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高起动转矩盘式异步电动机的设计及分析

赵春祥  
【摘要】: 本课题通过对盘式电机的研究,设计了一台功率为22kW的盘式异步电动机,用它来取代37kW传统抽油机的配套异步电动机,并实现大起动转矩及较高的效率,解决目前抽油机的配套异步电动机“大马拉小车”的浪费现象,解决油井开采的电费成本居高不下的难题。因此该项目具有广阔的市场前景和良好的社会效益。本课题来源于沈阳工业大学通益科技有限公司。 本课题在系统的分析了油田用抽油机配套电机存在的问题,以及目前各种改造失败的基础上,提出用小功率的盘式异步电动机取代目前的大功率常规异步电动机,并对盘式电机的设计及工艺进行了详细论述。通过对齿槽配合的研究,选用了54-44的槽配合;在温升允许的前提下,通过分环计算,最终选取了合适的线负荷。在相同条件下,选用梨形槽、刀形槽及矩形槽,进行了对比,在比较中发现,矩形槽在满足起动转矩的前提下,效率较高。利用MATLAB软件编制了该电机的专用设计软件,并通过GUI的设计,使程序的通用性更强,结合沈阳工业大学通益科技有限公司前期的实验数据,对该电机的主要尺寸及具体参数进行了优化。优化结果表明,该22kW抽油机专用盘式异步电动机性能满足要求,并与目前油田用常规的37kW,Y系列电机比较,每小时可节能1kW。为了简化计算,将三维的盘式电机简化为二维等效模形,利用ansoft有限元软件,对该电机的磁场及动态性能进行了仿真,验证了该电机的可行性。最终对设计的样机进行了实验,并对样机的实验数据进行了具体分析。


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