低速潜油螺杆泵永磁同步电机设计与结构优化

发布时间：2018-01-06 19:26

  本文关键词：低速潜油螺杆泵永磁同步电机设计与结构优化　出处：《沈阳工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：电动潜油螺杆泵采油技术与传统的机械采油方式相比更加智能化,在简化采油设备的同时,电潜泵其适用范围更为广泛,尤其适用于浅层油田稠油井的开采作业。电动潜油螺杆泵动力源来自潜油电机,为了提高稠油采收率,提高电动潜油螺杆泵的工作效率,实现潜油电机对螺杆泵的直接驱动,本文主要目的是设计一台低速大转矩潜油永磁同步电机。与传统的感应电机相比潜油电机属于非常规电机。潜油电机的设计方法与常规电机不同,所以在论文初期阶段要在常规永磁同步电机基本电磁关系的基础上推导出潜油永磁同步电机的相关电磁公式,与此同时分析了在设计低速潜油电机过程中需要注意的问题,对设计方案进行了有限元仿真。由于井口大小限制,潜油电机为细长结构,为满足潜油电机低速大转矩的性能,本文对其采用分数槽绕组设计。但是潜油电机的制造为穿线工艺,较为复杂。为提高潜油电机槽满率,限制每槽导体数的数量,定子采用平行槽结构。本文设计两台槽极组合不同的电机进行综合分析,初期选取性能较佳的电机作为本文设计方案。为提高电机的性能,本文会对电机结构进行局部改进,对永磁体不同偏心距下电磁转矩发生的变化和的性能关系进行了分析,分析了永磁体变化对电机气隙磁密,涡流损耗的影响。为了降低电机损耗提高电机效率,通过改变槽口大小改善电机气隙磁密达到减少电机损耗提升效率这一目的。最终综合以上方案方确定电机的最优方案。运用Ansoft Maxwell有限元软件对所设计电机的最终方案进行模拟仿真,验证了设计方案的合理性。
[Abstract]:Electric submersible screw pump (ESPP) is more intelligent than the traditional mechanical oil recovery technology. In the process of simplifying the oil recovery equipment, the ESP has a wider range of application. The power source of electric submersible screw pump comes from submersible motor in order to improve heavy oil recovery and improve the working efficiency of electric submersible screw pump. The submersible motor can drive the screw pump directly. The main purpose of this paper is to design a low-speed and high-torque submersible permanent magnet synchronous motor. Compared with the traditional induction motor, the submersible motor belongs to the unconventional motor. The design method of the submersible motor is different from the conventional motor. Therefore, in the early stage of the paper, we should deduce the electromagnetic formula of the submersible permanent magnet synchronous motor on the basis of the basic electromagnetic relationship of the conventional permanent magnet synchronous motor. At the same time, the problems needing attention in the design of low-speed submersible motor are analyzed, and the design scheme is simulated by finite element method. The submersible motor is a slender structure due to the limitation of wellhead size. In order to satisfy the performance of submersible motor with low speed and large torque, fractional slot winding is adopted in this paper. However, the manufacture of submersible motor is a wire threading process, which is more complex. In order to limit the number of conductors per slot, the stator adopts parallel slot structure. In this paper, two grooves with different combinations of motors are designed for comprehensive analysis. In order to improve the performance of the motor, the structure of the motor will be partially improved in order to improve the performance of the motor. The relationship between the electromagnetic torque and the performance of the permanent magnet under different eccentricity is analyzed. The influence of the permanent magnet on the air gap magnetic density and eddy current loss is analyzed. In order to reduce the loss of the motor, the efficiency of the motor is improved. By changing the slot size to improve the airgap magnetic density of the motor, the purpose of reducing the loss and lifting efficiency of the motor is achieved. Finally, the optimal scheme of the motor is determined by synthesizing the above scheme. Ansoft is used. Maxwell finite element software is used to simulate the final scheme of the designed motor. The rationality of the design is verified.
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE933.3;TM341

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本文编号：1389213