低速永磁潜油电机设计的研究

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1、低速永磁潜油电机设计的研究ok3et是面向全球供应永磁潜油电机的三家公司,作为RITEKJSC的子公司,RITEK-ITC公司于2001年开发出世界第一台永磁潜油电机,其调速范围为1500-3600r/min,可直接驱动潜油离心泵,在驱动螺杆泵时,须使用齿轮减速器。这台电机在同转速情况下的功率密度是异步潜油电机的两倍,因而电机长度较短,易于安装。同年,RITEK-ITC公司开发了调速范围在100-500r/min的低速永磁潜油电机,可直接驱动螺杆泵采油,并得到了应用。2002年,俄罗斯LOKOIL石油公司开始装备RITEK-ITC公司生产的永磁潜油电机进行采油作

2、业,截至2007年1月,装备油井数达到了620口(螺杆泵系统油井124口,离心泵系统496口)。2006年,俄罗斯Borets公司开始了永磁潜油电机的研发,并开发出10极永磁潜油电机,电机转子结构如图1.1。可用于对潜油螺杆泵的直驱。电机采用了内置径向式转子结构。Borets的永磁潜油电机已被俄罗斯秋明英国石油控股公司、美国阿帕奇石油公司、俄罗斯天然气工业石油公司等采用,截至目前,已有超过2500台Borets的永磁潜油电机得到应用。.........第2章低速永磁潜油电机结构特点与电磁关系2.1低速永磁潜油电机基本结构低速永磁潜油电机工作于井下,通过保护器、连

3、接器与螺杆泵同轴连接,实现[1][2][3]下一页ok3axwell的有限元计算,得到这一状态下电机的三相电感矩阵。........第3章16极18槽低速永磁潜油电机参数计算与设计.........163.1低速永磁潜油电机转子极数与定子槽数的确定..........163.1.1电机极数槽数配合选择.......163.1.2不同极数槽数配合潜油电机分析对比....183.2电机主要参数计算.........273.2.1极弧系数的确定.....273.2.2永磁体杂散损耗的计算.......273.3电机定转子的设计.........333.3.1定子冲片设

4、计.........333.3.2转子设计..........353.4本章小结....364.1下一页ok3xprt中输入电机参数,直接生成二维或三维有限元模型。这种方法较为简洁,但只能生成系统内预设模型。3)在CAD软件内绘制模型,然后导入Maxxprt中选择调速同步电机模型,输入相应电机参数,进行计算后,应用软件自带的一键导入功能,得到图4.1所示的电机二维模型。...........结论本文针对低速永磁直驱潜油电机的工作环境限制和性能要求,分析、设计了一台低速永磁直驱潜油电机,在分析与设计中,推导和采用了以下方法,即本文的工作内容与结论。将分数槽集中绕组

5、永磁同步电机方案应用在细长结构的潜油电机设计方案中,首先叙述了分数槽集中绕组电机槽数与极数组合的选择约束条件,在此基础上,结合所要设计完成的目标,选取了三组槽极配合方案,运用有限元方法对三种方案进行了对比分析,得出了16极18槽为较优方案的结论。确定型号的潜油电机其定子外径是确定的,故本文分析了在定子外径确定的情况下定子内径的选择方案,推导计算发现,存在某定子内径值使得电机获得较优性能。潜油电机的细长结构使得下线困难,每槽导体数不应该超过12,同时兼顾电机获得较高端电压以减少潜油电缆损耗,故本文预先设置每槽导体数为12。在这种情况下,为了使电机工作在合适的工作状

6、态,通过有限元方法求解了电机电感,运用向量图求解了在合适工作状态下应该输入的电压。文章对电机的一些参数进行了计算,这是场路结合的电机设计方法的要求。提出了基于有限元方法的极弧系数计算方法,提出了永磁体杂散损耗计算的电路模型,经验证,可以应用于工程计算。在电机基本结构确定下来后,运用有限元方法对电机定子冲片之结构参数对电机性能的影响进行了分析,得出了一些有益的结论。最后,运用有限元软件ANSYSMaxwell对本文所设计的低速直驱永磁潜油电机进行了仿真,计算验证了本文所设计电机的合理性。可见低速直驱永磁潜油电机的应用是可以提高机械采油效率,去除传统减速装置的。