專利名稱：稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，是一種超高效稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，主要用于永磁體的同步電動(dòng)機(jī)和油田抽油機(jī)專用電動(dòng)機(jī)，其組成包括定子、轉(zhuǎn)子。
目前，油田現(xiàn)有抽油機(jī)所使用的電動(dòng)機(jī)均為Y系列異步電動(dòng)機(jī)和高滑差電動(dòng)機(jī)。Y系列異步電動(dòng)機(jī)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作性能可靠、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。但是由于油田用的抽油機(jī)，其負(fù)荷變化很大，上抽時(shí)的最大負(fù)荷可達(dá)額定的3～4倍，而下沖時(shí)負(fù)荷很小，甚至出現(xiàn)發(fā)電機(jī)狀態(tài)。而經(jīng)常工作用的平均負(fù)荷僅為額定負(fù)荷的25％左右。因此，異步機(jī)在工作時(shí)效率與功率因數(shù)很低，一般在0.2～0.4左右，耗電大，并且要選用大功率電動(dòng)機(jī)，而工作在1/4負(fù)荷，形成大馬拉小車，增大了設(shè)備容量及設(shè)備費(fèi)用。由于功率因數(shù)太低，造成電流過(guò)大，使電網(wǎng)損耗及變壓器容量過(guò)大，為了減少無(wú)功損耗，常用工業(yè)電容進(jìn)行補(bǔ)償，增加了設(shè)備費(fèi)用；而高滑差電機(jī)及微控調(diào)速電機(jī)，因效率不高，費(fèi)用過(guò)大，實(shí)際在油田使用意義不大；我們過(guò)去研制的，已公布的90204588.1和97228739.6號(hào)專利所提出的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)子邊鼠籠的內(nèi)側(cè)鑲?cè)氪配?，改變?cè)瓉?lái)靠定子邊繞組的勵(lì)磁電流勵(lì)磁為轉(zhuǎn)子邊永磁磁場(chǎng)勵(lì)磁，改異步電機(jī)為同步電機(jī)，達(dá)到大量減少勵(lì)磁電流及轉(zhuǎn)子邊的銅、鐵損耗，大幅度提高功率因數(shù)(增加30％)和效率(增加5～9％)，降低了電機(jī)的溫升(下降40℃)。雖然能解決功率因數(shù)過(guò)低的問(wèn)題，但其空載損耗大，起動(dòng)力矩不夠大，往往出現(xiàn)起動(dòng)困難節(jié)電率不高的現(xiàn)象。
為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出了一種超高效稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，由于改變了轉(zhuǎn)子磁鋼槽的結(jié)構(gòu)，改變了定子鐵心的結(jié)構(gòu)，并采用了高導(dǎo)磁、低損耗硅鋼片和高磁能積、高矯頑力釹鐵硼材料。解決了空載損耗大，起動(dòng)力矩不夠大的問(wèn)題，和在起動(dòng)力矩大，負(fù)荷變化大，平均工作負(fù)荷很小的工作狀況下的電動(dòng)機(jī)節(jié)電問(wèn)題。
本實(shí)用新型超高效稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，由定子與轉(zhuǎn)子兩部分組成，定子部分包括機(jī)殼(1)、定子鐵心(2)、定子繞組(3)、空氣隙(4)、轉(zhuǎn)子部分包括轉(zhuǎn)子鐵心(5)、轉(zhuǎn)子起動(dòng)籠槽(6)、轉(zhuǎn)子磁鋼槽(7)、磁鋼切向部分(8)、磁鋼縱向部分(9)、轉(zhuǎn)子軸(10)；其特征在于定子鐵心(2)選用斜槽結(jié)構(gòu)，定子部分通過(guò)三相定子繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，吸引轉(zhuǎn)子小磁場(chǎng)，牽入同步后，轉(zhuǎn)子以同步速運(yùn)行，改善電極的啟動(dòng)效能；轉(zhuǎn)子磁鋼槽(7)采用T型結(jié)構(gòu)，橫槽長(zhǎng)于縱槽，對(duì)稱分布于轉(zhuǎn)子軸(10)的外側(cè)。