CN215566717U - 表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开表贴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

表贴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，具体涉及到表贴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，提供一种表贴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：

表贴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，所述柱式转子的外圆周上设有若干磁瓦槽，每个所述磁瓦槽内卡合并粘贴有第一永磁体磁瓦，所述第一永磁体磁瓦外周设有磁瓦抱箍，所述第一永磁体磁瓦和所述磁瓦抱箍均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第二永磁体磁瓦，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，减少了减速齿轮、复杂的传动系统、润滑系统的设置，无中间转换环节，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，而且转速容易控制。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。

采用表贴式的永磁体磁瓦，能够避免在转子上开设通槽和较多的螺孔，减少了紧固件的使用，加工和装配也更加简单；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，所述磁瓦槽的周向内侧设有限位凸起，所述第一永磁体磁瓦的两侧分别设有与所述限位凸起相适配的限位凹槽；所述第一永磁体磁瓦与所述磁瓦槽之间均设置有胶层。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦均为分体式弧形板结构，所述磁瓦槽为弧形凹槽；所述胶层为涂覆的粘胶，所述粘胶为工业磁瓦粘结胶；所述磁瓦槽的内周面还设有容纳所述粘胶的容置空间。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦和所述第二永磁体磁瓦均为铁氧体磁瓦和/或钕铁硼磁瓦，所述第一永磁体磁瓦至少为对称设置的一对，所述第二永磁体磁瓦为环形盘结构或者多个扇形盘结构。所述第二永磁体磁瓦也可以像所述第一永磁体磁瓦一样通过胶粘表贴的方式固定，由于所述第二永磁体磁瓦是位于所述盘式转子的上端面，其不会轻易晃动和脱落。

进一步的，所述盘式转子组件为一个，或者设置在所述柱式转子组件轴向两端的一对。

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不小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，所述盘式定子组件也可以通过定子支架安装在电机壳的内端面上，使盘式定子铁芯对于所述第二永磁体磁瓦即可。

进一步的，所述磁瓦抱箍为环形结构，具有连接端和插入端，所述连接端具有容纳所述插入端的渐变内腔；所述连接端和所述插入端的两侧分别设有连接片，同侧的所述连接片分别通过对拉螺栓紧固连接。

采用这样的连接方式，便于所述磁瓦抱箍的周向调整，使其能够抱紧若干所述第一永磁体磁瓦，所述连接片和所述对拉螺栓的设置用于固定所述磁瓦抱箍，设置在轴向两侧避免与所述柱式定子铁芯或者定子绕组产生干涉。

进一步的，所述柱式转子和所述盘式转子均通过平键与所述转子轴连接，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，所述转子轴上还连接有多个联轴器。

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，减少了减速齿轮、复杂的传动系统、润滑系统的设置，无中间转换环节，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，而且转速容易控制；2、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；3、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；4、采用卡合粘贴的永磁体磁瓦，能够避免在转子上开设通槽和较多的螺孔，减少了紧固件的使用，加工和装配也更加简单；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为本实用新型表贴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2为本实用新型表贴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为本实用新型磁瓦槽的局部放大结构示意图；

图4为本实用新型磁瓦抱箍的局部结构示意图；

图5为图4中A向视图；

图6为本实用新型另一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵的结构示意图；

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、磁瓦槽；505、胶层；506、限位凸起；507、容置空间；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、连接端；11、插入端；12、连接片；13、对拉螺栓。

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和图2所示，一种表贴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(图中未示出)，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上分别套设有柱式转子组件5和盘式转子组件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的外圆周上表贴有第一永磁体磁瓦502，所述第一永磁体磁瓦502外周设有磁瓦抱箍503，所述第一永磁体磁瓦502和所述磁瓦抱箍503均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的上端面上嵌设有第二永磁体磁瓦602，所述第二永磁体磁瓦602与所述盘式定子组件8的下端面对应设置并保持间隙；所述转子轴4的下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，减少了减速齿轮、复杂的传动系统、润滑系统的设置，无中间转换环节，柱式转子501和盘式转子601直接作用于转子轴4上共同驱动叶轮旋转，旋转推力大，输出扭矩大、电机效率高，而且转速容易控制。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，促使各个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3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。

