自启动永磁同步潜油电动机的制作方法
专利名称：自启动永磁同步潜油电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田采油设备潜油电机，尤其是一种自启动永磁同步潜油电动机。
背景技术：
目前，应用于油田采油的潜油电机主要是二极三相异步电动机，其转子为鼠笼型结构，电机转速始终滞后定子旋转磁场的转速，它在现有采油工艺配套应用时存在两种问题一、与离心潜油泵配套应用时，因转速低于同步转速，电机效率和功率因数偏低；二、与潜油螺杆泵配套应用时，转速过高，很难经过减速器直接降低到螺杆泵适应的转速，若采用变频调速装置，因电机长期处于低频工作状态，又易使电机温升加快，引起电机故障。由于油田采油工况的需要，采油设备技术发展不断提高，已经有人提出用稀土永磁同步电机来代替异步潜油电机，电机效率和功率因数有明显的提高。但是需要变频器进行软启动和变频调速。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种同步速，但不需要变频器的节能、节约成本的自启动永磁同步潜油电动机。为实现上述目的，本发明自启动永磁同步潜油电动机，包括转子、定子和机壳，转子由轴承安装在定子内，定子安装在机壳内，其中，转子包括永磁体、鼠笼导条、转子轴、转子铁芯，转子铁芯内嵌有永磁体，转子铁芯的在外表面沿其长度方向开设有若干个槽、并在槽内镶嵌鼠笼导条，形成异步起动转子，转子铁芯固定安装在转子轴上。进一步，所述转子铁芯用扶正轴承支撑。进一步，若干个所述槽沿所述转子铁芯外表面的周向均勻分布。进一步，所述永磁体采用切向装配形式安装。本发明采用自启动的设计方式，去掉变频器，简化控制系统，节约成本费用。定子设计多极电机绕组，速度在1500-500转/分之间调速，再加减速器，可实现较大范围的调速和实现更低的速度，来适应潜油螺杆泵的速度。
图1为本发明中定转子结构第一截面示意图； 图2为本发明中定转子结构第二截面示意图。
具体实施例方式如图1、图2所示，本发明自启动永磁同步潜油电动机由定子装配、转子装配、轴承装配和上下接头装配构成。转子由轴承固定在定子内，定子铁芯固定在机壳1内。定子冲片2内设置有定子线圈3，
转子由永磁体6、鼠笼导条4、转子轴、转子铁芯5组成，转子铁芯5内嵌有永磁体6，永磁体6采用切向装配形式安装，转子铁芯5的在外表面沿其长度方向开设有若干个槽，各个槽沿转子铁芯5外表面的周向均勻分布，槽内镶嵌有鼠笼导条4，以形成异步起动转子。转子铁芯5固定在转子轴7上，各段转子铁芯间用扶正轴承支撑。本发明依据同步电机的工作原理，采用钕铁硼稀土永磁材料给转子励磁，改变了传统的同步电机励磁绕组及励磁电源结构，并且将永磁体6置于转子内部，外加鼠笼导条4组合，实现不用变频器启动的自启动能力。本发明采用自启动的设计方式，去掉变频器，简化控制系统，节约成本费用。定子设计多极电机绕组，速度在1500-500转/分之间调速，再加减速器，可实现较大范围的调速和实现更低的速度，来适应潜油螺杆泵的速度。本发明自启动永磁同步潜油电动机的定子外径大小由油井套管内径决定，5吋半管定子机壳外径为114mm，绕组设计成多极，实现低速。转子铁芯5内嵌入相应极数的永磁体6，用切向插入式，克服转子周径细而长的难点，充分利用转子有限空间，在转子铁芯5外圆开槽，放入鼠笼导条4，实现异步启动同步运行。采用了上述技术方案，本发明专利具有以下的明显特点
1.永磁潜油同步电机采用自启动的方式，去掉变频器，简化控制系统，电机可直接接供电电源，无需其他配套件。节约变频器的购买成本费用。2.定子绕组设计成多极，速度在1500-500转/分之间可调。再加减速器，可实现
