專利名稱：控制器一體化深海電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及潛水電機技術領域，特別是一種控制器一體化深海電機。
背景技術：
充油平衡式水下電機以它體積小，重量輕的優(yōu)點，在水下電機中的到了廣泛的應用。傳統(tǒng)的水下充油式無刷直流電機，其主體結構將電機主體與驅動控制器分開布置，驅動控制器放置于單獨的艙內，中間用水密電纜連接，這使得電機體積大，重量重，并且信號傳輸受到干擾，電機運行不平穩(wěn)，可靠性差，故障率高?，F(xiàn)在水下電機常用的平衡器有三種形式外接膠囊式、薄膜式和活塞式。他們都是通過外界壓力壓縮平衡器，平衡器壓縮內部液體，使液體壓強增高，實現(xiàn)內外壓力平衡。其中外接膠囊式由于外接了一個膠囊或軟管，需要單獨固定，有時會與其他物體發(fā)生纏繞、碰撞或摩擦，使其泄露失效，并且占用體積大。薄膜式采用橡膠或其他制成薄膜安裝于電機尾部或中間，由于長時間使用，薄膜可能會破裂或疲勞損壞，并且制造困難，成本高?；钊绞菍⒒钊惭b于活塞缸中，這種結構安全可靠，成本低，但是傳統(tǒng)的活塞式將活塞單獨安裝，占用體積大。水下電機在工作時輸出軸在高速旋轉，電機本身又需要密封，所以輸出軸部位需要一個動密封，既要保證不影響輸出軸的旋轉，又要保證密封。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種體積小、重量輕、可靠性好的控制器一體化深海電機。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)控制器一體化深海電機，它包括電機外殼、前端蓋、后端蓋、定子、電機軸和固定于電機軸上的轉子，電機軸通過軸承分別安裝于前端蓋和后端蓋上，前端蓋上設有軸孔A，電機軸貫穿軸孔A，前端蓋的外側安裝有壓力平衡與動密封一體機構，后端蓋的外側安裝有控制器艙蓋，控制器艙蓋內安裝有驅動控制器，控制器艙蓋上設有螺紋孔，螺紋孔內安裝有與驅動控制器連接的水密接插件，后端蓋的內側安裝有霍爾集成電路，后端蓋上安裝有導電螺釘，驅動控制器通過安裝于后端蓋上的導電螺釘分別連接霍爾集成電路和定子。所述的壓力平衡與動密封一體機構包括安裝于前端蓋外側的一體艙艙蓋、套裝電機軸上的彈簧和動環(huán)、以及安裝于一體艙艙蓋上的靜環(huán)，一體艙艙蓋連接前端蓋的端面上設有環(huán)形深槽，環(huán)形深槽內安裝有環(huán)形活塞，一體艙艙蓋上設有與環(huán)形深槽連通的連接通孔A，電機端蓋上設有連通環(huán)形深槽的連接通孔B，一體艙艙蓋內部還設有動密封腔和軸孔B，軸孔B與動密封腔連通，電機軸依次貫穿動密封腔和軸孔B，電機軸上設有凸臺，彈簧和動環(huán)依次套設于位于凸臺的外側的電機軸上，彈簧一端抵壓于凸臺端面上，彈簧的另一端抵壓于動環(huán)上，彈簧和動環(huán)位于一體艙艙蓋的動密封腔內，靜環(huán)固設于動密封腔端部，靜環(huán)套裝于電機軸外，且動環(huán)在彈簧作用下抵壓于靜環(huán)上。[0008]所述的環(huán)形活塞與環(huán)形深槽接觸的內圓柱壁和外圓柱壁上均設有密封槽，密封槽內設有0型密封圈。所述的后端蓋上設有階梯孔，直徑較小的孔內設有螺紋，階梯孔內安裝有絕緣墊，所述的絕緣墊具有圓柱形連接部，連接部的外壁設有外螺紋，連接部與內螺紋孔配合連接，絕緣墊在與階梯孔端面接觸的面上設有密封槽，密封槽內設有0型密封圈，絕緣墊設有中心通孔，中心通孔內設有內螺紋，導電螺釘包括螺釘和螺帽，導電螺釘的螺釘通過螺紋安裝于絕緣墊內，絕緣墊的另一端面上設有沉臺，螺帽位于該沉臺內，且螺帽與絕緣墊的端面間也設有0型密封圈，導電螺釘的兩端分別連接導線。所述的定子上灌封有環(huán)氧樹脂，電機軸上粘貼的 永磁體為釹鐵硼，永磁體外部包
