專利名稱：雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)，其涉及一種應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備中的電動機(jī)，特別是涉及一種雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)。
背景技術(shù)：
在永磁同步電動機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子與定子磁場同步旋轉(zhuǎn)，常忽略轉(zhuǎn)子中的渦流損耗。實(shí)際上，定子齒槽效應(yīng)、繞組磁動勢的非正弦分布和繞組中的諧波電流所產(chǎn)生的諧波磁動勢也會在轉(zhuǎn)子永磁體和轉(zhuǎn)子磁軛中引起渦流損耗。盡管與定子銅損和鐵損相比，轉(zhuǎn)子渦流損耗很小，但是，轉(zhuǎn)子散熱條件不好，渦流損耗可能引起很高的溫升，從而引起永磁體退磁。與小功率電動機(jī)所采用的鐵氧體永磁材料相比，大功率電動機(jī)所采用的釹鐵硼永磁材料， 具有較大的電導(dǎo)率和較低的居里溫度，更容易使永磁同步電動機(jī)因永磁體退磁而報廢。永磁同步電動機(jī)中的表貼式轉(zhuǎn)子是一種成熟的技術(shù)，瓦片形的永磁體粘貼在轉(zhuǎn)子表面，轉(zhuǎn)子磁軛與轉(zhuǎn)軸之間有環(huán)形空腔，轉(zhuǎn)子磁軛截面積較小，所產(chǎn)生的渦流損耗也較小，但是轉(zhuǎn)子永磁體和轉(zhuǎn)子磁軛所產(chǎn)生的熱量很難通過轉(zhuǎn)軸傳導(dǎo)。防護(hù)等級較高，特別是要求防爆的電動機(jī)，其轉(zhuǎn)子和定子繞組均封閉在密閉的空間中，轉(zhuǎn)子散熱條件更加惡劣。表貼式轉(zhuǎn)子適用于低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)，例如油田螺桿泵抽油機(jī)的直驅(qū)式永磁同步電動機(jī)。表貼式轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子永磁體的外表面安裝非磁性金屬護(hù)套后，消除離心力對轉(zhuǎn)子永磁體的粘結(jié)強(qiáng)度影響，可以使表貼式轉(zhuǎn)子適用于高轉(zhuǎn)速的電動機(jī)，例如驅(qū)動水泵和風(fēng)機(jī)的永磁同步電動機(jī)。通用型電動機(jī)的輸出軸是實(shí)芯軸，而油田螺桿泵抽油機(jī)的驅(qū)動電動機(jī)必須是空芯軸，使螺桿泵的光桿從電動機(jī)轉(zhuǎn)軸的中間通孔穿過。作為油田的主要節(jié)電措施，單螺桿泵抽油機(jī)正在逐步的取代游梁式抽油機(jī)。螺桿泵抽油機(jī)的驅(qū)動方式也由交流異步電動機(jī)的皮帶傳動方式向永磁同步電動機(jī)的直驅(qū)傳動方式轉(zhuǎn)變。目前已經(jīng)有直驅(qū)式永磁同步電動機(jī)的螺桿泵驅(qū)動裝置在使用，直驅(qū)式永磁同步電動機(jī)直接與螺桿泵的光桿相聯(lián)連，不需要采用減速器，所以無傳動損耗，屬于高效節(jié)能電動機(jī)。螺桿泵抽油機(jī)位于野外，并且要求防爆防塵。由于低轉(zhuǎn)速下電動機(jī)轉(zhuǎn)子風(fēng)扇的冷卻效果不理想，目前正在運(yùn)行中的電動機(jī)均采用全封閉自然風(fēng)冷卻方式，存在轉(zhuǎn)子永磁體散熱不良的問題。用于驅(qū)動水泵和風(fēng)機(jī)等高轉(zhuǎn)速設(shè)備的永磁同步電動機(jī)，雖然電動機(jī)轉(zhuǎn)子風(fēng)扇可以冷卻永磁同步電動機(jī)的機(jī)座，卻無法直接冷卻轉(zhuǎn)子永磁體，而高轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子永磁體和轉(zhuǎn)子磁軛渦流損耗所產(chǎn)生的熱量更大，轉(zhuǎn)子散熱條件十分惡劣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服普通永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子散熱條件不好，容易因永磁體退磁而報廢的缺陷，提供一種雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)。