1.本发明涉及一种电机，尤其涉及一种泵用电机定子、转子灌封工艺。
背景技术：2.传统的电机采用耐水绝缘绕组来实现防水，以适应水下工作的环境，如闸门泵，而耐水绝缘绕组存在绝缘太厚导致电机槽满率低和端部拐弯半径大的不足，使得电机的效率偏低和轴向长度减少幅度降低。
3.为了提高电机效率，缩短轴向长度，需要采用常规漆包线作为绕组，并对绕组进行防护，目前使用的方式有采用灌封材料对电机端部或定子整体进行灌封。但灌封材料固化后韧性低，容易开裂，对于直径较大(定子内径≥600mm)的闸门泵电机的定子采用灌封容易出现开裂的问题，从而导致绝缘降低甚至击穿的故障。原因如下：灌封材料固化过程是放热缩聚反应，存在内应力和变形；灌封材料与被灌封物体的热膨胀系数存在差异导致二者的界面出现热应力。
4.环氧树脂体系的灌封材料出现开裂是共性现象，在变压器、电抗器等领域都出现过，是大尺寸灌封的一个难题。为了解决此问题，一般的解决思路是选用高韧性的环氧树脂，增加高性能的增韧剂，来提高灌封材料整体的韧性，提高抗开裂的能力。但实践证明这个方法只能小幅度的提高抗开裂能力，不能更好的解决开裂的问题。
技术实现要素：5.本发明目的在于提供一种泵用电机定子、转子灌封工艺，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
6.本发明解决其技术问题的解决方案是：
7.一种泵用电机定子、转子灌封工艺，包括如下步骤：s1：环绕转子本体并在所述转子本体的磁钢外侧包裹骨架环，将带有所述骨架环的所述转子本体放入转子灌封工装内进行灌封，灌封材料填充至骨架环外表面并渗入骨架环内，然后固化、脱模；s2：在定子本体的内侧装入定子灌封工装，所述定子本体外侧的机壳与所述定子灌封工装之间形成定子灌封空间，所述定子本体的端部绕组位于所述定子灌封空间内，向所述定子灌封空间内进行灌封，灌封材料包裹于所述端部绕组的外表面，然后固化、脱模。
8.该技术方案至少具有如下的有益效果：s1中对转子本体外侧包裹骨架环后进行灌封，并且灌封材料渗入到骨架环内与骨架环相互结合，形成复合防护结构，实现对灌封材料和结构里填充和受力的分离，利用骨架环来承受应力的变化，灌封材料起到填充、隔离和导热的作用，从而避免灌封材料的开裂，在转子表面形成保护层，提高转子本体的防护等级，在s2中，对定子本体顶侧的端部绕组的外表面进行灌封，同样起到填充、隔离和导热的作用，实施方便，抗开裂能力强，如此对电机的定子本体和转子本体均加有灌封防护结构，提高整体使用寿命。
9.作为上述技术方案的进一步改进，在所述s1和/或所述s2中，进行灌封前，所述灌
封材料需要经过真空脱泡，并进行加热，加热温度在60摄氏度至80摄氏度之间，使得灌封材料粘度不高于6000mpa
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s。经过真空脱泡后的灌封材料可去除内部气泡，减少成型固化后产生的应力，并且灌封材料粘度不高于6000mpa
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s，具有较好的流动性，可更好地填充灌封到位。
10.作为上述技术方案的进一步改进，在所述s1中，进行真空灌封并加压，使得灌封材料渗入所述骨架环内并与所述转子本体相接触。在真空灌封下可避免灌封时产生气泡，并在加压状态下使得灌封材料更加密实，并且更充分地渗入至与骨架环相接触，形成紧密的复合防护结构。
