一種封閉式風冷永磁同步電機制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公開了一種封閉式風冷永磁同步電機，該永磁同步電機包括定子、轉(zhuǎn)子，在定子軛部上沿圓周方向開設(shè)通風孔，通風孔軸向貫通定子鐵心，定子端部設(shè)置有對定子繞組形成密封的上支架與下支架，定子繞組的表面涂覆、固化一層密封膠，使得冷卻空氣只能沿著進氣腔、通風孔與排氣腔的方向流動，僅對定子鐵心冷卻而不會接觸到定子繞組，不會因受到海上鹽霧、濕氣等的侵蝕而破壞電機的絕緣層，尤其適合應(yīng)用到作業(yè)于惡劣環(huán)境中的頂驅(qū)設(shè)備。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種永磁同步電機，特別涉及一種能夠作業(yè)于惡劣環(huán)境的封閉式風冷永磁同步電機。技術(shù)背景 傳統(tǒng)的頂驅(qū)設(shè)備中，多是采用異步電機，異步電機常常會存在電機性能與頂驅(qū)設(shè)備工況不吻合的情況，影響到頂驅(qū)設(shè)備的開采進度和效率；另外，異步電機長期暴露在惡劣的環(huán)境中，會受到海上鹽霧、濕氣的侵蝕，直接影響到異步電機的絕緣性能，嚴重縮短了異步電機在頂驅(qū)設(shè)備上的使用壽命，為此，迫切需要一種能夠滿足頂驅(qū)設(shè)備工況、具有較長絕緣壽命的電機來替代現(xiàn)有的異步電機，然而，國內(nèi)在應(yīng)用到頂驅(qū)設(shè)備上的永磁同步電機幾乎還是一片空白。現(xiàn)有的頂驅(qū)設(shè)備中，因受到設(shè)備安裝空間、重量等因素限制，異步電機通常需要采用較高的電磁負荷，運行時發(fā)熱較為嚴重，同時受到海上鹽霧、濕氣的影響，電機絕緣材料的壽命和可靠性受到嚴重考驗。針對采用較高電磁負荷的電機，其冷卻方式常采用水冷和強迫風冷兩種。電機水冷的系統(tǒng)較為復雜，適用場合較少；而強迫風冷方式結(jié)構(gòu)較為簡單，在很多場合的都得到了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的電機強迫風冷方式是從外部安全區(qū)吸入空氣，經(jīng)電機一端吹入，直接冷卻電機繞組，再從電機另一端吹出，達到冷卻的效果。但是在潮濕、空氣帶有鹽霧的惡劣環(huán)境中，空氣中的濕氣與高鹽分含量，會使得電機在強迫風冷過程中，對電機繞組冷卻的同時,對電機的絕緣層產(chǎn)生破壞。電機停止工作時，殘留在電機上的鹽霧等會冷卻附著在電機繞組的絕緣層上，對電機絕緣層造成很大的傷害，大大降低了電機的使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提出一種封閉式風冷永磁同步電機，僅對定子鐵心進行強迫風冷，不接觸到電機繞組，保證在海上鹽霧、濕氣等惡劣環(huán)境中，電機的絕緣層不會受到影響，提高了封閉式風冷永磁同步電機承受惡劣環(huán)境中的能力、及使用壽命。為了實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案是一種封閉式風冷永磁同步電機，包括定子、轉(zhuǎn)子、風機、端蓋、及盤剎組件，盤剎組件固定在上端蓋上，風機通過螺栓固定在盤剎組件上、并配置有風機電動機，定子包括定子鐵心與定子繞組，在定子端部分別設(shè)置上、下定子齒壓板，所述定子軛部上沿圓周方向開設(shè)若干個通風孔，所有通風孔軸向貫通定子鐵心；在定子端部分別設(shè)有對上、下定子齒壓板形成壓緊的上支架與下支架，其中，上支架與上定子齒壓板、以及下支架與下定子齒壓板的連接處均為內(nèi)外筒結(jié)構(gòu)，定子繞組的上端部位于上支架的內(nèi)筒內(nèi)側(cè)，定子繞組的下端部位于下支架的內(nèi)筒內(nèi)側(cè)；上支架的內(nèi)外筒之間的空腔區(qū)域形成冷卻風的進氣腔，進氣腔與通風孔的上方孔口連通，下支架的內(nèi)外筒之間的空腔區(qū)域形成冷卻風的排氣腔，排氣腔與通風孔的下方孔方口連通，沿著進氣腔、通風孔與排氣腔的方向形成冷卻風通道；轉(zhuǎn)子上嵌設(shè)有永磁體。