Разработка и исследование электропривода для нефтедобывающих насосов с погружным магнитоэлектрическим двигателем

• Автор: Окунеева, Надежда Анатольевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 204 с. : ил.

1. Современное состояние электропривода с погружными электродвигателями для нефтедобычи

1.1 Функции, выполняемые электроприводом в составе насосной установки

1.2 Виды установок погружных скважинных насосов

1.3 Условия работы электропривода

1.4 Требования, предъявляемые к погружным электродвигателям

1.5 Типы электродвигателей, применяющихся в составе электропривода погружных насосов

Выводы по главе

2. Вентильный электропривод

2.1 Функциональная схема вентильного электропривода '

2.2 Типы электрических машин, используемые в вентильном приводе

2.2.1 Индукторные машины с самовозбуждением

2.2.2 Одноименнополюсные индукторные машины с обмоткой возбуждения
2.2.3 Одноименнополюсные индукторные машины с постоянными магнитами
2.2.4 Магнитоэлектрические двигатели с возбуждением от постоянных магнитов
2.3 Типы магнитных систем магнитоэлектрических двигателей
2.4 Выбор материала постоянных магнитов для погружных электродвигателей
Выводы по главе
3. Математическая модель электромагнитных и тепловых процессов в вентильных двигателях на базе магнитоэлектрических двигателей

3.1 Цель и задачи анализа электромагнитных процессов
3.2 Выбор метода анализа электромагнитных процессов в магнитоэлектрических двигателях
3.3 Математическая модель электромагнитных процессов в магнитоэлектрических двигателях, выполненная на базе малоузловых схем замещения
3.4 Программная реализация математической модели электромагнитных процессов
3.5 Проверка адекватности разработанной математической модели электромагнитных процессов
3.6 Математическая модель тепловых процессов в магнитоэлектрических двигателях, выполненная на базе малоузловых схем замещения
Выводы по главе
4. Результаты расчетных исследований магнитных систем погружных магнитоэлектрических двигателей
4.1 Сравнительный анализ характеристик и показателей магнитоэлектрических двигателей на базе магнитных систем различной конфигурации
4.2 Оценка влияния входных геометрических параметров магнитных систем на выходные показатели магнитоэлектрических двигателей
4.2.1 Исследование влияния отдельных геометрических параметров конкретной магнитной системы на выходные показатели
4.2.2 Влияние способа намагничивания постоянных магнитов на выходные показатели
4.2.3 Влияние увеличения рабочего зазора при изменении способа крепления магнитов
4.2.4 Влияние дискретного скоса пазов на момент залипания, форму и величину линейной ЭДС

4.3 Результаты электромагнитного расчета погружного магнитоэлектрического двигателя
4.4 Результаты теплового расчета погружного магнитоэлектрического двигателя
4.5 Качественное сравнение погружных асинхронных и вентильных электроприводов
4.5.1 Энергетические показатели погружных асинхронных и магнитоэлектрических двигателей
4.5.2 Сопоставление возможностей по управлению погружными асинхронными и вентильными электроприводами
4.5.3 Экономический эффект при применении магнитоэлектрического двигателя в составе электропривода погружных насосов
4.6 Рекомендации для выбора размеров и электромагнитных параметров магнитных систем погружных магнитоэлектрических двигателей при применении в нефтедобывающем оборудовании
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Свойства материалов постоянных магнитов
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Эквивалентные схемы замещения
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Разработанные серии вентильных приводов с магнитоэлектрическими двигателями для центробежных и винтовых насосов
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Акты о внедрении

Высота и ширина окон под ПМ выбирается на 0,1-ьО,2 мм больше высоты и ширины магнитов, которые крепятся на клею, что является достаточным для собираемости конструкции и не приводит к появлению чрезмерных паразитных воздушных зазоров. Проводимость пути потока уменьшается, но это компенсируется высокими энергетическими свойствами магнитов.
Принимая во внимание большую длину погружного двигателя, ЭМ разбивается на секции, разделенные подшипниками скольжения, а в пределах секции — на отдельные модули, поворот которых на часть зубцового деления статора равнозначен скосу пазов. Секции выполняются в виде отдельных сборочных единиц, что упрощает сборку.
Следует отметить, что такому креплению магнитов свойственно наличие магнитопроводящих перемычек, приводящих к появлению контуров замыкания потока рассеяния, снижение доли которого в полном потоке является одной из задач при разработке магнитных систем МЭД.
Выбор типа магнитопровода ротора осуществляется с учетом требований, предъявляемых к ЭД рассматриваемого назначения, и ограничений на его конструктивные элементы. Несмотря на это, выбор его геометрических размеров и конфигурации элементов магнитной цепи обычно остается достаточно широким.
В результате проведенного анализа уже применяющихся на практике и новых перспективных вариантов магнитных систем были выявлены следующие рациональные конструкции (см. рис. 2.13 и рис. 2.14), представленные на примере эскизов четырехполюсных роторов, отличающиеся конфигурацией, расположением магнитов, а также способом их крепления [55-58].
По расположению осей намагничивания магнита представленные конструкции можно разделить на роторы следующих типов:
— звездообразного типа (рис. 2.13 а, б, рис 2.14 а, в, г, е);
— коллекторного типа (рис. 2.13 д, е);
— с промежуточным положением магнитов (рис. 2.13 в, г, рис. 2.14 б, д);