本發(fā)明的實(shí)施方案如下本發(fā)明總的特征是雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)由基座端蓋部件、機(jī)座部件、冷卻端蓋部件、轉(zhuǎn)子部件和防護(hù)部件組成?；松w部件和冷卻端蓋部件分別安裝在機(jī)座部件的兩端，轉(zhuǎn)子部件安裝在基座端蓋部件、機(jī)座部件和冷卻端蓋部件的軸線上，防護(hù)部件安裝在冷卻端蓋部件和轉(zhuǎn)子部件上。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)用于驅(qū)動螺桿泵抽油機(jī)時，螺桿泵抽油機(jī)的光桿垂直于地面，光桿下端與螺桿泵聯(lián)接，光桿上端從轉(zhuǎn)軸的中間通孔穿過，通過方夾子與轉(zhuǎn)軸的輸出軸鍵槽聯(lián)接，基座端蓋部件則安裝在封井器上。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)作為通用型電動機(jī)時，轉(zhuǎn)軸的輸出軸鍵槽與負(fù)載設(shè)備聯(lián)接。立式安裝方式，通過基座端蓋部件安裝在設(shè)備上。臥式安裝方式，在機(jī)座上加工有底腳，通過底腳安裝在設(shè)備上。轉(zhuǎn)子部件由轉(zhuǎn)子焊接件、軸承、永磁體磁鋼、轉(zhuǎn)子密封環(huán)、和雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器組成。轉(zhuǎn)子焊接件由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子端板、轉(zhuǎn)子磁軛、轉(zhuǎn)軸套管焊接在一起。用于抽油機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸是空芯軸，通用型電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸是實(shí)芯軸。
轉(zhuǎn)軸外表面依次有軸肩焊接環(huán)、轉(zhuǎn)軸凸榫、轉(zhuǎn)軸焊接環(huán)，在轉(zhuǎn)軸的一端有輸出軸鍵槽。沿轉(zhuǎn)軸外表面的圓周依次分布若干個轉(zhuǎn)軸凸榫，轉(zhuǎn)軸凸榫是長條形凸臺，各個轉(zhuǎn)軸凸榫之間是回液槽。轉(zhuǎn)子端板是圓環(huán)形，轉(zhuǎn)子端板中心孔旁邊有一個小通孔，注液管通過該通孔與轉(zhuǎn)子端板焊接在一起。轉(zhuǎn)軸套管是圓筒形，一端有一個套管端環(huán)。轉(zhuǎn)子磁軛是圓筒形，永磁體磁鋼是瓦片形。轉(zhuǎn)子端板中心孔焊接在轉(zhuǎn)軸中間軸肩焊接環(huán)的外表面，轉(zhuǎn)軸套管有套管端環(huán)的一端焊接在轉(zhuǎn)軸中間轉(zhuǎn)軸凸榫的外表面，另一端與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)軸焊接環(huán)焊接在一起，轉(zhuǎn)子磁軛一端與轉(zhuǎn)子端板的外側(cè)焊接，另一端與套管端環(huán)的外側(cè)焊接在一起，轉(zhuǎn)子焊接件形成密閉的空腔。其中由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子端板、轉(zhuǎn)子磁軛、轉(zhuǎn)軸凸榫、轉(zhuǎn)軸套管的套管端環(huán)組成環(huán)形的蒸發(fā)腔，由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸凸榫、轉(zhuǎn)軸套管組成環(huán)形的冷凝腔，蒸發(fā)腔與冷凝腔之間由若干個回液槽連通。蒸發(fā)腔、冷凝腔、回液槽組成雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器內(nèi)加注熱管工作介質(zhì)后，在注液管的壓封處用壓鉗壓扁，并在注液口焊接密封。轉(zhuǎn)子密封環(huán)的截面呈L形，內(nèi)外表面各有一個凹槽，分別安裝0形密封圈一和0形密封圈二，轉(zhuǎn)子密封環(huán)上的內(nèi)螺紋孔安裝有緊定螺釘和螺母，把轉(zhuǎn)子密封環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子密封環(huán)上的密封環(huán)套管的內(nèi)腔用于容納注液口。注液管的壁厚較小，若注液管泄露熱管工作介質(zhì)，轉(zhuǎn)子密封環(huán)能確保熱管工作介質(zhì)不會流到定子繞組中，從而避免破壞定子繞組絕緣。