[发明专利]低速直驱永磁同步潜油电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以直接驱动潜油螺杆泵井下作业的低速直驱永磁同步潜油电机。

背景技术

螺杆泵机组主要用于高粘度、高凝固度、高含沙油井，转速较低，而目前应用于油田采油螺杆泵机组的潜油电机主要是异步电机和一般的永磁同步潜油电机，其共同点是：转速过高，不满足螺杆泵机组的速度需求，只能通过减速器调速以后才能达到螺杆泵的要求转速，这样不但增加了机组整体机械损耗，影响了机组总效率，而且增加了机组的故障率和维修次数。

针对这一问题，本发明设计了一种可以直接驱动螺杆泵工作的低速直驱永磁同步潜油电机。

发明内容

为了实现上述目的，本发明低速直驱永磁同步电机，一种低速直驱永磁同步潜油电机，包括：转子轴、定子和转子，所述转子固定在转子轴上；定子设置在转子外，所述定子上开18个定子槽，所述转子级数为14极；所述电机为少槽多极、分数槽并双层短距绕组；。

进一步，根据权利要求1中所述潜油电机，其特征为，所述转子由若干个分转子和设置在相邻分转子之间的轴承组成，所述分转子包括转子铁芯、永磁体和无纬带，转子铁芯为圆柱结构，固定在所述转子轴的外表面上，永磁体固定在转子铁芯的外曲面上；永磁体外曲面固化有无纬带。

进一步，沿所述转子周向交替设置7对14列N、S永磁体；相邻两极的永磁体交错排列；相邻永磁体之间紧密排列。

进一步，所述永磁体直接固定在所述转子铁芯上。

进一步，所述定子槽为闭口槽。

本发明电机的转子采用永磁体励磁，共14极，电机转速为428转/分。使用本发明设计的电机，可以省去一般潜油电泵机组中的减速器，直接用于驱动潜油螺杆泵，且与变频控制系统结合使用，可实现无极调速，能驱动不同转速要求的潜油螺杆泵，具有很大实用性，可广泛用于油田油井中潜油电泵机组的动力配备。

附图说明

图1为本发明的发电机整体结构示意图；

图2-本发明的定子结构示意图；

图3-本发明的定子绕组示意图；

图4-本发明的分转子结构示意图；

图5-图4的E向视图。

具体实施方式

如图1中所示，本发明中所公开的电动机包括：转子轴6、定子4和转子7。转子7设置在转子轴6上，定子4设置在转子7外，将其包围。

转子7由若干个分转子8和设置在相邻分转子8之间的轴承9组成，分转子包括转子铁芯1、永磁体2和无纬带3组成。其中，转子铁芯1为圆柱结构，固定在转子轴6的外表面上，永磁体2通过专用胶粘固定在转子铁芯外表面上，永磁体2外曲面固化有无纬带3。如图4、5中所示，分转子8上的永磁体2的级数为14极，即沿分转子8周向设置7对14个N、S永磁体，N、S永磁体沿分转子8的周向交替设置，N、S永磁体各为长短两种规格，配合使用。沿其轴向相邻两极的永磁体交错排列。因为设置的永磁体的极数较多，由于电机空间的限制，为了在有限的空间里放置较多的磁钢，且要保证磁通量的大小；所以，在转子的周向上设置了7对14列N、S永磁体，即转子极数为14；永磁体2的单极面积较小。为了尽量增大电机转子磁通量，保证电机的较大功率的运行，永磁体2使用胶直接粘在转子铁芯1上，并且相邻永磁体之间紧密排列，基本无间隙。

如图2、3所示，定子4上开18个定子槽51，定子槽51为闭口槽。定子4的绕组5采用少槽多极、分数槽并双层短距绕组。采用少槽多极可实现在潜油电机的低速直驱运行；采用双层短距可以有效的减少谐波，改善电机的波形，减少附加谐波损耗，提高效率。

本发明中的低速直驱潜油电机采用少槽多极的方式：18槽14极，每极每项不到一个槽，为分数，所以不能像整数槽那样使每个极相组都有相同数目的线圈串联组成。所以各线圈组必须由各不相等的线圈数目组成。大小线圈组沿铁芯圆周必须均匀排列，否则电动机不能正常运转。并将转子级数增加到14个，以实现低速电机运转。