低噪声三相异步双速电动机制造技术

本发明专利技术公开了一种低噪声三相异步双速电动机，它具有噪声小、振动轻，电机技术改进简单的特点。它包括电机外壳、绕组电动机轴、定子和转子，转子固定在电动机轴上，72个定子槽在定子的内圆周上均匀分布，转子安装在定子内，定、转子的配合模式为72/64槽定、转子的配合模式。64个转子槽在转子的外周上均匀分布。与现有技术相比，本发明专利技术实测电磁噪声为75 dB（A），比现有技术可降低20 dB（A）左右，大大改善了作业环境，减小了噪声污染。本发明专利技术可以广泛用在油田抽油机以及其他机械设备上。

Low noise three-phase asynchronous double speed motor

The invention discloses a three-phase asynchronous double speed motor with low noise. The utility model has the advantages of small noise, light vibration, and simple technical improvement of the motor. It includes a motor casing, motor shaft, stator and rotor, the rotor is fixed on the motor shaft, 72 stator slots are evenly distributed in the inner circumference of the stator, the rotor mounted on the stator, the stator and rotor mode mode for the 72/64 slot of stator and rotor. The 64 rotor slots are evenly distributed on the periphery of the rotor. Compared with the prior art, the invention of electromagnetic noise measured is 75 dB (A), compared with the prior art can be reduced by 20 dB (A), greatly improve the working environment, reducing noise pollution. The invention can be widely used in oil field pumping units and other mechanical equipment.

