[发明专利]潜油永磁同步电机

说明书

本发明涉及石油开采机械技术领域，公开了一种潜油永磁同步电机。所述电机包括头部单元(1)、底座单元(3)、电机外壳(4)以及容纳在所述头部单元(1)、电机外壳(4)和底座单元(3)限定的第一容纳腔中的电机本体(2)；所述电机本体(2)包括电机轴(21)、固接在所述电机轴(21)外周的转子组合体(22)、与所述电机轴(21)同轴且固接所述电机外壳(4)的定子组合体(23)；所述定子组合体(23)包括设置为单节结构的定子铁芯(231)；所述定子铁芯(231)的外周和所述电机外壳(4)的内壁紧密接合。保证了定子铁芯(231)和电机外壳(4)之间的连接的可靠性，有效提高了电机的寿命。

技术领域

本发明涉及石油开采机械技术领域，具体地涉及一种潜油永磁同步电机。

背景技术

随着定向钻井技术的发展和环境保护的需求，无杆采油技术的应用在油气开采领域越来越广泛，低产、稠油、高含气、高含沙等井况在全球油气井占比越来越多，螺杆泵的需求量也将越来越大，螺杆泵井下无杆驱动技术发展迅速。螺杆泵工作转速通常在100r/min到300r/min之间，需要低速大扭矩动力源，现有技术方案存在一些难以解决的问题。电机的驱动电流是通过上千米的电缆输送到井下，潜油异步感应电机运行中功率因数较低，电缆中无功电流较大，供电损耗较大，严重降低系统效率。近几年，专用于井下驱动螺杆泵的永磁同步电机有较快发展，其外形与较成熟的潜油异步感应电机一致，由于转子要嵌入或者贴装永磁体，潜油永磁同步电机的内部结构需要创新设计，现有的潜油永磁同步电机方案存在多种不同的缺陷，缺陷主要有：1、转子和电机轴固定，定子和电机壳体键连接，转子与定子之间的气隙在轴向分布不能够保证均匀；2、定子采用多节式结构，定子铁芯外圆设计联接键槽电机壳体联接，需要外部压装、焊接完成在穿入壳体，用键槽保证定子与壳体的圆周定位，此设计工艺复杂，壳体键槽加工难度很高，质量和可靠性难以保证，定子与壳体是间隙配合，电机运转中会有相对运动，容易造成定子线圈受损，降低电机寿命；3、潜油电机采用两端分别密封，输出端的输出轴是动密封，在井下长时间工作，这种密封性无法保证；4、转子上的磁钢采用不同的规格，用键来保证磁钢在圆周上的定位，此方案磁钢贴装工艺复杂，且会造成受力不均，易引起磁钢脱落；5、不能适用于低速大扭矩环境，或者虽然能够适用于低速大扭矩。为了解决上述问题，迫切需要重新研发一种新的电机。

发明内容

本发明的目的首先是为了克服现有技术存在的定子采用多节式结构，定子铁芯外圆设计联接键槽电机壳体联接，需要外部压装、焊接完成在穿入壳体，用键槽保证定子与壳体的圆周定位，此设计工艺复杂，壳体键槽加工难度很高，质量和可靠性难以保证，定子与壳体是间隙配合，电机运转中会有相对运动，容易造成定子线圈受损；降低电机寿命的问题。提供一种潜油永磁同步电机，该电机的定子铁芯设置为单节，和电机外壳采用紧密结合的方式，保证了定子铁芯和电机外壳之间的连接的可靠性，有利于提高电机的寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种潜油永磁同步电机所述电机包括头部单元、底座单元、电机外壳以及容纳在由所述头部单元、电机外壳和底座单元限定的第一容纳腔中的电机本体；所述电机本体包括电机轴、固接在所述电机轴外周的转子组合体、与所述电机轴同轴且固接所述电机外壳的定子组合体；所述定子组合体包括设置为单节结构的定子铁芯；所述定子铁芯的外周和所述电机外壳的内壁紧密接合。

进一步的，所述转子组合体包括多个轴向间隔布置的转子单节；所述电机本体还包括设置在两个相邻所述转子单节之间的扶正轴承；所述扶正轴承包括能够相对转动的内圈和外圈；所述内圈和所述电机轴固接；所述外圈和所述定子组合体固接。

进一步的，所述定子铁芯包括沿轴向叠加的多个定子冲片，所述定子冲片包括具有第一中心孔的第一板状主体，所述第一板状主体上形成有以所述第一中心孔为中心圆周均布的多个绕线孔，所述第一板状主体上设置有与所述绕线孔一一对应且开口于所述第一中心孔的圆周处的多个绕线开口；且多个所述定子冲片以所述第一板状主体垂直于所述电机轴的轴线的方式叠加。