裝配式轉(zhuǎn)子稀土永磁力矩電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種裝配式轉(zhuǎn)子稀土永磁力矩電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、端蓋，所述空心轉(zhuǎn)子軸、大筒套小筒結(jié)構(gòu)構(gòu)成的雙筒非導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子支架、等間距相互間隔鑲嵌在轉(zhuǎn)子支架大筒外緣的導(dǎo)磁極靴和稀土永磁體構(gòu)成；在轉(zhuǎn)子支架兩端分別安裝有用于固定永磁體的由非導(dǎo)磁材料制成的上端板和下端板。由于這種設(shè)計(jì)使電機(jī)轉(zhuǎn)子的裝配工藝性更好，轉(zhuǎn)子重量更輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量更小，永磁材料更少，永磁體利用率更高，漏磁更小，可靠性也更高并且可避免永久退磁,因此大大提高了低速大功率力矩電機(jī)的綜合性能。
【專利說明】裝配式轉(zhuǎn)子稀土永磁力矩電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種稀土永磁力矩電機(jī)，尤其是一種稀土永磁力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]稀土永磁力矩電動(dòng)機(jī)以其聞效節(jié)能、聞重量比功率、聞過載能力、聞可罪性、調(diào)速簡(jiǎn)便、免維護(hù)、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)引起國(guó)內(nèi)外專家高度重視。但現(xiàn)有技術(shù)的稀土永磁力矩電機(jī)在大功率、大轉(zhuǎn)矩應(yīng)用上還沒有充分挖掘出潛力，目前還存在電機(jī)轉(zhuǎn)子材料利用率低、重量重、表面貼磁鋼裝配工藝復(fù)雜及可靠性差等方面的明顯不足，此外在減少漏磁與永久退磁方面也無更多改善，因而限制了稀土永磁力矩電機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。比如在油田采油方面，就難以實(shí)現(xiàn)稀土永磁力矩電機(jī)直拖大排量螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的問題是針對(duì)上述不足之處加以改進(jìn)。由此所采取的技術(shù)方案為:一種裝配式轉(zhuǎn)子永磁力矩電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、端蓋，所述轉(zhuǎn)子由大筒套小筒結(jié)構(gòu)構(gòu)成的雙筒非導(dǎo)磁空心轉(zhuǎn)子支架、等間距相互間隔鑲嵌在轉(zhuǎn)子支架大筒外緣凹槽內(nèi)的導(dǎo)磁極靴、空心轉(zhuǎn)子軸和矩形稀土永磁體構(gòu)成；在轉(zhuǎn)子支架的雙筒之間的支撐筋上均勻分布有數(shù)個(gè)減重孔，減重孔的數(shù)量可在不影響轉(zhuǎn)子機(jī)械性能的前提下，根據(jù)承擔(dān)的具體工作性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，如果沒有特殊要求，通常可以等間距開3個(gè)腰形減重孔；在轉(zhuǎn)子支架兩端分別安裝有用于固定稀土永磁體的由非導(dǎo)磁材料制成的上端板和下端板，由此構(gòu)成裝配式極靴隱極轉(zhuǎn)子。
[0004]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:由于電機(jī)轉(zhuǎn)子是針對(duì)徑向勵(lì)磁方式隱極電機(jī)磁路特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，與表面貼磁鋼結(jié)構(gòu)的以及其它同規(guī)格的常規(guī)永磁力矩電機(jī)不同之處在于，導(dǎo)磁極靴是嵌裝在非導(dǎo)磁的鋁合金轉(zhuǎn)子支架上，相鄰的兩個(gè)導(dǎo)磁極靴巧妙形成了永磁體磁鋼槽，形成獨(dú)立磁路，這樣相對(duì)減少了漏磁；永磁體采用切向式矩形，沿軸向分成若干段嵌入兩個(gè)導(dǎo)磁極靴之間，與表面貼磁工藝相比裝配性更好，永磁體利用率更高，漏磁更小，進(jìn)一步節(jié)約了導(dǎo)磁材料，可靠性也更高了 ；更重要的是，可避免永久退磁；加上轉(zhuǎn)子支架與轉(zhuǎn)子軸減重設(shè)計(jì)的綜合效果使得轉(zhuǎn)子重量更輕了，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量更小了，提高了重量比功率；由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、提高了制造裝配工藝性、顯著提高結(jié)構(gòu)安全和可靠性，并可以方便地實(shí)現(xiàn)多極結(jié)構(gòu)電機(jī)的制造。