Низкоскоростной дугостаторный асинхронный двигатель для станков-качалок малодебитных нефтяных скважин

• Автор: Бурмакин, Артем Михайлович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 166 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Требования к низкоскоростному электродвигателю
станка-качалки
1.1 Режимы работы скважин
1.2 Непрерывный режим работы скважин
1.3 Циклический режим работы скважин
1.4 Основание для разработки низкоскоростного электродвигателя
1.5 Варианты низкоскоростного электропривода
Глава 2. Низкоскоростной дугостаторный асинхронный двигатель для
станков-качалок малодебитных скважин
2.1 Конструкция дугостаторного асинхронного двигателя
2.2 Основные параметры дугостаторного асинхронного двигателя для
станка-качалки СК
2.2.1 Исходные данные для проектирования
2.2.2 Основные размеры
2.3 Расчет магнитной цепи и сопротивлений обмотки статора ДАД
2.4 Варианты конструкции ротора и методы
электромагнитного расчета
Г лава 3. Электромагнитный расчет низкоскоростных дугостаторных
асинхронных двигателей
3.1 Переход от цилиндрической системы координат к
прямоугольной
3.2 Обоснование метода расчета
3.3 Расчет распределения бегущего электромагнитного поля по
высоте зазора, зубцовой зоны и ярма ротора
3.4 Расчет мощности бегущего электромагнитного поля и учет
поперечного краевого эффекта
3.5 Расчет продольного краевого эффекта
Г лава 4. Инженерный метод расчета характеристик
низкоскоростных ДАД

, *41
4.1 Обоснование необходимости инженерного метода
4.2 Схема замещения низкоскоростного ДАД с учетом продольного краевого эффекта
4.2.1 Расчет параметров схемы замещения для бегущего поля
4.2.2 Расчет параметров схемы замещения для учета продольного краевого эффекта
4.3 Расчет характеристик низкоскоростного ДАД
по схеме замещения
Глава 5. Практическое проектирование и расчет ДАД
5.1 Сравнение результатов расчета по квазитрехмерному методу и схеме замещения
5.2 Проектирование и расчет низкоскоростного ДАД для станка-качалки малодебитных скважин
5.3 Сравнение экспериментальных и расчетных характеристик ДАД для станка-качалки
Глава 6. Тепловой расчет ДАД
6.1 Процесс теплопередачи и температурное поле
6.2 Задачи и методы теплового расчёта электрических машин
6.3 Теплопередача дугостаторного асинхронного двигателя и его полная тепловая схема
6.4 Тепловой расчёт с использованием ЭВМ
6.5 Тепловой расчёт дугостаторного асинхронного двигателя
6.6 Предложения по улучшению охлаждения двигателя
Заключение
Библиографический список
Приложение 1. Листинг программы по расчету продольного краевого эффекта и определению сопротивления схемы замещения, учитывающего
влияние продольного краевого эффекта
Приложение 2. Программа по расчету толщинного эффекта ДАД
(основная часть)
Приложение 3. Листинг программы по тепловому расчету ДАД

ВВЕДЕНИЕ
Низкоскоростные многополюсные асинхронные двигатели малой мощности по массогабаритным и энергетическим показателям значительно уступают быстроходным машинам. Поэтому крупными сериями выпускаются только двигатели с малым числом полюсов на частоту вращения 3000, 1500, 1000 и 750 оборотов в минуту. Для таких машин накоплен большой практический опыт и рекомендации по выбору электромагнитных нагрузок, определению основных размеров, а также разработаны инженерные методы расчета рабочих и пусковых характеристик.
Из-за низких массогабаритных и энергетических показателей многополюсные асинхронные двигатели применяются сравнительно редко. Вместе с тем, в отдельных случаях применение низкоскоростных двигателей малой мощности оказывается вполне экономически оправданным. Одним из вариантов использования низкоскоростных многополюсных асинхронных двигателей является электропривод станков-качалок для добычи нефти из малодебитных скважин.
К малодебитным относят скважины, дающие приток жидкости менее 5 т/сутки. Добыча нефти из таких скважин осуществляется преимущественно станками-качалками с асинхронным нерегулируемым приводом. Для обеспечения оптимального режима отбора нефти требуется подбирать строго определенное количество качаний балансира, при котором производительность насоса близка к дебиту скважины. Существующая система электропривода не позволяет получать число качаний ниже четырёх в минуту. Следовательно, нельзя снизить производительность глубинного насоса до значения, необходимого для эксплуатации малодебитных скважин в непрерывном режиме. Поэтому в настоящее время малодебитные скважины вынуждены работать в циклическом режиме, когда откачка жидкости из скважины производится периодически.

Рис. 2.1 Схематичный вид станка-качалки:
1 - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - клиноременная передача;
4 - кривошипно-шатунный механизм; 5 - шкив; 6 - балансир; 7 - рама.