достигается за счет плоских стальных регулировочных шайб толщиной 0,5 мм, надеваемых на вал. Вместе с регулировочными шайбами ставятся шайбы из стеклотекстолита СТЭФ1 толщиной 2 мм по обе стороны втулки подшипника, выполняющие роль пары трения с торцом радиального подшипника.

   Двигатели мощностью более 180 кВт диаметром 123 мм, более 90 кВт диаметром 117 мм, 63 кВт диаметром 103 мм и мощ­ностью 45 кВт диаметром 96 мм — секционные (рис 28а 28б). Конструкции узлов секционирования двигателей диаметром 123, 117, 103 и 96 мм идентичны. Соединение корпусов — фланцевое, валов — шлицевой муф­той. Электрическое соединение обмоток секций осуществляется штепсельным разъемом. Вверху нижней секции расположена меж­секционная колодка из АГ-4, которая снабжена подпружиненным стопором, предохраняющим ее от проворачивания. В колодку вворачивается упор, который открывает шариковый клапан при сочленении нижней и верхней секций, соединяя их полости для прохода масла. Электрические контакты выводных проводов с гильзой (в нижней секции) и выводных проводов с наконечником (в верх­ней секции) аналогичны контакту «муфта кабельного ввода — колод­ка кабельного ввода» в односекционных двигателях. В головке нижней секции размещен ловитель для уста­новки правильного положения секций и защите наконечников выводных проводов при сочленении. Обмотки секций соединены последовательно.

Условное обозначение ПЭД типа электродвигателей российского производства

   Теплостойкость обмоточных проводов электродвигателя обычно ограничивается температурой 130 °С.  С учетом перегрева двигателя за счет потерь энергии в нем и с учетом теплоотвода от деталей двигателя, температура окружающей среды ограничена у боль-шинства двигателей 90°С. В последние годы все более широкое применение находят в нефтяной промышленности теплостойкие двигатели, предназначенные для работы при температуре окружающей среды до 120 и даже до 150°С. Если невозможно выполнить двигатель необходимой мощности в одном корпусе, двигатель может быть составлен из двух и более секций, подобно тому, как составляются секционные насосы.

Добыча нефти УЭЦН OIL-ECN.RU  © 2013-2020 | Состав узлов погружного электродвигателя ПЭД |

Электровоз ВЛ80К | Перечень основных чертежей тягового двигателя

Испытательный двигатель (a) Вид в разрезе (b) Ротор смещен вертикально …

Контекст 1

… P p = UMP на пару полюсов. Из уравнения. Из (14) ясно, что несбалансированное магнитное притяжение прямо пропорционально квадрату плотности потока и обратно пропорционально длине воздушного зазора. Следовательно, неравномерное распределение магнитной индукции в воздушном зазоре приводит к возникновению вибрации в двигателе. III. ЧАСТОТНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСЦЕНТРИЧНОСТИ ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА В ИНДУКЦИОННОЙ МАШИНЕ Частота отказов смешанного эксцентриситета воздушного зазора (статического и динамического), как описано в [1-9] и [13], составляет f mix = f s | 1 ± к.f r | , для k = 1, 2, 3 . … (15) где f r = (1 — P s) (16) f r — частота ротора в Гц, s — скольжение, P — количество пар полюсов. Уравнение. (15) и (16) могут использоваться для обнаружения признаков неисправности, связанных с эксцентриситетом, как в линейном токе, так и в спектре, связанном с вибрацией [3]. Преимущество уравнения (16) состоит в том, что оно не требует знания конструкции машины и действительно для любой комбинации пар полюсов машины и количества пазов ротора в машине [1, 9]. Простой метод определения серьезности неисправности из-за динамического эксцентриситета (DE) и статического эксцентриситета (SE) с условием переменной нагрузки приведен в формуле.(17) и (18). Величина _ средняя _ из _ f s (1 ± f r) (17)% SF SE = величина _ средняя величина _ _ _ _ f s f s (1 ± 2 f r) x 100 (18) IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСЦЕНТРИЧНОСТИ ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА Экспериментальная установка для данной работы, показанная на рис. 4, состоит из двигателя с номинальной мощностью; 1,5 л.с., 3 фазы, 415 В, 50 Гц, 1440 об / мин, 28 стержней ротора, 36 пазов статора с механической нагрузкой. Конструкция двигателя была изменена с 10% -ной овальностью статора и 40% -ным эксцентриситетом ротора для анализа ошибок со смешанным эксцентриситетом, как показано на рис. 3 (a) и (b).Инструментарий включает в себя акселерометр MEMS (MMA6270QT: двухосный (X, Y) акселерометр ± 1,5 г / 2 г / 4 г / 6 г), анализатор БПФ высокого разрешения и персональный компьютер, подключенный к анализатору БПФ через кабель RS-232. На начальном этапе данной работы запоминающий осциллограф Tektronics 100 МГц, который имеет встроенную функцию анализа БПФ, используется для выполнения операции БПФ по выходному сигналу акселерометра. Частота дискретизации IV. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Неисправность из-за эксцентриситета смешанного воздушного зазора в трехфазном асинхронном двигателе была исследована при холостом ходе, половинной нагрузке, полной нагрузке, однофазном и небалансном напряжении.Результаты анализа сигнатуры вибрации были представлены для различных . ..

Контекст 2

… B 2 = Плотность потока в воздушном зазоре внизу. Из вышеизложенного очевидно, что сила F 2 больше, чем F 1, так как Lg 2 F 1, результирующая радиальная сила действует на ротор в направлении вниз. Эта сила или притяжение называется неуравновешенным магнитным притяжением (UMP). Для удобства рассмотрен только двухполюсный двигатель. Силовые уравнения могут быть расширены до четырех, шести полюсов и так далее для изучения неуравновешенного магнитного притяжения.На рис. 3 (b) показан двигатель с ротором, смещенным вертикально вниз. Пусть e = смещение ротора по направлению вниз, D = диаметр ротора, L = длина сердечника машины. Измененная длина воздушного зазора вверху по вертикальной оси = L g + e; Измененная длина воздушного зазора внизу по вертикальной оси = L g — e; Ссылаясь на рис. 3 (а), рассмотрим дифференциальную полосу под углом θ к горизонтальной оси x-x. Измененная длина воздушного зазора вверху по AA` составляет L g1 = L g + e sin θ; Измененная длина воздушного зазора внизу по вертикальной оси = L — e sin θ; Две силы действуют противоположно. Решение выражения в квадратных скобках дает ≈ 4 (e / L g) sin θ, поскольку e относительно мало.Следовательно, тяга на единицу площади ротора вдоль оси AA ́ из-за пары полюсов …

Рисунок секции электродвигателя, представляющей внутреннюю структуру. Клипарты, векторы, и Набор Иллюстраций Без Оплаты Отчислений. Изображение 99307817.

Рисуем секцию электродвигателя, представляющую внутреннюю структуру и механизмы.Его можно использовать для иллюстрации идей, связанных с наукой, инженерным дизайном и высокими технологиями.

Таблица размеров

Размер изображения	Идеально подходит для
S	Интернет и блоги, социальные сети и мобильные приложения.
млн	Брошюры и каталоги, журналы и открытки.
л	Плакаты и баннеры для дома и улицы.
XL	Фоны, рекламные щиты и цифровые экраны.

Используете это изображение на предмете перепродажи или шаблоне?

