潛油螺桿泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)與熱分析.pdf

1、隨著油田開采的不斷深入，傳統(tǒng)的游梁式采油系統(tǒng)已經(jīng)難以適應(yīng)油田開采中后期復(fù)雜的井況，而由異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的潛油螺桿泵采油系統(tǒng)因電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，難以適應(yīng)高粘度油和高含砂油等復(fù)雜井況。所以，研究開發(fā)低轉(zhuǎn)速、大扭矩、高效節(jié)能的潛油螺桿泵永磁同步電機(jī)具有重要意義。
　　潛油螺桿泵永磁同步電機(jī)是一種立式的懸垂電機(jī)，它采用定、轉(zhuǎn)子分段的細(xì)長結(jié)構(gòu)，各段定子鐵心之間用隔磁段銅片隔開，各段轉(zhuǎn)子之間用扶正滑動(dòng)軸承支撐，轉(zhuǎn)子上貼有永磁體，定、轉(zhuǎn)子間裝有潤滑油。

2、
　　針對(duì)潛油電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文提出了兩種電機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案，并對(duì)兩種方案進(jìn)行了對(duì)比分析，從而確定電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)總體結(jié)構(gòu)方案，對(duì)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子、上下接頭和止推軸承等零部件進(jìn)行了基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　鑒于潛油電機(jī)定、轉(zhuǎn)子分段的細(xì)長特點(diǎn)，本文利用ANSYS有限元軟件對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行了模態(tài)分析，計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)軸在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過程中的固有頻率和振型，從而確定電機(jī)轉(zhuǎn)軸工作過程中可能發(fā)生共振的轉(zhuǎn)速區(qū)域。單邊磁拉力易對(duì)潛油電機(jī)轉(zhuǎn)軸的撓度產(chǎn)

3、生較大影響，本文對(duì)電機(jī)單節(jié)轉(zhuǎn)子的單邊磁拉力進(jìn)行了計(jì)算，并通過有限元靜力學(xué)分析法對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸在單邊磁拉力作用下的變形進(jìn)行了分析。
　　潛油電機(jī)運(yùn)行過程中內(nèi)部的發(fā)熱和散熱過程比較復(fù)雜。本文對(duì)電機(jī)在井溫70°C時(shí)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過程中的繞組損耗、鐵心損耗和機(jī)械損耗進(jìn)行了計(jì)算，通過流體力學(xué)知識(shí)確定了電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過程中各表面的傳熱系數(shù)，建立了電機(jī)二維、三維穩(wěn)態(tài)溫度場模型，對(duì)電機(jī)穩(wěn)態(tài)溫度場進(jìn)行了計(jì)算，并與理論計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比分析。通過表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和絕緣