CN101873043A - 异步起动永磁同步潜油泵电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种异步起动永磁同步潜油泵电动机，转子的转轴穿过转子铁芯中心孔贯装在转子铁芯内，转子铁芯外包覆有不锈钢外套，沿转子铁芯圆周内开有圆形空槽，圆形空槽贯穿整个转子铁芯，圆形空槽内贯铸有铝导条，在圆形空槽外铸成端环构成全封闭鼠笼，圆形空槽内侧开有梯形空槽，梯形空槽内镶有磁钢，磁钢贯穿整个转子铁芯，梯形空槽长度长于所放磁钢宽度，放置磁钢后的梯形空槽两端留有空隙形成隔磁间隙，在磁钢两端转子上装有止挡装置，定子压装于泵体外壳内与转子相对放置。本发明既可异步起动又有同步电动机的功能，提高了效率，同功率下体积缩小，节约用料，定转子用不锈钢外套屏蔽，克服了燃油对定转子长期的腐蚀，利于各种油体的泵取。
Description
技术领域
本发明属于电动机领域，涉及一种异步起动永磁同步潜油泵电动机，尤其适于加油站从地下油罐泵取燃油到汽车油箱中。
背景技术
通常潜油泵电动机使用的是普通单相或三相异步感应电动机。该电动机由定子，转子组成，定子由硅钢片冲片叠压成铁芯，在铁芯冲槽内装有铜芯绕组。当铜芯绕组通电后产生旋转磁场带动转子运转，转子亦由硅钢片冲片叠压成铁芯，在铁芯冲槽内压铸成导条，在冲槽外铸成端环构成全封闭鼠笼，受旋转磁场影响，鼠笼感应电流产生损耗。由于采用的是异步感应电动机不可避免有以下缺点：①失步现象，因是异步电动机，定转子不可能同步，转速低于同步转速，易受负载影响而转数波动。而潜油泵性能直接相关转速，转速上升，泵压力上升流量加大。②更严重的是效率较低。在转子鼠笼内有电流流过，必然产生损耗，在当今提倡节能低耗时代，要提高其效率因其制式关系困难重重。③而采用通常的同步电动机，在控制上复杂化，维护困难。④由于异步电动机性能受定转子间隙影响很大，异步电动机间隙有限如果根据潜油泵要求，在定转子间加不锈钢屏蔽外套几乎是不可能的。
发明内容
本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种异步起动永磁同步潜油泵电动机，既可异步起动又有同步电动机的功能，在操作上和异步电动机不管单相或三相均没有什么区别，采用转子内部镶有永久磁钢，磁钢贯穿整个转子。在磁钢外围开有圆形空槽其内装有铝导条，在圆形空槽外铸成端环构成全封闭鼠笼，因此可保证异步起动并可达到同步转数。转子理论上不承受任何损耗使效率大大提高，可较异步机提高5％以上，在很宽的负载范围内保持高效率和较高功率因数。磁钢位置和中心孔气隙间距合理，转轴不需要不锈钢制作。由于在转子内装有磁钢，定转子间磁场密度会有很大上升，故而在同功率下体积较感应电动机可以缩小。另外，在保证要求的磁场密度下加大定转子之间间隙，可以给定转子装上不锈钢屏蔽外套，而不会在运行中产生摩擦，解决了间隙中各种油体对定转子的腐蚀。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
依据本发明提供的一种异步起动永磁同步潜油泵电动机，包括定子和转子，所述的转子的转轴穿过转子铁芯中心孔贯装在转子铁芯内，转子铁芯外包覆有不锈钢外套，沿转子铁芯圆周内开有圆形空槽，圆形空槽贯穿整个转子铁芯，圆形空槽内贯铸有铝导条，在圆形空槽外铸成端环构成全封闭鼠笼，圆形空槽内侧开有梯形空槽，梯形空槽内镶有磁钢，磁钢贯穿整个转子铁芯，梯形空槽长度长于所放磁钢宽度，放置磁钢后的梯形空槽两端留有空隙形成隔磁间隙，在磁钢两端转子上装有止挡装置，定子压装于泵体外壳内与转子相对放置。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现：
前述的转子铁芯由硅钢片冲片叠压制成。
前述的磁钢为稀土金属钕铁硼材料制成。
前述的圆形空槽为十八个圆形空槽，并沿转子铁芯圆周均匀排列。
前述的梯形空槽为四个梯形空槽，并且按两两成90度直角排列或按两两成锐角排列，梯形空槽内的磁钢按磁性两极排列，相邻两块磁钢N极向外放置，另外两块磁钢S极向外放置。
本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果：
