潜油永磁同步电机
阅读：648发布：2023-01-26
专利汇可以提供潜油永磁同步电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种潜油永磁同步 电机 ，包括电机壳体，电机壳体内对应设置有 定子 和 转子 ，电机壳体的两端分别密封并通过联接装置与其他外部装置相连接，构成一体式结构的壳体组件；定子和转子分别为多节式结构的定子组合体和转子组合体，定子组合体固定在壳体组件上，转子组合体穿设在定子组合体内部；壳体组件内注入油液。本实用新型采用一体式结构的电机壳体组件，多节式结构的定子组合体和转子组合体，通过采用10极转子、12槽定子的设置，优化了电磁方案，从而提高了作业可靠性和电机性能；空心 主轴 使电 机舱 体内可实现油液循环，从而解决了 散热 问题；可实现低速大 扭矩 ，适用于各种井下通过电 泵 抽油的工况，特别适用于 螺杆泵 抽油环境。，下面是潜油永磁同步电机专利的具体信息内容。
1.一种潜油永磁同步电机，包括电机壳体，电机壳体内对应设置有定子和转子，其特征在于，所述电机壳体的两端分别密封并通过联接装置与其他外部装置相连接，构成一体式结构的壳体组件；所述定子和转子分别为多节式结构的定子组合体和转子组合体，所述定子组合体固定在壳体组件上，所述转子组合体穿设在定子组合体内部，所述定子组合体和转子组合体之间压紧定位；壳体组件内注入油液。
2.如权利要求1所述的潜油永磁同步电机，其特征在于，所述壳体组件包括壳体和分别设置在壳体两端的输出端联接头和尾部端联接头，所述输出端联接头与壳体之间通过推力轴承相连；所述的输出端联接头用于与该潜油永磁同步电机外部的保护器、泵连接，接入潜油电缆，并向壳体内部注油；所述的尾部端联接头用于安装编码器，并与外部的密封装置和控制器连接。
3.如权利要求2所述的潜油永磁同步电机，其特征在于，所述定子组合体包括多个单节铁芯，相邻的两个单节铁芯之间通过节间压装彼此相连组成多节式定子铁芯，在所述多节式定子铁芯的两端由中心向两侧分别依次设置压紧环和卡簧，将多节式定子铁芯压紧定位。
4.如权利要求2所述的潜油永磁同步电机，其特征在于，所述转子组合体包括套设在转子主轴上的磁钢组合体，转子主轴的两端分别设有转子输出端轴套和转子尾部端轴套； 所述的磁钢组合体为多节式结构，由多个单排磁钢组通过浮动轴承彼此连接而成，每一个单排磁钢组由10个磁钢均匀排列在圆周上构成。
5.如权利要求4所述的潜油永磁同步电机，其特征在于，所述单排磁钢组的10个磁钢中，包括8个标准磁钢和2个键槽磁钢；
所述标准磁钢和键槽磁钢的两端分别在轴向上设有台阶，多个标 准磁钢和键槽磁钢上的台阶组合成环形槽，相邻两个单排磁钢组之间的环形槽上设置径向压紧环； 所述单排磁钢组的两端，还设有轴向压紧环。
6.如权利要求2所述的潜油永磁同步电机，其特征在于，所述输出端联接头包括本体，所述本体的一端设有管螺纹，用于与所述壳体连接，本体的中部设有注油孔，本体的另一端设有用于连接的螺纹孔组合；
所述本体的内部设有联接螺纹孔、输出孔、轴承安装孔、销联接孔、轴向通孔、弧形斜面、电缆接口、凹槽、管螺纹、轴向过油孔和径向注油孔；所述联接螺纹孔均匀分布在输出端法兰圆周；所述输出孔内设有输出电机主轴输出端；推力轴承在所述轴承安装孔中安装定位；所述推力轴承的推力盘在所述销联接孔中固定；电机输出轴穿设在所述轴向通孔内；
输入电缆通过所述电缆接口经弧形斜面进入壳体；凹槽内设有O型密封圈；所述壳体通过管螺纹与输出端联接头密封连接；油液通过径向注油孔输送到电机内部并进入轴向过油孔。
7.如权利要求3所述的潜油永磁同步电机，其特征在于，所述的单节铁芯包括硅钢片，所述硅钢片上设有定子槽、圆弧凹槽、绕线开槽和壳体联接槽，形成12槽的开槽式定子铁芯结构；绕组线圈安装在定子槽上，电缆穿过圆弧凹槽，硅钢片通过壳体联接槽与定子铁芯和壳体连接。
