專利名稱：頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種異步電動機，具體指一種頂驅專用大功率正壓型變頻調速異 步電動機，主要用于驅動石油頂驅裝置。
背景技術：
從上個世紀第一臺石油鉆機頂驅裝置誕生以來，電動頂驅一直是市場的主導產 品。其中直流頂驅起了重要的作用。早期的頂驅配置的都是直流電動機。直流電機過載能 力較差，功率因數低(系統發電機側)，需要經常維護或更換電刷，防爆性能不好。近年來出 現雙電機傳動的交流頂驅，雙電機傳動中間環節過多，故障頻繁，且功率有局限性最大僅為 400HP，無防爆結構。
發明內容本實用新型的目的在于克服直流頂驅電機、交流雙機的不足，提供一種可靠的頂 驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機。按照本實用新型提供的技術方案，在機座的左端設置左端蓋，機座的右端設置右 端蓋，主軸的左端利用第一軸承安裝于左端蓋上，主軸的右端利用第二軸承安裝于右端蓋 上；在主軸位于機座內的一段上設置轉子，在機座的內壁對應于所述轉子的部位設置定子； 其特征是所述左端蓋的邊緣設置沿主軸的軸向向右延伸的第一筒形體，所述第一筒形體 的右端與所述機座的左端對接；所述右端蓋的邊緣設置沿主軸的軸向向左延伸的第二筒形 體；所述第二筒形體的左端與所述機座的右端對接。所述左端蓋的右端面中央向右突出，形成左端錐形突出部；所述主軸的左端利用 所述第一軸承安裝于所述左端錐形突出部內；所述右端蓋的左端面向左突出，形成右端錐 形突出部，所述主軸的右端利用所述第二軸承安裝于所述右端錐形突出部內。在左端蓋的左側設置軸承外蓋，所述軸承外蓋的縱斷面為中空的工字型，所述主 軸的左端穿過所述軸承外蓋的通孔。所述轉子上設置斜槽結構，所述斜槽結構是指形成于 轉子表面的槽是繞著轉子的軸線呈螺旋狀布置的，而傳統的槽是與轉子的軸線平行的，當 然所述螺旋角并不大；這些槽是由構成轉子的眾多硅鋼片形成的。所述定子的繞組為雙層成型疊繞組，所述雙層成型疊繞組是指在定子的槽內有兩 層繞組，并且，每層繞組都是預先卷繞成型后再放入所述槽內的；繞組所用的導線采用220 級耐電暈薄膜燒結線；繞組對地絕緣采用耐電暈240級云母帶；繞組的絕緣等級為200級。 所述第一軸承為雙排調心滾子軸承，非驅動端使用單列圓柱滾子軸承。在第一筒形體上設 置百葉窗。在機座的一側設置出線盒，另一側設置風機；在所述出線盒上設置輔助開關與風 機進線，在風機上設置過濾器與風機接線盒。所述機座由鋼板卷繞而成。本實用新型所述的頂驅專用正壓型變頻調速異步電動機為單機驅動頂驅，彌補了 直流頂驅電機、雙機頂驅電機的缺點。所述電動機轉子鼠籠采用了防斷條結構，定子繞組采 用220級耐電暈絕緣結構，確保電機能長期安全可靠地工作。
圖1為本實用新型的結構圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1的左視圖。圖中1、端蓋，2、軸承外蓋，3、第一軸承(23028調心滾子軸承)，4、轉子，5、定子， 6、端蓋，7、第二軸承(NU320ECM/C3單列圓柱滾子軸承)，8、φ 1低碳鍍鋅鋼絲，9、出線盒， 10、風機，11、過濾器，12、百葉窗，13、法蘭、14、機座，15、主軸，16、輔助開關，17、風機進線。
具體實施方式
如圖所示在機座14的左端設置左端蓋1，機座14的右端設置右端蓋6，主軸15 的左端利用第一軸承3安裝于左端蓋1上，主軸15的右端利用第二軸承7安裝于右端蓋6 上；在主軸15位于機座15內的一段上設置轉子4，在機座15的內壁對應于所述轉子4的 部位設置定子5 ；其特征是所述左端蓋1的邊緣設置沿主軸15的軸向向右延伸的第一筒 形體，所述第一筒形體的右端與所述機座14的左端對接；所述右端蓋6的邊緣設置沿主軸 15的軸向向左延伸的第二筒形體；所述第二筒形體的左端與所述機座14的右端對接。