專利名稱：濕式電機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐濕耐高溫細(xì)長(zhǎng)的電機(jī)裝置。特別是潛液耐高溫長(zhǎng)桿電機(jī)裝置。
現(xiàn)有的潛水電機(jī)有用機(jī)械動(dòng)密封、屏敞套、泵和電機(jī)間用磁偶合等，耐高溫電機(jī)主要是從絕緣方面來解決，濕式繞組有采用雙尼龍絕緣導(dǎo)線，但是這些方面有著結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高、效率低等不同的問題；而且不能同時(shí)具備耐濕、耐溫、細(xì)長(zhǎng)三個(gè)要求。
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種同時(shí)具備耐濕耐高溫細(xì)長(zhǎng)的電機(jī)裝置本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式完成的電機(jī)裝置有定子，繞組、絕緣、鼠籠轉(zhuǎn)子或永磁轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承等再加上給電機(jī)供電變換器或輸出變換器所組成。
被供電繞組或輸出電能的繞組每相在一個(gè)槽中最多只有一根導(dǎo)體，這要按照繞組的型式而定，多個(gè)槽導(dǎo)體用一相的端弧并聯(lián)成一個(gè)導(dǎo)體。最大的槽導(dǎo)體數(shù)等于每極每相的槽數(shù)，槽中導(dǎo)體的截面積是單根的，槽滿率很高。
同相的極相組按電勢(shì)相加的方向用連聯(lián)線結(jié)起來，串聯(lián)成單匝線圈。
這里和過去的做法相反，過去電壓是向高壓，標(biāo)準(zhǔn)電壓發(fā)展，現(xiàn)在這里是向微壓，不標(biāo)準(zhǔn)電壓方向進(jìn)行。因按過去的習(xí)慣使很多問題難于解決，而采用微壓能使?jié)撘?、耐高溫，電機(jī)問題得到合理的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閱卧丫€圈的反電勢(shì)很低，并能加以很小的相電壓，這給絕緣帶來很大的好處，容易處理，電機(jī)能長(zhǎng)期工作濕式或高溫的環(huán)境，同時(shí)也給造細(xì)長(zhǎng)電機(jī)創(chuàng)造了有利的條件，達(dá)到了前述任務(wù)的目的。
濕式繞組采用了最低的匝數(shù)，單匝，也使供電電壓為最低，且不標(biāo)準(zhǔn)，一種電機(jī)有一種電壓，必須配套以專門供電變壓器，把電機(jī)和供電變壓器組合成濕式電機(jī)裝置才能使用，具備以上必要特征的總和就能達(dá)到電機(jī)耐濕耐高溫細(xì)長(zhǎng)的目的。
長(zhǎng)桿電機(jī)是由于單匝繞組強(qiáng)度高把沖片固定在一起，不用依靠外殼的固定作用，定子膛孔可以按要求做得很小，這是由于不用嵌線工藝方法，而用穿銅條的方法或鑄造鋁的方法，轉(zhuǎn)軸用多軸承分段支承，這種細(xì)長(zhǎng)電機(jī)適于石油井抽油使用。
本發(fā)明可以是，其繞組采用正弦繞組，以改善電機(jī)的特性，使每極每相繞組的槽導(dǎo)體的截面積正比于該槽電角度的正弦值，這種繞組可以用模型鑄鋁法預(yù)制。
本發(fā)明可以是電機(jī)和變換器組成一體的，以減小它們之間的聯(lián)線，減少能耗，便于使用。
從下面的實(shí)施方案可以看出本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)滿足耐濕耐高溫的要求，而且同時(shí)能制成細(xì)長(zhǎng)的電機(jī)，比現(xiàn)存的各種潛水耐溫電都優(yōu)越，電機(jī)和泵相結(jié)合能防止泄漏，防止污染環(huán)境，定子不用嵌線，工藝方便，能使生產(chǎn)過程機(jī)械化，電機(jī)的直徑可以大大減小，便于制成油井用長(zhǎng)桿電機(jī)，而且電機(jī)的效率高，能制成潛水濕式異電機(jī)，用于水流流速發(fā)電機(jī)。
說明書

圖1是濕式異步電機(jī)裝置。
圖2是圖1的A－A視圖。
圖3是濕式繞組［11、71、91、1001、1101、1201、1301、1401、1501］的1相兩極繞組展開圖。
圖4是正弦濕式極相繞組圖。
圖5是圖4的B－B視圖。
圖6是槽電角度的正弦值。
圖7是濕式同步電機(jī)裝置。