8.如权利要求4所述的潜油永磁同步电机，其特征在于，所述转子主轴为细长结构，包括输出端、中间段和尾部端；所述的输出端为花键轴；所述的中间段为空心轴，径向均匀分布有多个过油孔，还设有用于组装转子组合体的细长键槽；所述的尾部端为空心轴； 所述的输出端上设有花键槽、塞孔、凹槽、径向过油孔和空心轴孔，所述花键槽与电机输出轴的花键连接；凹槽内安装推力轴承；
所述的中间段上设有径向过油孔和空心轴孔；
所述的尾部端上设有径向过油孔、空心轴孔和编码器安装孔。
9.如权利要求5所述的潜油永磁同步电机，其特征在于，所述的键槽磁钢为圆弧片状结构，包括弧形的外表面和内表面，在外表面的两侧边缘，延其轴向方向分别设有台阶面，在内表面的一侧边缘，延其径向方向设有用于使磁钢在圆周上定位的键槽。
潜油永磁同步电机
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种潜油永磁同步电机，属于机械制造技术领域。 背景技术
[0002] 目前我国和世界其他产油国家，油田上都广泛使用潜油电机来驱动潜油电泵来汲取原油。潜油电泵系统是油田生产的重要设备，传统的潜油电泵系统其动力源主要是异步电动机，现有的采油系统在采油配套工艺中存在以下几个问题：
[0003] 一是异步电动机带离心泵配套时，因电机转速低于同步转速，电机效率和功率因数偏低；
[0007] 现有潜油永磁同步电机的两端联接头一般不具有密封性；电机的定子和转子通常为单节结构，这种结构当要求电机功率大时，成本大大增加，由于潜油电机为细长结构，因此制造工艺性也会降低；现有电机几乎没有考虑散热问题，当要求电机通过大电流时，由于在井下电机所产生的热量无法及时散出，从而容易烧坏电机。
[0008] 申请号为200910137764.4的专利公开了一种多节伺服潜油电机，该电机虽然转子和定子也是多节式结构，但电机壳体也为多节分段式，该电机虽然通过转子和定子采用多节式的方案一定程度上解决了提高 电机功率等级的问题，但多节式的外壳大大增加了制造和组装工艺难度和成本。此外，更重要的是多节式的外壳也导致了对电机密封性的要求大大增加，使得整个电机的密封性变差。另外，该电机的相邻两节转子轴是通过联轴器联接，因此联轴器的寿命会直接影响可靠性。
[0009] 申请号为201010614682.7的专利公开了一种低速直驱永磁同步潜油电机，该电机为单节式电机，该电机采用转子14极、定子18槽方案，一定程度上解决了低速问题，但大扭矩输出问题并未能很好解决。该电机转子的极数和定子的槽数都偏大，会使得制造成本大大增加，同时从电机电磁方案的角度也并不是优化方案。并且，没有考虑井下密封问题和电机散热问题。实用新型内容
[0010] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种潜油永磁同步电机，采用一体式结构的电机壳体组件，多节式结构的定子组合体和转子组合体，通过采用10极转子、12槽定子的设置，优化了电磁方案，从而提高了作业可靠性和电机性能；空心主轴使电机舱体内可实现油液循环，从而解决了散热问题；可实现低速大扭矩，适用于各种井下通过电泵抽油的工况。
[0011] 本实用新型的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的： [0012] 一种潜油永磁同步电机，包括电机壳体，电机壳体内对应设置有定子和转子，所述电机壳体的两端分别密封并通过联接装置与其他外部装置相连接，构成一体式结构的壳体组件；所述定子和转子分别为多节式结构的定子组合体和转子组合体，所述定子组合体固定在壳体组件上，所述转子组合体穿设在定子组合体内部，所述定子组合体和转子组合体之间压紧定位；壳体组件内注入油液。
[0013] 所述壳体组件包括壳体和分别设置在壳体两端的输出端联接头和尾部端联接头，所述输出端联接头与壳体之间通过推力轴承相连；所述的输出端联接头用于与该潜油永磁同步电机外部的保护器、泵连接，接入潜油电缆，并向壳体内部注油；所述的尾部端联接头用于安装编码器，并与外部的密封装置和控制器连接。
