本發(fā)明屬于Y系列感應(yīng)電機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

相比永磁電機(jī)，感應(yīng)電機(jī)具有運(yùn)行性能優(yōu)異，結(jié)實(shí)耐用，可靠性高，調(diào)速范圍廣，控制裝置簡(jiǎn)單，制造成本低等特點(diǎn)，能廣泛適用于各工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。由于油田的特殊工作環(huán)境決定了特殊的負(fù)載條件，即要求電機(jī)擁有高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而在正常運(yùn)行中能夠低負(fù)荷運(yùn)行并且具有節(jié)能的特點(diǎn)，在目前油田生產(chǎn)中所使用的感應(yīng)電機(jī)如抽油機(jī)等場(chǎng)合，大多采用的方法是使用大功率電機(jī)以滿足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，而在正常運(yùn)行時(shí)不可避免的出現(xiàn)大功率電機(jī)帶動(dòng)較低負(fù)載時(shí)的情況，即常說的“大馬拉小車”，因此會(huì)導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行時(shí)效率過低。也有使用繞線式感性電機(jī)或?qū)⑥D(zhuǎn)子附加額外的電阻電路以提高電機(jī)起動(dòng)性能，但其也存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不便，成本較高等缺點(diǎn)。此外還有通過在起動(dòng)時(shí)和運(yùn)行時(shí)改變接線的方式以達(dá)到變極或變功率運(yùn)行，這樣既能夠達(dá)到起動(dòng)性能優(yōu)異又能夠在正常運(yùn)行時(shí)具備較高的效率，達(dá)到節(jié)能的目的，但是同樣存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作與維護(hù)不便，成本較高等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了解決油田生產(chǎn)中采用大功率的感應(yīng)電機(jī)來滿足其高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，存在大馬拉小車的問題，提供了一種油田用高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩感應(yīng)電機(jī)。

本發(fā)明所述油田用高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩感應(yīng)電機(jī)方案：電機(jī)定子的三相繞組分成Ⅰ、Ⅱ兩部分，其具體分配原則為：

若每極每相槽數(shù)為偶數(shù)，三相繞組的槽被均分成Ⅰ、Ⅱ兩部分；若每極每相槽數(shù)為奇數(shù)，三相繞組的槽數(shù)被分成與Ⅰ、Ⅱ兩部分，且Ⅱ部分的槽數(shù)比Ⅰ部分的槽數(shù)多1個(gè)；兩種情況下均確保Ⅱ部分的槽中的繞組首尾相接；

電機(jī)定子的三相繞組的線徑確定原則：加大繞組線徑A_c，以定子電密不大于6A/mm²為度；

電機(jī)的鐵芯長度確定原則：機(jī)殼尺寸保持不變，在機(jī)殼尺寸容許范圍內(nèi)選擇最大值。

所述感應(yīng)電機(jī)為Y2系列感應(yīng)電機(jī)。

定子電密J按公式：

獲取，

加大繞組線徑A_c，則繞組電流I隨之變化，繞組電流I為實(shí)測(cè)值。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提出高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高效感應(yīng)電機(jī)既具備感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行性能優(yōu)異可靠性高等特點(diǎn)，又能具備較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。以一臺(tái)54槽的Y2-200-6 22KW感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為例改為高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高效電機(jī)后起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不低于Y280S-6 45KW電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而起動(dòng)過程結(jié)束后該電機(jī)又能以正常的22KW電機(jī)高效率運(yùn)行，既滿足了油田電機(jī)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求在正常運(yùn)行中又能以高效率帶動(dòng)低負(fù)載運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)小機(jī)座號(hào)輸出大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的，解決了大馬拉小車的問題，同時(shí)又能極大的降低生產(chǎn)制造成本。該電機(jī)轉(zhuǎn)子采用常規(guī)的籠型轉(zhuǎn)子，不需要特殊的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，制造工藝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，運(yùn)行可靠。定子繞組變?yōu)樘厥獾倪B接型式但是不需要更多的出線，只有三根，不需要復(fù)雜的轉(zhuǎn)換開關(guān)，不需要進(jìn)行變級(jí)，極大簡(jiǎn)化電機(jī)結(jié)構(gòu)和提高了電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性與工作可靠性，同時(shí)降低了成本，該例中電機(jī)成本降低了50％。本發(fā)明提出的高轉(zhuǎn)矩高效感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行可靠，成本較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)異，能夠大大滿足油田用電機(jī)的需求，該電機(jī)不僅在油田用電機(jī)領(lǐng)域有重要的意義，也同樣適用于需要高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合當(dāng)中。