所述左端蓋1的右端面中央向右突出，形成左端錐形突出部；所述主軸15的左端利用所述第一軸承3安裝于所述左端錐形突出部內；所述右端蓋6的左端面向左突出，形成 右端錐形突出部，所述主軸15的右端利用所述第二軸承7安裝于所述右端錐形突出部內。 在左端蓋1的左側設置軸承外蓋2，所述軸承外蓋2的縱斷面為中空的工字型，所述主軸15 的左端穿過所述軸承外蓋2的通孔。所述轉子4上設置斜槽結構，所述斜槽結構是指形成于轉子表面的槽是繞著轉子 的軸線呈螺旋狀布置的，而傳統的槽是與轉子的軸線平行的，當然所述螺旋角并不大；這些 槽是由構成轉子的眾多硅鋼片形成的。所述定子5的繞組為雙層成型疊繞組，所述雙層成型疊繞組是指在定子的槽內有 兩層繞組，并且，每層繞組都是預先卷繞成型后再放入所述槽內的；繞組所用的導線采用 220級耐電暈薄膜燒結線；繞組對地絕緣采用耐電暈240級云母帶；繞組的絕緣等級為200 級。所述第一軸承為雙排調心滾子軸承，非驅動端使用單列圓柱滾子軸承。在第一筒形體 上設置百葉窗13。在機座14的一側設置出線盒9，另一側設置風機10 ；在所述出線盒9上 設置輔助開關16與風機進線17，在風機10上設置過濾器11與風機接線盒12。所述機座 14由鋼板卷繞而成。所述機座14為鋼板結構，端蓋采用鑄鋼件，充分利用空間。轉子為銅排結構。電 機為雙出軸，垂直安裝。上部連接盤剎裝置，下部聯接減速齒輪箱。電機采用硬排引出結 構。電機采用整體防爆結構，自帶防爆風機，增安型接線盒。電機最大功率達到800kW，電壓 690V，最高轉速允許3000r/min，且具有1. 5倍額定轉矩的過載能力。具體方案如下1、定子沖片采用優質硅鋼板，采用新型的外壓裝結構，使用定子外圓定位，簡單實用。2、定子繞組為雙層成型疊繞組，采用220級耐電暈薄膜燒結線。繞組對地絕緣實用耐電暈240級云母帶。繞組的絕緣等級為200級。3、選用合適的槽配合，轉子使用斜槽結構，以降低諧波、電磁噪聲，提高電機的有 效轉矩。4、電機電磁參數較高，熱負荷達到6000左右，轉子齒磁通密度到1. 8T以上。5、軸承采用鐵路專用軸承，其驅動端使用的第一軸承 為23028調心滾子軸承，非 驅動端使用的第二軸承為NU320ECM/C3單列圓柱滾子軸承。23028為雙排滾子軸承，可以 承受較大軸向力，經過計算完全可以承受轉子的重力。選用優質長效潤滑脂，實現3年免維 護。6、接線盒接線盒為增安型防爆形式，選用增安型電纜接頭，內部使用特殊密封系 統，防護等級IP54。7、防爆系統電機整體為正壓防爆結構，兼隔爆型、增安型部件，其防爆標志為 ExpZedIIBT4。電機由隔爆型風機、增安型接線盒、正壓主題、防爆差壓開關，連同用戶控制 裝置構成完整的正壓防爆系統。電機主要由定子5、轉子4構成，定子5兩端通過螺栓把端蓋1、端蓋6連接在一起。 風機11、接線盒10安裝在端蓋6上，通常使用時，風機11安裝在安全場所。第一軸承3、第 二軸承7分別安裝到左端蓋1、右端蓋6中。軸承外蓋2安裝到轉子4上，用于連接、定位。 電機外露螺栓均是頭部帶孔螺栓，用φ 1低碳鍍鋅鋼絲8連接起來，防止高空墜落。工作原理電動機的出線盒9連接用戶電纜，通電后定子5產生旋轉磁場。在定子磁場的作 用下轉子4旋轉，輸出軸功率。通過變頻器的調節，電動機可以實現0 2600r/min之間的 無級調速，0 5. 5kN. m之間任意扭矩輸出，允許短時1. 5倍(8. 3kN. m)，可以滿足頂驅裝置 各類工況的需要。電動機在通電前，系統通過防爆壓差開關檢測電動機內部與外部的壓差，如果相 同，系統視為風機10停止，此時系統接通隔爆風機電源。在風機10的作用下，電動機內部 的壓力增大，系統接收到防爆壓差開關的信號后，方可啟動電動機電源。由于防爆壓差開關 的使用，電動機內部在通電的狀態下，始終保證正壓，防止外部的可燃性氣體進入電動機內 部，構成爆炸威脅。