轉(zhuǎn)子部件的轉(zhuǎn)子磁軛外表面依次粘貼若干個永磁體磁鋼，組成轉(zhuǎn)子磁場。轉(zhuǎn)子密封環(huán)安裝在轉(zhuǎn)子部件上，轉(zhuǎn)子部件兩端各有一個軸承。轉(zhuǎn)子部件上在冷卻端蓋部件一端的軸承，通過轉(zhuǎn)軸套管和轉(zhuǎn)軸凸榫，把支撐力傳遞到轉(zhuǎn)軸上，從而確保雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器不會影響轉(zhuǎn)子焊接件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度?；松w部件由基座端蓋、端蓋密封圈、唇形密封圈、壓環(huán)、孔用彈性擋圈組成，通過螺釘安裝在機(jī)座部件的一端，用端蓋密封圈密封。在基座端蓋的環(huán)形內(nèi)腔里有一組凹槽，用于安裝唇形密封圈、壓環(huán)和孔用彈性擋圈。在基座端蓋上有一個凸臺內(nèi)腔，用于安裝轉(zhuǎn)子部件上的軸承外圈。冷卻端蓋部件由冷卻端蓋、端蓋密封圈、唇形密封圈、壓環(huán)、孔用彈性擋圈組成，通過螺釘安裝在機(jī)座部件的另一端，用端蓋密封圈密封。在冷卻端蓋的環(huán)形內(nèi)腔里有一組凹槽，用于安裝唇形密封圈、壓環(huán)和孔用彈性擋圈。在冷卻端蓋上有一個凸臺內(nèi)腔，用于安裝轉(zhuǎn)子部件上的軸承外圈。冷卻端蓋的外表面均勻分布若干個通風(fēng)槽，引導(dǎo)風(fēng)扇氣流對機(jī)座部件的冷卻。機(jī)座部件由機(jī)座、漲圈、鐵芯壓板、定子鐵芯、定子繞組、定位鍵條組成，通過機(jī)座上的機(jī)座螺紋孔，用螺釘與基座端蓋部件和冷卻端蓋部件安裝在一起。機(jī)座內(nèi)表面有一個機(jī)座鍵槽，安裝有定位鍵條。定子鐵芯由若干個定子沖壓片疊加而成，定子鐵芯兩端各有一片鐵芯壓板，壓板鍵槽、鐵芯鍵槽與機(jī)座鍵槽之間用定位鍵條精確定位，漲圈通過與機(jī)座內(nèi)表面的過盈配合，把鐵芯壓板和定子鐵芯固定在機(jī)座內(nèi)腔中。鐵芯線槽中安裝有定子繞組，定子繞組的繞組接頭從機(jī)座上的出線槽穿過，安裝到接線盒中。機(jī)座外表面均勻分布著若干個散熱片。防護(hù)部件由防水帽、風(fēng)扇、風(fēng)罩、防護(hù)蓋組成。防水帽是環(huán)形，安裝在轉(zhuǎn)軸套管上，風(fēng)扇安裝在轉(zhuǎn)軸上。風(fēng)罩用螺釘安裝在冷卻端蓋部件上。風(fēng)罩上有若干個通氣孔，雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)用于驅(qū)動螺桿泵抽油機(jī)時，通氣孔在風(fēng)罩的徑向圓周分布，并在軸向有一個中心孔，可以增加防護(hù)蓋進(jìn)行保護(hù)。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)作為通用型電動機(jī)時，通氣孔在風(fēng)罩的軸向截面分布。防護(hù)蓋是環(huán)形，用螺釘把緊固環(huán)固定在防護(hù)蓋上，使橡膠撓性環(huán)發(fā)生彈性變形，把防護(hù)蓋安裝在轉(zhuǎn)軸上。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器內(nèi)加注的熱管工作介質(zhì)有液態(tài)工作介質(zhì)和氣態(tài)工作介質(zhì)，液態(tài)工作介質(zhì)受熱后汽化為氣態(tài)工作介質(zhì)，氣態(tài)工作介質(zhì)冷卻后冷凝為液態(tài)工作介質(zhì)。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子部件按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器的軸線與轉(zhuǎn)子軸線重疊，在離心力的作用下，液態(tài)工作介質(zhì)匯集在蒸發(fā)腔外圓的內(nèi)表面，形成工作液池。永磁體磁鋼和轉(zhuǎn)子磁軛所產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到蒸發(fā)腔外圓的內(nèi)表面，加熱工作液池，使液態(tài)工作介質(zhì)受熱后汽化為氣態(tài)工作介質(zhì)，在蒸發(fā)壓力的推動下，氣態(tài)工作介質(zhì)穿過回液槽流動到冷凝腔外圓的內(nèi)表面，把熱量傳導(dǎo)到轉(zhuǎn)軸套管的外表面，氣態(tài)工作介質(zhì)在冷凝腔外圓的內(nèi)表面冷凝為液態(tài)工作介質(zhì)，液態(tài)工作介質(zhì)在離心力和液態(tài)工作介質(zhì)液體表面張力的共同作用下，沿著冷凝腔外圓的內(nèi)表面，穿過回液槽回流到蒸發(fā)腔外圓的內(nèi)表面的工作液池中，完成一個熱循環(huán)。