[实用新型]两极永磁同步潜水电动机

说明书

技术领域

两极永磁同步潜水电动机，属于潜水电机技术领域。

背景技术

永磁同步电机由于其励磁结构是由永久磁铁来实现的，不需要定子额外提供励磁电流。因而电机的功率因数可以做得相当高（理论上可以达到1）。定子电流由于无功分量极低，所以定子电流也显著低于同极数、同容量异步电机，特别在高极数电机时更加明显，可以小25%-40%，因此可使定子铜耗降低30%-50%。由于转子无电流通过，因此不像异步电机那样，转子有电流，导致有损耗，这部分损耗，一般在异步电机中可占到总损耗的5~10%。因此永磁同步电机总损耗一般要比异步电机降低10%-20%。简单的讲，异步起动永磁同步电动机(Line-startPermanentMagnetSynchronousMotor,LSPMSM)就是在三相感应电动机的转子内放置永磁体，依靠阻尼转子绕组产生的异步转矩实现起动。正常运行时，由转子永磁磁极与定子绕组产生的旋转磁场相互作用，产生恒定转矩，电动机的转速为同步转速，此时转子阻尼绕组不再起作用。

井用潜水永磁电机，由于受井径的影响，外形结构均为细长型，即电机外径很小(一般不超过φ350)，这也使得电机内部的转子更细，而要保证转子具有一定得刚度，转子轴又不能太细，这也导致转子冲片内外径之间的空间非常紧张。而异步起动永磁同步电动机一方面需要异步起动能力，另一方面又需要维持同步运行的能力，这使得转子上同时存在起动鼠笼和永磁体。转子冲片的设计空间本来就小，又要在铁芯内设计镶嵌磁钢，使得结构变得尤为复杂，设计难度大大增加。

启动鼠龙与永磁体的位置设计存在较大的矛盾。由于转子永磁体的存在，导致其平均转矩-转差率曲线在低转速时出现一个较低的下凹点，一方面为了保证电机顺利起动(该种电机无法像普通异步电动机一样进行降压起动来限制起动电流)，较高的起动电流需要靠转子槽型的优化设计来抑制，另一方面，为了提高最小转矩而减少永磁体用量，需要增加定子绕组匝数，这使得制造成本和工时增加；同时，由于启动鼠笼绕组的存在，那么安放永磁体的空间受到限制，一方面如果启动鼠笼转子导条的截面孔过大、永磁体就要进一步向转轴靠近，永磁体没有得到充分的利用，需要增加更多永磁体厚度来保证电磁性能；另一方面如果鼠笼转子导条孔的截面过小，会使转子导条中中的电流过大，可能会使转子导条的发热量过大，就起不到异步起动的作用了。

同时由于受井径细的影响，所有井用潜水电泵均为两极泵，因此配套用井用潜水电机的设计也必须为两极电机，然而转子镶嵌的磁钢由于采用两极磁钢，也使得电磁方案设计更加困难，定子轭部磁力线比较密集，因此定子轭部比较容易饱和，这样我们就需要更加厚的轭部。但是在电机外形尺寸一定的情况下，如果轭部较厚放置铜线的空间就会较小；我们知道如果放置的铜少的话，会带来很多问题，比如说线负荷、定子铜耗、发热量、效率等等。磁力线走的路径比较长，如果磁场能量比较小的化漏磁相对比较大，因此需要更强的磁场能量。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种两极永磁同步潜水电动机，首次在井用潜水电机的方案设计中采用了两极极永磁方案，效率及功率因数较常规潜水电机国标，及国外各先进单位有较大提高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该两极永磁同步潜水电动机，包括固定在外壳内的定子和转子，转子内侧同轴固定有电机轴，其特征在于：所述转子是由多个磁钢构成的两极转子，极弧系数为0.85~0.89，转子包括多个轴向叠加的转子冲片，转子冲片的外圆周上均匀开设有多个启动杆固定孔，多个启动杆分别固定在启动杆固定孔内形成启动鼠笼，在启动杆固定孔径向内侧的转子冲片上设有多个N极磁钢固定槽和多个S极磁钢固定槽，其中多个N极磁钢固定槽和多个S极磁钢固定槽均成弧形排列，N极磁钢固定槽与S极磁钢固定槽对称设置在转子冲片的两侧，磁钢镶嵌固定在N极磁钢固定槽与S极磁钢固定槽内。

优选的，所述转子冲片的外径为110~115mm，内径为70~75mm，相邻S极磁钢固定槽之间的间距为1~1.3mm；相邻N极磁钢固定槽之间的间距为1~1.3mm。

优选的，所述转子冲片的外径为112mm，内径为72mm，相邻S极磁钢固定槽之间的间距为1.2mm；相邻N极磁钢固定槽之间的间距为1.2mm，启动杆固定孔的直径为5mm。

优选的，所述转子冲片上开设有五个N极磁钢固定槽与五个S极磁钢固定槽。

优选的，所述外壳两端封闭，在外壳内形成填充有冷却水的充水冷却腔，转子和定子均位于充水冷却腔内，冷却水内添加有防腐液。