[发明专利]高压永磁同步自起动电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压永磁同步自起动电动机，特别是一种工作电压涵盖3KV、6KV、10KV，功率范围涵盖120KW～2000KW的封闭的高压永磁同步自起动电动机。

背景技术

在交流电网上，现在广泛使用交流异步电动机来拖动工作机械。交流异步电动机具有结构简单、工作可靠、寿命长、成本低、保养维护简便等优点。但是，与同步电动机相比，其旋转磁场的产生需从电网吸取无功功率，故功率因数低，尤其在轻载时该缺欠更为明显，这就大大增加了线路和电网的损耗。长期以来，在不要求调速的场合，仍然使用着占有主导地位的异步电动机，例如风机、水泵、普通机床的驱动，无形中损失了大量电能。

上个世纪90年代中期，大功率变频调速技术日益成熟，在大功率异步电动机的起动和调速节能方面都做出了突出的贡献。但变频技术只有在电动机转速或负载需要变动时才具有节能的优点，在额定状态下，并无节能效果，并且变频调速装置结构复杂，因价格昂贵，故障率高等缺陷制约了变频技术在大功率电动机的推广和使用。

同步电动机最显著的优点是效率高，功率因数高。其缺点是电网电压下不能自行起动，且因为转子有励磁绕组而需要滑环、电刷而使转子结构复杂。在转子上增加异步起动绕组，虽然能够做到自起动，但由于受到转子自身条件的限制，起动电流往往很大，且使电动机转子结构更加复杂。

实心转子异步电动机的定子结构与普通异步电动机相同，而其转子为实心磁极圆柱或圆筒，它既是磁路的铁心部分，又兼做电路的绕组，二者合为一体。在电动机起动时，由于集肤效应的影响，转子电流(涡流)和磁通主要集中在转子表面较薄的渗透层内，由于此渗透层较薄，且为铁磁材料，故产生较大的表层电阻，致使电动机有较小的起动电流和接近于最大转矩的起动转矩。但实心转子异步电动机的缺点是效率低，功率因数不高。

永磁同步自起动电动机的诞生，克服了以上各种电动机的缺点，用永磁体替代电激磁磁极，简化了结构，消除了原来转子所需的滑环、电刷，实现了无刷结构，缩小了转子体积；省去了激磁直流电源，消除了激磁损耗。但由于电动机起动时直轴磁场去磁效应的影响和定子、转子散热条件不好等原因，造成转子磁钢退磁现象严重，限制了它在高压(即高电压)大功率下使用该永磁同步电动机受到限制。同时，现有的永磁同步电动机封闭性能差，在一些环境要求高的条件下易产生较大的磨损或易引起事故发生。中国专利申请：200710072280.7“大功率高压实心转子永磁电动机转子轴径向通风系统”，公开了一种在实心转子的内圆表面上开有多条通风槽道，在通风槽道的底端面与实心转子的外圆表面之间开有多个转子通风通孔，在定子的内圆表面与外圆表面之间开有多个定子通风通孔的设计方案，可以有效降低电动机转子的温升，延长永磁体及整个电机的工作寿命，从而加强了电机的过负载能力。但其不能降低所述电机轴的温度，定子与转子上的通风槽与通风通孔不能时时对正，通风气流不稳定，效果差，也不能防止环境对电动机的污染和爆炸危险。中国授权专利CN201204510Y提供了一种“热管散热防爆潜水双功能电动机”，它在壳体内部设置有流体介质出口和流体介质入口，在电机壳体上均匀设置固定有导热管。此结构可由导热管导出电动机内部的热量，轴防水装置保证外部爆炸气体不能进入电动机内部，具备防爆功能。但它的结构整体对电动机的散热性能较差，不能大幅度提高电动机的使用功率；且在污染环境较重的条件下，防爆、防尘性能仍然无法满足要求，仍需改进。

本发明内容：

本发明为克服现有技术存在的不足，而提供一种散热效果好，可使用高电压，且可在防爆要求高和污染环境下工作的高压永磁同步自起动电动机。

本发明采用下面方法来实现：

高压永磁同步自起动电动机，包括安装有转子组件的转轴，转轴以轴承安装在壳体的前端盖和后端盖上，转轴上设有风扇。转子组件包括隔磁套、磁极铁心、永磁体和起动笼，隔磁套固定在转轴上，磁极铁心固定在隔磁套上，磁极铁心上设有径向通风孔。定子组件固定在壳体内，定子组件包括定子线圈和定子铁心，定子铁心上相应转子径向通风孔设置径向冷却风槽。壳体外安装一台冷却风机。