CN111470440B - 永磁电机内置式矿用隔爆提升设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，包括固定于地面的主轴；固定于主轴上的永磁电机定子；相对于所述主轴转动的卷筒,所述卷筒周向包围所述主轴；通过幅板固定并相对于所述主轴转动的永磁电机外转子；所述卷筒通过隔离盘与永磁电机外转子联接；所述永磁电机外转子的外圆周面与所述卷筒内壁的径向距离大于预设值。所述隔离盘保证所述卷筒独立于永磁电机外转子并与其同步运行，所述卷筒独立于永磁电机外转子，保证永磁电机外转子和定子铁芯之间气隙、永磁电机隔爆结合面的隔爆间隙因外负载引起的变化值在预设范围内。本发明的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，能提高永磁电机内置式矿用隔爆提升设备的可靠性和运行平稳性。

Description

永磁电机内置式矿用隔爆提升设备
技术领域
本发明涉及矿井设备领域，具体涉及一种永磁电机内置式矿用隔爆提升设备。
背景技术
矿用隔爆绞车是一种适用于高瓦斯等易燃易爆特殊作业环境如煤矿、金属矿、非金属矿的竖井，用来提升物料或者人员等。但是目前的隔爆型液压绞车和传统隔爆型三相异步电机带减速机式绞车，由于负荷大、使用条件恶劣，因此故障率较高，可靠性不高，运行也不够平稳。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，能提高提升设备的可靠性和运行平稳性。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，所述设备包括：
固定于地面的主轴；
固定于主轴上的永磁电机定子；
相对于所述主轴转动的卷筒；所述卷筒周向包围所述主轴；
通过幅板固定并相对于所述主轴转动的永磁电机外转子；
所述卷筒通过隔离盘与永磁电机外转子联接；
所述永磁电机外转子的外圆周面与所述卷筒内壁的径向距离大于预设值。
在上述方案中，所述永磁电机外转子的两端均设有所述幅板，所述幅板的外端固定于所述外转子、内端通过轴承连接于所述主轴；所述隔离盘一端固定于所述卷筒内壁，另一端固定于所述幅板外端。
在上述方案中，所述永磁电机外转子包括圆筒形壳体和固定在所述圆筒形壳体内壁的偶数组永磁块，每组永磁块均有相同磁极的多个永磁块沿轴向排列而成，且同一组内的各个永磁块在轴向上按序向一侧偏移预设角度。
在上述方案中，所述圆筒形壳体与所述幅板的连接处设有至少一个隔爆接合面，所述隔爆接合面的长度、间隙和表面粗糙度均符合预设要求。
在上述方案中，所述设备还包括对所述永磁电机定子进行冷却的冷却装置，所述冷却装置包括容置冷却液的冷却液腔，所述冷却液腔至少有一个外壁抵靠所述永磁电机定子的定子铁芯。
在上述方案中，所述冷却液腔为环绕所述定子铁芯内壁的封闭圆环腔，所述封闭圆环腔的外圆周面抵靠所述定子铁芯的内壁。
在上述方案中，所述冷却装置还包括从外面输送冷却液的冷却液管道，所述冷却液管道的一端通入所述冷却液腔，另一端通过所述主轴伸出所述永磁电机外；所述冷却液管道在所述永磁电机外的一处设置有能对所述冷却管道进行隔爆的隔爆管道，所述隔爆管道具有多个能流通冷却液的流道。
在上述方案中，所述设备还包括定子支架，所述定子支架包括至少两个分别在所述定子铁芯的两端支撑定子铁芯的支撑板，所述支撑板的一端固定于所述主轴，另一端用于支撑所述定子铁芯；所述设备还包括抵靠所述定子铁芯内圆周的抵靠圈和连接两个支撑板、且距离所述抵靠圈预设距离的封闭圈；所述抵靠圈、封闭圈和两个支撑板围成所述冷却液腔。
在上述方案中，所述主轴包括供定子的引出线接入电源的走线槽，所述走线槽的一端沿所述主轴的中心线轴向贯通至主轴一端的端面，另一端在所述定子对应位置沿所述主轴的径向穿出；所述走线槽内还包括将所述走线槽截面空间封堵的环氧树脂，所述定子的引出线穿过所述环氧树脂。
在上述方案中，所述设备还包括磁极位置检测装置，所述磁极位置检测装置包括正余弦编码器，所述正余弦编码器固定于所述圆筒形壳体内对应所述永磁电机外转子的主轴上。
