CN201091059Y - 一种井用永磁直线电机 - Google Patents

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Abstract

一种与地下采油采水泵配套的井用永磁直线电机，由动子部分和定子部分组成，动子部分由芯轴、动子铁芯、永磁体组成；定子部分主要由机壳、定子铁芯、定子线圈、端盖、导套、密封装置等部件组成。密封装置安装在电机端盖上，并与动子部分的芯轴构成机械动密封，防止原油、水、泥沙进入电机内部。导套与动子芯轴或动子铁芯构成磨擦敷，保证动子始终处于电机的中心部位，使电机动子与定子气隙保持均匀，本实用新型与现有产品相比，定子铁芯与动子铁芯之间气隙较小，使永磁体磁路具有较小的磁阻，从而能够在气隙中产生较大的磁密，在同样的定子线圈电流下产生的推力较大，降低了涡流损耗，提高了电机效率，提高了电机推力和电机可靠性。

Description

一种井用永磁直线电机
所属技术领域
本实用新型涉及一种电机，特别是一种与地下采油采水泵配套的井用永磁直线电机。
背景技术
目前，绝大多数抽油机产品基本结构还是游梁式，其动力设备是三相异步电动机，通过传动皮带带动减速器旋转，减速器带动曲柄连杆机构运动而使游梁上下摆动，从而带动抽油光杆移动，达到汲取原油的目的。这类抽油机属有杆式采油设备，即动力驱动部分在地上，抽油泵在地下，地面驱动部分通过抽油杆的往复运动将动力传给地下的抽油泵，在这个过程中，抽油杆与油管长期反复摩擦，抽油杆或油管磨损严重，尤其是对大多数斜侧井、水平井来说抽油杆和油管的磨损相当严重，据统计平均每3个月就要更换一次抽油杆或油管，每更换一次的作业费用达4～5万元。另外游梁式抽油机结构复杂，中间转换和传递环节较多，因而动力传递过程中损失较大，系统效率低。
根据现有抽油机的不足，最近人们试图将动力设备从井上移至井下，形成井用永磁直线电机抽油泵，将井用永磁直线电机直接与抽油泵连接在一起，实现直线往复运动，省去了约25吨重的地上装置，取消了长达几千米、重达几吨的抽油杆，彻底消除了抽油杆与油管的磨损问题。目前井用永磁直线电机抽油泵还处于试验探索阶段，其技术瓶颈在于本实用新型所述的井用永磁直线电机不过关。主要不足有：现有井用永磁直线电机的定子铁芯上有一个很厚的防护套(约2～6mm)，其目的是防止原油进入电机定子线圈内部，该防护套一般用铜制或不锈钢等非导磁材料制成，这对电机来说相当于增大了气隙。同时金属材料制成的防护套导电性能好，在电机工作时将会在该套上感应出较大的短路电流，使电机涡流损耗大、电机效率低、出力小、推力达不到要求，可靠性低。
发明内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种井用永磁直线电机(简称电机)。
本实用新型的技术解决方案是：井用永磁直线电机由动子部分和定子部分组成，动子部分由芯轴、动子铁芯、永磁体组成；定子部分主要由机壳、定子铁芯、定子线圈、端盖、导套、密封装置等部件组成。密封装置安装在电机端盖上，并与动子部分的芯轴构成机械动密封，防止原油、水、泥沙进入电机内部。导套与芯轴或动子铁芯构成磨擦敷，保证动子始终处于电机的中心部位，使电机动子与定子气隙保持均匀，由于导套与动子间隙很小，在电机制造时可以保证定子铁芯与动子铁芯之间气隙较小，使永磁体外磁路具有较小的磁阻，从而能够在气隙中产生较大的磁密，在同样的定子线圈电流下产生的推力较大。
本实用新型的主磁场磁力线路线是：由两个相对的永磁体N极出发，到所对应的动子铁芯，穿过电机气隙到定子铁芯，经过机壳到永磁体S极所对应的定子铁芯、气隙和动子铁芯后，到永磁体S极，再从永磁体S极到永磁体N极，形成闭合回路。。
本实用新型的原理是：当井下永磁直线电机通过电缆与地上的控制器接通电源时，电机定子线圈通入交流电，在电机气隙中形成一个沿轴向运动的磁场，该磁场与动子磁场耦合产生沿轴向的电磁力，该电磁力带动电机动子沿着磁场移动的方向移动，推动抽油泵或抽水泵工作，从而实现电能转变为机械能的目的。
井上部分的控制器将电网电压变换为电机所需要的工作电压，控制器用来控制电机启动、停机和电机换向，控制或调节电机的工作冲次，并对电机过载、欠载和短路等故障进行综合保护，以及显示电机运行参数。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：减小了电机气隙，使电机在目前永磁材料基础上能够产生较高的电机气隙磁密，使电机在小电流情况下能够产生足够的推力，满足抽油机的要求。由于取消了定子与动子之间的防护罩，消除了由此而产生的涡流损耗，提高了电机效率，提高了电机推力和电机可靠性。
附图说明
本实用新型结构对称，图1为本实用新型结构示意图的一部分，其中序号1是本实用新型的端盖部分，序号2为密封装置，序号3为导套，序号4为机壳、序号5为定子铁芯、序号6为定子线圈、序号7为芯轴，序号8为动子铁芯，序号9为永磁体。
具体实施方式
如图1所示，定子铁芯5与定子线圈6沿电机轴向交替分布，连接成为整体后装入机壳4内，使其成为一体，当电机工作时，定子线圈6所承受的轴向力，通过定子铁芯5传递给机壳4。动子铁芯8和永磁体9交替套在芯轴7上，动子铁芯8受到的电磁力传递给芯轴7，芯轴7推动或拉动泵体工作。沿电机轴向可分段布置多个导套3，其外圈与端盖1或机壳4紧密接触，其内圈与动子芯轴7或动子铁芯8构成摩擦敷。导套3起支撑、定位动子部分的作用。密封装置2的外圈与端盖1紧密连接，内圈与芯轴7或动子铁芯8形成机械动密封。端盖2与机壳3紧密连接。

Claims (1)

1.一种井用永磁直线电机，与井下泵体组成井下采油采水设备，其特征在于：井用永磁直线电机由动子部分和定子部分组成，动子部分由芯轴(7)、动子铁芯(8)和永磁体(9)组成；定子部分主要由端盖(1)、密封装置(2)、导套(3)、机壳(4)、定子铁芯(5)、定子线圈(6)部件组成；密封装置(2)的外圈与端盖(1)紧密连接，其内圈与芯轴(7)或动子铁芯(8)形成机械动密封，定子铁芯(5)与定子线圈(6)沿电机轴向交替分布，动子铁芯(8)和永磁体(9)交替套在芯轴(7)上，导套(3)外圈与端盖(1)或机壳(4)紧密接触，其内圈与动子芯轴(7)或动子铁芯(8)构成摩擦敷，端盖(2)与机壳(3)紧密连接。
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