潛油永磁同步電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種潛油永磁同步電機，屬于機械制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國和世界其他產(chǎn)油國家，油田上都廣泛使用潛油電機來驅(qū)動潛油電泵來汲取原油。潛油電泵系統(tǒng)是油田生產(chǎn)的重要設(shè)備，傳統(tǒng)的潛油電泵系統(tǒng)其動力源主要是異步電動機，現(xiàn)有的采油系統(tǒng)在采油配套工藝中存在以下幾個問題:
[0003]一是異步電動機帶離心泵配套時，因電機轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速，電機效率和功率因數(shù)偏低；
[0004]二是異步電動機帶螺桿泵配套時，因電機轉(zhuǎn)速過高，很難經(jīng)過減速器把速度降到螺桿泵使用需求范圍，即使有使用的減速器，也大大提高了采油成本，同時也降低了采油效率，并且直接影響系統(tǒng)的壽命；
[0005]三是異步電動機通常采用變頻控制，地面的交流電遠距離傳輸?shù)骄聲r，能量損耗嚴重，大大減小了電機控制精度，從而也降低了系統(tǒng)效率。
[0006]最近，潛油永磁同步電機以其高效節(jié)能得到了應(yīng)用，根據(jù)作業(yè)需要通常置于井下，設(shè)備的四周都是高壓的油水混合液體。
[0007]現(xiàn)有潛油永磁同步電機的兩端聯(lián)接頭一般不具有密封性；電機的定子和轉(zhuǎn)子通常為單節(jié)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)當(dāng)要求電機功率大時，成本大大增加，由于潛油電機為細長結(jié)構(gòu)，因此制造工藝性也會降低；現(xiàn)有電機幾乎沒有考慮散熱問題，當(dāng)要求電機通過大電流時，由于在井下電機所產(chǎn)生的熱量無法及時散出，從而容易燒壞電機。
[0008]申請?zhí)枮?00910137764.4的專利公開了一種多節(jié)伺服潛油電機，該電機雖然轉(zhuǎn)子和定子也是多節(jié)式結(jié)構(gòu)，但電機殼體也為多節(jié)分段式，該電機雖然通過轉(zhuǎn)子和定子采用多節(jié)式的方案一定程度上解決了提高電機功率等級的問題，但多節(jié)式的外殼大大增加了制造和組裝工藝難度和成本。此外，更重要的是多節(jié)式的外殼也導(dǎo)致了對電機密封性的要求大大增加，使得整個電機的密封性變差。另外，該電機的相鄰兩節(jié)轉(zhuǎn)子軸是通過聯(lián)軸器聯(lián)接，因此聯(lián)軸器的壽命會直接影響可靠性。
[0009]申請?zhí)枮?01010614682.7的專利公開了一種低速直驅(qū)永磁同步潛油電機，該電機為單節(jié)式電機，該電機采用轉(zhuǎn)子14極、定子18槽方案，一定程度上解決了低速問題，但大扭矩輸出問題并未能很好解決。該電機轉(zhuǎn)子的極數(shù)和定子的槽數(shù)都偏大，會使得制造成本大大增加，同時從電機電磁方案的角度也并不是優(yōu)化方案。并且，沒有考慮井下密封問題和電機散熱問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種潛油永磁同步電機，采用一體式結(jié)構(gòu)的電機殼體組件，多節(jié)式結(jié)構(gòu)的定子組合體和轉(zhuǎn)子組合體，通過采用10極轉(zhuǎn)子、12槽定子的設(shè)置，優(yōu)化了電磁方案，從而提高了作業(yè)可靠性和電機性能；空心主軸使電機艙體內(nèi)可實現(xiàn)油液循環(huán)，從而解決了散熱問題；可實現(xiàn)低速大扭矩，適用于各種井下通過電泵抽油的工況。
[0011]本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0012]—種潛油永磁同步電機,包括電機殼體，電機殼體內(nèi)對應(yīng)設(shè)置有定子和轉(zhuǎn)子，所述電機殼體的兩端分別密封并通過聯(lián)接裝置與其他外部裝置相連接，構(gòu)成一體式結(jié)構(gòu)的殼體組件；所述定子和轉(zhuǎn)子分別為多節(jié)式結(jié)構(gòu)的定子組合體和轉(zhuǎn)子組合體，所述定子組合體固定在殼體組件上，所述轉(zhuǎn)子組合體穿設(shè)在定子組合體內(nèi)部，所述定子組合體和轉(zhuǎn)子組合體之間壓緊定位；殼體組件內(nèi)注入油液。
[0013]所述殼體組件包括殼體和分別設(shè)置在殼體兩端的輸出端聯(lián)接頭和尾部端聯(lián)接頭，所述輸出連接頭與殼體之間通過推力軸承相連；所述的輸出端聯(lián)接頭用于與該潛油永磁同步電機外部的保護器、泵連接，接入潛油電纜，并向殼體內(nèi)部注油；所述的尾部端聯(lián)接頭用于安裝編碼器，并與外部的密封裝置和控制器連接。
