新型潜油电机设计及二维瞬态电磁场分析

发布时间：2018-06-15

潜油电泵采油系统凭借其高效、较易控制等优点，目前在我国石油工业中受到广泛应用。潜油电机作为整个系统的核心部分，其工作稳定性在很大程度上决定着整个机组的工作质量与寿命。潜油电机一般工作在距地面数千米的井下，环境复杂，因受到套管尺寸等因素的限制，其结构细长，并且采用定、转子多节串联形式立式安装，目前多设计为二极。由于电机转子转速较快，造成节与节连接处磨损严重，同时受到高温环境的影响，严重降低潜油电机的性能和使用寿命，因此针对上述问题设计出具有新型结构的潜油电机具有十分重要的意义。
本文首先根据实际工程需要和工作环境条件等因素，分析了潜油电机的结构设计特点，总结了当前急需解决的主要问题。据此提出了一种新型的电机转子中空结构，为了分析结构改变对电机性能的影响、验证其可行性，本文首先将转子中空结构应用于普通Y系列电机中，分别从本体电磁理论和有限元仿真两个方面计算该电机的各项参数，并对比设计前后电机性能差异变化情况。然后进一步提出多种新型转子结构，并进行建模仿真，分析不同结构电机的性能特点，并在此基础上讨论电机在散热、节约制作成本和适用特殊工况等方面所具有的重要意义。*后在油田现有107潜油电机基础上，对定、转子尺寸、槽型、槽数比、转轴结构等电机参数进行了重新优化设计，提出一种新型潜油电机。采用有限元法在二维瞬态场中分别对具有三种不同转轴结构的电机进行有限元分析，通过对结果的分析，得出各项性能指标，结果符合设计要求。该设计思想对于一些特种电机的设计与优化具有指导意义。

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