本发明实施例的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，包括固定于地面的主轴；固定于主轴上的永磁电机定子；从所述主轴周向包围所述主轴，并相对于所述主轴转动的卷筒；固定在所述卷筒内壁的永磁电机外转子；所述永磁电机外转子的外圆周面与所述卷筒内壁的径向距离大于预设值；可见，本发明实施例的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，永磁电机外转子与卷筒是分体结构，通过隔离盘使卷筒独立于永磁电机外外转子并与其同步运行，并在径向间隔预设距离，使卷筒承受的载荷不会传递到永磁电机外转子，保证永磁电机外转子和定子铁芯之间气隙、永磁电机隔爆结合面的防爆间隙因外负载引起的变化值在预设范围内，能提高提升设备的可靠性和运行平稳性。
本发明实施例的其他有益效果将在具体实施方式中结合具体技术方案进一步说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要的说明。应当理解，下面描述的附图仅仅是本发明实施例的一部分附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的永磁电机内置式隔爆绞车的示意图；
图2为本发明实施例提供的永磁电机内置式隔爆绞车中通过隔离盘连接卷筒和永磁电机外转子的示意图；
图3为现有技术中永磁电机外转子直接安装在卷筒内壁的受力分析的示意图；
图4为本发明实施例提供的永磁电机内置式隔爆绞车中卷筒的受力分析的示意图；
图5为本发明实施例提供的永磁电机内置式隔爆绞车中永磁电机的各个隔爆接合面的位置示意图；
图6为图5中A-1处的局部放大示意图(即隔爆接合面的示意图)；
图7为图5中A-2处的局部放大示意图(即隔爆接合面的示意图)；
图8为图5中B-1处的局部放大示意图(即隔爆接合面的示意图)；
图9为图5中B-2处的局部放大示意图(即隔爆接合面的示意图)；
图10为图5中C-1处的局部放大示意图(即隔爆接合面的示意图)；
图11为图5中C-2处的局部放大示意图(即隔爆接合面的示意图)；
图12为图5中D-1处的局部放大示意图(即隔爆接合面的示意图)；
图13为图5中E-1处的局部放大示意图(即隔爆接合面的示意图)；
图14为图5中F-1处的局部放大示意图(即隔爆接合面的示意图)；
图15为本发明实施例提供的永磁电机内置式隔爆绞车中永磁块偏移布置的示意图；
图16为本发明实施例提供的永磁电机内置式隔爆绞车中隔爆管道的横截面示意图；
图17为本发明实施例提供的永磁电机内置式隔爆绞车中正余弦编码器的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，所述设备包括：
固定于地面的主轴；
固定于主轴上的永磁电机定子；
相对于所述主轴转动的卷筒；所述卷筒周向包围所述主轴；
通过幅板固定并相对于所述主轴转动的永磁电机外转子；
所述卷筒通过隔离盘与永磁电机外转子联接；
所述永磁电机外转子的外圆周面与所述卷筒内壁的径向距离大于预设值。
为了描述简洁，下面将永磁电机定子称为定子，将永磁电机外转子称为外转子。
这里，所述主轴是固定在地面或其它地上固定设施上，是固定不动的，主轴上安装有定子，定子也是固定不动的。所述卷筒相对所述主轴转动，卷筒内安装有外转子，卷筒相对主轴的转动，即外转子相对定子的转动。卷筒上缠绕有提升绳，卷筒的转动，可以带动提升绳的上下移动，即提升井下吊装物。
这里，所述外转子的外圆周面与所述卷筒内壁的径向距离大于预设值，是为了确保卷筒承受的提升绳的载荷不会传递到外转子，同时也为了确保电机内部的爆炸力不会传递到卷筒。这里的预设值，是为了确保电机内部的爆炸力不会传递到卷筒的一个数值，数值不作限定。
