CN2419729Y - 稀土永磁同步电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种超高效稀土永磁同步电动机,主要用于永磁体的同步电动机和油田抽油机专用电动机。其特征在于:定子铁心选用斜槽结构,转子磁钢槽采用T型结构,解决了空载损耗大,起动力矩不够大的问题,和在起动力矩大,负荷变化大,平均工作负荷很小的工作状况下的电动机节电问题。优点在于:大大提高了磁钢的利用率与每极下的磁通量。并且可以利用并联、串联磁钢匹配,进行优化设计。与现有技术相比漏磁小、磁通量大,可以获得单位磁钢的最大利用率,提高了电机的力能指标和最大输出功率。
Description
本实用新型涉及电动机领域，是一种超高效稀土永磁同步电动机，主要用于永磁体的同步电动机和油田抽油机专用电动机，其组成包括定子、转子。
目前，油田现有抽油机所使用的电动机均为Y系列异步电动机和高滑差电动机。Y系列异步电动机有结构简单、工作性能可靠、价格低廉等优点。但是由于油田用的抽油机，其负荷变化很大，上抽时的最大负荷可达额定的3～4倍，而下冲时负荷很小，甚至出现发电机状态。而经常工作用的平均负荷仅为额定负荷的25％左右。因此，异步机在工作时效率与功率因数很低，一般在0.2～0.4左右，耗电大，并且要选用大功率电动机，而工作在1/4负荷，形成大马拉小车，增大了设备容量及设备费用。由于功率因数太低，造成电流过大，使电网损耗及变压器容量过大，为了减少无功损耗，常用工业电容进行补偿，增加了设备费用；而高滑差电机及微控调速电机，因效率不高，费用过大，实际在油田使用意义不大；我们过去研制的，已公布的90204588.1和97228739.6号专利所提出的稀土永磁同步电动机，在转子边鼠笼的内侧镶入磁钢，改变原来靠定子边绕组的励磁电流励磁为转子边永磁磁场励磁，改异步电机为同步电机，达到大量减少励磁电流及转子边的铜、铁损耗，大幅度提高功率因数(增加30％)和效率(增加5～9％)，降低了电机的温升(下降40℃)。虽然能解决功率因数过低的问题，但其空载损耗大，起动力矩不够大，往往出现起动困难节电率不高的现象。
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出了一种超高效稀土永磁同步电动机，由于改变了转子磁钢槽的结构，改变了定子铁心的结构，并采用了高导磁、低损耗硅钢片和高磁能积、高矫顽力钕铁硼材料。解决了空载损耗大，起动力矩不够大的问题，和在起动力矩大，负荷变化大，平均工作负荷很小的工作状况下的电动机节电问题。
本实用新型超高效稀土永磁同步电动机，由定子与转子两部分组成，定子部分包括：机壳(1)、定子铁心(2)、定子绕组(3)、空气隙(4)、转子部分包括：转子铁心(5)、转子起动笼槽(6)、转子磁钢槽(7)、磁钢切向部分(8)、磁钢纵向部分(9)、转子轴(10)；其特征在于：定子铁心(2)选用斜槽结构，定子部分通过三相定子绕组，产生旋转磁场，吸引转子小磁场，牵入同步后，转子以同步速运行，改善电极的启动效能；转子磁钢槽(7)采用T型结构，横槽长于纵槽，对称分布于转子轴(10)的外侧。每个磁钢槽放置三块磁钢，切向(8)一块，为切向励磁称分布于转子轴(10)的外侧。每个磁钢槽放置三块磁钢，切向(8)一块，为切向励磁且为并联磁路。纵向(9)两块磁钢，对称相隔分布在槽的两端为径向励磁，串联磁路形成复合磁路。由于此复合励磁磁路无隔离槽，故漏磁小，大大提高了磁钢的利用率与每极下的磁通量，并且可以利用并联、串联磁钢匹配，进行优化设计。
斜槽结构的定子铁心(2)采用高导磁、低损耗硅钢片叠压而成。
磁钢选用高磁能积、高矫顽力钕铁硼(NdFeB33SH以上)。工作温度不低于150℃，表面用镀彩锌保护；
在电机外壳上设计了轴承注油孔，可直接加入润滑油，使用维修方便。
附图说明：图1：实施例电动机结构示意图图2：定子斜槽示意图图3：轴承注油孔示意图
1-机壳 2-定子铁心 3-定子绕组 4-空气隙 5-转子铁心 6-转子起动笼槽7-转子 T型磁钢槽 8-磁钢切向部分 9-磁钢纵向部分 10-转子轴11-切向磁路 12-径向磁路 13-磁性槽楔 14-机座 15-机座脚 16-接线盒17-引线孔 18-轴承注油孔
本实用新型将结合实施例(附图)作进一步描述：本实施例提供的超高效稀土永磁同步电动机，针对抽油机的特点，在原有稀土永磁高效节能同步电动机(专利号：97228739.6)的基础上作了大量的改进，性能有很大提高。机壳(1)采用我国应用最广的Y系列异步电动机的型谱、机座号和安装尺寸，但不采用开启式。为此，能直接代替异步电动机；定子铁心(2)选用斜槽结构，并用高导磁、低损耗硅钢片叠压而成，也可用直槽加磁性糟楔，三相绕组Y连接；转子铁心选用高导磁、低损耗硅钢片叠压而成。起动笼采用深槽或直槽，铸铝截面积大于原鼠笼槽；磁钢槽位于起动笼内侧，采用T形结构，横槽长于纵槽，宜选用多级，闭口式；磁钢选用高磁能积、高矫顽力钕铁硼(NdFeB33SH以上)。工作温度不低于150℃，表面用镀彩锌保护；磁钢插入磁钢槽有专用工艺，保证磁性正确，端面用环氧胶灌封；接线盒选用全密封插入锁紧式，便于更换；轴承选用高精度油封轴承，有注油孔在机壳外，可直接加入润滑油，不必停机加油，便于使用。