每個(gè)磁鋼槽放置三塊磁鋼，切向(8)一塊，為切向勵(lì)磁稱分布于轉(zhuǎn)子軸(10)的外側(cè)。每個(gè)磁鋼槽放置三塊磁鋼，切向(8)一塊，為切向勵(lì)磁且為并聯(lián)磁路?？v向(9)兩塊磁鋼，對(duì)稱相隔分布在槽的兩端為徑向勵(lì)磁，串聯(lián)磁路形成復(fù)合磁路。由于此復(fù)合勵(lì)磁磁路無(wú)隔離槽，故漏磁小，大大提高了磁鋼的利用率與每極下的磁通量，并且可以利用并聯(lián)、串聯(lián)磁鋼匹配，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
斜槽結(jié)構(gòu)的定子鐵心(2)采用高導(dǎo)磁、低損耗硅鋼片疊壓而成。
磁鋼選用高磁能積、高矯頑力釹鐵硼(NdFeB33SH以上)。工作溫度不低于150℃，表面用鍍彩鋅保護(hù)；在電機(jī)外殼上設(shè)計(jì)了軸承注油孔，可直接加入潤(rùn)滑油，使用維修方便。


圖1實(shí)施例電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖2定子斜槽示意圖圖3軸承注油孔示意圖1-機(jī)殼 2-定子鐵心 3-定子繞組 4-空氣隙 5-轉(zhuǎn)子鐵心 6-轉(zhuǎn)子起動(dòng)籠槽7-轉(zhuǎn)子 T型磁鋼槽 8-磁鋼切向部分 9-磁鋼縱向部分 10-轉(zhuǎn)子軸11-切向磁路 12-徑向磁路 13-磁性槽楔 14-機(jī)座 15-機(jī)座腳 16-接線盒17-引線孔 18-軸承注油孔本實(shí)用新型將結(jié)合實(shí)施例(附圖)作進(jìn)一步描述本實(shí)施例提供的超高效稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，針對(duì)抽油機(jī)的特點(diǎn)，在原有稀土永磁高效節(jié)能同步電動(dòng)機(jī)(專利號(hào)97228739.6)的基礎(chǔ)上作了大量的改進(jìn)，性能有很大提高。機(jī)殼(1)采用我國(guó)應(yīng)用最廣的Y系列異步電動(dòng)機(jī)的型譜、機(jī)座號(hào)和安裝尺寸，但不采用開啟式。為此，能直接代替異步電動(dòng)機(jī)；定子鐵心(2)選用斜槽結(jié)構(gòu)，并用高導(dǎo)磁、低損耗硅鋼片疊壓而成，也可用直槽加磁性糟楔，三相繞組Y連接；轉(zhuǎn)子鐵心選用高導(dǎo)磁、低損耗硅鋼片疊壓而成。起動(dòng)籠采用深槽或直槽，鑄鋁截面積大于原鼠籠槽；磁鋼槽位于起動(dòng)籠內(nèi)側(cè)，采用T形結(jié)構(gòu)，橫槽長(zhǎng)于縱槽，宜選用多級(jí)，閉口式；磁鋼選用高磁能積、高矯頑力釹鐵硼(NdFeB33SH以上)。工作溫度不低于150℃，表面用鍍彩鋅保護(hù)；磁鋼插入磁鋼槽有專用工藝，保證磁性正確，端面用環(huán)氧膠灌封；接線盒選用全密封插入鎖緊式，便于更換；軸承選用高精度油封軸承，有注油孔在機(jī)殼外，可直接加入潤(rùn)滑油，不必停機(jī)加油，便于使用。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于由于磁鋼槽采用T型結(jié)構(gòu)，定子鐵心采選用斜槽結(jié)構(gòu)，大大提高了磁鋼的利用率與每極下的磁通量。并且可以利用并聯(lián)、串聯(lián)磁鋼匹配，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比漏磁小、磁通量大，可以獲得單位磁鋼的最大利用率，提高了電機(jī)的力能指標(biāo)和最大輸出功率。
在冀東油田、大港油田實(shí)際使用時(shí)測(cè)定，節(jié)電率達(dá)到20％～40％，提高功率因數(shù)達(dá)40％～80％，解決了大馬拉小車問(wèn)題，節(jié)省了抽油成本及設(shè)備費(fèi)用，具體數(shù)據(jù)如下

