一种高速大功率永磁电机轴承保护装置的制作方法

1.本发明涉及电机散热保护技术领域，特别是涉及一种高速大功率永磁电机轴承保护装置。


背景技术：

2.由于定子硅钢片接缝、定子与转子气隙不均匀、轴中心与磁场中心不一致等装配问题或保护、感测元件绝缘等破损问题，机组的主轴不可避免地要在一个不完全对称的磁场中旋转，在轴两端就会产生交流电压，并有可能与机壳、机座间形成回路，产生轴电流，形成的回路是典型的低电压、大电流回路，会导致轴承的电腐蚀问题，在高速大功率永磁电机工况下，该问题会更加严峻，甚至会导致轴承内的润滑油膜被击穿，在瞬间产生高温，使轴承局部烧熔，大大影响轴承寿命。
3.近几年出现了切断轴电流回路或消除轴电压的轴承保护措施，如采用轴绝缘、轴承套绝缘及陶瓷轴承等，但由于这些措施会导致生产成本和难度较高，且会有绝缘层剥落从而带来可靠性不高的问题，在高速大功率永磁电机的应用中有着较大的局限性。
4.近几年也出现了轴电流引流的方式，以降低轴电流对轴承的损伤，如采用泄流碳刷等，但其后期维护较为困难。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的无法持续稳定的动力输出性能缺陷，从而提供一种高速大功率永磁电机轴承保护装置。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高速大功率永磁电机轴承保护装置，包括，电机，包括壳体、设置在壳体内部的定子和转子，所述壳体内部设有联轴器，所述联轴器一端设有主动轴，所述联轴器远离主动轴的一端设有从动轴，所述壳体靠近主动轴的一侧设有前端板，所述壳体靠近从动轴的一侧设有后端板，所述电机内部设置有轴承室，所述轴承室内设置有轴承分别套设在所述主动轴和从动轴外侧；冷却组件，包括设置在壳体内侧的隔油套，所述隔油套包裹于所述定子内侧，所述隔油套与壳体之间设置有冷却油，所述壳体上设置有进油口和出油口。
8.作为本发明所述高速大功率永磁电机轴承保护装置的一种优选方案，其中：所述轴承室设置为绝缘轴承室，数量设置为两个，分别连接所述前端板和主动轴、后端板和从动轴。
9.作为本发明所述高速大功率永磁电机轴承保护装置的一种优选方案，其中：所述轴承室包括轴承固定座和设置在所述轴承固定座内部的轴承，所述轴承固定座周向外侧设置有翅片凸起，所述轴承固定座内开设有环形油道。
10.作为本发明所述高速大功率永磁电机轴承保护装置的一种优选方案，其中：所述前端板上均匀开设有多个风道孔，所述主动轴上设置有散热风扇。
11.作为本发明所述高速大功率永磁电机轴承保护装置的一种优选方案，其中：所述隔油套内壁与所述轴承室外侧壁贴合接触。
12.作为本发明所述高速大功率永磁电机轴承保护装置的一种优选方案，其中：所述主动轴设置为可调节的伸缩组件，所述伸缩组件包括外套管、中间管和内套管，所述外套管与所述中间管轴向滑移连接，所述内套管与所述中间管轴向滑移连接，所述外套管的内侧壁上设置有第一凹槽，所述内套管上的外侧壁上设置有第二凹槽，所述中间管径向开设有通孔，所述通孔内设置有移动卡块。
13.作为本发明所述高速大功率永磁电机轴承保护装置的一种优选方案，其中：所述第一凹槽和第二凹槽的周向对称设置有两个，同时沿所述外套管和内套管的轴向周期性设置有多组，所述通孔的开设位置与第一凹槽和第二凹槽的位置均一一对应；
14.所述移动卡块包括中间段和对称设置在中间段两端的端部段，所述中间段为圆柱体，所述端部段形状为半球且直径与中间段直径相等，所述中间段的长度与其中一个端部段的半径之和与所述通孔的长度相等，所述第一凹槽和第二凹槽均为半球的凹槽，所述凹槽大小与所述端部段的大小相等。
15.作为本发明所述高速大功率永磁电机轴承保护装置的一种优选方案，其中：所述中间段的外侧壁上设置有滑块，所述通孔的内侧壁上开设有对应的滑槽，所述滑块移动至滑槽的两侧极限位置时，所述移动卡块分别对应插入所述第一凹槽和第二凹槽内。
