發(fā)布時間：2018-06-13 21:45

  本文選題：單元組合式永磁電機(jī) + 田口法�。� 參考：《沈陽工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：潛油泵直驅(qū)單元組合式永磁電機(jī)與普通潛油異步電機(jī)相比,具有高效率、高功率因數(shù)、體積小及易于生產(chǎn)制造等優(yōu)點(diǎn)。潛油電機(jī)外徑受油井套管尺寸的限制,只能靠增加軸向長度來滿足一定輸出功率的需要,故其通常有著超細(xì)長比的特殊結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)使得生產(chǎn)制造和維修護(hù)理變得極為困難。本文研究的潛油永磁電機(jī)為單元組合式結(jié)構(gòu),該潛油電機(jī)結(jié)構(gòu)為數(shù)節(jié)單元電機(jī)組合,這樣就大大減少了該電機(jī)的加工制造難度,且這種結(jié)構(gòu)形式使得潛油電機(jī)可根據(jù)不同的負(fù)載需要靈活匹配單元電機(jī)的數(shù)量,大大節(jié)省了生產(chǎn)成本。為了提高該電機(jī)的軸向利用率及降低其吊裝折斷的風(fēng)險,本文改進(jìn)了其單元組合連接結(jié)構(gòu)形式。由于潛油電機(jī)受油井套管尺寸的限制,其外徑及軸向長度均需取到合適范圍以內(nèi),為了保證在一定體積內(nèi)其滿足足夠大的輸出轉(zhuǎn)矩要求,須盡量提高其轉(zhuǎn)矩密度。本文以提高該電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度為目標(biāo),利用有限元聯(lián)合田口法優(yōu)化設(shè)計(jì)了電機(jī)的相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸,對優(yōu)化后的轉(zhuǎn)矩密度進(jìn)行了分析計(jì)算。電機(jī)采用真分?jǐn)?shù)槽集中繞組具有高功率密度、容錯性好等優(yōu)點(diǎn),但真分?jǐn)?shù)槽集中繞組會帶來繞組磁動勢諧波含量多,增加電機(jī)轉(zhuǎn)子損耗及轉(zhuǎn)矩脈動等問題,本文研究的潛油電機(jī)采用真分?jǐn)?shù)槽集中繞組。本文利用磁動勢合成圖法對該電機(jī)繞組進(jìn)行了磁動勢諧波分析,得出了諧波含量分布情況。并提出采用雙定子繞組法對該諧波進(jìn)行削弱,利用有限元分析手段,對削弱后的磁動勢諧波含量進(jìn)行了分析。為了進(jìn)一步對削弱效果進(jìn)行驗(yàn)證,分析計(jì)算了相關(guān)次數(shù)諧波的繞組系數(shù)。潛油電機(jī)單元組合運(yùn)行會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動,本文對該轉(zhuǎn)矩脈動進(jìn)行了分析,具體分析了轉(zhuǎn)軸扭曲形變以及單元間組合運(yùn)行對電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的影響,提出改變相鄰單元電機(jī)定子軸線相對位置來削弱此轉(zhuǎn)矩脈動,并對該方法的削弱效果進(jìn)行了理論分析校核。最后,本文對樣機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了敘述分析。實(shí)驗(yàn)證明了改變相鄰單元電機(jī)定子軸線相對位置削弱組合運(yùn)行轉(zhuǎn)矩脈動方法的有效性及該潛油電機(jī)相比普通潛油異步電機(jī)優(yōu)異的性能。
[Abstract]:Compared with the conventional submersible induction motor, the submersible pump direct-drive unit combined permanent magnet motor has the advantages of high efficiency, high power factor, small volume and easy production and manufacture. The outer diameter of the submersible motor is limited by the casing size of the oil well, and it can only meet the need of output power by increasing the axial length, so it usually has a special structure of super slenderness ratio, which makes production, manufacture and maintenance and nursing extremely difficult. The submersible permanent magnet motor studied in this paper is a combined unit structure. The structure of the submersible permanent magnet motor is composed of several submersible motor units, which greatly reduces the difficulty of machining and manufacturing of the motor. Moreover, the submersible motor can flexibly match the number of unit motors according to different loads, which greatly saves the production cost. In order to improve the axial utilization rate of the motor and reduce the risk of its hoisting and breaking, this paper improves the structural form of its unit combined connection. Because the submersible motor is limited by the casing size of oil well, its external diameter and axial length should be taken within the proper range. In order to ensure that the submersible motor can meet the requirement of large enough output torque in a certain volume, the torque density should be raised as far as possible. In order to improve the torque density of the motor, this paper optimizes the structure size of the motor by using the finite element method and the Taguchi method, and analyzes and calculates the torque density after the optimization. The real fractional slot concentrated winding has the advantages of high power density and good fault tolerance. However, the true fractional slot concentrated winding will bring more harmonics to the winding, increase the rotor loss and torque ripple, etc. The submersible motor studied in this paper adopts the true fractional slot concentrated winding. In this paper, the magnetic EMF harmonic analysis of the motor windings is carried out by using the magnetoEMF synthesis diagram method, and the distribution of the harmonic content is obtained. The method of double stator winding is used to weaken the harmonic. The harmonic content of the weakened magnetodynamic potential is analyzed by finite element method. In order to verify the weakening effect, the winding coefficients of harmonics are analyzed and calculated. The torque ripple of submersible motor is analyzed in this paper. The twist deformation of rotating shaft and the effect of combined operation between units on torque ripple of submersible motor are analyzed in this paper. The torque ripple is weakened by changing the relative position of the stator axis of the adjacent unit motor, and the weakening effect of the method is theoretically analyzed and checked. Finally, the prototype experiment is described and analyzed. The experiment proves the effectiveness of the method of weakening the combined running torque ripple by changing the relative position of the stator axis of the adjacent unit motor and the excellent performance of the submersible motor compared with the ordinary submersible asynchronous motor.
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE933.3;TM351

