6000rpm变频高速湿式防爆电机的制作方法
【专利说明】
[0001 ] 技术领域:本实用新型涉及一种6000rpm变频高速湿式防爆电机。
[0002]【背景技术】:我国透水救援设备落后:目前普通矿用潜水栗由充水式高压潜水电动机和多级离心栗连接在一起，整个机组体积大，重量沉，安装运输很不方便，大的潜水栗，需要在井上分拆后，再在井下组装，安装一台大型水栗及其管路需要7?8小时。
[0003]
【发明内容】
:本实用新型的目的是提高电机转速，减小机组的体积、重量，满足栗高扬程、改善了电机的冷却效果的6000rpm变频高速湿式防爆电机。本实用新型的技术方案是:一种6000rpm变频高速湿式防爆电机，电机定子(6)与顶盖(15)及中段体法兰连接，顶盖
(15)与定子(6)之间采用螺栓(11)螺母(10)垫圈(12)紧固，电机采用O型密封圈(14)密封，电机绕组线从顶盖(15)引出直接与电缆密封防水，绕组线置于保护管(13)内，绕组线在顶盖内用密封圈(16)密封，螺纹套筒(18)通过压紧环(17)紧固密封圈(16)，推力盘(29)与电机辅叶轮为一体，在推力盘下端有个密封环面(35)，电机内循环水路连接进水孔(34)，进水孔(34)连接出水孔(37)，推力盘圆面(33)套在轴(21)上，端面(31)为推力盘轴上轴向定位面，螺钉(28)通过光孔(39)拧入轴(21)内螺纹固定推力盘，推力盘上部镀层面(38)与上推力轴承接触形成水膜，推力盘下部镀层面(36)与下推力轴承(2)接触为工作面，推力盘(29)通过键槽(32)中的键(27)与轴(21)实现径向定位，螺钉(28)靠在端面(40)上，热电偶(I)监控水温，止推轴承座(9)上安装上导轴承(8)及下推力轴承(2)。
[0004]本实用新型要解决的技术问题是实现潜水栗的高速运行，电机变频调速，同时电机还要能承受1MPa的压力。本电机通过螺栓(11)、螺母(10)、垫圈(12)压紧，顶盖(15)与定子(6)之间用O型圈(14)密封以防止外部污水进入电机内部；由于电机转速高，一般的转子叠片电机难以承受高转速旋转产生的离心力问题，采用实心轴满足强度要求，选择强度高、导磁性好的轴材料；电机的转速高，需要研究轴承的支撑刚度，进行轴承载荷计算，解决轴承材料及摩擦副磨损和发热问题；电机内部充满水，要对电机内部冷却水流量进行分析，对推力盘直径、出水孔定结构和尺寸；电机外部冷却循环需要计算流量、流速，通过流体力学公式计算流阻，建立模型及模拟软件进行计算，通过对电机定子机座、顶盖(15)结构进行调整来实现需要的流量和流速；电机由于定子机座壳体外流体速度慢，电机转速高，水磨耗大，需要换热面积大；电机电磁线为辐照交链聚乙烯线，能够直接工作在水中，由于电机电压为6000V，同时又是变频电机，电磁线绝缘厚度较正常6000V电机绝缘厚，因为电机体积限制，我们采用了两种绝缘规格的导线；本实用新型解决其技术问题的方案:见图1，电机定、转子浸入水中，电机转子(7)采用实心轴，电机径向轴承、推力轴承采用水润滑，推力盘(29)兼辅叶轮，一次水自循环，电机内的水由中段体注水孔进入经底盖(5)与转子(7)间隙进入，经下导轴承(4)流水孔进入转子(7)及定子(6)间隙进到上导轴承(8)流水孔经推力盘
