專利名稱：稀土永磁直線抽油機電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種抽油機的驅動電機。
背景技術：
現有大部分的抽油機是利用地面上異形游梁式抽油機(俗稱牛頭泵)。這種抽油機的機架龐大、抽油桿很長，并且抽油效率不高。如果能直接從地下油層表面將地下幾千米的原油經輸油管直接輸送到地面上，就可以避免在地面上設置龐大的抽油機機架及很長的抽油桿，同時還能夠提高抽油效率，實現深井直接抽油的效果。
(三)實用新型內容本實用新型的目的是提供一種稀土永磁直線抽油機電動機，以解決直接從地下油層將地下幾千米的原油經輸油管直接輸送到地面上的問題。
本實用新型所述的稀土永磁直線抽油機電動機，包括定子和動子，其特征在于其動子是稀土永磁動子，所述采用高磁能積的稀土永磁動子，按徑向勵磁方式以條形磁鋼扇形切割組成圓盤形磁極，該圓盤形磁極外表面用電工鋼導磁環固緊，所述圓盤形磁極按中間用隔磁鋁盤隔開，逐個串聯套在空心軸外壁上；其定子是空心軸定子，所述空心軸定子包括不銹鋼內套筒、套置于不銹鋼內套筒外的若干組定子線圈和由硅鋼片疊成的定子鐵芯、套置于定子線圈與定子鐵芯外的定子殼體，不銹鋼內套筒與定子殼體之間的兩端為密封結構；空心軸定子與稀土永磁動子間有保證動子能自由滑動的氣隙，所述定子三相繞組線圈與變頻電源相聯接；所述電動機與抽油泵直接耦合，其空心軸定子的內孔一端與泵出油口相對接，另一端與抽油管對接，空心軸定子內孔直徑，必須滿足輸油管密合無漏。
如上所述的一種稀土永磁直線抽油機電動機，其中的稀土永磁動子的圓盤形磁極與導磁環的外層為鍍鋅或鍍鎳的防腐處理層。
本實用新型利用稀土永磁的強大磁場所產生的強大吸引力(自重的500倍)，充分利用其最大磁能積，與交流繞組產生的交變電磁場相互作用產生往復式直線運動，推動其動子，直接帶動抽油泵進行抽油。由于稀土永磁直線電動機功率密度大，體積小、重量輕、工作可靠、控制方便，適合在深井下工作，實現了地下深井直接抽油的目的。
圖1是本實用新型的圓盤形磁極結構示意圖。
圖2是本實用新型的動子結構示意圖。
圖3是本實用新型的定子軸同斷面結構示意圖。
圖4是本實用新型的動子與定子套裝后的結構示意圖。
圖5是本實用新型的直線電動機與抽油泵連接示意圖。
1-電工鋼導磁環、2-磁極、3-空心軸、4-隔磁鋁盤、5-軸套筒、6-定子殼體、7-定子線圈、8-定子鐵芯、9-不銹鋼套筒、10-定子墊圈。11-抽油泵、12-直線電動機、13-輸油管、14-電纜線、15-深井。
具體實施方式
本實用新型的結構可參見附圖。圖1中示出了圓盤形磁極結構，該磁極2由條形磁鋼塊依扇形紋線切割成扇形磁極塊。該磁極塊沿徑向充磁，然后組成圓盤形磁極，外表面用電工鋼導磁環1固緊，構成整體磁極。
圖2中示出了動子的結構，它由若干個圓盤形磁極2，中間用隔磁鋁盤4隔開，逐個串聯套在空心軸3上構成動子。所述隔磁鋁盤4套在軸套筒5上。
圖3示出了定子的結構，定子線圈7由盤形集中繞組構成，其間有定子鐵芯8間隔，其外套有定子墊圈10。定子鐵芯8由硅鋼片疊成裝入定子殼體。繞組和定子鐵芯8的內表面，由不銹鋼套筒9套置其中并且封住，不銹鋼套筒9兩端與定子殼體6密封，形成定子整體。其定子線圈分A、B、C三相，通以三相交流變頻電源。