因此大大提高了低速大功率稀土永磁力矩電機(jī)的綜合性能；尤其是在油田采油方面，通過上述技術(shù)方案，光桿可以通過永磁力矩電機(jī)的空心軸伸出直接抽油，并且不再需要皮帶傳動(dòng)等一系列減速機(jī)構(gòu)，從而使稀土永磁力矩電機(jī)直拖大排量螺桿泵采油技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，使油井采油過程和設(shè)備大大簡(jiǎn)化，最終使油井采油效率和經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1是本發(fā)明電機(jī)軸線方向剖面結(jié)構(gòu)示意圖[0006]圖2是本發(fā)明電機(jī)轉(zhuǎn)子軸線方向剖面結(jié)構(gòu)示意圖
[0007]圖3是本發(fā)明電機(jī)轉(zhuǎn)子橫截剖面結(jié)構(gòu)示意圖
[0008]圖4是本發(fā)明電機(jī)定子沖片橫截剖面結(jié)構(gòu)示意圖
[0009]圖中:1、電樞繞組 2、定子鐵芯 3、上防暴密封蓋 4、上端蓋5、轉(zhuǎn)子上端蓋
6、機(jī)座7、轉(zhuǎn)子支架8、矩形稀土永磁體9、導(dǎo)磁極靴10、轉(zhuǎn)子下端板11、螺栓12、軸擋13、空心轉(zhuǎn)子軸14、下防暴端蓋法蘭15、軸承16、凸臺(tái)17、端板通孔18、腰形減重孔19、大筒20、小筒22、端板外環(huán)23、端板內(nèi)環(huán)24、轉(zhuǎn)子支架螺釘孔
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)說明。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例為一臺(tái)立式單螺桿抽油泵裝配式轉(zhuǎn)子稀土永磁高效率/高功率密度直驅(qū)力矩電機(jī)。該電機(jī)的構(gòu)成包括機(jī)座6、由定子鐵芯2和電樞繞組I構(gòu)成的電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、上端蓋4、上防爆密封蓋3、下防爆端蓋法蘭14。所述電機(jī)轉(zhuǎn)子由空心軸13、采用大筒套小筒結(jié)構(gòu)構(gòu)成的非導(dǎo)磁鋁合金雙筒式轉(zhuǎn)子支架7、轉(zhuǎn)子支架7兩端的由非導(dǎo)磁鋁合金材料鑄造的轉(zhuǎn)子上端板5和轉(zhuǎn)子下端板10、以及在轉(zhuǎn)子支架7的大筒19外緣處相互間隔且等間距安裝的24個(gè)導(dǎo)磁極靴9和24個(gè)矩形稀土永磁體8構(gòu)成。整個(gè)轉(zhuǎn)子支架7沿軸線方向剖面呈“工”字狀。此外，所述導(dǎo)磁極靴9采用的導(dǎo)磁材料為電工純鐵、10號(hào)鋼或由
0.5mm娃鋼片材料疊成,導(dǎo)磁極靴9的端面為T字扇形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)磁極靴9弧頂夾角為22.5度，扇形底到弧頂高29.5mm,扇形底寬25.7mm,扇形角為15度,其中24個(gè)扇形導(dǎo)磁極靴9鑲嵌在轉(zhuǎn)子支架7后所共同形成的圓弧半徑構(gòu)成了電機(jī)轉(zhuǎn)子的半徑，扇形底部嵌入轉(zhuǎn)子支架7的梯形定位槽內(nèi)。導(dǎo)磁極靴9嵌入轉(zhuǎn)子支架7后,就與轉(zhuǎn)子支架7外環(huán)表面形成了 24個(gè)用于裝配矩形稀土永磁體8的矩形開口槽極穴。材料為燒結(jié)釹鐵硼的矩形永磁體8沿軸向分成若干段，嵌入矩形開口槽極穴內(nèi)。在轉(zhuǎn)子支架7兩端安裝轉(zhuǎn)子上端板5和轉(zhuǎn)子下端板10是為了防止矩形永磁體8沿軸向躥動(dòng)、加強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度；這兩個(gè)端板外環(huán)22直徑均略小于轉(zhuǎn)子直徑Φ，兩個(gè)端板內(nèi)環(huán)的外表面23與轉(zhuǎn)子支架7的大筒19內(nèi)環(huán)配合，上端板5和下端板10的端面沿徑向各自均勻分布的24個(gè)端板通孔17與轉(zhuǎn)子支架7上的24個(gè)螺釘孔24相對(duì)應(yīng)，然后由螺栓11穿過相應(yīng)的端板通孔17和螺釘孔24，從而將轉(zhuǎn)子支架7與上、下兩個(gè)端板固定在一起。在轉(zhuǎn)子支架7內(nèi)的小筒22兩邊各裝有一個(gè)給轉(zhuǎn)子支架定位和固定的軸擋環(huán)12,最后形成一個(gè)裝配式極靴隱極轉(zhuǎn)子整體。此外,在轉(zhuǎn)子支架7雙筒間的支撐筋上等間距分布有3個(gè)尺寸相同的腰形減重孔18，小筒22內(nèi)環(huán)有對(duì)稱鍵槽與空心轉(zhuǎn)子軸13聯(lián)接，以保持轉(zhuǎn)子支架7與空心轉(zhuǎn)子軸13固定；大筒外圓19與轉(zhuǎn)子下端板10相鄰一側(cè)均勻分布24個(gè)凸臺(tái)16,起對(duì)矩形永磁體8定位的作用。