本发明实施例的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，将外转子与卷筒分开并在径向间隔预设距离，使卷筒承载的载荷不会传递到外转子，保证永磁电机外转子和定子铁芯之间气隙、永磁电机隔爆结合面的防爆间隙因外负载引起的变化值在预设范围内，能提高提升设备的可靠性和运行平稳性。
在本发明的另一些实施例中，所述永磁电机外转子的两端均设有所述幅板，所述幅板的外端固定于所述圆筒形壳体、内通过轴承连接于所述主轴；所述隔离盘一端固定于所述卷筒内壁，另一端固定于所述幅板外端。所述外转子通过隔离盘与所述卷筒联接，可以使外转子不直接接触卷筒，且结构简单、实施方便，是更佳的实施方式。
具体地，隔离盘通过连接盘固定于所述卷筒内壁，所述连接盘的一端焊接固定于所述卷筒内壁，另一端通过螺纹连接固定于所述隔离盘。
由于设备的卷筒作为承载体，在运行中承受实时变化的弯曲应力、提升载荷拉力、径向波动冲击应力等作用力。为了避免外转子也受到上述复杂力的作用而引起变形，导致电机气隙变化，引起电机工作性能的不稳定以及隔爆效果的失效，本发明实施例将卷筒与外转子采用分离结构设计，具体是通过隔离盘将卷筒与外转子进行固联，从而使外转子的旋转力矩经隔离盘传递到卷筒上，带动卷筒转动。但卷筒承受的提升绳载荷不会传递到外转子，即外转子仅承受隔爆永磁电机的旋转力矩，不承受提升绳对卷筒的径向力。
进一步地，相比现有技术中的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，本发明实施例的卷筒不作为永磁电机的隔爆外壳，而是由外转子作为永磁电机的隔爆外壳。这种卷筒与外转子相分离的结构设计，使本发明实施例的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备的结构得到了优化，即卷筒在提升绳载荷作用下所产生的变形，不会使外转子外壳的隔爆结构发生变化，使隔爆性能更稳定，同时也不会对永磁电机的气隙造成影响，是永磁电机的动力性能更稳定，并且卷筒也仅承受提升绳的作用力，不会承受电机内部爆炸力的作用，更安全。
在本发明的另一些实施例中，所述外转子包括圆筒形壳体和固定在所述圆筒形壳体内壁的偶数组永磁块，每组永磁块均有相同磁极的多个永磁块沿轴向排列而成，且同一组内的各个永磁块在轴向上按序向一侧偏移预设角度。
一般地，永磁电机采用直极式结构时会产生阻力矩，电机需要克服阻力距才能起动，不易实现超低速起动。同时产生高次谐波成分较多，附加损耗较大。为此，本发明实施例沿着电机的轴向，对位于外转子的永磁块采用错位偏移，等效于外转子斜极。
这一措施主要有以下有益效果：①显著削弱齿槽转矩，且外转子旋转时与定子的磁力线沿轴向无间断顺序相切，在起动阶段阻力矩小，实现超低速平稳转动；②有效减小转矩脉动，进而减少对电机轴承的损害，电机轴承使用寿命得到延长；③振动减小，电磁噪声降低。因此，上述技术方案是更佳的实施方式。
进一步地，本发明实施例还采用的永磁块分段错位偏移，这样的优点：1)相比采用整体永磁块，分段永磁块更容易加工、不会因脆性大易断，加工制造成本降低，机械强度提高，适合批量生产，且电机使用寿命得到延长；2)分段永磁块与整体永磁块相比，其涡流和杂散损耗有小，发热减小，电机效率提高，从而避免了永磁块高温退磁。因此，上述技术方案是更佳的实施方式。
在本发明的另一些实施例中，所述圆筒形壳体与所述幅板的连接处设有至少一个隔爆接合面，所述隔爆接合面的长度、间隙和表面粗糙度均符合预设要求。
在本发明的另一些实施例中，所述设备还包括对所述定子进行冷却的冷却装置，所述冷却装置包括容置冷却液的冷却液腔，所述冷却液腔至少有一个外壁抵靠所述定子的定子铁芯。由于永磁电机内置式矿用隔爆提升设备运行过程中产生大量热量，使电机温度升高，过高的温度可能使永磁块退磁，因此需要设置冷却装置。本发明实施例的冷却装置，采用的是液冷技术，液冷技术的冷却效果更好，是更佳的实施方式。
在本发明的另一些实施例中，所述冷却液腔为环绕所述定子铁芯内壁的封闭圆环腔，所述封闭圆环腔的外圆周面抵靠所述定子铁芯的内壁。这样，冷却面积更大，是更佳的实施方式。
