10極直驅潛油異步電動機的製作方法與工藝

2023-10-11 15:17:39

：本發明涉及電機技術領域，具體涉及一種10極直驅潛油異步電動機。

背景技術：
：目前，我國石油資源已進入中後期開採階段，傳統遊梁式抽油機難以適應叢式水平井、斜井；也同樣難以適應低滲透、高滲透、黏稠、剩餘油和固體相混合油層；並且這種抽油機耗費鋼材多，既浪費了能源又降低了經濟效益，使其發展潛力大受限制。潛油螺杆泵作為石油人工舉升設備，具有低投資、低能耗、對介質適應性強的優點，受到油田開採的高度青睞。潛油電機是潛油螺杆泵的動力機，多是兩極立式工作的三相鼠籠異步電動機。其結構細長，定轉子分段。潛油電機的高轉速與潛油螺杆泵的低速運行狀態不匹配，必須增加減速器調速，這就增大了系統成本，降低了系統的效率，同時增加了系統的故障率和維修次數。潛油電機的工作在數千米，井下，其工作環境的特殊性使得定子外徑受到限制，不能開較多的槽，系統成本高，工作效率低。

技術實現要素：
：本發明的目的是提供一種10極直驅潛油異步電動機，不僅轉速低能與潛油螺杆泵直接配套使用，而且保證電機的尺寸變化不大，不附加任何減速裝置。上述的目的通過以下的技術方案實現：一種10極直驅潛油異步電動機，其組成包括：裝有定子、轉子的機殼，所述的轉子內壓有轉軸，所述的定子包括一組定子鐵心段和隔磁段，所述的定子鐵心段與所述的隔磁段交叉相疊，所述的定子鐵心段、所述的隔磁段壓裝在所述的機殼內，所述的定子鐵心段上開的定子槽內嵌有定子繞組；所述的轉子包括一組小節轉子鐵心，所述的小節轉子鐵心之間安裝有扶正軸承，所述的小節轉子鐵心上開的槽內插有轉子導條，所述的轉子導條為銅條與短路環連接，位於尾端的所述的小節轉子鐵心與隔套連接。所述的10極直驅潛油異步電動機，所述定子繞組為兩套三相對稱雙層分數槽集中繞組，所述的三相對稱雙層分數槽集中繞組的節距為2，所述的三相對稱雙層分數槽集中繞組為60°相帶繞組，兩套所述的三相對稱雙層分數槽集中繞組串聯，兩套所述的三相對稱雙層分數槽集中繞組空間相隔5個所述的定子槽。所述的10極直驅潛油異步電動機，所述的定子鐵心段由矽鋼片堆疊而成；所述的隔磁段由銅片堆疊而成，所述的定子鐵心段之間安裝有所述的隔磁段。所述的10極直驅潛油異步電動機，所述的機殼的前端與電機頭連接，所述的電機頭與運輸帽連接，所述的電機頭內安裝有止推軸承，所述的止推軸承安裝在所述的轉軸的一端，所述的轉軸的另一端安裝有軸承座，所述的軸承座與底座連接。所述的10極直驅潛油異步電動機，所述的定子上開有24個所述的定子槽，所述的定子槽為開口槽；所述的轉子上開22個轉子槽，轉子槽為圓形閉口槽；所述的轉子極數為10極。所述的10極直驅潛油異步電動機，所述的小節轉子鐵心為鼠籠結構。所述的10極直驅潛油異步電動機，所述的扶正軸承與所述的轉軸之間用鍵A連接，所述的轉軸與所述的小節轉子鐵心通過鍵連接，所述的小節轉子之間通過定位槽錯開4度。有益效果：1.本發明定子繞組採用兩套12槽10極雙層分數槽集中繞組，兩套繞組在空間相隔5個定子槽，構成了本發明的定子24槽10極直驅潛油異步電動機的定子繞組。