發(fā)布時(shí)間：2017-03-27 19:00

  本文關(guān)鍵詞：JC70DB外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)單軸絞車設(shè)計(jì)與研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：絞車是石油鉆機(jī)的核心設(shè)備,其性能的優(yōu)劣直接影響到鉆井的質(zhì)量、效率和成本。傳統(tǒng)絞車的驅(qū)動(dòng)形式主要為多臺(tái)電動(dòng)機(jī)串聯(lián)減速器的驅(qū)動(dòng)形式,此結(jié)構(gòu)導(dǎo)致絞車的整體體積龐大,傳動(dòng)效率低下以及維護(hù)繁瑣等問(wèn)題。針對(duì)國(guó)內(nèi)石油鉆機(jī)市場(chǎng)對(duì)深井鉆井的高性能絞車的迫切需求,本文設(shè)計(jì)了一種能夠適用于7000m井深的新型絞車。本文首先介紹了電驅(qū)動(dòng)絞車的主要發(fā)展趨勢(shì),對(duì)傳統(tǒng)絞車的工作原理以及絞車的主要零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,并結(jié)合外轉(zhuǎn)子電機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出一種外轉(zhuǎn)子電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)絞車運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)方案。重點(diǎn)介紹了絞車的設(shè)計(jì)思路、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及主要參數(shù),本絞車滾筒采用3臺(tái)低速、大扭矩的交流變頻外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng),采用交流變頻技術(shù)來(lái)控制滾筒的轉(zhuǎn)速。驅(qū)動(dòng)電機(jī)和絞車一體化設(shè)計(jì),無(wú)大型減速箱、大型離合器等配套部件,極大地減小了絞車的整體體積,使用、運(yùn)輸?shù)雀臃奖憧旖�。本文依�?jù)絞車滾筒的結(jié)構(gòu)和輸入功率,確定了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外形尺寸、電機(jī)極數(shù)和轉(zhuǎn)子磁路。最后通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算和軟件模擬,對(duì)絞車的起升性能進(jìn)行了分析,對(duì)重要零部件進(jìn)行了力學(xué)計(jì)算、三維建模、靜力學(xué)分析,并對(duì)絞車進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。結(jié)果表明,該絞車的設(shè)計(jì)能夠滿足鉆井工況的需求。本絞車的設(shè)計(jì)思路、總體方案、技術(shù)性能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)突破了傳統(tǒng)絞車設(shè)計(jì)思維模式。在整體結(jié)構(gòu)和性能上具有較高的創(chuàng)新性和先進(jìn)性,是一種具有良好發(fā)展前景的新型電驅(qū)動(dòng)單軸絞車。絞車整體具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn),為未來(lái)絞車的研究和發(fā)展開辟了新的方向,為我國(guó)深井鉆機(jī)絞車的研究提供了良好的技術(shù)支撐。本絞車能夠同時(shí)滿足陸地和海洋石油鉆機(jī)的要求,可提高我國(guó)石油鉆機(jī)的性能,提升我國(guó)石油鉆機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
【關(guān)鍵詞】：外轉(zhuǎn)子電機(jī) 單軸絞車 交流變頻 直驅(qū)
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE922
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-25
• 1.1 課題背景與意義14-20
• 1.1.1 絞車的工作原理與結(jié)構(gòu)15-17
• 1.1.2 外轉(zhuǎn)子電機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)17-18
• 1.1.3 絞車的發(fā)展趨勢(shì)18-19
• 1.1.4 外轉(zhuǎn)子電機(jī)在機(jī)械裝備中的應(yīng)用19-20
• 1.2 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-22
• 1.2.1 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車的國(guó)外研究現(xiàn)狀20-22
• 1.2.2 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀22
• 1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)22-25
• 1.3.1 本論文的主要研究?jī)?nèi)容22-23
• 1.3.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)23-25
• 第2章 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)25-34
• 2.1 絞車的設(shè)計(jì)要求25
• 2.2 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車滾筒結(jié)構(gòu)部件的改進(jìn)25-26
• 2.3 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車滾筒工作原理26-27
• 2.3.1 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生26
• 2.3.2 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向26-27
• 2.3.3 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)滾筒運(yùn)動(dòng)工作原理27
• 2.4 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)27-29
