本發(fā)明涉及深海設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種深海電機(jī)。

背景技術(shù)：

1、隨著海洋開發(fā)活動越來越頻繁和深入。人類進(jìn)行的海洋油氣勘探與開采、海底考察、海底管線、海洋礦物的開采等，開采的范圍逐漸從淺海走向深海，深海裝備很自然地成為人類進(jìn)行海洋活動的必要工具。對于電動水下裝備，深海電機(jī)作為其核心部件而得到了廣泛的應(yīng)用。

2、深海電機(jī)密封方案，從原理上大致可分為承壓型和壓力補(bǔ)償型兩種方案。承壓型方案的結(jié)構(gòu)原理是將密封罩裝在電機(jī)輸出軸處，并在電機(jī)輸出軸處加裝密封裝置。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間較少，不足之處是電機(jī)的密封罩和密封圈必須經(jīng)得起外部水壓，否則任何密封不嚴(yán)引起的泄漏都會對電機(jī)造成損害。壓力補(bǔ)償型方案，也就是充油補(bǔ)償，是最常用的解決方法。電機(jī)的充油補(bǔ)償方案多樣化，常用的有膜式補(bǔ)償、油皮囊補(bǔ)償和活塞式補(bǔ)償。這些方案的原理是在電機(jī)耐壓殼體內(nèi)充滿油，在深海的高水壓下，電機(jī)內(nèi)外有較大的壓力差，通過電機(jī)上裝配的補(bǔ)償膜、油皮囊或補(bǔ)償活塞變形達(dá)到電機(jī)內(nèi)外壓力平衡。但壓力補(bǔ)償型方案中，深海的高壓通過壓力補(bǔ)償傳遞到電機(jī)內(nèi)部冷卻油上，電機(jī)內(nèi)部的各個部件浸泡在冷卻油里，電機(jī)在高壓的冷卻油環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，其內(nèi)部支撐板、軸承、硅鋼片、墊片等均會發(fā)生微變形，加上轉(zhuǎn)子運(yùn)行的克服壓力增大，壓力越大，電機(jī)運(yùn)行的效率越低。電機(jī)效率降低，在電池供電情況下，極大影響了深海裝備的續(xù)航。

3、另外，傳統(tǒng)的水下充油式無刷直流電機(jī)，其主體結(jié)構(gòu)將電機(jī)本體與電機(jī)控制器分開布置，電機(jī)控制器放置于單獨(dú)的密封艙內(nèi)，中間用的電纜連接，使得整體體積大，并且信號傳輸有干擾風(fēng)險；并且線纜兩端需要進(jìn)行專門密封，受到外力拉扯存在極大的泄露進(jìn)水風(fēng)險。

4、因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種深海電機(jī)，其旨在解決現(xiàn)有的深海電機(jī)密封性能不足以及控制器集成的技術(shù)問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的方案是：

3、一種深海電機(jī)，包括電機(jī)主體、第一密封組件、第二密封組件和控制器組件，所述電機(jī)主體包括中空設(shè)置的電機(jī)外殼、前端蓋、后端蓋、電機(jī)轉(zhuǎn)子組件、電機(jī)繞組組件和電機(jī)軸，所述前端蓋和所述后端蓋分別設(shè)置在所述電機(jī)外殼的兩端面，所述前端蓋的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有環(huán)形凸臺，且所述前端蓋對應(yīng)所述環(huán)形凸臺的位置設(shè)置有泄壓孔，所述泄壓孔分別與所述前端蓋的內(nèi)腔和外界連通，所述泄壓孔內(nèi)安裝有泄壓件，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子組件套設(shè)在所述電機(jī)軸上，所述電機(jī)繞組組件設(shè)置在所述電機(jī)轉(zhuǎn)子組件外圈，所述電機(jī)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述電機(jī)外殼內(nèi)，且所述電機(jī)軸穿出所述前端蓋，所述電機(jī)軸設(shè)置有第一臺階和第二臺階，所述第一密封組件設(shè)置在所述電機(jī)軸與所述電機(jī)外殼之間，并安裝在所述第一臺階與所述環(huán)形凸臺的內(nèi)側(cè)面之間，所述第二密封組件設(shè)置在所述電機(jī)軸與所述前端蓋之間，并安裝在所述第二臺階與所述環(huán)形凸臺的外側(cè)面之間，所述控制器組件設(shè)置在所述電機(jī)外殼的外側(cè)壁上，所述控制器組件與所述電機(jī)繞組組件電性連接。