11.作为上述技术方案的进一步改进，所述s1和/或所述s2中，所述灌封材料包括环氧树脂与改性二氧化硅，其中，所述环氧树脂的质量份比为20份至60份，所述改性二氧化硅的质量份比为40份至80份。在此配比下混合的环氧树脂与改性二氧化硅提高了防水防腐耐磨能力，并且改性的二氧化硅作为耐磨颗粒，可更均匀地分布在环氧树脂里，进一步提高整体防护效果。
12.作为上述技术方案的进一步改进，在所述s1和/或所述s2中，采用阶梯式升温固化，然后降温冷却，其中，升温速度与降温速度小于10k/min，最高温度t、保温温度t1、保温时长s之间满足关系：s＝(t-t1)/5。减少内应力和充分释放应力，避免由温差引起开裂。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述s1中进行灌封前，在任意两个相邻的所述磁钢之间设置垫条。垫条在两个磁钢之间，整体连接成一个连续的环形结构，增强磁钢的导磁能力。
14.作为上述技术方案的进一步改进，所述骨架环为弹性网。弹性网可更好地贴合磁钢的外侧面，灌封材料进入弹性网后结合在所有磁钢外侧面而围成的外环面上形成复合结构，提高所形成的灌封防护结构的韧性与粘接力，从而减少灌封防护结构的开裂，更好地提高对转子本体的保护。
15.作为上述技术方案的进一步改进，在所述s2中，依次实现如下步骤：s21：清洗所述定子本体后装入定子灌封工装；s22：在端部绕组外表面布置衬托骨架；s23：进行真空灌封，灌封材料填充在所述定子灌封空间内，并浸没所述衬托骨架，所述灌封材料渗入所述衬托骨架内；s26：固化；s27：脱模。在灌封材料内安装衬托骨架，实现端部截面膨胀系数的逐步变化，起到“钢筋混凝土”效应，实现对灌封材料和结构里填充和受力的分离，通过衬托骨架来承受应力的变化，灌封材料起到填充和隔离、导热的作用，从而避免灌封材料的开裂，如此定子具有抗开裂能力强，成本低，实施方便，寿命长的特点，并为闸门泵等大功率化应用提高了技术保证。
16.作为上述技术方案的进一步改进，在所述s21后以及所述s23前，在机壳的内壁正对所述端部绕组的位置粘接有导热硅胶垫。利用导热硅胶垫的弹性来补偿灌封材料的热胀冷缩，保证与机壳的良好接触，从而减少灌封材料与机壳脱开的现象，保证散热对定子的冷却散热效果。
17.作为上述技术方案的进一步改进，所述衬托骨架包括多个间隔设置于所述端部绕组与所述机壳内侧之间的外骨架层，一个所述外骨架层包括多个环绕所述端部绕组间隔排列的第一布层，任意相邻的两个所述外骨架层中，位于外侧的所述外骨架层内的多个所述第一布层与位于内侧的所述外骨架层内的多个所述第一布层相互错开，所述第一布层为环
氧浸渍玻璃丝网格布和/或玻璃纤维布。利用第一布层在端部绕组外侧围成多个外骨架层，可进一步增强灌封层在此位置的机械强度、提高抵抗内应力的能力，并且相邻两个外骨架层之间的第一布层内外相互错开，以避免搭接处同时受力而开裂。
18.作为上述技术方案的进一步改进，所述衬托骨架包括多个间隔设置于所述端部绕组与所述定子灌封工装外侧之间的内骨架层，一个所述内骨架层包括多个环绕所述端部绕组间隔排列的第二布层，任意相邻的两个所述内骨架层中，位于外侧的所述内骨架层内的多个所述第二布层与位于内侧的所述内骨架层内的多个所述第二布层相互错开，所述第二布层为环氧浸渍玻璃丝网格布和/或玻璃纤维布。利用第二布层在端部绕组内侧围成多个内骨架层，可进一步增强灌封层在此位置的机械强度、提高抵抗内应力的能力，并且相邻两个内骨架层之间的第二布层内外相互错开，以避免搭接处同时受力而开裂。