權利要求一種頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機，在機座(14)的左端設置左端蓋(1)，機座(14)的右端設置右端蓋(6)，主軸(15)的左端利用第一軸承(3)安裝于左端蓋(1)上，主軸(15)的右端利用第二軸承(7)安裝于右端蓋(6)上；在主軸(15)位于機座(15)內的一段上設置轉子(4)，在機座(15)的內壁對應于所述轉子(4)的部位設置定子(5)；其特征是所述左端蓋(1)的邊緣設置沿主軸(15)的軸向向右延伸的第一筒形體，所述第一筒形體的右端與所述機座(14)的左端對接；所述右端蓋(6)的邊緣設置沿主軸(15)的軸向向左延伸的第二筒形體；所述第二筒形體的左端與所述機座(14)的右端對接。
2.如權利要求1所述的頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機，其特征是所述 左端蓋(1)的右端面中央向右突出，形成左端錐形突出部；所述主軸(15)的左端利用所述 第一軸承(3)安裝于所述左端錐形突出部內；所述右端蓋(6)的左端面向左突出，形成右端 錐形突出部，所述主軸(15)的右端利用所述第二軸承(7)安裝于所述右端錐形突出部內。
3.如權利要求1所述的頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機，其特征是在左 端蓋(1)的左側設置軸承外蓋(2)，所述軸承外蓋(2)的縱斷面為中空的工字型，所述主軸(15)的左端穿過所述軸承外蓋(2)的通孔。
4.如權利要求1所述的頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機，其特征是所述 轉子(4)上設置斜槽結構。
5.如權利要求1所述的頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機，其特征是所述 定子(5)的繞組為雙層成型疊繞組；繞組所用的導線采用220級耐電暈薄膜燒結線；繞組 對地絕緣采用耐電暈240級云母帶；繞組的絕緣等級為200級。
6.如權利要求1所述的頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機，其特征是所述 第一軸承為雙排調心滾子軸承，非驅動端使用單列圓柱滾子軸承。
7.如權利要求1所述的頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機，其特征是在第 一筒形體上設置百葉窗(13)。
8.如權利要求1所述的頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機，其特征是在機 座(14)的一側設置出線盒(9)，另一側設置風機(10)；在所述出線盒(9)上設置輔助開關(16)與風機進線(17)，在風機(10)上設置過濾器(11)與風機接線盒(12)。
9.如權利要求1所述的頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機，其特征是所述 機座(14)由鋼板卷繞而成。
專利摘要本實用新型涉及一種異步電動機，具體指一種頂驅專用大功率正壓型變頻調速異步電動機，主要用于驅動石油頂驅裝置。按照本實用新型提供的技術方案，在機座的左端設置左端蓋，機座的右端設置右端蓋，主軸的左端利用第一軸承安裝于左端蓋上，主軸的右端利用第二軸承安裝于右端蓋上；在主軸位于機座內的一段上設置轉子，在機座的內壁對應于所述轉子的部位設置定子；其特征是所述左端蓋的邊緣設置沿主軸的軸向向右延伸的第一筒形體，所述第一筒形體的右端與所述機座的左端對接；所述右端蓋的邊緣設置沿主軸的軸向向左延伸的第二筒形體；所述第二筒形體的左端與所述機座的右端對接。本實用新型的可靠性比較高。
文檔編號H02K3/04GK201563042SQ20092025722
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月5日 優先權日2009年11月5日
發明者王鵬 申請人:無錫哈電電機有限公司