一種大推力圓筒型直線電機定子的絕緣結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大推力圓筒型直線電機定子的絕緣結(jié)構(gòu)，所述定子包括硅鋼片及繞組，硅鋼片與繞組間隔排列并通過上端環(huán)、下端環(huán)固裝在定子殼上，其特征在于：所述定子由繞組與硅鋼片間隔固裝而成，定子的每一繞組與定子殼之間均外套有一外絕緣，每一繞組內(nèi)套有一內(nèi)絕緣，相鄰的繞組之間通過絕緣層固裝硅鋼片。本實用新型在相鄰硅鋼片之間的繞組上內(nèi)壁安裝有絕緣層，可有效保持密封隔離、軸向定位。
【專利說明】一種大推力圓筒型直線電機定子的絕緣結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電機領(lǐng)域，涉及直線電機，尤其是一種大推力圓筒型直線電機定子的絕緣結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景
[0002]目前，在我國的大部分油田，采油設(shè)備的能耗已占油田總能耗的1/3左右，出現(xiàn)了高能耗、低產(chǎn)出的現(xiàn)象，電費支出驚人。原因是油田抽油機負載是獨具特點的時變負載，有動靜負載特性之分。抽油機運行的啟動初始狀態(tài)包括抽油機光桿運動克服的各接觸面的靜摩擦力、平衡快的儲能等，這要求拖動電機的啟動力矩是抽油機實際負載力矩的3-4倍，甚至更大，而啟動力矩是抽油機選配電機的重要依據(jù)。
[0003]目前油田用電動機的節(jié)能方法主要有兩個:一是通過改變電源或進行結(jié)構(gòu)設(shè)計上的改進來改變油田用電機的外機械特性，從而改變電機與抽油機的系統(tǒng)配合，提高系統(tǒng)效率，達到節(jié)能的目的；二是通過提高電動機的負荷率、功率因數(shù)提高電機本身的效率來實現(xiàn)節(jié)能。此外，通過對抽油機加裝超越離合器、為游梁式抽油機配置彈簧等方法實現(xiàn)節(jié)能。目前主要采用高轉(zhuǎn)差(或超高轉(zhuǎn)差)電動機、可控硅調(diào)壓、變頻調(diào)速電動機、永磁同步電機、大起動力矩多速電動機等。此外，在采用繞線式異步電機、Y/△轉(zhuǎn)換電動機、節(jié)能蓄能器等實現(xiàn)節(jié)能方面也做了大量的研究工作。
[0004]實測結(jié)果表明，在我國超高轉(zhuǎn)差電機節(jié)電只在輕載30%以下負載時有節(jié)電效果，因為超高轉(zhuǎn)差電機的節(jié)電，首先對象必須是振動載荷比較大的井(在美國超高轉(zhuǎn)差電機節(jié)電率20%，因為其油井的振動載荷慣性載荷都較大)，其次，電機的轉(zhuǎn)差率要適度，不可過高。而近些年采油工藝的發(fā)展日趨大沖程、低沖次，這種工藝本身就最大限度的減少慣性載荷和振動載荷?，F(xiàn)在油井的沖次已降到4-6次，超高轉(zhuǎn)差電機的應(yīng)用范圍大大減少?？煽毓枵{(diào)壓減少了鐵損耗和無功電流`損耗，但由此而產(chǎn)生的高次諧波不僅給電網(wǎng)帶來污染，而且降低了電機的使用壽命。
[0005]我國常用的機械采油系統(tǒng)有桿式泵系統(tǒng)、潛油電泵系統(tǒng)、水力活塞泵系統(tǒng)、螺桿泵系統(tǒng)及氣舉系統(tǒng)，而應(yīng)用最廣泛的是桿式泵系統(tǒng)。世界上80%以上都是桿式抽油泵系統(tǒng)，而又以游梁式居多，因其以結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格低廉為優(yōu)勢。但游梁式抽油機由于傳動部件多、機械損耗大而降低了系統(tǒng)效率。
[0006]以上提到的努力都是在原有的游梁式抽油機的基礎(chǔ)上實施的改良。因而，這些方法不能擺脫其固有的缺點。這些損耗都是由電機的轉(zhuǎn)動變成上下往復(fù)運動造成的。而近年來飛速發(fā)展的直線式電機正是克服這一缺點的重要動力設(shè)備，這是一種直接將電能轉(zhuǎn)換成直線運動的電機，中間無需轉(zhuǎn)換機構(gòu)。
