CN215566716U - 鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，包括泵体、叶轮、泵座、电机壳和转子轴，所述转子轴上分别套设有柱式转子组件和盘式转子组件，以及安装在所述电机壳内与所述柱式转子组件对应设置的柱式定子组件、与所述盘式转子组件对应设置的盘式定子组件；柱式转子组件上设有鼠笼结构并表贴有永磁体磁瓦，所述转子轴远离所述柱式转子组件的一端依次穿过所述电机壳和所述泵座并伸入所述泵体内与所述叶轮连接；本深井泵驱动性能优异，动力输出强劲，能够用于各种需要自启动、结构紧凑、深度大的工况中，多个转子直接作用于转子轴上共同驱动叶轮旋转，旋转推力大，输出扭矩大、电机效率高。

Description

鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵

技术领域

本实用新型涉及到深井泵技术领域，具体涉及到鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵。

背景技术

深井泵的最大特点是将电动机和泵制成一体，它是浸入地下水井中进行抽吸和输送水的一种泵，被广泛应用于农田排灌、工矿企业、城市给排水和污水处理等。由于电动机同时潜入水中，故对于电动机的结构要求比一般电动机特殊。其电动机的结构形式分为干式、半干式、充油式、湿式等类型。

目前，深井泵所用的电机多为交流异步电机,例如中国实用新型专利(公告号：CN103953553B)公开的一种长轴深井泵，其选用立式三相异步电动机替代长轴泵专用电机的方案，在电机和泵座之间，设置推力装置，用来承受泵转动部件的重量和运行时产生的轴向力，推力装置含止推轴承、冷却装置、止逆装置等几大零部件，但是由于交流异步电机存在体积大、重量重、效率低和能耗高的问题，不能很好的满足深井泵的使用需求。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，包括泵体，所述泵体内设有叶轮，所述泵体的端部设有泵座，所述泵座上安装有电机壳，所述电机壳内设有转子轴，所述转子轴上分别套设有柱式转子组件和盘式转子组件，以及安装在所述电机壳内与所述柱式转子组件对应设置的柱式定子组件、与所述盘式转子组件对应设置的盘式定子组件；所述柱式转子组件包括套设在所述转子轴上的柱式转子，所述柱式转子的外周上套设有鼠笼结构并错开所述鼠笼结构表贴有若干第一永磁体磁瓦，若干所述第一永磁体磁瓦外周设有磁瓦抱箍，所述磁瓦抱箍与所述柱式定子组件的内圆周对应设置并保持间隙；所述盘式转子组件包括套设在所述转子轴上的盘式转子，所述盘式转子的端面上嵌设有若干第二永磁体磁瓦，若干所述第二永磁体磁瓦与所述盘式定子组件的端面对应设置并保持间隙；所述转子轴远离所述柱式转子组件的一端依次穿过所述电机壳和所述泵座并伸入所述泵体内与所述叶轮连接。

本深井泵驱动性能优异，动力输出强劲，能够用于各种需要自启动、结构紧凑、深度大的工况中，多个转子直接作用于转子轴上共同驱动叶轮旋转，旋转推力大，输出扭矩大、电机效率高，转速容易控制。当永磁同步电机通电后，所述第一永磁体磁瓦和所述第二永磁体磁瓦分别为相应的定子组件提供径向上旋转的磁场，促使定子组件分别为相应的所述柱式转子和所述盘式转子提供轴线旋转的力矩，在共同作用力下直接驱动转子轴和所述叶轮进行工作，能够满足轴向距离长、高输出的深井泵。

采用至少两种结构类型的转子组件，能够较大程度的利用所述电机壳内有限的空间，在不大幅度增加轴向尺寸的条件下，就能够布置多个电机，多个电机的叠加能够提供更大的旋转推力，有利于深井泵的高效工作。柱式结构的电机为主要输出，盘式结构的电机为辅助输出，两者相辅相成，在确保高输出的同时，也能够确保转子轴的旋转稳定性。

采用表贴式的第一永磁体磁瓦和第二永磁体磁瓦，能够避免在柱式转子和盘式转子上设置螺孔，减少了紧固件的使用，加工和装配也更加简单，小零件故障率更低；配合鼠笼结构使得所述柱式转子具有更加坚固耐用、运行可靠、维护方便的优点；所述磁瓦抱箍的设置能够进一步紧固所述第一永磁体磁瓦，保持所述第一永磁体磁瓦的稳定性。

进一步的，所述鼠笼结构包括抵接在所述柱式转子两端的第一环形端部和第二环形端部，以及设置在所述第一环形端部和第二环形端部之间的若干笼筋，所述笼筋均嵌设在所述柱式转子的外周壁上，相邻的所述笼筋之间的所述柱式转子上分别表贴所述第一永磁体磁瓦。