Распечатать Электронный Всесторонний

5001 x 5000 пикселей | 42.3 см x 42,3 см | 300 точек на дюйм | JPG

Масштабирование до любого размера • EPS

5001 x 5000 пикселей | 42,3 см x 42,3 см | 300 точек на дюйм | JPG

Скачать

Купить одно изображение

6 кредитов

Самая низкая цена
с планом подписки

• Попробуйте 1 месяц на 2209 pyб
• Загрузите 10 фотографий или векторов.
• Нет дневного лимита загрузок, неиспользованные загрузки переносятся на следующий месяц

221 ру

за изображение любой размер

Цена денег

Ключевые слова

Похожие векторы

Нужна помощь? Свяжитесь с вашим персональным менеджером по работе с клиентами

@ +7 499 938-68-54

Мы используем файлы cookie, чтобы вам было удобнее работать.Используя наш веб-сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie, как описано в нашей Политике использования файлов cookie

Введение в машину постоянного тока | Вид в разрезе машины постоянного тока

Введение машины постоянного тока во многих формах и для множества целей, от 3-миллиметрового шагового двигателя, потребляющего несколько мкА при 1,5 В в кварцевых часах, до гигантского двигателя прокатного стана мощностью 75000 кВт или более. Это очень универсальная и гибкая машина.Он может удовлетворить требования нагрузки, требующей высоких пусковых, ускоряющих и замедляющих моментов. Машина постоянного тока также легко адаптируется для приводов с широким диапазоном регулирования скорости и быстрого реверсирования.

применяются на прокатных станах, в тяговых и мостовых кранах. Они также используются во многих приложениях управления в качестве исполнительных механизмов и датчиков скорости или положения. Поскольку переменный ток повсеместно используется для генерации, передачи и распределения, в настоящее время практически не существует практического использования машины постоянного тока в качестве генератора энергии.Его использование в качестве двигателя-генератора (двигатель переменного тока-генератор постоянного тока) для питания приводов постоянного тока также было заменено в современной практике выпрямительными блоками. В некоторых приложениях двигатели постоянного тока действуют как генераторы в течение коротких периодов времени в режиме « рекуперативного » или « динамического торможения », особенно в системах электрической тяги.

Основные принципы, лежащие в основе работы и конструктивные особенности Введение машины постоянного тока и уравнения ЭДС, уже обсуждались.Там сказано, что обмотка возбуждения (концентрированного типа) установлена ​​на выступающих полюсах статора, а обмотка якоря (распределенного типа) намотана в пазах на цилиндрическом роторе. Конструктивные особенности практической машины демонстрируются половинным видом в разрезе машины постоянного тока на рис. 7.1 и 7.2, на котором названы все важные детали машины. Как маленькие, так и большие промышленные машины обычно имеют структуру обычного гетерополярного цилиндрического ротора, хотя были также разработаны некоторые нетрадиционные униполярные машины.

Магнитная цепь машины постоянного тока состоит из магнитного материала якоря (сердечника), воздушного зазора, полюсов поля и ярма, как показано на рис. 7.2. Ярмо машины постоянного тока представляет собой кольцевое кольцо, к середине которого прикреплены болтами полюса возбуждения и межполюсники. Межполюсные или коммутационные полюса представляют собой узкие полюса, прикрепленные к ярму, на полпути между основными полюсами поля. Межполюсные и компенсационные обмотки, которые будут описаны позже в этой главе в связи с проблемами коммутации, должны возбуждаться соответствующим образом.

Использование обмотки электрического поля, которая подает электрическую энергию для создания магнитного поля в магнитной цепи, приводит к большому разнообразию и разнообразию рабочих характеристик. Обмотка якоря подключается к внешнему источнику питания через коллекторно-щеточную систему (см. Рис. 7.1, пункт 6), которая представляет собой механическое выпрямляющее (переключающее) устройство для преобразования переменных токов и наведенных ЭДС якоря в форму постоянного тока. . Продольный и перпендикулярный к оси машины вид в разрезе машины постоянного тока с указанием расположения и номенклатуры деталей машины представлен на рис.1 и 7.2.

Цилиндрический ротор или якорь машины постоянного тока установлен на валу, который опирается на подшипники. Один или оба конца вала действуют как входные / выходные клеммы машины и будут механически соединены с нагрузкой (моторная машина) или с первичным двигателем (генераторная машина). Обычно на поверхности ротора используются осевые прорези с параллельными сторонами (обычно равномерно распределенные). В этих пазах катушки якоря укладываются по правилам намотки. Магнитный материал между пазами — это зубцы.Поперечное сечение паза существенно влияет на рабочие характеристики машины и такие параметры, как индуктивность катушки якоря, магнитное насыщение зубцов, потери на вихревые токи в полюсах статора, а также стоимость и сложность прокладки обмотки якоря.

Проектирование электрических машин стало очень интересной и сложной темой и постоянно меняется с появлением новых и улучшенных магнитных, электрических и изоляционных материалов, использования улучшенных методов передачи тепла, разработки новых производственных процессов и использования компьютеров.Есть полноценные отличные тексты [9, 46], посвященные аспектам дизайна. Целью этой главы является подробный анализ поведения и введение в DC Machine и представление физических концепций, касающихся ее устойчивой работы.

Эксплуатационные аспекты постоянного тока ЭДС и распределения тока в проводнике вокруг якоря и коммутации обсуждались в ранних разделах. Это поясняется схемой намотки (развернутой) на рис.6.16 и эквивалентную кольцевую схему на рис. 6.17. Из этого обсуждения некоторые наблюдения о введении машины постоянного тока резюмируются следующим образом. Это поможет визуализировать поведение машины.

1. Щетки в машине постоянного тока обычно электрически размещаются в межполярных областях и, следовательно, образуют угол 90 ° эл. с осями прилегающих полюсов поля.
2. Обмотка внахлест имеет A = P параллельные пути, так что ток якоря I _a делится на пути A, давая ток проводника I _c = I _a / A.В случае волновой обмотки A = 2, независимо от P.
3. Щетки попеременно положительные и отрицательные (эл. Угол между соседними парами составляет 180 ^° эл.). В волновой обмотке нужны только две щетки, хотя P-щетки обычно используются для сильноточных арматур.
4. Периферия якоря делится на «пояса» (числом P), каждый под действием полюса. ЭДС и токи во всех проводниках ремня однонаправлены — проводники, выходящие из ремня из-за вращения, одновременно заменяются равным количеством проводников, входящих в ремень.Величина ЭДС проводника в ремне следует шаблону (волне) плотности потока в воздушном зазоре, в то время как ток во всех этих проводниках (I _c ) одинаков во всех ремнях, за исключением того, что узор тока в ремнях чередуется. в пространстве, но остаются фиксированными во времени. Это в основном результат действия коммутатора.
5. Если ток проводника течет в том же направлении, что и ЭДС проводника, машина выдает электрическую энергию (и поглощает механическую энергию), то есть машина работает в режиме генерации .С другой стороны, когда ток в проводнике и ЭДС противоположны друг другу, машина поглощает электрическую мощность и выдает механическую энергию, то есть работает в двигательном режиме .
6. За исключением безвозвратных потерь (как электрического, так и магнитного происхождения), существует баланс между электрической и механической мощностями машины; средняя энергия, запасенная в магнитном поле, остается постоянной независимо от вращения якоря.

20.2 Двигатели, генераторы и трансформаторы — физика

Электродвигатели, генераторы и трансформаторы

Как мы узнали ранее, на провод с током в магнитном поле действует сила — вспомните, F = IℓBsinθF = IℓBsinθ.Электродвигатели, которые преобразуют электрическую энергию в механическую, являются наиболее распространенным приложением магнитной силы к токоведущим проводам. Двигатели состоят из витков провода в магнитном поле. Когда ток проходит через петли, магнитное поле оказывает на петли крутящий момент, который вращает вал. При этом электрическая энергия преобразуется в механическую работу. На рисунке 20.23 показан схематический чертеж электродвигателя.

Рисунок 20.23 Крутящий момент в токовой петле.Вертикальная проволочная петля в горизонтальном магнитном поле прикреплена к вертикальному валу. Когда ток проходит через проволочную петлю, на нее действует крутящий момент, заставляя ее вращать вал.