[0015] 所述转子组合体包括套设在转子主轴上的磁钢组合体，转子主轴的两端分别设有转子输出端轴套和转子尾部端轴套；所述的磁钢组合体为多节式结构，由多个单排磁钢组通过浮动轴承彼此连接而成，每一个单排磁钢组由10个磁钢均匀排列在圆周上构成。 [0016] 所述单排磁钢组的10个磁钢中，包括8个标准磁钢和2个键槽磁钢；所述标准磁钢和键槽磁钢的两端分别在轴向上设有台阶，多个标准磁钢和键槽磁钢上的台阶组合成环形槽，相邻两个单排磁钢组之间的环形槽上设置径向压紧环；所述单排磁钢组的两端，还设有轴向压紧环。
[0018] 所述本体的内部设有联接螺纹孔、输出孔、轴承安装孔、销联接孔、轴向通孔、弧形斜面、电缆接口、凹槽、管螺纹、轴向过油孔和径向注油孔；所述联接螺纹孔均匀分布在输出端法兰圆周；所述输出孔内设有输出电机主轴输出端；推力轴承在所述轴承安装孔中安装定位；所述推力轴承的推力盘在所述销联接孔中固定；电机输出轴穿设在所述轴向通孔内；输入电缆通过所述电缆接口经弧形斜面进入壳体；凹槽内设有O型密封圈；所述壳体通过管螺纹与输出端联接头密封连接；油液通过径向注油孔输送到电机内部并进入轴向过油孔。
[0019] 所述的单节铁芯包括硅钢片，所述硅钢片上设有定子槽、圆弧凹槽、绕线开槽和壳体联接槽，形成12槽的开槽式定子铁芯结构；绕组线圈安装在定子槽上，电缆穿过圆弧凹槽，硅钢片通过壳体联接槽与定子铁芯和壳体连接。
[0020] 所述转子主轴为细长结构，包括输出端、中间段和尾部端；所述的输出端为花键轴；所述的中间段为空心轴，径向均匀分布有多个过 油孔，还设有用于组装转子组合体的细长键槽；所述的尾部端为空心轴；所述的输出端上设有花键槽、塞孔、凹槽、径向过油孔和空心轴孔，所述花键槽与电机输出轴的花键连接；凹槽内安装推力轴承；所述的中间段上设有径向过油孔和空心轴孔；所述的尾部端上设有径向过油孔、空心轴孔和编码器安装孔。
[0021] 所述的键槽磁钢为圆弧片状结构，包括弧形的外表面和内表面，在外表面的两侧边缘，延其轴向方向分别设有台阶面，在内表面的一侧边缘，延其径向方向设有用于使磁钢在圆周上定位的键槽。
[0022] 综上所述，本实用新型提供一种潜油永磁同步电机，采用一体式结构的电机壳体组件，多节式结构的定子组合体和转子组合体，通过采用10极转子、12槽定子的设置，优化了电磁方案，从而提高了电机性能；转子主轴为空心轴，通过向电机内部舱体内注油的方式，实现电机舱体内的油液循环，从而解决了散热问题；该潜油永磁同步电机采用组件模块化设计，提高了组装工艺性，结构简单且可以根据需要灵活设计；此外，本实用新型的潜油永磁同步电机可实现低速大扭矩，因此井下带动泵的效果可靠稳定，适用于所有在井下通过电泵来抽油的范围，特别适用于螺杆泵抽油场合。
[0024] 图1为本实用新型的潜油永磁同步电机整体结构图之一；
[0025] 图2为本实用新型的潜油永磁同步电机整体结构图之二；
[0026] 图3a为图1中潜油永磁同步电机输出端的放大图；
[0027] 图3b为图2中潜油永磁同步电机尾部端的放大图；
[0028] 图4为本实用新型中潜油永磁同步电机的总体爆炸图；
[0029] 图5为图4中壳体组件的组成结构爆炸图；
[0030] 图6a为图5中输出端联接头的结构图之一；
[0031] 图6b为图5中输出端联接头的结构图之二；
[0032] 图7为图5中输出端联接头的剖视图；
[0033] 图8为图5中尾部端联接头的结构示意图；
[0034] 图9为图5中尾部端联接头的剖视图；
[0035] 图10为图4中定子组合体的组成爆炸图；
[0036] 图11为图10中定子的单节铁芯结构示意图；
[0037] 图12为图11中定子铁芯的硅钢片结构图；