裹有鋁合金層。所述的一體艙艙蓋與前端蓋間、前端蓋與電機外殼間、電機外殼與后端蓋、后端蓋與控制器艙蓋間均設有0型密封圈。本實用新型具有以下優(yōu)點本實用新型實現(xiàn)水下電機的內外壓力的平衡，而內外壓力的平衡相當于將電機至于沒有壓力的環(huán)境中，所以電機不需要太大的壁厚，從而可以將電機的外殼做的很薄，這使得電機足夠輕巧，且將水下電機活塞壓力平衡結構與動密封結構整合為一體，使得水下電機結構簡潔、緊湊，提高了可靠性，克服了現(xiàn)有水下電機占用體積大、結構復雜、可靠性差的缺點，減小了水下電機的重量，降低了成本，采用動環(huán)與靜環(huán)配合的動密封結構，密封可靠，且延長了動密封的使用壽命。本實用新型通過合理的設計和選用先進的電子元件，使驅動控制器變得非常小巧，同時采用穿墻導電螺釘結構，將導電螺釘安裝在控制器艙與電機的連接板上，并將兩頭分別焊接在控制器、電機和霍爾相應導線上，從而實現(xiàn)了電流的傳輸、絕緣和密封，所以本實用新型通過以上手段實現(xiàn)了控制器與電機一體化，進一步減小了電機的體積，且重量輕，可靠性好。

圖I為本實用新型的結構示意圖圖2為本實用新型的壓力平衡與動密封一體機構的結構示意圖圖3為本實用新型的導電螺釘連接結構的結構示意圖圖中，I-電機外殼,2-前端蓋,3-后端蓋,4-定子,5-電機軸,6-轉子，7_軸孔A,8-壓力平衡與動密封一體機構，9-控制器艙蓋，10-驅動控制器，11-水密接插件，12-霍爾集成電路，13-導電螺釘，14- 一體艙艙蓋，15-彈簧，16-動環(huán)，17-靜環(huán)，18-環(huán)形深槽，19-環(huán)形活塞，20-連接通孔A，21-連接通孔B，22-動密封腔，23-軸孔B，24-凸臺，25-階梯孔，26-絕緣墊。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的描述如圖I所示，控制器一體化深海電機，它包括電機外殼I、前端蓋2、后端蓋3、定子4、電機軸5和固定于電機軸5上的轉子6,所述轉子6為永磁體，電機軸5通過軸承分別安裝于前端蓋2和后端蓋3上,軸承通過過盈配合固定在前端蓋2和后端蓋3中，前端蓋2上設有軸孔A7，電機軸5貫穿軸孔A7，前端蓋2的外側安裝有壓力平衡與動密封一體機構8，后端蓋3的外側安裝有控制器艙蓋9，控制器艙蓋9內安裝有驅動控制器10，控制器艙蓋9上設有螺紋孔，螺紋孔內安裝有與驅動控制器10連接的水密接插件11，后端蓋3的內側、位于后端蓋3與轉子6永磁體之間安裝有霍爾集成電路126安裝有霍爾集成電路12，后端蓋3上安裝有導電螺釘13，驅動控制器10通過安裝于后端蓋3上的導電螺釘13分別連接霍爾集成電路12和定子4。控制器艙蓋9、后端蓋3與電機外殼I用螺釘連接為一體，各接觸面間采用O形密封圈密封；線圈繞在鐵芯上組成的定 子4固定在電機外殼I中，并且灌封環(huán)氧樹脂；電機內部充有變壓器油。如圖2所示，所述的壓力平衡與動密封一體機構8包括安裝于前端蓋2外側的一體艙艙蓋14、套裝電機軸5上的彈簧15和動環(huán)16、以及安裝于一體艙艙蓋14上的靜環(huán)17，一體艙艙蓋14連接前端蓋2的端面上設有環(huán)形深槽18，環(huán)形深槽18內安裝有環(huán)形活塞19，一體艙艙蓋14上設有與環(huán)形深槽18連通的連接通孔A20，電機端蓋上設有連通環(huán)形深槽18的連接通孔B21，一體艙艙蓋14內部還設有動密封腔22和軸孔B23，軸孔B23與動密封腔22連通，電機軸5依次貫穿動密封腔22和軸孔B23，電機軸5上設有凸臺24，彈簧15和動環(huán)16依次套設于位于凸臺24的外側的電機軸5上，彈簧15 —端抵壓于凸臺24端面上，彈簧15的另一端抵壓于動環(huán)16上,彈簧15和動環(huán)16位于一體艙艙蓋14的動密封腔22內，靜環(huán)17固設于動密封腔22端部，靜環(huán)17套裝于電機軸5外，且動環(huán)16在彈簧15作用下抵壓于靜環(huán)17上。