專利名稱：頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種異步電動機，具體指一種頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異 步電動機，主要用于驅(qū)動石油頂驅(qū)裝置。
背景技術(shù)：
從上個世紀第一臺石油鉆機頂驅(qū)裝置誕生以來，電動頂驅(qū)一直是市場的主導(dǎo)產(chǎn) 品。其中直流頂驅(qū)起了重要的作用。早期的頂驅(qū)配置的都是直流電動機。直流電機過載能 力較差，功率因數(shù)低(系統(tǒng)發(fā)電機側(cè))，需要經(jīng)常維護或更換電刷，防爆性能不好。近年來出 現(xiàn)雙電機傳動的交流頂驅(qū)，雙電機傳動中間環(huán)節(jié)過多，故障頻繁，且功率有局限性最大僅為 400HP，無防爆結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服直流頂驅(qū)電機、交流雙機的不足，提供一種可靠的頂 驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，在機座的左端設(shè)置左端蓋，機座的右端設(shè)置右 端蓋，主軸的左端利用第一軸承安裝于左端蓋上，主軸的右端利用第二軸承安裝于右端蓋 上；在主軸位于機座內(nèi)的一段上設(shè)置轉(zhuǎn)子，在機座的內(nèi)壁對應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子的部位設(shè)置定子； 其特征是所述左端蓋的邊緣設(shè)置沿主軸的軸向向右延伸的第一筒形體，所述第一筒形體 的右端與所述機座的左端對接；所述右端蓋的邊緣設(shè)置沿主軸的軸向向左延伸的第二筒形 體；所述第二筒形體的左端與所述機座的右端對接。所述左端蓋的右端面中央向右突出，形成左端錐形突出部；所述主軸的左端利用 所述第一軸承安裝于所述左端錐形突出部內(nèi)；所述右端蓋的左端面向左突出，形成右端錐 形突出部，所述主軸的右端利用所述第二軸承安裝于所述右端錐形突出部內(nèi)。在左端蓋的左側(cè)設(shè)置軸承外蓋，所述軸承外蓋的縱斷面為中空的工字型，所述主 軸的左端穿過所述軸承外蓋的通孔。所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置斜槽結(jié)構(gòu)，所述斜槽結(jié)構(gòu)是指形成于 轉(zhuǎn)子表面的槽是繞著轉(zhuǎn)子的軸線呈螺旋狀布置的，而傳統(tǒng)的槽是與轉(zhuǎn)子的軸線平行的，當 然所述螺旋角并不大；這些槽是由構(gòu)成轉(zhuǎn)子的眾多硅鋼片形成的。所述定子的繞組為雙層成型疊繞組，所述雙層成型疊繞組是指在定子的槽內(nèi)有兩 層繞組，并且，每層繞組都是預(yù)先卷繞成型后再放入所述槽內(nèi)的；繞組所用的導(dǎo)線采用220 級耐電暈薄膜燒結(jié)線；繞組對地絕緣采用耐電暈240級云母帶；繞組的絕緣等級為200級。 所述第一軸承為雙排調(diào)心滾子軸承，非驅(qū)動端使用單列圓柱滾子軸承。在第一筒形體上設(shè) 置百葉窗。在機座的一側(cè)設(shè)置出線盒，另一側(cè)設(shè)置風(fēng)機；在所述出線盒上設(shè)置輔助開關(guān)與風(fēng) 機進線，在風(fēng)機上設(shè)置過濾器與風(fēng)機接線盒。所述機座由鋼板卷繞而成。本實用新型所述的頂驅(qū)專用正壓型變頻調(diào)速異步電動機為單機驅(qū)動頂驅(qū)，彌補了 直流頂驅(qū)電機、雙機頂驅(qū)電機的缺點。所述電動機轉(zhuǎn)子鼠籠采用了防斷條結(jié)構(gòu)，定子繞組采 用220級耐電暈絕緣結(jié)構(gòu)，確保電機能長期安全可靠地工作。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1的左視圖。圖中1、端蓋，2、軸承外蓋，3、第一軸承(23028調(diào)心滾子軸承)，4、轉(zhuǎn)子，5、定子， 6、端蓋，7、第二軸承(NU320ECM/C3單列圓柱滾子軸承)，8、φ 1低碳鍍鋅鋼絲，9、出線盒， 10、風(fēng)機，11、過濾器，12、百葉窗，13、法蘭、14、機座，15、主軸，16、輔助開關(guān)，17、風(fēng)機進線。
具體實施方式