附圖說明

圖1是油田用高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是54槽的Y2-200-6 22KW感應(yīng)電機(jī)改造后的繞組接線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1進(jìn)行說明，本實(shí)施方式所述油田用高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩感應(yīng)電機(jī)，高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高效感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與正?；\型感應(yīng)電機(jī)一致如圖1，主要分為兩大部分即定子1與轉(zhuǎn)子2，定子主要包括定子鐵芯3與嵌放在定子鐵芯中的定子繞組4，轉(zhuǎn)子部分主要包括通過轉(zhuǎn)軸相連的轉(zhuǎn)子鐵芯5和端環(huán)、籠條6以及用于通風(fēng)冷卻的風(fēng)扇7。此外在定子外部還有對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐保護(hù)的前后端蓋8與機(jī)殼9和機(jī)座10。

本實(shí)施方式是對(duì)現(xiàn)有Y2系列感應(yīng)電機(jī)的改造，以滿足其機(jī)座號(hào)不變的情況下，實(shí)現(xiàn)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的功能，來適應(yīng)油田工作環(huán)境。

高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高效感應(yīng)電機(jī)在Y2系列感應(yīng)電機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)改造得到的，即采用同等規(guī)格的Y2系列感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，不改變定轉(zhuǎn)子沖片與機(jī)座機(jī)殼、轉(zhuǎn)軸等結(jié)構(gòu)，所作改進(jìn)之處為以下三個(gè)方面：

1、繞組布局：即改變定子繞組線圈中線徑的大小與匝數(shù)以及定子繞組的連接形式，繞組具體改造方法為首先根據(jù)電機(jī)定子槽數(shù)確定電機(jī)每極每相槽數(shù)，式中q為每極每相槽數(shù)，Q為定子槽數(shù)，p為極對(duì)數(shù)，m為相數(shù)，根據(jù)計(jì)算出的每極每相槽數(shù)q的大小，將三相繞組分成Ⅰ、Ⅱ兩部分，即q＝2時(shí)將繞組分為1個(gè)Ⅰ部分與1個(gè)Ⅱ部分，以A相繞組正向線圈為例，一號(hào)槽為第Ⅰ部分，二號(hào)槽為第Ⅱ部分；q＝3時(shí)分為1個(gè)Ⅰ部分和2個(gè)Ⅱ部分即一號(hào)槽為I部分，二、三號(hào)槽為Ⅱ部分；q＝4時(shí)分為2個(gè)Ⅰ部分和2個(gè)Ⅱ部分，即一、二號(hào)槽為第Ⅰ部分，三四號(hào)槽為第Ⅱ部分，以此類推，其余相繞組也按照類似規(guī)則劃分即可將繞組劃分為Ⅰ、Ⅱ兩部分，繞組下線時(shí)按照正常順序與原則下線即可，僅需要注意在第Ⅱ部分下線時(shí)保證Ⅱ部分繞組保證首尾相接即可。

2、電機(jī)的鐵芯長度確定原則：機(jī)殼尺寸保持不變，在機(jī)殼尺寸容許范圍內(nèi)選擇最大值。

3、增加定子繞組線徑：在繞組設(shè)計(jì)中由于相較于未變繞組之前的電機(jī)來說，電流有所增加，適當(dāng)增大繞組線徑，以滿足電流增大的要求。增大繞組繞徑的原則以滿足定子電密不大于6A/mm²為度。

以一臺(tái)54槽的Y2-200-6感應(yīng)電機(jī)為例，制造時(shí)不更改定轉(zhuǎn)子沖片，不變更其它各部件例如端蓋軸承機(jī)殼機(jī)座等大小，僅變更定子繞組和鐵芯疊片3、5厚度，即將定子繞組線徑由1～1.12和1～1.18改為2～1.5和2～1.12，并聯(lián)支路數(shù)由2變?yōu)?。此外適當(dāng)增加鐵芯長度，將鐵芯長由185mm變?yōu)?45mm。

圖2給出54槽的Y2-200-6感應(yīng)電機(jī)改造后的繞組接線圖，以A相為例，由于并聯(lián)支路數(shù)為3，將A相分為三路。根據(jù)每極每相槽數(shù)，將A相繞組分成Ⅰ，Ⅱ兩部分，即A1,A2,A3為Ⅰ部分，A4,A5,A6為II部分。各部分后面的數(shù)字代表槽號(hào)，若槽號(hào)有下劃線標(biāo)識(shí)(如10)表示反接，以A1部分為例，即1號(hào)槽中線圈與10號(hào)槽中的線圈反接，之后再與A4部分中各槽中線圈相接(A4部分中2、3號(hào)槽內(nèi)線圈正接，與11、12號(hào)槽內(nèi)線圈反接)。其它部分的繞組接法與此類接法一致。