Давайте исследуем силу на каждом сегменте контура на рисунке 20.23, чтобы найти крутящие моменты, возникающие вокруг оси вертикального вала — это приведет к полезному уравнению для крутящего момента на контуре. Считаем, что магнитное поле однородно по прямоугольной петле, ширина которой составляет w , а высота,, как показано на рисунке.Сначала рассмотрим силу, действующую на верхний сегмент петли. Чтобы определить направление силы, мы используем правило правой руки. Ток идет на страницу слева направо, а магнитное поле идет слева направо в плоскости страницы. Согните пальцы правой руки от вектора тока к вектору магнитного поля, а большой палец правой руки направлен вниз. Таким образом, сила на верхнем сегменте направлена ​​вниз, что не создает крутящего момента на валу. Повторение этого анализа для нижнего сегмента — пренебрегая небольшим зазором, в котором выходят подводящие провода — показывает, что сила на нижнем сегменте направлена ​​вверх, снова не создавая крутящего момента на валу.

Рассмотрим теперь левый вертикальный сегмент петли. Снова используя правило правой руки, мы обнаруживаем, что сила, действующая на этот сегмент, перпендикулярна магнитному полю, как показано на рисунке 20.23. Эта сила создает крутящий момент на валу. Повторение этого анализа на правом вертикальном сегменте петли показывает, что сила на этом сегменте направлена ​​в направлении, противоположном направлению силы на левом сегменте, тем самым создавая равный крутящий момент на валу. Таким образом, общий крутящий момент на валу вдвое превышает крутящий момент на одном из вертикальных сегментов петли.

Чтобы определить величину крутящего момента при вращении проволочной петли, рассмотрите рисунок 20.24, на котором показан вид проволочной петли сверху. Напомним, что крутящий момент определяется как τ = rFsinθ, τ = rFsinθ, где F — приложенная сила, r — расстояние от оси до места приложения силы, а θ — угол между r . и F . Обратите внимание, что при вращении петли ток в вертикальных сегментах петли всегда перпендикулярен магнитному полю.Таким образом, уравнение F = IℓBsinθF = IℓBsinθ дает величину силы на каждом вертикальном сегменте как F = IℓB.F = IℓB. Расстояние × от вала до места приложения этой силы составляет × /2, поэтому крутящий момент, создаваемый этой силой, равен

20,10

Поскольку есть два вертикальных сегмента, общий крутящий момент в два раза больше, или

20,11

Если у нас есть многократный контур с Н витков, мы получаем Н, раз превышающий крутящий момент одиночного контура.Используя тот факт, что площадь петли равна A = wℓ; A = wℓ; выражение для крутящего момента становится

20.12

Это крутящий момент на токоведущей петле в однородном магнитном поле. Можно показать, что это уравнение справедливо для петли любой формы.

Из уравнения τ = NIABsinθ, τ = NIABsinθ, мы видим, что крутящий момент равен нулю, когда θ = 0.θ = 0. По мере вращения проволочной петли крутящий момент увеличивается до максимального положительного крутящего момента wℓBwℓB, когда θ = 90 ° .θ = 90 °. Затем крутящий момент уменьшается до нуля, когда проволочная петля поворачивается на θ = 180 ° .θ = 180 °.От θ = 180 ° θ = 180 ° до θ = 360 °, θ = 360 ° крутящий момент отрицательный. Таким образом, крутящий момент меняет знак каждые пол-оборота, поэтому проволочная петля будет колебаться вперед и назад.

Чтобы катушка продолжала вращаться в том же направлении, ток меняется на противоположный, когда катушка проходит через θ = 0 и θ = 180 ° θ = 0 и θ = 180 ° с использованием автоматических переключателей, называемых щетками , как показано на рисунке 20.25.

А теперь подумайте, что произойдет, если запустить двигатель в обратном направлении; то есть мы прикрепляем ручку к валу и механически заставляем катушку вращаться в магнитном поле, как показано на рисунке 20.26. Согласно уравнению F = qvBsinθF = qvBsinθ, где θθ — угол между векторами v → v → и B → -chargesB → — заряды в проводах петли испытывают магнитную силу, потому что они движутся в магнитном поле.Снова используя правило правой руки, когда мы сгибаем пальцы от вектора v → v → к вектору B → B →, мы обнаруживаем, что заряды в верхнем и нижнем сегментах ощущают силу, перпендикулярную проводу, которая не вызывает тока. . Однако заряды в вертикальных проводах испытывают силы, параллельные проводу, заставляя ток течь через провод и через внешнюю цепь, если она подключена. Такое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую, называется генератором.

Рисунок 20.26 Когда эта катушка вращается на одну четверть оборота, магнитный поток Φ изменяется от максимального до нуля, вызывая ЭДС, которая пропускает ток через внешнюю цепь.

Поскольку ток индуцируется только в боковых проводах, мы можем определить наведенную ЭДС, рассматривая только эти провода. Как объясняется в разделе «Наведенный ток в проводе», ЭДС движения в прямом проводе, движущемся со скоростью v через магнитное поле B , равна E = Bℓv, E = Bℓv, где скорость перпендикулярна магнитному полю. В генераторе скорость составляет угол θθ с B (см. Рисунок 20.27), поэтому составляющая скорости, перпендикулярная B , равна vsinθ.vsinθ. Таким образом, в этом случае ЭДС, индуцированная на каждом вертикальном отрезке провода, равна E = Bℓvsinθ, E = Bℓvsinθ, и они направлены в одном направлении. Общая ЭДС вокруг контура тогда составляет

20,13

Хотя это выражение действительно, оно не дает ЭДС как функцию времени. Чтобы узнать, как ЭДС изменяется во времени, предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью ω.ω. Угол θθ связан с угловой скоростью соотношением θ = ωt, θ = ωt, так что

20,14

Напомним, что тангенциальная скорость v связана с угловой скоростью ωω соотношением v = rω.v = rω. Здесь r = w / 2r = w / 2, так что v = (w / 2) ωv = (w / 2) ω и

20,15

Заметив, что площадь петли A = ℓwA = andw и учитывая N витков, мы находим, что

20.16

— ЭДС, индуцированная в катушке генератора из N, витков и области A, , вращающейся с постоянной угловой скоростью ωω в однородном магнитном поле B . Это также может быть выражено как

20,17

, где

— максимальная (пиковая) ЭДС.

На рис. 20.28 показан генератор, подключенный к лампочке, и график зависимости ЭДС от времени. Обратите внимание, что ЭДС колеблется от положительного максимума E0E0 до отрицательного максимума −E0. − E0. Между тем, ЭДС проходит через ноль, что означает, что в это время через лампочку протекает нулевой ток. Таким образом, лампочка на самом деле мигает с частотой 2 f , потому что за период происходит два перехода через ноль. Поскольку такой переменный ток используется в домах по всему миру, почему мы не замечаем мерцания света? В Соединенных Штатах частота переменного тока составляет 60 Гц, поэтому свет мигает с частотой 120 Гц.Это быстрее, чем частота обновления человеческого глаза, поэтому вы не заметите мерцания огней. Кроме того, другие факторы препятствуют такому быстрому включению и выключению различных типов лампочек, поэтому светоотдача немного сглаживается .

Виртуальная физика

Генератор

Используйте это моделирование, чтобы узнать, как работает электрический генератор. Управляйте подачей воды, которая заставляет водяное колесо вращать магнит. Это вызывает ЭДС в ближайшей катушке провода, которая используется для зажигания лампочки. Вы также можете заменить лампочку вольтметром, который позволяет увидеть полярность напряжения, которая меняется с положительной на отрицательную.