任意调速。3.转子装配是在普通潜油电机的基础上，在转子轭部开通槽，嵌入永磁体6，虽然电机比较细长，结合普通电机和潜油电机装配，装配能力增强。4.此设计自启动永磁同步潜油电动机，既具有效率高，功率因数高，电机额定转矩大的永磁同步电动机的特点，又具备笼形异步电机启动性能特点，综合了两种电机的优势。
权利要求
1.自启动永磁同步潜油电动机，包括转子、定子和机壳，转子由轴承安装在定子内， 定子安装在机壳内，其特征在于，转子包括永磁体、鼠笼导条、转子轴、转子铁芯，转子铁芯内嵌有永磁体，转子铁芯的在外表面沿其长度方向开设有若干个槽、并在槽内镶嵌鼠笼导条，形成异步起动转子，转子铁芯固定安装在转子轴上。
2.如权利要求1所述的自启动永磁同步潜油电动机，其特征在于，所述转子铁芯用扶正轴承支撑。
3.如权利要求1所述的自启动永磁同步潜油电动机，其特征在于，若干个所述槽沿所述转子铁芯外表面的周向均勻分布。
4.如权利要求1所述的自启动永磁同步潜油电动机，其特征在于，所述永磁体采用切向装配形式安装。
全文摘要
本发明公开了一种自启动永磁同步潜油电动机，包括转子、定子和机壳，转子由轴承安装在定子内，定子安装在机壳内，其中，转子包括永磁体、鼠笼导条、转子轴、转子铁芯，转子铁芯内嵌有永磁体，转子铁芯的在外表面沿其长度方向开设有若干个槽、并在槽内镶嵌鼠笼导条，形成异步起动转子，转子铁芯固定安装在转子轴上。本发明采用自启动的设计方式，去掉变频器，简化控制系统，节约成本费用。定子设计多极电机绕组，速度在1500-500转/分之间调速，再加减速器，可实现较大范围的调速和实现更低的速度，来适应潜油螺杆泵的速度。
文档编号H02K21/46GK102570756SQ20101059994
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者何丽娜, 吴数, 张庆生 申请人:万奥普(北京)石油工程技术开发研究院有限公司, 大庆德美特尔泵业制造有限公司
技术领域：
本发明涉及油田采油设备潜油电机，尤其是一种自启动永磁同步潜油电动机。
背景技术：
目前，应用于油田采油的潜油电机主要是二极三相异步电动机，其转子为鼠笼型结构，电机转速始终滞后定子旋转磁场的转速，它在现有采油工艺配套应用时存在两种问题一、与离心潜油泵配套应用时，因转速低于同步转速，电机效率和功率因数偏低；二、与潜油螺杆泵配套应用时，转速过高，很难经过减速器直接降低到螺杆泵适应的转速，若采用变频调速装置，因电机长期处于低频工作状态，又易使电机温升加快，引起电机故障。由于油田采油工况的需要，采油设备技术发展不断提高，已经有人提出用稀土永磁同步电机来代替异步潜油电机，电机效率和功率因数有明显的提高。但是需要变频器进行软启动和变频调速。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种同步速，但不需要变频器的节能、节约成本的自启动永磁同步潜油电动机。为实现上述目的，本发明自启动永磁同步潜油电动机，包括转子、定子和机壳，转子由轴承安装在定子内，定子安装在机壳内，其中，转子包括永磁体、鼠笼导条、转子轴、转子铁芯，转子铁芯内嵌有永磁体，转子铁芯的在外表面沿其长度方向开设有若干个槽、并在槽内镶嵌鼠笼导条，形成异步起动转子，转子铁芯固定安装在转子轴上。进一步，所述转子铁芯用扶正轴承支撑。进一步，若干个所述槽沿所述转子铁芯外表面的周向均勻分布。进一步，所述永磁体采用切向装配形式安装。本发明采用自启动的设计方式，去掉变频器，简化控制系统，节约成本费用。定子设计多极电机绕组，速度在1500-500转/分之间调速，再加减速器，可实现较大范围的调速和实现更低的速度，来适应潜油螺杆泵的速度。
图1为本发明中定转子结构第一截面示意图； 图2为本发明中定转子结构第二截面示意图。