[0014]所述定子組合體包括多個單節(jié)鐵芯，相鄰的兩個單節(jié)鐵芯之間通過節(jié)間壓裝彼此相連組成多節(jié)式定子鐵芯，在所述多節(jié)式定子鐵芯的兩端由中心向兩側(cè)分別依次設(shè)置壓緊環(huán)和卡簧，將多節(jié)式定子鐵芯壓緊定位。
[0015]所述轉(zhuǎn)子組合體包括套設(shè)在轉(zhuǎn)子主軸上的磁鋼組合體，轉(zhuǎn)子主軸的兩端分別設(shè)有轉(zhuǎn)子輸出端軸套和轉(zhuǎn)子尾部端軸套；所述的磁鋼組合體為多節(jié)式結(jié)構(gòu)，由多個單排磁鋼組通過浮動軸承彼此連接而成，每一個單排磁鋼組由10個磁鋼均勻排列在圓周上構(gòu)成。
[0016]所述單排磁鋼組的10個磁鋼中，包括8個標準磁鋼和2個鍵槽磁鋼；所述標準磁鋼和鍵槽磁鋼的兩端分別在軸向上設(shè)有臺階，多個標準磁鋼和鍵槽磁鋼上的臺階組合成環(huán)形槽，相鄰兩個單排磁鋼組之間的環(huán)形槽上設(shè)置徑向壓緊環(huán)；所述單排磁鋼組的兩端，還設(shè)有軸向壓緊環(huán)。
[0017]所述輸出端聯(lián)接頭包括本體，所述本體的一端設(shè)有管螺紋，用于與所述殼體連接，本體的中部設(shè)有注油孔，本體的另一端設(shè)有用于連接的螺紋孔組合；
[0018]所述本體的內(nèi)部設(shè)有聯(lián)接螺紋孔、輸出孔、軸承安裝孔、銷聯(lián)接孔、軸向通孔、弧形斜面、電纜接口、凹槽、管螺紋、軸向過油孔和徑向注油孔；所述聯(lián)接螺紋孔均勻分布在輸出端法蘭圓周；所述輸出孔內(nèi)設(shè)有輸出電機主軸輸出端；推力軸承在所述軸承安裝孔中安裝定位；所述推力軸承的推力盤在所述銷聯(lián)接孔中固定；電機輸出軸穿設(shè)在所述軸向通孔內(nèi)；輸入電纜通過所述電纜接口經(jīng)弧形斜面進入殼體；凹槽內(nèi)設(shè)有O型密封圈；所述殼體通過管螺紋與輸出端聯(lián)接頭密封連接；油液通過徑向注油孔輸送到電機內(nèi)部并進入軸向過油孔。
[0019]所述的單節(jié)鐵芯包括硅鋼片，所述硅鋼片上設(shè)有定子槽、圓弧凹槽、繞線開槽和殼體聯(lián)接槽，形成12槽的開槽式定子鐵芯結(jié)構(gòu)；繞組線圈安裝在定子槽上，電纜穿過圓弧凹槽，硅鋼片通過殼體聯(lián)接槽與定子鐵芯和殼體連接。
[0020]所述轉(zhuǎn)子主軸為細長結(jié)構(gòu)，包括輸出端、中間段和尾部端；所述的輸出端為花鍵軸；所述的中間段為空心軸，徑向均勻分布有多個過油孔，還設(shè)有用于組裝轉(zhuǎn)子組合體的細長鍵槽；所述的尾部端為空心軸；所述的輸出端上設(shè)有花鍵槽、塞孔、凹槽、徑向過油孔和空心軸孔，所述花鍵槽與電機輸出軸的花鍵連接；凹槽內(nèi)安裝推力軸承；所述的中間段上設(shè)有徑向過油孔和空心軸孔；所述的尾部端上設(shè)有徑向過油孔、空心軸孔和編碼器安裝孔。
[0021]所述的鍵槽磁鋼為圓弧片狀結(jié)構(gòu)，包括弧形的外表面和內(nèi)表面，在外表面的兩側(cè)邊緣，延其軸向方向分別設(shè)有臺階面，在內(nèi)表面的一側(cè)邊緣，延其徑向方向設(shè)有用于使磁鋼在圓周上定位的鍵槽。
[0022]綜上所述，本發(fā)明提供一種潛油永磁同步電機，采用一體式結(jié)構(gòu)的電機殼體組件，多節(jié)式結(jié)構(gòu)的定子組合體和轉(zhuǎn)子組合體，通過采用10極轉(zhuǎn)子、12槽定子的設(shè)置，優(yōu)化了電磁方案,從而提高了電機性能；轉(zhuǎn)子主軸為空心軸,通過向電機內(nèi)部艙體內(nèi)注油的方式,實現(xiàn)電機艙體內(nèi)的油液循環(huán)，從而解決了散熱問題；該潛油永磁同步電機采用組件模塊化設(shè)計，提高了組裝工藝性，結(jié)構(gòu)簡單且可以根據(jù)需要靈活設(shè)計；此外，本發(fā)明的潛油永磁同步電機可實現(xiàn)低速大扭矩，因此井下帶動泵的效果可靠穩(wěn)定，適用于所有在井下通過電泵來抽油的范圍，特別適用于螺桿泵抽油場合。
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細地說明。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的潛油永磁同步電機整體結(jié)構(gòu)圖之一；
[0025]圖2為本發(fā)明的潛油永磁同步電機整體結(jié)構(gòu)圖之二 ；
[0026]圖3a為圖1中潛油永磁同步電機輸出端的放大圖；
[0027]圖3b為圖2中潛油永磁同步電機尾部端的放大圖；
[0028]圖4為本發(fā)明中潛油永磁同步電機的總體爆炸圖；
[0029]圖5為圖4中殼體組件的組成結(jié)構(gòu)爆炸圖；
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