CN109327099A - 一种防护等级ip68的两栖类永磁潜水电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，包括机座、轴伸端端盖、轴伸端轴承外盖、轴伸端轴承内盖、定子、转子、轴贯通密封装置、电缆密封装置、漏水报警装置以及引出线电缆，轴贯通密封装置包括两个与转子轴同轴的环形密封腔，两个环形密封腔由第一密封套、第二密封套、密封盖以及轴套合围而成；轴套采用耐磨材料制作，其热套在转子轴上，轴套与转子轴之间通过紧定螺钉固定，两个环形密封腔内均设有骨架油封，环形密封腔内在工作时填充润滑脂。电机的密封结构可靠，能够防止一定压力的粉尘和水浸入电机内部，在装配时更容易满足IP68的密封要求。
Description
技术领域
本发明防爆电机技术领域，具体是一种防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机。
背景技术
由于近些年来能源消耗的日益增加，高效节能电动机逐渐成为主流产品。随着科学技术的发展，永磁材料性能得到提高，电机制造工艺得到改善，各种驱动控制技术的出现，高效节能的永磁电机得到了人们的重视和推广。永磁同步电机作为高效节能的电机系统，以卓越的性能在新能源汽车、轨道交通、煤炭、风力发电、石油钻井、船舶及国防等诸多领域得到了广泛的应用。
现有的永磁潜水电动机，整个电动机工作在水下，在电动机工作时，电动机的内腔是不能进入水的，否则会烧毁电动机定子绕组、转子中永磁体受潮锈蚀造成永磁体退磁甚至失磁、影响轴承润滑及使用寿命。另外永磁潜水电动机是全封闭的结构，在陆地上的空气环境中使用时，由于缺少良好的冷却系统，永磁潜水电机的温升会急剧上升，在极短时间内会烧毁定子绕组、造成永磁体退磁甚至失磁，进而造成电机报废。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种提高潜水时的密封性，尤其是电机轴伸端密封性的两栖类永磁潜水电动机。
为达到上述目的，采用以下技术方案。
一种防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，包括机座、轴伸端端盖、轴伸端轴承外盖、轴伸端轴承内盖、定子、转子、轴贯通密封装置、电缆密封装置、漏水报警装置以及引出线电缆，所述定子包括定子绕组、定子铁芯，所述转子包括转子铁芯、永磁体、转子轴，所述转子铁芯、永磁体依次套于转子轴外，并在转子的外表面喷涂防腐漆；所述轴贯通密封装置包括两个与转子轴同轴的环形密封腔，两个所述环形密封腔由第一密封套、第二密封套、密封盖以及轴套合围而成；所述第一密封套、第二密封套、密封盖依次固定在轴伸端轴承外盖上，第一密封套和第二密封套之间设有隔开两个环形密封腔的隔板；所述轴套采用耐磨材料制作，其热套在转子轴上，轴套与转子轴之间通过紧定螺钉固定，两个环形密封腔内均设有骨架油封，环形密封腔内在工作时填充润滑脂。
所述第一密封套和第二密封套之间、密封盖与第二密封套之间、轴伸端轴承外盖与轴伸端端盖之间、轴伸端端盖与机座之间均采用O形橡胶密封圈和止口小间隙配合的密封结构。
所述机座内设有由多个水道筋构成的水套结构，多个水道筋沿定子的外圆柱面均匀分布，所述水套结构通过进出水管与外置冷却水系统进行连接。
所述定子绕组采用分数槽集中绕组，所述转子采用内置径向磁路结构。采用分数槽集中绕组，能够减短绕组端部长度，进而减少绕组的用铜量，降低成本。
所述转子的永磁体呈矩形，其数量与极数相同，相邻的永磁体极性相反，内置于转子铁芯的内部。
靠近轴伸端轴承外盖的第一密封套内侧设有两个骨架油封，第二密封套内侧设有一个骨架油封。
所述第一密封套和第二密封套上均设有注油口并通过注油口连接注油管道。
所述电缆密封装置包括压线斗装置和组合式橡胶密封圈，引出线电缆通过压线斗装置固定在基座上，引出线电缆与机座之间采用组合式橡胶密封圈和小间隙配合的密封结构，所述组合式橡胶密封圈由多个依次堆叠、横断面呈V形的V形橡胶密封圈组成。
