井用潜水异步电动机设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述电气工程及其自动化井用潜水异步电动机设计一．前言作为电能与机械能量转换的主要器件，电机在于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中广泛地应用着。而随着社会生产的不断发展，人民生活水平的不断提高，以及全球资源逐步匮乏的背景下，人们对电机的安全、可靠和高效运行提出了越来越高的要求，因而设计生产高效、低损耗的新型电机已成为电机制造行业的趋势。社会的发展离不开电，但更离不开水资源。随着农村、工厂、矿山、铁路、自来水公司、地热开发、油田和地质勘探等领域的需水量的急剧增加，井用潜水电泵拥有了更广阔的市场。而作为潜水电泵的动力

2、设备，井用潜水异步电动机的性能直接决定了潜水电泵的使用质量。由于使用环境的特殊性（电机需与潜水泵一同潜入井下水中工作），较于一般电机的设计，井用潜水异步电动机在于密封性、安全性等方面有更高的要求。目前，由于异步电动机其结构简单，成本低，维护方便，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠，并能获得和直流电机控制系统相媲美或更好的控制性能，因此在工农业生产中得到了极广泛的应用[1]。随着科学技术的发展，新技术新材料的不断涌现，促进了电机设计制造行业的不断翻新。如由于超导材料临界温度的不断提高，使得电机对制冷系统的要求逐渐降低，这使得大容量超导发电机、

3、电动机的实验研究及工业应用可以以更高的速度发展。而稀土族钕铁硼永磁材料的研究使积磁钢的生产及应用成为现实，改善了电磁负荷能力，促进了大容量交直流电机的研究及制造。现代电机设计不仅仅要求掌握电路理论、电机原理、工程力学、交变电磁场以及电机过渡过程分析等，还要学会使用计算机电机CAD、MATLAB等设计软件，进行电机的设计仿真，从而缩短产品开发周期、减少试制成本，提高我国电机产品档次[2]。二.主题纵观世界电机产品设计的发展历程，它始终跟随着工业技术的发展，在相互竞争、相互促进中完善着自身，发生着变革。随着电机理论的不断完善，高新技术的快速

4、发展，可以预言：未来的电机产品设计将朝着高性能化、智能化、微型化和网络化的方向发展。自从80年代我国引进RITZ公司潜水电机制造技术起，并随后制订了国GB/T—2816-91（即《井用潜水泵型式和基本参数》），我国国内潜水电机行业才开始进入一个全新的发展阶段。在JQS、YQS等系列新型的潜水电机相继研发并大量投放市场之后，我国国内潜水电机产量不仅满足了国内的需求，而且大量出口，相继打入了中东、非洲市场,并向美国、欧洲发展。但是由于近几年地下水位下降、水温过热、砂量过多等新的一系列问题的出现，井用潜水电机行业曾一度遭遇瓶颈，但是这为我国

5、潜水电机制造行业提出了新的挑战,也给潜水电机的发展提供了新的机遇。目前我国潜水电机在设计制造方面有了很大的进步，主要表现为以下几个方面：①潜水电动机的产品结构设计、电磁优化设计以及制造工艺日趋完善；②在取材方面用冷轧硅钢片取代了热轧硅钢片，开发出了具有高导磁、低损耗的DGX系列电工钢片；③开发出了125°C高温耐水线，给高温潜水电机的设计和单机功率的提高提供了条件；④在设计、制造高承载力推力轴承方面有了较大发展；⑤计算机电机CAD等软件的广泛应用，缩短了研究周期、减小成本等等在中国国内井用潜水电机行业蓬勃发展的同时，国外的电机革新也在悄

6、然进行。目前国外潜水电机的生产厂家主要有德国的Ritz、KSB，美国的Flygt、Itt-Loware、富兰克林，日本的日立以及丹麦的格兰富等。同样面对电机革新换代方面的问题，国外企业对量大面广的潜水电机进行了不断的改进,取得了明显的进展,主要表现在:①提高电机转速，采用变频调速，以提高泵的流量和扬程，从而减少电泵机组的总长度，降低成本。②提高单机功率，适应工作场地及温度的需要,同机座号的单机最大功率提高了2.5~3倍。③提高止推轴承的承载力，提高其电机的可靠性、满足提高泵效及高扬程电泵的需要。④提高力能指标，实行高效节能。⑤实行优化电

7、机设计，降低电机重量和成本⑥计算机电机CAD等软件的广泛应用，缩短了研究周期、减小成本等等[4]比较国内外潜水电机设计制造改进等发面，我们可以看到很多相似之处，除了材料革新、节能要求外，共同提到的还是涉及电机设计软件CAD等方面的使用问题。目前，电机设计的基本任务是根据给定的容量、转速、电压等电机的规格数据预先选择电机各主要尺寸，经过校核计算使其各项性能满足国家标准给定的或用户提出的要求，制造出的产品实验数据应与设计数据相符合。以井用潜水三相异步电动机的设计为例。其电磁计算一般可分为以下四个步骤：1）预选尺寸，给初始设计2）校核计算用初

8、始设计给定数据进行性能计算，包含四个迭代计算3）调整方案4）挑选方案算出一批可行设计，经比较选出最佳设计，并满足材料、制造及运行三项总费用最小的要求。由于校核计算要对电磁设计的百余个公式逐一进行计算，还要完