[发明专利]三相直流永磁闭环井下直线电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种直线电机，尤其涉及一种三相直流永磁闭环井下直线电机。

背景技术

以往的无杆采油设备，主要是三项感应电机。由于油井直径太小，电机必须做得细长，直径小感应电机的效率就低，只有20%多点。大量的电能都做了无用功，而变成了发热。电机只能用细杆，1m行程，推动小柱塞工作。电机内部也设有散热通道，极易使磁铁退磁，减小推力等许多问题。井下直流电机都是由下往上推柱塞泵抽油的。缺点是电机出力太小，只有1-2吨，只能推动28mm柱塞泵。所以推杆只能20多毫米粗，1米多点长度，推杆极易弯曲。而直线电机处在柱塞泵下端，影响了吸油路径，油路不经过电机内部，降温效果不好，使电机内部的钕铁硼磁铁易升温而退磁，严重的影响电机出力。一般井下直线电机都做成感应电机，不仅效率低，而且不能闭环控制。一般的直线电机硅钢片铁芯垂直于轴向摆放的。磁路必经过多个气隙才能形成回路，这样磁阻非常大，场强锐减，推力大降。

发明内容

为了解决上述技术问题本发明提供一种三相直流永磁闭环井下直线电机，目的是解决感应直流电机存在的效率低、散热不良、推力小、冲程小、控制不好的问题。

为达上述目的本发明三相直流永磁闭环井下直线电机，包括外筒管，外筒管的两端设有铁筒，外筒管内设有铁轴管，铁轴管的两端与拉轴连接，铁轴管和拉轴为中空，外筒管的内壁上设有硅钢片，硅钢片的铁芯上设有线圈，铁轴管的外壁上套有磁环和不锈钢环，磁环与不锈钢环交替套在铁轴管上，铁轴管两端的拉轴穿出铁筒，磁环和不锈钢环与线圈之间设有间隙。

所述的间隙为0.7-1mm。

相邻两个磁环的表面磁极极性相反。

铁轴管在外筒管和外筒管两端的铁筒形成的腔体内往复运动。

不锈钢环的厚度小于磁环的厚度。

本发明的优点效果：本发明采用了拉柱塞泵方式，拉轴与铁轴管内部连通兼上油管，不仅可以内部散热，拉轴还不会弯曲。由于电机效率高，可拉动38mm柱塞泵，提高了油的产量。由于电机内部钕铁硼磁铁安在轴上，铁轴管内散热可有效降低其温度，使之不易退磁。本发明能满足低速大拉力的要求。当采用闭环控制时，当电机走完一步后，有一相换相，另两相依然运行中。电机不停，稳定性好。而当电机卡住时，电流必增加，拉力也正比增加，直到4倍拉力时，电机肯定运行了，走完这一步，电机换相，得以正常运行。而感应电机卡住时推力反而小于额定值了，根本动不了，而电机电流猛增，会引起烧电机或电缆的严重后果。

本发明硅钢片铁芯按电机轴运行方向摆放的，是连续的气隙，只与铁轴管间有气隙，磁阻小、磁力强、拉力大增。硅钢片与铁轴管间气隙不到1mm，所以电机的效率可达40%以上。本发明虽然只有20多千瓦功率，却可相当于直线感应电机近50千瓦的力量。由于电流小电控柜用三相380v即可，不必升压。电机的运行速度是根据负荷轻重决定的，上拉时负荷重，运行慢，拉力大；下行时负荷太轻，速度很快。如果需要可以提高采油次数，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图所示本发明三相直流永磁闭环井下直线电机，包括外筒管1，外筒管1的两端设有铁筒2，外筒管1内设有铁轴管3，铁轴管3的两端与拉轴4连接，铁轴管3和拉轴4为中空，外筒管1的内壁上设有硅钢片5，硅钢片5的铁芯上设有线圈6，铁轴管3的外壁上套有磁环7和不锈钢环8，磁环7与不锈钢环8交替套在铁轴管3上，铁轴管3两端的拉轴4穿出铁筒2，磁环7和不锈钢环8与线圈6之间设有间隙，间隙为0.7-1mm。相邻两个磁环7的表面磁极极性相反。铁轴管3在外筒管1和外筒管1两端的铁筒形成的腔体内往复运动，不锈钢环8的厚度小于磁环7的厚度。

本发明上面的铁筒与油管连接，下面的铁筒与柱塞泵连接，柱塞泵由本发明拉动抽油，油流通过中空拉轴向上走油。