采用表贴式的永磁体磁瓦，能够避免在转子上开设通槽和较多的螺孔，减少了紧固件的使用，加工和装配也更加简单；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所示，所述柱式转子501的外圆周上设有若干轴向分布的磁瓦槽504，所述磁瓦槽504内分别嵌设所述第一永磁体磁瓦502，所述第一永磁体磁瓦502与所述磁瓦槽504之间均设置有胶层505。所述胶层505为涂覆的粘胶，所述粘胶为工业磁瓦粘结胶，具有较好的耐高温性能。

具体的，所述磁瓦槽504的周向内侧设有限位凸起506，所述第一永磁体磁瓦502的两侧分别设有与所述限位凸起506相适配的限位凹槽；所述磁瓦槽504的内周面还设有容纳所述粘胶的容置空间507。

所述限位凸起506和所述限位凹槽的设置能够进一步提高周向限位能力，能够避免所述第一永磁体磁瓦502在高速旋转过程中相对于所述柱式转子501晃动，稳定性和耐久性更好；所述容置空间507为设置在所述磁瓦槽内的起伏结构，使其能够容纳更多的粘胶，以保证粘结的牢固性，在装配粘合的过程中，也能够作为粘胶流动的通道。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦502和所述第二永磁体磁瓦602均为铁氧体磁瓦，所述第一永磁体磁瓦502为对称设置的多个，所述第二永磁体磁瓦602为环形盘结构。由于所述第二永磁体磁瓦602是位于所述盘式转子601的上端面，其不会轻易晃动和脱落。

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3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的轴向尺寸略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3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均通过平键与所述转子轴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组件；所述转子轴4与所述叶轮螺接固定，所述转子轴的端部还连接有联轴器。

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。

具体的结合图4和图5所示，所述磁瓦抱箍503为环形结构，具有连接端10和插入端11，所述连接端10具有容纳所述插入端11的渐变内腔；所述连接端10和所述插入端11的两侧分别设有连接片12，同侧的所述连接片12分别通过对拉螺栓13紧固连接。

采用这样的连接方式，便于所述磁瓦抱箍503的周向调整，使其能够抱紧若干所述第一永磁体磁瓦，所述连接片12和所述对拉螺栓13的设置用于固定所述磁瓦抱箍503，设置在轴向两侧避免与所述柱式定子铁芯或者定子绕组产生干涉。

实施例三：

本实施例提供了另一种电机布置的结构。

如图6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.表贴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，所述柱式转子的外圆周上设有若干磁瓦槽，每个所述磁瓦槽内均卡合并粘贴有第一永磁体磁瓦，所述第一永磁体磁瓦外周还设有磁瓦抱箍；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第二永磁体磁瓦；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。

2.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述磁瓦槽的周向内侧设有限位凸起，所述第一永磁体磁瓦的两侧分别设有与所述限位凸起相适配的限位凹槽；所述磁瓦槽与所述第一永磁体磁瓦之间均设置有胶层。

3.根据权利要求2所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述胶层为涂覆的粘胶，所述粘胶为工业磁瓦粘结胶；所述磁瓦槽的内周面还设有容纳所述粘胶的容置空间。

4.根据权利要求1所述的表贴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和所述第二永磁体磁瓦均为铁氧体磁瓦和/或钕铁硼磁瓦，所述第一永磁体磁瓦至少为对称设置的一对，所述第二永磁体磁瓦为环形盘结构或者多个扇形盘结构。

5.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述盘式转子组件为一个，或者设置在所述柱式转子组件轴向两端的一对。

6.根据权利要求1所述的表贴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。

7.根据权利要求1所述的表贴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不小于所述柱式转子组件的轴向尺寸。

8.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的深井泵，其特征在于，所述磁瓦抱箍为环形结构，具有连接端和插入端，所述连接端具有容纳所述插入端的渐变内腔；所述连接端和所述插入端的两侧分别设有连接片，同侧的所述连接片分别通过对拉螺栓紧固连接。

9.根据权利要求1所述的表贴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平键与所述转子轴连接，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，所述转子轴上还连接有多个联轴器。

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