• 2.4.1 傳統(tǒng)絞車傳動(dòng)方案分析27-28
• 2.4.2 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車傳動(dòng)方案分析28-29
• 2.5 JC70DB外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車技術(shù)參數(shù)與設(shè)計(jì)29-32
• 2.5.1 最大起升重量及快繩拉力的計(jì)算29-30
• 2.5.2 起升速度30
• 2.5.3 鋼絲繩的確定30-31
• 2.5.4 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車滾筒的計(jì)算31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-34
• 第3章 絞車用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)34-45
• 3.1 絞車用外轉(zhuǎn)子電機(jī)的數(shù)學(xué)模型34-36
• 3.2 絞車用外轉(zhuǎn)子電機(jī)的主要參數(shù)間的關(guān)系36-38
• 3.3 絞車用外轉(zhuǎn)子電機(jī)外形尺寸設(shè)計(jì)38
• 3.4 絞車用外轉(zhuǎn)子電機(jī)定子槽型以及繞組設(shè)計(jì)38-41
• 3.4.1 定子槽數(shù)的設(shè)計(jì)38-39
• 3.4.2 外轉(zhuǎn)子電機(jī)繞組設(shè)計(jì)39-41
• 3.4.3 絞車外轉(zhuǎn)子電機(jī)定子槽型設(shè)計(jì)41
• 3.5 絞車用外轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)41-44
• 3.5.1 永磁材料的確定41-42
• 3.5.2 永磁體尺寸的確定42-43
• 3.5.3 轉(zhuǎn)子磁路設(shè)計(jì)43-44
• 3.6 絞車用外轉(zhuǎn)子電機(jī)的確定44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第4章 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車起升性能分析45-55
• 4.1 外轉(zhuǎn)子電機(jī)的工作特性45-47
• 4.1.1 外轉(zhuǎn)子電機(jī)變頻調(diào)速的基本方式45
• 4.1.2 電機(jī)在基頻以下調(diào)速45-46
• 4.1.3 電機(jī)在基頻以上調(diào)速46-47
• 4.2 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車起升性能分析47-49
• 4.3 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車技術(shù)性能分析49-50
• 4.4 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車機(jī)動(dòng)起升時(shí)間50-52
• 4.5 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車自動(dòng)送鉆52-54
• 4.5.1 PID控制技術(shù)53
• 4.5.2 基于PID的絞車恒壓自動(dòng)送鉆控制53-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第5章 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)55-70
• 5.1 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車滾筒軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度核算55-61
• 5.1.1 絞車滾筒軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)55-60
• 5.1.2 絞車滾筒軸強(qiáng)度校核60-61
• 5.2 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度核算61-65
• 5.2.1 絞車滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)61-63
• 5.2.2 絞車滾筒強(qiáng)度核算63-65
• 5.3 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車重要零部件的有限元分析65-69
• 5.3.1 有限元分析的基本原理65
• 5.3.2 絞車滾筒有限元分析計(jì)算65-68
• 5.3.2.1 絞車滾筒模型建立65-66
• 5.3.2.2 模型網(wǎng)格劃分與受力加載66-68
• 5.3.2.3 對(duì)比分析68
• 5.3.3 絞車滾筒軸有限元分析計(jì)算68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第6章 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車動(dòng)力學(xué)分析70-78
• 6.1 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車力學(xué)模型的建立70-71
• 6.2 模態(tài)分析71-75
• 6.2.1 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車滾筒軸模態(tài)分析72-73
• 6.2.2 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車滾筒模態(tài)分析73-75
• 6.3 外轉(zhuǎn)子電機(jī)直驅(qū)絞車動(dòng)力學(xué)分析75-77
• 6.3.1 求解過(guò)程分析75
• 6.3.2 求解結(jié)果分析75-77
• 6.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論與展望78-80
• 結(jié)論78-79
• 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85

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8 ;[J];;年期

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1 雒淑

本文編號(hào)：270869