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 齊紹榮;;永磁電機(jī)在拉絲式焊槍中的應(yīng)用[J];電焊機(jī);1984年01期

2 馮明星;一九八七年永磁電機(jī)學(xué)術(shù)年會[J];稀土;1987年04期

3 戴超仁;油田電力驅(qū)動裝置換代與永磁電機(jī)的發(fā)展[J];國外油田工程;1995年04期

4 王繼強(qiáng);馬俊強(qiáng);李連春;;高速永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)套強(qiáng)度分析[J];沈陽化工學(xué)院學(xué)報;2009年01期

5 王繼強(qiáng);王鳳翔;;新型高速永磁電機(jī)的場路耦合分析[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年05期

6 張寶柱;王道軍;;永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];內(nèi)蒙古石油化工;2012年23期

7 賈超;;變頻調(diào)速永磁電機(jī)在皮帶運(yùn)輸上的應(yīng)用[J];中小企業(yè)管理與科技(下旬刊);2013年05期

8 李寶文;;淺談稀土釹鐵硼永磁電機(jī)在鐵路電力驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];鐵路節(jié)能環(huán)保與安全衛(wèi)生;2013年05期

9 ;釹鐵硼永磁電機(jī)在汽車上的應(yīng)用前景廣闊[J];稀土信息;1995年12期

10 孫連柱;;永磁電機(jī)功率因數(shù)與能耗關(guān)系分析[J];內(nèi)蒙古石油化工;2013年24期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張偶;程明;;永磁電機(jī)定位力矩的分析計(jì)算[A];江蘇省電工技術(shù)學(xué)會成立十周年慶典暨2004年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

2 李春光;;永磁電機(jī)在油田大有作為[A];第十一屆全國永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

3 張小雷;徐龍祥;;片狀無軸承永磁電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

4 龔宇;崔巍;施進(jìn)浩;江建中;;永磁電機(jī)有限元時步法的研究與應(yīng)用[A];第十屆中國小電機(jī)技術(shù)研討會論文集[C];2005年

5 王秀和;朱常青;;第19屆國際稀土永磁及應(yīng)用研討會(Workshop on REPM'06)永磁電機(jī)論文綜述[A];第八屆全國永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