[0038] 图13为图4中转子组合体的结构爆炸图；
[0039] 图14为图13中转子的主要结构示意图；
[0040] 图15为图14中转子的局部放大图；
[0041] 图16为图13中转子输出端轴套的组成爆炸图；
[0042] 图17为图16中输出端轴套的整体结构图；
[0043] 图18为图16中输出端轴套的剖视图；
[0044] 图19为图13中转子尾部端轴套的组成爆炸图；
[0045] 图20为图19中尾部端轴套的整体结构图；
[0046] 图21为图19中尾部端轴套的剖视图；
[0047] 图22为图13中转子主轴的结构图之一；
[0048] 图23为图13中转子主轴的结构图之二；
[0049] 图24a为图22中转子主轴的输出端放大图；
[0050] 图24b为图23中转子主轴的尾部端放大图；
[0051] 图24c为图22中转子主轴的中间段放大图；
[0052] 图25为图13中转子主轴的剖视图；
[0053] 图26a为图25中转子主轴的输出端放大图；
[0054] 图26b为图25中转子主轴的尾部端放大图；
[0055] 图26c为图25中转子主轴的中间段放大图；
[0056] 图27为图13中转子磁钢组合体的结构爆炸图；
[0057] 图28为图27中转子标准磁钢的结构示意图；
[0058] 图29为图27中转子标准磁钢的端面图；
[0059] 图30为图27中转子标准磁钢的剖视图；
[0060] 图31为图27中转子键槽磁钢的结构示意图；
[0061] 图32为图27中转子键槽磁钢的端面图；
[0062] 图33为图27中转子单排磁钢组排布图；
[0063] 图34为主轴、定子和转子装配关系示意图。
具体实施方式
[0064] 图1为本实用新型的潜油永磁同步电机的整体结构示意图之一。图2为本实用新型的潜油永磁同步电机的整体结构示意图之二。图3a为图1中潜油永磁同步电机输出端的放大图，图3b为图2中潜油永磁同步电机尾部端的放大图。图3a、图3b分别示出了潜油永磁同步电机的两端。如图1至图3b所示，本实用新型提供一种潜油永磁同步电机1000，该潜油永磁同步电机为组件化设计，其两端分别设有联接装置，一端为输出端联接头，方便与保护器、泵等连接；另一端为尾部端联接头，方便与编码器、密封装置、控制器等连接。 [0065] 本实用新型中的潜油永磁同步电机是壳体为一体式，定子和转子分别为多节式的新型结构，并且转子主轴为空心轴，电机舱体内可实现油液循环，电磁方案采用转子10极、定子12槽方案。
[0066] 本实用新型中的潜油永磁同步电机改善了工艺方案，从而提高了可靠性；优化了电磁方案，从而提高了电机性能；设计了油液循环结构，从而解决了散热问题。 [0067] 本实用新型的潜油永磁同步电机可实现低速大扭矩，因此井下带动泵的效果可靠稳定，适用于所有在井下通过电泵来抽油的范围，特别适用于螺杆泵抽油场合。 [0068] 图4为本实用新型的潜油永磁同步电机的总体爆炸图。如图4所示，潜油永磁同步电机由壳体组件100、定子组合体200、转子组合体300组成。
[0069] 图5为图4中壳体组件100的组成结构爆炸图。如图5所示，壳体组件100由输出端联接头110、推力轴承120、壳体130、尾部端联接头140组成。输出端联接头110用于与保护器、泵等机械部件连接，接入潜油电缆，并向电机内部注油；推力轴承120用于承受电机所受的轴向力；尾部端联接头140用于安装编码器，连接密封装置和控制器。 [0070] 图6a为图5中输出端联接头110的结构图之一，图6b为图5中 输出端联接头110的结构图之二。图6a、图6b分别示出了输出端联接头110的两端。如图6a所示，输出端联接头110的一端设有管螺纹111，方便与电机壳体130连接；又在输出端联接头110的中部设有注油孔112，便于向电机内部注油，而油液通过循环起到电机内部散热作用。如图
