CN103023261A - 一种水下无刷电机 - Google Patents

Abstract

一种水下无刷电机。它的定子线圈绕组由环氧树脂浇注，其转子永磁磁铁及磁铁承托架暴露的表面涂环氧树脂保护层，电机转轴为海洋不锈钢，轴套和机座由聚甲醛制成，电机出线为带湿插拔接头的水密电缆。其主要用途为水下深潜器、深水鱼雷、和水下机器提供驱动、伺服、和步进。

Description

一种水下无刷电机

技术领域

本发明涉及一种可直接在水中运行、为水下深潜器、深水鱼雷、和水下机器人提供驱动、伺服、和步进的水下无刷电机。 

背景技术

众所皆知，电机放入水中后，导电线圈会被水短路，铁芯、轴承、永磁磁铁及其磁铁承托架会被水锈蚀，金属的轴承或轴套会生锈，普通不锈钢做的电机转轴在水中长期浸泡会出现孔蚀。目前，水下运行的电机都装在密封壳内以保证对水绝缘。电机转轴穿过密封胶圈后伸出壳外做功。如工作在深水中，壳内还必须注油平衡外部压力。在这样的结构中，密封胶圈和补偿油消耗电机的能量，高速或长期运行后，密封胶圈和电机转轴磨损导致电机进水损坏。随水压增加，密封胶圈对电机转轴的压力也加大，非做工功率随之增加。 

发明内容

为了解决电机在水中的短路、金属锈蚀问题，同时又保证电机在水下压力平衡而又不使用补偿油，本发明提供一种能直接置于水中运行的永磁无刷电机。 

本发明技术方案 

本方案的技术要点是： 

用环氧树脂浇注无刷电机的定子，使定子的内部成为无缝隙无空洞的实心体，外部形成一层保护层。浇注后定子线圈绕组与水隔离，导电部件不会短路，同时又能承受水压。 

在无刷电机转子的永磁磁铁及其磁铁承托架暴露的表面上涂环氧树脂，使其在永磁磁铁和磁铁承托架外表形成一层保护层，让水无法接触到铁体，避免磁铁和磁铁承托架被水锈蚀。 

电机轴套用聚甲醛制成，使其既能提供良好的润滑又不会与水产生化学反应，同时，不会锈蚀。 

电机的机座也用聚甲醛制作，对水呈中性，不会与水产生化学反应，保证电机机座不锈蚀又有足够的刚性与其他机械连接。同时，机座与轴套连为一体，使轴套扩大散热面积，能把电机转轴摩擦轴套产生的热量充分地扩散到水中。 

电机转轴采用海洋不锈钢制作，最大限度减少电机转轴的孔蚀。 

电机的出线采用带湿插拔接头的水密电缆，电机通过湿插拔接头与外部驱动电路连接。电 缆与电机定子线圈绕组的节点被浇注在定子实心体中。湿插拔接头和水密电缆采用硅橡胶包裹。 

本发明的有益效果 

本发明的有益效果是：可以直接将无刷电机置于水中运行，无补偿油，无密封胶圈，结构简洁、维修方便、有效功率较高。 

附图说明

图1、2、3为三种典型结构的水下无刷电机的示意图。 

图1为外转子无刷电机示意图； 

图2为内转子无刷电机示意图； 

图3为轴向磁场无刷电机示意图； 

图1中，1、定子线圈绕组，2、定子线圈绕组的环氧树脂保护层，3、永磁磁铁，4、磁铁承托架，5、转子环氧树脂保护层，6、聚甲醛轴套，7、聚甲醛机座，8、不锈钢电机转轴，9、电机出线水密电缆，10、湿插拔水密接头，11、不锈钢固定环，12、不锈钢固定螺丝。 

图2中，1、定子线圈绕组，2、定子线圈绕组的环氧树脂保护层，3、永磁磁铁，4、磁铁承托架，5、转子环氧树脂保护层，6、聚甲醛轴套，7、聚甲醛机座，8、不锈钢电机转轴，9、电机出线水密电缆，10、湿插拔水密接头，11、不锈钢螺帽，12、不锈钢固定螺栓，13、电机内部进水孔。 