圖8是濕式同步電機(jī)C－C剖面。
圖9是一體式異步電機(jī)裝置。
圖10是一體式同步電機(jī)裝置。
圖11是長(zhǎng)桿濕式電機(jī)裝置。
圖12是扁薄型電機(jī)裝置。
圖13是泵用防泄漏電機(jī)裝置，潛液泵用濕式是機(jī)裝置。
圖14是攪拌熔化金屬液體用濕式電機(jī)裝置。
圖15是單桿液壓推動(dòng)器用濕式電機(jī)裝置。
下面結(jié)合說明書附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述實(shí)施方案1參見圖1濕式感應(yīng)電機(jī)裝置。
圖中是以兩極兩相為例，實(shí)際對(duì)其它極數(shù)相數(shù)是同樣有效的。
濕式感應(yīng)電機(jī)裝置是由定子［12］、轉(zhuǎn)子［13］、端蓋［14］、軸承［15］以及電機(jī)供電的電能變換器［16］、定子［12］上有濕式繞組［11］。
其中轉(zhuǎn)子［13］上鑄鋁的鼠籠轉(zhuǎn)子，圖2表示出圖1的A－A剖面圖，濕式繞組［11］的相繞組［211］和［212］，圖3中示出了濕式繞組的的一相兩極的展開圖由圖3可見每相在每槽之國最多只有一根槽導(dǎo)體［311］，按繞組各種類的不同而異，這里每極每相槽數(shù)以5槽為例，對(duì)其它槽數(shù)同樣適用，每極每相的槽導(dǎo)體［311］被兩端的端?。?12］所聯(lián)結(jié)成為一個(gè)并聯(lián)導(dǎo)體，每根槽導(dǎo)體［311］是分布繞組的一根導(dǎo)體。
同相的極相組［211、212、313］各自按感應(yīng)電勢(shì)順向地用聯(lián)線［314］串聯(lián)成一個(gè)單匝相繞組，這樣使串聯(lián)的兩個(gè)極相組感應(yīng)電勢(shì)是相加的。
在加工工藝上，濕式繞組可以用穿銅條后焊接和鑄鋁的方法來制造，不用嵌線。
由于相繞組是單匝的，對(duì)其供電的電壓是非標(biāo)準(zhǔn)值，大小正比于頻率和主磁通值。必須使用電參數(shù)和濕式繞組［11］電參數(shù)相適應(yīng)的輸入變換器［16］對(duì)濕式繞組［11］進(jìn)行供電。供電變換器［16］的輸入電參數(shù)與電網(wǎng)電參數(shù)相適應(yīng)，所以不同的電機(jī)大小必須配以相應(yīng)的變換器，變換器［16］可以是變壓器也可以是電力電子式的電壓變換器。
由于是單匝的，槽滿率很高，而且供電電壓也很低，絕緣容易處理，可以長(zhǎng)期地在液體中工作，單匝繞組和槽絕緣對(duì)地來說是雙重的。
從結(jié)構(gòu)上說可以把端蓋［14］軸承室和繞組［11］各相的共有中性點(diǎn)鑄成一體，簡(jiǎn)化了是機(jī)的結(jié)構(gòu)及加工工藝。
由于電流大導(dǎo)體截面積大，供電變換器［16］必須和電機(jī)較近，工作時(shí)這種電機(jī)耐過載、耐沖擊、維護(hù)方便，繞組不用修理。
實(shí)施方案2，參見說明書附圖，圖4、圖5、圖6，正弦濕式繞組。
為了改善電機(jī)的特性，使磁場(chǎng)波形接近于正弦波，采用正弦濕式繞組［413］如附圖4所示，每根槽導(dǎo)體［411］的截面積是不同的，其B－B剖面如圖5所示。每相的槽導(dǎo)體［411］的截面積和該槽在該相的電角度的正弦值成正比，如圖6所示，在制造上采用模型鑄鋁的方法預(yù)制件的方法來實(shí)現(xiàn)。
其它和實(shí)施方案1中的繞組情況一致。
實(shí)施方案3，濕式同步電機(jī)，見附圖3、圖7，附圖8，其中有定子［72］，濕式繞組［71、811、812］濕式繞組一相展開圖如圖3所示，永磁轉(zhuǎn)子［73］、端蓋［74］，輸出電能變換器［76］所組成。
由圖3可見每相在一個(gè)槽中最多只有一根導(dǎo)體，每極每相的數(shù)根槽導(dǎo)體［311］由兩端的端?。?12］聯(lián)成一體的極相組［313］，每相的極相組［811、812］如圖3那樣用聯(lián)線［314］把［811、812］各自聯(lián)成［301］。被供電繞組的情況和實(shí)施方案1、實(shí)施方案2的一致。
在繞組的制造工藝上也和前述實(shí)施方案一致。
濕式同步機(jī)的工作情況，因?yàn)楫?dāng)發(fā)電機(jī)用時(shí)必須輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓，必須用輸出變換器［76］把電壓變換到用電裝置的電壓上去或變換到電網(wǎng)電壓上去。
