CN220307061U - 一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，其包括机壳，机壳内设置有定子和转子，所述转子包括旋转轴，旋转轴通过滑动轴承与机壳转动连接，所述旋转轴上对应所述滑动轴承设置有散热叶轮，所述散热叶轮上沿径向设置有若干叶片，所述滑动轴承的内径上开设有润滑散热槽，滑动轴承上的内径与外径之间沿轴向开设有若干散热通孔。本实用新型可对滑动轴承实施强制对流冷却润滑，改变了传统以自然对流方式对滑动轴承进行润滑及散热的工作的形式，加速了滑动轴承与冷却介质的热换效率，改善了滑动轴承散热不良的问题，使本实用新型可以在每分钟3000‑6000转的转速内长期可靠运行，提高了电机的运行稳定性。

Description

一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机

技术领域

本实用新型涉及高速变频潜水电动机技术领域，尤其涉及一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机。

背景技术

当前，井用潜水异步电机大都使用工频50Hz，理论转速为3000r/min，实际转速为2850r/min左右。由于井用潜水电泵是按照井的内径来制造，一般的井径在150mm至300mm之间。由于井径的限制，导致潜水电泵每级的叶轮扬程被限制在8m-15m左右。为满足扬程需求，往往需要将几个到几十个叶轮串联起来，形成长度从几十厘米至四五米不等的叶轮组。高扬程的叶轮组级数多，叶轮组轴长，生产和组装费工费力、费原料，且级数越多，累积公差越大，影响质量稳定性，用户在安装时同样费时费力。

高速变频潜水异步电机通过特制的50Hz-100Hz变频器供电，其转速能够达到6000r/min，并可在3000-6000转之间任意调节。因泵的扬程与转速成二次方关系：，使用6000转变频高速潜水电机，配置原50Hz、3000转的叶轮，扬程将增加为原3000转时的4倍。同样扬程的井用潜水电泵用变频高速电机比普通异步井用电机减少了3/4的叶轮级数，有效缩短了水泵整机的长度，使得水泵的制造、安装及使用都很方便。

井用潜水异步电机通常采用的是滑动轴承，轴承依靠电机腔内的水为润滑剂，通过自然对流方式对滑动轴承润滑及散热。如提高电机的转速到6000转，滑动轴承的磨损和发热量将急剧增加，只依靠自然对流散热无法使其热量完全消散。而滑动轴承温度逐渐升高，将加速轴承的磨损，甚至产生烧轴瓦现象，导致电机不能正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，解决现有深井潜水泵高速变频潜水电动机在使用过程中滑动轴承散热不良，磨损加剧，易出现故障的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，包括机壳，机壳内设置有定子和转子，所述转子包括旋转轴，所述旋转轴上同轴固定设置有铁芯，旋转轴通过滑动轴承与机壳转动连接，其特征在于：所述旋转轴上对应所述滑动轴承设置有散热叶轮，所述散热叶轮上沿径向设置有若干叶片。

优选地，所述叶片为螺旋桨片，通过螺旋桨片的转动，形成冷却介质的强制对流动力。

优选地，所述叶片为弧形条状结构，相邻叶片之间形成有叶轮的出水口，叶轮中心对应滑动轴承延伸有环状入水口。

优选地，所述滑动轴承的内径上开设有润滑散热槽，所述润滑散热槽沿轴向贯穿滑动轴承的内径，在滑动轴承的内径上间隔形成若干用于冷却介质流通的槽口。

优选地，所述滑动轴承上的内径与外径之间沿轴向开设有若干散热通孔。

优选地，所述旋转轴对应滑动轴承的位置设置有轴套，作为与滑动轴承旋转滑动配合的摩擦副。

优选地，所述轴套为不锈钢材质，轴套表面设置有自润滑耐磨涂层。

优选地，所述滑动轴承固定在轴承座内，所述轴承座为一带座套筒，套筒内壁设置有固定滑动轴承的轴承位，所述轴承座的筒座端固定连接电机机壳，轴承座的套筒端延伸至散热叶轮处，形成冷却介质的流通通道。