當10極直驅潛油異步電動機的電機定子繞組通50Hz工頻對稱三相正弦交流電時，在定子繞組中流過一組對稱的三相電流，於是定子繞組產生一個十極正向以同步轉速600r/min同步旋轉的基波旋轉磁動勢，在基波旋轉磁動勢的作用下將產生通過氣隙的十極旋轉磁場，以同步轉速600r/min旋轉，轉子導條切割旋轉磁場，使轉子導條中產生感應電勢和感應電流，氣隙磁場和轉子導條中的感應電流相互作用產生電磁轉矩，使電機轉子順旋轉磁場方向旋轉起來。實現了電機的低速異步運行。2.本發明採用分數槽繞組能夠實現在不改變電機定子外徑和增加定子槽數的情況下增加電機的極數，降低電機的同步轉速，實現電機的低速運行。採用兩套分數槽集中繞組能夠有效克服只採用一套分數槽集中繞組諧波大的缺點，有效抑制了電機的低次諧波。利用定位槽將10極直驅潛油異步電動機的每個小節轉子鐵心之間錯開4度，實現10極直驅潛油異步電動機的等效轉子斜槽，有效地降低了電機的齒諧波，達到電機起動迅速，輸出轉矩大，轉矩波動小，實現了電機的穩定低速直驅運行。3.本發明採用了兩套雙層分數槽集中繞組的串聯結構，使得電機轉速低的同時，諧波小，電機起動迅速，輸出轉矩大，電機結構簡單，製造安裝方便；電機不用開很多槽的情況下，使得電機轉速降低，能夠直接驅動潛油螺杆泵；降低整個採油系統的成本，提高整個採油系統的效率；解決了傳統潛油電機無法直驅潛油電泵而必須採用減速器調速的技術難題，利用潛油電機驅動潛油螺杆泵的無杆採油技術能夠提高採油質量，廣泛適用於油田開採的中後期。4.本發明的電機轉速低，接近600r/min，能夠直接驅動潛油螺杆泵，諧波小，起動迅速，電機結構簡單，製造安裝方便，能夠降低整個採油系統的成本，提高系統效率。解決了傳統潛油電機無法直驅潛油電泵而必須採用減速器調速的技術難題。5.本發明的轉子包括小節轉子鐵心、轉子導條和短路環組成。轉子導條插入小節轉子鐵心所開的槽內。短路環和轉子導條焊接在一起；每段小節轉子鐵心之間用扶正軸承相連接，形成轉子，扶正軸承用以在定子內腔中支撐每節轉子，使之不與定子內腔表面摩擦，保證定轉子之間的氣隙均勻。6.本發明將轉軸壓入轉子，轉軸與小節轉子鐵心之間用鍵連接，通過定位槽將每小節轉子鐵心錯開4度，達到電機轉子斜槽的效果。將電機頭裝配到電機前端，用以固定止推軸承。7.本發明採用兩套三相對稱雙層分數槽集中繞組，兩套三相對稱雙層分數槽集中繞組節距都為2，兩個定子齒上繞一個線圈，每套繞組為60°相帶繞組，兩套繞組相隔5個定子齒距，最後將兩套繞組串聯在一起。分數槽繞組可以在電機定子槽數一定的情況下有效的提高電機極數，以實現電機低速運轉。附圖說明：附圖1是本發明的結構示意圖。附圖2是本發明的定子、轉子截面結構示意圖。附圖3為附圖1中定子繞組排布示意圖。附圖4為附圖1中定子繞組連接示意圖。