19.作为上述技术方案的进一步改进，所述衬托骨架包括多个沿上下方向设置于所述端部绕组远离所述定子本体一侧的端部骨架层，一个所述端部骨架层包括多个环绕所述端部绕组间隔排列的第三布层，任意相邻的两个所述端部骨架层中，位于上侧的所述端部骨架层中的多个所述第三布层与位于下侧的所述端部骨架层中的多个所述第三布层相互错开，所述第三布层为环氧浸渍玻璃丝网格布和/或玻璃纤维布。同样的，利用第三布层在端部绕组的端部位置形成多个端部骨架层，可进一步增强灌封层在此位置的机械强度、提高抵抗内应力的能力，并且相邻两个端部骨架层之间的第三布层上下方向上相互错开，以避免搭接处同时受力而开裂，进一步提高结构稳定性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
21.图1是本发明的转子本体灌封后结构；
22.图2是图1的a-a剖面结构示意图；
23.图3是本发明的定子本体对两端的端部绕组分别灌封内部结构示意图；
24.图4是本发明的定子本体对两端的端部绕组同时灌封内部结构示意图；
25.图5是本发明的第一布层间隔排列的俯视图。
26.附图中：100-转子本体、110-磁钢、120-骨架环、130-端环、140-垫条、200-定子本体、210-端部绕组、220-定子灌封工装、230-机壳、240-导热硅胶垫、250-第一布层、260-第二布层、270-第三布层、280-连接丝、300-灌封材料。
具体实施方式
27.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接
辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
28.为了提高电机中转子与定子的防护性能，对转子与定子的结构作出改进，电机包括有机壳230、转子与定子，定子连接于机壳230的内壁，转子位于定子内并可与定子之间产生相对转动，转子包括转子本体100、嵌入转子本体100外侧的磁钢110，以所有的所述磁钢110外侧面形成的环形面为外环面，外环面外侧设置有骨架环120，骨架环120的外侧包裹有灌封保护层；定子包括转子本体100，转子本体100的端部设有线圈绕组，在线圈绕组的内外两侧以及端部一侧设置有衬托骨架，线圈绕组的外表同样包裹有灌封保护层，并将衬托骨架包裹在内。
29.一种泵用电机定子、转子灌封工艺，分别对定子本体200、在定子本体200内转动的转子本体100进行加工处理，从而得出上述结构。具体的，如图1与图2所示，对于转子本体100的加工处理步骤包括：s1：环绕转子本体100并在所述转子本体100的磁钢110外侧包裹骨架环120，将带有所述骨架环120的所述转子本体100放入转子灌封工装内进行灌封，灌封材料300填充至骨架环120外表面并渗入骨架环120内，然后固化、脱模。s1中对转子本体100外侧包裹骨架环120后进行灌封，并且灌封材料300渗入到骨架环120内与骨架环120相互结合，形成复合防护结构，实现对灌封材料300和结构里填充和受力的分离，利用骨架环120来承受应力的变化，灌封材料300起到填充、隔离和导热的作用，从而避免灌封材料300的开裂，在转子表面形成保护层，提高转子本体100的防护等级。
30.转子灌封工装主要用于提供一个筒形的空间，将转子本体100装入到该转子灌封工装内，转子灌封工装的内侧与转子本体100的外侧之间形成转子灌封空间，灌封材料300可填充至该转子灌封空间内，从而在转子本体100的磁钢110外侧形成灌封防护结构。
31.在上述实施例中，磁钢110位于转子本体100的外侧壁，而转子本体100的端部设有端环130，端环130可对磁钢110的端部完全覆盖或部分覆盖，在端环130对磁钢110的端部完全覆盖时，灌封材料300与端环130的外周壁相抵，而对磁钢110端部的部分没有起到覆盖保护作用，在端环130对磁钢110的端部部分覆盖时，灌封材料300会与对端环130亦实现部分覆盖保护的作用。
