一种单元组合式永磁同步电动机组成的超细长结构电机，将传统超细长比结构的电机分成若干常规细长比的单元组合式永磁同步电动机并联运行；各单元电机能够单独存在并可以任意组合，实现了机械和电磁完全独立。系统可以根据需要的转矩选择单元电机台数。本发明专利技术电机上下两端盖分别装有扶正轴承和推力轴承；定子铁芯通过冲片凹槽焊接技术叠压成型；转子由多个转子扇形块拼接成型；转轴为非导磁材料；永磁体为矩形块内置式切向结构；相邻两电机在连接时有圆柱凸台导向和止口定位。本发明专利技术很好的解决了传统超细长比电机细长结构加工工艺难的问题，并充分利用了永磁同步电动机低速大转矩的特点，可以广泛应用到管道电机系统和潜油螺杆泵系统中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于特殊机械装备的一种驱动电机，特别涉及一种永磁同步电动机。
技术介绍
随着装备制造业的发展，机械装备对其驱动电机的要求越来越高；特别是特殊结构电机的应用，其中以超细长比(电机细长比大于1 :20)结构的低速大转矩永磁同步电动机在管道电机系统和潜油螺杆泵系统中的应用尤为突出。近年来，永磁同步电动机技术的成熟取代了异步电机加齿轮减速的传统机构，实现了低速大转矩直驱的要求，成功避免了异步电机加齿轮减速系统效率低、功率因数低的缺陷。传统的潜油螺杆泵电动机普遍采用细长结构的两极三相鼠笼式异步电动机，其定子由非磁性物隔开的多段铁芯组成，没有实现机械结构完全独立。长期的工程实践表明这种异步电机存在各段转子功率分配不均、转差率不同等问题，大大缩短了电机的寿命。针对超细长比结构异步电机的诸多问题，人们一直在探寻解决方案，直到永磁同步电动机的大范围推广。专利号为201020140638. 2，名称为直驱式电动潜油螺杆泵。此专利取消了减速器和减速器保护器，采用永磁电机直接驱动， 提高了机械效率，延长了检泵周期。但是所述永磁电机的细长结构，其细长比高达1 :50，甚至更高；电机下线只能采用人工穿线的方法，制造工艺相当困难；并且超细长转轴表面形位公差很难控制，不便于批量化生产。专利号为201010253462. 6，名称是潜油直驱永磁电机。此专利介绍了应用在潜油螺杆泵上的一种特殊永磁电机结构，定子采用斜槽，永磁体采用表贴式；提到此潜油直驱永磁电机含有至少两台永磁电机，各永磁电机的相同一相线圈绕组串行连接在一起；但如果其中一台永磁电机一相绕组发生故障则整个潜油直驱永磁同步电机全部停止工作，没有实现各永磁电机电磁完全独立。另外，串联运行的电机系统对电源电压等级要求较高；当串行电机达到一定数量时，甚至无法实现正常供电。以上所述电机均对超细长比电机结构进行了分解处理，但侧重点各有不同，没有实现机械和电磁上的真正解耦。
技术实现思路
本专利技术为解决超细长比电机结构工艺制造难以实现的问题，提供一种单元组合式永磁同步电动机构成超细长结构电机，将传统超细长比结构的电机分成若干常规细长比 (电机细长比小于1 :5)的单元组合式永磁同步电动机(下文均简称为单元电机)并联运行； 系统可以根据需要的转矩选择单元电机台数，总输出转矩为各单元电机输出转矩之和。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种单元组合式永磁同步电动机组成的超细长结构电机，由各自独立的单元组合式永磁同步电动机同方向依次安装在钢管中所组成，各单元电机三相绕组并联运行，其特征在于单元组合式永磁同步电动机的转轴上沿径向从内向外依次安装有转子和定子铁芯，定子铁芯两端分别固定安装有上端盖和下端盖，上端盖通过扶正轴承与转轴连接，下端盖通过推力轴承与转轴连接，定子铁芯上安装有定子绕组，定子绕组端部嵌有温度传感器元件，并且定子绕组的电源通过热敏开关与航空插座连接，三相交流电源线两端分别连接在航空插座的公母接头上，航空插座的公母接头分别安装在上端盖和下端盖的两个端面上。所述单元组合式永磁同步电动机的轴向长度< lm。转轴、上端盖和下端盖均采用非导磁材料制成。上端盖和下端盖分别通过紧固螺钉固定在定子铁芯两端，并有拉紧螺栓分别将上端盖和下端盖拉紧。转子由多个转子扇形块拼接成型，转子扇形块通过螺钉直接固定在转轴上，相邻转子扇形块之间安装有永磁体。永磁体采用矩形块内置式切向结构。定子铁芯的定子冲片轭部外侧开有供三相交流电源线走线的外缘凹槽。 定子铁芯外表面涂有热敏变色油漆层。转轴的两端分别设置有相对应的凹槽和凸台，上端盖和下端盖的端面上分别设置有相对应的圆柱凸台和圆柱凹槽，并且两端面上还设置有止口。本专利技术的优点及效果为单元组合式永磁同步电动机能够单独存在并可以任意组合，实现了机械和电磁完全独立；很好地解决了超细长比结构电机的制造、运行以及维修问题。