本发明专利技术的目的是将大的轴向通道容纳于细长电机中，而并不牺牲它的扭矩密度和径向尺寸。它能够有提供有永磁体（12）的转子（11）和具有狭槽（15）的定子（13），该狭槽用于线圈（20A-c），该狭槽（15）通过齿（16、17）而分开，该电机包括不承载线圈（20A-c）的齿（17），该齿（17）提供有轴向通道（18、18'），该轴向通道凸出至齿（17）中并与护铁相邻，以使得通道（18、18'）的、在齿（17）内部的面积与通道（18、18'）的、在护铁中的面积相当或者甚至更大。通道用于穿过电机输送流体和其它物质，还用于集成马达保护器，该马达保护器可能在井下用途中需要。还提供了新颖的制造技术以及新概念。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求I的前序部分所述的电机、一种根据权利要求10所述的、用于电机的转子、以及一种根据权利要求15所述的制造方法。本专利技术特别涉及用于在有限径向空间中，例如在狭窄井或隧洞中使用的电机。根据本专利技术的电机的应用是油气勘探和抽取(井下)、总体钻井用途以及具有带轴向通道的紧凑定子是非常重要的的任意其它用途。
技术介绍
在井下应用中，通常需要通过电机来输送各种物质，例如岩石切屑、水、油等。有时还需要具有穿过电机的电缆。本领域的状态是使用转子和定子之间的间隙来输送流体，例如油，但是该间隙非常狭窄，因此流量不能很大。而且，固体颗粒或粘性流体不能通过这种 狭窄间隙来输送。因此，希望有一些穿过电机的额外通道。已经有多种这样的电机，其中，轴向通道集成在电机的铁芯中，但是在直接涉及能量转换的区域外部。为了容纳该通道，铁芯只有制成为更厚，因此增加了电机的直径。这种电机的实例在以下文献中介绍DE102007006856 (Al)西门子公司；GB986682 (A)阿尔斯通；US2006066159 池田；DE4103154 (Al)乌韦水下有限公司；JP9010155 (A)东京芝浦电气公司；以及US2007024129 (Al)西门子公司。已经公知在定子中提供通道用于冷却。GB986682示出了用于冷却定子的孔的典型构造。在该设计中，定子直径的相对较大部分用于冷却。这在期望较大质量的定子(用于机械稳定性)时很合适，但是通常在方法当用于具有较小直径的相对较长电机时，将导致气隙直径减小，并相应降低扭矩密度。在高扭矩电机中，优选是具有较大转子直径，以便有较长的扭矩臂，力施加在该扭矩臂上。同时，当电机的外径受到限制时，转子直径不能增加太大，原因是应当有用于定子叠片和绕组的足够空间。因此，设计人员的任务是找到最佳气隙直径。已建立方法的共有问题是没有最佳直径的气隙，原因是通道将占据在电机周边处的相当大空间，并减小可用于能量转换的区域。这可以在例如US2006066159和DE4103154中看到。在US2006066159中，通道布置在起作用材料的外部，因此没有获得最佳气隙直径。在DE4103154中，在定子的外部部分中的凹槽用作通道，也没有获得最佳的气隙直径。与US2006066159和DE4103154 (它们没有集成在定子齿中的通道)相反，在DE1090750 (BI)中，冷却通道集成在斜齿中。除了冷却之外，齿中的通道还用于拉平(leveling)磁阻。值得注意的是，在DE1090750 (BI)中，通道并不延长至护铁内，原因是几乎所有的损耗都认为在齿区域中，且通道的目的是除去由损耗产生的热量。在DE1090750 (BI)中所述类型的电机的特征在于轭铁(护铁)太厚，从而不能获得最佳气隙直径。在US6664692和N0324241中，护铁厚度由于使用了同心线圈设计的特殊构造和永磁体技术而被最小化。该技术特别有利于轴向通道的集成，原因是只有各第二齿承载线圈，且没有承载线圈的那些齿具有梯形形状。因此，提出的新概念利用专利US6664692和N0324241所述的技术作为基础和起点。目的本专利技术的主要目的是在细长电机中容纳相对较大的轴向通道，而并不牺牲它的扭矩密度和径向尺寸。特别是，本专利技术的目的是提供一种适合海上使用的、具有较高扭矩的井下电机。、还一目的是提供能够包括集成的保护器的定子通道。
技术实现思路
