[发明专利]混合型复式三维永磁抽油机电机

说明书

【技术领域】本发明涉及永磁电机技术领域，是现有复式三维永磁电机改进，用于油田抽油机，也可用于扭矩大于100kNm货运电梯与矿山运输机，一种混合型复式三维永磁抽油机电机。

【背景技术】浙江大学发明《复式永磁电机》200510129371.0、《永磁盘面电机》200510129370.6、《永磁盘面电机连杆驱动抽油机》200510061833公开的是采用多极数、低频永磁电机取代传统三相异步电机加减速器，在油田抽油机应用中取得60％极高的节电效果。其存在问题是：

(一)复式三维永磁电机由于其极对数多达20以上、频率低、扭矩大导致外型尺寸较常规永磁电机大得多，如N＝11.5kW、p＝24、f＝5Hz时；筒型转子外径为φ1200mm(*)，因此在应用于扭矩100kNm以上的货运电梯或矿山运输机时，筒型转子外径将很大而增加制造难度；

(二)复式三维永磁电机就自身的效率来说，与一般的永磁电机相比并没有优势，相反还有所下降，如当N＝11.5kW、磁极对数p＝24、频率f＝5Hz、输出n2＝12.5rpm时，效率η＝0.76(*)；

(三)由于复式三维永磁电机通常是直接受很大负载，因而要求构件具有高强度与高刚度。

(*)见于浙江大学2008博士论文：《复式永磁电机的试验研究与工程应用》

【发明内容】本发明目的提出一种外型尺寸小、承载能力大、制造成本低、效率高、重量轻的混合型复式三维永磁抽油机电机，用于油田抽油机，也可用于大扭矩货运电梯与矿山运输机。

具体实施技术方案如下：一种混合型复式永磁抽油机电机，包括基座、绞筒及装在绞筒内的复式永磁电机部件，复式永磁电机部件包括主轴、筒型定子、盘型定子、筒型转子、筒转子磁钢、盘型转子、盘转子磁钢及电源线，主轴两端固定在基座两侧孔中，筒型转子两端面上联接盘型转子，二盘型转子分别用轴承支承在主轴的两侧，复式永磁电机部件的两侧联接二相同准行星部件，理论上将行星架固定的行星传动称为准行星传动，包括太阳轮、准行星轮、准行星架及内齿圈，其中太阳轮联接在盘型转子中心凸缘外圆上，内齿圈内侧端面与绞筒端面联接、外侧端面联接圆端盖，圆端盖用轴承支承准行星架轴颈上，准行星架固定在主轴上。

【有益效果】本发明比之浙江大学发明《复式永磁电机》200510129371其创造性在于：外型尺寸小、承载能力大、效率高、重量轻节省金属材料、寿命长、制造成本低。现以计算例来证明：

抽油机WCYJW16-8-13.4配用电机XXX35-13.4：电机额定功率N＝35kW、磁极对数p＝24、频率f＝10Hz、输出n₂＝25rpm、额定输出扭矩T₂＝13400(Nm)，转子外径φ1500mm，绞筒直径φ600mm。改进后电机的参数：

《计算1.》电机额定功率N＝35kW、磁极对数p＝8、频率f＝13.33Hz、输出n₂＝25rpm、电机额定输出扭矩T＝3342(Nm)，电机两侧联接二相同准行星部件：太阳轮Za＝21、准行星轮Zc＝31、内齿圈Zb＝83，模数m＝6.0，减速比i≈4，齿宽b＝22。

计算条件：工况系数Ka＝1.5、许用接触、弯曲安全系数S_HP＝1.2、S_FP＝1.5。计算结果：

内齿圈d_b＝498mm，接触安全系数S_H＝1.27、1.38＞S_HP，弯曲安全系数S_F＝3.0、1.94＞S_FP。

《计算2.》当应用于大扭矩货运电梯与矿山运输机：额定功率N＝350kW、磁极对数p＝24、频率f＝10Hz、输出n₂＝25rpm、电机额定输出扭矩T₂＝134000(Nm)时，改进后电机的参数：

电机额定功率N＝350kW、磁极对数p＝8、频率f＝13.33Hz、输出n₂＝25rpm、电机额定输出扭矩T＝33420(Nm)，电机两侧联接二相同准行星部件：太阳轮Za＝21、准行星轮Zc＝31、内齿圈Zb＝83，模数m＝12.0，减速比i≈4，齿宽b＝55。计算条件：工况系数Ka＝1.5、许用接触、弯曲安全系数S_HP＝1.2、S_FP＝1.5。计算结果：