6b所示，输出端联接头110的另一端设有螺纹孔组合，方便与保护器、泵等外部部件连接，同时设有弧形斜面113和电缆输入接口114，可将潜油电缆接入电机内部。 [0071] 图7为图5中输出端联接头110的剖视图。如图7所示，输出端联接头110由联接螺纹孔115、输出孔116、轴承安装孔117、销联接孔118、轴向通孔119、弧形斜面113、电缆接口114、凹槽109、管螺纹111、轴向过油孔108、径向注油孔112构成。联接螺纹孔115均匀分布在输出端法兰圆周，用于连接保护器、泵等外部部件；输出孔116用于输出电机主轴输出端，为便于安装轴承等提供孔内空间；轴承安装孔117用于定位安装推力轴承120；
销联接孔118用于固定推力轴承120的推力盘；轴向通孔119用于穿过电机输出轴；弧形斜面113用于为输入电缆进入电缆接口留出角度空间；电缆接口114用于接入潜油电缆；凹槽109用于安装O型密封圈，起到密封作用；管螺纹111用于与电机壳体130连接密封；轴向过油孔108为电机油路，用于将注油孔112进入的油液输送到电机内部舱体；径向注油孔
112为电机注油口，用于向电机内部舱体注油。
6b所示，输出端联接头110的另一端设有螺纹孔组合，方便与保护器、泵等外部部件连接，同时设有弧形斜面113和电缆输入接口114，可将潜油电缆接入电机内部。 [0071] 图7为图5中输出端联接头110的剖视图。如图7所示，输出端联接头110由联接螺纹孔115、输出孔116、轴承安装孔117、销联接孔118、轴向通孔119、弧形斜面113、电缆接口114、凹槽109、管螺纹111、轴向过油孔108、径向注油孔112构成。联接螺纹孔115均匀分布在输出端法兰圆周，用于连接保护器、泵等外部部件；输出孔116用于输出电机主轴输出端，为便于安装轴承等提供孔内空间；轴承安装孔117用于定位安装推力轴承120；
销联接孔118用于固定推力轴承120的推力盘；轴向通孔119用于穿过电机输出轴；弧形斜面113用于为输入电缆进入电缆接口留出角度空间；电缆接口114用于接入潜油电缆；凹槽109用于安装O型密封圈，起到密封作用；管螺纹111用于与电机壳体130连接密封；轴向过油孔108为电机油路，用于将注油孔112进入的油液输送到电机内部舱体；径向注油孔
112为电机注油口，用于向电机内部舱体注油。
[0072] 图8为图5中尾部端联接头140的结构示意图，如图8所示，尾部端联接头140的一端设有螺纹孔组合，方便安装编码器或连接控制器；尾部端联接头140的另一端设有管螺纹，方便与电机壳体130连接。
[0073] 图9为图5中尾部端联接头140的剖视图。如图9所示，尾部端联接头140由圆锥孔141、管螺纹142、凹槽143、螺纹孔组合144、尾部孔145构成。圆锥孔141用于留出出线空间；管螺纹142用于与电机壳体130连接密封；凹槽3用于安装O型密封圈起到密封作用；螺纹孔组合144用于安装编码器联接壳；尾部孔145用于穿过并伸出电机主轴尾部端。 [0074] 本实用新型中的潜油永磁同步电机其定子是多节式结构，先由硅钢片有序叠加形成单节铁芯，再由若干个单节铁芯连接组合成多节式铁芯组合体，最后通过线圈绕组构成多节式定子。其中，硅钢片为设有绕线开槽的12个槽结构，构成本实用新型的潜油永磁同步电机定子的12槽方案。
[0075] 图10为图4中定子组合体200的组成爆炸图。如图10所示，潜油永磁同步电机的定子组合体200由卡簧201和209、压紧环202和208、单节铁芯203和207、节间压装204和206、铁芯组合体205组成，构成多节式定子。卡簧201和209用于卡紧定子铁芯，防止轴向窜动；压紧环202和208用于夹紧多节铁芯组合体；单节铁芯203和207用于构成多节式定子铁芯；节间压装204和206在两个单节铁芯之间，保护里面的浮动轴承。 [0076] 图11为图10中定子单节铁芯203、207的结构示意图，图12为图11中定子单节铁芯的硅钢片结构图。如图12所示，定子单节铁芯203的硅钢片由定子槽2031、圆弧凹槽2032、绕线开槽2033、壳体联接槽2034构成，形成开槽式定子铁芯，12槽结构。定子槽2031用于安装绕组线圈，其个数决定于电磁方案；圆弧凹槽2032用于穿过电缆；绕线开槽2033用于电磁方案调节和方便绕线工艺；壳体联接槽2034用于通过键槽连接定子铁芯与电机壳体。
