CN114400821A - 一种用于油田设备的永磁调速电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于油田设备的永磁调速电动机。涉及永磁电机技术领域。机壳的散热筋内设有过流通道，电机轴上开有横向通孔和两个横向通孔之间的中心孔，转子固定连接离心式螺旋叶片，风罩后侧设有后过滤网，风罩向前延伸至前端盖位置，风罩和前端盖之间的环空位置设有前过滤网。本发明具有如下有益效果：风罩覆盖在散热筋外部，形成强制通风条件，风扇叶片转动时空气从散热筋有序流过，提高了过流空气的利用率，同时风罩的覆盖、前后过滤网的设置还可挡住外部环境的尘土、雨雪进入、堆积在散热筋上降低散热性能。

Description

一种用于油田设备的永磁调速电动机
技术领域：
本发明涉及永磁电机技术领域，具体地说是一种用于油田设备的永磁调速电动机。
背景技术：
永磁调速电机已成为新型高效节能电机的一个重要发展方向，然而实践表明，现有永磁调速电机由于其冷却结构所限，现有永磁调速电机冷却结构主要采用自带风扇冷却方式，转轴带动风扇将冷却风通过风罩孔吹向机座外表面的散热筋，然后通过散热筋将永磁电机产生的热量带走，此种冷却方式无法将永磁调速电机内部产生的热量充分带走，由此导致永磁调速电机冷却性能差、适用范围有限，同时该冷却方式中，冷却风离开风罩后即为自由状态，在外部环境有各种方向的风的影响下，不能全部扫过散热筋，降低了散热效果；
在油田的泵、压缩机等使用的永磁调速电机很多是在野外环境下使用的，长期在自然环境下运行，尘土、冰雪等堆积附着在电机的散热筋上，进一步降低了电机的散热效果；
另外，在我国北方的油田，冬季气温极低，在极低的温度时，永磁调速电机在开始启动运行时，轴承部位的润滑脂处于半凝固状态增加电机的扭矩，此阶段需升温降低启动扭矩不需要冷却，而现有的风扇是固定连接在电机轴上的，无法适应冬季电机冷运行时不需冷却的情况且造成能耗增加。
发明内容：
为了解决现有油田设备在野外安装的永磁调速电机尘土冰雪堆积造成散热条件不佳的问题，本发明提供一种用于油田设备的永磁调速电动机。
本发明的技术方案是：一种用于油田设备的永磁调速电动机，包括机壳、机壳外的散热筋、电机轴、转子、定子、风扇、前端盖和后端盖，机壳的散热筋内设有过流通道连通定子前后的电机内部空间，转子两侧，电机轴上开有横向通孔和两个横向通孔之间的中心孔，转子一侧端面固定连接有离心式螺旋叶片，风扇外部设有风罩，风罩后侧设有后过滤网，风罩内孔大于散热筋最高处，风罩向前延伸至前端盖位置，风罩通过螺栓、短管连接在前端盖和后端盖上，风罩和前端盖之间的环空位置设有前过滤网；
电机轴固定连接风扇，风扇由风扇叶片和风扇套组成。
电机轴通过轴承组、隔套、轴用挡圈、孔用挡圈连接风扇套，风扇套内孔和电机轴之间通过发条连接，发条一端固定连接风扇套内孔；另一端固定连接电机轴，发条的安装方向为：电机轴正转时，发条收紧。
风扇套通过轴承组、隔套、轴用挡圈、孔用挡圈连接转动套，发条固定连接风扇套和转动套，转动套通过轴承组、隔套、轴用挡圈、轴承盖连接电机轴，转动套前端通过螺栓连接从动盘，从动盘前端，电机轴上安装有与电机轴间隙配合连接的摩擦盘，摩擦盘通过螺钉连接圆周均布的U形的热双金属片，U形的热双金属片另一侧通过螺栓连接固定盘，固定盘通过花键、轴用挡圈连接电机轴。
热双金属片里层的热金属片的热膨胀系数大于外层的热金属片。
前过滤网和后过滤网的网格大小一致。