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)用于驅(qū)動螺桿泵抽油機(jī)時，由于低轉(zhuǎn)速下風(fēng)扇的冷卻效果不理想，傳導(dǎo)到轉(zhuǎn)軸套管外表面的熱量主要通過自然風(fēng)冷卻方式散發(fā)到大氣中，風(fēng)扇輔助對流循環(huán)，利用熱管優(yōu)良的等溫性能和很高的導(dǎo)熱性能，迅速冷卻轉(zhuǎn)子永磁體磁鋼，避免因溫升過高而退磁。定子銅損和鐵損所產(chǎn)生的熱量則通過機(jī)座外表面的散熱片散發(fā)到大氣中。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)作為通用型電動機(jī)時，傳導(dǎo)到轉(zhuǎn)軸套管外表面的熱量被高轉(zhuǎn)速下風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流帶走，之后氣流穿過冷卻端蓋的通風(fēng)槽，對機(jī)座外表面的散熱片進(jìn)行冷卻。


說明書附圖是普通螺桿泵抽油機(jī)的直驅(qū)式永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的示意圖和雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。其中圖I是普通螺桿泵抽油機(jī)的直驅(qū)式永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的示意圖。圖2是雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器原理示意圖。圖3是用于抽油機(jī)的雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)的軸測圖。圖4是用于抽油機(jī)的雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)的軸測剖視圖。圖5是用于抽油機(jī)的雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子部件的軸測剖視圖。圖6是轉(zhuǎn)子焊接件的軸測剖視圖。圖7是轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸套管焊接的軸測剖視圖。圖8是空芯軸的轉(zhuǎn)軸軸測圖。圖9是轉(zhuǎn)軸套管的軸測圖。圖10是轉(zhuǎn)子磁軛的軸測剖視圖。圖11是轉(zhuǎn)子端板的軸測剖視圖。圖12是轉(zhuǎn)子密封環(huán)的軸測剖視圖。圖13是永磁體磁鋼的軸測圖。圖14是注液管的軸測圖。圖15是基座端蓋部件的軸測剖視圖。圖16是冷卻端蓋部件的軸測剖視圖。圖17是防護(hù)蓋的軸測剖視圖。圖18是唇形密封圈的軸測剖視圖。圖19是壓環(huán)的軸測圖。圖20是孔用弾性擋圈的軸測圖。圖21是機(jī)座部件的軸測剖視圖。圖22是機(jī)座的軸測圖。圖23是定子鐵芯的軸測圖。圖24是鐵芯壓板的軸測圖。圖25是漲圈的軸測剖視圖。圖26是通用型雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)的軸測剖視圖。圖中標(biāo)注有基座端蓋部件I、出線槽2、機(jī)座部件3、冷卻端蓋部件4、防水帽5、風(fēng)扇
6、風(fēng)罩7、防護(hù)蓋8、轉(zhuǎn)子部件9、轉(zhuǎn)軸10、軸承11、轉(zhuǎn)子端板12、轉(zhuǎn)子磁軛13、永磁體磁鋼14、轉(zhuǎn)軸套管15、轉(zhuǎn)子密封環(huán)16、注液管17、蒸發(fā)腔18、回液槽19、冷凝腔20、輸出軸鍵槽21、注液ロ 22、壓封處23、套管端環(huán)24、轉(zhuǎn)軸凸榫25、轉(zhuǎn)軸焊接環(huán)26、軸肩焊接環(huán)27、O形密封圈一 28、O形密封圈ニ 29、密封環(huán)套管30、基座端蓋31、端蓋密封圈32、唇形密封圈33、壓環(huán)34、孔用彈性擋圈35、凸臺內(nèi)腔36、冷卻端蓋37、橡膠撓性環(huán)38、緊固環(huán)39、漲圈40、鐵芯壓板41、定子鐵芯42、定子繞組43、定位鍵條44、散熱片45、機(jī)座46、機(jī)座螺紋孔47、繞組接頭48、鐵芯線槽49、鐵芯鍵槽50、壓板鍵槽51、通風(fēng)槽52、工作液池53、氣態(tài)工作介質(zhì)54、液態(tài)工作介質(zhì)55、轉(zhuǎn)子軸線56、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向57。