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CN101764451A - 潜水电机定子结构及其制造方法 - Google Patents

潜水电机定子结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种潜水电机定子结构及其制造方法,潜水电机定子结构包括定子外壳、铁芯和定子绕组以及绕组引出线,在定子外壳的上下两端分别密封式焊接有上法兰端环和下法兰端环,还固定有一个不锈钢屏蔽套,一个密封包裹着绕组引出线周边的引出线密封装置,在定子外壳、不锈钢屏蔽套、上法兰端环、下法兰端环、铁芯、定子绕组之间的间隙中均注满绝缘密封胶,具有电机定子绕组完全密封,耐水绝缘性能高,结构简单,使用安全可靠的有益效果;为制得该潜水电机定子结构,方法是按氩弧焊焊接方式卷制定子外壳和不锈钢屏蔽套、制定子绕组铁芯、车制上法兰端环和下法兰端环及V形小凸环、装配密封焊接和整形、制绝缘密封胶、注胶和密封的顺序制造。

Description

潜水电机定子结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及到一种电机定子结构及其制造方法,尤其是一种在潜水电机上用的潜水电机定子结构及其制造方法。
背景技术
现有技术中,传统的潜水电机定子包括定子外壳、铁芯和定子绕组以及绕组引出线,在结构上有干式、充油式和充水式三种;干式潜水电机和充油式潜水电机通常采用机械密封使电机内部和外部隔绝,电机内部绕组不接触外部液体,达到保护电机定子绕组的绝缘性能;存在的问题是:由于这种电机绕组绝缘的保护是依靠机械密封来实现的,因此要求机械密封必须可靠,一旦机械密封失效,电机绕组的绝缘马上遭到损坏,电机绕组绝缘的寿命很大程度上取决于机械密封的质量和寿命,电机结构复杂,机械损耗大;充水式潜水电机通常采用聚乙稀绝缘尼龙护套耐水绕组线实现电机绕组的绝缘保护,由于相同截面积的聚乙稀绝缘尼龙护套耐水绕组线外径比同规格的漆包线大得多,造成充水式潜水电机绕组槽满率低,电机体积大,效率低,制造成本高;以上几种结构的潜水电机定子结构各有缺点,存在有不足之处;所以寻求一种电机定子绕组完全密封的,可提高电机定子绕组的耐水绝缘性能,能克服干式潜水电机和充油式潜水电机电机绕组绝缘的寿命很大程度上取决于机械密封的质量和寿命、电机结构复杂、机械损耗大的缺点,又可避免充水式潜水电机绕组槽满率低、电机体积大、效率低、制造成本高的缺点,结构简单,使用安全可靠的潜水电机定子结构及其制造方法,是目前大多数厂家正在研究和需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电机定子绕组完全密封的,可提高电机定子绕组的耐水绝缘性能,能克服干式潜水电机和充油式潜水电机电机绕组绝缘的寿命很大程度上取决于机械密封的质量和寿命、电机结构复杂、机械损耗大的缺点,又可避免充水式潜水电机绕组槽满率低、电机体积大、效率低、制造成本高的缺点,结构简单,使用安全可靠的潜水电机定子结构及其制造方法。
为解决上述技术问题,本发明潜水电机定子结构的技术方案是:包括定子外壳、铁芯和定子绕组以及绕组引出线,其特点是:在定子外壳的上下两端分别密封式焊接有上法兰端环和下法兰端环,还有一个具有气密性的、壁厚为0.08~0.18毫米的不锈钢屏蔽套密封焊接固定在铁芯的内壁并延伸至上法兰端环和下法兰端环上,在上法兰端环上还设置有一个密封包裹着绕组引出线周边的引出线密封装置,在定子外壳和屏蔽套之间以及上法兰端环和下法兰端环之间,还有铁芯和定子绕组之间的间隙,均注满了绝缘密封胶。
对本发明潜水电机定子结构作进一步改进的技术方案是:所述的下法兰端环上还设置有一个注胶螺孔,由一个紧定螺钉密封。
作为本发明潜水电机定子结构的优选技术方案之一是:所述的不锈钢屏蔽套的壁厚为0.1~0.15毫米。