6 柳長江;楊德望;;高速直流無槽永磁電機(jī)的研制[A];第八屆全國永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

7 邵廣軍;趙清;安忠良;;永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)度接觸有限元分析[A];第八屆全國永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

8 張卓然;;基于靜磁場有限元分析的永磁電機(jī)教學(xué)方法[A];第五屆全國高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)改革研討會論文集(1)[C];2008年

9 陶瑞民;;永磁電機(jī)電磁場的邊界元方法[A];第十一屆全國永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

10 佟憲良;王德俊;邊技超;張建波;;高速新型永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)及性能試驗(yàn)分析[A];第11屆全國轉(zhuǎn)子動力學(xué)學(xué)術(shù)討論會（ROTDYN2014）論文集（上冊）[C];2014年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 申軍平;永濟(jì)電機(jī)廠加快永磁電機(jī)研發(fā)[N];中國冶金報;2006年

2 記者　齊作權(quán) 通訊員　申軍平;國內(nèi)永磁電機(jī)工程技術(shù)研究室落戶永濟(jì)[N];山西日報;2006年

3 申軍平;永濟(jì)電機(jī)將出口大型永磁電機(jī)[N];中國冶金報;2008年

4 ;讓科技創(chuàng)新的旗幟高高飄揚(yáng)[N];包頭日報;2011年

5 高勇;北京將重點(diǎn)發(fā)展集成電路和高檔永磁電機(jī)[N];中國有色金屬報;2004年

6 記者 王旭東　通訊員 章懷峰 魏琦;爭做行業(yè)龍頭 分享高鐵“蛋糕”[N];紹興日報;2010年

7 趙向南 于麗;永磁電機(jī)上國家重點(diǎn)推廣的節(jié)能技術(shù)目錄[N];山西日報;2014年

8 記者 閆劍利 耿倩;永磁電機(jī)節(jié)能技術(shù)被國家“相中”[N];科學(xué)導(dǎo)報;2014年

9 朱宇;航天電器子公司北京設(shè)廠[N];中國證券報;2007年

10 記者 王敏 邵啟明;南鋼高壓大功率永磁電機(jī)節(jié)能新技術(shù)通過鑒定[N];中國冶金報;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 周曉燕;無軸承永磁電機(jī)磁場全局解析攝動法和優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];上海大學(xué);2015年

2 郝立;軸向磁場磁通切換永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)、分析及控制研究[D];東南大學(xué);2015年

3 董劍寧;高速永磁電機(jī)綜合設(shè)計(jì)方法的研究[D];東南大學(xué);2015年

4 姚宏洋;橫向磁通永磁電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年

5 張東;新型雙定子永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D];上海大學(xué);2008年

6 黃明星;新型永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)、分析與應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2008年

7 王晉;多相永磁電機(jī)的理論分析及其控制研究[D];華中科技大學(xué);2010年

8 張冉;表面式永磁電機(jī)電磁激振力波及其抑制措施研究[D];山東大學(xué);2011年

9 王秀蓮;無鐵心永磁電機(jī)三維開域磁場計(jì)算與分析[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2006年

10 孔曉光;高速永磁電機(jī)定子損耗和溫升研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊可新;電動汽車用永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2013年

2 白英杰;基于等效磁荷法的Halbach永磁電機(jī)磁極計(jì)算與優(yōu)化[D];西南交通大學(xué);2015年

3 李新福;彈道修正彈執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方法研究[D];沈陽理工大學(xué);2015年

4 楊國慶;壓縮機(jī)用永磁電機(jī)效率和噪聲的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 曲立志;基于無電解電容驅(qū)動器的空調(diào)永磁電機(jī)控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 王春成;高溫環(huán)境下永磁電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 余寧;永磁電機(jī)的熱分析與冷卻結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];寧波大學(xué);2015年

8 徐鶴;雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的研究[D];長春理工大學(xué);2014年

9 程雪斌;非晶合金高速永磁電機(jī)熱管理技術(shù)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2016年

10 張華偉;非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及熱計(jì)算[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號：2015547