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)ー步敘述。參照圖3、圖4和圖26，雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)由基座端蓋部件I、機(jī)座部件3、冷卻端蓋部件4、轉(zhuǎn)子部件9和防護(hù)部件組成?；松w部件I和冷卻端蓋部件4分別安裝在機(jī)座部件3的兩端，轉(zhuǎn)子部件9安裝在基座端蓋部件I、機(jī)座部件3和冷卻端蓋部件4的軸線上，防護(hù)部件安裝在冷卻端蓋部件4和轉(zhuǎn)子部件9上。參照圖5、圖6、和圖7，轉(zhuǎn)子部件9由轉(zhuǎn)子焊接件、軸承11、永磁體磁鋼14、轉(zhuǎn)子密封環(huán)16、和雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器組成。轉(zhuǎn)子焊接件由轉(zhuǎn)軸10、轉(zhuǎn)子端板12、轉(zhuǎn)子磁軛13、轉(zhuǎn)軸套管15焊接在一起。用于抽油機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸10是空芯軸，通用型電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸10是實(shí)芯軸。參照圖8，轉(zhuǎn)軸10外表面依次有軸肩焊接環(huán)27、轉(zhuǎn)軸凸榫25、轉(zhuǎn)軸焊接環(huán)26，在轉(zhuǎn)軸10的一端有輸出軸鍵槽21。沿轉(zhuǎn)軸10外表面的圓周依次分布若干個轉(zhuǎn)軸凸榫25，轉(zhuǎn)軸凸榫25是長條形凸臺，各個轉(zhuǎn)軸凸榫25之間是回液槽19。參照圖9、圖10、圖11、圖13和圖14，轉(zhuǎn)子端板12是圓環(huán)形，轉(zhuǎn)子端板12中心孔旁邊有ー個小通孔，注液管17通過該通孔與轉(zhuǎn)子端板12焊接在一起。轉(zhuǎn)軸套管15是圓筒形，一端有ー個套管端環(huán)24。轉(zhuǎn)子磁軛13是圓筒形，永磁體磁鋼14是瓦片形。
參照圖5和圖6，轉(zhuǎn)子端板12中心孔焊接在轉(zhuǎn)軸10中間軸肩焊接環(huán)27的外表面，轉(zhuǎn)軸套管15有套管端環(huán)24的一端焊接在轉(zhuǎn)軸10中間轉(zhuǎn)軸凸榫25的外表面，另一端與轉(zhuǎn)軸10的轉(zhuǎn)軸焊接環(huán)26焊接在一起，轉(zhuǎn)子磁軛13 —端與轉(zhuǎn)子端板12的外側(cè)焊接，另一端與套管端環(huán)24的外側(cè)焊接在一起，轉(zhuǎn)子焊接件形成密閉的空腔。其中由轉(zhuǎn)軸10、轉(zhuǎn)子端板12、轉(zhuǎn)子磁軛13、轉(zhuǎn)軸凸榫2 5、轉(zhuǎn)軸套管15的套管端環(huán)24組成環(huán)形的蒸發(fā)腔18，由轉(zhuǎn)軸10、轉(zhuǎn)軸凸榫25、轉(zhuǎn)軸套管15組成環(huán)形的冷凝腔20，蒸發(fā)腔18與冷凝腔20之間由若干個回液槽19連通。蒸發(fā)腔18、冷凝腔20、回液槽19組成雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器內(nèi)加注熱管工作介質(zhì)后，在注液管17的壓封處23用壓鉗壓扁，并在注液口 22焊接密封。參照圖12，轉(zhuǎn)子密封環(huán)16的截面呈L形，內(nèi)外表面各有一個凹槽，分別安裝0形密封圈一 28和0形密封圈二 29，轉(zhuǎn)子密封環(huán)16上的內(nèi)螺紋孔安裝有緊定螺釘和螺母，把轉(zhuǎn)子密封環(huán)16固定在轉(zhuǎn)軸10上，轉(zhuǎn)子密封環(huán)16上的密封環(huán)套管30的內(nèi)腔用于容納注液口22。