将所述笼筋嵌设在所述柱式转子的外圆周上能够减少所述笼筋的周向运动，从而避免所述鼠笼结构在高速的旋转过程中与所述柱式转子相对运动。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦为弧形板结构，所述柱式转子的外圆周上开设有弧形的磁瓦槽，所述第一永磁体磁瓦分别卡合在所述磁瓦槽内并在接触面上涂覆有粘胶。所述粘胶为工业磁瓦粘结胶，能够具有较好的高温性能。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦在径向方向上部分露出所述鼠笼结构，所述磁瓦抱箍过盈配合的套设在若干所述第一永磁体磁瓦形成的外周上。通过过盈配合的方式，能够让所述磁瓦抱箍牢牢的紧固住这些第一永磁体磁瓦，所述磁瓦抱箍也能够为完整的环形结构，装配时，所述磁瓦抱箍从所述柱式转子的一端套入，施加外力使其沿第一永磁体磁瓦的外表面向中部位置移动。

进一步的，所述磁瓦抱箍的内圆周上设有若干径向的导向条，所述笼筋上设有导向槽，所述导向条的端部设置在所述导向槽内。所述导向条和所述导向槽的设置既方便所述磁瓦抱箍的套入，也能够避免所述磁瓦抱箍相对于所述鼠笼结构周向移动。

进一步的，所述盘式转子的上端面设有若干卡合槽，所述第二永磁体磁瓦分别卡合并胶粘在所述卡合槽内，所述第二永磁体磁瓦为扇形盘结构。

进一步的，所述盘式定子组件包括盘式定子铁芯，以及缠绕在所述盘式定子铁芯上的定子绕组；所述盘式定子铁芯的外周螺接固定在所述电机壳的内周和/或端面上，所述盘式定子铁芯的中部设有轴向通孔并套设在所述转子轴上，所述盘式定子铁芯的端面与所述第二永磁体磁瓦对应设置。

进一步的，所述柱式定子组件包括安装在所述电机壳内周上的一体式柱式定子铁芯，以及缠绕在所述柱式定子铁芯上的定子绕组；所述柱式定子组件的轴向尺寸大于所述柱式转子组件的轴向尺寸。

所述盘式定子组件和所述柱式定子组件均独立的安装在所述电机壳内部，可以独立安装和更换，方便后期维护，也可以通过定子支架安装在电机壳的内端面或者内圆周面上。

进一步的，所述柱式转子和所述盘式转子均通过键结构与所述转子轴连接，所述转子轴为多级阶梯轴，所述转子轴与所述电机壳之间、与所述泵座之间分别设有若干轴承组件；所述转子轴与所述叶轮螺接固定或者焊接固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、本深井泵驱动性能优异，动力输出强劲，能够用于各种需要自启动、结构紧凑、深度大的工况中，多个转子直接作用于转子轴上共同驱动叶轮旋转，旋转推力大，输出扭矩大、电机效率高，转速容易控制；2、采用至少两种结构类型的转子组件，能够较大程度的利用所述电机壳内有限的空间，在不大幅度增加轴向尺寸的条件下，就能够布置多个电机，多个电机的叠加能够提供更大的旋转推力，有利于深井泵的高效工作；3、采用表贴式的第一永磁体磁瓦和第二永磁体磁瓦，能够避免在柱式转子和盘式转子上设置螺孔，减少了紧固件的使用；配合鼠笼结构使得所述柱式转子具有更加坚固耐用、运行可靠、维护方便的优点；所述磁瓦抱箍的设置能够进一步紧固所述第一永磁体磁瓦，保持所述第一永磁体磁瓦的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵的整体示意图；

图2为本实用新型鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵的电机壳截面结构示意图；

图3为本实用新型的鼠笼结构示意图；

图4为图2中A处放大结构示意图；

图5为本实用新型盘式转子组件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二中磁瓦抱箍的结构示意图；

图7为本实用新型另一种鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵的整体结构示意图；

图中：1、泵体；2、泵座；3、电机壳；4、转子轴；5、柱式转子组件；501、柱式转子；502、第一永磁体磁瓦；503、磁瓦抱箍；504、鼠笼结构；505、磁瓦槽；6、盘式转子组件；601、盘式转子；602、第二永磁体磁瓦；7、柱式定子组件；8、盘式定子组件；9、轴承；10、第一环形端部；11、第二环形端部；12、笼筋；13、导向槽；14、导向条。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