4、優(yōu)選地，所述第一密封組件包括第一動環(huán)和第一靜環(huán)，所述第一動環(huán)和所述第一靜環(huán)分別套設(shè)在所述電機(jī)軸上，且所述第一動環(huán)壓緊在所述第一臺階上，所述第一靜環(huán)壓緊在所述第一動環(huán)與所述環(huán)形凸臺的內(nèi)側(cè)面之間。

5、優(yōu)選地，所述第二密封組件包括第二動環(huán)內(nèi)圈、第二動環(huán)外圈、第二靜環(huán)、靜環(huán)密封圈、動環(huán)密封圈和動環(huán)限位件，所述第二靜環(huán)套設(shè)在所述電機(jī)軸上，所述第二動環(huán)內(nèi)圈朝外的一端設(shè)置有環(huán)形凸起，所述第二動環(huán)內(nèi)圈徑向設(shè)置有限位安裝孔，所述第二動環(huán)內(nèi)圈套設(shè)在所述電機(jī)軸上，并壓緊在所述第二臺階上，所述第二動環(huán)外圈套設(shè)在所述第二動環(huán)內(nèi)圈上，并壓緊在所述第二靜環(huán)與所述環(huán)形凸起之間，所述靜環(huán)密封圈安裝在所述第二靜環(huán)與所述前端蓋之間，所述動環(huán)密封圈安裝在所述電機(jī)軸與所述第二動環(huán)內(nèi)圈之間，所述動環(huán)限位件安裝在所述限位安裝孔內(nèi)，并與所述電機(jī)軸抵接。

6、優(yōu)選地，所述控制器組件包括控制器主體和控制器蓋板，所述控制器蓋板與所述電機(jī)外殼可拆卸連接，所述控制器主體設(shè)置在所述電機(jī)外殼與所述控制器蓋板圍合形成的空間內(nèi)，所述控制器主體與所述電機(jī)繞組組件電性連接。

7、優(yōu)選地，所述控制器組件還包括設(shè)置在所述控制器主體與所述控制器蓋板之間的功率器件和電容，所述功率器件和所述電容并排設(shè)置，所述控制器蓋板上設(shè)置有針翅散熱結(jié)構(gòu)。

8、優(yōu)選地，所述針翅散熱結(jié)構(gòu)包括若干個圓柱體，若干個所述圓柱體間隔分布在所述控制器蓋板上。

9、優(yōu)選地，所述電機(jī)外殼包括電機(jī)主殼體和電機(jī)下殼體，所述電機(jī)主殼體的外側(cè)壁徑向延伸有第一環(huán)形部和第二環(huán)形部，所述第一環(huán)形部的第一端與所述第二環(huán)形部的第一端以及所述第一環(huán)形部的第二端與所述第二環(huán)形部的第二端之間分別連接有連接部，所述第一環(huán)形部、所述第二環(huán)形部和兩端的連接部圍合形成有安裝槽，所述控制器主體安裝在所述安裝槽內(nèi)，且所述控制器蓋板設(shè)置在所述安裝槽的上方，并與所述第一環(huán)形部、所述第二環(huán)形部和所述連接部可拆卸連接，所述電機(jī)下殼體與所述電機(jī)主殼體可拆卸連接，所述后端蓋與所述電機(jī)下殼體可拆卸連接，所述電機(jī)軸的一端與所述電機(jī)下殼體轉(zhuǎn)動連接，另一端與所述電機(jī)主殼體遠(yuǎn)離所述電機(jī)下殼體的一端轉(zhuǎn)動連接。

10、優(yōu)選地，所述后端蓋上設(shè)置有低壓接頭，所述第二環(huán)形部上設(shè)置有高壓接頭。

11、優(yōu)選地，所述電機(jī)主體還包括旋變總成，所述旋變總成套設(shè)在電機(jī)軸上，并安裝在所述電機(jī)下殼體的內(nèi)側(cè)壁上，所述控制器主體與所述旋變總成電性連接。