濕式發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是永磁的，適于在河流的流速發(fā)電，潮汐發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電。
發(fā)電機(jī)中可以有水，能正常地運(yùn)行，電能輸出變換器［76］可以是升壓變壓器，也可以是其它具有同功能的電子裝置。
實(shí)施方案4一體式濕式交流電機(jī)，參見附圖3、附圖9、附圖10。
一體式異步電機(jī)裝置附圖9，電機(jī)部分和實(shí)施方案1同樣，濕式繞組如圖3所示。輸入變壓器［96］和輸入變壓器［16］是一樣的，所不同的是把電機(jī)和輸入變換器結(jié)合成一體，便于應(yīng)用減少粗導(dǎo)體的長(zhǎng)度為最小，減少能耗，電機(jī)是濕式的，輸入變換器是密封的。
一體式同步電機(jī)裝置，見圖10，電機(jī)部分和實(shí)施方案3完全一致，濕式繞組如圖3所示，其特點(diǎn)就是電機(jī)和輸出變換器［1006］組合成一體組合到一起便于應(yīng)用，節(jié)約聯(lián)線長(zhǎng)度，減少能耗，電機(jī)是濕式的，變換器的是靜密封的，其他性能和前面對(duì)應(yīng)的實(shí)施方案一致。
實(shí)施方案5，耐高溫電機(jī)，見附圖1、圖2、圖7、圖8。
耐高溫電機(jī)和實(shí)施方案1、實(shí)施方案2、實(shí)施方案3的電機(jī)結(jié)構(gòu)是同樣的，濕式繞組也是一樣的，所不同的只是繞組的槽絕緣和相間絕緣采用相應(yīng)的耐熱絕緣等級(jí)，因是單匝導(dǎo)體，絕緣工藝便于處理；輸出和輸入變換器不耐高溫，應(yīng)當(dāng)采用分離式的。
實(shí)施方案6，長(zhǎng)桿濕式電機(jī)裝置，參見附圖11、圖3，由于濕式繞組是單匝的，強(qiáng)度高，內(nèi)孔可以做得需要的小尺寸，所以濕式繞組可以方便地把電機(jī)做得細(xì)而長(zhǎng)，濕式繞組［1101］的一相兩極展開如附圖3所示的繞組［301］，見實(shí)施方案1及實(shí)施方案2對(duì)繞組［1101］的說明。
長(zhǎng)桿濕式電機(jī)由定子［1102］，鑄鋁轉(zhuǎn)子［1103］，軸承［1105］、輸入變換器［1106］所組成，轉(zhuǎn)軸是由多軸承［1105］分段支承的。
長(zhǎng)桿濕式電機(jī)主要是用于石油開采，進(jìn)入井中抽油抽水，以及其他細(xì)長(zhǎng)管路中使用。
實(shí)施方案7，扁薄型電機(jī)，見附圖12、附圖3，多轉(zhuǎn)子扁薄型電機(jī)是由多個(gè)轉(zhuǎn)子［1203］，定子［1202］上有多個(gè)孔，以存放轉(zhuǎn)子，定子繞組采用濕式裝配式繞組［1201］，附圖12中是以三個(gè)轉(zhuǎn)子孔為例，其它數(shù)量的孔同樣適用，每個(gè)電機(jī)是按實(shí)施方案6長(zhǎng)桿濕式電機(jī)制造的，幾個(gè)細(xì)長(zhǎng)電機(jī)以平面地并列在一起，形成多轉(zhuǎn)子扁薄電機(jī)，其中每個(gè)電機(jī)的繞組［1201］，參見實(shí)施方案1和實(shí)施方案2中對(duì)繞組［11、211、212、301、411］的說明。
每個(gè)轉(zhuǎn)子可以分別輸出，也可以用齒輪偶合起來，用同一個(gè)軸輸出。
主要用于薄煤層的開采，切煤機(jī)上用。
實(shí)施方案8，泵用防泄漏電機(jī)裝置，參見附圖13。
是由定子［1302］，濕式繞組［1301］，轉(zhuǎn)子［1303］，立式端蓋［1304］，輸入電能變換器［1306］所組成，其中濕式繞組［1301］參見實(shí)施例1和實(shí)施方案2對(duì)繞組［11、211、212、301、413］的說明對(duì)于繞組［1301］同樣適用。
這里立式端蓋［1304］和虛劃線泵殼［1307］用止口對(duì)接，虛線劃的葉輪［1308］和轉(zhuǎn)子［1303］軸相對(duì)接。
防泄漏是這樣實(shí)現(xiàn)的，除立式端蓋［1304］和轉(zhuǎn)子出軸之間有間隙之外電機(jī)全部是靜密封的，使泵腔和電機(jī)腔形成同一個(gè)密封空間，葉輪［1308］轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的液壓不能使液體經(jīng)電機(jī)泄漏到外部。