由于本发明采用转子内装有永磁磁钢，磁密大，同等功率潜油泵体积可以缩小。由于是同步电机运转时无滑差，理论上转子损耗为零，提高了效率，由于同步电动机转速比异步电动机转速高，因而潜油泵抽油率亦有所提高。潜油泵具有自起动功能，无需像其他永磁同步电机带有电子控制设备，维护容易，使用寿命长。定子电流小故而定子铜耗减小，效率上升，总效率可达到或超过GB18613-2006国家标准2级要求。定转子之间气隙可以加大，故而定转子均可加不锈钢套，增加定转子定型和抗腐蚀性能。总之，本发明使电动机效率大大提高，同功率下体积缩小，节约用料。
本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1为本发明的转子结构示意图；
图2为本发明的转子横截面结构示意图；
图3为单相潜油泵结构示意图。
其中：1，转轴 2，端环 3，止挡装置 4，转子铁心 5，梯形空槽 6，圆形空槽 7，铝导条 8，磁钢 9，不锈钢外套 10，隔磁气隙 11，转子铁芯中心孔 12，定子 13，转子 14，定转子不锈钢外套之间间隙 15，铜芯绕组 16，定子绕组引出装置 17，环氧树脂密封，18，潜油泵外套 19，泵轮装置 20，滤油网，21，热保护器
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1～3所示的一种异步起动永磁同步潜油泵电动机，包括定子和转子，所述的转子13的转轴1穿过转子铁芯中心孔11贯装在转子铁芯4内，转子铁芯由硅钢片冲片叠压制成。转子铁芯外包覆有不锈钢外套9，沿转子铁芯圆周内开有圆形空槽6，圆形空槽贯穿整个转子铁芯，圆形空槽内贯铸有铝导条7，在圆形空槽外铸成端环2构成全封闭鼠笼，鼠笼可以为铜制或铝制，本实施例为铸铝。圆形空槽为十八个圆形空槽，并沿转子铁芯圆周均匀排列。圆形空槽内侧开有梯形空槽5，梯形空槽为四个梯形空槽，并且按两两成90度直角排列或按两两成锐角排列，梯形空槽内镶有磁钢8，磁钢为稀土金属钕铁硼(NdFeB)材料制成，牌号可根据设计参数要求选取。磁钢贯穿整个转子铁心，梯形空槽内的磁钢按磁性两极排列，相邻两块磁钢N极向外放置，另外两块磁钢S极向外放置，梯形空槽长度长于所放磁钢宽度，放置磁钢后的梯形空槽两端留有空隙形成隔磁间隙10，定子12压装于泵体外壳18内与转子13相对放置。在磁钢两端转子上装有止挡装置3，可避免运行中磁钢脱出，磁钢8和转轴1间设计有足够隔磁距离，参见图2，转轴1无须采用不锈钢材料，可采用普通碳钢所制。
定子可选择普通电动机所用定子，因本发明可使定转子不锈钢外套之间间隙14增大，故可使定转子两表面均装有不锈钢薄外套，可防止油对定转子腐蚀及保证定转子之间间隙。
如图3中，在定子12的定子槽内装有铜芯绕组15，在铜芯绕组端部埋装有热保护器21，其动作温度大大低于磁钢的居里温度，因此在电动机运行中不会因过热而退磁，整体采用环氧树脂密封17，绕组引线装置16引出导线通向分油器，转子13下端装有泵轮装置19，运转时燃油经滤油网20从定转子之间和潜油泵外套18与定子之间两路通过，前者主要起润滑作用。
Claims (5)
1.一种异步起动永磁同步潜油泵电动机，包括定子和转子，其特征在于：所述的转子的转轴穿过转子铁芯中心孔贯装在转子铁芯内，转子铁芯外包覆有不锈钢外套，沿转子铁芯圆周内开有圆形空槽，圆形空槽贯穿整个转子铁芯，圆形空槽内贯铸有铝导条，在圆形空槽外铸成端环构成全封闭鼠笼，圆形空槽内侧开有梯形空槽，梯形空槽内镶有磁钢，磁钢贯穿整个转子铁芯，梯形空槽长度长于所放磁钢宽度，放置磁钢后的梯形空槽两端留有空隙形成隔磁间隙，在磁钢两端转子上装有止挡装置，定子压装于泵体外壳内与转子相对放置。
2.根据权利要求1所述的异步起动永磁同步潜油泵电动机，其特征在于：所述的转子铁芯由硅钢片冲片叠压制成。
3.根据权利要求1所述的异步起动永磁同步潜油泵电动机，其特征在于：所述的磁钢为稀土金属钕铁硼材料制成。
4.根据权利要求1所述的异步起动永磁同步潜油泵电动机，其特征在于：所述的圆形空槽为十八个圆形空槽，并沿转子铁芯圆周均匀排列。
5.根据权利要求1所述的异步起动永磁同步潜油泵电动机，其特征在于：所述的梯形空槽为四个梯形空槽，并且按两两成90度直角排列或按两两成锐角排列，梯形空槽内的磁钢按磁性两极排列，相邻两块磁钢N极向外放置，另外两块磁钢S极向外放置。
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