在本发明的另一些实施例中，所述冷却装置还包括从外面输送冷却液的冷却液管道，所述冷却液管道的一端通入所述冷却液腔，另一端通过所述主轴伸出所述永磁电机外；所述冷却液管道在所述永磁电机外的一处设置有能对所述冷却管道进行隔爆的隔爆管道，所述隔爆管道具有多个能流通冷却液的流道。通过隔爆管道，可以避免电机内的爆炸火花通过冷却液管道窜到电机外，产生危险，是更佳的实施方式。这里隔爆管道为一种管道内设置微孔结构元件的管道，微孔结构元件有多个能流通冷却液的流道，但不能通过爆炸火花。
在本发明的另一些实施例中，所述设备还包括定子支架，所述定子支架包括至少两个分别在所述定子铁芯的两端支撑定子铁芯的支撑板，所述支撑板的一端固定于所述主轴，另一端用于支撑所述定子铁芯。这样，整个定子的自重轻，减少负荷，是更佳的实施方式。所述定子支架还包括抵靠所述定子铁芯内圆周的抵靠圈和连接两个支撑板、且距离所述抵靠圈预设距离的封闭圈；所述抵靠圈、封闭圈和两个支撑板围成所述冷却液腔。即冷却液腔的四周均被围住，不会漏。这样定子支架除了支撑所述定子铁芯，也用于设置冷却液腔，是更佳的实施方式。
在本发明的另一些实施例中，所述主轴包括供定子的引出线接入电源的走线槽，所述走线槽的一端沿所述主轴的中心线轴向贯通至主轴一端的端面，另一端在所述定子对应位置沿所述主轴的径向穿出；所述走线槽内还包括将所述走线槽截面空间封堵的环氧树脂，所述定子的引出线穿过所述环氧树脂。这样，能避免电机内的爆炸火花通过走线槽窜到电机外，产生危险，也能防止爆炸压力重叠，是更佳的实施方式。
具体地，是将定子的引出线穿过走线槽之后，再将流体的环氧树脂浇入走线槽，等环氧树脂固化后就将走线槽封堵住。
在本发明的另一些实施例中，所述设备还包括磁极位置检测装置，所述磁极位置检测装置包括正余弦编码器，所述正余弦编码器固定于所述圆筒形壳体内对应所述永磁电机外转子的主轴上。这样，可以检测磁极的位置，保证电机动力性能的稳定，是更佳的实施方式。正余弦编码器是常见的检测角位移的检测装置，不作赘述。
为更清楚的了解本发明，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。并且，下面描述的实施例，仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术领域的普通技术人员，根据这些实施例，在不付出创造性劳动的前提下获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种永磁电机内置式隔爆绞车，能够理解，本实施例的技术方案也可以用在其它永磁电机内置式矿用隔爆提升设备上。如图1、2所示，所述永磁电机内置式隔爆绞车包括主轴1、定子14、外转子13和卷筒11。所述主轴1固定于地面，所述定子14固定于所述主轴1，所述卷筒从所述主轴1周向包围所述主轴1、并相对于所述主轴1转动，所述外转子13固定在所述卷筒内壁，所述永磁电机外转子13的外圆周面与所述卷筒内壁的径向距离大于预设值，保证卷筒承受的提升绳载荷不会传递到外转子13。
具体地，电机外外转子13通过双列调心滚子轴承围绕主轴1做旋转圆周运动，实现永磁电机的同步旋转，直接驱动绞车卷筒旋转。双列调心滚子轴承分别为7和20。
在本实施例中，所述设备还包括隔离盘10，所述外转子13通过所述隔离盘10与所述卷筒联接；所述永磁电机外转子的两端均设有幅板，即幅板8、18，所述幅板的外端固定于所述圆筒形壳体、内通过轴承连接于所述主轴。所述隔离盘10一端固定于所述卷筒内壁，另一端固定于所述幅板外端这样，通过隔离盘10，所述外转子13与所述卷筒“隔离”了。这样，保证卷筒承受的提升绳载荷不会传递到外转子13，具体可参见图3、4。
