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《西南石油大学》 2009年
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矿场往复泵用大功率直线感应电机研究

于雷  
【摘要】: 现今在石油矿场的作业中往复泵的需求量越来越大,传统的往复泵在技术日益成熟的同时也存在很多的问题,如中间传动环节多,系统整体效率低;活塞速度变化大,排出压力不稳定;受动力端限制,难以实现长冲程、低冲次、大排量等。用直线电机驱动往复泵省去了中间传动机构,提高了整个往复泵系统的效率;通过控制直线电机闭环调速系统的精度来控制往复泵的压力波动,使往复泵系统的整体性能得到优化,能够实现不同工况下的特殊需求。使用直线电机驱动往复泵在石油矿场有广泛的应用前景。 本文根据石油矿场往复泵的技术要求设计了一台大功率圆筒型直线感应电机,在考虑到直线感应电机端部效应特点的基础上进行了电机的电磁设计,根据电磁计算的结果得到直线电机的机械特性曲线;通过改变相应的参数,计算了不同气隙下的起动推力值,得到起动推力随气隙长度变化的曲线及次级材料厚度对直线感应电动机起动推力的影响曲线。对圆筒型直线感应电机的气隙磁场进行了解析计算,应用有限元分析软件ANSYS对复合次级的涡流损耗进行了解析计算和有限元分析,得出了复合次级厚度对涡流损耗的影响效果,为实际工程中大功率直线感应电机的次级参数计算及温升计算提供了依据。 考虑到大功率直线感应电机的定子铁心较长,发热严重,对直线电机的定子温度场进行有限元分析具有非常重要的意义。本文建立了一台圆筒型直线感应电机定子温度场的有限元求解模型,在考虑到直线感应电机特殊的高转差工作状况下,应用有限元法分析计算了电机定子的稳态温度场,通过改变相关电机参数得出电机定子铜耗、机壳表面散热系数以及定子绕组浸渍质量对电机温度场分布的影响效果,分析这些因素对电机温度场的敏感性对指导电机设计具有重要的工程实际意义。
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM346

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