一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机的制作方法

专利2022-05-09  29


本实用新型涉及一种同步电机,尤其涉及一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机。



背景技术:

目前,国内外油田抽油电机,多为异步电机驱动一个皮带轮,异步电机驱动过程皮带轮中有调速比,经过调速后,驱动转速下降、转矩上升。但是,异步电机本身相对于永磁同步电机的功率因数和效率就比较低,而且皮带轮传动本身存在传动效率的问题,一般传动效率≤80%;加上在油井抽油工况中,电机负载处于持续波动状态,由此加剧了异步电机在功率因数和效率方面的劣势;电机常年持续运行,能源消耗较大,节能增效势在必行;所以在油田抽油工况中,直驱永磁同步电机替代异步电机是必然的趋势,也是市场所需。

因为油田抽油机的节能改造需在现有设备上进行改造,所以替代传统异步电机的永磁同步电机必须可以替代皮带轮,直接安装在现有设备上、为抽油机提供驱动力;所以节能改造项目中设计的半直驱永磁同步电机多为扁平状。

目前,市场上已有的油田抽油机半直驱永磁同步电机中,基于转子磁钢退磁风险的考虑,转子磁钢的形式多为内置式,即转子磁钢置于转子铁芯内部;传统的同种型号电机定子绕组跨距多数大于1。

现有的技术方案存在的问题和缺点。

1、转子结构复杂;转子磁钢置于转子铁芯内部,因该电机转子直径较大,整体生产的转子铁芯的模具的费用较高;所以很多该种电机的设计退而求其次,将转子铁芯进行分块生产;增加了转子结构的复杂性,增加了转子的装配和生产难度,同时增加了材料使用量,从而增加了成本。

2、定子绕组跨距>1,导致电机绕组端部较长,油田抽油机永磁直驱电机在节能改造时,轴向只有皮带轮的空间,轴向尺寸受限,因为绕组端部尺寸的问题,限制了电机功率与效率的提升。



技术实现要素:

本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷,提供一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机。

为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案,包括机座、端盖、定子铁芯、转子铁芯及轴承;其特征在于:定子铁芯固定在机座上,定子铁芯上绕制有定子线圈,且绕组跨距=1。

机座和端盖共同构成轴承室,转子铁芯通过轴承固定于轴承室内;转子铁芯上粘贴有转子磁钢。

进一步地,所述轴承盖用于固定轴承。

进一步地,所述机座通过紧固件与固定基座连接,机座上设置有安装孔,紧固件穿过安装孔固定于基座上。

进一步地,所述机座上设置有吊装孔,装配时通过吊装孔进行吊装和现场装配。

进一步地,所述机座外壁设置有接线盒,定子铁芯的动力线通过接线盒与变频器连接。

进一步地,所述转子铁芯由铸铁制造而成。

进一步地,永磁同步电机通过锥轴上的锥孔与负载端相连,为负载传递扭矩。

更进一步地,所述机座和锥轴分别与旋转变压器相连,为电机驱动端的变频器提供定转子相对位置的信号。

进一步地,机座上集成有散热片,定子铁芯的热量通过散热片向外散热。

与现有技术相比本实用新型有益效果。

本实用新型简化了转子结构,最大限度降低了电机的磁钢使用量,减少了机械零件的重量,减少材料使用量,且工艺相对传统永磁电机转子设计简单,降低了成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型正面示意图。

图3是本实用新型图2a-a结构示意图。

图4是本实用新型侧面示意图。

图5-7是本实用新型转子铁芯结构示意图。

图8-10是本实用新型机座结构示意图。

图中,1为端盖、2为轴承盖、3为安装孔、4为机座、5为接线盒、6为吊装孔、7为磁钢、8为定子铁芯、10为转子铁芯、11为轴承、12为锥孔、13为旋转变压器、14为锥轴、16为散热片。

具体实施方式

本实用新型是基于油田抽油机节能改造的要求,根据使用工况现场情况,将传统的油田抽油机永磁同步电机结构进一步简化,降低了成本。

如图1-10所示,本实用新型包括机座4、端盖1、定子铁芯8、转子铁芯10及轴承11;其特征在于:定子铁芯8固定在机座4上,定子铁芯8上绕制有定子线圈,且绕组跨距=1;机座4和端盖1共同构成轴承室,转子铁芯10通过轴承11固定于轴承室内;转子磁钢7粘贴固定于转子铁芯10上。其中,定子线圈直接绕制在定子铁芯8上,跨距=1,克服了现有技术的缺点。