Проверка захвата

Установите количество проволочных петель равным трем, силу стержневого магнита примерно на 50 процентов и площадь петли на 100 процентов.Обратите внимание на максимальное напряжение на вольтметре. Предполагая, что одно из основных делений вольтметра составляет 5 В, какое максимальное напряжение при использовании только однопроводной петли вместо трехпроводной петли?

1. 5 В
2. 15 В
3. 125 В
4. 53 В

В реальной жизни электрические генераторы сильно отличаются от рисунков в этом разделе, но принципы те же. Источником механической энергии, вращающей катушку, может быть падающая вода — гидроэнергия — пар, образующийся при сжигании ископаемого топлива, или кинетическая энергия ветра.Рисунок 20.29 показывает паровую турбину в разрезе; пар движется по лопастям, соединенным с валом, который вращает катушку внутри генератора.

Рисунок 20.29 Паротурбинный генератор. Пар, образующийся при сжигании угля, ударяет по лопаткам турбины, вращая вал, соединенный с генератором. (Источник: Nabonaco, Wikimedia Commons)

Еще одно очень полезное и распространенное устройство, использующее магнитную индукцию, называется трансформатором. Трансформаторы делают то, что подразумевает их название — они преобразуют напряжение из одного значения в другое; термин напряжение используется, а не ЭДС, потому что трансформаторы имеют внутреннее сопротивление.Например, многие сотовые телефоны, ноутбуки, видеоигры, электроинструменты и небольшие приборы имеют встроенный в подключаемый модуль трансформатор, который преобразует 120 В или 240 В переменного тока в любое напряжение, используемое устройством. На рисунке 20.30 показаны два разных трансформатора. Обратите внимание на катушки проводов, которые видны на каждом устройстве. Назначение этих катушек поясняется ниже.

Рисунок 20.30 Слева — обычный трансформатор с многослойным сердечником, который широко используется в передаче электроэнергии и в электроприборах.Справа — тороидальный трансформатор, который меньше трансформатора с многослойным сердечником при той же мощности, но более дорогой в изготовлении из-за оборудования, необходимого для наматывания проводов в форме пончика.

На рисунке 20.31 показан трансформатор с многослойной обмоткой, который основан на законе индукции Фарадея и очень похож по конструкции на устройство Фарадея, которое использовалось для демонстрации того, что магнитные поля могут генерировать электрические токи. Две катушки с проволокой называются первичной и вторичной катушками.При нормальном использовании входное напряжение подается на первичную катушку, а вторичная обмотка создает преобразованное выходное напряжение. Железный сердечник не только улавливает магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, но также его намагниченность увеличивает напряженность поля, что аналогично тому, как диэлектрик увеличивает напряженность электрического поля в конденсаторе. Поскольку входное напряжение переменного тока, изменяющийся во времени магнитный поток проходит через вторичную катушку, вызывая выходное напряжение переменного тока.

Рисунок 20.31 Типичная конструкция простого трансформатора имеет две катушки, намотанные на ферромагнитный сердечник. Магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, в основном ограничивается и увеличивается сердечником, который передает его во вторичную катушку. Любое изменение тока в первичной катушке вызывает ток во вторичной катушке.

Ссылки на физику

Магнитная веревочная память

Чтобы отправить людей на Луну, программе Apollo пришлось спроектировать бортовую компьютерную систему, которая была бы надежной, потребляла мало энергии и была достаточно маленькой, чтобы поместиться на борту космического корабля.В 1960-х годах, когда была запущена программа Apollo, целые здания регулярно выделялись для размещения компьютеров, вычислительная мощность которых была бы легко превзойдена самым простым портативным калькулятором на сегодняшний день.

Для решения этой проблемы инженеры Массачусетского технологического института и крупного оборонного подрядчика обратились к запоминающему устройству с магнитным тросом , которое являлось ответвлением аналогичной технологии, использовавшейся до того времени для создания запоминающего устройства с произвольным доступом. В отличие от памяти с произвольным доступом, память с магнитным канатом была постоянным запоминающим устройством, которое содержало не только данные, но и инструкции.Таким образом, на самом деле это было больше, чем память: это была компьютерная программа, зашитая зашитой.

Компонентами магнитной веревочной памяти были проволока и железные кольца, которые были названы сердечниками . Железные сердечники служили трансформаторами, как показано на предыдущем рисунке. Однако вместо того, чтобы наматывать провода несколько раз вокруг сердечника, отдельные провода пропускали через сердечники только один раз, создавая эти одновитковые трансформаторы. До 63 -битных проводов могут проходить через одну жилу вместе с одним -битным проводом.Если словарный провод проходит через данный сердечник, импульс напряжения на этом проводе вызывает в разрядном проводе ЭДС, которая интерпретируется как и . Если бы провод слова не проходил через сердечник, на разрядном проводе не наведалась бы ЭДС, что было бы интерпретировано как ноль .

Инженеры будут создавать программы, которые будут жестко встраиваться в эти магнитные тросы. Процесс подключения мог занять до месяца, так как рабочие кропотливо протягивали провода через одни жилы и вокруг других.Если были допущены какие-либо ошибки в программировании или подключении, отладка была бы чрезвычайно трудной, если не невозможной.

Эти модули неплохо справились со своей задачей. Им приписывают исправление ошибки астронавта в процедуре посадки на Луну, что позволило Аполлону-11 совершить посадку на Луну. Сомнительно, чтобы Майкл Фарадей когда-либо мог представить себе такое применение магнитной индукции, когда открыл ее.

Проверка захвата

Если бы разрядный провод был дважды обмотан вокруг каждой жилы, как это повлияло бы на напряжение, индуцированное в разрядном проводе?

1. Если количество витков вокруг провода удвоено, ЭДС уменьшается вдвое.
2. Если количество витков вокруг провода удвоится, ЭДС не изменится.
3. Если количество витков вокруг провода удваивается, то удваивается и ЭДС.
4. Если количество витков вокруг провода удвоено, ЭДС в четыре раза превышает начальное значение.

Для трансформатора, показанного на рисунке 20.31, выходное напряжение VSVS из вторичной катушки почти полностью зависит от входного напряжения VPVP на первичной катушке и количества петель в первичной и вторичной катушках.Закон индукции Фарадея для вторичной обмотки дает наведенное выходное напряжение VSVS равным

20,19

где NSNS — количество витков во вторичной катушке, а ΔΦ / ΔtΔΦ / Δt — скорость изменения магнитного потока. Выходное напряжение равно индуцированной ЭДС (VS = ES), (VS = ES) при небольшом сопротивлении катушки — разумное предположение для трансформаторов. Площадь поперечного сечения катушек одинакова с каждой стороны, как и напряженность магнитного поля, поэтому ΔΦ / ΔtΔΦ / Δt одинаковы с каждой стороны.Входное первичное напряжение VPVP также связано с изменением магнитного потока на

20,20

Из соотношения этих двух последних уравнений получаем полезное соотношение

20,21

Это известно как уравнение трансформатора. Он просто заявляет, что отношение вторичного напряжения к первичному напряжению в трансформаторе равно отношению количества контуров вторичной катушки к количеству контуров в первичной катушке.

Передача электроэнергии

широко используются в электроэнергетике для повышения напряжения — так называемые повышающие трансформаторы — перед передачей на большие расстояния по высоковольтным проводам. Они также используются для понижения напряжения — так называемые понижающие трансформаторы — для подачи энергии в дома и на предприятия. Подавляющее большинство электроэнергии вырабатывается с помощью магнитной индукции, когда катушка из проволоки или медный диск вращается в магнитном поле.Первичная энергия, необходимая для вращения катушек или диска, может быть получена различными способами. Гидроэлектростанции используют кинетическую энергию воды для привода электрогенераторов. Угольные или атомные электростанции создают пар для привода паровых турбин, вращающих змеевики. Другие источники первичной энергии включают ветер, приливы или волны на воде.