图3中，1、定子线圈绕组，2、定子线圈绕组的环氧树脂保护层，3、永磁磁铁，4、磁铁承托架，5、转子环氧树脂保护层，6、聚甲醛轴套，7、聚甲醛机座，8、不锈钢电机转轴，9、电机出线水密电缆，10、湿插拔水密接头，11、不锈钢固定环，12、不锈钢固定螺丝。 

具体实施方式

图1中，无刷电机的转子在电机的外侧，由永磁磁铁(3)、磁铁承托架(4)、转子环氧树脂保护层(5)、和不锈钢电机转轴(8)构成。不锈钢电机转轴(8)固定在转子的磁铁承托架(4)上。无刷电机的定子由定子线圈绕组(1)、定子线圈绕组的环氧树脂保护层(2)、聚甲醛轴套(6)、聚甲醛机座(7)、电机出线水密电缆(9)、和湿插拔水密接头(10)组成。轴套(6)镶嵌在定子线圈绕组中。轴套(6)的延伸体-聚甲醛机座(7)构成电机自身支撑和提供外部安装的机座。轴套(6)与电机转轴(8)之间有≤0.05mm的缝隙，电机运行时，水在该缝隙中形成一层薄膜提供电机转轴(8)与轴套(6)之间的润滑。不锈钢固定环(11)和不锈钢固定螺丝(12)将无刷电机的转子和定子锁定在一起。 

图2中，无刷电机的转子在电机的内部，由永磁磁铁(3)、磁铁承托架(4)、转子环氧树脂保护层(5)、和不锈钢电机转轴(8)构成。不锈钢电机转轴(8)固定在转子的磁铁承托架(4)上。无刷电机的定子由定子线圈绕组(1)、定子线圈绕组的环氧树脂保护层(2)、聚甲醛轴套(6)、聚甲醛机座(7)、电机出线水密电缆(9)、和湿插拔水密接头(10)组成。机座(7)和浇注后的定子线圈绕组由固定螺栓(11)和螺帽(12)连接在一起。轴套(6)与电机转 轴(8)之间有≤0.05mm的缝隙，电机运行时，水在该缝隙中形成一层薄膜提供电机转轴(8)与轴套(6)之间的润滑。电机内部进水孔(13)使水能在电机运行时自由进出电机内部，平衡电机内外压力，同时对电机散热并润滑轴套。 

图3中，无刷电机的转子在电机的上方，由永磁磁铁(3)、磁铁承托架(4)、转子环氧树脂保护层(5)、和不锈钢电机转轴(8)构成。不锈钢电机转轴(8)固定在转子的磁铁承托架(4)上。无刷电机的定子由定子线圈绕组(1)、定子线圈绕组的环氧树脂保护层(2)、聚甲醛轴套(6)、聚甲醛机座(7)、电机出线水密电缆(9)、和湿插拔水密接头(10)组成。轴套(6)镶嵌在定子线圈绕组中。轴套(6)的延伸体-聚甲醛机座(7)构成电机自身支撑和提供外部安装的机座。轴套(6)与电机转轴(8)之间有≤0.05mm的缝隙，电机运行时，水在该缝隙中形成一层薄膜提供电机转轴(8)与轴套(6)之间的润滑。不锈钢固定环(11)和不锈钢固定螺丝(12)将无刷电机的转子和定子锁定在一起。 

Claims (2)

1.一种水下无刷电机，包括定子线圈绕组，永磁磁铁转子，电机转轴，轴套，机座，和出线电缆。其特征是：定子线圈绕组对水绝缘，转子中的永磁磁铁及其磁铁承托架与水隔离，电机转轴抗孔蚀，轴套不会锈蚀，机座对水呈中性，出线为水密封电缆。

2.根据权利要求1所述的一种水下无刷电机，其特征是：定子线圈绕组浇注在环氧树脂中，转子永磁磁铁及其磁铁承托架暴露的表面涂环氧树脂保护层，电机转轴的材料是海洋不锈钢，轴套和机座连成一体，由聚甲醛制作加工而成，电机出线采用带湿插拔接头的水密电缆。

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