專利名稱：一種封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種永磁同步電機(jī)，特別涉及一種能夠作業(yè)于惡劣環(huán)境的封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)。
技術(shù)背景 傳統(tǒng)的頂驅(qū)設(shè)備中，多是采用異步電機(jī)，異步電機(jī)常常會(huì)存在電機(jī)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(jìn)度和效率；另外，異步電機(jī)長期暴露在惡劣的環(huán)境中，會(huì)受到海上鹽霧、濕氣的侵蝕，直接影響到異步電機(jī)的絕緣性能，嚴(yán)重縮短了異步電機(jī)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(jī)來替代現(xiàn)有的異步電機(jī)，然而，國內(nèi)在應(yīng)用到頂驅(qū)設(shè)備上的永磁同步電機(jī)幾乎還是一片空白?，F(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(jī)通常需要采用較高的電磁負(fù)荷，運(yùn)行時(shí)發(fā)熱較為嚴(yán)重，同時(shí)受到海上鹽霧、濕氣的影響，電機(jī)絕緣材料的壽命和可靠性受到嚴(yán)重考驗(yàn)。針對采用較高電磁負(fù)荷的電機(jī)，其冷卻方式常采用水冷和強(qiáng)迫風(fēng)冷兩種。電機(jī)水冷的系統(tǒng)較為復(fù)雜，適用場合較少；而強(qiáng)迫風(fēng)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(jī)強(qiáng)迫風(fēng)冷方式是從外部安全區(qū)吸入空氣，經(jīng)電機(jī)一端吹入，直接冷卻電機(jī)繞組，再從電機(jī)另一端吹出，達(dá)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(huì)使得電機(jī)在強(qiáng)迫風(fēng)冷過程中，對電機(jī)繞組冷卻的同時(shí),對電機(jī)的絕緣層產(chǎn)生破壞。電機(jī)停止工作時(shí)，殘留在電機(jī)上的鹽霧等會(huì)冷卻附著在電機(jī)繞組的絕緣層上，對電機(jī)絕緣層造成很大的傷害，大大降低了電機(jī)的使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)，僅對定子鐵心進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷，不接觸到電機(jī)繞組，保證在海上鹽霧、濕氣等惡劣環(huán)境中，電機(jī)的絕緣層不會(huì)受到影響，提高了封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)承受惡劣環(huán)境中的能力、及使用壽命。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、風(fēng)機(jī)、端蓋、及盤剎組件，盤剎組件固定在上端蓋上，風(fēng)機(jī)通過螺栓固定在盤剎組件上、并配置有風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，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(gè)通風(fēng)孔，所有通風(fēng)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(fēng)的進(jìn)氣腔，進(jìn)氣腔與通風(fēng)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(fēng)的排氣腔，排氣腔與通風(fēng)孔的下方孔方口連通，沿著進(jìn)氣腔、通風(fēng)孔與排氣腔的方向形成冷卻風(fēng)通道；轉(zhuǎn)子上嵌設(shè)有永磁體。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選改進(jìn)，在定子繞組的表面涂覆、固化一層密封膠，作為一層保護(hù)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(shí)，又對定子繞組起到密封作用。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選改進(jìn)，所述通風(fēng)孔位于定子軛部的兩個(gè)圓周上，每一個(gè)圓周上的通風(fēng)孔沿該圓周方向均勻分布。在定子軛部開設(shè)通風(fēng)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(fēng)只能沿著進(jìn)氣腔、通風(fēng)孔與排氣腔的方向流動(dòng)，而不會(huì)接觸到定子繞組，即可實(shí)現(xiàn)對定子繞組的冷卻，由于封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)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。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用內(nèi)嵌式永磁體結(jié)構(gòu)，無勵(lì)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(fēng)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(jìn)氣腔、通風(fēng)孔與排氣腔的方向流動(dòng)，僅對定子鐵心冷卻而不會(huì)接觸到定子繞組，不會(huì)因受到海上鹽霧、濕氣等的侵蝕而破壞電機(jī)的絕緣層。本實(shí)用新型中的封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)，可應(yīng)用于中小功率的變頻調(diào)速電機(jī)，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)。