所述的環(huán)形活塞19與環(huán)形深槽18接觸的內圓柱壁和外圓柱壁上均設有密封槽，密封槽內設有0型密封圈。如圖3所示，所述的后端蓋3上設有階梯孔25，直徑較小的孔內設有螺紋，階梯孔25內安裝有絕緣墊26，所述的絕緣墊26具有圓柱形連接部，連接部的外壁設有外螺紋，連接部與內螺紋孔配合連接，絕緣墊26在與階梯孔25端面接觸的面上設有密封槽，密封槽內設有0型密封圈，絕緣墊26設有中心通孔，中心通孔內設有內螺紋，導電螺釘13包括螺釘和螺帽，導電螺釘13的螺釘通過螺紋安裝于絕緣墊26內，絕緣墊26的另一端面上設有沉臺，螺帽位于該沉臺內，且螺帽與絕緣墊26的端面間也設有0型密封圈，導電螺釘13的兩端分別連接導線。從而實現(xiàn)了通過導電螺釘13將控制器內部電流或信號傳輸至外部，后端蓋3的外部有安裝軸承的沉臺，可安裝軸承，使后端蓋3直接安裝與電機上，取代電機后端蓋3。所述的定子4上灌封有環(huán)氧樹脂，電機軸5上粘貼的永磁體為釹鐵硼，永磁體外部
包裹有鋁合金層。所述的一體艙艙蓋14與前端蓋2間、前端蓋2與電機外殼I間、電機外殼I與后端蓋3、后端蓋3與控制器艙蓋9間均設有0型密封圈。本實用新型的工作過程如下本實用新型所述的電機工作于水下，當水下壓力增大時，壓力作用在平衡與動密封一體機構上，推動平衡活塞，壓縮電機內的液體，使內部液體壓力增大，當內外壓力相同時，平衡活塞停止運動。通過實現(xiàn)內外壓力的平衡，從而可以將電機的外殼做的很薄，因為電機在水下會承受水壓，老式電機內部為密閉的空氣，電機外殼I需要有足夠的厚度來抵抗壓力引起的變形，這使得電機非常笨重。而內外壓力的平衡相當于將電機至于沒有壓力的環(huán)境中，所以不需要太大的壁厚，這使得電機足夠輕巧。[0026]當電機工作時，從外部輸入指令，通過水密電纜傳輸到驅動控制器10，轉子6上的磁鋼產生的磁場使霍爾元件產生霍爾效并引發(fā)霍爾電動勢，驅動控制器10通過霍爾電動勢跟蹤轉子6位置，將水密電纜輸入的電流通過導電螺釘13按合適的時間和順序輸送給繞組，從而實現(xiàn)電機的運轉。由于驅動控制器10是由許多電子元件構成，所以不能承受壓力和接觸水，所以驅動控制器10必須在一個封閉的環(huán)境中，傳統(tǒng)電機由于電子元件制造水平的限制和設計的不合理，使驅動控制器10結構比較大；同時，驅動控制器10與電機和霍爾電路之間需要有導線連接，由于電機基本上都是金屬做成，并且控制器艙和電機必須隔開；在上述兩個問題上老式電機沒有很好地解決辦法，所以將驅動控制器10單獨設立一個艙，中間用水密電纜連接，這種結構占用體積大、重量重，由于水密電纜傳輸距離長信號受干擾，使其可靠性差。本實用新型通過合理的設計和選用先進的電子元件，使驅動控制器10變得非常小巧，同時采用穿墻導電螺釘13結構，螺釘用紫銅做成，外圍包裹著塑料，將它安裝在控制器艙與電機的連接板上，并將兩頭分別焊接在控制器、電機和霍爾相應導線上，從而實現(xiàn)了電流的傳輸、絕緣和密封。所以本實用新型通過以上手段實現(xiàn)了控制器與電機一 體化，并且體積小，重量輕，可靠性好。
權利要求1.控制器一體化深海電機，它包括電機外殼(I)、前端蓋(2)、后端蓋(3)、定子(4)、電機軸(5)和固定于電機軸(5)上的轉子(6),電機軸(5)通過軸承分別安裝于前端蓋(2)和后端蓋(3)上，前端蓋(2)上設有軸孔A (7)，電機軸(5)貫穿軸孔A (7)，其特征在于前端蓋(2)的外側安裝有壓力平衡與動密封一體機構(8)，后端蓋(3)的外側安裝有控制器艙蓋(9 )，控制器艙蓋(9 )內安裝有驅動控制器(10 )，控制器艙蓋(9 )上設有螺紋孔，螺紋孔內安裝有與驅動控制器(10)連接的水密接插件(11 )，后端蓋(3)的內側安裝有霍爾集成電路(12)，后端蓋(3)上安裝有導電螺釘(13)，驅動控制器(10)通過導電螺釘(13)分別連接霍爾集成電路(12)和定子(4)。