32.所述s1中进行灌封前，在任意两个相邻的所述磁钢110之间设置垫条140。垫条140在两个磁钢110之间，整体连接成一个连续的环形结构，增强磁钢110的导磁能力。垫条140可采用环氧层压板进行加工，形状可为梯形或矩形，可为条状或与磁钢110通长的块状，由于灌封材料300填充后同样可对垫条140进行包裹、限定，使得垫条140在使用过程中结构更加稳定，降低了对垫条140定位组装时的难度，对于体积较大、质量较重的垫条140亦可同样适合，另外，垫条140本身亦可作为灌封防护结构内部的一部分，可提高灌封防护结构的承压、抗冲击能力。
33.在所述s1中，进行真空灌封并加压，使得灌封材料300渗入所述骨架环120内并与所述转子本体100相接触。在真空灌封下可避免灌封时产生气泡，并在加压状态下使得灌封材料300更加密实，并且更充分地渗入至与骨架环120相接触，形成紧密的复合防护结构。
34.在本实施例中，骨架环120为弹性网。弹性网可更好地贴合磁钢110的外侧面，灌封材料300进入弹性网后结合在所有磁钢110外侧面而围成的外环面上形成复合结构，提高所形成的灌封防护结构的韧性与粘接力，从而减少灌封防护结构的开裂，更好地提高对转子
本体100的保护。弹性网包括玻璃丝网和/或塑料网。玻璃丝网与塑料网均带有预紧力，可更好地贴合在外环面。
35.如图3与图4所示，对于定子本体200的加工处理步骤包括：s2：在定子本体200的内侧装入定子灌封工装220，所述定子本体200外侧的机壳230与所述定子灌封工装220之间形成定子灌封空间，所述定子本体200的端部绕组210位于所述定子灌封空间内，向所述定子灌封空间内进行灌封，灌封材料300包裹于所述端部绕组210的外表面，然后固化、脱模。在s2中，对定子本体200顶侧的端部绕组210的外表面进行灌封，同样起到填充、隔离和导热的作用，实施方便，抗开裂能力强，如此对电机的定子本体200和转子本体100均加有灌封防护结构，提高整体使用寿命。
36.进一步的，在所述s2中，包括依次实现的如下步骤：s21：清洗所述定子本体200后装入定子灌封工装220；s22：在端部绕组210外表面布置衬托骨架；s23：进行真空灌封，灌封材料300填充在所述定子灌封空间内，并浸没所述衬托骨架，所述灌封材料300渗入所述衬托骨架内；s26：固化；s27：脱模。在灌封材料300内安装衬托骨架，实现对灌封材料300内填充和受力的分离，通过衬托骨架来承受应力的变化，灌封材料300起到填充和隔离、导热的作用，从而避免灌封材料300的开裂，如此定子具有抗开裂能力强，成本低，实施方便，寿命长的特点，并为闸门泵等大功率化应用提高了技术保证。
37.定子灌封工装220主要用于装入到定子本体200的铁心内部，与定子本体200的铁心内圆贴合，从而使得机壳230内侧与定子灌封工装220外侧之间形成定子灌封空间，而将定子灌封工装220与定子本体200有两种结合方式，结合方式一：定子灌封工装220直接与定子本体200的铁心内圆紧密贴合，对定子灌封空间做好密封。定子灌封工装220与灌封材料300接触的表面做好脱模，灌封完毕后内圆处不需加工，只需对上表面进行加工。结合方式二：定子灌封工装220下部直接与定子本体200的铁心内圆紧密贴合，对定子灌封空间做好密封，定子灌封工装220与灌封材料300接触的表面做好脱模，由于定子灌封工装220上部直径比定子铁心内径稍大，灌封完毕后需对端部灌封的内圆面进行加工，保证气隙尺寸。
