油田用高起动转矩感应电机制造技术

油田用高起动转矩感应电机，属于Y系列感应电机领域，本发明专利技术为解决油田生产中采用大功率的感应电机来满足其高起动转矩的要求，存在大马拉小车的问题。本发明专利技术方案：电机定子的三相绕组分成Ⅰ、Ⅱ两部分，其具体分配原则为：若每极每相槽数为偶数，三相绕组的槽被均分成Ⅰ、Ⅱ两部分；若每极每相槽数为奇数，三相绕组的槽数被分成与Ⅰ、Ⅱ两部分，且Ⅱ部分的槽数比Ⅰ部分的槽数多1个；两种情况下均确保Ⅱ部分的槽中的绕组首尾相接；电机定子的三相绕组的线径确定原则：加大绕组线径Ac，以定子电密不大于6A/mm2为度；电机的铁芯长度确定原则：机壳尺寸保持不变，在机壳尺寸容许范围内选择最大值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于Y系列感应电机领域。
技术介绍
相比永磁电机，感应电机具有运行性能优异，结实耐用，可靠性高，调速范围广，控制装置简单，制造成本低等特点，能广泛适用于各工业生产环节。由于油田的特殊工作环境决定了特殊的负载条件，即要求电机拥有高起动转矩而在正常运行中能够低负荷运行并且具有节能的特点，在目前油田生产中所使用的感应电机如抽油机等场合，大多采用的方法是使用大功率电机以满足高起动转矩的要求，而在正常运行时不可避免的出现大功率电机带动较低负载时的情况，即常说的“大马拉小车”，因此会导致电机运行时效率过低。也有使用绕线式感性电机或将转子附加额外的电阻电路以提高电机起动性能，但其也存在内部结构复杂，维护不便，成本较高等缺点。此外还有通过在起动时和运行时改变接线的方式以达到变极或变功率运行，这样既能够达到起动性能优异又能够在正常运行时具备较高的效率，达到节能的目的，但是同样存在着结构复杂，操作与维护不便，成本较高等缺点。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决油田生产中采用大功率的感应电机来满足其高起动转矩的要求，存在大马拉小车的问题，提供了一种油田用高起动转矩感应电机。本专利技术所述油田用高起动转矩感应电机方案：电机定子的三相绕组分成Ⅰ、Ⅱ两部分，其具体分配原则为：若每极每相槽数为偶数，三相绕组的槽被均分成Ⅰ、Ⅱ两部分；若每极每相槽数为奇数，三相绕组的槽数被分成与Ⅰ、Ⅱ两部分，且Ⅱ部分的槽数比Ⅰ部分的槽数多1个；两种情况下均确保Ⅱ部分的槽中的绕组首尾相接；电机定子的三相绕组的线径确定原则：加大绕组线径Ac，以定子电密不大于6A/mm2为度；电机的铁芯长度确定原则：机壳尺寸保持不变，在机壳尺寸容许范围内选择最大值。所述感应电机为Y2系列感应电机。定子电密J按公式：获取，加大绕组线径Ac，则绕组电流I随之变化，绕组电流I为实测值。本专利技术的优点：本专利技术提出高起动转矩高效感应电机既具备感应电机运行性能优异可靠性高等特点，又能具备较大的起动转矩。以一台54槽的Y2-200-6 22KW感应电动机为例改为高起动转矩高效电机后起动转矩不低于Y280S-6 45KW电机的起动转矩，而起动过程结束后该电机又能以正常的22KW电机高效率运行，既满足了油田电机高起动转矩的要求在正常运行中又能以高效率带动低负载运行，实现小机座号输出大起动转矩的目的，解决了大马拉小车的问题，同时又能极大的降低生产制造成本。该电机转子采用常规的笼型转子，不需要特殊的复杂结构，制造工艺简单，维护方便，运行可靠。定子绕组变为特殊的连接型式但是不需要更多的出线，只有三根，不需要复杂的转换开关，不需要进行变级，极大简化电机结构和提高了电机的运行稳定性与工作可靠性，同时降低了成本，该例中电机成本降低了50％。本专利技术提出的高转矩高效感应电机运行可靠，成本较低，结构简单，性能优异，能够大大满足油田用电机的需求，该电机不仅在油田用电机领域有重要的意义，也同样适用于需要高起动转矩的场合当中。附图说明图1是油田用高起动转矩感应电机的结构示意图。图2是54槽的Y2-200-6 22KW感应电机改造后的绕组接线图。具体实施方式下面结合图1进行说明，本实施方式所述油田用高起动转矩感应电机，高起动转矩高效感应电机的结构组成与正常笼型感应电机一致如图1，主要分为两大部分即定子1与转子2，定子主要包括定子铁芯3与嵌放在定子铁芯中的定子绕组4，转子部分主要包括通过转轴相连的转子铁芯5和端环、笼条6以及用于通风冷却的风扇7。此外在定子外部还有对电机结构进行支撑保护的前后端盖8与机壳9和机座10。本实施方式是对现有Y2系列感应电机的改造，以满足其机座号不变的情况下，实现高起动转矩的功能，来适应油田工作环境。高起动转矩高效感应电机在Y2系列感应电机的基础上进行适当改造得到的，即采用同等规格的Y2系列感应电机的结构，不改变定转子冲片与机座机壳、转轴等结构，所作改进之处为以下三个方面：1、绕组布局：即改变定子绕组线圈中线径的大小与匝数以及定子绕组的连接形式，绕组具体改造方法为首先根据电机定子槽数确定电机每极每相槽数，式中q为每极每相槽数，Q为定子槽数，p为极对数，m为相数，根据计算出的每极每相槽数q的大小，将三相绕组分成Ⅰ、Ⅱ两部分，即q＝2时将绕组分为1个Ⅰ部分与1个Ⅱ部分，以A相绕组正向线圈为例，一号槽为第Ⅰ部分，二号槽为第Ⅱ部分；q＝3时分为1个Ⅰ部分和2个Ⅱ部分即一号槽为I部分，二、三号槽为Ⅱ部分；q＝4时分为2个Ⅰ部分和2个Ⅱ部分，即一、二号槽为第Ⅰ部分，三四号槽为第Ⅱ部分，以此类推，其余相绕组也按照类似规则划分即可将绕组划分为Ⅰ、Ⅱ两部分，绕组下线时按照正常顺序与原则下线即可，仅需要注意在第Ⅱ部分下线时保证Ⅱ部分绕组保证首尾相接即可。2、电机的铁芯长度确定原则：机壳尺寸保持不变，在机壳尺寸容许范围内选择最大值。3、增加定子绕组线径：在绕组设计中由于相较于未变绕组之前的电机来说，电流有所增加，适当增大绕组线径，以满足电流增大的要求。增大绕组绕径的原则以满足定子电密不大于6A/mm2为度。以一台54槽的Y2-200-6感应电机为例，制造时不更改定转子冲片，不变更其它各部件例如端盖轴承机壳机座等大小，仅变更定子绕组和铁芯叠片3、5厚度，即将定子绕组线径由1～1.12和1～1.18改为2～1.5和2～1.12，并联支路数由2变为3。此外适当增加铁芯长度，将铁芯长由185mm变为245mm。图2给出54槽的Y2-200-6感应电机改造后的绕组接线图，以A相为例，由于并联支路数为3，将A相分为三路。根据每极每相槽数，将A相绕组分成Ⅰ，Ⅱ两部分，即A1,A2,A3为Ⅰ部分，A4,A5,A6为II部分。各部分后面的数字代表槽号，若槽号有下划线标识(如10)表示反接，以A1部分为例，即1号槽中线圈与10号槽中的线圈反接，之后再与A4部分中各槽中线圈相接(A4部分中2、3号槽内线圈正接，与11、12号槽内线圈反接)。其它部分的绕组接法与此类接法一致。本文档来自技高网...