图3为现有技术中永磁电机外转子13直接安装在卷筒内壁的受力分析的示意图，图4为本发明实施例提供的永磁电机内置式隔爆绞车中卷筒的受力分析的示意图。从图中可以看出，F为提升绳对卷筒的径向作用力，F’为连接负载的提升绳对卷筒的径向作用力的最大值，F和F’均会使卷筒产生径向方向的变形，尤其是F’往往能造成卷筒的大幅变形。因此，在现有技术中，外转子13外壳和卷筒是同一个(或者一体的)的情况下，永磁块的位置不可避免的变化，必然导致电机的气隙变化值大于允许值，甚至也会导致电机的电磁力矩的变化，这样，电机的动力性能必然受到影响。而本实施例的永磁电机内置式隔爆绞车中，由于所述外转子13与所述卷筒在径向间隔预设距离，使外转子13不会受到卷筒的影响，能保证电机动力性能的稳定。
注：图3中中文字体为“受力变形，电机气隙变小”。
具体地，通过隔离盘10将卷筒11与外转子13进行固联，从而将外转子13的旋转力矩经螺栓传递给幅板8、18，幅板8、18将旋转力矩经螺栓和隔离盘10传递到卷筒11。卷筒11作为隔爆型绞车的承载体，仅承受提升绳载荷和永磁电机的旋转力矩，不作为隔爆永磁电机的隔爆外壳。同时外转子13作为隔爆电机的壳体，仅承受隔爆永磁电机的旋转力矩，不承受提升绳对卷筒11的径向力。以上设置实现了卷筒与外转子13的分离结构设计，结构得到优化，即卷筒11在提升绳载荷作用下所产生的变形，不会使外转子13与幅板8、18的连接处的隔爆接合面发生变化，也不会对隔爆永磁电机气隙造成影响。这里的幅板是支撑外转子13的壳体的，一端通过双列调心滚子轴承7、20连接到主轴1上，另一端通过螺纹连接固定到圆筒形壳体上。
更具体地，隔离盘10通过连接盘30固定于所述卷筒11内壁，所述连接盘30的一端焊接固定于所述卷筒11内壁，另一端通过螺纹连接固定于所述隔离盘10。
为了使电机符合隔爆要求，所述外转子13与所述幅板8、18的连接处设有两个隔爆接合面，即A-1、A-2两处的隔爆止口接合面，所述隔爆接合面的长度、间隙和表面粗糙度均符合国家标准GB3836。
进一步地，为了使整个电机均符合隔爆要求，本实施例的永磁电机内置式隔爆绞车在其它多个部位设置有隔爆接合面，具体参见图5。图中可以看出，在A-1、A-2、B-1、B-2、C-1、C-2、D-1、E-1、F-1等处均包括隔爆接合面，且隔爆接合面在长度、间隙和表面粗糙度方面均符合国家标准GB3836，各个隔爆接合面可以参见图6-14。在设计时，会对电机在极端工况条件下进行有限元分析，保证各隔爆接合面的变化量和各隔爆间隙均满足隔爆要求。根据情况，也可以增加其它隔爆接合面，保证电机满足隔爆要求。具体地，隔爆接合面包括隔爆止口接合面和隔爆平面接合面。
并且，由于所述外转子13与所述卷筒相“隔离”，卷筒的负载也不会传递到外转子13，各个隔爆接合面不会因为负载发生变化，使隔爆性能更稳定。
还有，双列调心滚子轴承7两端分别设置有第一轴承端盖6和第二轴承端盖12，双列调心滚子轴承20端部设置有第三轴承端盖17和第四轴承端盖21，轴承端盖的作用是对轴承两端进行安全防护，并形成隔爆防护。
具体地，轴承端盖和幅板8、18之间也有隔爆接合面，即上面所述的隔爆接合面B-1、B-2，B-1、B-2是隔爆止口接合面；
具体地，轴承端盖与主轴1也有隔爆接合面，即上面所述的隔爆接合面C-1、C-2，C-1、C-2是隔爆平面接合面。
在本实施例中，如图16所示，所述外转子13包括圆筒形壳体和固定在所述圆筒形壳体内壁的偶数组永磁块，每组永磁块均有相同磁极的多个永磁块沿轴向排列而成，且同一组内的各个永磁块在轴向上按序向一侧偏移预设角度。这种排列永磁块的方法，等效于外转子13斜极，可以减少阻力矩，实现平稳起到；也可以减少转矩脉动，进而减少对电机轴承，即减少轴承7和轴承20的损害；还可以减少涡流和杂散损耗，避免了永磁块高温退磁。
具体地，本实施例中，偏移分为5段，每段之间分别错位偏移，偏移的方向一致，并通过仿真软件分析确定每段永磁块的错移角α，确保永磁块分段错位在一个永磁块磁极极距内实现，使相邻磁极轴向无重叠，避免转矩密度衰减过大。
在本实施例中，所述设备还包括定子支架15，所述定子支架15包括支撑板、抵靠圈和封闭圈。所述支撑板有两个，分别在所述定子铁芯的两端，所述支撑板的一端固定于所述主轴1，另一端用于支撑所述定子铁芯；所述抵靠圈、封闭圈和两个支撑板围成所述冷却液腔。具体地，本实施例中的定子支架15采用低合金钢Q345焊接成一个整体。
