Diese Ausgabe beschäftigt sich mit der „Konstruktion von Unterwassermotoren, Teil 2: Mechanik“Aus technischer Sicht ist ein Unterwassermotor ein Asynchronmotor, bestehend aus Stator, Rotor und Lagern,ähnlich den normalen, trocken aufgestellten Elektromotoren. Der mechanische Aufbau ist jedoch an die speziellenEinsatzbedingungen im Bohrloch angepasst: engster Raum, permanente Wasserüberdeckung, Einsatz in aggressivenoder mit Feststoffen versetzten Medien. Der Motor treibt eine mehrstufige Pumpe an, welche konstruktionsbedingteine zum Motor hin wirkende Drucklast auf die Motorwelle abgibt. Daher ist ein Unterwassermotor schmalund lang gebaut, mit 2 oder mehr Radiallagern zur Zentrierung des Rotors und zusätzlichem Axiallager, um dieDrucklast der Pumpe aufnehmen zu können. Die mit dem Umgebungsmedium in Kontakt stehenden Komponentendes Motors sind aus korrosionsbeständigen Materialien ausgeführt. Eine Wellendichtung sorgt dafür, dass dieMotor-Füllflüssigkeit nicht austritt und eine Membrane ermöglicht der Füllflüssigkeit, sich bei Volumenvergrößerungdurch die beim Betrieb entstehende Wärme auszudehnen. LagersystemSpeziell die Rotorlagerung ist bei Unterwassermotoren von besonderem Interesse. Bei herkömmlichen Elektromotorenwerden die auf den Rotor wirkenden Druck- und Seitenlasten normalerweise durch Kugellageraufgenommen. Für Unterwassermotoren ist es jedoch erstrebenswert, eine wasserbasierende Kühl- undFüllflüssigkeit im Motor-inneren zu verwenden, welche dann auch die Lagerstellen umgibt. Da diese Art vonFlüssigkeit zur Schmierung normaler Kugellager ungeeignet ist, kommen diese nur in ölgefülltenUnterwassermotoren zum Einsatz. Außerdem ist aufgrund hoher Bergungskosten die Wartungsfreiheit dieserspeziellen Motorenart von primärem Interesse. Unter Berücksichtigung der oben aufgeführten Gründe haben sichin wassergefüllten Bohrlochmotoren Gleitlager durchge-setzt, welche eine zumindest theoretisch unbegrenzteStandzeit bei gleichzeitig minimalem Wartungsaufwand versprechen. Demzufolge verwendet <strong>Franklin</strong> <strong>Electric</strong>sowohl bei Spaltrohr- als auch bei wiederwickelbaren Motoren hydrodynamische Gleitlager. Die Radiallagerbestehen aus einer Edelstahl-Wellenhülse, die in einerKohlebuchse läuft. Ab einer bestimmten Rotordrehzahl baut sich ein Schmierfilm zwischen stationärerKohlebuchse und rotierender Edelstahl-Wellenhülse auf, so dass praktisch kein mechanischer Kontakt zwischenden beiden Teilen besteht und demzufolge auch kein Verschleiß auftritt. Das Drucklager verwendet dieselbenMaterialien, besteht jedoch aus einer rotierenden Kohlescheibe und mehreren feststehenden, kippbaren Edelstahl-Segmenten. Ähnlich dem den meisten Autofahrern bekannten „Aquaplaning“-Phänomen baut sich im Betrieb desMotors ein dünner Wasserfilm zwischen der Kohlescheibe und den Segmenten auf, welcher der Kohlescheibeerlaubt, berührungslos über die Segmente zu gleiten. Dies resultiert in einer theoretisch unbegrenzten Standzeitund Wartungsfreiheit des Lagers, vorausgesetzt, die Original-Füllflüssigkeit wurde nicht durch Festkörperverschmutzt. DichtsystemDas Motorinnere wird im Herstellerwerk zum Zweck der Schmierung, Kühlung und des Druckausgleichs mit einerwasserbasier-ten, sauberen Flüssigkeit gefüllt. Idealerweise wird diese Flüssigkeit über die gesamte Lebenszeitdes Motors nicht ausgetauscht oder kontaminiert. Dies wird durch ein ausgeklügeltes Dichtsystem bestehend ausWellendichtung, Membrane sowie diversenO-Ringen bzw. Flachdichtungen erzielt. Die meisten Brunnengewässer beinhalten einen gewissen Anteil vonFeststoffen in Suspension (Sand), welche zu erhöhtem Verschleiß an der Wellendichtung führen kann. Um dies zuverhindern, besitzen Unter-wassermotoren einen Sandschleuderring auf dem Wellenende. Da sich Elektromotorenwährend des Betriebes erwärmen, muss für die Volumenausdehnung der eingefüllten Flüssigkeit gesorgt werden.Diese Aufgabe übernimmt eine elastische Membrane, welche zugleich den Druckausgleich zwischenMotorinnerem und Umgebung sicherstellt, unabhängig von der Einsatztiefe.Die nächste Ausgabe wird Kabel und Überspannungsableiter behandeln.<strong>Franklin</strong> <strong>Electric</strong> Submersible Seminars 2005Spring 2005:North of FrancePortugalSpainPlease visit our website at www.franklin-electric.de for more information and details on future trainings andseminars or contact us directly at field-service@franklin-electric.de.
<strong>Franklin</strong> Application/ Installation Data Europe<strong>AID</strong> 1/2005The previous editions of the <strong>Franklin</strong> <strong>AID</strong> dealt with different constructions and designs ofmotors. To finalize this subject you will find below drawings of the different designs in directcomparison.Encapsulated Oil filled RewindableHydrodynamic radialbearingHydrodynamic radialbearingFE filling solutionVarnished magnet wireBall bearingOil filledVarnished magnet wirePVC/PE2-PA coatedFE filling solutionEncapsulated statorHydrodynamic thrustbearingHydrodynamic radialbearingBall bearingHydrodynamic radialbearingHydrodynamic thrustbearingWe are glad to introduce our new Field Service EngineerMr. Alberto Fornasier. He took over responsibility for theareas Italy, Greece and the corresponding islands.You can reach him under the following numbers:Phone: +39 0422 761 713Fax: +39 0422 761 711email: afornasier@fele.com
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