作为本发明潜水电机定子结构的优选技术方案之二是:所述的绝缘密封胶由改性环氧树脂和固化剂及硅微粉混合组成,其重量组成配比为:改性环氧树脂70%~80%,固化剂7%~8%,硅微粉12%~23%。
为解决上述技术问题,本发明潜水电机定子结构的制造方法是按下述工艺步骤进行:
a.先用不锈钢薄板卷成一个圆筒,用氩弧焊方法焊接接缝,制成定子外壳;
b.将一个有定子绕组的铁芯按现有工艺制作好,并留有绕组引出线;
c.制作不锈钢屏蔽套,选用壁厚在0.08~0.18毫米中的一种不锈钢薄板卷成圆筒,先用储能焊机在其接缝上进行间隔点焊定位,然后在直缝焊机上用氩弧焊方式全缝密封焊接;
d.制作上法兰端环和下法兰端环,并在所述的上法兰端环和下法兰端环与不锈钢屏蔽套焊接的内壁面位置上,分别车制一圈从本体中微微凸起的V形小凸环。
e.铁芯放入定子外壳内,定子外壳和不锈钢屏蔽套的上下两端分别与上法兰端环和下法兰端环密封式氩弧焊焊接,方法是:①将检验合格有定子绕组的铁芯压入定子外壳内孔,达至安装尺寸;②将装上引出线密封装置的上法兰端环和下法兰端环分别压入电机定子机壳两端,让绕组引出线通过引出线密封装置引出壳外;③将不锈钢屏蔽套压入铁芯的内孔中,并使其两端分别与上法兰端环和下法兰端环相应部位对齐,且压在V形小凸环上;④组装好后,用等离子氩弧焊机进行定子外壳上下两端分别与上法兰端环和下法兰端环之间的环缝熔焊,焊缝平滑无泄漏;⑤使用电阻横缝焊机压在不锈钢屏蔽套紧贴在上法兰端环和下法兰端环上V形小凸环的位置进行环形熔焊连接,熔焊后的V形小凸环被融化成焊缝;⑥在液压机上对焊接后的电机定子内孔进行整形涨压,使不锈钢屏蔽套紧贴电机定子铁芯内壁,并留有适量内壁抗变形的预变形;
f.制备绝缘密封胶,按以下重量配比混合配制:改性环氧树脂70%~80%,固化剂7%~8%,硅微粉12%~23%,在常温下搅拌混合均匀;
g.通过定子下法兰端环的注胶螺孔注入配制好的绝缘密封胶到定子外壳和屏蔽套之间以及上法兰端环和下法兰端环之间,以及铁芯和定子绕组之间的间隙中,将定子绕组完全密封,由一个紧定螺钉密封注胶螺孔,完成制作。
本发明的有益效果是:本发明的潜水电机定子结构由于在电机定子铁芯内孔装入了具有气密性的、壁厚只有0.08~0.18毫米的屏蔽套,并使电机定子上端环、下端环和电机定子外壳密封式焊接,以及电机定子上端环、下端环和屏蔽套间的密封固定连接,还采用了引出线密封装置,并在电机定子外壳、电机定子上端环、下端环、屏蔽套、铁芯、电机定子绕组间的空隙中充满了绝缘密封胶,实现了电机定子绕组的完全密封,解决了电机定子绕组的耐水绝缘问题,并克服了干式潜水电机和充油式潜水电机电机绕组绝缘的寿命很大程度上取决于机械密封的质量和寿命、电机结构复杂、机械损耗大的缺点,又避免了充水式潜水电机绕组槽满率低、电机体积大、效率低、制造成本高的缺点,提供了一种结构简单成本低,且使用安全可靠的潜水电机用的潜水电机定子结构,同时也提供了一种制造本发明潜水电机定子结构的方法,本制造方法可以减少机械切削加工,可有效密封焊接,同时能有效对电机定子绕组的完全密封。
附图说明
图1是本发明潜水电机定子结构的剖视图。
图2是本发明潜水电机定子结构上部分的放大剖视图。
图3是本发明潜水电机定子结构下部分的放大剖视图。
图4是本发明潜水电机定子结构制作方法中在图2的K位置车制有V形小凸环于焊接前的局部剖视放大图。
图5是本发明潜水电机定子结构制作方法中在图2的K位置焊接后的局部剖视放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的潜水电机定子结构作更详细的说明。
由图1~3所示,本发明潜水电机定子结构的实施方式是:包括定子外壳1、铁芯2和定子绕组3以及绕组引出线4,在定子外壳1的上下两端分别密封式焊接有上法兰端环5和下法兰端环6,还有一个具有气密性的、壁厚为0.08~0.18毫米的不锈钢屏蔽套7密封焊接固定在铁芯2的内壁并延伸至上法兰端环5和下法兰端环6上,在上法兰端环5上还设置有一个密封包裹着绕组引出线4周边的引出线密封装置8,在定子外壳1和屏蔽套7之间以及上法兰端环5和下法兰端环6之间,以及铁芯2和定子绕组3之间的间隙,均注满了绝缘密封胶9。
