[實用新型]一種井用永磁直線電機

無效

• 申請號: 200620175088.1
• 申請日: 2006-12-21
• 公開（公告）號: CN201091059Y
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 馬善振
• 申請（專利權）人: 馬善振
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種電機，特別是一種與地下采油采水泵配套的井用永磁直線電機。

背景技術

目前，絕大多數抽油機產品基本結構還是游梁式，其動力設備是三相異步電動機，通過傳動皮帶帶動減速器旋轉，減速器帶動曲柄連桿機構運動而使游梁上下擺動，從而帶動抽油光桿移動，達到汲取原油的目的。這類抽油機屬有桿式采油設備，即動力驅動部分在地上，抽油泵在地下，地面驅動部分通過抽油桿的往復運動將動力傳給地下的抽油泵，在這個過程中，抽油桿與油管長期反復摩擦，抽油桿或油管磨損嚴重，尤其是對大多數斜側井、水平井來說抽油桿和油管的磨損相當嚴重，據統計平均每3個月就要更換一次抽油桿或油管，每更換一次的作業費用達4～5萬元。另外游梁式抽油機結構復雜，中間轉換和傳遞環節較多，因而動力傳遞過程中損失較大，系統效率低。

根據現有抽油機的不足，最近人們試圖將動力設備從井上移至井下，形成井用永磁直線電機抽油泵，將井用永磁直線電機直接與抽油泵連接在一起，實現直線往復運動，省去了約25噸重的地上裝置，取消了長達幾千米、重達幾噸的抽油桿，徹底消除了抽油桿與油管的磨損問題。目前井用永磁直線電機抽油泵還處于試驗探索階段，其技術瓶頸在于本實用新型所述的井用永磁直線電機不過關。主要不足有：現有井用永磁直線電機的定子鐵芯上有一個很厚的防護套(約2～6mm)，其目的是防止原油進入電機定子線圈內部，該防護套一般用銅制或不銹鋼等非導磁材料制成，這對電機來說相當于增大了氣隙。同時金屬材料制成的防護套導電性能好，在電機工作時將會在該套上感應出較大的短路電流，使電機渦流損耗大、電機效率低、出力小、推力達不到要求，可靠性低。

發明內容

本實用新型的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種井用永磁直線電機(簡稱電機)。

本實用新型的技術解決方案是：井用永磁直線電機由動子部分和定子部分組成，動子部分由芯軸、動子鐵芯、永磁體組成；定子部分主要由機殼、定子鐵芯、定子線圈、端蓋、導套、密封裝置等部件組成。密封裝置安裝在電機端蓋上，并與動子部分的芯軸構成機械動密封，防止原油、水、泥沙進入電機內部。導套與芯軸或動子鐵芯構成磨擦敷，保證動子始終處于電機的中心部位，使電機動子與定子氣隙保持均勻，由于導套與動子間隙很小，在電機制造時可以保證定子鐵芯與動子鐵芯之間氣隙較小，使永磁體外磁路具有較小的磁阻，從而能夠在氣隙中產生較大的磁密，在同樣的定子線圈電流下產生的推力較大。

本實用新型的主磁場磁力線路線是：由兩個相對的永磁體N極出發，到所對應的動子鐵芯，穿過電機氣隙到定子鐵芯，經過機殼到永磁體S極所對應的定子鐵芯、氣隙和動子鐵芯后，到永磁體S極，再從永磁體S極到永磁體N極，形成閉合回路。。

本實用新型的原理是：當井下永磁直線電機通過電纜與地上的控制器接通電源時，電機定子線圈通入交流電，在電機氣隙中形成一個沿軸向運動的磁場，該磁場與動子磁場耦合產生沿軸向的電磁力，該電磁力帶動電機動子沿著磁場移動的方向移動，推動抽油泵或抽水泵工作，從而實現電能轉變為機械能的目的。

井上部分的控制器將電網電壓變換為電機所需要的工作電壓，控制器用來控制電機啟動、停機和電機換向，控制或調節電機的工作沖次，并對電機過載、欠載和短路等故障進行綜合保護，以及顯示電機運行參數。

本實用新型與現有技術相比的優點在于：減小了電機氣隙，使電機在目前永磁材料基礎上能夠產生較高的電機氣隙磁密，使電機在小電流情況下能夠產生足夠的推力，滿足抽油機的要求。由于取消了定子與動子之間的防護罩，消除了由此而產生的渦流損耗，提高了電機效率，提高了電機推力和電機可靠性。

附圖說明

本實用新型結構對稱，圖1為本實用新型結構示意圖的一部分，其中序號1是本實用新型的端蓋部分，序號2為密封裝置，序號3為導套，序號4為機殼、序號5為定子鐵芯、序號6為定子線圈、序號7為芯軸，序號8為動子鐵芯，序號9為永磁體。

具體實施方式

如圖1所示，定子鐵芯5與定子線圈6沿電機軸向交替分布，連接成為整體后裝入機殼4內，使其成為一體，當電機工作時，定子線圈6所承受的軸向力，通過定子鐵芯5傳遞給機殼4。動子鐵芯8和永磁體9交替套在芯軸7上，動子鐵芯8受到的電磁力傳遞給芯軸7，芯軸7推動或拉動泵體工作。沿電機軸向可分段布置多個導套3，其外圈與端蓋1或機殼4緊密接觸，其內圈與動子芯軸7或動子鐵芯8構成摩擦敷。導套3起支撐、定位動子部分的作用。密封裝置2的外圈與端蓋1緊密連接，內圈與芯軸7或動子鐵芯8形成機械動密封。端蓋2與機殼3緊密連接。