优选地，所述轴承座的套座端设置有用于流通冷却介质的回流孔，所述回流孔连通电机腔。

优选地，所述滑动轴承的材质为石墨合金。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过在电机转子旋转轴上对应滑动轴承设置散热叶轮，对滑动轴承实施强制对流冷却润滑，改变了传统以自然对流方式对滑动轴承进行润滑及散热的工作的形式，加速了滑动轴承与冷却介质的热换效率，改善了滑动轴承散热不良的问题，使本实用新型可以在每分钟3000-6000转的转速内长期可靠运行，提高了电机的运行稳定性。滑动轴承上开设润滑散热槽及散热通孔，增大了滑动轴承的散热面积，进一步提升了冷区效率；带座套筒作为轴承座的设计，构成了冷却介质的循环冷却润滑通道，保障冷却效率的同时，形成了对于滑动轴承的精准冷却。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中转子的三维结构示意图。

图3为图2的局部平面示图。

图4为本实用新型中滑动轴承的结构示意图。

图5为图1中A处的放大结构示意图。

图中：10--机壳； 11--电机腔； 20--定子； 30--转子； 31--旋转轴； 32--铁芯；40--滑动轴承； 41--润滑散热槽； 42--散热通孔； 50--散热叶轮； 51--叶片； 52--入水口； 53--出水口； 60--轴套； 70--轴承座； 71--回流孔。

图中箭头所示为冷却介质的流动方向。

具体实施方式

如图1-5所示，一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，包括机壳10，机壳10内设置有定子20和转子30，所述转子30包括旋转轴31，所述旋转轴31上同轴固定设置有铁芯32，旋转轴31通过滑动轴承40与机壳10转动连接。使用时，所述定子20利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子，形成转子旋转轴31的旋转扭矩，作为水泵的动力源。

为改善旋转轴31与滑动轴承40之间的散热问题，在所述旋转轴31上对应滑动轴承40设置冷却润滑结构，使电机腔11内的冷却介质对滑动轴承40形成强制对流，改变传统以自然对流方式对滑动轴承40进行润滑及散热的工作的形式，加速滑动轴承40与冷却介质的热换效率，改善滑动轴承40散热不良的问题。具体地，所述冷却润滑结构包括设置与旋转轴31同轴设置的散热叶轮50，所述散热叶轮50可与旋转轴31同步转动，散热叶轮50上沿径向设置有若干叶片51。工作时，所述散热叶轮50与旋转轴31同步转动，散热叶轮50的叶片51将电机腔11内的冷却介质供向滑动轴承40，对滑动轴承40实施冷却润滑，有效避免滑动轴承40在电机高转速的情况下出现散热不良引起的电机故障。所述滑动轴承40的材质优选石墨合金。

作为优选，所述叶片51为螺旋桨片，通过螺旋桨片的转动，形成冷却介质的强制对流动力，实现滑动轴承40的冷却润滑。

作为另一种实施方式，如图2-3所示，所述叶片51为弧形条状结构，相邻叶片51之间形成叶轮的出水口53，叶轮中心对应滑动轴承40延伸出环状入水口52。叶轮转动时，弧形叶片51将冷却介质由进水口导入，并经由出水口53排出，对滑动轴承40冷却润滑。

在进一步地实施方式中，如图4所示，所述滑动轴承40的内径上开设有润滑散热槽41，所述润滑散热槽41沿轴向贯穿滑动轴承40的内径，在滑动轴承40的内径上间隔形成若干槽口，便于冷却介质流通，增强冷却介质的对流，提升热换效率。同时，槽口设计便于冷却介质填充于旋转轴31与滑动轴承40内径的配合间隙，利于形成优良润滑。

