专利名称：顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种异步电动机，具体指一种顶驱专用大功率正压型变频调速异 步电动机，主要用于驱动石油顶驱装置。
背景技术：
从上个世纪第一台石油钻机顶驱装置诞生以来，电动顶驱一直是市场的主导产 品。其中直流顶驱起了重要的作用。早期的顶驱配置的都是直流电动机。直流电机过载能 力较差，功率因数低(系统发电机侧)，需要经常维护或更换电刷，防爆性能不好。近年来出 现双电机传动的交流顶驱，双电机传动中间环节过多，故障频繁，且功率有局限性最大仅为 400HP，无防爆结构。
发明内容本实用新型的目的在于克服直流顶驱电机、交流双机的不足，提供一种可靠的顶 驱专用大功率正压型变频调速异步电动机。按照本实用新型提供的技术方案，在机座的左端设置左端盖，机座的右端设置右 端盖，主轴的左端利用第一轴承安装于左端盖上，主轴的右端利用第二轴承安装于右端盖 上；在主轴位于机座内的一段上设置转子，在机座的内壁对应于所述转子的部位设置定子； 其特征是所述左端盖的边缘设置沿主轴的轴向向右延伸的第一筒形体，所述第一筒形体 的右端与所述机座的左端对接；所述右端盖的边缘设置沿主轴的轴向向左延伸的第二筒形 体；所述第二筒形体的左端与所述机座的右端对接。所述左端盖的右端面中央向右突出，形成左端锥形突出部；所述主轴的左端利用 所述第一轴承安装于所述左端锥形突出部内；所述右端盖的左端面向左突出，形成右端锥 形突出部，所述主轴的右端利用所述第二轴承安装于所述右端锥形突出部内。在左端盖的左侧设置轴承外盖，所述轴承外盖的纵断面为中空的工字型，所述主 轴的左端穿过所述轴承外盖的通孔。所述转子上设置斜槽结构，所述斜槽结构是指形成于 转子表面的槽是绕着转子的轴线呈螺旋状布置的，而传统的槽是与转子的轴线平行的，当 然所述螺旋角并不大；这些槽是由构成转子的众多硅钢片形成的。所述定子的绕组为双层成型叠绕组，所述双层成型叠绕组是指在定子的槽内有两 层绕组，并且，每层绕组都是预先卷绕成型后再放入所述槽内的；绕组所用的导线采用220 级耐电晕薄膜烧结线；绕组对地绝缘采用耐电晕240级云母带；绕组的绝缘等级为200级。 所述第一轴承为双排调心滚子轴承，非驱动端使用单列圆柱滚子轴承。在第一筒形体上设 置百叶窗。在机座的一侧设置出线盒，另一侧设置风机；在所述出线盒上设置辅助开关与风 机进线，在风机上设置过滤器与风机接线盒。所述机座由钢板卷绕而成。本实用新型所述的顶驱专用正压型变频调速异步电动机为单机驱动顶驱，弥补了 直流顶驱电机、双机顶驱电机的缺点。所述电动机转子鼠笼采用了防断条结构，定子绕组采 用220级耐电晕绝缘结构，确保电机能长期安全可靠地工作。
图1为本实用新型的结构图。图2是图1的俯视图。图3是图1的左视图。图中1、端盖，2、轴承外盖，3、第一轴承(23028调心滚子轴承)，4、转子，5、定子， 6、端盖，7、第二轴承(NU320ECM/C3单列圆柱滚子轴承)，8、φ 1低碳镀锌钢丝，9、出线盒， 10、风机，11、过滤器，12、百叶窗，13、法兰、14、机座，15、主轴，16、辅助开关，17、风机进线。
具体实施方式
如图所示在机座14的左端设置左端盖1，机座14的右端设置右端盖6，主轴15 的左端利用第一轴承3安装于左端盖1上，主轴15的右端利用第二轴承7安装于右端盖6 上；在主轴15位于机座15内的一段上设置转子4，在机座15的内壁对应于所述转子4的 部位设置定子5 ；其特征是所述左端盖1的边缘设置沿主轴15的轴向向右延伸的第一筒 形体，所述第一筒形体的右端与所述机座14的左端对接；所述右端盖6的边缘设置沿主轴 15的轴向向左延伸的第二筒形体；所述第二筒形体的左端与所述机座14的右端对接。所述左端盖1的右端面中央向右突出，形成左端锥形突出部；所述主轴15的左端利用所述第一轴承3安装于所述左端锥形突出部内；所述右端盖6的左端面向左突出，形成 右端锥形突出部，所述主轴15的右端利用所述第二轴承7安装于所述右端锥形突出部内。 