(29)打出进入机座外壁的盘管(3)流回底盖(5);电机转子采用实心轴以满足电机高转速的强度要求;电机绕组线由顶盖(15)引出直接与电缆连接密封防水。止推轴承座(9)固定上导轴承(8)及下推力轴承(2)。电机转子(7)采用实心轴，电机径向轴承、推力轴承采用水润滑，推力盘(29)兼辅叶轮，一次水自循环，电机内的水由中段体注水孔进入经底盖(5)与电机转子(7)间隙进入，经下导轴承(4)流水孔进入电机转子(7)及定子(6)间隙，然后进到上导轴承(8)流水孔，经推力盘(29)进入机座外壁的盘管(3)流回底盖(5)。
[0005]电机推力盘(29)见图4，推力盘上部镀层面(38)在电机运转时与上推力轴承间形成水膜，推力盘下部镀层面(36)与下推力轴承(2)接触为工作面，承受轴向力，使电机转子轴向定位，推力盘上部镀层面(38)及推力盘下部镀层面(36)起推力盘作用；电机运转时，电机内部的水经进水孔(34)进入推力盘经出水孔(37)打出，起到辅叶轮的作用;一般的电机推力盘及辅叶轮为单独的两件，本电机推力盘及辅叶轮为一体，减小了与水接触的面积，从而降低了水磨耗，而且本电机推力盘还有个密封环面(35)，减小推力轴瓦之间的水泄漏，降低推力盘的功率，从而提高电机的效率。
[0006]由于电机有防爆要求，取消了传统的湿式电机引出线结构，电机内绕组线与电缆直接对接密封以解决密封防爆问题。
[0007]由于电机的转速高，轴承采用了新的材料，并用有限元程序对电机进行轴承计算，并定出轴承结构及尺寸。电机内部水靠推力盘29自循环，机座壳外部由栗排出的水冷却电机。
[0008]本实用新型工作原理
[0009]本实用新型是一种6000rpm，设计压力1MPa,电压6000V变频调速的防爆湿式电机，电机的转速高就可以缩小电机及栗的尺寸，减轻重量，电机与栗为一体便于下井。电机转子为实心轴以满足电机高转速的强度要求;转子压环(25)热套在端环(24)及轴(21)上，上轴套(26)、下轴套(19)表面有镀层，分别热套在轴(21)上以减小电机振动，电机绕组线由顶盖(15)引出直接与电缆连接密封防水、防爆；电机推力盘见图4，推力盘上部镀层面(38)在电机运转时与上推力轴承间形成水膜，推力盘下部镀层面(36)与下推力轴承(2)接触为工作面，承受轴向力，使电机转子轴向定位，推力盘上部镀层面(38)及推力盘下部镀层面
(36)起推力盘作用，本电机推力盘还有个密封环面(35)，减小推力轴瓦之间的水泄漏；电机运转时，电机内部的水经进水孔(34)进入推力盘经出水孔(37)打出，起到辅叶轮的作用；由于电机有防爆要求，取消了传统的湿式电机引出线结构，电机内绕组线与电缆直接对接密封以解决密封防爆问题。电机定子(6)与顶盖(15)及中段体法兰连接，顶盖(15)与定子(6)之间采用螺栓(11)、螺母(10)、垫圈(12)紧固，电机采用O型密封圈(14)密封，电机绕组线从顶盖(15)引出直接与电缆密封防水，绕组线置于保护管(13)内，绕组线在顶盖内用密封圈
(16)密封，螺纹套筒(18)通过压紧环(17)紧固密封圈(16)。止推轴承座(9)固定上导轴承
(8)及下推力轴承(2)。
[0010]由于电机的转速高，轴承采用了新的材料，并用有限元程序对电机进行轴承计算，并定出轴承结构及尺寸。
[0011]发明的效果:本电机转速为6000rpm，使潜水栗体积减小，重量轻，扬程高，机组直径尺寸缩小，减小了体积，变频调速，适用于矿井透水救援，水陆两用，防爆。和相同流量、扬程的1450r/min潜水栗用电机相比，本实用新型电机长度和重量都可减小50%.本电机可长期安全可靠在高压水内安全运行，与现有上栗下电机相比，开机水位，远低于上栗下电机的水位。极其有利于老矿井传统栗站改造