主要用于化工泵和高壓釜等要求密封的情況取代機(jī)械密封，電磁偶合泵及屏敞電機(jī)。
實(shí)施方案9，潛液泵用濕式電機(jī)裝置參見附圖13。
潛液泵用濕式電機(jī)裝置和實(shí)施方案8在結(jié)構(gòu)上相同，不同的只是濕式電機(jī)不一定靜密封，電機(jī)的電磁參數(shù)是按潛液條件設(shè)計(jì)的，這種電機(jī)可用于各種潛液泵及液下電動(dòng)機(jī)械。
實(shí)施方案10，攪拌熔化金屬液體用濕式電機(jī)裝置，參見附圖14、附圖3。
這種電機(jī)裝置是耐高溫濕式電機(jī)裝置，由定子［1402］、耐高溫濕式繞組［1401］的說明和實(shí)施方案1、實(shí)施方案2關(guān)于附圖3中繞組［301］的說明是一致的。
其工作情況是攪拌電機(jī)套在熔化金屬容器［1404］的外部，通電的定子產(chǎn)生旋場(chǎng)使金屬熔液［1403］進(jìn)行渦旋，就達(dá)到了熔液成分分布均勻的目的，同時(shí)也對(duì)熔液進(jìn)行保溫。
其特點(diǎn)是耐高溫、耐沖擊、安全、壽命長(zhǎng)。
實(shí)施方案11，單桿液壓推動(dòng)器用濕式電機(jī)裝置，參見附圖15、附圖3。
這種電機(jī)裝置由定子［1502］、繞組［1501、鼠籠轉(zhuǎn)子［1503］、輸入變換器［1506］組成，其中濕式繞組［1501］的說明和實(shí)施方案1、實(shí)施方案2中所敘述的繞組［11、211、212、301、413］是一致的。
其工作情況是電機(jī)工作在絕緣油中。他的負(fù)載是離心葉輪［1507］，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的高壓油推動(dòng)活塞［1508］，帶動(dòng)推桿［1510］來推動(dòng)抱閘。
這種濕式電機(jī)裝置的特點(diǎn)是可以提高吊車用閘的安全性及使用壽命。
權(quán)利要求1.濕式電機(jī)裝置是改進(jìn)了的電機(jī)，主要是在濕式高溫環(huán)境下工作，濕式電機(jī)裝置是由定子[12，72，92，1002，1102，1202，1302，1402，1502]，被供電繞組或輸出繞組，鼠籠轉(zhuǎn)子[13，93，1103，1203，1303，1503]或永磁轉(zhuǎn)子[73，1003]，槽絕緣，相間絕緣，端蓋[14，74，904，1004，1304]，軸承[15，75，95，1005，1105]，及具有與電機(jī)參數(shù)相配合的輸入變換器[16，96，1306，1106，1406，1506]或輸出變換器[76，1006]所構(gòu)成，其特征在于在被供電繞組[11，91，1201，1301，1401]或輸出電能的繞組[71，1001]中每相在一個(gè)槽中只有一根導(dǎo)體[311，411]，每極每相繞組[211，212，313，811，812，413]分別是多根槽導(dǎo)體[311，411]被端弧[312，412]并聯(lián)而成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕式電機(jī)裝置，其特征在于每極每相繞組［211，212，313，413，811，812］的每根分布槽導(dǎo)體［311，411］的截面積分別正比于該槽電角度的正弦值。
專利摘要這里指出了一種能長(zhǎng)期工作于濕式環(huán)境，非導(dǎo)電液體中，高溫環(huán)境，細(xì)長(zhǎng)管道中的溫式電機(jī)裝置，解決要求同時(shí)能在水中，高溫，細(xì)長(zhǎng)工間長(zhǎng)期工作的電氣機(jī)械；主要特征是具有定子，轉(zhuǎn)子、在每相每槽中只有一個(gè)導(dǎo)體，輸出輸入變換器，主要用于水下電動(dòng)工具，潛水電機(jī)，潛水泵，化工防漏泄泵，高壓釜防泄漏電機(jī)裝置，耐高溫電機(jī)，開采油田用長(zhǎng)桿濕式電機(jī)裝置，開采薄煤層用扁薄電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K3/44GK2126476SQ91218158
公開日1992年12月30日 申請(qǐng)日期1991年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月10日
發(fā)明者張喜信, 張喜宇, 張吉海, 張智偉 申請(qǐng)人:張喜信, 張喜宇, 張吉海, 張智偉