在左端盖1的左侧设置轴承外盖2，所述轴承外盖2的纵断面为中空的工字型，所述主轴15 的左端穿过所述轴承外盖2的通孔。所述转子4上设置斜槽结构，所述斜槽结构是指形成于转子表面的槽是绕着转子 的轴线呈螺旋状布置的，而传统的槽是与转子的轴线平行的，当然所述螺旋角并不大；这些 槽是由构成转子的众多硅钢片形成的。所述定子5的绕组为双层成型叠绕组，所述双层成型叠绕组是指在定子的槽内有 两层绕组，并且，每层绕组都是预先卷绕成型后再放入所述槽内的；绕组所用的导线采用 220级耐电晕薄膜烧结线；绕组对地绝缘采用耐电晕240级云母带；绕组的绝缘等级为200 级。所述第一轴承为双排调心滚子轴承，非驱动端使用单列圆柱滚子轴承。在第一筒形体 上设置百叶窗13。在机座14的一侧设置出线盒9，另一侧设置风机10 ；在所述出线盒9上 设置辅助开关16与风机进线17，在风机10上设置过滤器11与风机接线盒12。所述机座 14由钢板卷绕而成。所述机座14为钢板结构，端盖采用铸钢件，充分利用空间。转子为铜排结构。电 机为双出轴，垂直安装。上部连接盘刹装置，下部联接减速齿轮箱。电机采用硬排引出结 构。电机采用整体防爆结构，自带防爆风机，增安型接线盒。电机最大功率达到800kW，电压 690V，最高转速允许3000r/min，且具有1. 5倍额定转矩的过载能力。具体方案如下1、定子冲片采用优质硅钢板，采用新型的外压装结构，使用定子外圆定位，简单实用。2、定子绕组为双层成型叠绕组，采用220级耐电晕薄膜烧结线。绕组对地绝缘实用耐电晕240级云母带。绕组的绝缘等级为200级。3、选用合适的槽配合，转子使用斜槽结构，以降低谐波、电磁噪声，提高电机的有 效转矩。4、电机电磁参数较高，热负荷达到6000左右，转子齿磁通密度到1. 8T以上。5、轴承采用铁路专用轴承，其驱动端使用的第一轴承 为23028调心滚子轴承，非 驱动端使用的第二轴承为NU320ECM/C3单列圆柱滚子轴承。23028为双排滚子轴承，可以 承受较大轴向力，经过计算完全可以承受转子的重力。选用优质长效润滑脂，实现3年免维 护。6、接线盒接线盒为增安型防爆形式，选用增安型电缆接头，内部使用特殊密封系 统，防护等级IP54。7、防爆系统电机整体为正压防爆结构，兼隔爆型、增安型部件，其防爆标志为 ExpZedIIBT4。电机由隔爆型风机、增安型接线盒、正压主题、防爆差压开关，连同用户控制 装置构成完整的正压防爆系统。电机主要由定子5、转子4构成，定子5两端通过螺栓把端盖1、端盖6连接在一起。 风机11、接线盒10安装在端盖6上，通常使用时，风机11安装在安全场所。第一轴承3、第 二轴承7分别安装到左端盖1、右端盖6中。轴承外盖2安装到转子4上，用于连接、定位。 电机外露螺栓均是头部带孔螺栓，用φ 1低碳镀锌钢丝8连接起来，防止高空坠落。工作原理电动机的出线盒9连接用户电缆，通电后定子5产生旋转磁场。在定子磁场的作 用下转子4旋转，输出轴功率。通过变频器的调节，电动机可以实现0 2600r/min之间的 无级调速，0 5. 5kN. m之间任意扭矩输出，允许短时1. 5倍(8. 3kN. m)，可以满足顶驱装置 各类工况的需要。电动机在通电前，系统通过防爆压差开关检测电动机内部与外部的压差，如果相 同，系统视为风机10停止，此时系统接通隔爆风机电源。在风机10的作用下，电动机内部 的压力增大，系统接收到防爆压差开关的信号后，方可启动电动机电源。由于防爆压差开关 的使用，电动机内部在通电的状态下，始终保证正压，防止外部的可燃性气体进入电动机内 部，构成爆炸威胁。
