[发明专利]一种齿轭分离式永磁同步电机定子结构

说明书

本发明公开了一种齿轭分离式永磁同步电机定子结构，包括定子轭部和定子齿部，定子轭部和定子齿部通过冷轧硅钢片冲制叠压成形，所述的定子齿部上的外侧设置有多个外凸且环绕定子齿部排列的定子齿，定子轭部的内孔轮廓由多段圆弧线拼接成形，圆弧线之间通过线段连接，每一段圆弧线对应一所述的定子齿部上的定子齿。本发明通过定子轭部的内孔轮廓由多段圆弧线拼接成形，圆弧线之间通过线段连接，每一段圆弧线对应一所述的定子齿部上的定子齿，解决目前拼块定子结构拼装工艺复杂、整圆圆度难以保证的问题，又能解决一体式定子结构因内径较小，内绕绕线难度大的问题。本结构大大解决了绕线难题，同时装配简单且精度较高。

技术领域

本发明属于电动机技术领域，尤其与一种齿轭分离式永磁同步电机定子结构有关。

背景技术

潜油电机既是潜油螺杆泵采油系统的核心部分，也是耗能的主题。目前，国内外潜油螺杆泵驱动电机多以异步电机为主。但是，潜油螺杆泵异步电机存在着生产成本高、能耗大、效率低、高温下寿命短等缺点，并且随着油田开采的不断深入，由异步电机驱动的潜油螺杆泵采油系统因电机转速较高，难以适应高粘度油和高含砂油等复杂井况。而潜油螺杆泵驱动电机的另一个发展方向则是潜油螺杆泵永磁同步电机，与潜油螺杆泵异步电机相比，它具有以下优势：运行效率高；潜油螺杆泵异步电机的效率比较低，而潜油螺杆泵永磁同步电机的效率较高；潜油螺杆泵永磁同步电机的体积、重量都要比相同容量和极数的潜油螺杆泵异步电机要小。这样，在实际装机中可以减轻机械系统的负担，也可以减小潜油电机的占地面积。转速不随负载变化，运行稳定性高。潜油螺杆泵异步电机各节转子之间存在着转速差，由于制造工艺的原因使得各节转子在最佳工作点运行时的转差不相同，但是整个电动机是一根轴，使各节转子硬性连接在一起，以同一个转差在旋转，这使得有的转子单元过载，而有的转子单元轻载，电动机不能运行在最佳工作点。如果负载变化时，情况会更加严重，过载的单元一旦出现故障，则整个电动机将报废。而潜油螺杆泵永磁同步电机在工作过程中，只要电源频率保持不变，无论负载如何变化，其转速亦保持不变，各节转子的转速完全一致，各自承担的转矩也完全相同，所以其运行的稳定性要高于潜油螺杆泵异步电机。

潜油螺杆泵永磁同步电机的控制比潜油螺杆泵异步电机要简单，其过载能力也比相应的异步电机大。潜油螺杆泵永磁同步电机用永磁体替代潜油螺杆泵异步电机的电励磁绕组，进而减小了总供电电流，提高了整个电网的供电质量。综上所述，潜油螺杆泵永磁同步电机取代潜油螺杆泵异步电机可以提高效率、节约能源，对于建设节约型社会具有重要意义。

因为井下特殊的环境，潜油螺杆泵驱动电机要下到套管内径为0.127-0.340m的油井内驱动潜油螺杆泵抽取原油，因而其外径受到限制。为保证电机具有一定的负载能力，使其有足够的输出功率，只能靠增加电机的长度。普通电动机定子铁芯长径比一般为1左右，而潜油螺杆泵电机定子铁芯长径比要达到50左右，甚至更高。

传统的潜油螺杆泵电动机普遍采用细长结构的两极三相鼠笼式异步机，为立式放置。其定子由非磁性物隔开的多段铁芯组成，即把定子分成多段结构，各段之间不导磁。为便于制造，转子也被分成许多节，转子节之间放置轴承以防止定转子偏离。长期的工程实践表明这种异步机存在各段转子功率分配不均、转差率不同等问题，没有实现机械结构完全独立，大大缩短了电机的使用寿命。而且很难保证电机气隙的均匀度，定转子极易产生摩擦，而且一旦定子发生故障，整个电机将不能工作。无磁性区域的存在也使得电机的端部漏抗增大。