После выработки энергии ее необходимо передать потребителю, что часто означает передачу мощности на сотни километров. Для этого напряжение силовой установки повышается повышающим трансформатором, который повышается, и ток уменьшается пропорционально, потому что

20.22

Более низкий ток ItransmittedItransmitted в передающих проводах снижает потери Джоулей , которые представляют собой нагрев провода из-за протекания тока. Этот нагрев вызван небольшим, но ненулевым сопротивлением RwireRwire проводов передачи. Потери энергии в окружающую среду из-за этого тепла составляют

20,23

, который пропорционален текущему в квадрате в проводе передачи.Вот почему передаваемый ток ItransmittedItransmitted должен быть как можно меньше, и, следовательно, напряжение должно быть большим для передачи мощности Ptransmitted⋅Ptransmitted⋅

Для передачи мощности на большие расстояния используются напряжения от 120 до 700 кВ. Напряжение повышается на выходе из электростанции повышающим трансформатором, как показано на рисунке 20.32.

Рисунок 20.32 Трансформаторы изменяют напряжение в нескольких точках системы распределения электроэнергии.Электроэнергия обычно вырабатывается при напряжении более 10 кВ и передается на большие расстояния при напряжениях от 120 до 700 кВ для ограничения потерь энергии. Распределение электроэнергии по районам или промышленным предприятиям осуществляется через подстанцию ​​и передается на короткие расстояния с напряжением от 5 до 13 кВ. Оно снижено до 120, 240 или 480 В для безопасности на месте отдельного пользователя.

После подачи электроэнергии в населенный пункт или промышленный центр напряжение на подстанции понижается до 5–30 кВ.Наконец, в частных домах или на предприятиях мощность снова понижается до 120, 240 или 480 В. Каждое повышающее и понижающее преобразование выполняется с помощью трансформатора, разработанного на основе закона индукции Фарадея. Мы прошли долгий путь с тех пор, как королева Елизавета спросила Фарадея, как можно использовать электричество.

Патент США на электрический генератор и электродвигатель для скважинного бурового оборудования Патент (Патент № 10240435 выдан 26 марта 2019 г.)

В этой частично продолженной заявке испрашиваются преимущества заявки на патент РСТ №PCT / US13 / 40076, озаглавленный «Изолированный проводник для скважинного бурового оборудования», подан 8 мая 2013 г.

Настоящее изобретение относится к системам, узлам и способам генерации электрического тока в скважинных инструментах, прикрепленных к бурильной колонны.

Трубчатый буровой инструмент используется при бурении скважин в земле. Эти инструменты могут содержать отдельные трубчатые корпуса или узлы трубчатых корпусов, которые содержат множество внутренних компонентов (например,г., двигатели продольного бурения). Гидравлическая энергия буровых растворов и механическая энергия бурильных труб или внутренних компонентов скважинного бурового инструмента по своей природе присутствуют в скважине во время процесса бурения. Эту мощность можно использовать для создания скважинного источника электроэнергии.

РИС. 1 представляет собой схематическое изображение буровой установки и скважинного оборудования, размещенных в стволе скважины.

РИС. 2А показан вид сбоку примерной скважинной буровой компоновки, включающей скважинный буровой инструмент, с вырезанными частями трубчатого корпуса для иллюстрации внутренних особенностей скважинного гидравлического бурового двигателя.

РИС. 2В — вид в разрезе статора и ротора скважинного бурового инструмента, оперативно размещенного в полости, образованной статором, расположенным в трубчатом корпусе.

РИС. 3A-3C — виды в разрезе примерного статора, который включает в себя изолированный проводник.

РИС. 3D и 3E — виды в разрезе другого варианта реализации примерного статора, расположенного в трубчатом корпусе.

РИС. 4A-4F иллюстрируют примерные конфигурации некоторых реализаций кулачков статора и ротора.

РИС. 5 — вид в разрезе другого примерного статора, который включает в себя по существу прямую изолированную проводящую полосу.

РИС. 6A-6B — виды в разрезе примерного статора, который включает в себя несколько изолированных проводников.

РИС. 7 иллюстрирует концептуальный пример реализации статора, который включает в себя изолированный провод.

РИС. 8 и 8A — виды сбоку в разрезе статора и ротора забойного бурового двигателя.

РИС.9A — вид в разрезе примерного статора в разрезе забойного бурового двигателя.

РИС. 9В — вид с торца примерной секции статора.

РИС. 10 — вид с торца другой примерной секции статора.

РИС. 11 — блок-схема примерного процесса использования статора, который включает в себя изолированный проводник.

РИС. 12 — вид в разрезе другого примерного статора, который включает в себя спиральную изолированную проводящую полосу.

РИС. 13A и 13B — виды в разрезе другого примерного статора, который включает в себя набор проводящих полос с змеевидной изоляцией.

РИС. 14 — блок-схема примерного процесса использования статора, который включает спиральный изолированный проводник.

Двигатели и насосы типа Moineau часто называют двигателями и насосами типа Moineau. В двигателе типа Муано статор обычно заключен во внешний корпус. Статор включает в себя центральный проход с набором винтовых лепестков, расположенных в проходе.Винтовой ротор взаимодействует со спиральным статором, образуя множество полостей в радиальном и продольном направлениях в проходе. Когда жидкость под давлением подается в верхний конец забойного двигателя типа Муано, ротор вращается, и продвижение полостей между винтовым ротором и лопастями спирального статора переносит жидкость из верхнего конца в нижний конец. мотор. Взаимодействие ротора и статора используется для преобразования гидравлической энергии в механическую энергию в виде крутящего момента и вращения, которые могут передаваться в колонну скважинных инструментов.Насос типа Moineau работает как обратное применение технологии, используемой в двигателе типа Moineau. В насосе типа Муано энергия вращения и крутящий момент передаются на ротор, и ротор вращается. Взаимодействие ротора и статора с образованием прогрессирующих полостей перемещает (например, перекачивает) жидкость от одного конца насоса к другому концу насоса.

РИС. 2А показан пример буровой компоновки 50 , расположенной в стволе скважины 60 . В некоторых реализациях буровая компоновка 50 может быть бурильной колонной 20 .Дистальный конец буровой компоновки 50 включает в себя колонну инструментов 40 , приводимую в действие забойным двигателем 100 , соединенным с буровым долотом 50 . Забойный двигатель , 100, обычно включает в себя трубчатый корпус 102 , который обычно изготавливается из стали и вмещает силовой агрегат 104 . Силовой агрегат 104 включает в себя статор 120 и ротор 122 . Обращаясь к фиг. 2В, статор 120 включает в себя несколько (т.е.г., пять) долей. У ротора обычно на один лепесток меньше, чем у статора 124 . Как ранее обсуждалось выше, статор и ротор взаимодействуют, образуя множество прогрессирующих полостей , 134, . См. Примерные конфигурации роторов и статоров на фиг. С 4А по 4F.

Ротор 122 установлен с возможностью вращения в полости 134 . Ротор , 122, взаимодействует со спиральным статором , 124, , образуя множество полостей , 134, радиально и продольно в проходе.Когда жидкость под давлением подается в верхний конец забойного двигателя типа Муано, ротор вращается, и продвижение полостей между винтовым ротором и лопастями спирального статора переносит жидкость от верхнего конца к нижнему концу. мотор. Взаимодействие ротора и статора используется для преобразования гидравлической энергии в механическую энергию в форме крутящего момента и вращения, которые могут передаваться в колонну скважинных инструментов. Например, обращаясь к фиг. 2A и 2B, буровой раствор под давлением 90 (e.g., буровой раствор) может быть введен в верхний конец энергоблока 104 и вытеснен вниз через полости 134 . В результате протекания бурового раствора 90 под давлением через полости 134 ротор 122 вращается, что заставляет буровое долото , 136 вращаться и отсекать материал от пласта. Из полостей , 134, буровой раствор 90 выталкивается в нижнем конце, а затем выходит из двигателя, затем из бурового долота 50 .

