低速永磁潜油电机设计研究

发布时间：2017-04-04 21:16

  本文关键词：低速永磁潜油电机设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：螺杆泵采油技术具有其他机械采油方式不具备的优点,尤其适用于稠油井、含砂井、含气井、水平井和定向井的采油作业中。为了提高系统的稳定性,实现潜油电机对其直接驱动,论文的主要目的为设计一台低速永磁直驱潜油电机。低速永磁潜油电机属于特种电机,其设计方法较常规永磁同步电机有所不同。为此,论文在永磁同步电机基本电磁关系的基础上,推导和分析了低速直驱永磁潜油电机在设计时需要注意的问题和解决方法,并进行了有限元验证。潜油永磁电机为细长结构,低速大转矩的性能要求使得其需要采用分数槽绕组设计。由于潜油电机下线困难,每槽导体数一般不超过12,为此,在永磁电机基本电磁关系的基础上推导了在每槽导体数确定的情况下,求解电机供电电压的方法,从而使得电机工作于预设的状态下。文章通过对比三台不同槽数极数组合的电机的性能,选取性能较佳的方案作为本文中电机设计的方案。在电机设计过程中,对电机定子内径与电机的性能关系进行了分析,从而获得了在定子外径确定情况下的最优定子内径值与电机长度,分析了永磁体磁化方向长度对电机性能的影响。本文提出了计算分数槽永磁同步电机永磁体杂散损耗的电路计算模型,可以快速并较为准确的计算永磁体杂散损耗,适宜用于工程计算。基于以上计算分析,得到了低速永磁潜油电机的大体设计方案和结构参数,在此基础上,对电机的定子槽型与槽口参数进行了分析与计算,从而获得较优的定子设计。运用有限元软件ANSYS Maxwell对所设计电机的空载和负载特性进行了分析,验证了设计的合理性。
【关键词】：潜油电机 分数槽集中绕组 电机设计 参数计算 有限元仿真
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM351
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 背景和意义9
• 1.2 低速永磁潜油电机发展现状9-11
• 1.3 本文的内容与工作11-12
• 第2章 低速永磁潜油电机结构特点与电磁关系12-24
• 2.1 低速永磁潜油电机基本结构12-13
• 2.2 低速永磁潜油电机的设计理论13-23
• 2.2.1 基本电磁关系13-17
• 2.2.2 正弦波永磁同步电机的d-q轴数学模型17-21
• 2.2.3 电抗求解21-22
• 2.2.4 电机额定电压求解22-23
• 2.3 小结23-24
• 第3章 16极18槽低速永磁潜油电机参数计算与设计24-45
• 3.1 低速永磁潜油电机转子极数与定子槽数的确定24-35
• 3.1.1 电机极数槽数配合选择24-26
• 3.1.2 不同极数槽数配合潜油电机分析对比26-35
• 3.2 电机主要参数计算35-41
• 3.2.1 极弧系数的确定35
• 3.2.2 永磁体杂散损耗的计算35-41
• 3.3 电机定转子的设计41-44
• 3.3.1 定子冲片设计41-43
• 3.3.2 转子设计43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 有限元仿真45-51
• 4.1 模型建立45-46
• 4.2 电机性能仿真46-51
• 4.2.1 空载特性仿真46-47
• 4.2.2 负载特性仿真47-51
• 第5章 结论51-52
• 参考文献52-55
• 在学研究成果55-56
• 致谢56

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈钟泰 ,蔡嵩怀;潜油电机用H级绝缘浸渍漆[J];电机电器技术;1991年04期

2 郑砥中;邵永实;;潜油电机温升计算程序[J];电机技术;1993年04期

3 ;用于井温120℃的H级潜油电机(114T、108T系列)[J];机电新产品导报;1994年08期

4 李哲;高电压低电流节能潜油电机的设计[J];电机技术;2005年01期

5 张瑞良;孟大伟;孟庆伟;;潜油电机端部漏抗的分析与计算[J];电机与控制学报;2006年01期

6 吴牮;吴竣;;潜油电机永磁化的一些基本问题[J];电气技术;2008年09期

7 贾文利;;潜油电机不可靠性因素分析及改进措施[J];胜利油田职工大学学报;2009年03期

8 孟大伟;刘宇蕾;张庆军;徐永明;;潜油电机整体三维温度场耦合计算与分析[J];电机与控制学报;2010年01期

9 张再良;秦开明;孟庆武;毕凤琴;;潜油电机轴组织性能分析与预防[J];价值工程;2010年29期

10 王立国;郝宏海;吕辛;徐壮;徐殿国;;基于转子槽谐波分析的潜油电机温度辨识[J];电工技术学报;2011年06期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 陈冲;;高温潜油电机的设计及其性能分析[A];第十一届沈阳科学学术年会暨中国汽车产业集聚区发展与合作论坛论文集（信息科学与工程技术分册）[C];2014年

2 潘蔼生;梅思杰;徐树文;;潜油电机定子液体烘干法[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

3 杨静;王立国;薛冰;刘晓安;徐殿国;;直流注入法在线监测潜油电机定子温度[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 记者 车轮;我省突破潜油电机设计瓶颈[N];黑龙江日报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 吕辛;潜油电机温度场数值模拟与温度辨识技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

2 徐永明;潜油电机机械损耗及隔磁段电磁参数计算分析[D];哈尔滨理工大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘成;大功率潜油电机的研制[D];哈尔滨理工大学;2008年

2 杨洋;潜油电机流体传热特性的实验研究[D];哈尔滨理工大学;2012年

3 康彦婷;四极异步起动永磁潜油电机的设计研究[D];哈尔滨理工大学;2012年

4 邬存强;基于改进蚁群算法的潜油电机优化设计[D];哈尔滨理工大学;2013年

5 薛健;基于LabVIEW的潜油电机自动无功补偿控制系统研究[D];东北石油大学;2015年

6 张gq星;无位置传感器永磁潜油电机控制策略的研究[D];沈阳工业大学;2016年

7 常志祥;低速永磁潜油电机设计研究[D];沈阳工业大学;2016年

8 刘瑜;潜油电机转子三维稳态温度场的分析与计算[D];哈尔滨理工大学;2009年

9 范广玲;有限元法在潜油电机电磁场计算中的应用[D];吉林大学;2006年

10 张瑞良;潜油电机端部磁场的分析与参数计算[D];哈尔滨理工大学;2006年

  本文关键词：低速永磁潜油电机设计研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：285940