所述漏水报警装置内置于轴伸端端盖的内壁上，信号电缆穿过机座内侧设置的穿线槽引到电机外部，如果电机内腔有进水或渗水情况发生，将触发进水报警装置报警并将报警型号通过信号电缆发送到电机外部的接收器上。
该两栖类永磁潜水电动机通过在轴伸端轴承外盖上设置轴贯通密封装置保证其密封性。轴贯通密封装置的两个环形密封腔内设置骨架油封并且填充润滑脂，在工作时能够保证电动机的密封性，润滑脂保护转子轴和骨架油封，在保证润滑的情况下使其密封性得以保持。电机的密封结构可靠，能够防止一定压力的粉尘和水浸入电机内部，在装配时更容易满足IP68的密封要求。
附图说明
图1是实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。本说明书所附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，一种防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，包括机座1、轴伸端端盖2、轴伸端轴承外盖21、轴伸端轴承内盖22、定子3、转子4、轴贯通密封装置5、电缆密封装置6、漏水报警装置8以及引出线电缆7，所述定子3包括定子绕组32、定子铁芯31，所述转子4包括转子铁芯41、永磁体42、转子轴43，所述转子铁芯41、永磁体42依次套于转子轴43外，并在转子4的外表面喷涂防腐漆；所述轴贯通密封装置5包括两个与转子轴43同轴的环形密封腔，两个所述环形密封腔由第一密封套51、第二密封套52、密封盖53以及轴套55合围而成；所述第一密封套51、第二密封套52、密封盖53依次固定在轴伸端轴承外盖21上，第一密封套51和第二密封套52之间设有隔开两个环形密封腔的隔板；所述轴套55采用耐磨材料制作，其热套在转子轴43上，轴套55与转子轴43之间通过紧定螺钉固定，两个环形密封腔内均设有骨架油封54，环形密封腔内在工作时填充润滑脂。
所述第一密封套51和第二密封套52之间、密封盖53与第二密封套52之间、轴伸端轴承外盖21与轴伸端端盖2之间、轴伸端端盖2与机座1之间均采用O形橡胶密封圈和止口小间隙配合的密封结构。
所述机座1内设有由多个水道筋11构成的水套结构，多个水道筋11沿定子3的外圆柱面均匀分布，所述水套结构通过进出水管12与外置冷却水系统进行连接。在水下环境工作时可将外置冷却水系统关闭，而在水上环境工作时需将外置冷却水系统打开。
所述定子绕组32采用分数槽集中绕组，所述转子4采用内置径向磁路结构。采用分数槽集中绕组，能够减短绕组端部长度，进而减少绕组的用铜量，降低成本。
所述转子4的永磁体42呈矩形，其数量与极数相同，相邻的永磁体42极性相反，内置于转子铁芯41的内部。
靠近轴伸端轴承外盖21的第一密封套51内侧设有两个骨架油封54，第二密封套52内侧设有一个骨架油封54。
所述第一密封套51和第二密封套52上均设有注油口并通过注油口连接注油管道56。
所述电缆密封装置6包括压线斗装置61和组合式橡胶密封圈62，所述引出线电缆7通过压线斗装置61固定在基座上，引出线电缆7与机座1之间采用组合式橡胶密封圈62和小间隙配合的密封结构，所述组合式橡胶密封圈62由多个依次堆叠、横断面呈V形的V形橡胶密封圈组成。
所述漏水报警装置8内置于轴伸端端盖2的内壁上，信号电缆穿过机座1内侧设置的穿线槽引到电机外部，如果电机内腔有进水或渗水情况发生，将触发进水报警装置报警并将报警型号通过信号电缆发送到电机外部的接收器上。
1）常规试验：各项性能指标符合永磁电机标准。
2）防护试验：
①电动机总装配完成后，电动机内腔（含密封装置）能够承受0.4MPa、历时10分钟的气压试验，而不发生泄漏现象。
②电动机完全潜入水中，水面高出电机顶点300mm，电机底部低于水面1500mm。电机静止于水中浸泡40min（标准为30min）。电机在水中通电旋转40min后停机，吊出水面，进水报警装置未发出报警信号。