作為本技術(shù)的優(yōu)選改進，在定子繞組的表面涂覆、固化一層密封膠，作為一層保護層，隔離潮濕、鹽霧的環(huán)境；上支架與上定子齒壓板、以及下支架與下定子齒壓板之間分別設(shè)置有O形圈，保證上下支架對定子齒壓板壓緊的同時，又對定子繞組起到密封作用。作為本技術(shù)的優(yōu)選改進，所述通風孔位于定子軛部的兩個圓周上，每一個圓周上的通風孔沿該圓周方向均勻分布。在定子軛部開設(shè)通風孔，定子端部分別設(shè)有對定子繞組形成密封的上、下支架，上支架與下支架分別壓緊定子端部的上、下定子齒壓板，使得冷卻風只能沿著進氣腔、通風孔與排氣腔的方向流動，而不會接觸到定子繞組，即可實現(xiàn)對定子繞組的冷卻，由于封閉式風冷永磁同步電機的轉(zhuǎn)子采用內(nèi)嵌式永磁體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子幾乎不發(fā)熱，只需將定子繞組冷卻即 可。本技術(shù)的優(yōu)點是封閉式風冷永磁同步電機的轉(zhuǎn)子采用內(nèi)嵌式永磁體結(jié)構(gòu)，無勵磁損耗，轉(zhuǎn)子基本不發(fā)熱，在定子軛部開設(shè)有貫通定子鐵心軸向的通風孔，定子端部分別設(shè)有對定子繞組形成密封的上支架與下支架，定子繞組的表面涂覆、固化一層密封膠，使得冷卻空氣只能沿著進氣腔、通風孔與排氣腔的方向流動，僅對定子鐵心冷卻而不會接觸到定子繞組，不會因受到海上鹽霧、濕氣等的侵蝕而破壞電機的絕緣層。本技術(shù)中的封閉式風冷永磁同步電機，可應(yīng)用于中小功率的變頻調(diào)速電機，提高系統(tǒng)可靠性，減小系統(tǒng)體積，延長使用壽命，尤其適合作業(yè)于石油、煤炭等環(huán)境惡劣的行業(yè)。附圖說明圖I為本技術(shù)中一種封閉式風冷永磁同步電機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中定子鐵心的剖面圖；圖3為圖I中轉(zhuǎn)子的剖面圖；圖4為應(yīng)用本技術(shù)中封閉式風冷永磁同步電機的頂驅(qū)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I-定子；2_ 轉(zhuǎn)子；3-風機；4-盤剎組件；5-上端蓋；6-風機電動機；7-上定子齒壓板；8-下定子齒壓板；9-上支架；10-下支架；11-進氣腔；12-排氣腔；13-封閉式風冷永磁同步電機；14-齒輪變速箱；15-旋轉(zhuǎn)頭。具體實施方式實施例結(jié)合圖I至圖4所示，一種封閉式風冷永磁同步電機，包括定子I、轉(zhuǎn)子2、風機3、端蓋、及盤剎組件4，盤剎組件固定在上端蓋5上，風機3通過螺栓固定在盤剎組件上、并且配置有風機電動機6，定子包括定子鐵心與定子繞組，在定子端部分別設(shè)置上定子齒壓板7與下定子齒壓板8 ;定子I軛部上沿圓周方向開設(shè)若干個通風孔，所有的通風孔軸向貫通于 定子鐵心，用于形成冷卻風通道。定子端部分別設(shè)有上支架9與下支架10，上支架9用于形成對上定子齒壓板7的壓緊，下支架10用于形成對下定子齒壓板8的壓緊，其中，上支架與上定子齒壓板、以及下支架與下定子齒壓板的連接處均為內(nèi)外筒結(jié)構(gòu)，由套置的內(nèi)筒與外筒組成，定子繞組的上端部位于上支架9的內(nèi)筒內(nèi)側(cè)，定子繞組的下端部位于下支架10的內(nèi)筒內(nèi)側(cè)，使得定子繞組不能與外界冷卻風接觸，在上支架9的內(nèi)外筒之間形成了冷卻風的進氣腔11，該進氣腔與通風孔的上方孔口連通，在下支架10的內(nèi)外筒之間的空腔區(qū)域形成冷卻風的排氣腔12，排氣腔與通風孔的下方孔口連通，沿著進氣腔、通風孔與排氣腔的方向形成冷卻風通道；轉(zhuǎn)子上嵌設(shè)有永磁體。