2.根據權利要求I所述的控制器一體化深海電機，其特征在于所述的壓力平衡與動密封一體機構(8)包括安裝于前端蓋(2)外側的一體艙艙蓋(14)、套裝電機軸(5)上的彈簧(15)和動環(huán)(16)、以及安裝于一體艙艙蓋(14)上的靜環(huán)(17)，一體艙艙蓋(14)連接前端蓋(2)的端面上設有環(huán)形深槽(18)，環(huán)形深槽(18)內安裝有環(huán)形活塞(19)，一體艙艙蓋(14)上設有與環(huán)形深槽(18)連通的連接通孔A (20)，電機端蓋上設有連通環(huán)形深槽(18)的連接通孔B (21)，一體艙艙蓋(14)內部還設有動密封腔(22)和軸孔B (23)，軸孔B (23)與動密封腔(22)連通，電機軸(5)依次貫穿動密封腔(22)和軸孔B (23)，電機軸(5)上設有凸臺(24)，彈簧(15)和動環(huán)(16)依次套設于位于凸臺(24)的外側的電機軸(5)上，彈簧(15) —端抵壓于凸臺(24)端面上，彈簧(15)的另一端抵壓于動環(huán)(16)上，彈簧(15)和動環(huán)(16 )位于一體艙艙蓋(14 )的動密封腔(22 )內，靜環(huán)(17 )固設于動密封腔(22 )端部，靜環(huán)(17)套裝于電機軸(5)外，且動環(huán)(16)在彈簧(15)作用下抵壓于靜環(huán)(17)上。
3.根據權利要求2所述的控制器一體化深海電機，其特征在于所述的環(huán)形活塞(19)與環(huán)形深槽(18)接觸的內圓柱壁和外圓柱壁上均設有密封槽，密封槽內設有O型密封圈。
4.根據權利要求I所述的控制器一體化深海電機，其特征在于所述的后端蓋(3)上設有階梯孔(25)，直徑較小的孔內設有螺紋，階梯孔(25)內安裝有絕緣墊(26)，所述的絕緣墊(26)具有圓柱形連接部，連接部的外壁設有外螺紋，連接部與內螺紋孔配合連接，絕緣墊(26)在與階梯孔(25)端面接觸的面上設有密封槽，密封槽內設有O型密封圈，絕緣墊(26)設有中心通孔，中心通孔內設有內螺紋，導電螺釘(13)包括螺釘和螺帽，導電螺釘(13)的螺釘通過螺紋安裝于絕緣墊(26)內，絕緣墊(26)的另一端面上設有沉臺，螺帽位于該沉臺內，且螺帽與絕緣墊(26)的端面間也設有O型密封圈，導電螺釘(13)的兩端分別連接導線。
5.根據權利要求I所述的控制器一體化深海電機，其特征在于所述的定子(4)上灌封有 環(huán)氧樹脂，電機軸(5)上粘貼的永磁體為釹鐵硼，永磁體外部包裹有鋁合金層。
6.根據權利要求2所述的控制器一體化深海電機，其特征在于所述的一體艙艙蓋(14)與前端蓋(2)間、前端蓋(2)與電機外殼(I)間、電機外殼(I)與后端蓋(3)、后端蓋(3)與控制器艙蓋(9)間均設有O型密封圈。
專利摘要本實用新型公開了控制器一體化深海電機，它包括電機外殼(1)、前端蓋(2)、后端蓋(3)、定子(4)、電機軸(5)和轉子(6)，前端蓋(2)的外側安裝有壓力平衡與動密封一體機構(8)，后端蓋(3)的外側安裝有控制器艙蓋(9)，控制器艙蓋(9)內安裝有驅動控制器(10)，后端蓋(3)的內側安裝有霍爾集成電路(12)，驅動控制器(10)通過安裝于后端蓋(3)上的導電螺釘(13)分別連接霍爾集成電路(12)和定子(4)。本實用新型的有益效果是實現(xiàn)水下電機的內外壓力的平衡，使得電機足夠輕巧；且將平衡結構與動密封結構整合為一體，使得水下電機結構緊湊；實現(xiàn)了控制器與電機一體化，進一步減小了電機的體積，且可靠性好。
文檔編號H02K11/00GK202759342SQ20122033431
公開日2013年2月27日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權日2012年7月11日
發(fā)明者俞祖英, 王立云, 徐著華, 羅迪, 陳永紅, 王洪杰 申請人:成都歐迅海洋工程裝備科技有限公司