本实用新型相比现有技术的优点在于：由于磁钢槽采用T型结构，定子铁心采选用斜槽结构，大大提高了磁钢的利用率与每极下的磁通量。并且可以利用并联、串联磁钢匹配，进行优化设计。与现有技术相比漏磁小、磁通量大，可以获得单位磁钢的最大利用率，提高了电机的力能指标和最大输出功率。
在冀东油田、大港油田实际使用时测定，节电率达到20％～40％，提高功率因数达40％～80％，解决了大马拉小车问题，节省了抽油成本及设备费用，具体数据如下：
注：1、超高效稀土永磁同步电动机：指本实用新型提出的超高效稀土永磁同步电动机。2、稀土永磁同步电动机：97228739.6提出的同步电动机
| 超高效稀土永磁同步电动机 | 异步电动机 | 稀土永磁高效电动机 | |
| 电 压 | 380 | 380 | 380 |
| 额定功率 | 18.5KW | 18.5KW | 18.5KW |
| 转 速 | 750转/分 | 730转/分 | 750转/分 |
| 空载电流 | 2.5A | 19.59A | 12.5A |
| 空载损耗 | 320W | 1239W | 2848W |
| 额定效率 | 96.2％ | 89.5％ | 94.5％ |
| 功率因数 | 0.94 | 0.76 | 0.96 |
超高效稀土永磁同步电动机在抽油机上应用
由上述表格可以看出：本实用新型相比现有技术具有以下优点：1、节电20％以上；2、效率高：在0.94％～0.97％；3、比率因数高：0.95％～0.99％；4、空载损耗小，仅为额定值的2％～3％；5、启动力矩大，过载能力强。达3倍以上。
| 可适用抽油机型号 | CYJ-12-4.2-73HB | CYJ-10-37HB | CYJ-10-3012 |
| 原配电机 | Y280M-8 55KW | Y250S-6 37KW | Y250M-8 30KW |
| 节电率 | 42.2％ | 27.5％ | 26.2％ |
Claims (7)
1、一种稀土永磁同步电动机，由定子与转子两部分组成，定子部分包括：机壳(1)、定子铁心(2)、定子绕组(3)、空气隙(4)、转子部分包括：转子铁心(5)、转子起动笼槽(6)、转子磁钢槽(7)、磁钢切向部分(8)、磁钢纵向部分(9)、转子轴(10)；其特征在于：转子磁钢槽(7)采用T型结构。
2、如权利要求1所述的稀土永磁同步电动机，其特征在于：定子铁心(2)选用斜槽结构。
3、如权利要求1所述的稀土永磁同步电动机，其特征在于：转子磁钢槽(7)的T型结构，可以设计为横槽长于纵槽，并对称分布于转子轴(10)的外侧。
4、如权利要求1或3所述的稀土永磁同步电动机，其特征在于：置入T型磁钢槽中的磁钢，可以设计成三块，切向(8)一块，纵向(9)两块磁钢，对称相隔分布在槽的两端为径向励磁。
5、如权利要求2所述的稀土永磁同步电动机，其特征在于：斜槽结构的定子铁心(2)采用高导磁、低损耗硅钢片叠压而成。
6、如权利要求1或2或3所述的稀土永磁同步电动机，其特征在于：磁钢选用高磁能积、高矫顽力钕铁硼(NdFeB33SH以上)，工作温度不低于150℃，表面用镀彩锌保护。
7、如权利要1所述的稀土永磁同步电动机，其特征在于：在电机外壳上设计轴承注油孔(18)。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103337922A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-10-02 | 信质电机股份有限公司 | 用于同步电动机的转子结构以及一种具有该转子结构的异步起动永磁同步电动机 |
| CN102246399B (zh) * | 2008-12-15 | 2014-04-09 | 株式会社东芝 | 永磁式旋转电机 |
| CN106712341A (zh) * | 2015-08-03 | 2017-05-24 | 江苏华源防爆电机有限公司 | 一种隔爆型自起动永磁同步电动机 |
| CN114345545A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-15 | 大连交通大学 | 基于旋转磁场的磁性粒子动态磁泳分离装置和方法 |
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2000
- 2000-03-13 CN CN 00226188 patent/CN2419729Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN114345545A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-15 | 大连交通大学 | 基于旋转磁场的磁性粒子动态磁泳分离装置和方法 |
| CN114345545B (zh) * | 2021-12-09 | 2024-03-12 | 大连交通大学 | 基于旋转磁场的磁性粒子动态磁泳分离装置和方法 |
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