【技术保护点】
油田用高起动转矩感应电机，其特征在于，电机定子的三相绕组分成Ⅰ、II两部分，每相绕组的前半部分槽划分至Ⅰ部分，后半部分槽划分至II部分，其具体分配原则为：若每极每相槽数为偶数，三相绕组的槽被均分成Ⅰ、II两部分；若每极每相槽数为奇数，三相绕组的槽数被分成与Ⅰ、II两部分，且II部分的槽数比Ⅰ部分的槽数多1个；两种情况下均确保II部分的槽中的绕组首尾相接；电机定子的三相绕组的线径确定原则：加大绕组线径Ac，以定子电密不大于6A/mm2为度；电机的铁芯长度确定原则：机壳尺寸保持不变，在机壳尺寸容许范围内选择最大值。

【技术特征摘要】
1.油田用高起动转矩感应电机，其特征在于，电机定子的三相绕组分成Ⅰ、II两部分，每相绕组的前半部分槽划分至Ⅰ部分，后半部分槽划分至II部分，其具体分配原则为：若每极每相槽数为偶数，三相绕组的槽被均分成Ⅰ、II两部分；若每极每相槽数为奇数，三相绕组的槽数被分成与Ⅰ、II两部分，且II部分的槽数比Ⅰ部分的槽数多1个；两种情况下均确保II部分的槽中的绕组首尾相接；电机定子的三相绕组的线径确定原则：加大绕组线径Ac，以定子电密不大于6A/m...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢颖，蔡翔，单雪婷，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23