双分数槽集中绕组低速潜油电机的设计分析.pdf

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1、第18卷第1期电机与控制学报V0l_18No。l2014年1月ElectriCMachinesandControlJan．2014双分数槽集中绕组低速潜油电机的设计分析孟大伟，刘智慧，徐永明，肖士勇(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要：针对传统潜油电机需要配备减速器才能驱动潜油螺杆泵的不足，提出了一种驱动潜油螺杆泵的双分数槽集中绕组低速潜油电机，电机定子采用空间相距特定角度的两套分数槽集中绕组。根据特殊的绕组结构，对电机在不同时刻的磁势进行分析，表明电机能够产生恒定的电磁转矩。利用有限元法对电机进行

2、二维瞬态场分析，得到了电机在空载和额定负载条件下的磁场分布及相关特性，结果验证了电机在电磁设计上的合理性。所设计电机可实现在不增大电机定子外径的情况下增加电机的极数，降低同步转速，有望实现潜油电机直驱潜油螺杆泵，从而有效降低整个采油系统的成本，抽油质量大为提升，对整个系统的节能具有重要意义。关键词：低速潜油电机；双分数槽集中绕组；谐波分析；电机设计；有限元仿真中图分类号：TM343．3文献标志码：A文章编号：1007—449X(2014)O1一OO44—06Designandanalysisofdoublefractionals

3、lotconcentratedwindingforl’OoWw-speedsubmersiblemotorMENGDa—wei，LIUZhi—hui，XUYong—ming，XIAOShi—yong(CollegeofElectrical＆ElectronicEngineering，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China)Abstract：Aimingatthedeficiencythattraditionalsubmersiblemotorequipp

4、ingwithspeedreducercandrivetheoilsubmersiblescrewpump，adoublefractionalslotconcentratedwindingforlow—speedsub—mersiblemotorwhichcandrivethesubmersiblescrewpumpwasproposed．Twosetsoffractionalslotcon—centratedwindingsconnectedinserieswasusedinthestatorofthissubmersible

5、motor，andthesecondwindingwasshiftedmechanicallyforaspecificanglereferredtothefirstwinding．Accordingtothespe-cialwindingtopology，themagneticmotiveforceofthismotorindifferenttimeswasanalyzed，andtheconstantelectromagnetictorqueproducedbythemachinewasverified．Themagnetic

6、fielddistributionindifferentloadconditionsandcorrelatedcharacteristicswereobtainedby2Dfiniteelementmethod(FEM)．Theanalysisresultsnotonlyvalidatetherationalityofelectromagneticdesignofthemotor，butalsoindicatethatwithoutincreasingtheouterdiameterofthestatorandthenumber

7、ofstatorslot，whichiseasytoincreasethenumberofpolesofthismotor．Thesynchronousspeedwasreduced，andsubmersiblecavitypumpdirectlydrivenbysubmersiblemotorwaspossible．Thecostoftheentirepumpingsystemre—ducedeffectively，andpumpingoilqualitywasgreatlyimproved．Itissignificantto

8、theenergyefficiencyoftheentiresystem．Keywords：low-speedsubmersiblemotor；doublefractionalslotconcentratedwinding；harmonicanaly—sis；m