③电动机在水上进行通水温升试验，潜水永磁电动机的温升低于50K（标准80K），完全满足电动机温升标准。
④按标准要求进行绝缘电阻试验，冷态及潜水后热态绝缘电阻均在550MΩ以上,全部符合要求。
本发明通过三维模型分析及试制验证，能够满足IP68防护等级及水路两栖不同工况的可靠运行要求。
该两栖类永磁潜水电动机通过在轴伸端轴承外盖21上设置轴贯通密封装置5保证其密封性。轴贯通密封装置5的两个环形密封腔内设置骨架油封54并且填充润滑脂，在工作时能够保证电动机的密封性，润滑脂保护转子轴43和骨架油封54，在保证润滑的情况下使其密封性得以保持。电机的密封结构可靠，能够防止一定压力的粉尘和水浸入电机内部，在装配时更容易满足IP68的密封要求。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，包括机座、轴伸端端盖、轴伸端轴承外盖、轴伸端轴承内盖、定子、转子、轴贯通密封装置、电缆密封装置以及引出线电缆，所述定子包括定子绕组、定子铁芯，所述转子包括转子铁芯、永磁体、转子轴，所述转子铁芯、永磁体依次套于转子轴外，并在转子的外表面喷涂防腐漆；其特征在于：所述轴贯通密封装置包括两个与转子轴同轴的环形密封腔，两个所述环形密封腔由第一密封套、第二密封套、密封盖以及轴套合围而成；所述第一密封套、第二密封套、密封盖依次固定在轴伸端轴承外盖外侧，第一密封套和第二密封套之间设有隔开两个环形密封腔的隔板；所述轴套热套在转子轴上，轴套与转子轴之间通过紧定螺钉固定，两个环形密封腔内均设有骨架油封，环形密封腔内在工作时填充润滑脂。
2.根据权利要求1所述防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，其特征在于：所述第一密封套与第二密封套之间、密封盖与第二密封套之间、轴伸端轴承外盖与轴伸端端盖之间、轴伸端端盖与机座之间均采用O形橡胶密封圈和止口小间隙配合的密封结构。
3.根据权利要求1所述防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，其特征在于：所述机座内设有由多个水道筋构成的水套结构，多个水道筋沿定子的外圆柱面均匀分布，所述水套结构通过进出水管与外置冷却水系统进行连接。
4.根据权利要求1所述防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，其特征在于：所述定子绕组采用分数槽集中绕组，所述转子采用内置径向磁路结构。
5.根据权利要求4所述防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，其特征在于：所述转子的永磁体呈矩形，其数量与极数相同，相邻的永磁体极性相反，内置于转子铁芯的内部。
6.根据权利要求1所述防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，其特征在于：靠近轴伸端轴承外盖的第一密封套内侧设有两个骨架油封，第二密封套内侧设有一个骨架油封。
7.根据权利要求6所述防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，其特征在于：所述第一密封套和第二密封套上均设有注油口并通过注油口连接注油管道。
8.根据权利要求1所述防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，其特征在于：所述电缆密封装置包括压线斗装置和组合式橡胶密封圈，所述引出线电缆通过压线斗装置固定在基座上，引出线电缆与机座之间采用组合式橡胶密封圈和小间隙配合的密封结构，所述组合式橡胶密封圈由多个依次堆叠、横断面呈V形的V形橡胶密封圈组成。
9.根据权利要求1所述防护等级IP68的两栖类永磁潜水电动机，其特征在于：所述机座内设有漏水报警装置，所述漏水报警装置设置在轴伸端端盖的内侧。
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