【技术实现步骤摘要】
低噪声三相异步双速电动机
本专利技术涉及交流电动机
，确切地说，它是一种油田抽油机用低噪声三相异步双速电动机。
技术介绍
抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”。通过加压的办法使石油出井。当抽油机上冲程时，油管弹性收缩向上运动，带动机械解堵采油器向上运动，撞击滑套产生振动；同时，正向单流阀关闭，变径活塞总成封堵油。当抽油机下冲程时，油管弹性伸长向下运动，带动机械解堵采油器向下运动，撞击滑套产生振动；同时，反向单流阀部分关闭，变径活塞总成仍然封堵油套环形油道，使反向单流阀下方区域形成高压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一种反向的冲击力。井下油层的情况特别复杂，有富油井、贫油井之分，有稀油井、稠油井之别，采用恒速电动机会出现很多问题。如抛却这些不谈，就抽油机油泵本身而言，磨损后的活塞与衬套的间隙漏失等都是很难解决的问题，况且变化的地层因素如油中含砂、蜡、水、气等复杂情况也对每冲次抽出的油量有很大的影响。只有调速驱动才能达到最佳控制。双速三相异步电动机是抽油机专用的高效、节能、防盗三相异步电动机，它采用机电一体化设计方案，即在一个电机的壳体内制作出两个或三个不同功率等级的电动机，具有高滑差、高转矩、高效率、高功率因数的运行特点，这种电动机的运行功率与相应的原配套Y2系列电机运行功率相比：功率降低30%～40%；电动机的结构安装型式与原配套Y系列电动机相同，抽油机安装基础部分无需更改。图1是现有技术的定、转子截面示意图，72个定子槽在定子的内圆周上均匀分布；58个转子槽在转子的外圆周上均匀分布，电机轴，绕组。试验时发现，这种电动机在8极运转时声音是正常的，而在12极起动后会出现嗡嗡响的电磁噪声，安装到抽油机上后，在抽油作业过程中，电机在8极、740r/min时，工作正常，噪音低于70dB（A），在国家标准噪音允许范围之内。当电机转换为12极、480r/min工作状态时，噪音急剧增大，最大是可达105dB（A）。致使现场操作人员无法正常工作，甚至造成听力损害，同时也对环境造成严重噪音污染。其产生噪音的原因是：定子相带由异步电动机气隙磁密波作用在定子铁芯齿上的磁力有切向和径向两个分量。径向分量使定子铁芯产生的振动变形，是电磁噪声的主要来源。切向分量是与电磁转矩对应的反作用力，它使齿对其根部弯曲，并产生局部振动变形，这是电磁噪声的一个次要来源。分析异步电动机的电磁振动和噪声，主要是分析电机气隙的径向电磁力波和定子的径向（垂直于轴的方向）固有振动特性。由于磁极磁场并非完全按正弦规律分布，定子绕组内的感应电势不完全是正弦波，即：除了正弦波形的基波外还包含着一系列谐波，正常情况下，每极下磁密波对磁极中心线是对称的，磁密的空间谐波中只有奇次谐波，即：ν=1、3、5、7、9、…三相绕组的三次谐波合成磁势等于零，在对称的三相电机中，合成磁势不存在三次及三的倍数次谐波，即不存在3、9、15、…等次谐波。谐波磁场极对数ν=（6K1+1）P式中K1----系数K1=±1、±2、±3、±4…P-----电机极对数K1=+1对应7次谐波；K1=-1对应5次谐波；K1=+2对应13次谐波；K1=-2对应11次谐波；K1=+3对应19次谐波；K1=-3对应17次谐波；以此类推如图1所示，现有技术中定子槽数Q1=72；转子槽数Q2=58；谐波磁场极对数ν=（6K1+1）P式中K1----系数K1=±1、±2、±3、±4…P-----电机极对数K1=+1，P=6时ν=（6K1+1）P=+42；K1=-1，P=6时ν=（6K1+1）P=-30；K1=+2，P=6时ν=（6K1+1）P=+78；K1=-2，P=6时ν=（6K1+1）P=-66；K1=+3，P=6时ν=（6K1+1）P=+114；K1=-3，P=6时ν=（6K1+1）P=-102；K1=+4，P=6时ν=（6K1+1）P=+150；K1=-4，P=6时ν=（6K1+1）P=-138；K1=+5，P=6时ν=（6K1+1）P=+186；K1=-5，P=6时ν=（6K1+1）P=-174；……由此而得：ν=-30、+42、-66、+78、-102、+114、-138、+150、-174、+186…对极，其中定子齿谐波磁场极对数ν2=K1Q1+P=-66、+78、-138、+150（式中K1=±1、±2）由定子ν次谐波磁场感应产生的转子相带谐波磁场μ=K2Q2+ν由定子基波磁场感生的转子齿谐波磁场极对数μ2=K2Q2+PK2----系数K2=±1、±2、±3、±4…K2=+1，Q2=58，P=6时μ2=K2Q2+P=+64；K2=-1，Q2=58，P=6时μ2=K2Q2+P=-52；K2=+2，Q2=58，P=6时μ2=K2Q2+P=+122；K2=-2，Q2=58，P=6时μ2=K2Q2+P=-110；K2=+3，Q2=58，P=6时μ2=K2Q2+P=+180；K2=-3，Q2=58，P=6时μ2=K2Q2+P=-168；K2=+4，Q2=58，P=6时μ2=K2Q2+P=+238；K2=-4，Q2=58，P=6时μ2=K2Q2+P=-226；由此而得：μ2=-52、+64、-110、+122、-168、+180、-226、+238…ν与μ2相互作用产生的径向力波阶数n=μ2±ν定子一阶齿谐波-66对极与转子一阶齿谐波+64对极相互作用产生二阶力波，它是随时间和空间变化的径向力波，它作用在定子铁芯上，使铁芯产生随时间周期性变化的径向变形，引起振动、噪声。径向力波的阶次越低，铁芯弯曲变形的相邻二支点间的距离就越远，定子刚度越差，变形也越大。由于二阶力波的阶次低，因此对振动和噪声影响很大，对应阶次的铁芯固有频率近似与n²成正比，而变形量近似于n4成反比，因此高阶力波影响很小，幅值大的低阶力波是电磁噪声的主要根源。当径向力波的频率与对应该阶力波的铁芯固有频率相接近时，就会共振，共振会使振动和电磁噪声剧增。因此定转子的槽配合的选择非常重要，为避免定转子一阶齿谐波相互作用而产生的力波阶次n=0、1、2、3、4的情况，应避免∣Q1-Q2∣=2P、2P±1、2P±2、2P±3、2P±4、…本电机∣Q1-Q2∣=∣72-58∣=14=2P+2从上式可见，现有技术电磁噪声较大是由定转子槽数配合不当引起的。
技术实现思路
本专利技术是对现有技术的改进，其目的就是提供运行平稳、节能，特别是可以大幅度降低噪音的低噪声三相异步双速电动机。本专利技术的目的是这样实现的，低噪声三相异步双速电动机包括电机外壳、绕组、电动机轴、定子和转子，转子固定在电动机轴上，72个定子槽在定子的内圆周上均匀分布，转子安装在定子内，其特征在于：６４个转子槽在转子的外圆周上均匀分布。与现有技术相比，本专利技术实测电磁噪声为75dB（A），比72/58槽配合时降低20dB（A）左右，大大改善了作业环境，减小了噪声污染；另外，由于本专利技术在减小噪声的同时，还减小了震动，从而延长了其他零部件、机架使用寿命、降低了采油成本。附图说明图1是现有技术定子和转子的横截面示意图。图2是本专利技术定子和转子的横截面示意图。具体实施方式实施例1：本专利技术是将现有技术的72/58槽定、转子的配合模式，改变为72/64槽定、转子的配合模式，本领域技术人员均本文档来自技高网...

【技术保护点】
低噪声三相异步变速电动机，它包括电机外壳、绕组（6）电动机轴（3）、定子（5）和转子（4），转子（4）固定在电动机轴（3）上，72个定子槽（2）在定子（5）的内圆周上均匀分布，转子（4）安装在定子（5）内，其特征在于：定、转子的配合模式为72/64槽定、转子的配合模式。

【技术特征摘要】
1.低噪声三相异步变速电动机，它包括电机外壳、绕组（6）电动机轴（3）、定子（5）和转子（4），转子（4）固定在电动机轴（3）上，72个定子槽（2）在定子（5）的内圆周上均匀分布，转子（4）安...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴国军，任爱冬，原胜伟，李佳阳，
申请(专利权)人：沈阳海龙实业总公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21