在定子繞組的表面涂覆、固化一層密封膠，作為一層保護層，隔離潮濕、鹽霧的環(huán)境；上支架9與上定子齒壓板7、以及下支架10與下定子齒壓板8之間分別設(shè)置有O形圈，保證上下支架對定子齒壓板壓緊的同時，又對定子繞組起到很好的密封作用。優(yōu)選的，通風孔位于定子軛部的兩個圓周上，每一個圓周上的通風孔沿該圓周方向均勻分布。由于封閉式風冷永磁同步電機的轉(zhuǎn)子采用內(nèi)嵌式永磁體結(jié)構(gòu)，無勵磁損耗，轉(zhuǎn)子基本不發(fā)熱，只需對定子繞組進行冷卻即可，在定子軛部開設(shè)有貫通定子鐵心軸向的通風孔，定子端部分別設(shè)有對定子繞組形成密封的上支架與下支架，定子繞組的表面涂覆、固化一層密封膠，使得冷卻空氣只能沿著進氣腔、通風孔與排氣腔的方向流動，而不會接觸到定子繞組，不會因受到海上鹽霧、濕氣等的侵蝕而破壞電機的絕緣層，提高了封閉式風冷永磁同步電機適應(yīng)惡劣工況的能力。頂驅(qū)設(shè)備，包括封閉式風冷永磁同步電機13、齒輪變速箱14、旋轉(zhuǎn)頭15、鉆桿與控制系統(tǒng)等構(gòu)成，控制系統(tǒng)控制封閉式風冷永磁同步電機13的工作，封閉式風冷永磁同步電機的軸伸端與齒輪變速箱相連，齒輪變速箱通過旋轉(zhuǎn)頭連接至鉆桿上。由于永磁同步電機所具有的功率密度大、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點，使得封閉式風冷永磁同步電機相對異步電機更能勝任頂驅(qū)設(shè)備工況的需求，提高了頂驅(qū)設(shè)備的開采進度和效率。本技術(shù)中的封閉式風冷永磁同步電機，可應(yīng)用于中小功率的變頻調(diào)速電機，提高系統(tǒng)可靠性，減小系統(tǒng)體積，延長使用壽命，尤其適合作業(yè)于石油、煤炭等環(huán)境惡劣的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種封閉式風冷永磁同步電機，包括定子、轉(zhuǎn)子、風機、端蓋、及盤剎組件，盤剎組件固定在上端蓋上，風機通過螺栓固定在盤剎組件上、并配置有風機電動機，定子包括定子鐵心與定子繞組，在定子端部分別設(shè)置上、下定子齒壓板，其特征在于：所述定子軛部上沿圓周方向開設(shè)若干個通風孔，所有通風孔軸向貫通定子鐵心；在定子端部分別設(shè)有對上、下定子齒壓板形成壓緊的上支架與下支架，其中，上支架與上定子齒壓板、以及下支架與下定子齒壓板的連接處均為內(nèi)外筒結(jié)構(gòu)，定子繞組的上端部位于上支架的內(nèi)筒內(nèi)側(cè)，定子繞組的下端部位于下支架的內(nèi)筒內(nèi)側(cè)；上支架的內(nèi)外筒之間的空腔區(qū)域形成冷卻風的進氣腔，進氣腔與通風孔的上方孔口連通，下支架的內(nèi)外筒之間的空腔區(qū)域形成冷卻風的排氣腔，排氣腔與通風孔的下方孔口連通，沿著進氣腔、通風孔與排氣腔的方向形成冷卻風通道；轉(zhuǎn)子上嵌設(shè)有永磁體。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種封閉式風冷永磁同步電機，包括定子、轉(zhuǎn)子、風機、端蓋、及盤剎組件，盤剎組件固定在上端蓋上，風機通過螺栓固定在盤剎組件上、并配置有風機電動機，定子包括定子鐵心與定子繞組，在定子端部分別設(shè)置上、下定子齒壓板，其特征在于所述定子軛部上沿圓周方向開設(shè)若干個通風孔，所有通風孔軸向貫通定子鐵心；在定子端部分別設(shè)有對上、下定子齒壓板形成壓緊的上支架與下支架，其中，上支架與上定子齒壓板、以及下支架與下定子齒壓板的連接處均為內(nèi)外筒結(jié)構(gòu)，定子繞組的上端部位于上支架的內(nèi)筒內(nèi)側(cè)，定子繞組的下端部位于下支架的內(nèi)筒內(nèi)側(cè)；上支架的內(nèi)外筒...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊松，張國平，陳起旭，王云洪，
申請(專利權(quán))人：青島海西電機有限公司，
類型：實用新型
國別省市：