权利要求一种顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机，在机座(14)的左端设置左端盖(1)，机座(14)的右端设置右端盖(6)，主轴(15)的左端利用第一轴承(3)安装于左端盖(1)上，主轴(15)的右端利用第二轴承(7)安装于右端盖(6)上；在主轴(15)位于机座(15)内的一段上设置转子(4)，在机座(15)的内壁对应于所述转子(4)的部位设置定子(5)；其特征是所述左端盖(1)的边缘设置沿主轴(15)的轴向向右延伸的第一筒形体，所述第一筒形体的右端与所述机座(14)的左端对接；所述右端盖(6)的边缘设置沿主轴(15)的轴向向左延伸的第二筒形体；所述第二筒形体的左端与所述机座(14)的右端对接。
2.如权利要求1所述的顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机，其特征是所述 左端盖(1)的右端面中央向右突出，形成左端锥形突出部；所述主轴(15)的左端利用所述 第一轴承(3)安装于所述左端锥形突出部内；所述右端盖(6)的左端面向左突出，形成右端 锥形突出部，所述主轴(15)的右端利用所述第二轴承(7)安装于所述右端锥形突出部内。
3.如权利要求1所述的顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机，其特征是在左 端盖(1)的左侧设置轴承外盖(2)，所述轴承外盖(2)的纵断面为中空的工字型，所述主轴(15)的左端穿过所述轴承外盖(2)的通孔。
4.如权利要求1所述的顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机，其特征是所述 转子(4)上设置斜槽结构。
5.如权利要求1所述的顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机，其特征是所述 定子(5)的绕组为双层成型叠绕组；绕组所用的导线采用220级耐电晕薄膜烧结线；绕组 对地绝缘采用耐电晕240级云母带；绕组的绝缘等级为200级。
6.如权利要求1所述的顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机，其特征是所述 第一轴承为双排调心滚子轴承，非驱动端使用单列圆柱滚子轴承。
7.如权利要求1所述的顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机，其特征是在第 一筒形体上设置百叶窗(13)。
8.如权利要求1所述的顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机，其特征是在机 座(14)的一侧设置出线盒(9)，另一侧设置风机(10)；在所述出线盒(9)上设置辅助开关(16)与风机进线(17)，在风机(10)上设置过滤器(11)与风机接线盒(12)。
9.如权利要求1所述的顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机，其特征是所述 机座(14)由钢板卷绕而成。
专利摘要本实用新型涉及一种异步电动机，具体指一种顶驱专用大功率正压型变频调速异步电动机，主要用于驱动石油顶驱装置。按照本实用新型提供的技术方案，在机座的左端设置左端盖，机座的右端设置右端盖，主轴的左端利用第一轴承安装于左端盖上，主轴的右端利用第二轴承安装于右端盖上；在主轴位于机座内的一段上设置转子，在机座的内壁对应于所述转子的部位设置定子；其特征是所述左端盖的边缘设置沿主轴的轴向向右延伸的第一筒形体，所述第一筒形体的右端与所述机座的左端对接；所述右端盖的边缘设置沿主轴的轴向向左延伸的第二筒形体；所述第二筒形体的左端与所述机座的右端对接。本实用新型的可靠性比较高。
文档编号H02K3/04GK201563042SQ20092025722
公开日2010年8月25日 申请日期2009年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者王鹏 申请人:无锡哈电电机有限公司