采油用潜油直线电机动态特性研究

发布时间：2020-09-28 19:11

　　 采油用潜油直线电机以其独有的结构特点使用于目前石油的开采应用过程中,可以满足高效率和低能耗的要求,而且彻底摆脱了传统游梁式采油机的复杂机械传动过程和地上地基的铺设过程,因此对采油用潜油直线电机的性能研究具有理论和工程应用的实践意义。对采油用潜油直线电机定子单元和定子单元连接结构进行了设计,并设计了定子单元连接的焊接工装,该结构与该工装均有利于提高定子的同轴度和直线度。应用ANSYS Maxwell软件对采油用潜油直线电机进行三维建模得到了其推力曲线以及径向不平衡电磁拉力随时间变化的曲线;计算得出采油用潜油直线电机定子和动子存在同轴度误差情况下的推力曲线以及径向不平衡电磁拉力随时间的变化曲线。应用ANSYS Workbench软件对采油用潜油直线电机动子进行了模态分析得到了动子的固有频率和相对应的振型,并分析了不同结构尺寸参数对固有频率的影响;进行了瞬态分析得到了径向不平衡电磁拉力对动子的影响关系曲线,最终得出的是同轴度误差对动子的影响关系曲线和变化规律。通过有限元软件为采油用潜油直线电机进行了分析和研究,为以后的理论研究和工程实践奠定了基础。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TE93;TM359.4
【部分图文】：

电机采油技术更适应当下社会对节能的要求。虽然直线电机采油技术拥有很高的发展潜力，但是目前技术仍然不够成熟，存在很多弊端，比如端部效应引起的推力波动、制造工艺存在不足导致的同轴度不足的情况、节距精度不足导致的推力衰减的情况、制动力不足等情况[4]。1.1.3 课题意义在实际加工制造时，因为现有制造工艺不足采油用潜油直线电机的定子和动子无法避免地存在同轴度误差，这会导致采油用潜油直线电机存在径向不平衡电磁拉力。径向不平衡电磁拉力作为压力作用在定子和动子之间的摩擦副上，产生的摩擦力影响采油用潜油直线电机的推力；同样的由该力引起的动子应力、应变和变形会影响采油用潜油直线电机的寿命；再有因为该力存在的波动会影响采油用潜油直线电机的稳定性引起振动，影响采油用潜油直线电机内部结构特别是用来密封的焊接结构和线圈接线处的可靠性[5]。

燕山大学工程硕士学位论文必要。为了降低定子密封芯筒的应力集中现象，我们可以在定子单元外增加加强焊片，加强焊接扣片只与左右端板焊接，并作为硅钢片叠成的切向限位块使用，限制硅钢片叠层沿轴向的旋转。图 2-12 为采油用潜油直线电机定子单元外增加焊接扣片作为加强结构的 ANSYS Workbench 模型图。增加焊接扣片后，加强焊片只承受拉力，既可在定子单元穿入采油用潜油直线电机外壳之前提供加强辅小搬运过程中弯曲变形作用；定子单元穿入采油用潜油直线电机外壳的过程中焊接扣片也可提供加强辅助作用，防止在压入过程中因应力集中出现焊接开焊况；采油用直线电机下井通过造斜点时，加强焊接扣片也可以提供保护防止因过大引起的定子密封芯筒焊接处开焊。

是无单位量纲；体积电导率均为 10300000siemens/m；铁损值均定义为零；密度为7870kg/m3。图 3-2 中的初级材料定子线圈绕组的材料为无氧铜相对磁导率均为 0.999991 是无单位量纲；体积电导率均为 58000000siemens/m；铁损值均定义为零；密度为5933kg/m3。图 3-2 中的次动子芯轴级相对磁导率均为 1.000021 是无单位量纲；体积电导率均为 38000000siemens/m；铁损值均定义为零；密度为 2689kg/m3。3.5.3 网格划分网格的划分也是 ANSYS Maxwell 限元分析计算的关键环节。根据需要选择合适单元格的长度。网格长度划分的一般原则：磁钢网格边棱的长度小于动子或转子的网格边棱长度小于定子磁轭的网格边棱长度小于绕组的网格长度，网格划分如图 3-4所示。

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本文编号：2829153