如图1～图3所示，一种鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，包括泵体1，所述泵体1内设有叶轮，所述泵体1的端部设有泵座2，所述泵座2上安装有电机壳3，所述电机壳3内设有转子轴4，所述转子轴4上分别套设有一个柱式转子组件5和一个盘式转子组件6，以及安装在所述电机壳3内与所述柱式转子组件5对应设置的柱式定子组件7、与所述盘式转子组件6对应设置的盘式定子组件8；所述柱式转子组件5包括套设在所述转子轴4上的柱式转子501，所述柱式转子501的外周上套设有鼠笼结构504并错开所述鼠笼结构504表贴有若干第一永磁体磁瓦502，若干所述第一永磁体磁瓦502外周设有磁瓦抱箍503，所述磁瓦抱箍503与所述柱式定子组件7的内圆周对应设置并保持间隙；所述盘式转子组件6包括套设在所述转子轴4上的盘式转子601，所述盘式转子601的端面上嵌设有若干第二永磁体磁瓦602，若干所述第二永磁体磁瓦602与所述盘式定子组件8的端面对应设置并保持间隙；所述转子轴4远离所述柱式转子组件5的一端依次穿过所述电机壳3和所述泵座2并伸入所述泵体1内与所述叶轮连接。

本深井泵驱动性能优异，动力输出强劲，能够用于各种需要自启动、结构紧凑、深度大的工况中，多个转子直接作用于转子轴上共同驱动叶轮旋转，旋转推力大，输出扭矩大、电机效率高，转速容易控制。当永磁同步电机通电后，所述第一永磁体磁瓦502和所述第二永磁体磁瓦602分别为相应的定子组件提供径向上旋转的磁场，促使定子组件分别为相应的所述柱式转子501和所述盘式转子601提供轴线旋转的力矩，在共同作用力下直接驱动转子轴4和所述叶轮进行工作，能够满足轴向距离长、高输出的深井泵。

采用两种结构类型的转子组件，能够较大程度的利用所述电机壳内有限的空间，在不大幅度增加轴向尺寸的条件下，就能够布置多个电机，多个电机的叠加能够提供更大的旋转推力，有利于深井泵的高效工作。柱式结构的电机为主要输出，盘式结构的电机为辅助输出，两者相辅相成，在确保高输出的同时，也能够确保转子轴的旋转稳定性。

采用表贴式的第一永磁体磁瓦502和第二永磁体磁瓦602，能够避免在柱式转子501和盘式转子601上设置螺孔，减少了紧固件的使用，加工和装配也更加简单，小零件故障率更低；配合鼠笼结构504使得所述柱式转子组件5具有更加坚固耐用、运行可靠、维护方便的优点；所述磁瓦抱箍503的设置能够进一步紧固所述第一永磁体磁瓦502，保持所述第一永磁体磁瓦502的稳定性。

进一步的，结合图3和图4所示，所述鼠笼结构504包括抵接在所述柱式转子501两端的第一环形端部10和第二环形端部11，以及设置在所述第一环形端部10和第二环形端部11之间的若干笼筋12，所述笼筋12均嵌设在所述柱式转子501的外周壁上，相邻的所述笼筋12之间的所述柱式转子501上分别表贴所述第一永磁体磁瓦502。

将所述笼筋12嵌设在所述柱式转子501的外圆周上能够减少所述笼筋12的周向运动，从而避免所述鼠笼结构504在高速的旋转过程中与所述柱式转子相对运动。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦502为弧形板结构，所述柱式转子501的外圆周上开设有弧形的磁瓦槽505，所述第一永磁体磁瓦502分别卡合在所述磁瓦槽505内并在接触面上涂覆有粘胶。所述粘胶为工业磁瓦粘结胶，能够具有较好的高温性能。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦502在径向方向上部分露出所述鼠笼结构504，所述磁瓦抱箍503过盈配合的套设在若干所述第一永磁体磁瓦502形成的外周上。通过过盈配合的方式，能够让所述磁瓦抱箍503牢牢的紧固住这些第一永磁体磁瓦，所述磁瓦抱箍503也能够为完整的环形结构。

进一步的，如图5所示，所述盘式转子601的上端面设有若干卡合槽，所述第二永磁体磁瓦602分别卡合并胶粘在所述卡合槽内，所述第二永磁体磁瓦602为扇形盘结构。由于所述第二永磁体磁瓦602是表贴在所述盘式转子601的上端面上，在工作过程中不易掉落。

进一步的，所述盘式定子组件8包括盘式定子铁芯，以及缠绕在所述盘式定子铁芯上的定子绕组；所述盘式定子铁芯的外周螺接固定在所述电机壳的内周上，所述盘式定子铁芯的中部设有轴向通孔并套设在所述转子轴4上，所述盘式定子铁芯的端面与所述第二永磁体磁瓦602对应设置。

进一步的，所述柱式定子组件7包括安装在所述电机壳内周上的一体式柱式定子铁芯，以及缠绕在所述柱式定子铁芯上的定子绕组；所述柱式定子组件7的轴向尺寸大于所述柱式转子组件5的轴向尺寸。