根据本专利技术的电机在权利要求I中介绍。电机的优选特征在权利要求2-9中介绍。根据本专利技术的、用于电机的转子在权利要求10中介绍。转子的优选特征在权利要求11-14中介绍。根据本专利技术的、用于电机的制造方法在权利要求15中介绍。制造方法的优选特征在权利要求16-21中介绍。具体地说，电机的新颖特征是有凸出至不承载线圈的齿中的轴向通道，该轴向通道与护铁相邻，其中，通道的、在齿内部的面积与通道的、在护铁中的面积相当或者甚至更大。这种电机可以设计成根据可用外径和给定轴向通道的要求而提供最佳的气隙直径。除了最佳气隙直径，转子结构还使得在电机中的磁场最大和有利于更高扭矩。最佳直径产生比现有技术电机显著更高的扭矩。特定转子设计还能够省略在转子中使用的层叠护铁。根据本专利技术的电机是永磁体同步电机(PMSM)，具有形成绕组的同心线圈。这意味着定子轭铁的厚度大大降低，并以较低体积提供较高扭矩。优选地，电机包括12个狭槽、6个线圈、6个承载线圈的齿以及6个不承载线圈的齿。通道的数目可以比6个更少，并不是没有承载线圈的全部齿都包含通道。优选地，电机包括6个或更少的、包含通道的齿。狭槽优选地通过非磁性或半磁性的狭槽楔形件来关闭。电机优选地至少局部填充有用于压力补偿的流体。电机的外壳优选是暴露于冷却流体中，该冷却流体在电机的内部循环。优选地，至少一些通道形成流动通路，该流动通路延伸穿过定子，用于输送流体，例如井流体。优选地，电机包括转子，该转子提供有用于提供内部流体循环的装置。优选地，至少一个通道用于容纳马达保护器。本专利技术特别适用于具有相对狭窄开口的井下用途。本专利技术能够设计具有高扭矩的电机，而并不要求会产生机械问题的长度。本专利技术还包括一种新颖的转子，该转子具有轴和安装在该轴上的永磁体，其中，磁体分段和根据特定图形来磁化，例如沿交替方向磁化。永磁体或永磁体段优选地安装在轴上。永磁体还优选地提供有防腐涂层。转子的轴优选地是空心的。最后，本专利技术包括一种用于电机的制造方法，其中，由叠片的主预装配堆垛和多个弧形段来装配定子。各段优选地用作护铁的一部分。优选地，制造方法包括首先将线圈装配至层叠堆垛的狭槽中，然后安装所述弧形段。 优选地，制造方法还包括在将线圈装配至主预装配堆垛中之前预先形成该线圈。优选地，制造方法还包括使用由径向堆垛叠片、轴向堆垛叠片、烧结磁性体或压实磁性粉末体制造的弧形段。由下面对示例实施例的说明将清楚本专利技术的进一步细节。附图说明下面将参考附图介绍本专利技术，附图中图I表示了电机的剖视图；图2A-F表示了通道的变化形式；图3A-C示意性地表示了不同形状的三个线圈；图4表示了具有宽通道的电机(a)没有壳体；(b)有壳体；(C)有空心轴；图5表示了在电机内部的油循环；图6表示了一半转子，它包括安装有永磁体的轴；图7表示了定子组件(变化形式I);图8表示了定子组件(变化形式2);以及图9表示了集成的马达保护器。具体实施例方式参考图1，图中示意性地表示了根据本专利技术的电机的第一实施例，其中起作用部分用剖视图表示，该电机具有至少三相，并包括承载永磁体12的转子11和承载相绕组的定子13。永磁体12优选地通过用于保持和保护永磁体12的层14而布置在转子11上。在所述电机中，定子齿并不需要相同。根据N0324241的定子齿构造将提供优点，但并不是必须的。绕组由线圈构成，各线圈延伸穿过相应对的定子狭槽15，并包围一个窄齿16，其中，并不承载任何线圈的相邻宽齿17包含轴向通道18。在所述电机中,狭槽15的数目为12个,窄齿16的数目为6个,宽齿17的数目为6个，通道18的数目为6个。在通常情况下，齿的数目能够进行不同选择，调节成适合速度需要。通道18的数目可以少于6个，原因是并不是没有承载线圈的所有齿17都包含通道18。容纳线圈的狭槽15通过狭槽楔形件19来关本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·M·胡苏姆，A·马特维夫，T·S·普里德，A·罗克，S·O·施托内斯，S·厄夫雷伯，
申请(专利权)人：智能电机股份公司，
类型：发明
国别省市：
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