高速潜油永磁同步电机的设计与损耗分析
发布时间：2021-10-13 17:36
目前,随着我国浅层石油日渐枯竭以及石油开采技术的不断进步,逐渐向深油层开采的趋势日益加进。由于石油的原油比较粘稠,各大油田普遍采用蒸汽驱（SAGD）技术,对原油开采时需要对其进行热处理。受油田现场特殊环境因素的影响,井口细窄,所以潜油电机采用细长结构。为了满足当前油田发展的需要,论文设计了两台116型不同极槽配合的高速潜油永磁同步电机。高速潜油永磁同步电机属于特种电机,与普通常规电机的设计方案不同。由于高速潜油永磁同步电机运行时需采用变频器供电,电流谐波是电机产生损耗的重要因素,增加电机的自身损耗,使电机发热,影响电机的稳定性,所以研究变频器供电引起的电流时间谐波对永磁电机性能的影响具有极其重要意义。本文设计两台功率为20kW、额定转速6000rpm、长度为600mm的高速潜油永磁同步电机,运用Ansys/maxwell软件来分析两台不同极槽配合电机的气隙磁密以及空载反电动势,并且计算不同极槽配合的电机在正弦波供电和不同变频器参数供电下,电机的转矩脉动、定转子铁心上的损耗和转子永磁体与护套上的涡流损耗大小分布情况。在设计高速潜油永磁同步电机的过程中,对电机的损耗进行了透彻分析,在各个指...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 本课题的背景和意义
1.2 高速潜油永磁同步电机领域国内外发展近况和趋势
1.3 高速潜油永磁同步电机的研究近况
1.4 本文主要研究的内容与工作
第2章 高速潜油永磁同步电机的设计与参数计算
2.1 高速潜油电泵机组基本结构与特点
2.2 高速潜油永磁同步电机的模型参数
2.2.1 电机模型参数
2.2.2 电机主要尺寸以及气隙长度
2.2.3 电机定子槽形及绕组设计
2.2.4 永磁体材料的选用
2.2.5 电机转子永磁体以及保护套设计
2.3 高速潜油永磁同步电机参数计算
2.3.1 电机绕组电阻的计算
2.3.2 电机空载反电动势的计算
2.4 本章小结
第3章 高速潜油永磁同步电机电磁场分析
3.1 电机二维模型设计流程
3.2 不同极槽配合电机性能分析
3.2.1 电机磁密的分析
3.2.2 电机空载反电动势的分析
3.3 电机转矩脉动计算
3.4 电机转矩脉动结果分析
3.4.1 变频器供电和正弦波供电的电流
3.4.2 变频器供电和正弦波供电的转矩脉动分析
3.5 本章小结
第4章 高速潜油永磁同步电机的损耗计算与分析
4.1 高速潜油永磁同步电机损耗介绍
4.2 高速潜油永磁同步电机铁耗计算与分析
4.2.1 传统经验公式
4.2.2 Bertotii铁耗模型
4.2.3 定子铁心电磁场分析
4.2.4 影响铁心损耗因素分析
4.3 电机转子永磁体与护套涡流损耗计算与分析
4.3.1 电机转子永磁体与护套涡流损耗计算
4.3.2 影响电机转子永磁体与护套涡流损耗的因素
4.4 高速潜油永磁同步电机机械损耗计算与分析
4.4.1 扶正轴承的摩擦损耗
4.4.2 止推轴承的摩擦损耗
4.4.3 转子与润滑油的油摩损耗
4.5 高速潜油永磁同步电机铜耗计算与分析
4.6 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]耐高温永磁电机发展现状与关键技术[J]. 唐勇斌,郝晓宇,揭军,周晶晶. 导航定位与授时. 2016(02)
[2]潜油永磁同步电机国内外研究进展[J]. 崔俊国,肖文生,喻高远,王宏敏,司国琛. 电机与控制应用. 2015(03)
[3]不同极槽配合潜油直驱永磁电机性能研究[J]. 崔俊国,肖文生,黄红胜,黄久岭,吴晓东. 微特电机. 2014(11)
[4]高性能抗氧化SmCo高温永磁材料[J]. 安士忠,张天丽,蒋成保. 航空学报. 2014(10)
[5]石油开采技术的应用与创新[J]. 刘庚. 化工管理. 2014(18)
[6]基于多物理场的高速永磁电机转子护套研究[J]. 张凤阁,杜光辉,王天煜,CAO Wen-ping. 电机与控制学报. 2014(06)
[7]直驱型多相永磁同步电机转矩脉动及损耗特性[J]. 方程,许海平,薛劭申,黄钦鹏,薛山. 电工技术学报. 2014(05)
[8]潜油电机设计方法研究及验证[J]. 徐永明,孟大伟,沙亮. 电机与控制学报. 2012(07)
[9]用谐波注入抑制永磁同步电机转矩脉动[J]. 廖勇,甄帅,刘刃,姚骏. 中国电机工程学报. 2011(21)
[10]潜油直驱螺杆泵[J]. 张克岩. 油气田地面工程. 2011(07)
博士论文
[1]中深层稠油油藏改善蒸汽驱效果技术及其机理研究[D]. 张弦.东北石油大学 2011
硕士论文
[1]低速潜油螺杆泵永磁同步电机设计与结构优化[D]. 王仲.沈阳工业大学 2017
[2]低速永磁潜油电机设计研究[D]. 常志祥.沈阳工业大学 2016