[0007]現(xiàn)有的直線電磁抽油機的總體結(jié)構(gòu)由機架、橫梁、平衡重物、滾輪、鋼絲繩、大推力直線電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)等幾部分組成，在該系統(tǒng)中仍然利用平衡重物的升降來改變位能在系統(tǒng)內(nèi)部的分配以實現(xiàn)平衡，從而使直線電機在上、下沖程里的推力幅值的變化幅度減小，也就是通過選擇適當(dāng)?shù)钠胶庵厥钩橛蜅U自重升降所消耗的能量減少到最小值，這樣就提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。此外，針對目前世界上大量使用的游梁式抽油機，也可以在原有的基礎(chǔ)上進行改造，即采用直線電機進行驅(qū)動，而保留原來的旋轉(zhuǎn)平衡方式和游梁、驢頭等機構(gòu)。用電磁力直線驅(qū)動抽油桿柱上下往復(fù)運動的電磁抽油機，不需旋轉(zhuǎn)電機、減速器和四連桿機構(gòu)等。這種電磁抽油機具有結(jié)構(gòu)更簡單、效率較高、成本更低等優(yōu)良特性，其仍在井上安裝。
[0008]此外，稀土永磁直線同步電動機起動較為困難，在工作中將被置于井下，其工作環(huán)境較為惡劣，其密封和防爆等需要解決；另外，井下的工作環(huán)境溫度大約100°c，所以設(shè)計的電機必須符合這樣的工作環(huán)境，以保證系統(tǒng)的可靠運行；井下空間非常有限，在設(shè)計中電機本身的尺寸要小，有效提高電機單位體積的功率密度，將使得從而使其用于井下工作成為可能。
[0009]通過檢索，尚未發(fā)現(xiàn)與本實用新型申請相同或者相近的的公開專利文獻。
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種設(shè)計巧妙、結(jié)構(gòu)合理、啟動力大、運行可靠的大推力圓筒型直線電機定子的絕緣結(jié)構(gòu)。
[0011]本實用新型實現(xiàn)目的的技術(shù)方案是:
[0012]一種大推力圓筒型直線電機定子的絕緣結(jié)構(gòu)，所述定子包括硅鋼片及繞組，硅鋼片與繞組間隔排列并通過上端環(huán)、下端環(huán)固裝在定子殼上，其特征在于:所述定子由繞組與硅鋼片間隔固裝而成，定子的每一繞組與定子殼之間均外套有一外絕緣，每一繞組內(nèi)套有一內(nèi)絕緣，相鄰的繞組之間通過絕緣層固裝硅鋼片。
[0013]而且，所述定子的繞組及硅鋼片與動子的永磁體及導(dǎo)磁環(huán)相對應(yīng)設(shè)置，三個繞組構(gòu)成一節(jié)電樞，三個單節(jié)電樞構(gòu)成一電機組，每個電機組的娃鋼片之間同軸安裝有一軸承座，該軸承座的兩側(cè)固裝有絕緣墊板，軸承座同軸內(nèi)套有一直線軸承。
[0014]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0015]1、本實用新型的定子由繞組與硅鋼片間隔固裝而成，并與動子的動磁式結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，三個單節(jié)電樞構(gòu)成一電機組，定子的每節(jié)電樞之間采用鋼帶進行軸向固定，使得硅鋼片之間的間隙固定、定子軛磁密減小，減少發(fā)熱，同時有利于電機軸向尺寸的穩(wěn)定。
[0016]2、本實用新型的定子與動子相對應(yīng)準確設(shè)置，以電機組為一節(jié)點，并與動子的永磁體相對應(yīng)，如在軸向上有偏差，則用動子的調(diào)整環(huán)予以補償。