[0077] 本实用新型中的潜油永磁同步电机其转子是多节式结构，在转子的输出端和尾部端上分别设有输出端轴套和尾部端轴套，用于密封。中间段中，首先由10个磁钢均匀排列在圆周，形成单排磁钢组，然后，若干个单排磁钢组轴向连接构成单排磁钢组合体，最后，每个单排磁钢组合体之间通过浮动轴承连接为转子磁钢体。其中，单排10个磁钢构成本实用新型中潜油永磁同步电机的转子10极方案。另外，转子主轴为空心轴结构，并均匀设有径向过油孔，空心轴孔可流过油液进行循环，起到电机内部散热作用。
[0078] 图13为图4中转子组合体300的结构爆炸图。如图13所示，潜油永磁同步电机的转子组合体300由转子输出端轴套301、磁钢组合体302、转子主轴303、转子尾部端轴套304组成。
[0079] 图14为图13中转子的主要结构示意图，图15为图14中转子主要结构的局部放大图。如图14所示，本实用新型的潜油永磁同步电机转子磁钢部分为多节式结构。如图15所示，单排磁钢组合中，磁钢分布由多排式磁钢组环绕而成。
[0080] 图16为图13中转子输出端轴套的组成爆炸图。如图16所示，转子输出端轴套由输出端轴套3011、绝缘套管3012、卡簧3013和3015、护圈3014、轴套3016、轴套3017组成。输出端轴套3011用于密封；绝缘套管3012用于与电机定子绕组出线绝缘；卡簧3013和3015分别用于防止绝缘套管3012和护圈3014轴向窜动；护圈3014材料为玻璃布管，用于保护输出端轴套3011；轴套3016用于与电机输出轴和输出端轴套3011配合；轴套3017用于轴向定位。
[0081] 图17为图16中输出端轴套3011的整体结构图，图18为图16中输出端轴套3011的剖视图。如图18所示，输出端轴套3011由输出孔3011-1、过油孔3011-2、中间孔3011-3、大孔3011-4、凹槽3011-5和3011-6构成。输出孔3011-1用于与电机输出端轴配合；过油孔3011-2用于构成电机油内部循环油路；中间孔3011-3和大孔3011-4用于穿过电机输出轴，并通过油液；凹槽3011-5和3011-6用于安装轴向定位卡簧。
[0082] 图19为图13中转子尾部端轴套304的组成爆炸图。如图19所示，转子尾部端轴套由卡簧3041和3043、护圈3042、轴套3044、绝缘套管3045、尾部端轴套3046、轴套3047组成。卡簧3041和3043分别用于防止绝缘套管3045和护圈3042轴向窜动；护圈3042用于保护尾部端轴套；轴套3044用于与电机输出轴和输出端轴套3011配合；绝缘套管3045用于与电机定子绕组出线绝缘；尾部端轴套3046用于密封；轴套3047用于轴向定位。 [0083] 图20为图19中尾部端轴套3046的整体结构图，图21为图19中尾部端轴套3046的剖视图。如图21所示，尾部端轴套由输出孔3046-1、过油孔3046-2和3046-4、中间孔3046-3、过度孔3046-5、大孔3046-6、凹槽3046-7和3046-8构成。输出孔3046-1用于输出电机尾部端空心轴；过油孔3046-2、3046-4用于构成电机油内部循环油路；中间孔 3046-3用于与电机尾部端轴配合；过度孔3046-5用于电机尾部端轴与尾部端轴套304之间留有间隙；大孔6用于与轴套3046-4配合；凹槽3046-7和3046-8用于安装轴向定位卡簧。 [0084] 图22为图13中转子主轴303的结构图之一，图23为图13中转子主轴303的结构图之二。如图22和图23所示，转子主轴303总体上呈细长结构。