所述盘式定子组件8和所述柱式定子组件7均独立的安装在所述电机壳内部，可以独立安装和更换，方便后期维护。

进一步的，所述柱式转子501和所述盘式转子601均通过键结构与所述转子轴4连接，所述转子轴4为多级阶梯轴，所述转子轴4与所述电机壳3之间、与所述泵座2之间分别设有若干轴承9；所述转子轴4与所述叶轮螺接固定。

实施例二：

本实施例提供了实施例一中磁瓦抱箍的另一种结构。

具体的如图6所示，所述磁瓦抱箍503的内圆周上设有若干径向的导向条14，所述笼筋12上设有轴向开设的导向槽13，所述导向条14的端部设置在所述导向槽13内。

所述导向条14和所述导向槽13的设置一方面具有导向作用，方便所述磁瓦抱箍503的套入；另一方面具有定位作用，能够避免所述磁瓦抱箍503相对于所述鼠笼结构周向晃动。

实施例三：

本实施例提供了另一种电机布置的结构。

如图7所示，所述盘式转子组件6为设置在所述柱式转子组件5轴向两端的一对，每组所述盘式转子组件6上分别设有盘式定子组件8；通过这样的设置，相当于在所述电机壳3内安装了三组电机，这样能够提供更大的旋转推力，对于较长、较大型的深井泵来说，能够确保其动力输出。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，包括泵体，所述泵体内设有叶轮，所述泵体的端部设有泵座，所述泵座上安装有电机壳，其特征在于，所述电机壳内设有转子轴，所述转子轴上分别套设有柱式转子组件和盘式转子组件，以及安装在所述电机壳内与所述柱式转子组件对应设置的柱式定子组件、与所述盘式转子组件对应设置的盘式定子组件；所述柱式转子组件包括套设在所述转子轴上的柱式转子，所述柱式转子的外周上套设有鼠笼结构并错开所述鼠笼结构表贴有若干第一永磁体磁瓦，若干所述第一永磁体磁瓦外周设有磁瓦抱箍，所述磁瓦抱箍与所述柱式定子组件的内圆周对应设置并保持间隙；所述盘式转子组件包括套设在所述转子轴上的盘式转子，所述盘式转子的端面上嵌设有若干第二永磁体磁瓦，若干所述第二永磁体磁瓦与所述盘式定子组件的端面对应设置并保持间隙；所述转子轴远离所述柱式转子组件的一端依次穿过所述电机壳和所述泵座并伸入所述泵体内与所述叶轮连接。

2.根据权利要求1所述的鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述鼠笼结构包括抵接在所述柱式转子两端的第一环形端部和第二环形端部，以及设置在所述第一环形端部和第二环形端部之间的若干笼筋，所述笼筋均嵌设在所述柱式转子的外周壁上，相邻的所述笼筋之间的所述柱式转子上分别表贴所述第一永磁体磁瓦。

3.根据权利要求1所述的鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述第一永磁体磁瓦为弧形板结构，所述柱式转子的外圆周上开设有弧形的磁瓦槽，所述第一永磁体磁瓦分别卡合在所述磁瓦槽内并在接触面上涂覆有粘胶。

4.根据权利要求1所述的鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述第一永磁体磁瓦在径向方向上部分露出所述鼠笼结构，所述磁瓦抱箍过盈配合的套设在若干所述第一永磁体磁瓦形成的外周上。

5.根据权利要求4所述的鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述磁瓦抱箍的内圆周上设有若干径向的导向条，所述笼筋上设有导向槽，所述导向条的端部设置在所述导向槽内。

6.根据权利要求1所述的鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述盘式转子的上端面设有若干卡合槽，所述第二永磁体磁瓦分别卡合并胶粘在所述卡合槽内，所述第二永磁体磁瓦为扇形盘结构。

7.根据权利要求1所述的鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述盘式定子组件包括盘式定子铁芯，以及缠绕在所述盘式定子铁芯上的定子绕组；所述盘式定子铁芯的外周螺接固定在所述电机壳的内周和/或端面上，所述盘式定子铁芯的中部设有轴向通孔并套设在所述转子轴上，所述盘式定子铁芯的端面与所述第二永磁体磁瓦对应设置。

8.根据权利要求1所述的鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述柱式定子组件包括安装在所述电机壳内周上的一体式柱式定子铁芯，以及缠绕在所述柱式定子铁芯上的定子绕组；所述柱式定子组件的轴向尺寸大于所述柱式转子组件的轴向尺寸。

9.根据权利要求1所述的鼠笼盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述柱式转子和所述盘式转子均通过键结构与所述转子轴连接，所述转子轴为多级阶梯轴，所述转子轴与所述电机壳之间、与所述泵座之间分别设有若干轴承组件；所述转子轴与所述叶轮螺接固定或者焊接固定。

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