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电磁举升系统的基础研究

商进  
【摘要】:目前,在各种人工举升采油方法中,有杆抽油法仍居于首要地位。而在有杆抽油设备中,游梁式抽油机的应用最为广泛。但由于油梁式抽油机所用感应电机的负荷率低,同时还存在系统的传动链长、柔性差、在长冲程时体积和重量巨大、系统效率低等问题。针对这些问题,本文提出了以直接驱动为目的的电磁举升系统的研究方案。 本文首先介绍了直线电机的基本原理以及电磁举升系统的模型,并介绍了国内外直线电机电磁场的研究概况以及本文的研究任务和方向,然后从直线电机的电磁参数计算入手,讨论了结构和参数的选择对性能的影响,重点讨论了直线电机设计准则—品质因数的设计问题,得出不同性能要求对应不同的品质因数值,设计中要综合考虑。介绍了直线电机电磁场分析的研究方法—有限元法的基础知识,并在此基础上,利用有限元法计算直线电机的内部磁场,并得出此分析方法同样也适用于其它轴对称场的结论。在这之后,介绍了一种常用的有限元分析软件ANSYS,并用ANSYS 软件计算出直线电机的磁场。最后,根据电机学的知识,推导出了直线电机的数学模型,并在此基础上,设计了采用PLC 控制的电磁举升系统的控制部分。经过和传统游梁式抽油机系统的对比,进行了两个系统的效率分析,得出了新系统具有效率高的特点。


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