本发明具有如下有益效果：1、离心式螺旋叶片随电机轴转动时，将电机轴内的热空气从横向通孔、中心孔抽出进入散热筋内的过流通道冷却，冷却后的空气进入永磁调速内流回电机轴循环散热，在永磁调速电机外部，风罩覆盖在散热筋外部，形成强制通风条件，风扇叶片转动时空气从散热筋有序流过，提高了过流空气的利用率，同时风罩的覆盖、前后过滤网的设置还可挡住外部环境的尘土、冰雪进入、堆积在散热筋上降低散热性能；
2、电机轴正转时，发条收紧储蓄能量，在电机轴停止转动时，发条释放能量驱动风扇反转一段时间，将附着在后过滤网上的杂质吹落，防止后过滤网堵塞降低散热效率；
3、在气温低时，热双金属片收缩，摩擦盘与从动盘不接触，此时电磁调速电机开启时，风扇处于自由状态，不进行强制冷却，有利于电机内部的热量快速提高润滑脂的温度，降低该部分的反向扭矩，此时风扇不消耗电机能量，提高电机运行效率，在电机温度提升后，电机轴的热量传递到固定盘、热双金属片，热双金属片伸展张开，推动摩擦盘压紧从动盘，风扇与电机轴同步转动进行强制通风冷却；
4、前过滤网和后过滤网的网格大小一致，即使有小于过滤网的杂质、尘土从后过滤网进入散热筋部位，也可以通过风扇从前过滤网吹出去，不会停留堆积在散热筋上。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
附图2是附图1的A处放大图；
附图3是附图2的B向视图；
附图4是本发明中螺旋叶片的结构示意图。
图中1-机壳，2-电机轴，3-转子，4-定子，5-过流通道，6-横向通孔，7-中心孔，8-前端盖，9-散热筋，10-风罩，11-后端盖，12-风扇叶片，13-后过滤网，14-螺旋叶片，15-前过滤网，16-固定盘，17-热双金属片，18-摩擦盘，19-从动盘，20-转动套，21-风扇套，22-发条，23-短管。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1结合图2～4所示，一种用于油田设备的永磁调速电动机，包括机壳1、机壳1外的散热筋9、电机轴2、转子3、定子4、风扇、前端盖8和后端盖11，机壳1的散热筋9内设有过流通道5连通定子4前后的电机内部空间，转子3两侧，电机轴2上开有横向通孔6和两个横向通孔6之间的中心孔7，转子3一侧端面固定连接有离心式螺旋叶片14，风扇11外部设有风罩10，风罩10后侧设有后过滤网13，风罩10内孔大于散热筋9最高处，风罩10向前延伸至前端盖8位置，风罩10通过螺栓、短管23连接在前端盖8和后端盖11上，风罩10和前端盖8之间的环空位置设有前过滤网15；
电机轴2固定连接风扇，风扇由风扇叶片12和风扇套21组成。
永磁调速电机内部，通过离心式螺旋叶片14随电机轴2转动时，将电机轴2内的热空气从横向通孔6、中心孔7抽出进入散热筋9内的过流通道5冷却，冷却后的空气进入永磁调速内流回电机轴2循环散热；在永磁调速电机外部，风罩10覆盖在散热筋9外部，形成强制通风条件，风扇叶片12转动时空气从散热筋9有序流过，提高了过流空气的利用率，同时风罩10的覆盖、前后过滤网15、13的设置还可挡住外部环境的尘土、冰雪进入、堆积在散热筋9上降低散热性能。
电机轴2通过轴承组、隔套、轴用挡圈、孔用挡圈连接风扇套21，风扇套21内孔和电机轴2之间通过发条22连接，发条22一端固定连接风扇套21内孔；另一端固定连接电机轴2，发条22的安装方向为：电机轴2正转时，发条22收紧。
风扇套21通过轴承组、隔套、轴用挡圈、孔用挡圈连接转动套20，发条22固定连接风扇套21和转动套20，转动套20通过轴承组、隔套、轴用挡圈、轴承盖连接电机轴2，转动套20前端通过螺栓连接从动盘19，从动盘19前端，电机轴2上安装有与电机轴2间隙配合连接的摩擦盘18，摩擦盘18通过螺钉连接圆周均布的U形的热双金属片17，U形的热双金属片17另一侧通过螺栓连接固定盘16，固定盘16通过花键、轴用挡圈连接电机轴2。