38.通常来说，定子本体200的顶侧与底侧均具有端部绕组210，两端的端部绕组210均需要进行灌封保护，先对一端进行灌封，完毕后把电机翻转，再对另一端进行灌封，此时定子灌封工装220需要适用于一端的灌封即可，亦可将定子灌封工装220改成适用两个端部绕组210同时灌封，灌封完毕后对气隙进行加工，保证气隙尺寸。
39.作为上述技术方案的进一步改进，在s1与s2中，进行灌封前，所述灌封材料300需要经过真空脱泡，并进行加热，加热温度在60摄氏度，也可升温至70摄氏度，最高不超过80摄氏度，使得灌封材料300粘度不高于6000mpa
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s。经过真空脱泡后的灌封材料300可去除内部气泡，减少成型固化后产生的应力，并且灌封材料300粘度不高于6000mpa
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s，具有较好的流动性，可更好地填充灌封到位。
40.在所述s21后以及所述s23前，在机壳230的内壁正对所述端部绕组210的位置粘接有导热硅胶垫240。利用导热硅胶垫240的弹性来补偿灌封材料300的热胀冷缩，保证与机壳230的良好接触，从而减少灌封材料300与机壳230脱开的现象，保证散热对定子的冷却散热效果。
41.作为衬托骨架结构的进一步实施例，端部绕组210与机壳230内侧之间、端部绕组210与定子灌封工装220外侧之间、端部绕组210远离定子本体200的一侧此三个位置均设置
有环氧浸渍玻璃丝网格布，多个环氧浸渍玻璃丝网格布环绕端部绕组210间隔排列一圈，每个环氧浸渍玻璃丝网格布的厚度为0.5至2毫米，如此在此三个位置内均将环氧浸渍玻璃丝网格布布置3至5圈，任意相邻的两圈环氧浸渍玻璃丝网格布相互错开，在端部绕组210与定子灌封工装220外侧之间、端部绕组210远离定子本体200的一侧此两个位置内还设置有玻璃纤维布，多个玻璃纤维布环绕端部绕组210间隔排列一圈，每个玻璃纤维布的厚度为0.15至0.6毫米，如此在此两个位置内均将玻璃纤维布布置2至5圈，并且玻璃纤维布均相对环氧浸渍玻璃丝网格布而位于远离端部绕组210一侧，任意相邻的两圈玻璃纤维布之间相互错开，在灌封时，灌封材料300需要浸没位于端部绕组210远离定子本体200最外侧的一圈玻璃纤维布至少10毫米。
42.利用环氧浸渍玻璃丝网格布作为第一布层250在端部绕组210外侧围成多个外骨架层、利用环氧浸渍玻璃丝网格布与玻璃纤维布作为第二布层260在端部绕组210内侧围成多个内骨架层、利用环氧浸渍玻璃丝网格布与玻璃纤维布作为第三布层270在端部绕组210远离定子本体200的一侧围成多个端部骨架层。通过第一布层250、第二布层260与第三布层270可进一步增强灌封材料300在每个位置的机械强度、提高抵抗内应力的能力，并且任意相邻的两个骨架层内的布层第一布层250内外相互错开，以避免搭接处同时受力而开裂，进一步提高结构稳定性，第一布层250、第二布层260、第三布层270中环氧浸渍玻璃丝网格布和玻璃纤维布混合使用，如此实现灌封材料300在环氧浸渍玻璃丝网格布和玻璃纤维布所在位置存在膨胀系数变化，更好地抵消不同类型、方向、大小的应力，并且起到“钢筋混凝土”效应，使得灌封材料300内部结构结合更加紧密，当灌封材料300厚度较厚时，内部位置不容易松散。