[3]六极永磁潜油电机设计研究[D]. 潘雅缤.哈尔滨理工大学 2012
[4]潜油螺杆泵直驱永磁电动机的研究[D]. 王欣欣.沈阳工业大学 2012
[5]潜油螺杆泵驱动电机设计与热分析[D]. 孔祥龙.哈尔滨工业大学 2011
[6]潜油螺杆泵专用稀土永磁同步电动机研究[D]. 梁丙雪.沈阳工业大学 2008
[7]高温高压电动潜油泵性能检测流程设计研究[D]. 李晓庆.大庆石油学院 2007
[8]变频调速永磁同步电动机的设计[D]. 马晓鹏.浙江大学 2002
本文编号：3435107
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 本课题的背景和意义
1.2 高速潜油永磁同步电机领域国内外发展近况和趋势
1.3 高速潜油永磁同步电机的研究近况
1.4 本文主要研究的内容与工作
第2章 高速潜油永磁同步电机的设计与参数计算
2.1 高速潜油电泵机组基本结构与特点
2.2 高速潜油永磁同步电机的模型参数
2.2.1 电机模型参数
2.2.2 电机主要尺寸以及气隙长度
2.2.3 电机定子槽形及绕组设计
2.2.4 永磁体材料的选用
2.2.5 电机转子永磁体以及保护套设计
2.3 高速潜油永磁同步电机参数计算
2.3.1 电机绕组电阻的计算
2.3.2 电机空载反电动势的计算
2.4 本章小结
第3章 高速潜油永磁同步电机电磁场分析
3.1 电机二维模型设计流程
3.2 不同极槽配合电机性能分析
3.2.1 电机磁密的分析
3.2.2 电机空载反电动势的分析
3.3 电机转矩脉动计算
3.4 电机转矩脉动结果分析
3.4.1 变频器供电和正弦波供电的电流
3.4.2 变频器供电和正弦波供电的转矩脉动分析
3.5 本章小结
第4章 高速潜油永磁同步电机的损耗计算与分析
4.1 高速潜油永磁同步电机损耗介绍
4.2 高速潜油永磁同步电机铁耗计算与分析
4.2.1 传统经验公式
4.2.2 Bertotii铁耗模型
4.2.3 定子铁心电磁场分析
4.2.4 影响铁心损耗因素分析
4.3 电机转子永磁体与护套涡流损耗计算与分析
4.3.1 电机转子永磁体与护套涡流损耗计算
4.3.2 影响电机转子永磁体与护套涡流损耗的因素
4.4 高速潜油永磁同步电机机械损耗计算与分析
4.4.1 扶正轴承的摩擦损耗
4.4.2 止推轴承的摩擦损耗
4.4.3 转子与润滑油的油摩损耗
4.5 高速潜油永磁同步电机铜耗计算与分析
4.6 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]耐高温永磁电机发展现状与关键技术[J]. 唐勇斌,郝晓宇,揭军,周晶晶. 导航定位与授时. 2016(02)
[2]潜油永磁同步电机国内外研究进展[J]. 崔俊国,肖文生,喻高远,王宏敏,司国琛. 电机与控制应用. 2015(03)
[3]不同极槽配合潜油直驱永磁电机性能研究[J]. 崔俊国,肖文生,黄红胜,黄久岭,吴晓东. 微特电机. 2014(11)
[4]高性能抗氧化SmCo高温永磁材料[J]. 安士忠,张天丽,蒋成保. 航空学报. 2014(10)
[5]石油开采技术的应用与创新[J]. 刘庚. 化工管理. 2014(18)
[6]基于多物理场的高速永磁电机转子护套研究[J]. 张凤阁,杜光辉,王天煜,CAO Wen-ping. 电机与控制学报. 2014(06)
[7]直驱型多相永磁同步电机转矩脉动及损耗特性[J]. 方程,许海平,薛劭申,黄钦鹏,薛山. 电工技术学报. 2014(05)
[8]潜油电机设计方法研究及验证[J]. 徐永明,孟大伟,沙亮. 电机与控制学报. 2012(07)
[9]用谐波注入抑制永磁同步电机转矩脉动[J]. 廖勇,甄帅,刘刃,姚骏. 中国电机工程学报. 2011(21)
[10]潜油直驱螺杆泵[J]. 张克岩. 油气田地面工程. 2011(07)
博士论文
[1]中深层稠油油藏改善蒸汽驱效果技术及其机理研究[D]. 张弦.东北石油大学 2011
硕士论文
[1]低速潜油螺杆泵永磁同步电机设计与结构优化[D]. 王仲.沈阳工业大学 2017
[2]低速永磁潜油电机设计研究[D]. 常志祥.沈阳工业大学 2016
[3]六极永磁潜油电机设计研究[D]. 潘雅缤.哈尔滨理工大学 2012
[4]潜油螺杆泵直驱永磁电动机的研究[D]. 王欣欣.沈阳工业大学 2012
[5]潜油螺杆泵驱动电机设计与热分析[D]. 孔祥龙.哈尔滨工业大学 2011
[6]潜油螺杆泵专用稀土永磁同步电动机研究[D]. 梁丙雪.沈阳工业大学 2008
[7]高温高压电动潜油泵性能检测流程设计研究[D]. 李晓庆.大庆石油学院 2007
[8]变频调速永磁同步电动机的设计[D]. 马晓鹏.浙江大学 2002
本文编号：3435107
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