[0085] 图24a为图22中转子主轴303的输出端放大图，图24b为图23中转子主轴303的尾部端放大图，图24c为图22中转子主轴303的中间段放大图。如图24a所示，转子主轴303的输出端为花键轴；如图24b所示，转子主轴303的尾部端为空心轴；如图24c所示，转子主轴303上分别设有安装小孔用于过油液，细长键槽用于转子组装。 [0086] 图25为图13中转子主轴303的剖视图。如图25所示，转子主轴303为空心轴，主轴径向均匀分布有过油孔，用于构成电机内部油路循环。
[0087] 图26a为图25中转子主轴303的输出端放大图。如图26a所示，转子主轴输出端由花键槽3031、塞孔3032、凹槽3033、径向过油孔3034、空心轴孔3035构成。花键槽3031用于电机输出轴的花键连接；塞孔3032用于防止杂质进入空心轴；凹槽3033用于安装推力轴承120；径向过油孔3034用于构成电机内部油路循环；空心轴孔3035为电机内部油路，用于构成电机内部油路循环起散热作用。
[0088] 图26b为图25中转子主轴303的尾部端放大图。如图26b所示，转子主轴303尾部端由径向过油孔3036、空心轴孔3037、编码器安装孔3038和3039。径向过油孔3036用于构成电机内部油路循环；空心轴孔3037用于注入电机油构成电机内部油路循环；编码器安装孔3038和3039用于安装编码器。
[0089] 图26c为图25中转子主轴303的中间段放大图。如图26c所示，转子主轴303中间段包括径向过油孔30310和30312、空心轴孔30311，共同用于内部油液循环，使得转子主轴303散热。
[0090] 图27为图13中转子磁钢组合体302的结构爆炸图。如图27所示，转子磁钢组合体302由卡簧3021、端部铜环3022、3027、30211和30216、 轴向压紧环3023和30215、单排磁钢组3024和30214、径向压紧环3025和30213、单节磁钢体3026、密封垫片3028和30210、浮动轴承3029、多节磁钢体组合30212、挡圈30217组成。其中，卡簧3021、端部铜环
3022和30216、轴向压紧环3023和30215属于转子端部组件；单排磁钢组3024和30214、径向压紧环3025和30213、单节磁钢体3026属于单排磁钢组件；端部铜环3027和30211、密封垫片3028和30210、浮动轴承3029属于节间组件。卡簧3021用于防止转子组装的轴向窜动；端部铜环3022、3027、30211和30216用于固定磁钢组合体302与磁隔离；轴向压紧环3023和30215用于轴向夹紧磁钢组合体302；单排磁钢组3024和30214用于构成单节磁钢体，从而进一步构成多节磁钢体组合；径向压紧环3025和30213用于压紧固定相连两圆周磁钢；单节磁钢体3026用于构成多节磁钢体组合；密封垫片3028和30210用于密封；
浮动轴承3029用于支撑转子的每个单节；挡圈30217用于夹紧整个转子组装。 [0091] 本实用新型的潜油永磁同步电机的转子磁钢的安装方式上，在单排磁钢组的圆周上，设计了两个键槽磁钢，从而防止磁钢在圆周上的窜动；又通过每个磁钢的两端在轴向上设计了台阶结构，相邻两单排磁钢组之间通过安装径向压紧环在磁钢台阶形成的环形槽，从而防止磁钢在径向上的脱落；在每单排磁钢组合体的两端，又设置了轴向压紧环，从而防止了磁钢在轴向上的窜动；另外，在两个相邻单节磁钢体之间安装了浮动轴承，从而使整体转子磁钢体具有一定的柔性，防止因刚性太高而容易损坏。