43.为了实现在端部绕组210外表面快速布置衬托骨架，如图5所示，以第一布层250为例，在同一个外骨架层中，相邻的两个第一布层250之间通过连接丝280连接，在相邻的两个外骨架层中，位于外侧骨架层中的第一布层250与位于内侧骨架层中的第一布层250之间连接有连接丝280，使得所有的外骨架层形成一个外骨架结构，在s22中，将该外骨架结构放入至端部绕组210与机壳230内侧之间。如此在灌封时，灌封材料300不容易将排列好的第一布层250冲散，使得相邻的两个外骨架层中的第一布层250不会相互堆叠，第一布层250可均匀地分散至灌封材料300内。同样的，对于内骨架层中的第二布层260之间利用连接丝280连接，对于端部骨架层中的第三布层270之间利用连接丝280连接。
44.在本实施例中，连接丝280可通过粘接或熔接的方式连接至第一布层250、第二布层260与第三布层270上，连接丝280本身可与灌封材料300的材质相同，在灌封完成后，连接丝280与灌封材料300直接结为一体；连接丝280亦可使用表面粗糙的条状结构，如经过打毛处理后的铜丝，在灌封时，可增加与灌封材料300的附着力，使得整个衬托骨架与灌封材料300之间结合更加紧密，并且增强了所形成的灌封防护结构的导热性能，提高散热效果；连接丝280还可使用增韧剂形成的条状结构，增强衬托骨架本身的韧性，从而提高所形成的灌封防护结构的性能。
45.所述s1与所述s2中，所述灌封材料300包括环氧树脂与耐磨颗粒，其中，环氧树脂的质量份比为35至40份，耐磨颗粒的质量份比为60份至65份。耐磨颗粒可选用改性二氧化硅，在此配比下混合的环氧树脂与改性二氧化硅提高了灌封材料300的防水防腐耐磨能力，使得灌封材料300的导热系数达到1.5w/m.k，导热性能更好，便于热量传递，击穿电压≥
30kv/mm，绝缘性好，能耐高压，并且改性的二氧化硅作为耐磨颗粒，可更均匀地分布在环氧树脂里，进一步提高整体防护效果。为了提高材料的韧性，还可适量增加增韧剂。
46.在s1与s2中，采用阶梯式升温固化，然后降温冷却，升温所达到的最高温度值为t、保温时的温度为t1、在每个保温点所使用的时间长度为s，其中，温度的单位均为摄氏度，时间的单位为时，三者之间满足关系：s＝(t-t1)/5,以固化温度最高120
°
为例，阶梯型升温固化过程为常温至90摄氏度，并在90摄氏度时保持6小时，再由90摄氏度升温至105摄氏度，并在105摄氏度时保持3小时，再由105摄氏度升温至120摄氏度，并在120摄氏度时保持3小时，降温冷却过程为常温至105摄氏度，并在105摄氏度时保持3小时，再由105摄氏度降温至90摄氏度，并在90摄氏度时保持6小时，再由90摄氏度降温至60摄氏度，通过实际测试得出，在此关系变化下的升温与降温，可使得热量在灌封材料300内部均匀传递，从而降低局部温度、局部温度较低时存在的温差时存在固化时容易出现爆裂、外表脆化等现象发生，在实际应用中，以最高温度值的一半为起算温度，除了在起算温度至最高温度时遵循以上关系变量时，在起算温度以下的要求较低，如在降温至60摄氏度时保持6小时，最后由60摄氏度降至常温，并在常温状态下保持3小时。另外，升温速度与降温速度小于10k/min。减少内应力和充分释放应力，避免由温差引起开裂。
47.在s1与s2中，对于转子本体100与定子本体200脱模后所得的灌封材料300防护结构均涂覆防水防腐蚀涂料，如聚脲，石墨烯防水涂料等，实现双重保护转子本体100与定子本体200，由于防水防腐蚀涂料是涂覆于灌封材料300固化后所形成的保护层外表，使得防水防腐蚀涂料在涂覆时结合更加紧密，使用过程中不容易裂开掉落，从而进一步增强抗磨损、抗氧化与耐磨蚀性能。
48.以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。