热双金属片17里层的热金属片的热膨胀系数大于外层的热金属片。
电机轴2正转时，发条22收紧储蓄能量，在电机轴2停止转动时，发条22释放能量驱动风扇反转一段时间，将附着在后过滤网13上的杂质吹落，防止后过滤网13堵塞降低散热效率。
在气温低时，热双金属片17收缩，摩擦盘18与从动盘19不接触，此时电磁调速电机开启时，风扇处于自由状态，不进行强制冷却，有利于电机内部的热量快速提高润滑脂的温度，降低该部分的反向扭矩，此时风扇不消耗电机能量，提高电机运行效率，在电机温度提升后，电机轴2的热量传递到固定盘16、热双金属片17，热双金属片17伸展张开，推动摩擦盘18压紧从动盘19，风扇与电机轴2同步转动进行强制通风冷却，更换不同厚度的从动盘19改变从动盘19和摩擦盘18的距离，可适应不同气候环境。
前过滤网15和后过滤网13的网格大小一致，即使有小于过滤网的杂质、尘土从后过滤网13进入散热筋9部位，也可以通过风扇从前过滤网15吹出去，不会停留堆积在散热筋9上。

Claims (5)

1.一种用于油田设备的永磁调速电动机，包括机壳(1)、机壳(1)外的散热筋(9)、电机轴(2)、转子(3)、定子(4)、风扇、前端盖(8)和后端盖(11)，其特征在于：机壳(1)的散热筋(9)内设有过流通道(5)连通定子(4)前后的电机内部空间，转子(3)两侧，电机轴(2)上开有横向通孔(6)和两个横向通孔(6)之间的中心孔(7)，转子(3)一侧端面固定连接有离心式螺旋叶片(14)，风扇(11)外部设有风罩(10)，风罩(10)后侧设有后过滤网(13)，风罩(10)内孔大于散热筋(9)最高处，风罩(10)向前延伸至前端盖(8)位置，风罩(10)通过螺栓、短管(23)连接在前端盖(8)和后端盖(11)上，风罩(10)和前端盖(8)之间的环空位置设有前过滤网(15)；
电机轴(2)固定连接风扇，风扇由风扇叶片(12)和风扇套(21)组成。
2.根据权利要求1所述的一种用于油田设备的永磁调速电动机，其特征在于：电机轴(2)通过轴承组、隔套、轴用挡圈、孔用挡圈连接风扇套(21)，风扇套(21)内孔和电机轴(2)之间通过发条(22)连接，发条(22)一端固定连接风扇套(21)内孔；另一端固定连接电机轴(2)，发条(22)的安装方向为：电机轴(2)正转时，发条(22)收紧。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于油田设备的永磁调速电动机，其特征在于：风扇套(21)通过轴承组、隔套、轴用挡圈、孔用挡圈连接转动套(20)，发条(22)固定连接风扇套(21)和转动套(20)，转动套(20)通过轴承组、隔套、轴用挡圈、轴承盖连接电机轴(2)，转动套(20)前端通过螺栓连接从动盘(19)，从动盘(19)前端，电机轴(2)上安装有与电机轴(2)间隙配合连接的摩擦盘(18)，摩擦盘(18)通过螺钉连接圆周均布的U形的热双金属片(17)，U形的热双金属片(17)另一侧通过螺栓连接固定盘(16)，固定盘(16)通过花键、轴用挡圈连接电机轴(2)。
4.根据权利要求3所述的一种用于油田设备的永磁调速电动机，其特征在于：热双金属片(17)里层的热金属片的热膨胀系数大于外层的热金属片。
5.根据权利要求1所述的一种用于油田设备的永磁调速电动机，其特征在于：前过滤网(15)和后过滤网(13)的网格大小一致。
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