注1、超高效稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)指本實(shí)用新型提出的超高效稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)。2、稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)97228739.6提出的同步電動(dòng)機(jī)超高效稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)在抽油機(jī)上應(yīng)用

由上述表格可以看出本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、節(jié)電20％以上；2、效率高在0.94％～0.97％；3、比率因數(shù)高0.95％～0.99％；4、空載損耗小，僅為額定值的2％～3％；5、啟動(dòng)力矩大，過(guò)載能力強(qiáng)。達(dá)3倍以上。
權(quán)利要求1.一種稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，由定子與轉(zhuǎn)子兩部分組成，定子部分包括機(jī)殼(1)、定子鐵心(2)、定子繞組(3)、空氣隙(4)、轉(zhuǎn)子部分包括轉(zhuǎn)子鐵心(5)、轉(zhuǎn)子起動(dòng)籠槽(6)、轉(zhuǎn)子磁鋼槽(7)、磁鋼切向部分(8)、磁鋼縱向部分(9)、轉(zhuǎn)子軸(10)；其特征在于轉(zhuǎn)子磁鋼槽(7)采用T型結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于定子鐵心(2)選用斜槽結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)子磁鋼槽(7)的T型結(jié)構(gòu)，可以設(shè)計(jì)為橫槽長(zhǎng)于縱槽，并對(duì)稱分布于轉(zhuǎn)子軸(10)的外側(cè)。
4.如權(quán)利要求1或3所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于置入T型磁鋼槽中的磁鋼，可以設(shè)計(jì)成三塊，切向(8)一塊，縱向(9)兩塊磁鋼，對(duì)稱相隔分布在槽的兩端為徑向勵(lì)磁。
5.如權(quán)利要求2所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于斜槽結(jié)構(gòu)的定子鐵心(2)采用高導(dǎo)磁、低損耗硅鋼片疊壓而成。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于磁鋼選用高磁能積、高矯頑力釹鐵硼(NdFeB33SH以上)，工作溫度不低于150℃，表面用鍍彩鋅保護(hù)。
7.如權(quán)利要1所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于在電機(jī)外殼上設(shè)計(jì)軸承注油孔(18)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種超高效稀土永磁同步電動(dòng)機(jī),主要用于永磁體的同步電動(dòng)機(jī)和油田抽油機(jī)專用電動(dòng)機(jī)。其特征在于:定子鐵心選用斜槽結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子磁鋼槽采用T型結(jié)構(gòu),解決了空載損耗大,起動(dòng)力矩不夠大的問(wèn)題,和在起動(dòng)力矩大,負(fù)荷變化大,平均工作負(fù)荷很小的工作狀況下的電動(dòng)機(jī)節(jié)電問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)在于:大大提高了磁鋼的利用率與每極下的磁通量。并且可以利用并聯(lián)、串聯(lián)磁鋼匹配,進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比漏磁小、磁通量大,可以獲得單位磁鋼的最大利用率,提高了電機(jī)的力能指標(biāo)和最大輸出功率。
文檔編號(hào)H02K1/16GK2419729SQ00226188
公開日2001年2月14日 申請(qǐng)日期2000年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月13日
發(fā)明者蔣宗榮, 蔣肖鋒 申請(qǐng)人:蔣宗榮