圖4示出了電動機的動子與定子的結構，定子與動子間有氣隙，保證動子能自由滑動，定子邊ABC三相繞組中通以三相交流電(U、I)其頻率為f，產生三相交變電磁場，其合成磁場沿軸運動，速度為V，V＝60fLp米/分(LP為一對極有效長度)，該磁場直接與動子邊N、s磁極耦合成閉路，產生軸向磁拉力Fp，Kg帶動其動子作往復運動，成直線電動機。
整機由每對極串聯而成，其極對數P由抽油機所需的總拉力F總決定。整機總長度為L＝PLp，其外徑D外取決于深井15的井口直徑D井，使直線電動機12及其附件(輸油管13、電纜線14等)能自由放入井內(如圖5所示)。稀土永磁直線抽油泵電動機是稀土永磁直線電動機12與抽油泵11直接耦合，其空心軸內孔與泵出油口相對接，并與抽油管對接，如圖5所示。
抽油機的沖程Ls·米沖次為N次/分，則直線電動機的速度V必須滿足Ls·N米/分的需要，即V＝Ls·N＝60fLp米/分；直線電機電源頻率f＝Ls·N/60Lp。
為滿足動子始終在定子交流磁場范圍內工作，定子總長度L總必須是L+Ls＝L總，整機的輸入電功率為P1＝UICOSφ，輸出功率為P2＝KpF·v，其效率η＝P2/P1·Kp，功率系數COSφ為輸入邊功率因數。
本實用新型充分利用了空心軸定子殼體等作磁回路，徑拓撲有限元結曲形磁場分扦及優化設計，使整個磁路得到合理分配利用，獲得最大有效磁通及最小漏磁系數，整機達到高功率密度，最大輸出功率，最小體積與重量。
本電動機的動子部分是由徑向勵磁的扇形磁鋼塊組成圓盤徑向勵磁磁極，所產生的最大磁拉力與交流繞組產生的交變電磁場直接藕合，利用變頻電源，調節其頻率(f)來改變動子的速度(υ)與方向及拉力，直接帶動抽油泵進行抽油。
權利要求1.一種稀土永磁直線抽油機電動機，包括定子和動子，其特征在于其動子是稀土永磁動子，所述采用高磁能積的稀土永磁動子，按徑向勵磁方式以條形磁鋼扇形切割組成圓盤形磁極，該圓盤形磁極外表面用電工鋼導磁環固緊，所述圓盤形磁極按中間用隔磁鋁盤隔開，逐個串聯套在空心軸外壁上；其定子是空心軸定子，所述空心軸定子包括不銹鋼內套筒、套置于不銹鋼內套筒外的若干組定子線圈和由硅鋼片疊成的定子鐵芯、套置于定子線圈與定子鐵芯外的定子殼體，不銹鋼內套筒與定子殼體之間的兩端為密封結構；空心軸定子與稀土永磁動子間有保證動子能自由滑動的氣隙，所述定子三相繞組線圈與變頻電源相聯接；所述電動機與抽油泵直接耦合，其空心軸定子的內孔一端與泵出油口相對接，另一端與抽油管對接，空心軸定子內孔直徑，必須滿足輸油管密合無漏。
2.如權利要求1所述的一種稀土永磁直線抽油機電動機，其特征在于稀土永磁動子的圓盤形磁極與導磁環的外層為鍍鋅或鍍鎳的防腐處理層。
專利摘要一種稀土永磁直線抽油機電動機，采用高磁能積的稀土永磁動子，按徑向勵磁方式以條形磁鋼扇形切割組成圓盤形磁極，該圓盤形磁極外表面用電工鋼導磁環固緊，所述圓盤形磁極按中間用隔磁鋁盤隔開，逐個串聯套在空心軸外壁上；其定子是空心軸定子，包括不銹鋼內套筒、定子鐵芯和定子殼體，不銹鋼內套筒與定子殼體之間的兩端為密封結構。定子三相繞組線圈與變頻電源相聯接；所述電動機與抽油泵直接耦合，其空心軸定子的內孔一端與泵出油口相對接，另一端與抽油管對接，空心軸定子內孔直徑，必須滿足輸油管密合無漏。功率密度大，體積小、重量輕、工作可靠、控制方便，適合地下深井直接抽油。
文檔編號H02K1/27GK2932819SQ20062020054
公開日2007年8月8日 申請日期2006年6月21日 優先權日2006年6月21日
發明者蔣宗榮, 王英浩 申請人:王英浩, 蔣宗榮