具体实施例方式如图1、图2所示，本发明自启动永磁同步潜油电动机由定子装配、转子装配、轴承装配和上下接头装配构成。转子由轴承固定在定子内，定子铁芯固定在机壳1内。定子冲片2内设置有定子线圈3，
转子由永磁体6、鼠笼导条4、转子轴、转子铁芯5组成，转子铁芯5内嵌有永磁体6，永磁体6采用切向装配形式安装，转子铁芯5的在外表面沿其长度方向开设有若干个槽，各个槽沿转子铁芯5外表面的周向均勻分布，槽内镶嵌有鼠笼导条4，以形成异步起动转子。转子铁芯5固定在转子轴7上，各段转子铁芯间用扶正轴承支撑。本发明依据同步电机的工作原理，采用钕铁硼稀土永磁材料给转子励磁，改变了传统的同步电机励磁绕组及励磁电源结构，并且将永磁体6置于转子内部，外加鼠笼导条4组合，实现不用变频器启动的自启动能力。本发明采用自启动的设计方式，去掉变频器，简化控制系统，节约成本费用。定子设计多极电机绕组，速度在1500-500转/分之间调速，再加减速器，可实现较大范围的调速和实现更低的速度，来适应潜油螺杆泵的速度。本发明自启动永磁同步潜油电动机的定子外径大小由油井套管内径决定，5吋半管定子机壳外径为114mm，绕组设计成多极，实现低速。转子铁芯5内嵌入相应极数的永磁体6，用切向插入式，克服转子周径细而长的难点，充分利用转子有限空间，在转子铁芯5外圆开槽，放入鼠笼导条4，实现异步启动同步运行。采用了上述技术方案，本发明专利具有以下的明显特点
1.永磁潜油同步电机采用自启动的方式，去掉变频器，简化控制系统，电机可直接接供电电源，无需其他配套件。节约变频器的购买成本费用。2.定子绕组设计成多极，速度在1500-500转/分之间可调。再加减速器，可实现
任意调速。3.转子装配是在普通潜油电机的基础上，在转子轭部开通槽，嵌入永磁体6，虽然电机比较细长，结合普通电机和潜油电机装配，装配能力增强。4.此设计自启动永磁同步潜油电动机，既具有效率高，功率因数高，电机额定转矩大的永磁同步电动机的特点，又具备笼形异步电机启动性能特点，综合了两种电机的优势。
权利要求
1.自启动永磁同步潜油电动机，包括转子、定子和机壳，转子由轴承安装在定子内， 定子安装在机壳内，其特征在于，转子包括永磁体、鼠笼导条、转子轴、转子铁芯，转子铁芯内嵌有永磁体，转子铁芯的在外表面沿其长度方向开设有若干个槽、并在槽内镶嵌鼠笼导条，形成异步起动转子，转子铁芯固定安装在转子轴上。
2.如权利要求1所述的自启动永磁同步潜油电动机，其特征在于，所述转子铁芯用扶正轴承支撑。
3.如权利要求1所述的自启动永磁同步潜油电动机，其特征在于，若干个所述槽沿所述转子铁芯外表面的周向均勻分布。
4.如权利要求1所述的自启动永磁同步潜油电动机，其特征在于，所述永磁体采用切向装配形式安装。
全文摘要
本发明公开了一种自启动永磁同步潜油电动机，包括转子、定子和机壳，转子由轴承安装在定子内，定子安装在机壳内，其中，转子包括永磁体、鼠笼导条、转子轴、转子铁芯，转子铁芯内嵌有永磁体，转子铁芯的在外表面沿其长度方向开设有若干个槽、并在槽内镶嵌鼠笼导条，形成异步起动转子，转子铁芯固定安装在转子轴上。本发明采用自启动的设计方式，去掉变频器，简化控制系统，节约成本费用。定子设计多极电机绕组，速度在1500-500转/分之间调速，再加减速器，可实现较大范围的调速和实现更低的速度，来适应潜油螺杆泵的速度。
文档编号H02K21/46GK102570756SQ20101059994
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者何丽娜, 吴数, 张庆生 申请人:万奥普(北京)石油工程技术开发研究院有限公司, 大庆德美特尔泵业制造有限公司
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