如圖所示在機座14的左端設(shè)置左端蓋1，機座14的右端設(shè)置右端蓋6，主軸15 的左端利用第一軸承3安裝于左端蓋1上，主軸15的右端利用第二軸承7安裝于右端蓋6 上；在主軸15位于機座15內(nèi)的一段上設(shè)置轉(zhuǎn)子4，在機座15的內(nèi)壁對應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子4的 部位設(shè)置定子5 ；其特征是所述左端蓋1的邊緣設(shè)置沿主軸15的軸向向右延伸的第一筒 形體，所述第一筒形體的右端與所述機座14的左端對接；所述右端蓋6的邊緣設(shè)置沿主軸 15的軸向向左延伸的第二筒形體；所述第二筒形體的左端與所述機座14的右端對接。所述左端蓋1的右端面中央向右突出，形成左端錐形突出部；所述主軸15的左端利用所述第一軸承3安裝于所述左端錐形突出部內(nèi)；所述右端蓋6的左端面向左突出，形成 右端錐形突出部，所述主軸15的右端利用所述第二軸承7安裝于所述右端錐形突出部內(nèi)。 在左端蓋1的左側(cè)設(shè)置軸承外蓋2，所述軸承外蓋2的縱斷面為中空的工字型，所述主軸15 的左端穿過所述軸承外蓋2的通孔。所述轉(zhuǎn)子4上設(shè)置斜槽結(jié)構(gòu)，所述斜槽結(jié)構(gòu)是指形成于轉(zhuǎn)子表面的槽是繞著轉(zhuǎn)子 的軸線呈螺旋狀布置的，而傳統(tǒng)的槽是與轉(zhuǎn)子的軸線平行的，當然所述螺旋角并不大；這些 槽是由構(gòu)成轉(zhuǎn)子的眾多硅鋼片形成的。所述定子5的繞組為雙層成型疊繞組，所述雙層成型疊繞組是指在定子的槽內(nèi)有 兩層繞組，并且，每層繞組都是預(yù)先卷繞成型后再放入所述槽內(nèi)的；繞組所用的導(dǎo)線采用 220級耐電暈薄膜燒結(jié)線；繞組對地絕緣采用耐電暈240級云母帶；繞組的絕緣等級為200 級。所述第一軸承為雙排調(diào)心滾子軸承，非驅(qū)動端使用單列圓柱滾子軸承。在第一筒形體 上設(shè)置百葉窗13。在機座14的一側(cè)設(shè)置出線盒9，另一側(cè)設(shè)置風(fēng)機10 ；在所述出線盒9上 設(shè)置輔助開關(guān)16與風(fēng)機進線17，在風(fēng)機10上設(shè)置過濾器11與風(fēng)機接線盒12。所述機座 14由鋼板卷繞而成。所述機座14為鋼板結(jié)構(gòu)，端蓋采用鑄鋼件，充分利用空間。轉(zhuǎn)子為銅排結(jié)構(gòu)。電 機為雙出軸，垂直安裝。上部連接盤剎裝置，下部聯(lián)接減速齒輪箱。電機采用硬排引出結(jié) 構(gòu)。電機采用整體防爆結(jié)構(gòu)，自帶防爆風(fēng)機，增安型接線盒。電機最大功率達到800kW，電壓 690V，最高轉(zhuǎn)速允許3000r/min，且具有1. 5倍額定轉(zhuǎn)矩的過載能力。具體方案如下1、定子沖片采用優(yōu)質(zhì)硅鋼板，采用新型的外壓裝結(jié)構(gòu)，使用定子外圓定位，簡單實用。2、定子繞組為雙層成型疊繞組，采用220級耐電暈薄膜燒結(jié)線。繞組對地絕緣實用耐電暈240級云母帶。繞組的絕緣等級為200級。3、選用合適的槽配合，轉(zhuǎn)子使用斜槽結(jié)構(gòu)，以降低諧波、電磁噪聲，提高電機的有 效轉(zhuǎn)矩。4、電機電磁參數(shù)較高，熱負荷達到6000左右，轉(zhuǎn)子齒磁通密度到1. 8T以上。5、軸承采用鐵路專用軸承，其驅(qū)動端使用的第一軸承 為23028調(diào)心滾子軸承，非 驅(qū)動端使用的第二軸承為NU320ECM/C3單列圓柱滾子軸承。23028為雙排滾子軸承，可以 承受較大軸向力，經(jīng)過計算完全可以承受轉(zhuǎn)子的重力。選用優(yōu)質(zhì)長效潤滑脂，實現(xiàn)3年免維 護。6、接線盒接線盒為增安型防爆形式，選用增安型電纜接頭，內(nèi)部使用特殊密封系 統(tǒng)，防護等級IP54。7、防爆系統(tǒng)電機整體為正壓防爆結(jié)構(gòu)，兼隔爆型、增安型部件，其防爆標志為 ExpZedIIBT4。電機由隔爆型風(fēng)機、增安型接線盒、正壓主題、防爆差壓開關(guān)，連同用戶控制 裝置構(gòu)成完整的正壓防爆系統(tǒng)。電機主要由定子5、轉(zhuǎn)子4構(gòu)成，定子5兩端通過螺栓把端蓋1、端蓋6連接在一起。 風(fēng)機11、接線盒10安裝在端蓋6上，通常使用時，風(fēng)機11安裝在安全場所。第一軸承3、第 二軸承7分別安裝到左端蓋1、右端蓋6中。軸承外蓋2安裝到轉(zhuǎn)子4上，用于連接、定位。 電機外露螺栓均是頭部帶孔螺栓，用φ 1低碳鍍鋅鋼絲8連接起來，防止高空墜落。工作原理電動機的出線盒9連接用戶電纜，通電后定子5產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。在定子磁場的作 用下轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)，輸出軸功率。通過變頻器的調(diào)節(jié)，電動機可以實現(xiàn)0 2600r/min之間的 無級調(diào)速，0 5. 5kN. m之間任意扭矩輸出，允許短時1. 5倍(8. 3kN. m)，可以滿足頂驅(qū)裝置 各類工況的需要。電動機在通電前，系統(tǒng)通過防爆壓差開關(guān)檢測電動機內(nèi)部與外部的壓差，如果相 同，系統(tǒng)視為風(fēng)機10停止，此時系統(tǒng)接通隔爆風(fēng)機電源。在風(fēng)機10的作用下，電動機內(nèi)部 的壓力增大，系統(tǒng)接收到防爆壓差開關(guān)的信號后，方可啟動電動機電源。由于防爆壓差開關(guān) 的使用，電動機內(nèi)部在通電的狀態(tài)下，始終保證正壓，防止外部的可燃性氣體進入電動機內(nèi) 部，構(gòu)成爆炸威脅。
