[发明专利]双环形旋转热管冷却转子的永磁同步电动机

说明书

技术领域

本发明是一种双环形旋转热管冷却转子的永磁同步电动机，其涉及一种应用于机械设备中的电动机，特别是涉及一种双环形旋转热管冷却转子的永磁同步电动机。

背景技术

在永磁同步电动机中，由于转子与定子磁场同步旋转，常忽略转子中的涡流损耗。实际上，定子齿槽效应、绕组磁动势的非正弦分布和绕组中的谐波电流所产生的谐波磁动势也会在转子永磁体和转子磁轭中引起涡流损耗。尽管与定子铜损和铁损相比，转子涡流损耗很小，但是，转子散热条件不好，涡流损耗可能引起很高的温升，从而引起永磁体退磁。与小功率电动机所采用的铁氧体永磁材料相比，大功率电动机所采用的钕铁硼永磁材料，具有较大的电导率和较低的居里温度，更容易使永磁同步电动机因永磁体退磁而报废。

永磁同步电动机中的表贴式转子是一种成熟的技术，瓦片形的永磁体粘贴在转子表面，转子磁轭与转轴之间有环形空腔，转子磁轭截面积较小，所产生的涡流损耗也较小，但是转子永磁体和转子磁轭所产生的热量很难通过转轴传导。防护等级较高，特别是要求防爆的电动机，其转子和定子绕组均封闭在密闭的空间中，转子散热条件更加恶劣。

表贴式转子适用于低转速大转矩的电动机，例如油田螺杆泵抽油机的直驱式永磁同步电动机。表贴式转子在转子永磁体的外表面安装非磁性金属护套后，消除离心力对转子永磁体的粘结强度影响，可以使表贴式转子适用于高转速的电动机，例如驱动水泵和风机的永磁同步电动机。通用型电动机的输出轴是实芯轴，而油田螺杆泵抽油机的驱动电动机必须是空芯轴，使螺杆泵的光杆从电动机转轴的中间通孔穿过。

作为油田的主要节电措施，单螺杆泵抽油机正在逐步的取代游梁式抽油机。螺杆泵抽油机的驱动方式也由交流异步电动机的皮带传动方式向永磁同步电动机的直驱传动方式转变。目前已经有直驱式永磁同步电动机的螺杆泵驱动装置在使用，直驱式永磁同步电动机直接与螺杆泵的光杆相联连，不需要采用减速器，所以无传动损耗，属于高效节能电动机。螺杆泵抽油机位于野外，并且要求防爆防尘。由于低转速下电动机转子风扇的冷却效果不理想，目前正在运行中的电动机均采用全封闭自然风冷却方式，存在转子永磁体散热不良的问题。

用于驱动水泵和风机等高转速设备的永磁同步电动机，虽然电动机转子风扇可以冷却永磁同步电动机的机座，却无法直接冷却转子永磁体，而高转速时转子永磁体和转子磁轭涡流损耗所产生的热量更大，转子散热条件十分恶劣。

发明内容

本发明的目的是克服普通永磁同步电动机转子散热条件不好，容易因永磁体退磁而报废的缺陷，提供一种双环形旋转热管冷却转子的永磁同步电动机。本发明的实施方案如下：

本发明总的特征是双环形旋转热管冷却转子的永磁同步电动机由基座端盖部件、机座部件、冷却端盖部件、转子部件和防护部件组成。基座端盖部件和冷却端盖部件分别安装在机座部件的两端，转子部件安装在基座端盖部件、机座部件和冷却端盖部件的轴线上，防护部件安装在冷却端盖部件和转子部件上。

双环形旋转热管冷却转子的永磁同步电动机用于驱动螺杆泵抽油机时，螺杆泵抽油机的光杆垂直于地面，光杆下端与螺杆泵联接，光杆上端从转轴的中间通孔穿过，通过方夹子与转轴的输出轴键槽联接，基座端盖部件则安装在封井器上。

双环形旋转热管冷却转子的永磁同步电动机作为通用型电动机时，转轴的输出轴键槽与负载设备联接。立式安装方式，通过基座端盖部件安装在设备上。卧式安装方式，在机座上加工有底脚，通过底脚安装在设备上。

转子部件由转子焊接件、轴承、永磁体磁钢、转子密封环、和双环形旋转热管冷却器组成。转子焊接件由转轴、转子端板、转子磁轭、转轴套管焊接在一起。用于抽油机电动机的转轴是空芯轴，通用型电动机的转轴是实芯轴。

转轴外表面依次有轴肩焊接环、转轴凸榫、转轴焊接环，在转轴的一端有输出轴键槽。沿转轴外表面的圆周依次分布若干个转轴凸榫，转轴凸榫是长条形凸台，各个转轴凸榫之间是回液槽。

转子端板是圆环形，转子端板中心孔旁边有一个小通孔，注液管通过该通孔与转子端板焊接在一起。转轴套管是圆筒形，一端有一个套管端环。转子磁轭是圆筒形，永磁体磁钢是瓦片形。