一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机的制作方法

本发明属于潜水电机，具体地涉及一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机。

背景技术：

1、潜水电机是一种潜入水中工作的电机，其与潜水泵连接后可将井中地下水或者江河湖海中的水抽出，广泛应用于农田浇溉，城市供水以及城乡居民用水，工矿企业排水以及城乡建设排水，城市或工厂污水污物处理等。

2、潜水电机按工作原理主要分为感应式和永磁式，行业内主要为感应式，其最大区别在于感应式的转子磁场是通过转子导体在定子磁场中感应的电流产生，而永磁式的转子磁场由转子中永磁体产生，永磁式的潜水电机在效率、功率因数和功率密度上均优于感应式。在当今能源与环境问题日益突出的背景下，永磁式更加节能环保，具有极大优势。

3、潜水电机按结构类型又分为干式、充水式、充油式和屏蔽式，充水式潜水电动机内腔充满清水，可以有效提高潜水电机的散热能力。但普通的充水式潜水电机内部水不流动，容易出现局部温度过高的现象，有部分充水式潜水电机可以使内部水流动起来，可以一定程度上降低电机的温度，但对于现有充水式的潜水电机而言，往往由于外形的限制呈细长型，此时内部水流动时经过的发热段过长，会逐渐降低其冷却能力，影响冷却效果，使潜水电机运行地不稳定不安全。

技术实现思路

1、本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机；本发明能够解决现有技术中潜水电机因散热效果较差而不能实现稳定安全运行的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

3、本发明提供一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，包括定子总成和转子总成，所述转子总成穿入至所述定子总成轴向孔中，所述转子总成与所述定子总成之间连接有多个轴承，所述定子总成的定子铁心上设置有线圈槽并嵌放有定子绕组，所述定子铁心外部嵌套有机壳并间隔地设置有多级冷却器，所述定子铁心包括上定子铁心和下定子铁心，所述机壳包括上机壳和下机壳，所述上机壳嵌套于所述上定子铁心外，所述下机壳嵌套于所述下定子铁心外，所述多级冷却器包括上部冷却器、中部冷却器、下部冷却器和尾部冷却器，所述上部冷却器端部对应所述上定子铁心端部并与所述上机壳连接，所述中部冷却器位于所述上定子铁心与所述下定子铁心之间，所述中部冷却器与所述上机壳和所述下机壳连接，所述下部冷却器端部对应所述下定子铁心端部并与所述下机壳连接，所述尾部冷却器连接在所述下部冷却器端部，所述多级冷却器内与所述定子铁心上共同设置有相互连通的冷却水流道，所述冷却水流道整体两端与所述定子总成和所述转子总成之间的间隙连通，连接所述定子绕组的电缆从所述上部冷却器的端部穿出，所述尾部冷却器的尾部设置有底部组件，所述转子总成的转子铁心套于所述转子总成的转轴上，所述转子铁心中内嵌有永磁体，所述转轴尾部设置有内部泵轮。

4、进一步地，所述轴承包括上导轴承、下导轴承和止推轴承，所述上导轴承包括上导轴承外环和上导轴承内环、所述下导轴承包括下导轴承外环和下导轴承内环、所述止推轴承包括止推轴承固定部和止推轴承运动部，所述上导轴承外环、所述下导轴承外环和所述止推轴承固定部连接在所述多级冷却器内，所述上导轴承内环、所述下导轴承内环和所述止推轴承运动部连接在所述转轴上。

5、更进一步地，所述上导轴承外环设置在所述上部冷却器上，所述下导轴承外环设置在所述下部冷却器上，所述止推轴承固定部设置在所述尾部冷却器上。

6、进一步地，所述底部组件包括调压囊和底座，所述调压囊为橡胶材质的碗形结构，设置在所述底座底部设置的孔内，所述底座与所述尾部冷却器连接，所述调压囊的内部为电机内部，所述调压囊的外部为电机外部。

7、进一步地，所述定子总成还包括隔磁块，所述隔磁块为高强度尼龙材料制成，所述隔磁块位于设置在所述中部冷却器与所述下定子铁心之间，所述隔磁块上也设置有用于嵌放所述定子绕组的线圈槽。

8、进一步地，所述上部冷却器上设置有可堵住的注水口，所述尾部冷却器上设置有可堵住的出水口，所述注水口与所述出水口均与所述冷却水流道连通。

9、进一步地，所述转子铁心通过其两端设置的平衡环固定于所述转轴上，所述永磁体沿所述转子铁心轴向分段地内嵌入所述转子铁心中。

10、更进一步地，每段所述永磁体均为周向n-s极交替排布设置的。

11、再更进一步地，通过在所述平衡环上进行打孔来保证转子总成的动平衡，其剩余不平衡度小于6.3mm/s。

12、进一步地，所述定子铁心与所述转子铁心表面均涂有防锈漆进行防护，所述永磁体表面镀镍进行防护。

13、本发明的有益效果。

14、1、本发明的转子总成中嵌有永磁体励磁，无需感应励磁，也无需外部电源励磁，减少了无功功率和转子损耗，提高了电机的功率因数和效率。

15、2本发明的转子总成中设有内部泵轮驱动内部水循环流动，通过多级冷却器进行分级散热，保持更好的散热冷却效果，避免了电机温度过高时损耗增加、永磁体退磁甚至烧毁的发生，确保电机的稳定安全运行。