由图1和3所示,对本发明潜水电机定子结构作进一步改进的实施方式是:所述的下法兰端环6上还设置有一个注胶螺孔10,由一个紧定螺钉11密封。本实施方式可以方便注胶,更容易完全密封。
由图1~3所示,作为本发明潜水电机定子结构的优选实施方式之一是:所述的不锈钢屏蔽套7的壁厚为0.1~0.15毫米。最好采用壁厚为0.12毫米不锈钢薄板卷成具有气密性的圆筒,也可以采用无缝不锈钢薄壁管,焊接方式可以采用氩弧焊焊接或胶封粘接。
作为本发明潜水电机定子结构的优选实施方式之二是:所述的绝缘密封胶9由改性环氧树脂和固化剂及硅微粉混合组成,其重量组成配比为:改性环氧树脂70%~80%,固化剂7%~8%,硅微粉12%~23%。根据需要可以按以下三种重量配比制成三种流动性从高到低的绝缘密封胶:
A.改性环氧树脂80%,固化剂8%,硅微粉12%。
B.改性环氧树脂75%,固化剂7.5%,硅微粉17.5%。
C.改性环氧树脂70%,固化剂7%,硅微粉23%。
由图1~5所示,本发明潜水电机定子结构的制造方法按下述工艺步骤实施:
a.先用不锈钢薄板卷成一个圆筒,壁厚可以采用1~3毫米,用氩弧焊方法焊接接缝,制成定子外壳1;
b.将一个有定子绕组3的铁芯2按现有工艺制作好,并留有绕组引出线4;
c.制作不锈钢屏蔽套7,选用壁厚在0.08~0.18毫米中的一种不锈钢薄板卷成圆筒,先用储能焊机在其接缝上进行间隔点焊定位,然后在直缝焊机上用氩弧焊方式全缝密封焊接;本实施例中选用壁厚为0.12毫米的不锈钢薄板卷制。
d.制作上法兰端环5和下法兰端环6,并在所述的上法兰端环5和下法兰端环6与不锈钢屏蔽套7焊接的内壁面位置上,分别车制一圈从本体中微微凸起的V形小凸环12。本实施例中,上法兰端环5和下法兰端环6可用A3碳钢或45号钢制作。
e.铁芯2放入定子外壳1内,定子外壳1和不锈钢屏蔽套7的上下两端分别与上法兰端环5和下法兰端环6密封式氩弧焊焊接,方法是:①将检验合格有定子绕组的铁芯压入定子外壳内孔,达至安装尺寸;②将装上引出线密封装置的上法兰端环和下法兰端环分别压入电机定子机壳两端,让绕组引出线通过引出线密封装置引出壳外;③将不锈钢屏蔽套压入铁芯的内孔中,并使其两端分别与上法兰端环和下法兰端环相应部位对齐,且压在V形小凸环上;④组装好后,用等离子氩弧焊机进行定子外壳上下两端分别与上法兰端环和下法兰端环之间的环缝熔焊,焊缝平滑无泄漏;⑤使用电阻横缝焊机压在不锈钢屏蔽套紧贴在上法兰端环和下法兰端环上V形小凸环的位置进行环形熔焊连接,熔焊后的V形小凸环被融化成焊缝;⑥在液压机上对焊接后的电机定子内孔进行整形涨压,使不锈钢屏蔽套紧贴电机定子铁芯内壁,并留有适量内壁抗变形的预变形;
f.制备绝缘密封胶9,按以下重量配比混合配制:改性环氧树脂70%,固化剂7%,硅微粉23%,在常温下搅拌混合均匀;
根据需要可以按以下三种重量配比制成三种流动性从高到低的绝缘密封胶:
改性环氧树脂80%,固化剂8%,硅微粉12%。
改性环氧树脂75%,固化剂7.5%,硅微粉17.5%。
改性环氧树脂70%,固化剂7%,硅微粉23%。
g.通过定子下法兰端环6的注胶螺孔10注入配制好的绝缘密封胶9到定子外壳1和屏蔽套7之间以及上法兰端环5和下法兰端环6之间,以及铁芯2和定子绕组3之间的间隙中,将定子绕组3完全密封,由一个紧定螺钉11密封注胶螺孔10,完成制作。
本发明中的电机定子绕组完全密封,电机定子绕组的耐水绝缘性能高,克服了干式潜水电机和充油式潜水电机电机绕组绝缘的寿命很大程度上取决于机械密封的质量和寿命、电机结构复杂、机械损耗大的缺点,又避免了充水式潜水电机绕组槽满率低、电机体积大、效率低、制造成本高的缺点,结构简单成本低,使用安全可靠;同时也提供了一种制造本发明潜水电机定子结构的方法,本制造方法可以减少机械切削加工,可有效密封焊接,同时能有效对电机定子绕组的完全密封。