在本实施例中，所述设备还包括对所述定子14进行冷却的冷却装置，所述冷却装置包括容置冷却液的冷却液腔，所述冷却液腔至少有一个外壁抵靠所述定子14的定子铁芯。在本实施例中，所述冷却液腔为环绕所述定子铁芯内壁的封闭圆环腔，所述封闭圆环腔的外圆周面抵靠所述定子铁芯的内壁。
在本实施例中，所述冷却装置还包括从外面输送冷却液的冷却液管道16，所述冷却液管道16的一端通入所述冷却液腔，另一端通过所述主轴1伸出所述永磁电机外；具体地，所述冷却液从冷却站出发，经过冷却液管道16进入冷却液腔，将定子14绕组通电产生的热量带走，形成闭环冷却系统。
具体地，所述冷却液管道16在所述永磁电机外的一处设置有隔爆管道22，所述隔爆管道22具有多个能流通冷却液的流道具体地，如图15所示，这里的隔爆管道22为一种管道内设置微孔结构元件的管道，微孔结构元件有多个能流通冷却液的流道，但不能通过爆炸火花。更具体地，微孔结构元件由粉末冶金工艺制造。
具体地，所述冷却液管道16还包括设置在主轴1上的冷却液通过槽，即在主轴1开设一个沿轴向延伸的槽，两端有出口，其余封闭，两端分别连接所述冷却液管道16。更具体地，所述冷却液管道16和定子支架的连接处设置有隔爆接合面，即上面所述的隔爆接合面F-1。更具体地，所述冷却液管道16由不锈钢无缝钢管加工而成。
在本实施例中，所述主轴1包括供定子14的引出线接入电源的走线槽，所述走线槽的一端沿所述主轴1的中心线轴向贯通至主轴1一端的端面，另一端在所述定子14对应位置沿所述主轴1的径向穿出；所述走线槽内还包括将所述走线槽截面空间封堵的环氧树脂24，参见图5，所述定子14的引出线穿过所述环氧树脂24。具体地，是将定子14的引出线穿过走线槽之后，再将流体的环氧树脂浇入走线槽，等环氧树脂固化后就将走线槽封堵住。
所述电机外设有通入电源的接线盒5，所述接线盒5安装在支承座4上，与电机内腔，即隔爆腔完全独立，没有直接引线结构。接线盒5与支承座4的连接面D-1、接线盒5本身的连接面E-1采用隔爆接合面设计，满足隔爆要求。接线盒5中的电缆接线通过主轴1的走线槽进入电机内。
在本实施例中，所述设备还包括磁极位置检测装置，所述磁极位置检测装置包括正余弦编码器23，如图17所示，所述正余弦编码器23固定于所述外转子13的圆筒形壳体内的主轴1上。这样，可以检测磁极的位置，保证电机动力性能的稳定。
在本实施例中，卷筒11右端外侧通过螺栓固定安装有制动盘19，制动盘19用于对卷筒11进行制动减速。
在本实施例中，电机外安装有电机端盖板9，将电机端盖板9打开后，可以对外转子13的状态进行观察，便于检修和更换。
为了便于将本实施例的永磁电机内置式隔爆绞车安装在地面，所述绞车还包括固定在地面的基础板2、固定在基础板2上的基础梁组件3及固定在基础梁组件3上的支承座4，主轴1安装在支承座4上。
本实施例的永磁电机内置式隔爆绞车，实现了提升设备减少传动步骤，提高传动效率，减小提升设备的安装占地面积。通过将提升设备整体组装为大型的电动机结构，仅需对基础板2和基础梁组件3进行固定即可完成安装。提高设备的安装效率，使得安装对中性好，能够有效控制电机气隙。永磁电机内装直驱式，结构紧凑、安全、可靠性高，高效节能。借助变频装置，能实现超低频大扭矩起动、低速运转，不会产生高次谐波，无需使用高速轴承等，比传统提升设备具有明显优势。
另外，通过对隔爆结构优化，使用多重隔爆措施，如设置多处隔爆接合面，使用环氧树脂浇封主轴1的走线槽空间，使用隔爆管道22防止爆炸火花传导，安全可靠性高。比传统隔爆型提升设备具有明显优势。本实施例的永磁电机内置式隔爆绞车，可代替现有的隔爆型液压绞车和传统隔爆型三相异步电机带减速机式绞车，也可以解决现有的永磁电机隔爆绞车存在的问题。