附图说明图1为单元组合式永磁同步电动机的结构示意图； 图2为单元组合式永磁同步电动机的径向截面图； 图3为单元组合式永磁同步电动机的装配连接示意图； 附图标记说明1.上端盖、2.扶正轴承、3.转轴、4.转子、5.定子铁芯、6.推力轴承、7.下端盖、8.热敏开关、9.拉紧螺栓、10.螺钉、11.三相交流电源线、12.转子扇形块、13.定子绕组、14.外缘凹槽、15.永磁体、16.航空插座、17.圆柱凸台、18.凹槽、19.止口、20.紧固螺钉、21.凸台、22.圆柱凹槽。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。如图1、2所示，单元组合式永磁同步电动机的转轴3上沿径向从内向外依次安装有转子4和定子铁芯5，定子铁芯通过冲片外缘凹槽14焊接技术叠压成型，转轴3采用非导磁材料制成。该单元组合式永磁同步电动机无机壳，轴向长度在Im以下，定子铁芯5通过外缘凹槽14焊接成型后在两端各加工一个台阶分别与上端盖1和下端盖7配合，充当普通电机机壳作用，上端盖1和下端盖7均采用非导磁材料制成。上端盖1和下端盖7由紧固螺钉20固定在定子铁芯5两端，并有拉紧螺栓9分别将上端盖1和下端盖7拉紧。由于此单元组合式永磁同步电动机多是垂直放置，所以选用推力轴承6与下端盖7配合，承受转轴 3轴向载荷；另选用扶正轴承2与上端盖1配合，保证气隙均勻。本实施例中转子4是由转子扇形块12拼接成型，靠螺钉10紧固在转轴3上，相邻转子扇形块12之间安装有永磁体 15，永磁体15采用矩形块内置式切向结构。单元组合式永磁同步电动机的径向截面图如图2所示，本实施例中采用对槽/8 极配合；安装在定子铁芯5上的定子绕组13采用单层直槽配合，大大降低了定子绕组13的4下线工艺难度；转子侧，通过转子扇形块12的特殊形状拼接构成非均勻气隙，能很好的改善单元组合式永磁同步电动机的性能参数曲线。定子铁芯5的冲片轭部开有外缘凹槽14供三相交流电源线11走线，本实施例中三相交流电源线11两端分别与安装在上端盖1和下端盖7两端面上的航空插座16公母接头相连接。定子铁芯5上安装有定子绕组13，定子绕组13端部嵌有温度传感器元件，并且定子绕组13的电源通过热敏开关8接在航空插座16上，并起到过载热保护作用，当过载温升过高时自动将该单元组合式永磁同步电动机从端部航空插座16上切除。另外，在定子铁芯5外表面涂有热敏变色油漆，当温升过高时油漆自动变色，维修时能够直观识别故障单元并及时替换。单元组合式永磁同步电动机的装配连接示意图如图3所示，此单元组合式永磁同步电动机能够单独存在并可以任意组合。在转轴3的两端分别设置有相对应的凹槽18和凸台21，上端盖1和下端盖7的端面上分别设置有相对应的圆柱凹槽22和圆柱凸台17，两端盖的端面边缘还设置有止口 19。在装配超细长结构电机时，每个单元组合式永磁同步电动机按照规定的方向依次装入细长钢管中，相邻两单元组合式永磁同步电动机先调整转轴 3端部的凹槽18和凸台21对接嵌入，再由圆柱凸台17、圆柱凹槽18进行导向，相邻两台单元组合式永磁同步电动机的航空插座16公母接头自动对接，最后由止口 19定位，各单元电机三相绕组并联运行，完成各单元组合式永磁同步电动机的机械和电磁重组，并最终组成完整的超细长结构电机。权利要求1.一种单元组合式永磁同步电动机组成的超细长结构电机，由各自独立的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种单元组合式永磁同步电动机组成的超细长结构电机，由各自独立的单元组合式永磁同步电动机同方向依次安装在钢管中所组成，各单元电机三相绕组并联运行，其特征在于：单元组合式永磁同步电动机的转轴（３）上沿径向从内向外依次安装有转子（４）和定子铁芯（５），定子铁芯（５）两端分别固定安装有上端盖（１）和下端盖（７），上端盖（１）通过扶正轴承（２）与转轴（３）连接，下端盖（７）通过推力轴承（６）与转轴（３）连接，定子铁芯（５）上安装有定子绕组（１３），定子绕组（１３）端部嵌有温度传感器元件，并且定子绕组（１３）的电源通过热敏开关（８）与航空插座（１６）连接，三相交流电源线（１１）两端分别连接在航空插座（１６）的公母接头上，航空插座（１６）的公母接头分别安装在上端盖（１）和下端盖（７）的两个端面上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯桂宏，张炳义，刘忠奇，李庆旭，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：89
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