3022和30216、轴向压紧环3023和30215属于转子端部组件；单排磁钢组3024和30214、径向压紧环3025和30213、单节磁钢体3026属于单排磁钢组件；端部铜环3027和30211、密封垫片3028和30210、浮动轴承3029属于节间组件。卡簧3021用于防止转子组装的轴向窜动；端部铜环3022、3027、30211和30216用于固定磁钢组合体302与磁隔离；轴向压紧环3023和30215用于轴向夹紧磁钢组合体302；单排磁钢组3024和30214用于构成单节磁钢体，从而进一步构成多节磁钢体组合；径向压紧环3025和30213用于压紧固定相连两圆周磁钢；单节磁钢体3026用于构成多节磁钢体组合；密封垫片3028和30210用于密封；
浮动轴承3029用于支撑转子的每个单节；挡圈30217用于夹紧整个转子组装。 [0091] 本实用新型的潜油永磁同步电机的转子磁钢的安装方式上，在单排磁钢组的圆周上，设计了两个键槽磁钢，从而防止磁钢在圆周上的窜动；又通过每个磁钢的两端在轴向上设计了台阶结构，相邻两单排磁钢组之间通过安装径向压紧环在磁钢台阶形成的环形槽，从而防止磁钢在径向上的脱落；在每单排磁钢组合体的两端，又设置了轴向压紧环，从而防止了磁钢在轴向上的窜动；另外，在两个相邻单节磁钢体之间安装了浮动轴承，从而使整体转子磁钢体具有一定的柔性，防止因刚性太高而容易损坏。
[0092] 图28为图27中转子标准磁钢的结构示意图。如图28所示，转子标准磁钢2000总体结构上呈瓦形形状，材料为永磁体。
[0093] 图29为图27中转子标准磁钢的端面图。如图29所示，从端面上看，转子标准磁钢包括外表面2001、台阶面2002、内表面2003构成，且都呈弧形。外表面2001用于与定子形成磁场气隙；台阶面2002用于安装夹紧磁钢的径向压紧环30215；内表面2003用于与转子主轴303配合固定。
[0094] 图30为图28中转子标准磁钢的A-A面剖视图。如图30所示，从 轴向断面上看，包括台阶面所形成的部分2001、2002和圆弧形内表面所形成的部分2003。 [0095] 图31为图27中转子键槽磁钢的结构示意图。如图31所示，转子键槽磁钢3000在内表面一侧的轴向上设有细长键槽3100，在组成转子磁钢组合体302的每一个单排磁钢环中都设有两个键槽磁钢，从而防止磁钢在圆周上的窜动。
[0096] 图32为图27中转子键槽磁钢的端面图。如图32所示，从端面上看，转子键槽磁钢3000包括外表面3001、台阶面3002、内表面3003构成、键槽3004，实际上转子键槽磁钢是在转子标准磁钢的基础上多设置了键槽。转子键槽磁钢的表面3001、台阶面3002、内表面3003的作用与转子标准磁钢相同，而键槽3004用于磁钢在圆周上的定位，防止磁钢在圆周上的窜动。
[0097] 图33为图27中转子单排磁钢组的排布图。图34为主轴、定子和转子装配关系示意图。如图33和图34所示，单排磁钢组3024由8个标准磁钢2000和2个键槽磁钢3000均匀排布在磁钢支撑件4000的外表面圆周上。2个键槽磁钢以键槽相对排布，与磁钢支撑件4000上的槽共同构成键槽，通过键5000连接进行定位并防止磁钢在圆周上的窜动。磁钢支撑件4000又通过键槽5000与转子主轴303连接，从而构成带有磁钢组的转子整体，其外部套设定子组合体200中的单节铁芯203。
[0098] 由上述内容可知，本实用新型采用壳体为一体式，定子、转子为多节式，转子主轴为空心轴，向电机内部舱体内注油的方式，克服了现有技术中的缺陷，使得潜油永磁同步电机优化了电磁方案，从而提高了电机性能；改善了工艺方案，从而提高了可靠性；设计了油液循环结构，从而解决了散热问题。该潜油永磁同步电机采用组件模块化设计，提高了组装工艺性，结构简单且可以根据需要灵活设计。此外，本实用新型的潜油永磁同步电机可实现低速大扭矩，因此井下带动泵的效果可靠稳定，适用于所有在井下通过电泵来抽油的范围，特别适用于螺杆泵抽油场合。
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