以上所述只是本发明优选的实施方式,其并不构成对本发明保护范围的限制,只要是以基本相同的手段实现本发明的目的,都应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种潜水电机定子结构,包括定子外壳(1)、铁芯(2)和定子绕组(3)以及绕组引出线(4),其特征在于:在定子外壳(1)的上下两端分别密封式焊接有上法兰端环(5)和下法兰端环(6),还有一个具有气密性的、壁厚为0.08~0.18毫米的不锈钢屏蔽套(7)密封焊接固定在铁芯(2)的内壁并延伸至上法兰端环(5)和下法兰端环(6)上,在上法兰端环(5)上还设置有一个密封包裹着绕组引出线(4)周边的引出线密封装置(8),在定子外壳(1)和屏蔽套(7)之间以及上法兰端环(5)和下法兰端环(6)之间,以及铁芯(2)和定子绕组(3)之间的间隙,均注满了绝缘密封胶(9)。
2.根据权利要求1所述的潜水电机定子结构,其特征在于:所述的下法兰端环(6)上还设置有一个注胶螺孔(10),由一个紧定螺钉(11)密封。
3.根据权利要求1所述的潜水电机定子结构,其特征在于:所述的不锈钢屏蔽套(7)的壁厚为0.1~0.15毫米。
4.根据权利要求1所述的潜水电机定子结构,其特征在于:所述的绝缘密封胶(9)由改性环氧树脂和固化剂及硅微粉组成,其重量组成配比为:改性环氧树脂70%~80%,固化剂7%~8%,硅微粉12%~23%。
5.一种制造权利要求1所述的潜水电机定子结构的方法,按下述工艺步骤进行:
a.先用不锈钢薄板卷成一个圆筒,用氩弧焊方法焊接接缝,制成定子外壳(1);
b.将一个有定子绕组(3)的铁芯(2)按现有工艺制作好,并留有绕组引出线(4);其特征在于:
c.制作不锈钢屏蔽套(7),选用壁厚在0.08~0.18毫米中的一种不锈钢薄板卷成圆筒,先用储能焊机在其接缝上进行间隔点焊定位,然后在直缝焊机上用氩弧焊方式全缝密封焊接;
d.制作上法兰端环(5)和下法兰端环(6),并在所述的上法兰端环(5)和下法兰端环(6)与不锈钢屏蔽套(7)焊接的内壁面位置上,分别车制一圈从本体中微微凸起的V形小凸环(12)。
e.铁芯(2)放入定子外壳(1)内,定子外壳(1)和不锈钢屏蔽套(7)的上下两端分别与上法兰端环(5)和下法兰端环(6)密封式氩弧焊焊接,方法是:
①将检验合格有定子绕组的铁芯压入定子外壳内孔,达至安装尺寸;②将装上引出线密封装置的上法兰端环和下法兰端环分别压入电机定子机壳两端,让绕组引出线通过引出线密封装置引出壳外;③将不锈钢屏蔽套压入铁芯的内孔中,并使其两端分别与上法兰端环和下法兰端环相应部位对齐,且压在V形小凸环上;④组装好后,用等离子氩弧焊机进行定子外壳上下两端分别与上法兰端环和下法兰端环之间的环缝熔焊,焊缝平滑无泄漏;⑤使用电阻横缝焊机压在不锈钢屏蔽套紧贴在上法兰端环和下法兰端环上V形小凸环的位置进行环形熔焊连接,熔焊后的V形小凸环被融化成焊缝;⑥在液压机上对焊接后的电机定子内孔进行整形涨压,使不锈钢屏蔽套紧贴电机定子铁芯内壁,并留有适量内壁抗变形的预变形;
f.制备绝缘密封胶(9),按以下重量配比配制:改性环氧树脂70%~80%,固化剂7%~8%,硅微粉12%~23%,在常温下搅拌混合均匀;
g.通过定子下法兰端环(6)的注胶螺孔(10)注入配制好的绝缘密封胶(9)到定子外壳(1)和屏蔽套(7)之间以及上法兰端环(5)和下法兰端环(6)之间,还有铁芯(2)和定子绕组(3)之间的间隙中,将定子绕组(3)完全密封,由一个紧定螺钉(11)密封注胶螺孔(10),完成制作。
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