Во время операции бурения буровой раствор 90 закачивается внутрь бурильной колонны 20 (показана отдельно), прикрепленной к забойному буровому двигателю 100 . Буровой раствор 90 входит в полости 134 , в которых создается давление, которое прикладывается к буровому раствору с помощью насосов (например, насосов на поверхности). Как обсуждалось выше, буровой раствор под давлением, входящий в полости 134 , в сочетании с геометрией статора 120 и ротора 122 , заставляет ротор 122 вращаться, чтобы позволить буровому раствору 90 пройти через мотор 100 .Буровой раствор 90 впоследствии выходит через отверстия (например, форсунки) в буровом долоте 50 и проходит вверх через кольцевое пространство 130 между бурильной колонной 20 и стволом скважины 60 и принимается на поверхность. где он улавливается и снова закачивается в бурильную колонну 20 .

Некоторые обычные насосы и двигатели типа Moineau включают в себя статоры, у которых поверхность контакта статора сформирована из резины или полимерного материала, прикрепленного к стальному корпусу.Однако в условиях динамической нагрузки, типичной для скважинного бурения, в статоре и роторе может выделяться значительное количество тепла. Поскольку резина обычно не является хорошим проводником тепла, тепловая энергия обычно накапливается в компонентах, сделанных из резины (например, в статоре). Это накопление тепловой энергии может привести к термическому разложению и, следовательно, может привести к повреждению резиновых компонентов и разделению резиновых компонентов.

Кроме того, в некоторых случаях буровой раствор, прокачиваемый через двигатель, представляет собой материал, содержащий углеводороды.Например, можно использовать буровые растворы на нефтяной или дизельной основе, которые, как известно, обычно портят резину. Такое ухудшение может усугубиться накоплением тепловой энергии. Вода и жидкости на водной основе могут представлять проблему для резиновых компонентов при бурении.

Для оптимальной производительности бурового двигателя обычно существует определенная необходимая посадка (например, зазор или натяг) между резиновыми частями статора и ротора. Когда резина набухает, это влияет не только на эффективность двигателя, но и на резину, которая может быть повреждена из-за уменьшенного зазора или повышенного взаимодействия между ротором и статором.Уменьшенный зазор обычно вызывает более высокие нагрузки на резину.

Контакт между статором и ротором во время использования вызывает износ этих компонентов (т. Е. Резиновой части статора или ротора), что приводит к изменению посадки между статором и ротором. В некоторых случаях ротор или статор могут поглощать компоненты бурового раствора и разбухать, что может привести к уменьшению зазора, вызывая износ и поломку частей ротора или статора.Это обычно называется разбиением на части. В некоторых случаях дробление материала может привести к значительной потере давления, так что силовая установка больше не может производить подходящие уровни мощности для продолжения операции бурения. Дополнительно или альтернативно, в некоторых случаях химические компоненты в используемом буровом растворе могут разрушить ротор или статор и вызвать изменение посадки между ними. Поскольку эффективная работа силового агрегата обычно зависит от желаемой стыковки (например.g., небольшой зазор или натяг), статор и / или ротор можно регулировать во время операций по техническому обслуживанию оборудования на поверхности, чтобы поддерживать желаемый интервал, поскольку эти компоненты изнашиваются во время использования.

В некоторых реализациях инструментальная колонна 40 включает в себя электрические элементы, такие как двигатели, исполнительные механизмы и датчики, которые электрически связаны с электрическим оборудованием 55 , расположенным на поверхности 12 . Обсуждаемые ранее скважинные условия могут быть весьма неблагоприятными для обычных электрических проводников, таких как изолированные провода, поскольку такие проводники могут мешать механической работе бурильной колонны 20 или могут быть подвержены поломке, коррозии или другим повреждениям при воздействии условия, возникающие во время буровых работ. Чтобы обеспечить питание таких электрических элементов, бурильная колонна , 20, и / или элементы инструментальной колонны , 40, включают в себя электропроводящие элементы, которые будут обсуждаться в описаниях фиг. 3-11.

РИС. 3A-3C представляют собой виды в разрезе примерного статора 300 скважинного бурового инструмента (например, забойного двигателя 300 ), который включает в себя изолированный проводящий слой 320 . В некоторых реализациях статор , 300, может быть частью бурильной колонны 20 по фиг.1 или статор 120 по фиг. 2А-2Б.

В некоторых реализациях изолированные проводники, раскрытые в данном документе, могут использоваться для пропускания одного или нескольких электрических проводов через корпуса и вокруг или через отверстия приводных валов других скважинных буровых инструментов, таких как управляемые инструменты RSS, турбины, инструменты для предотвращения останова и скважинные электрогенераторы. В других вариантах реализации изолированные проводники могут быть пропущены через инструменты для возвратно-поступательного движения в скважине, такие как ясы и инструменты для предотвращения срыва.

Как правило, при использовании с такими компонентами, как отверстия корпусов статора забойного двигателя, изолированный проводящий слой 320 может иметь форму кругового слоя, полукругового слоя, тонкой прямой полосы, спиральной полосы, или любой другой подходящий проводящий слой, который является изолированным, геометрически ненавязчивым (например, тонкая внутристенная секция с хорошей адгезией) и не оказывает отрицательного воздействия на связывание эластомера статора или целостность геометрии.

Статор 300 включает трубчатый корпус 310 , который обычно изготавливается из стали.Изолированный проводящий слой 320 включен по существу рядом с внутренней поверхностью трубчатого корпуса 310 . Изолированный проводящий слой , 320, может быть сформирован как периферический слой, полукруглый слой, тонкая прямая полоса, спиральная полоса или любой другой подходящий проводящий слой. В некоторых реализациях изолированный проводящий слой , 320, может соответствовать геометрии внутренней поверхности трубчатого корпуса , 310, .

Обратимся теперь к фиг. 3С более подробно показан разрез статора , 300, . Изолированный проводящий слой 320 включает в себя проводящий подслой 322 , изолирующий подслой 324 a и изолирующий подслой 324 b . Проводящий подслой 322 сформирован из электропроводящего материала, который формуют, прессуют, напыляют или иным образом формируют так, чтобы по существу соответствовать геометрии внутренней поверхности трубчатого корпуса 310 .Проводящие подслои могут быть изготовлены из различных материалов, включая металлы (например, медь) и углеродные нанотрубки. Изолирующие подслои 324 a , 324 b обеспечивают электрическую изоляцию между проводящим подслоем 322 и другими смежными слоями (например, трубчатым корпусом 310 ) и / или от других проводящих слои, как будет обсуждаться при описании фиг. 4A-4B и 5. В некоторых реализациях изоляционные подслои 324 a , 324 b могут быть отформованы, напылены или иным образом сформированы в электроизоляционную втулку, по существу, смежную с проводящим подслоем. 322 .В общем, проводящий подслой 322 расположен между изолирующим подслоем 324 a и изолирующим подслоем 324 b . Изолирующие подслои 324 a , 324 b могут быть нанесены на полное круглое отверстие или на всю внешнюю поверхность трубчатого корпуса 310 , или могут быть нанесены на отдельные участки с проводящим подслой 322 размещен между изолированными участками. В некоторых вариантах реализации проводящий подслой 322 может быть сформирован или собран в виде ряда изолированных проводящих колец или цилиндрических подсекций вдоль внутренней поверхности трубчатого корпуса , 310, .