16.作为本发明所述高速大功率永磁电机轴承保护装置的一种优选方案，其中：所述外套管与所述中间管之间设置有第二止锁件，所述第二止锁件包括所述外套管上开设的止锁孔，所述中间管的外侧壁上设置有多个档位孔，所述止锁孔内设置有第二止锁旋钮。
17.作为本发明所述高速大功率永磁电机轴承保护装置的一种优选方案，其中：所述档位孔在所述中间管的轴向均匀排列，所述档位孔相邻的两个之间距离与所述通孔相邻两个之间的轴向距离相等。
18.本发明的有益效果：采用高导热绝缘轴承室，切断轴与电机的闭合回路，以抑制轴电流，同时高导热绝缘轴承室与后端盖直接连接，冷却油直接进入轴承固定座里的环形油道，以起到间接冷却轴承的效果，且轴承固定座上的散热翅片可与轴带风扇配合散热，进一步提高轴承可靠性，适用于高速大功率电机应用场合。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
20.图1为电机的整体结构示意图；
21.图2为电机内部结构的剖面示意图；
22.图3为轴承室的局部放大示意图；
23.图4为轴承固定座的结构示意图；
24.图5为伸缩组件300的整体结构示意图；
25.图6为伸缩组件300的内套管处于可调节状态的剖面示意图；
26.图7为伸缩组件300处于固定状态的剖面示意图；
27.图8为伸缩组件300外套管处于可调节状态的剖面示意图；
28.图9为移动卡块配合处局部放大示意图；
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
31.实施例1
32.本实施例提供了一种高速大功率永磁电机轴承保护装置，如图1～4所示，
33.电机100，包括壳体101、设置在壳体101内部的定子102和转子103，壳体101内部设有联轴器106，联轴器106一端设有主动轴107，联轴器106远离主动轴107的一端设有从动轴108，壳体101靠近主动轴107的一侧设有前端板104，壳体101靠近从动轴108的一侧设有后端板105，电机100内部设置有轴承室109，轴承室109内设置有轴承109a分别套设在主动轴107和从动轴108外侧；
34.冷却组件200，包括设置在定子102内侧的隔油套201，隔油套201包裹于定子102内侧，隔油套201与壳体(101)之间设置有冷却油202，壳体(101)上设置有进油口203和出油口204。冷却油202从电机轴向一端的下方通入，从电机轴向另一端的上方通出，将电机定子102浸泡在冷却液中，起到了直接冷却电机定子铁心及定子绕组的作用，同时直接冷却了两侧轴承固定座。
35.轴承室109设置为绝缘轴承室109，数量设置为两个，分别连接前端板104和主动轴107、后端板105和从动轴108，高导热绝缘轴承室与轴承和电机端盖直接相连，且处于轴承和电机端盖之间，由于该轴承室的绝缘特性，其隔断了轴承与端盖间的导电回路，即使轴中产生了轴电压，由于回路被切断，依然无法产生轴电流。对于高速大功率永磁电机，若轴承发热，由于该轴承室的导热特性，轴承的热量可通过轴承室传导至轴承固定座，而轴承固定座经内部环形油道内的冷却油冷却。
36.轴承室109包括轴承固定座109b和设置在轴承固定座109b内部的轴承109a，轴承固定座109b周向外侧设置有翅片凸起109c，轴承固定座109b上开设有固定孔109d，前端板104上均匀开设有多个风道孔104a，主动轴107上设置有散热风扇107a。轴承室109是通过风冷和油冷两种混合冷却方式来实现冷却效果，轴承固定座外侧设置有翅片凸起109c，起到增加散热面积的作用，前端盖上开了一些孔用作风道，转轴上设置的散热风扇107a转起来的时候，风通过风道，给轴承室109进行散热。
37.隔油套201内壁与轴承室109外侧壁贴合接触，轴承室109的冷却油道和定子102的冷却油道是共用的，因此冷却组件200能够同时给轴承室109和定子102进行散热。
38.发明利用高导热绝缘轴承室及电机冷却油道构成了一种高速大功率永磁电机轴