进一步地，在所述滑动轴承40上的内径与外径之间沿轴向开设若干散热通孔42，作为冷却介质的流通通道，所述散热通孔42增加了滑动轴承40的散热面积，并加大了冷却介质的流通通道，进一步提升了滑动轴承40的散热效率。

进一步地，如图1、5所示，所述旋转轴31对应滑动轴承40的位置设置有轴套60，作为与滑动轴承40旋转滑动配合的摩擦副，所述轴套60优选不锈钢，轴套60表面可设置自润滑耐磨涂层，提升轴套60耐磨性能，延长使用寿命，并确保配合精度。

进一步地，如图1、5所示，所述滑动轴承40固定在轴承座70内，所述轴承座70为一带座套筒，套筒内壁设置有固定滑动轴承40的轴承位，所述轴承座70的筒座端固定连接电机机壳10，轴承座70的套筒端延伸至散热叶轮50处，形成由散热叶轮50提供的冷却介质的流通通道。工作时，散热叶轮50带动电机腔11内的冷却介质进入，并在轴承座70套筒端的阻隔、导向作用下，流向滑动轴承40，对滑动轴承40进行精准的冷却润滑。

进一步地，如图5所示，所述轴承座70的套座端设置有用于流通冷却介质的回流孔71，所述回流孔71连通电机腔11，流经轴承润滑散热槽41及散热通孔42的冷却介质可通过回流孔71，回流至电机腔11，形成冷却介质的循环冷却润滑通道，进一步提升了滑动轴承40的散热效率。

以上公开的仅为本专利的具体实施例，但本专利并非局限于此，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，做出的变形应视为属于本实用新型保护。

Claims (10)

1.一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，包括机壳（10），机壳（10）内设置有定子（20）和转子（30），所述转子（30）包括旋转轴（31），所述旋转轴（31）上同轴固定设置有铁芯（32），旋转轴（31）通过滑动轴承（40）与机壳（10）转动连接，其特征在于：所述旋转轴（31）上对应所述滑动轴承（40）设置有散热叶轮（50），所述散热叶轮（50）上沿径向设置有若干叶片（51）。

2.根据权利要求1所述的一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，其特征在于：所述叶片（51）为螺旋桨片，通过螺旋桨片的转动，形成冷却介质的强制对流动力。

3.根据权利要求1所述的一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，其特征在于：所述叶片（51）为弧形条状结构，相邻叶片（51）之间形成有叶轮的出水口（53），叶轮中心对应滑动轴承（40）延伸有环状入水口（52）。

4.根据权利要求1所述的一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，其特征在于：所述滑动轴承（40）的内径上开设有润滑散热槽（41），所述润滑散热槽（41）沿轴向贯穿滑动轴承（40）的内径，在滑动轴承（40）的内径上间隔形成若干用于冷却介质流通的槽口。

5.根据权利要求1所述的一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，其特征在于：所述滑动轴承（40）上的内径与外径之间沿轴向开设有若干散热通孔（42）。

6.根据权利要求1所述的一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，其特征在于：所述旋转轴（31）对应滑动轴承（40）的位置设置有轴套（60），作为与滑动轴承（40）旋转滑动配合的摩擦副。

7.根据权利要求6所述的一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，其特征在于：所述轴套（60）为不锈钢材质，轴套（60）表面设置有自润滑耐磨涂层。

8.根据权利要求1所述的一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，其特征在于：所述滑动轴承（40）固定在轴承座（70）内，所述轴承座（70）为一带座套筒，套筒内壁设置有固定滑动轴承（40）的轴承位，所述轴承座（70）的筒座端固定连接电机机壳（10），轴承座（70）的套筒端延伸至散热叶轮（50）处，形成冷却介质的流通通道。

9.根据权利要求8所述的一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，其特征在于：所述轴承座（70）的套座端设置有用于流通冷却介质的回流孔（71），所述回流孔（71）连通电机腔（11）。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种适用于深井潜水泵的高速变频异步潜水电动机，其特征在于：所述滑动轴承（40）的材质为石墨合金。