12、優(yōu)選地，還包括行星排減速器，所述行星排減速器套設(shè)在所述電機(jī)軸上，并位于所述第一密封組件的內(nèi)側(cè)。

13、本發(fā)明提供的深海電機(jī)設(shè)置有第一密封組件和第二密封組件，第一密封組件和第二密封組件分別位于電機(jī)軸與電機(jī)外殼之間以及電機(jī)軸與前端蓋之間，形成了雙重密封保護(hù)，有效防止了深海高壓水或其他介質(zhì)進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，保障了電機(jī)的可靠性和使用壽命，而且，深海電機(jī)還設(shè)置有泄壓孔和泄壓件，泄壓孔與前端蓋的內(nèi)腔和外界相連通，使得在深海電機(jī)內(nèi)外壓力差異過大時，可以通過調(diào)節(jié)泄壓件來平衡氣壓，防止因壓力差導(dǎo)致的密封失效或電機(jī)損壞，此外，通過將控制器組件集成在電機(jī)外殼的側(cè)壁，不僅能夠縮短電機(jī)和控制器組件之間的連接線纜，節(jié)省了此部分的線纜的耐壓接頭，同時結(jié)構(gòu)緊湊，減小了兩者之間的通訊干擾。

技術(shù)特征：

1.一種深海電機(jī)，其特征在于，包括電機(jī)主體、第一密封組件、第二密封組件和控制器組件，所述電機(jī)主體包括中空設(shè)置的電機(jī)外殼、前端蓋、后端蓋、電機(jī)轉(zhuǎn)子組件、電機(jī)繞組組件和電機(jī)軸，所述前端蓋和所述后端蓋分別設(shè)置在所述電機(jī)外殼的兩端面，所述前端蓋的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有環(huán)形凸臺，且所述前端蓋對應(yīng)所述環(huán)形凸臺的位置設(shè)置有泄壓孔，所述泄壓孔分別與所述前端蓋的內(nèi)腔和外界連通，所述泄壓孔內(nèi)安裝有泄壓件，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子組件套設(shè)在所述電機(jī)軸上，所述電機(jī)繞組組件設(shè)置在所述電機(jī)轉(zhuǎn)子組件外圈，所述電機(jī)軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述電機(jī)外殼內(nèi)，且所述電機(jī)軸穿出所述前端蓋，所述電機(jī)軸設(shè)置有第一臺階和第二臺階，所述第一密封組件設(shè)置在所述電機(jī)軸與所述電機(jī)外殼之間，并安裝在所述第一臺階與所述環(huán)形凸臺的內(nèi)側(cè)面之間，所述第二密封組件設(shè)置在所述電機(jī)軸與所述前端蓋之間，并安裝在所述第二臺階與所述環(huán)形凸臺的外側(cè)面之間，所述控制器組件設(shè)置在所述電機(jī)外殼的外側(cè)壁上，所述控制器組件與所述電機(jī)繞組組件電性連接。

2.如權(quán)利要求1所述的深海電機(jī)，其特征在于，所述第一密封組件包括第一動環(huán)和第一靜環(huán)，所述第一動環(huán)和所述第一靜環(huán)分別套設(shè)在所述電機(jī)軸上，且所述第一動環(huán)壓緊在所述第一臺階上，所述第一靜環(huán)壓緊在所述第一動環(huán)與所述環(huán)形凸臺的內(nèi)側(cè)面之間。

3.如權(quán)利要求1所述的深海電機(jī)，其特征在于，所述第二密封組件包括第二動環(huán)內(nèi)圈、第二動環(huán)外圈、第二靜環(huán)、靜環(huán)密封圈、動環(huán)密封圈和動環(huán)限位件，所述第二靜環(huán)套設(shè)在所述電機(jī)軸上，所述第二動環(huán)內(nèi)圈朝外的一端設(shè)置有環(huán)形凸起，所述第二動環(huán)內(nèi)圈徑向設(shè)置有限位安裝孔，所述第二動環(huán)內(nèi)圈套設(shè)在所述電機(jī)軸上，并壓緊在所述第二臺階上，所述第二動環(huán)外圈套設(shè)在所述第二動環(huán)內(nèi)圈上，并壓緊在所述第二靜環(huán)與所述環(huán)形凸起之間，所述靜環(huán)密封圈安裝在所述第二靜環(huán)與所述前端蓋之間，所述動環(huán)密封圈安裝在所述電機(jī)軸與所述第二動環(huán)內(nèi)圈之間，所述動環(huán)限位件安裝在所述限位安裝孔內(nèi)，并與所述電機(jī)軸抵接。