承保护措施与高效冷却方法。对于高速大功率永磁电机应用场合，高导热绝缘轴承室起到了切断轴电压闭合回路的作用，相比于采用陶瓷轴承或增加轴绝缘套的方法，该方法降低了生产难度及成本，相比于采用泄流碳刷的方法，该方法使用周期更长，维护成本更低，有效提高电机轴承可靠性；同时，电机冷却水道在冷却电机定子铁心及定子绕组的同时，直接冷却了高导热绝缘轴承室，间接冷却了电机轴承，提高了电机冷却效率，保障了轴承的可靠性，延长了轴承的使用周期。
39.实施例2
40.本实施例是基于上一个实施例的，但不同于上一个实施例的是，如图5～9所示，
41.主动轴108设置为可调节的伸缩组件300，伸缩组件300包括外套管301、中间管302和内套管303，外套管301与中间管302轴向滑移连接，内套管303与中间管302轴向滑移连接，外套管301的内侧壁上设置有第一凹槽301a，内套管303上的外侧壁上设置有第二凹槽303a，中间管302径向开设有通孔302a，通孔302a内设置有移动卡块304。
42.第一凹槽301a和第二凹槽303a的周向对称设置有两个，同时沿外套管301和内套管303的轴向周期性设置有多组，通孔302a的开设位置与第一凹槽301a和第二凹槽303a的位置均一一对应；移动卡块304包括中间段304a和对称设置在中间段304a两端的端部段304b，中间段304a为圆柱体，端部段304b形状为半球且直径与中间段304a直径相等，中间段304a的长度与其中一个端部段304b的半径之和与通孔302a的长度相等，第一凹槽301a和第二凹槽303a均为半球的凹槽，凹槽大小与端部段304b的大小相等。
43.中间段304a的外侧壁上设置有滑块304c，通孔302a的内侧壁上开设有对应的滑槽302b，滑块304c移动至滑槽302b的两侧极限位置时，移动卡块304分别对应插入第一凹槽301a和第二凹槽303a内。
44.外套管301与中间管302之间设置有止锁件305，止锁件305包括外套管301上开设的止锁孔305a，中间管302的外侧壁上设置有多个档位孔305b，止锁孔305a内设置有止锁杆305c；档位孔305b在中间管302的轴向均匀排列，档位孔305b相邻的两个之间距离与通孔302a相邻两个之间的轴向距离相等。
45.如图所示，当外套管301的第一凹槽301a、中间管302的通孔302a和内套管303的第二凹槽303a均一一对应的情况下，通孔302a内的移动卡块304可以在两个极限位置之间进行滑移，此时可以单独滑移内套管303或外套管301；如图6所示，当外套管301内壁上没有凹槽的平面位置处接触通孔302a时，外套管301将移动卡块304向内套管303的第二凹槽303a内挤压移动，移动卡块304的端部段304b卡入第二凹槽303a内，此时内套管303在轴向位置固定，无法进行滑移；如图4所示，当内套管303外侧壁上没有凹槽的平面位置接触通孔302a位置时，移动卡块304滑入外套管301的第一凹槽301a内，因此可以滑移内部内套管303，无法移动外套管301。
46.通过此伸缩组件300能够调节轴的长度满足使用需求，同时可以调节与轴承配合处的套管直径，进行适应性调节满足不同功率和使用条件的电机，同时能够减小内部的发热情况，从而辅助保护轴承室内的轴承。
47.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改
型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
48.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
49.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
50.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。