В некоторых вариантах осуществления изолирующий подслой 324 b может быть защитным слоем, предусмотренным радиально между проводящим подслоем 322 и отверстием трубчатого статора 300 . Изолирующие подслои могут быть изготовлены из различных материалов, включая полимеры (включая углеродные нанотрубки) и керамику.Изолирующий подслой 324 b может защитить проводящий подслой 322 от эрозионных и абразивных условий, которые могут присутствовать внутри отверстия, например, износа от контакта с ротором или валом, износа и эрозии от буровой раствор или другие потоки жидкости, химическое разложение из-за веществ, переносимых буровым раствором или потоками жидкости. В некоторых вариантах реализации изолирующий подслой 324 b может быть отформован, напылен или иным образом иметь форму защитного рукава.В некоторых вариантах реализации изолирующий подслой 324 b может реализовывать технологию наночастиц и / или может быть тонким, например, от доли миллиметра до нескольких миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изолирующий подслой 324 b может обеспечивать противоэрозионные, противоизносные свойства и / или электроизоляционные свойства.

В некоторых реализациях ширина, толщина и материал, используемый в качестве проводящего подслоя 322 , могут быть выбраны на основе количества данных или мощности, которые, как ожидается, будут передаваться через него.В некоторых реализациях проводящий материал, геометрия и / или проводящий подслой , 322, могут быть выбраны для обеспечения возможности изгиба, сжатия и / или растяжения бурильных труб, как это происходит в среде скважинного бурения.

РИС. 3D и 3E иллюстрируют альтернативную геометрию статора для изолирующего подслоя 324 b.

РИС. 4A-4F иллюстрируют примерные конфигурации дополнительных примерных вариантов выполнения кулачков статора и ротора.ИНЖИР. 4A — вид с торца в разрезе 1100 a примерного статора 1105 a , который включает в себя пример трубчатого корпуса 1110 a , пример эластомерного слоя 1115 a , пример проводящий подслой 1122 a , пример изоляционного слоя 1124 a и пример ротора 1130 a . ИНЖИР. 4B показан вид с торца в разрезе 1100 b примерного статора 1105 b , который включает в себя пример трубчатого корпуса 1110 b , пример эластомерного слоя 1115 b , пример проводящий подслой 1122 b , пример изоляционного слоя 1124 b и пример ротора 1130 b .ИНЖИР. 4C показан вид с торца в разрезе 1100 c примерного статора 1105 c , который включает в себя пример трубчатого корпуса 1110 c , пример слоя эластомера 1115 c , пример проводящий подслой 1122 c , пример изоляционного слоя 1124 c и пример ротора 1130 c . ИНЖИР. 4D показан вид с торца в разрезе 1100 d примерного статора 1105 d , который включает в себя пример трубчатого корпуса 1110 d , пример слоя эластомера 1115 d , пример проводящий подслой 1122 d , пример изоляционного слоя 1124 d и пример ротора 1130 d . ИНЖИР. 4E показан вид с торца в разрезе 1100 e примера статора 1105 e , который включает в себя пример трубчатого корпуса 1110 e , пример слоя эластомера 1115 e , пример проводящий подслой 1122 e , пример изоляционного слоя 1124 e и пример ротора 1130 e . ИНЖИР. 4F показан вид с торца в разрезе 1100 f примерного статора 1105 f , который включает в себя пример трубчатого корпуса 1110 f , пример слоя эластомера 1115 f , пример проводящий подслой 1122 f , пример изоляционного слоя 1124 f и пример ротора 1130 f.

РИС. 5 — вид другого примера статора 500 , который включает, по существу, прямую изолированную проводящую полосу. В проиллюстрированном примере статор 500 включает трубчатый корпус 510 и слой проводящей ленты 522 . Хотя в этом примере описан один слой токопроводящей ленты, в некоторых вариантах осуществления может использоваться два, три, четыре или любое другое подходящее количество слоев токопроводящей ленты.

Слой проводящей ленты 522 расположен по существу параллельно продольной геометрии внутренней поверхности изолирующего подслоя 524 a .Слой проводящей ленты 522 электрически изолирован от трубчатого корпуса 510 изолирующим подслоем 524 a и электрически изолирован от отверстия статора 500 изолирующим подслоем 524 б . Слой проводящей ленты может иметь спиральную форму в отверстии корпуса или может иметь другую правильную или неправильную геометрию.

РИС. 6A-6B — виды в разрезе примерного статора , 400, , который включает в себя несколько изолированных проводников.В проиллюстрированном примере статор 400 включает в себя трубчатый корпус 410 и два проводящих слоя 422 a и 422 b . Хотя в этом примере описаны два проводящих слоя, в некоторых вариантах осуществления может использоваться три, четыре или любое другое подходящее количество проводящих слоев.

Проводящие слои 422 a — 422 b представляют собой концентрические слои, сформированные таким образом, чтобы практически соответствовать геометрии внутренней поверхности трубчатого корпуса 410 .Проводящий слой 420 a отделен от трубчатого корпуса 410 изолирующим подслоем 424 a . Проводящие слои 422 a — 422 b разделены изолирующими подслоями 424 b фиг. 3C, а проводящий слой 422 b электрически изолирован от отверстия статора 400 изолирующим подслоем 424 c.

РИС. 7 иллюстрирует концептуальный пример реализации 800 примерного статора 300 . В проиллюстрированном примере первое электрическое устройство (электрическая мощность или генератор данных) 810 электрически подключено ко второму электрическому устройству (потребителю электроэнергии или приемнику данных) 820 посредством проводящего подслоя 322 статора. 300 . Первое и второе электрические устройства , 810, , , 820, могут быть, например, динамо-машиной и электромеханическим приводом (например.g., скважинный компонент для бурения, такой как стабилизатор с регулируемым калибром, тяговое устройство или пакер) или передатчик цифровых данных и компонент сбора цифровых данных. Каждое электрическое устройство , 810, , , 820, может включать в себя электронные компоненты, такие как логические схемы, интегральные схемы и память, необязательно управляемые микропрограммным обеспечением или другим используемым компьютером кодом для электронного управления работой электрических устройств 810 , 820 . Первое электрическое устройство 810 подключено к проводящему подслою 322 на первом конце 830 статора 300 , а второе электрическое устройство 820 подключено к проводящему подслою 322 на втором конце 840 статора 300 .Проводящий подслой 322 обеспечивает электрический путь между первым концом 830 и вторым концом 840 статора 300 , чтобы облегчить электрическую связь между первым электрическим устройством 810 и вторым электрическим устройством. 820 . Изолирующие подслои 324 a , 324 b обеспечивают электрическую изоляцию проводящего подслоя 322 . В некоторых реализациях первое электрическое устройство , 810, и / или второе электрическое устройство , 820, может быть источником электрической энергии, потребителем электрической энергии, пассивным или активным компонентом, принимающим электрический сигнал (например,g., сигнал данных), электрическое заземление или комбинации этих и / или других соответствующих электрических компонентов. Электрический ток, проводимый от электрического устройства 810 через первый электрический концевой провод 811 к проводящему подслою 322 , может включать в себя передаваемый электрический сигнал и / или проводимую электрическую мощность. Например, первое электрическое устройство , 810, может подавать электрический сигнал через первый концевой проводник 811 на первый конец 830 , а сигнал может передаваться по проводящему подслою 322 на второй конец. 840 или, альтернативно, вместо сигнала электрическая энергия может проводиться через проводящий подслой и использоваться для питания устройства в инструментальной колонне.Электрический ток принимается от электропроводящего слоя на втором конце , 840, и может передаваться через второй концевой проводник , 821, . Например, второе электрическое устройство 820 подключено через второй концевой провод 821 к проводящему подслою 322 для приема сигнала, который был передан от первого электрического устройства 810 , или, альтернативно, для получения электроэнергии. проводится через проводящий слой.Следует понимать, что сигнал или мощность могут передаваться в любом направлении через проводящий слой. Следует понимать, что электрический концевой провод , 811, и , 821, может быть любым проводящим устройством (например, простым проводом или электрическим соединителем типа «папа / мама»).