4.如權(quán)利要求1所述的深海電機(jī)，其特征在于，所述控制器組件包括控制器主體和控制器蓋板，所述控制器蓋板與所述電機(jī)外殼可拆卸連接，所述控制器主體設(shè)置在所述電機(jī)外殼與所述控制器蓋板圍合形成的空間內(nèi)，所述控制器主體與所述電機(jī)繞組組件電性連接。

5.如權(quán)利要求4所述的深海電機(jī)，其特征在于，所述控制器組件還包括設(shè)置在所述控制器主體與所述控制器蓋板之間的功率器件和電容，所述功率器件和所述電容并排設(shè)置，所述控制器蓋板上設(shè)置有針翅散熱結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求5所述的深海電機(jī)，其特征在于，所述針翅散熱結(jié)構(gòu)包括若干個圓柱體，若干個所述圓柱體間隔分布在所述控制器蓋板上。

7.如權(quán)利要求4所述的深海電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)外殼包括電機(jī)主殼體和電機(jī)下殼體，所述電機(jī)主殼體的外側(cè)壁徑向延伸有第一環(huán)形部和第二環(huán)形部，所述第一環(huán)形部的第一端與所述第二環(huán)形部的第一端以及所述第一環(huán)形部的第二端與所述第二環(huán)形部的第二端之間分別連接有連接部，所述第一環(huán)形部、所述第二環(huán)形部和兩端的連接部圍合形成有安裝槽，所述控制器主體安裝在所述安裝槽內(nèi)，且所述控制器蓋板設(shè)置在所述安裝槽的上方，并與所述第一環(huán)形部、所述第二環(huán)形部和所述連接部可拆卸連接，所述電機(jī)下殼體與所述電機(jī)主殼體可拆卸連接，所述后端蓋與所述電機(jī)下殼體可拆卸連接，所述電機(jī)軸的一端與所述電機(jī)下殼體轉(zhuǎn)動連接，另一端與所述電機(jī)主殼體遠(yuǎn)離所述電機(jī)下殼體的一端轉(zhuǎn)動連接。

8.如權(quán)利要求7所述的深海電機(jī)，其特征在于，所述后端蓋上設(shè)置有低壓接頭，所述第二環(huán)形部上設(shè)置有高壓接頭。

9.如權(quán)利要求8所述的深海電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)主體還包括旋變總成，所述旋變總成套設(shè)在電機(jī)軸上，并安裝在所述電機(jī)下殼體的內(nèi)側(cè)壁上，所述控制器主體與所述旋變總成電性連接。

10.如權(quán)利要求1所述的深海電機(jī)，其特征在于，還包括行星排減速器，所述行星排減速器套設(shè)在所述電機(jī)軸上，并位于所述第一密封組件的內(nèi)側(cè)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于深海設(shè)備領(lǐng)域，公開了深海電機(jī)，包括電機(jī)主體、第一密封組件、第二密封組件和控制器組件，電機(jī)主體包括中空設(shè)置的電機(jī)外殼、前端蓋、后端蓋、電機(jī)轉(zhuǎn)子組件、電機(jī)繞組組件和電機(jī)軸，前端蓋的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有環(huán)形凸臺，且前端蓋對應(yīng)環(huán)形凸臺的位置設(shè)置有泄壓孔，泄壓孔分別與前端蓋的內(nèi)腔和外界連通，泄壓孔內(nèi)安裝有泄壓件，電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)設(shè)置在電機(jī)外殼內(nèi)，電機(jī)軸設(shè)置有第一臺階和第二臺階，第一密封組件設(shè)置在電機(jī)軸與電機(jī)外殼之間，并安裝在第一臺階與環(huán)形凸臺的內(nèi)側(cè)面之間，第二密封組件設(shè)置在電機(jī)軸與前端蓋之間，并安裝在第二臺階與環(huán)形凸臺的外側(cè)面之間，控制器組件設(shè)置在電機(jī)外殼的外側(cè)壁，該深海電機(jī)具有優(yōu)良的密封性能。

技術(shù)研發(fā)人員：趙練,李慶,趙朕,文喆,李小磊,伍德民
受保護(hù)的技術(shù)使用者：季華實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6