[發(fā)明專利]同步磁阻馬達和水下泵

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380015920.4
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN104285360A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設計）人: S.烏爾舍爾
• 申請（專利權）人: KSB股份公司
• 主分類號: H02K5/12
• 分類號: H02K5/12;H02K5/132;H02K5/167;H02K7/09
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊國治;宣力偉

技術領域

本發(fā)明涉及一種同步磁阻馬達，用于驅動水下泵，具有定子-轉子裝置，其中轉子包括用于使一個或多個磁性極偶成形的磁通屏障切口（Flusssperrenschnitt）。另外，本發(fā)明涉及具有這樣的驅動馬達的水下泵。

背景技術

水下馬達泵用于輸送鉆孔中的液體介質(zhì)。馬達的殼體外側被輸送介質(zhì)、通常是地下水完全或部分潤濕（benetzen）。所使用的泵驅動馬達實施成封裝的（gekapselt），以便防止輸送介質(zhì)滲入到馬達內(nèi)部腔室中。

馬達腔室填充有合適的液體介質(zhì)，優(yōu)選地填充有水-乙二醇混合物或油，該介質(zhì)既潤濕未被保護的轉子又在定子未被保護的情況下將定子連同塑料絕緣的繞組線一起潤濕或在定子被保護的情況下潤濕密封外殼（Spaltrohr）。填入的介質(zhì)保證（sorgen?für）了馬達的充分冷卻效率（Kühlleistung）。

同時該介質(zhì)保證了流體動力學的滑動軸承的持續(xù)潤滑，并且可能提供有效部件（Aktivteil）的期望的防腐蝕作用。

但是相對于空氣填充的馬達腔室，這樣的機器的可獲得的效率和功率因數(shù)明顯降低，因為尤其是由于馬達腔室中的液體介質(zhì)，在轉子和介質(zhì)之間的摩擦功率（Reibleistung）大大增加。

水下馬達泵機組安裝在輸送介質(zhì)的區(qū)域中的適當鉆孔中。鉆孔成本取決于鉆孔深度和必要的鉆孔直徑而變化。幾百米的直的鉆孔深度產(chǎn)生極大的成本，例如通過限制允許的鉆孔直徑來限制成本。

但是對最大直徑的限制對馬達機組的開發(fā)提出了高要求，因為機組的物理尺寸通常決定性地一并確定了其效率和功率因數(shù)。尤其是馬達橫截面必須與所期望的鉆孔直徑相配合。

為了仍然能夠提供充分的軸端功率（Wellenleistung），馬達的有效部件長度必須相應增大。與此相關聯(lián)的非常狹長的機組結構方式可使轉子長度與轉子直徑的比例增長。在此轉子的有效部件長度至少是轉子直徑的兩倍大。因此，出于制造技術的原因，必須實現(xiàn)相對較大的氣隙，結果是該氣隙明顯比在常規(guī)馬達的情況下更大。通常水下馬達的氣隙尺寸為常規(guī)馬達的氣隙尺寸的兩倍以上。

然而，恰好在按照磁阻原理工作的機組的情況下，特別期望的是氣隙能夠保持得盡可能小。但是在水下馬達的情況下由于應用造成的馬達結構導致目前在水下泵領域中使用同步磁阻馬達僅能在效率和功率因數(shù)方面產(chǎn)生顯著損失的情況下實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的任務是對公知的同步磁阻馬達以如下方式進行改型，使其還可在水下泵中使用，但不必承受在效率和功率因數(shù)方面的值得一提的損失。

該任務通過根據(jù)權利要求1的特征的同步磁阻馬達來解決。所示出的同步磁阻馬達的有利的擴展方案為跟隨獨立權利要求的從屬權利要求的主題。

根據(jù)權利要求1的特征組合，提出了一種同步磁阻馬達，其具有定子和與該定子處于作用關聯(lián)的轉子。轉子包括用于使一個或多個磁性極偶成形的磁通屏障切口。

同步磁阻機器的轉子還可優(yōu)選地配備有柱形的軟磁元件，該軟磁元件同軸地布置在轉子軸線上。為了形成至少一個極偶或間隙偶（Lückenpaar），軟磁元件優(yōu)選地包括磁通引導片段（Flussleitabschntte）及磁通屏障片段，它們在表達為強度不同的導磁性方面彼此區(qū)分。具有較大磁導率的片段表征為轉子的d-軸線，而具有相對較低磁導率的片段表征為轉子的q-軸線。當d-軸線具有盡可能大的磁導率并且q-軸線具有盡可能低的磁導率時出現(xiàn)優(yōu)化的扭矩產(chǎn)出（Drehmomentausbeute）。

通過沿著q-軸線在軟磁元件中構造多個以空氣填充的凹部（Aussparung）可實現(xiàn)該前提條件。

在根據(jù)本發(fā)明的轉子的優(yōu)選的實施方式中，軟磁元件是板疊（Blechpaket），其由多個沿轉子的軸向方向彼此堆疊的板構成。這種構造方式避免了軟磁元件中出現(xiàn)渦流。尤其適用的是根據(jù)US5,818,140的技術教導的板疊構造，在此上下文中明確對其引用。

由于開始闡述的在水下馬達泵情況下的技術實際情況，在轉子元件和定子元件之間存在相對大的氣隙。出于上述原因消除了對與此相關聯(lián)的功率損失和作用損失進行對抗的氣隙的幾何減小。