Реализация 800 может обеспечить эффективную и надежную электронную передачу энергии и / или данных через скважинные инструменты и / или бурильные колонны. Питание и / или данные могут проводиться через изолированные проводящие рукава, например.g., проводящий подслой 322 и изолирующие подслои 324 a , 324 b , которые могут составлять твердую часть цилиндрических трубчатых компонентов бурового оборудования, таких как статор 300 . В некоторых реализациях статор , 300, может обеспечивать электрическое соединение без значительного воздействия на физическую эксплуатационную целостность компонентов бурового оборудования; Например, на геометрию поперечного сечения статора 300 не может существенно повлиять включение проводящего подслоя 322 и изолирующих подслоев 324 a , 324 b . В некоторых вариантах реализации могут быть уменьшены неблагоприятные эффекты эрозии бурового раствора, коррозии, вибрации и / или ударной нагрузки на проводник. Например, поток жидкости через канал статора 300 может практически не зависеть от наличия проводящего подслоя 322 и изолирующих подслоев 324 a , 324 b , поскольку канал статора , 300, может быть сформирован с геометрией внутренней поверхности, которая подобна статорам, не имеющим изолированных токопроводящих муфт, таких как пример бурильной колонны 20 на фиг.2А-2Б.

РИС. 8 и 8A — виды сбоку в разрезе примерного статора 705 и примерного ротора 730 примерного забойного бурового двигателя 700 . Статор , 705, включает трубчатый корпус , 710, (например, металлический корпус). В некоторых вариантах реализации в корпус 710 вставляется дополнительная металлическая пластина со спиральными лопастями 715 , или винтовая лопастная форма изготавливается непосредственно в отверстии корпуса 710 .Затем сначала наносится изолирующий слой 720 на внутреннюю поверхность вставки 720 или, альтернативно, на отверстие корпуса 710 , затем наносится проводящий слой 722 , а затем — подслой эластомера 724 применены. ИНЖИР. 8А — увеличенная часть фиг. 8 и иллюстрирует эти нанесенные слои.

Проводящий подслой 722 сформирован вдоль сложной внутренней поверхности изолированного слоя 720 , который нанесен на слой металлической вставки 715 (или, альтернативно, отверстие корпуса 210 ).В некоторых вариантах осуществления проводящий подслой , 722, может быть электропроводной гильзой или полосой, которая вставляется или иным образом накладывается на внутреннюю поверхность эластомерного слоя , 715, . В некоторых вариантах реализации проводящий подслой , 722, может быть жидкостью или составом в виде частиц, который напыляется, покрывается или иным образом осаждается на внутренней поверхности слоя металлической вставки , 715, .

Изолирующий подслой 724 сформирован вдоль концентрически внутренней поверхности проводящего подслоя 722 .Изолирующий подслой , 724, может быть полимерным и, следовательно, деформируемым, когда ротор вращается внутри узла статора. Изолирующий подслой 724 может защитить проводящий подслой 722 от эрозионных и абразивных условий, которые могут присутствовать в отверстии, например, износ от контакта с ротором 730 , износ от грязи или другой жидкости потоки, химическое разложение из-за веществ, переносимых потоками грязи или жидкости. В некоторых вариантах реализации изолирующий подслой , 724, может быть отформован, напылен или иным образом иметь форму защитного рукава.В некоторых вариантах реализации изолирующий подслой , 724, может реализовывать технологию наночастиц и / или может быть тонким, например, толщиной от долей миллиметра до нескольких миллиметров. В некоторых вариантах реализации изолирующий подслой , 724, может обеспечивать противоэрозионные, противоизносные свойства и / или электроизоляционные свойства.

В некоторых вариантах реализации слой эластомера 720 , нанесенный на металлический слой 715 , может обеспечивать электрическую изоляцию. Например, слой эластомера 720 , нанесенный на металлический слой 715 , также может выполнять функцию изолирующего подслоя между проводящим подслоем 722 и трубчатым корпусом 710 .

РИС. 9A представляет собой вид в разрезе примерного статора 1500 в разрезе. Статор 1500 включает трубчатый корпус 1510 и набор секций статора 1570 . Как показано на фиг. 9B, каждая секция статора 1570 статора 1500 включает в себя слой металлической вставки 1522 . В некоторых вариантах реализации слой вставки , 1522, может быть слоем эластомера.

Проводящий участок 1526 a и проводящий участок 1526 b сформированы внутри части слоя вставки 1522 .В некоторых вариантах осуществления токопроводящие подсекции , 1526, , , , , 1526, , b, могут быть электропроводными гильзами или заглушками, которые вставляются или иным образом устанавливаются на подсекции слоя вставки , 1522, .

В некоторых вариантах реализации слой вставки , 1522, может обеспечивать электрическую изоляцию. Например, вставной слой , 1522, может также выполнять функцию изолирующего подслоя между проводящими частями 1526 a , 1526 b и трубчатым корпусом 1510 .

Снова обратимся к фиг. 9A, статор , 1500, включает в себя набор секций статора , 1570, , расположенных в виде бокового набора или ряда, поперечного продольной оси статора 1500 вдоль внутренней части трубчатого корпуса 1510 . Секции статора , 1570, ориентированы так, что токопроводящие подсекции , 1526, , , , , 1526, , , b, , по существу, выровнены и электрически контактируют друг с другом, обеспечивая изолированные электропроводящие пути по длине статора 1500 .

В некоторых вариантах осуществления проводящие подсекции 1526 a , 1526 b могут быть заменены открытыми, например, незаполненными частями. Например, секции статора , 1570, могут быть ориентированы таким образом, что открытые подсекции по существу выровнены и образуют отверстие по длине статора , 1500, . В некоторых вариантах реализации один или несколько проводящих проводов или многослойных проводящих рукавов могут быть пропущены через отверстие, образованное открытыми частями.

РИС. 10 — вид с торца другой примерной секции статора 1670 примерного статора 1600 . В некоторых реализациях секция статора , 1670, может использоваться вместо секций статора , 1570, на фиг. 12А. Секция статора 1670 включает слой металлической вставки 1622 . В некоторых вариантах реализации слой вставки , 1622, может быть слоем эластомера. В некоторых случаях металлические вставки 1622 дискового или пластинчатого типа являются стальными.Они имеют внутреннюю лопастную геометрию, на которую нанесен тонкий слой эластомера 1624 . В других реализациях сначала будет нанесен изолирующий слой на внутренний лопастной профиль уложенных друг на друга металлических вставок 1622 , затем будет проводящий слой или полоса, затем будет последний слой эластомера (последний слой аналогичен текущему на статоры нанесен тонкий слой эластомера).

Проводящий участок 1626 a и проводящий участок 1626 b сформированы внутри части слоя эластомера 1622 .В некоторых вариантах осуществления токопроводящие части , 1626, , , , , 1626, , b, могут быть электропроводными гильзами или заглушками, которые вставляются или иным образом устанавливаются на части слоя эластомера 1622 .

В некоторых вариантах осуществления проводящие подсекции 1626 a , 1626 b могут включать в себя один или несколько электрически изолирующих и / или проводящих подслоев. Например, проводящие подсекции , 1626, , , , , 1626, , b, могут включать в себя электропроводящий подслой, окруженный электрически изолирующим подслоем, например.g., чтобы предотвратить замыкание электропроводящего подслоя на трубчатый корпус 1610 . В некоторых вариантах осуществления проводящие подсекции , 1626, , , , , 1626, , b, могут быть заменены открытыми, например, незаполненными частями. Например, один или несколько электрических проводников могут быть пропущены через открытые подсекции, чтобы обеспечить путь электрического сигнала по длине статора , 1600, .