具體實施方式：實施例1：一種10極直驅潛油異步電動機，其組成包括：機殼1、定子、轉子和轉軸2，所述的機殼內部具有定子、轉子，所述的轉子內壓有轉軸2，所述的定子包括一組定子鐵心段3和隔磁段4，所述的定子鐵心段與隔磁段4交叉相疊，所述的定子鐵心段、所述的隔磁段壓裝在所述的機殼內，所述的定子鐵心段上開的定子槽5內嵌有定子繞組6；所述的轉子包括一組小節轉子鐵心7，所述的小節轉子鐵心之間安裝有扶正軸承8，所述的小節轉子鐵心上開的槽內插有轉子導條9，所述的轉子導條與短路環10連接，位於尾端的所述的小節轉子鐵心與隔套11連接。實施例2：根據實施例1所述的10極直驅潛油異步電動機，所述定子繞組為兩套三相對稱雙層分數槽集中繞組，所述的三相對稱雙層分數槽集中繞組的節距為2，所述的三相對稱雙層分數槽集中繞組為60°相帶繞組，兩套所述的三相對稱雙層分數槽集中繞組串聯，兩套所述的三相對稱雙層分數槽集中繞組空間相隔5個所述的定子槽。實施例3：根據實施例1或2所述的10極直驅潛油異步電動機，所述的定子鐵心段由矽鋼片堆疊而成；所述的隔磁段由銅片堆疊而成，所述的定子鐵心段之間安裝有所述的隔磁段。實施例4：根據實施例1或2所述的10極直驅潛油異步電動機，所述的機殼的前端與電機頭12連接，所述的電機頭與運輸帽13連接，所述的電機頭內安裝有止推軸承14，所述的止推軸承安裝在所述的轉軸的一端，所述的轉軸的另一端安裝有軸承座15，所述的軸承座與底座16連接。實施例5：根據實施例1或2所述的10極直驅潛油異步電動機，所述的定子上開有24個所述的定子槽，所述的定子槽為開口槽；所述的轉子上開22個轉子槽，轉子槽為圓形閉口槽；所述的轉子極數為10極。實施例6：根據實施例1所述的10極直驅潛油異步電動機，所述的小節轉子鐵心為鼠籠結構。實施例7：根據實施例1或2所述的10極直驅潛油異步電動機，所述的扶正軸承與所述的轉軸之間用鍵A，件號：17連接，所述的轉軸與所述的小節轉子鐵心通過鍵18連接，所述的小節轉子之間通過定位槽19錯開4度。實施例8：上述的10極直驅潛油異步電動機，主要包括機殼、定子、轉子、轉軸；所述的定子由矽鋼片、銅片和定子繞組組成；定子鐵心分段，矽鋼片堆疊一定長度形成定子鐵心段，一定數量銅片放在兩段矽鋼片之間形成隔磁段，定子壓裝在機殼裡；轉子分節，由小節轉子鐵心，短路環和轉子導條組成，電機轉子和轉軸裝配，通過鍵連接。進一步，定子鐵心壓裝到機殼內形成鐵心組件，嵌入定子繞組形成定子組件，所述的定子繞組採用兩套完全一樣的雙層分數槽集中繞組，兩套繞組在空間相距5個定子槽，兩套繞組串聯的結構。定子鐵心段與隔磁段交叉相疊，一同壓裝到機殼1中；將定子繞組嵌入定子槽中，形成定子組件。實施例9：上述的10極直驅潛油異步電動機，將轉軸壓入轉子，轉軸與小節轉子鐵心之間用鍵連接，通過定位槽將每小節轉子鐵心錯開4度，達到電機轉子斜槽的效果。扶正軸承與轉軸之間用鍵連接。將電機頭裝配到電機前端，用以固定止推軸承；將運輸帽裝配到電機頭上。隔套將轉子鐵心固定，裝配上軸承座以及底座，組成電機尾端組件。如附圖2和附圖3所示，定子鐵心段上開24個定子槽，定子槽為開口槽。定子繞組採用兩套三相對稱雙層分數槽集中繞組串聯，分別為繞組1和繞組2。如附圖3和附圖4，繞組1和繞組2相隔5個定子槽，每套繞組線圈的下層邊嵌在相隔的下一個槽裡。繞組的並聯支路數為1，三相繞組採用星形連接。