[0017]3、本實用新型在相鄰硅鋼片之間的繞組上內(nèi)壁安裝有絕緣層，可有效保持密封隔離，軸向定位。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的直線電機的結(jié)構(gòu)剖視主視圖；
[0019]圖2為圖1的定子的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0020]圖3為圖2的A部結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實施例
[0021]下面結(jié)合附圖、通過具體實施例對本實用新型進行進一步詳述。需要說明的是，本實施例是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。
[0022]一種大推力圓筒型直線電機定子的絕緣結(jié)構(gòu)，所涉及的直線電機包括定子殼3、底端堵1、橡膠頂頭2，定子殼一端同軸固裝底端堵，在定子殼內(nèi)的底端堵上同軸固裝橡膠頂頭，在定子殼內(nèi)同軸固裝定子，在定子內(nèi)腔同軸滑動安裝動子7。所述定子包括硅鋼片6及繞組5，硅鋼片與繞組間隔排列并通過上端環(huán)4、下端環(huán)9固裝在定子殼上。
[0023]本實用新型的創(chuàng)新點在于:
[0024]定子由繞組與硅鋼片間隔固裝而成，參見圖2、3，繞組及硅鋼片與動子的永磁體及導(dǎo)磁環(huán)相對應(yīng)設(shè)置，三個繞組構(gòu)成一節(jié)電樞，三個單節(jié)電樞構(gòu)成一電機組，定子的每節(jié)電樞之間采用鋼帶(圖中沒有標號)進行軸向固定。
[0025]每個電機組的硅鋼片之間同軸安裝有一軸承座8，該軸承座的兩側(cè)固裝有絕緣墊板11 ;軸承座同軸內(nèi)套有一直線軸承14，直線軸承的內(nèi)緣表面鍍有與動子的銅管相應(yīng)的金剛石或者其他硬質(zhì)涂料。
[0026]每一繞組與定子殼之間均外套有一外絕緣12，每一繞組內(nèi)套有一內(nèi)絕緣13，相鄰的繞組之間通過絕緣層10固裝硅鋼片。
[0027]七個電機組相互串聯(lián)組成42個繞組，由此構(gòu)成整個直線電機的電樞部分。
[0028]通過本實用新型所設(shè)計的直線電機，可完美實現(xiàn)直線運動。
[0029]試驗結(jié)果表明，直線電機在1100V電壓下，行程1.3m，推力約為2t。通過簡單的PLC控制實現(xiàn)每分鐘6~10次沖程。
[0030]本實用新型與現(xiàn)有產(chǎn)品的可行性優(yōu)勢比較:
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種大推力圓筒型直線電機定子的絕緣結(jié)構(gòu)，所述定子包括硅鋼片及繞組，硅鋼片與繞組間隔排列并通過上端環(huán)、下端環(huán)固裝在定子殼上，其特征在于:所述定子由繞組與硅鋼片間隔固裝而成，定子的每一繞組與定子殼之間均外套有一外絕緣，每一繞組內(nèi)套有一內(nèi)絕緣，相鄰的繞組之間通過絕緣層固裝硅鋼片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大推力圓筒型直線電機定子的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述定子的繞組及硅鋼片與動子的永磁體及導(dǎo)磁環(huán)相對應(yīng)設(shè)置，三個繞組構(gòu)成一節(jié)電樞，三個單節(jié)電樞構(gòu)成一電機組，每個電機組的硅鋼片之間同軸安裝有一軸承座，該軸承座的兩側(cè)固裝有絕緣墊板，軸承座同軸內(nèi)套有一直線軸承。
【文檔編號】H02K3/34GK203481960SQ201320483154
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】梁得亮, 畢鑒華, 豐向陽 申請人:天津市騰冠電機制造有限公司