[发明专利]潜油永磁同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种潜油永磁同步电机，属于机械制造技术领域。

背景技术

目前我国和世界其他产油国家，油田上都广泛使用潜油电机来驱动潜油电泵来汲取原油。潜油电泵系统是油田生产的重要设备，传统的潜油电泵系统其动力源主要是异步电动机，现有的采油系统在采油配套工艺中存在以下几个问题：

一是异步电动机带离心泵配套时，因电机转速低于同步转速，电机效率和功率因数偏低；

二是异步电动机带螺杆泵配套时，因电机转速过高，很难经过减速器把速度降到螺杆泵使用需求范围，即使有使用的减速器，也大大提高了采油成本，同时也降低了采油效率，并且直接影响系统的寿命；

三是异步电动机通常采用变频控制，地面的交流电远距离传输到井下时，能量损耗严重，大大减小了电机控制精度，从而也降低了系统效率。

最近，潜油永磁同步电机以其高效节能得到了应用，根据作业需要通常置于井下，设备的四周都是高压的油水混合液体。

现有潜油永磁同步电机的两端联接头一般不具有密封性；电机的定子和转子通常为单节结构，这种结构当要求电机功率大时，成本大大增加，由于潜油电机为细长结构，因此制造工艺性也会降低；现有电机几乎没有考虑散热问题，当要求电机通过大电流时，由于在井下电机所产生的热量无法及时散出，从而容易烧坏电机。

申请号为200910137764.4的专利公开了一种多节伺服潜油电机，该电机虽然转子和定子也是多节式结构，但电机壳体也为多节分段式，该电机虽然通过转子和定子采用多节式的方案一定程度上解决了提高电机功率等级的问题，但多节式的外壳大大增加了制造和组装工艺难度和成本。此外，更重要的是多节式的外壳也导致了对电机密封性的要求大大增加，使得整个电机的密封性变差。另外，该电机的相邻两节转子轴是通过联轴器联接，因此联轴器的寿命会直接影响可靠性。

申请号为201010614682.7的专利公开了一种低速直驱永磁同步潜油电机，该电机为单节式电机，该电机采用转子14极、定子18槽方案，一定程度上解决了低速问题，但大扭矩输出问题并未能很好解决。该电机转子的极数和定子的槽数都偏大，会使得制造成本大大增加，同时从电机电磁方案的角度也并不是优化方案。并且，没有考虑井下密封问题和电机散热问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种潜油永磁同步电机，采用一体式结构的电机壳体组件，多节式结构的定子组合体和转子组合体，通过采用10极转子、12槽定子的设置，优化了电磁方案，从而提高了作业可靠性和电机性能；空心主轴使电机舱体内可实现油液循环，从而解决了散热问题；可实现低速大扭矩，适用于各种井下通过电泵抽油的工况。

本发明的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种潜油永磁同步电机，包括电机壳体，电机壳体内对应设置有定子和转子，所述电机壳体的两端分别密封并通过联接装置与其他外部装置相连接，构成一体式结构的壳体组件；所述定子和转子分别为多节式结构的定子组合体和转子组合体，所述定子组合体固定在壳体组件上，所述转子组合体穿设在定子组合体内部，所述定子组合体和转子组合体之间压紧定位；壳体组件内注入油液。

所述壳体组件包括壳体和分别设置在壳体两端的输出端联接头和尾部端联接头，所述输出连接头与壳体之间通过推力轴承相连；所述的输出端联接头用于与该潜油永磁同步电机外部的保护器、泵连接，接入潜油电缆，并向壳体内部注油；所述的尾部端联接头用于安装编码器，并与外部的密封装置和控制器连接。

所述定子组合体包括多个单节铁芯，相邻的两个单节铁芯之间通过节间压装彼此相连组成多节式定子铁芯，在所述多节式定子铁芯的两端由中心向两侧分别依次设置压紧环和卡簧，将多节式定子铁芯压紧定位。

所述转子组合体包括套设在转子主轴上的磁钢组合体，转子主轴的两端分别设有转子输出端轴套和转子尾部端轴套；所述的磁钢组合体为多节式结构，由多个单排磁钢组通过浮动轴承彼此连接而成，每一个单排磁钢组由10个磁钢均匀排列在圆周上构成。

所述单排磁钢组的10个磁钢中，包括8个标准磁钢和2个键槽磁钢；所述标准磁钢和键槽磁钢的两端分别在轴向上设有台阶，多个标准磁钢和键槽磁钢上的台阶组合成环形槽，相邻两个单排磁钢组之间的环形槽上设置径向压紧环；所述单排磁钢组的两端，还设有轴向压紧环。

所述输出端联接头包括本体，所述本体的一端设有管螺纹，用于与所述壳体连接，本体的中部设有注油孔，本体的另一端设有用于连接的螺纹孔组合；