權(quán)利要求一種頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機，在機座(14)的左端設(shè)置左端蓋(1)，機座(14)的右端設(shè)置右端蓋(6)，主軸(15)的左端利用第一軸承(3)安裝于左端蓋(1)上，主軸(15)的右端利用第二軸承(7)安裝于右端蓋(6)上；在主軸(15)位于機座(15)內(nèi)的一段上設(shè)置轉(zhuǎn)子(4)，在機座(15)的內(nèi)壁對應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子(4)的部位設(shè)置定子(5)；其特征是所述左端蓋(1)的邊緣設(shè)置沿主軸(15)的軸向向右延伸的第一筒形體，所述第一筒形體的右端與所述機座(14)的左端對接；所述右端蓋(6)的邊緣設(shè)置沿主軸(15)的軸向向左延伸的第二筒形體；所述第二筒形體的左端與所述機座(14)的右端對接。
2.如權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機，其特征是所述 左端蓋(1)的右端面中央向右突出，形成左端錐形突出部；所述主軸(15)的左端利用所述 第一軸承(3)安裝于所述左端錐形突出部內(nèi)；所述右端蓋(6)的左端面向左突出，形成右端 錐形突出部，所述主軸(15)的右端利用所述第二軸承(7)安裝于所述右端錐形突出部內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機，其特征是在左 端蓋(1)的左側(cè)設(shè)置軸承外蓋(2)，所述軸承外蓋(2)的縱斷面為中空的工字型，所述主軸(15)的左端穿過所述軸承外蓋(2)的通孔。
4.如權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機，其特征是所述 轉(zhuǎn)子(4)上設(shè)置斜槽結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機，其特征是所述 定子(5)的繞組為雙層成型疊繞組；繞組所用的導(dǎo)線采用220級耐電暈薄膜燒結(jié)線；繞組 對地絕緣采用耐電暈240級云母帶；繞組的絕緣等級為200級。
6.如權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機，其特征是所述 第一軸承為雙排調(diào)心滾子軸承，非驅(qū)動端使用單列圓柱滾子軸承。
7.如權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機，其特征是在第 一筒形體上設(shè)置百葉窗(13)。
8.如權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機，其特征是在機 座(14)的一側(cè)設(shè)置出線盒(9)，另一側(cè)設(shè)置風(fēng)機(10)；在所述出線盒(9)上設(shè)置輔助開關(guān)(16)與風(fēng)機進線(17)，在風(fēng)機(10)上設(shè)置過濾器(11)與風(fēng)機接線盒(12)。
9.如權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機，其特征是所述 機座(14)由鋼板卷繞而成。
專利摘要本實用新型涉及一種異步電動機，具體指一種頂驅(qū)專用大功率正壓型變頻調(diào)速異步電動機，主要用于驅(qū)動石油頂驅(qū)裝置。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，在機座的左端設(shè)置左端蓋，機座的右端設(shè)置右端蓋，主軸的左端利用第一軸承安裝于左端蓋上，主軸的右端利用第二軸承安裝于右端蓋上；在主軸位于機座內(nèi)的一段上設(shè)置轉(zhuǎn)子，在機座的內(nèi)壁對應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子的部位設(shè)置定子；其特征是所述左端蓋的邊緣設(shè)置沿主軸的軸向向右延伸的第一筒形體，所述第一筒形體的右端與所述機座的左端對接；所述右端蓋的邊緣設(shè)置沿主軸的軸向向左延伸的第二筒形體；所述第二筒形體的左端與所述機座的右端對接。本實用新型的可靠性比較高。
文檔編號H02K3/04GK201563042SQ20092025722
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者王鵬 申請人:無錫哈電電機有限公司