技术特征：

1.一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，包括定子总成和转子总成，其特征在于，所述转子总成穿入至所述定子总成轴向孔中，所述转子总成与所述定子总成之间连接有多个轴承，所述定子总成的定子铁心上设置有线圈槽并嵌放有定子绕组（4），所述定子铁心外部嵌套有机壳并间隔地设置有多级冷却器，所述定子铁心包括上定子铁心（5）和下定子铁心（9），所述机壳包括上机壳（6）和下机壳（10），所述上机壳（6）嵌套于所述上定子铁心（5）外，所述下机壳（10）嵌套于所述下定子铁心（9）外，所述多级冷却器包括上部冷却器（2）、中部冷却器（7）、下部冷却器（12）和尾部冷却器（14），所述上部冷却器（2）端部对应所述上定子铁心（5）端部并与所述上机壳（6）连接，所述中部冷却器（7）位于所述上定子铁心（5）与所述下定子铁心（9）之间，所述中部冷却器（7）与所述上机壳（6）和所述下机壳（10）连接，所述下部冷却器（12）端部对应所述下定子铁心（9）端部并与所述下机壳（10）连接，所述尾部冷却器（14）连接在所述下部冷却器（12）端部，所述多级冷却器内与所述定子铁心上共同设置有相互连通的冷却水流道（27），所述冷却水流道（27）整体两端与所述定子总成和所述转子总成之间的间隙连通，连接所述定子绕组（4）的电缆（1）从所述上部冷却器（2）的端部穿出，所述尾部冷却器（14）的尾部设置有底部组件，所述转子总成的转子铁心（20）套于所述转子总成的转轴（17）上，所述转子铁心（20）中内嵌有永磁体（24），所述转轴（17）尾部设置有内部泵轮（23）。

2.根据权利要求1所述的一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，其特征在于，所述轴承包括上导轴承、下导轴承和止推轴承，所述上导轴承包括上导轴承外环（3）和上导轴承内环（18）、所述下导轴承包括下导轴承外环（11）和下导轴承内环（21）、所述止推轴承包括止推轴承固定部（13）和止推轴承运动部（22），所述上导轴承外环（3）、所述下导轴承外环（11）和所述止推轴承固定部（13）连接在所述多级冷却器内，所述上导轴承内环（18）、所述下导轴承内环（21）和所述止推轴承运动部（22）连接在所述转轴（17）上。

3.根据权利要求2所述的一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，其特征在于，所述上导轴承外环（3）设置在所述上部冷却器（2）上，所述下导轴承外环（11）设置在所述下部冷却器（12）上，所述止推轴承固定部（13）设置在所述尾部冷却器（14）上。

4.根据权利要求1所述的一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，其特征在于，所述底部组件包括调压囊（15）和底座（16），所述调压囊（15）为橡胶材质的碗形结构，设置在所述底座（16）底部设置的孔内，所述底座（16）与所述尾部冷却器（14）连接，所述调压囊（15）的内部为电机内部，所述调压囊（15）的外部为电机外部。

5.根据权利要求1所述的一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，其特征在于，所述定子总成还包括隔磁块（8），所述隔磁块（8）为高强度尼龙材料制成，所述隔磁块（8）位于设置在所述中部冷却器（7）与所述下定子铁心（9）之间，所述隔磁块（8）上也设置有用于嵌放所述定子绕组（4）的线圈槽。

6.根据权利要求1所述的一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，其特征在于，所述上部冷却器（2）上设置有可堵住的注水口（25），所述尾部冷却器（14）上设置有可堵住的出水口（26），所述注水口（25）与所述出水口（26）均与所述冷却水流道（27）连通。

7.根据权利要求1所述的一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，其特征在于，所述转子铁心（20）通过其两端设置的平衡环（19）固定于所述转轴（17）上，所述永磁体（24）沿所述转子铁心（20）轴向分段地内嵌入所述转子铁心（20）中。

8.根据权利要求7所述的一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，其特征在于，每段所述永磁体（24）均为周向n-s极交替排布设置的。

9.根据权利要求8所述的一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，其特征在于，通过在所述平衡环（19）上进行打孔来保证转子总成的动平衡，其剩余不平衡度小于6.3mm/s。

10.根据权利要求1所述的一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机，其特征在于，所述定子铁心与所述转子铁心（20）表面均涂有防锈漆进行防护，所述永磁体（24）表面镀镍进行防护。

技术总结
一种分段多级冷却的充水式永磁潜水电机属于潜水电机技术领域。本发明包括定子总成和转子总成，其特征在于，所述转子总成穿入至所述定子总成轴向孔中，所述转子总成与所述定子总成之间连接有多个轴承，所述定子总成的定子铁心上设置有线圈槽并嵌放有定子绕组，所述定子铁心外部嵌套有机壳并间隔地设置有多级冷却器，所述定子铁心包括上定子铁心和下定子铁心，所述机壳包括上机壳和下机壳，所述上机壳嵌套于所述上定子铁心外，所述下机壳嵌套于所述下定子铁心外，所述多级冷却器包括上部冷却器、中部冷却器、下部冷却器和尾部冷却器。本发明能够解决现有技术中潜水电机因散热效果较差而不能实现稳定安全运行的问题。

技术研发人员：王大志,郑伟清,谢银元,田雨倩,王艺瑾,赵贵忠,张婷婷
受保护的技术使用者：沈阳众创高科节能电机技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22