[实用新型]一种大力矩永磁低转速直驱式抽油机电机

说明书

技术领域

本实用新型属于油井的抽油设备，具体说是一种用于直驱式抽油机中的大力矩永磁低转速电机。

背景技术

石油作为国民经济运行的主要能源已成为国家发展的命脉，而石油开采技术的提高成为我国解决能源危机的主要课题。目前，该行业采用的传统抽油机都需要利用减速器大速比减速，而大力矩齿轮减速箱的结构非常复杂，整机寿命短，重量大，设备维护成本高，无功损耗大，能量转换效率低。

为解决上述问题，现有技术已经提出一些解决办法，如国家知识产权局2006年12月20日，公开的CN2849221Y号实用新型专利，公开了一种“复式永磁电机抽油机”，它包括电机、机轴、机架、配重块、泵杆和控制装置，其特征在于所说的电机为复式永磁电机，在复式永磁电机转子的径向筒面绕有牵引用钢缆，钢缆一个绳端a连接抽油泵的泵杆，另一端b接一个配重箱，由电机转子往复运动带动泵杆上下提拉动作。但所述抽油机未公开电机的生产技术。

另外国家专利局2007年1月17日公开的CN2858941Y号实用新型专利，公开了一种“永磁盘面电机直接驱动式抽油机”，它包括电机、机座、配重块、泵杆和控制装置，其电机为双联式对称结构的永磁盘面电机，电机的定子和转子均为扁平的盘式结构，转子、定子相互平行并设有气隙，盘面垂直安装于转子的主轴上；该电机的主轴上设有绞筒，绞筒上设有绞绳，绞绳的一端连接泵杆，另一端连接配重块，由电机的主轴直接带动绞筒工作。所述抽油机电机去掉了减速箱等机械结构，从简化结构出发，缩短了传动链，提高了整机效率。但是，盘面电机的永磁磁钢沿盘面圆周分布，主磁场磁通为轴向，磁钢利用率较低，整机重量大，成本高，限制了推广。

实用新型内容

本实用新型一方面解决了传统抽油机由于结构复杂引起的整机工作可靠性低和设备维护成本高，以及现有技术中磁钢利用率低，整机重量大的问题；另一方面，解决了传统永磁电机绕组端部长，铜耗大，绝缘结构复杂，成本高的问题，提供了一种整机工作可靠性高和设备维护成本低的大力矩永磁低转速直驱式抽油机电机。

按照本实用新型提供的一种大力矩永磁低转速直驱式抽油机电机，包括永磁系统、电枢和气隙，所述永磁系统包括永磁极和永磁极极轭，所述电枢包括电枢铁心和电枢绕组，所述电枢绕组为多相对称集中绕组，每相绕组有k个线圈，每个线圈绕在电枢铁心的一个或两个齿上，电枢铁心的齿距t与永磁系统的永磁极的极距τ之间满足关系：

mkt＝(mk±c)τ/d，(式1)

其中，d取1或2；当d＝1时，2≤c≤0.15mk

               当d＝2时，1≤c≤0.15mk

式1中m＝3n，m为电机的相数，n选取自然数；所述电枢铁心的齿数Z＝mk；所述永磁极的极数2P＝(mk±c)/d，其中2P≥16，式1中的k、c、P选取自然数，将每一相绕组中的k个线圈分成c组下线，每组平均k/c个线圈，其中k≥6，各组内的相邻线圈反向串联，同一相的各组线圈再串联，构成多相对称集中绕组中的一相。

按照本实用新型提供的一种大力矩永磁低转速直驱式抽油机电机还具有如下附属技术特征：

所述永磁极形成的主磁场磁通为径向。

所述电枢绕组的有效长度占总长度的85％-95％。

所述气隙的大小δ与所述永磁极的磁体厚度h之间的关系为：2δ≤h≤7δ。

所述永磁极的极弧宽度b为15mm-80mm。

采用内转式结构，所述电枢与所述壳体相固定连接，共同构成电机的定子；所述永磁系统连接有转动输出轴，共同构成电机的转子。

采用外转式结构，包括支架和与所述支架相连接的固定轴，所述电枢固定在支架上，共同构成电机的定子，所述永磁极极轭即为电机的壳体，永磁系统为电机的转子。

所述固定轴为空心结构，其内设置有散热片。

所述永磁极极轭的外表面有凹槽。

采用的磁钢为外置式或内置式。

按照本实用新型提供的一种大力矩永磁低转速直驱式抽油机电机与现有技术相比具有如下优点：首先，本实用新型将齿距、极距以及齿数、极数之间按照上述公式进行设置，不仅大大减少了电机绕组端部的长度，节省了材料、降低了成本、简化了绝缘结构，还减小了电机的重量，提高了电机的效率，使电机在低转速运行时，更加平稳，能够达到万牛米以上的转矩，更好的满足大型低转速直驱式抽油机的需要；其次，按照本实用新型设计的电机，避免了磁钢利用率低的问题，大大提高了整机的工作效率，在机壳外径和工作条件一致的情况下，电机体积较小，重量较轻，效率较高，输出转矩较大。

附图说明