Многополюсный магнитоэлектрический двигатель с дробными зубцовыми обмотками для электропривода погружных насосов

• Автор: Салах Ахмед Абдель Максуд Селим
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДНИЕ
1. Основные виды электрических погружных насосов (ЭПН) и двигателей для ЭПН и основы теории синхронных двигателей с дробной зубцовой обмоткой
1.1. Обзор и устройство существующих установок электроцентробежных насосов (УЭЦН)
1.2. Обзор и устройство существующих установок электровинтовых насосов (УЭВН)
1.3. Обзор существующих погружных электродвигателей и их сравнительная характеристика
1.3.1. Асинхронные двигатели погружных насосов
1.3.2. Вентильные двигатели с постоянными магнитами
1.4. Магнитоэлектрические синхронные двигатели с дробными зубцовыми обмотками
1.4.1. Особенности конструкции двигателя
1.4.2. Магнитодвижущие силы дробных зубцовых обмоток
1.4.3. Анализ магнитного поля в воздушном зазоре и электромагнитного
момента
Магнитное поле, электромагнитный момент и индуктивные параметры магнитоэлектрического двигателя погружного насоса с дробными зубцовыми обмотками
2.1. Математическая модель для исследования электромагнитного момента и индуктивных параметров
2.1.1. Метод конечных элементов
2.1.2. Принципа построения модели
2.2. Исследование влияния конструктивного исполнения ротора на магнитное поле и электромагнитный момент электродвигателя

2.2.1. Исследование влияния конструктивного исполнения ротора на магнитное поле и электромагнитный момент двигателя с радиально-ориентированными магнитами
2.2.2. Исследование влияния конструктивного исполнения ротора на магнитное поле и электромагнитный момент двигателя с тангенциально расположенными магнитами на магнитное поле и электромагнитный момент
2.3. Индуктивные параметры погружного магнитоэлектрического двигателя с дробными зубцовыми обмотками
2.3.1. Общий анализ индуктивных параметров
2.3.2. Продольные и поперечные индуктивности обмотки статора
2.3.2.1. Расчёт продольной и поперечной индуктивностей двигателя с тангенциально-ориентированными магнитами
2.3.2.2. Расчёт продольной и поперечной индуктивностей двигателя с радиально-ориентированными магнитами
3.3. Режимы работы магнитоэлектрического двигателя для погружных насосов
3.1. Математическая модель магнитоэлектрического двигателя как объекта векторного управленипя
3.1.1. Система дифференциальных уравнений двигателя с постоянными магнитами
3.1.2. Векторное управление магнитоэлектрическим двигателем
3.2. Режим работы при постоянстве электромагнитного момента
3.3. Работа магнитоэлектрического двигателя в установившемся режиме
3.4. Режим ослабления поля
3.5. Характеристики магнитоэлектрических двигателей
4. Исследование процесса пуска магнитоэлектрического двигателя
погружного насоса
4.1. Структурная схема электропривода (ЭП) с погружным электродвигателем и управление погружным электродвигателем
4.2. Структурные схемы и модели элементов электропривода погружного насоса
4.2.1. Структурная схема системы бездатчикового векторного управления магнитоэлектрическим двигателем
4.2.2. Инвертор
4.2.3. Широтно-импульсный модулятор регулятора тока
4.2.4. Структурная схема магнитоэлектрического двигателя
4.2.5. Структурная схема блока оценки частоты вращения ротора и угла положения ротора
4.2.6. Структурная схема блока задания тока, ШИМ регулятора тока и
инвертора
4.3. Результаты моделирования режима пуска магнитоэлектрических двигателей погружных насосов
4.3.1. Результаты моделирования двигателя с радиально-ориентированными магнитами
4.3.1.1. Результаты моделирования двигателя при частоте
вращения - 2000 об / мин
4.3.1.2. Результаты моделирования двигателя при повышенной частоте вращения - 2600 об / мин
4.3.2. Результаты моделирования двигателя с тангенциальноориентированными магнитами на роторе
4.3.2.1. Результаты моделирования двигателя при частоте
вращения - 2000 об / мин
4.3.2.2. Результаты моделирования двигателя при повышенной частоте
вращения - 2600 об / мин
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Продолжение табл
Тип электродвигателя Номинальная мощность, кВт Напряжение номинальное, В Номинальный ток, А КПД% Коэффициент мощности Длина, мм Масса, кг, ±0,5%
2ВЭДБТ21 -117В5 21 650 27,0 86,0 0,955 3175
2ВЭДБТ28-117В5 28 860 27,0 86,0 0,960 3935
2ВЭДБТ35-117В5 35 1080 27,0 86,5 0,960 4695
2ВЭДБТ42-117В5 42 1290 27,0 87,0 0,960 5455
2ВЭДБТ49-117В5 49 1510 27,0 87,5 0,960 6215
2ВЭДБТ56-117В5 56 1720 27,0 88,0 0,960 6975
2ВЭДБТ70-117В5 70 2150 27,0 89,0 0,9601 8455
1.4. Магнитоэлектрические синхронные двигатели с дробными зубцовыми обмотками
Для добычи нефти из скважин с осложненными условиями разработаны установки электровинтовых насосов с погружным электродвигателем (УЭВН) и винтовые насосы с поверхностным приводом (УВНП), Следует отметить, что винтовой насос может эффективно работать на низкой частоты (500-1000 об/мин). Существующие погружные двигатели не могут быть непосредственно использованы для привода винтовых насосов из-за высокой частоты вращения. Понижающие редукторы, которые делают работу всей системы более эффективной очень сложно применить в узких нефтяных скважин. Таким образом, создание и исследование погружного электродвигателя с низкой частотой вращения и высоким крутящим моментом является одной из важных задач в на-