參照圖5，轉(zhuǎn)子部件9的轉(zhuǎn)子磁軛13外表面依次粘貼若干個永磁體磁鋼14，組成轉(zhuǎn)子磁場。轉(zhuǎn)子密封環(huán)16安裝在轉(zhuǎn)子部件9上，轉(zhuǎn)子部件9兩端各有一個軸承11。參照圖15、圖18、圖19和圖20，基座端蓋部件I由基座端蓋31、端蓋密封圈32、唇形密封圈33、壓環(huán)34、孔用彈性擋圈35組成，通過螺釘安裝在機(jī)座部件3的一端，用端蓋密封圈32密封。在基座端蓋31的環(huán)形內(nèi)腔里有一組凹槽，用于安裝唇形密封圈33、壓環(huán)34和孔用彈性擋圈35。在基座端蓋31上有一個凸臺內(nèi)腔36，用于安裝轉(zhuǎn)子部件9上的軸承11外圈。參照圖16、圖18、圖19和圖20，冷卻端蓋部件4由冷卻端蓋37、端蓋密封圈32、唇形密封圈33、壓環(huán)34、孔用彈性擋圈35組成，通過螺釘安裝在機(jī)座部件3的另一端，用端蓋密封圈32密封。在冷卻端蓋37的環(huán)形內(nèi)腔里有一組凹槽，用于安裝唇形密封圈33、壓環(huán)34和孔用彈性擋圈35。在冷卻端蓋37上有一個凸臺內(nèi)腔36，用于安裝轉(zhuǎn)子部件9上的軸承11外圈。冷卻端蓋37的外表面均勻分布若干個通風(fēng)槽52,引導(dǎo)風(fēng)扇氣流對機(jī)座部件3的冷卻。參照圖21、圖22、圖23、圖24和圖25，機(jī)座部件3由機(jī)座46、漲圈40、鐵芯壓板41、定子鐵芯42、定子繞組43、定位鍵條44組成，通過機(jī)座46上的機(jī)座螺紋孔47，用螺釘與基座端蓋部件I和冷卻端蓋部件4安裝在一起。機(jī)座內(nèi)表面有一個機(jī)座鍵槽，安裝有定位鍵條44。定子鐵芯42由若干個定子沖壓片疊加而成，定子鐵芯42兩端各有一片鐵芯壓板41，壓板鍵槽51、鐵芯鍵槽50與機(jī)座鍵槽之間用定位鍵條44精確定位，漲圈40通過與機(jī)座46內(nèi)表面的過盈配合，把鐵芯壓板41和定子鐵芯42固定在機(jī)座46內(nèi)腔中。鐵芯線槽49中安裝有定子繞組43，定子繞組43的繞組接頭48從機(jī)座46上的出線槽2穿過，安裝到接線盒中。機(jī)座46外表面均勻分布著若干個散熱片45。參照圖4、圖26和圖17，防護(hù)部件由防水帽5、風(fēng)扇6、風(fēng)罩7、防護(hù)蓋8組成。防水帽5是環(huán)形，安裝在轉(zhuǎn)軸套管15上，風(fēng)扇6安裝在轉(zhuǎn)軸10上。風(fēng)罩7用螺釘安裝在冷卻端蓋部件4上。風(fēng)罩7上有若干個通氣孔，雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)用于驅(qū)動螺桿泵抽油機(jī)時，通氣孔在風(fēng)罩7的徑向圓周分布，并在軸向有一個中心孔，可以增加防護(hù)蓋8進(jìn)行保護(hù)。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)作為通用型電動機(jī)時，通氣孔在風(fēng)罩7的軸向截面分布。防護(hù)蓋8是環(huán)形，用螺釘把緊固環(huán)39固定在防護(hù)蓋8上，使橡膠撓性環(huán)38發(fā)生彈性變形，把防護(hù)蓋8安裝在轉(zhuǎn)軸10上。參照圖2，雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器內(nèi)加注的熱管工作介質(zhì)有液態(tài)工作介質(zhì)55和氣態(tài)工作介質(zhì)54，液態(tài)工作介質(zhì)55受熱后汽化為氣態(tài)工作介質(zhì)54，氣態(tài)工作介質(zhì)54冷卻后冷凝為液態(tài)工作介質(zhì)55。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子部件9按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向57旋轉(zhuǎn)，雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器的軸線與轉(zhuǎn)子軸線56重疊，在離心カ的作用下，液態(tài)工作介質(zhì)55匯集在蒸發(fā)腔18外圓的內(nèi)表面,形成工作液池53。