圖I為本實(shí)用新型中一種封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)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)用本實(shí)用新型中封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)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(fēng)機(jī)；4-盤剎組件；5-上端蓋；6-風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)；7-上定子齒壓板；8-下定子齒壓板；9-上支架；10-下支架；11-進(jìn)氣腔；12-排氣腔；13-封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)；[0031]14-齒輪變速箱；15-旋轉(zhuǎn)頭。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例結(jié)合圖I至圖4所示，一種封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)，包括定子I、轉(zhuǎn)子2、風(fēng)機(jī)3、端蓋、及盤剎組件4，盤剎組件固定在上端蓋5上，風(fēng)機(jī)3通過螺栓固定在盤剎組件上、并且配置有風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)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(gè)通風(fēng)孔，所有的通風(fēng)孔軸向貫通于 定子鐵心，用于形成冷卻風(fēng)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(fēng)接觸，在上支架9的內(nèi)外筒之間形成了冷卻風(fēng)的進(jìn)氣腔11，該進(jìn)氣腔與通風(fēng)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(fēng)的排氣腔12，排氣腔與通風(fēng)孔的下方孔口連通，沿著進(jìn)氣腔、通風(fēng)孔與排氣腔的方向形成冷卻風(fēng)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(hù)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(shí)，又對定子繞組起到很好的密封作用。優(yōu)選的，通風(fēng)孔位于定子軛部的兩個(gè)圓周上，每一個(gè)圓周上的通風(fēng)孔沿該圓周方向均勻分布。由于封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用內(nèi)嵌式永磁體結(jié)構(gòu)，無勵(lì)磁損耗，轉(zhuǎn)子基本不發(fā)熱，只需對定子繞組進(jìn)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(fēng)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(jìn)氣腔、通風(fēng)孔與排氣腔的方向流動(dòng)，而不會(huì)接觸到定子繞組，不會(huì)因受到海上鹽霧、濕氣等的侵蝕而破壞電機(jī)的絕緣層，提高了封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)適應(yīng)惡劣工況的能力。頂驅(qū)設(shè)備，包括封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)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(fēng)冷永磁同步電機(jī)13的工作，封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)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(jī)所具有的功率密度大、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，使得封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)相對異步電機(jī)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(jìn)度和效率。本實(shí)用新型中的封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)，可應(yīng)用于中小功率的變頻調(diào)速電機(jī)，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)。當(dāng)然，上述實(shí)施例并不是對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不限于上述舉例；應(yīng)當(dāng)說明的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的教導(dǎo)下，所做出的任何變形、變化、改變或替換形式，均應(yīng)落在本實(shí)用新型說明書保護(hù)的范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本實(shí)用新型的保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、風(fēng)機(jī)、端蓋、及盤剎組件，盤剎組件固定在上端蓋上，風(fēng)機(jī)通過螺栓固定在盤剎組件上、并配置有風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，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(gè)通風(fēng)孔，所有通風(fēng)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(fēng)的進(jìn)氣腔，進(jìn)氣腔與通風(fēng)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(fēng)的排氣腔，排氣腔與通風(fēng)孔的下方孔口連通，沿著進(jìn)氣腔、通風(fēng)孔與排氣腔的方向形成冷卻風(fēng)通道；轉(zhuǎn)子上嵌設(shè)有永磁體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)，其特征在于在定子繞組的表面涂覆、固化一層密封膠；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。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)，其特征在于所述通風(fēng)孔位于定子軛部的兩個(gè)圓周上，每一個(gè)圓周上的通風(fēng)孔沿該圓周方向均勻分布。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種封閉式風(fēng)冷永磁同步電機(jī)，該永磁同步電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子，在定子軛部上沿圓周方向開設(shè)通風(fēng)孔，通風(fēng)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(jìn)氣腔、通風(fēng)孔與排氣腔的方向流動(dòng)，僅對定子鐵心冷卻而不會(huì)接觸到定子繞組，不會(huì)因受到海上鹽霧、濕氣等的侵蝕而破壞電機(jī)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。
文檔編號H02K1/14GK202616958SQ20122024286
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者楊松, 張國平, 陳起旭, 王云洪 申請人:青島海西電機(jī)有限公司