[0012]電機(jī)定子鉄芯2是由若干片厚度為0.5mm娃鋼片材料制成的定子沖片疊壓而成，定子沖片上均勻分布著72個(gè)梨形嵌線槽，相鄰槽距角為5度。疊壓時(shí)將定子沖片沿圓周方向逐漸螺旋扭斜，使梨形嵌線槽兩端口成5度槽距角。定子沖片、機(jī)座、端蓋等采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Y系列電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件，節(jié)約開發(fā)和制造成本。電樞繞組I為三相星形聯(lián)接對(duì)稱繞組，嵌于定子鉄芯2的嵌線槽內(nèi)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用隔爆設(shè)計(jì)方案，便于單螺桿抽油泵地面直驅(qū)系統(tǒng)及其他危險(xiǎn)場(chǎng)所應(yīng)用。本實(shí)施例適合于陸地或海上采油直接驅(qū)動(dòng)螺桿泵動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，或者應(yīng)用于操作危險(xiǎn)、維修困難的化工液體輸送等領(lǐng)域。[0013]以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種裝配式轉(zhuǎn)子稀土永磁力矩電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、端蓋，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子由空心轉(zhuǎn)子軸、大筒套小筒結(jié)構(gòu)構(gòu)成的雙筒非導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子支架、等間距相互間隔鑲嵌在轉(zhuǎn)子支架大筒外緣凹槽內(nèi)的導(dǎo)磁極靴和稀土永磁體構(gòu)成；其中轉(zhuǎn)子支架的雙筒間的支撐筋上均勻分布有若干個(gè)減重孔，在轉(zhuǎn)子支架兩端分別安裝有非導(dǎo)磁材料制成的上端板和下端板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式轉(zhuǎn)子稀土永磁力矩電機(jī)，其特征在于:所述導(dǎo)磁極靴共有24個(gè),該導(dǎo)磁極靴端面為T字扇形結(jié)構(gòu)，扇形底部嵌入轉(zhuǎn)子支架大筒外緣的梯形定位槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式轉(zhuǎn)子稀土永磁力矩電機(jī)，其特征在于:所述稀土永磁體為燒結(jié)釹鐵硼切向式矩形結(jié)構(gòu)，共有24個(gè)并且分別嵌入在兩個(gè)相鄰的導(dǎo)磁極靴之間形成的矩形開口槽極穴內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式轉(zhuǎn)子稀土永磁力矩電機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子支架的雙筒間的支撐筋上的減重孔為3個(gè)，其形狀為腰形且尺寸相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式轉(zhuǎn)子稀土永磁力矩電機(jī)，其特征在于:所述非導(dǎo)磁空心轉(zhuǎn)子支架、上端板和下端板均由招合金材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式轉(zhuǎn)子稀土永磁力矩電機(jī)，其特征在于:所述導(dǎo)磁極靴采用的導(dǎo)磁材料為電工純鐵。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK103647363SQ201310694643
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】孫德海 申請(qǐng)人:天津瑞德科技發(fā)展有限公司