本实用新型的一种具体实施例,所述轴承盖2用于固定轴承。

本实用新型的一种具体实施例,所述机座4通过紧固件与固定基座连接,机座4上设置有安装孔3,紧固件穿过安装孔3固定于基座上。

本实用新型的一种具体实施例,所述机座4上设置有吊装孔6,装配时通过吊装孔6进行吊装和现场装配。

本实用新型的一种具体实施例,所述机座4外壁设置有接线盒5,定子铁芯8的动力线通过接线盒5与变频器连接。

本实用新型的一种具体实施例,所述转子铁芯10由铸铁制造而成。磁钢7直接粘贴固定在转子铁芯10上,转子铁芯10直接由铸铁制造加工而成,较传统电机转子省去了硅钢片制造的铁芯,从而降低成本。

本实用新型的一种具体实施例,永磁同步电机通过锥轴14上的锥孔12与负载端相连,为负载传递扭矩。

本实用新型的一种具体实施例,旋转变压器13与锥轴14和机座4同时相连,为电机驱动端的变频器提供定转子相对位置的信号。

本实用新型的一种具体实施例,机座4上集成有散热片16,定子铁芯8的热量通过散热片16向外散热。

具体地,在产品应用工况的情况下,也可在机座4上增加加强筋与镂空,加强筋的设计最大限度的增加了结构件的强度,镂空的设计降低其材料使用量,以及降低其重量,从而降低了成本。

定子线圈直接绕制在定子铁芯8上,跨距=1,磁钢7直接粘贴固定在转子铁芯10上,转子铁芯10直接由铸铁制造加工而成,较传统电机转子省去了硅钢片制造的铁芯,从而降低成本。本实用新型油田抽油用半直驱永磁同步电机结构紧凑、重量轻、体积小,为油田抽油用的节能改造项目提供了一种解决方案。

可以理解的是,以上关于本实用新型的具体描述,仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本实用新型的保护范围之内。


技术特征:

1.一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机,包括机座、端盖、定子铁芯、转子铁芯及轴承;其特征在于,定子铁芯固定在机座上,定子铁芯上绕制有定子线圈,且绕组跨距=1;

机座和端盖共同构成轴承室,转子铁芯通过轴承固定于轴承室内;转子铁芯上粘贴有转子磁钢。

2.根据权利要求1所述的一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机,其特征在于:所述机座通过紧固件与固定基座连接,机座上设置有安装孔,紧固件穿过安装孔固定于基座上。

3.根据权利要求1所述的一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机,其特征在于:所述机座上设置有吊装孔,装配时通过吊装孔进行吊装和现场装配。

4.根据权利要求1所述的一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机,其特征在于:所述机座外壁设置有接线盒,定子铁芯的动力线通过接线盒与变频器连接。

5.根据权利要求1所述的一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机,其特征在于:所述转子铁芯由铸铁制造而成。

6.根据权利要求1所述的一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机,其特征在于:永磁同步电机通过锥轴上的锥孔与负载端相连,为负载传递扭矩。

7.根据权利要求6所述的一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机,其特征在于:所述机座和锥轴分别与旋转变压器相连,为电机驱动端的变频器提供定转子相对位置的信号。

8.根据权利要求1所述的一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机,其特征在于:机座上集成有散热片,定子铁芯的热量通过散热片向外散热。

技术总结
本实用新型涉及一种同步电机,尤其涉及一种新型油田抽油半直驱永磁同步电机。其最大限度降低了电机的磁钢使用量,减少了机械零件的重量,减少材料使用量。包括机座、端盖、定子铁芯、转子铁芯及轴承;其特征在于:定子铁芯固定在机座上,定子铁芯上绕制有定子线圈,且绕组跨距=1;机座和端盖共同构成轴承室,转子铁芯通过轴承固定于轴承室内;转子铁芯上粘贴有转子磁钢。

技术研发人员:万成超;刘金佳;曹美玲;刘扬帆;伦贤堤
受保护的技术使用者:沈阳裕衡驱动科技有限公司
技术研发日:2020.11.23
技术公布日:2021.06.29

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