在本发明实施例记载中，除非另有说明和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明实施例中如有涉及的术语“第一\第二\第三”，仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。
应理解，说明书通篇中提到的“一实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，其特征在于，所述设备包括：
固定于地面的主轴；
固定于主轴上的永磁电机定子；
相对于所述主轴转动的卷筒；所述卷筒周向包围所述主轴；
通过幅板固定并相对于所述主轴转动的永磁电机外转子；
所述卷筒通过隔离盘与永磁电机外转子联接；
所述永磁电机外转子的外圆周面与所述卷筒内壁的径向距离大于预设值；所述永磁电机外转子的两端均设有所述幅板，所述幅板的外端固定于所述外转子、内端通过轴承连接于所述主轴；所述隔离盘一端固定于所述卷筒内壁，另一端固定于所述幅板外端。
2.根据权利要求1所述的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，其特征在于，所述永磁电机外转子包括圆筒形壳体和固定在所述圆筒形壳体内壁的偶数组永磁块，每组永磁块均有相同磁极的多个永磁块沿轴向排列而成，且同一组内的各个永磁块在轴向上按序向一侧偏移预设角度。
3.根据权利要求2所述的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，其特征在于，所述圆筒形壳体与所述幅板的连接处设有至少一个隔爆接合面，所述隔爆接合面的长度、间隙和表面粗糙度均符合预设要求。
4.根据权利要求3所述的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，其特征在于，所述设备还包括对所述永磁电机定子进行冷却的冷却装置，所述冷却装置包括容置冷却液的冷却液腔，所述冷却液腔至少有一个外壁抵靠所述永磁电机定子的定子铁芯。
5.根据权利要求4所述的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，其特征在于，所述冷却液腔为环绕所述定子铁芯内壁的封闭圆环腔，所述封闭圆环腔的外圆周面抵靠所述定子铁芯的内壁。
6.根据权利要求5所述的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，其特征在于，所述冷却装置还包括从外面输送冷却液的冷却液管道，所述冷却液管道的一端通入所述冷却液腔，另一端通过所述主轴伸出所述永磁电机外；所述冷却液管道在所述永磁电机外的一处设置有能对所述冷却液管道进行隔爆的隔爆管道，所述隔爆管道具有多个能流通冷却液的流道。
7.根据权利要求6所述的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，其特征在于，所述设备还包括定子支架，所述定子支架包括至少两个分别在所述定子铁芯的两端支撑定子铁芯的支撑板，所述支撑板的一端固定于所述主轴，另一端用于支撑所述定子铁芯；所述设备还包括抵靠所述定子铁芯内圆周的抵靠圈和连接两个支撑板、且距离所述抵靠圈预设距离的封闭圈；所述抵靠圈、封闭圈和两个支撑板围成所述冷却液腔。
8.根据权利要求7所述的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，其特征在于，所述主轴包括供定子的引出线接入电源的走线槽，所述走线槽的一端沿所述主轴的中心线轴向贯通至主轴一端的端面，另一端在所述定子对应位置沿所述主轴的径向穿出；所述走线槽内还包括将所述走线槽截面空间封堵的环氧树脂，所述定子的引出线穿过所述环氧树脂。
9.根据权利要求8所述的永磁电机内置式矿用隔爆提升设备，其特征在于，所述设备还包括磁极位置检测装置，所述磁极位置检测装置包括正余弦编码器，所述正余弦编码器固定于所述圆筒形壳体内对应所述永磁电机外转子的主轴上。
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