永磁體磁鋼14和轉(zhuǎn)子磁軛13所產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到蒸發(fā)腔18外圓的內(nèi)表面，加熱工作液池53，使液態(tài)工作介質(zhì)55受熱后汽化為氣態(tài)工作介質(zhì)54,在蒸發(fā)壓カ的推動下,氣態(tài)工作介質(zhì)54穿過回 液槽19流動到冷凝腔20外圓的內(nèi)表面，把熱量傳導(dǎo)到轉(zhuǎn)軸套管15的外表面，氣態(tài)工作介質(zhì)54在冷凝腔20外圓的內(nèi)表面冷凝為液態(tài)工作介質(zhì)55，液態(tài)工作介質(zhì)55在離心カ和液態(tài)工作介質(zhì)液體表面張カ的共同作用下，沿著冷凝腔20外圓的內(nèi)表面，穿過回液槽19回流到蒸發(fā)腔18外圓的內(nèi)表面的工作液池53中，完成ー個熱循環(huán)。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)用于驅(qū)動螺桿泵抽油機(jī)時，由于低轉(zhuǎn)速下風(fēng)扇6的冷卻效果不理想，傳導(dǎo)到轉(zhuǎn)軸套管15外表面的熱量主要通過自然風(fēng)冷卻方式散發(fā)到大氣中，風(fēng)扇6輔助對流循環(huán)，利用熱管優(yōu)良的等溫性能和很高的導(dǎo)熱性能，迅速冷卻轉(zhuǎn)子永磁體磁鋼14，避免因溫升過高而退磁。定子銅損和鐵損所產(chǎn)生的熱量則通過機(jī)座46外表面的散熱片45散發(fā)到大氣中。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)作為通用型電動機(jī)時，傳導(dǎo)到轉(zhuǎn)軸套管15外表面的熱量被高轉(zhuǎn)速下風(fēng)扇6產(chǎn)生的氣流帶走，之后氣流穿過冷卻端蓋37的通風(fēng)槽52,對機(jī)座46外表面的散熱片45進(jìn)行冷卻。
權(quán)利要求
1.一種雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)，其特征在于由基座端蓋部件(I)、機(jī)座部件(3)、冷卻端蓋部件(4)、轉(zhuǎn)子部件(9)和防護(hù)部件組成；基座端蓋部件(I)和冷卻端蓋部件(4)分別安裝在機(jī)座部件(3)的兩端，轉(zhuǎn)子部件(9)安裝在基座端蓋部件(I)、機(jī)座部件(3)和冷卻端蓋部件(4)的軸線上，防護(hù)部件安裝在冷卻端蓋部件(4)和轉(zhuǎn)子部件(9)上； 轉(zhuǎn)子部件(9)由轉(zhuǎn)子焊接件、軸承(11)、永磁體磁鋼(14)、轉(zhuǎn)子密封環(huán)(16)、和雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器組成；轉(zhuǎn)子焊接件由轉(zhuǎn)軸(10)、轉(zhuǎn)子端板(12)、轉(zhuǎn)子磁軛(13)、轉(zhuǎn)軸套管(15)焊接在一起；用于抽油機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸(10)是空芯軸，通用型電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸(10)是實(shí)芯軸； 轉(zhuǎn)軸(10)外表面依次有軸肩焊接環(huán)(27)、轉(zhuǎn)軸凸榫(25)、轉(zhuǎn)軸焊接環(huán)(26)，在轉(zhuǎn)軸(10)的一端有輸出軸鍵槽(21);沿轉(zhuǎn)軸(10)外表面的圓周依次分布若干個轉(zhuǎn)軸凸榫(25)，轉(zhuǎn)軸凸榫(25)是長條形凸臺，各個轉(zhuǎn)軸凸榫(25)之間是回液槽(19)； 轉(zhuǎn)子端板(12)是圓環(huán)形，轉(zhuǎn)子端板(12)中心孔旁邊有一個小通孔，注液管(17)通過該通孔與轉(zhuǎn)子端板(12)焊接在一起；轉(zhuǎn)軸套管(15)是圓筒形，一端有一個套管端環(huán)(24)；轉(zhuǎn)子磁軛(13)是圓筒形，永磁體磁鋼(14)是瓦片形； 