[發(fā)明專利]高壓永磁同步自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010106034.0
• 申請(qǐng)日: 2010-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102148553A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 楊森
• 主分類號(hào): H02K21/12
• 分類號(hào): H02K21/12;H02K9/08;H02K9/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高壓永磁同步自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，特別是一種工作電壓涵蓋3KV、6KV、10KV，功率范圍涵蓋120KW～2000KW的封閉的高壓永磁同步自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

在交流電網(wǎng)上，現(xiàn)在廣泛使用交流異步電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)工作機(jī)械。交流異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、壽命長(zhǎng)、成本低、保養(yǎng)維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。但是，與同步電動(dòng)機(jī)相比，其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生需從電網(wǎng)吸取無(wú)功功率，故功率因數(shù)低，尤其在輕載時(shí)該缺欠更為明顯，這就大大增加了線路和電網(wǎng)的損耗。長(zhǎng)期以來(lái)，在不要求調(diào)速的場(chǎng)合，仍然使用著占有主導(dǎo)地位的異步電動(dòng)機(jī)，例如風(fēng)機(jī)、水泵、普通機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，無(wú)形中損失了大量電能。

上個(gè)世紀(jì)90年代中期，大功率變頻調(diào)速技術(shù)日益成熟，在大功率異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速節(jié)能方面都做出了突出的貢獻(xiàn)。但變頻技術(shù)只有在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或負(fù)載需要變動(dòng)時(shí)才具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，在額定狀態(tài)下，并無(wú)節(jié)能效果，并且變頻調(diào)速裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因價(jià)格昂貴，故障率高等缺陷制約了變頻技術(shù)在大功率電動(dòng)機(jī)的推廣和使用。

同步電動(dòng)機(jī)最顯著的優(yōu)點(diǎn)是效率高，功率因數(shù)高。其缺點(diǎn)是電網(wǎng)電壓下不能自行起動(dòng)，且因?yàn)檗D(zhuǎn)子有勵(lì)磁繞組而需要滑環(huán)、電刷而使轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在轉(zhuǎn)子上增加異步起動(dòng)繞組，雖然能夠做到自起動(dòng)，但由于受到轉(zhuǎn)子自身?xiàng)l件的限制，起動(dòng)電流往往很大，且使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。

實(shí)心轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)與普通異步電動(dòng)機(jī)相同，而其轉(zhuǎn)子為實(shí)心磁極圓柱或圓筒，它既是磁路的鐵心部分，又兼做電路的繞組，二者合為一體。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于集膚效應(yīng)的影響，轉(zhuǎn)子電流(渦流)和磁通主要集中在轉(zhuǎn)子表面較薄的滲透層內(nèi)，由于此滲透層較薄，且為鐵磁材料，故產(chǎn)生較大的表層電阻，致使電動(dòng)機(jī)有較小的起動(dòng)電流和接近于最大轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。但實(shí)心轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是效率低，功率因數(shù)不高。

永磁同步自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的誕生，克服了以上各種電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)，用永磁體替代電激磁磁極，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，消除了原來(lái)轉(zhuǎn)子所需的滑環(huán)、電刷，實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷結(jié)構(gòu)，縮小了轉(zhuǎn)子體積；省去了激磁直流電源，消除了激磁損耗。但由于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)直軸磁場(chǎng)去磁效應(yīng)的影響和定子、轉(zhuǎn)子散熱條件不好等原因，造成轉(zhuǎn)子磁鋼退磁現(xiàn)象嚴(yán)重，限制了它在高壓(即高電壓)大功率下使用該永磁同步電動(dòng)機(jī)受到限制。同時(shí)，現(xiàn)有的永磁同步電動(dòng)機(jī)封閉性能差，在一些環(huán)境要求高的條件下易產(chǎn)生較大的磨損或易引起事故發(fā)生。中國(guó)專利申請(qǐng)：200710072280.7“大功率高壓實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸徑向通風(fēng)系統(tǒng)”，公開(kāi)了一種在實(shí)心轉(zhuǎn)子的內(nèi)圓表面上開(kāi)有多條通風(fēng)槽道，在通風(fēng)槽道的底端面與實(shí)心轉(zhuǎn)子的外圓表面之間開(kāi)有多個(gè)轉(zhuǎn)子通風(fēng)通孔，在定子的內(nèi)圓表面與外圓表面之間開(kāi)有多個(gè)定子通風(fēng)通孔的設(shè)計(jì)方案，可以有效降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的溫升，延長(zhǎng)永磁體及整個(gè)電機(jī)的工作壽命，從而加強(qiáng)了電機(jī)的過(guò)負(fù)載能力。但其不能降低所述電機(jī)軸的溫度，定子與轉(zhuǎn)子上的通風(fēng)槽與通風(fēng)通孔不能時(shí)時(shí)對(duì)正，通風(fēng)氣流不穩(wěn)定，效果差，也不能防止環(huán)境對(duì)電動(dòng)機(jī)的污染和爆炸危險(xiǎn)。中國(guó)授權(quán)專利CN201204510Y提供了一種“熱管散熱防爆潛水雙功能電動(dòng)機(jī)”，它在殼體內(nèi)部設(shè)置有流體介質(zhì)出口和流體介質(zhì)入口，在電機(jī)殼體上均勻設(shè)置固定有導(dǎo)熱管。此結(jié)構(gòu)可由導(dǎo)熱管導(dǎo)出電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的熱量，軸防水裝置保證外部爆炸氣體不能進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，具備防爆功能。但它的結(jié)構(gòu)整體對(duì)電動(dòng)機(jī)的散熱性能較差，不能大幅度提高電動(dòng)機(jī)的使用功率；且在污染環(huán)境較重的條件下，防爆、防塵性能仍然無(wú)法滿足要求，仍需改進(jìn)。

本發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種散熱效果好，可使用高電壓，且可在防爆要求高和污染環(huán)境下工作的高壓永磁同步自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明采用下面方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：

高壓永磁同步自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，包括安裝有轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸以軸承安裝在殼體的前端蓋和后端蓋上，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有風(fēng)扇。轉(zhuǎn)子組件包括隔磁套、磁極鐵心、永磁體和起動(dòng)籠，隔磁套固定在轉(zhuǎn)軸上，磁極鐵心固定在隔磁套上，磁極鐵心上設(shè)有徑向通風(fēng)孔。定子組件固定在殼體內(nèi)，定子組件包括定子線圈和定子鐵心，定子鐵心上相應(yīng)轉(zhuǎn)子徑向通風(fēng)孔設(shè)置徑向冷卻風(fēng)槽。殼體外安裝一臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)。