轉(zhuǎn)子端板(12)中心孔焊接在轉(zhuǎn)軸(10)中間軸肩焊接環(huán)(27)的外表面，轉(zhuǎn)軸套管(15)有套管端環(huán)(24)的一端焊接在轉(zhuǎn)軸(10)中間轉(zhuǎn)軸凸榫(25)的外表面，另一端與轉(zhuǎn)軸(10)的轉(zhuǎn)軸焊接環(huán)(26)焊接在一起，轉(zhuǎn)子磁軛(13) —端與轉(zhuǎn)子端板(12)的外側(cè)焊接，另一端與套管端環(huán)(24)的外側(cè)焊接在一起，轉(zhuǎn)子焊接件形成密閉的空腔；其中由轉(zhuǎn)軸(10)、轉(zhuǎn)子端板(12)、轉(zhuǎn)子磁軛(13)、轉(zhuǎn)軸凸榫(25)、轉(zhuǎn)軸套管(15)的套管端環(huán)(24)組成環(huán)形的蒸發(fā)腔(18)，由轉(zhuǎn)軸(10)、轉(zhuǎn)軸凸榫(25)、轉(zhuǎn)軸套管(15)組成環(huán)形的冷凝腔(20)，蒸發(fā)腔(18)與冷凝腔(20)之間由若干個回液槽(19)連通；蒸發(fā)腔(18)、冷凝腔(20)、回液槽(19)組成雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器；雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器內(nèi)加注熱管工作介質(zhì)后，在注液管(17)的壓封處(23)用壓鉗壓扁，并在注液口(22)焊接密封； 轉(zhuǎn)子密封環(huán)(16)的截面呈L形，內(nèi)外表面各有一個凹槽，分別安裝O形密封圈一(28)和O形密封圈二(29)，轉(zhuǎn)子密封環(huán)(16)上的內(nèi)螺紋孔安裝有緊定螺釘和螺母，把轉(zhuǎn)子密封環(huán)(16)固定在轉(zhuǎn)軸(10)上，轉(zhuǎn)子密封環(huán)(16)上的密封環(huán)套管(30)的內(nèi)腔用于容納注液口 (22)； 轉(zhuǎn)子部件(9)的轉(zhuǎn)子磁軛(13)外表面依次粘貼若干個永磁體磁鋼(14)，組成轉(zhuǎn)子磁場；轉(zhuǎn)子密封環(huán)(16)安裝在轉(zhuǎn)子部件(9)上，轉(zhuǎn)子部件(9)兩端各有一個軸承(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)，其特征在于防護(hù)部件由防水帽(5)、風(fēng)扇(6)、風(fēng)罩(7)、防護(hù)蓋(8)組成；防水帽(5)是環(huán)形，安裝在轉(zhuǎn)軸套管(15)上，風(fēng)扇(6)安裝在轉(zhuǎn)軸(10)上；風(fēng)罩(7)用螺釘安裝在冷卻端蓋部件(4)上；風(fēng)罩(7)上有若干個通氣孔，雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)用于驅(qū)動螺桿泵抽油機(jī)時，通氣孔在風(fēng)罩(7)的徑向圓周分布，并在軸向有一個中心孔，可以增加防護(hù)蓋(8)進(jìn)行保護(hù)；雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)作為通用型電動機(jī)時，通氣孔在風(fēng)罩(X)的軸向截面分布； 防護(hù)蓋(8)是環(huán)形，用螺釘把緊固環(huán)(39)固定在防護(hù)蓋(8)上，使橡膠撓性環(huán)(38)發(fā)生彈性變形，把防護(hù)蓋(8)安裝在轉(zhuǎn)軸(10)上。
全文摘要
本發(fā)明是一種雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)，由基座端蓋部件、機(jī)座部件、冷卻端蓋部件、轉(zhuǎn)子部件和防護(hù)部件組成。電動機(jī)運(yùn)行時，雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻器把轉(zhuǎn)子的熱量傳導(dǎo)到轉(zhuǎn)軸套管外表面，在驅(qū)動螺桿泵抽油機(jī)時，傳導(dǎo)到轉(zhuǎn)軸套管外表面的熱量主要通過自然風(fēng)冷卻方式散發(fā)到大氣中，風(fēng)扇輔助對流循環(huán)，迅速冷卻轉(zhuǎn)子永磁體，避免因溫升過高而退磁。定子銅損和鐵損所產(chǎn)生的熱量則通過機(jī)座外表面的散熱片散發(fā)到大氣中。雙環(huán)形旋轉(zhuǎn)熱管冷卻轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)作為通用型電動機(jī)時，傳導(dǎo)到轉(zhuǎn)軸套管外表面的熱量被高轉(zhuǎn)速下風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流帶走，氣流穿過冷卻端蓋的通風(fēng)槽，對機(jī)座外表面的散熱片進(jìn)行冷卻。
文檔編號H02K9/06GK102710079SQ20121018413
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者趙曉東 申請人:趙曉東