第三章潜油电机

1、第三章第三章 潜油电机潜油电机 主讲：赵玉东主讲：赵玉东 技术部经理技术部经理 高级工程师高级工程师 第一节第一节 潜油电机的功能潜油电机的功能 是潜油电泵的动力输入装置。它把电能转变为机械能带动 多级离心泵旋转,把油井中的井液举升到地方。 第二节第二节 潜油电机的结构组成特点潜油电机的结构组成特点 1.潜油电机结构组成 1.1定子系统: 主要由定子铁芯、定子绕组及 壳 体组成。 a.定子铁芯：由优质性能的硅钢片冲成定子 冲片叠压而成。其 主要作用是 导磁和嵌入绕组。 b.定子绕组：由F46薄膜(H级绝缘)绕包铜 线 制成的三相绕组在 定子空间为 120分布。其作 用是通过三 相交流电流产生旋

2、 转磁场，耐 温达180以上。 c.壳体：由优质碳素结构钢制成，有足够的 强度起结构支撑和连接作用。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1.运输帽 2.连接螺栓 3.电机头 4.止推滑板 5.下止推轴承 6.电机引线接头 7.注油塞 8.轴套 9.转子端环 10.转子铁芯 11.导条 12.定子铁芯(矽钢片) 13.定子铁芯(铜片) 14.转子轴承 15.转子轴套 16.电机壳 17.电磁线 18.轴 19.“O”形圈 20.底座 21.引线 1.2转子系统： 主要由转子、轴、扶正轴承 等 组成。a.转子：由优质性能的硅

3、钢片冲成转子冲片 叠压而成。转子槽中穿有铜 导条， 转子两端用铜端环与导条铆 压或焊 牢。其作用是导磁并产生电 磁转矩 输出机械功率带动电泵旋转。 (一台 电机由几个到二十几个标准 转子组 成) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1.运输帽 2.连接螺栓 3.电机头 4.止推滑板 5.下止推轴承 6.电机引线接头 7.注油塞 8.轴套 9.转子端环 10.转子铁芯 11.导条 12.定子铁芯(矽钢片) 13.定子铁芯(铜片) 14.转子轴承 15.转子轴套 16.电机壳 17.电磁线 18.轴 19.“O”形圈 20.底

4、座 21.引线 b.轴：由细长的优质合金无缝钢管制成， 其 主要作用是通过键连接转子组 成一个 整体，并传递转子输出的转矩。 轴中 空的结构可使电机油在其中循 环，以 保证电机轴承润滑和散热。 c.扶正轴承：防止细长转子运转与定子相擦起 扶正作用。主要由转子 铜套和不 锈钢制成的轴承(瓦)构 成滑动轴承， 每两个相邻的转子之间 安放一个。 1.3上下接头：内部带有电气连接部件的钢制结 构件组成 其主要作用为： 对上下起连接作用 ( 机 械 及电) 通过轴 瓦将转子固定 在电机 中。 1.4潜油电机的密封系统： a. 静密封“O”圈 b. 注油阀,放油阀“O”圈,铅垫 c. 电机动密封通过保护器

5、与井液隔 离 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1.运输帽 2.连接螺栓 3.电机头 4.止推滑板 5.下止推轴承 6.电机引线接头 7.注油塞 8.轴套 9.转子端环 10.转子铁芯 11.导条 12.定子铁芯(矽钢片) 13.定子铁芯(铜片) 14.转子轴承 15.转子轴套 16.电机壳 17.电磁线 18.轴 19.“O”形圈 20.底座 21.引线 2.潜油电机结构特点: 外形尺寸细长，电机外径与其长度比(细长比) 最大可达1:100左 右。 a.外部直径及适应井径 套管外径 (寸) 41/251/251/2 7

6、 电机外径107mm114 mm 4.56 116 mm 5.40 138 mm b.电机长度: 2m10 m 定转子铁芯分段组成:每相邻两个转子间放置一套扶正轴承。 电机与外部连接形式方便可靠。 a.对外部机械连接 轴与轴花键连接 部件与部件法兰连 接 b.电气连接插头插座 采用充油式具有特殊的内腔油循环系统。 a.油的作用(润滑、绝 缘) b.电机油的技术要求(简述) 第三节第三节 潜油电机的工作原理潜油电机的工作原理 及交流异步电动机的力能指标及交流异步电动机的力能指标 1.潜油电机的工作原 理 潜油电机属三相交流鼠笼异步电机，其工作原理为:当定子 三相绕组接通三相交流电源时，在电机定子

7、内部产生一个转速为60f /P的旋转磁场，其转向取决于电流相序。由于此旋转磁场切割转子 导条，根据电磁感应定律，在闭合的转子回路中将产生感应电流； 又由于电动机法则此感应电流在旋转磁场中又将受到力的作用，从 而产生了电磁转矩使转子沿着旋转磁场的方向带动负载做异步转动。 2.三相交流异步电动机的性能指 标： 考核三相交流异步电动机的主要力能指标为： a.效率 b.功率因数 c.启动转矩 d.启动电流 e.转速 对于不同系列的潜油电机在国家潜油电泵机组技术标准中 (GB16750.119750.3-1997)均规定了上述各项指标值和容量。 OCEC目前生产的M456和M540电机与美国Reda45

8、6和540 系列电机性能指标等同，其性能参数及容差为： 指标项目 保 证 值容 差 456系列540系列456系列540系列 效率%7880-4.5-4.0 功率因数COS 0.820.84-0.045-0.04 转差率S%6.05.5+1.2+1.1 堵转电流/额定电流7.06.0+1.4+1.2 堵转转矩/额定转矩1.81.6-0.27-0.24 电机性能曲线(如图) P2，COSP2，IP2，SP2，P1P2 第四节潜油电机的使用环境第四节潜油电机的使用环境 及技术要求及技术要求 潜油电动机应能在以下使用条件下稳定运行： 1.电动机内腔必须充满合格的专用电机油并与保护器配合使 用。 2.

9、电动机应完全潜入井液，井液必须流经电动机表为转速不小 于0.3m/s(1Ft/s)。 3.井液温度可分为90，120，150，180。 4.对于井液含PH值为6.58.5以上和有腐蚀性气体，可采用防腐 型电机。 第五节第五节 OCEC潜油电机系列介绍潜油电机系列介绍 107系列(用户)50HZ 12.554kW 114系列(用户) 50HZ 1574kW M456系列 50HZ 8.5100HP 60HZ 7.5120 HP M540系列 50HZ 16.5187HP 60HZ 20220 HP 第六节第六节 潜油电机技术要求与试验潜油电机技术要求与试验 1.技术要求： a. 电机总装完成后，

10、其基本参数和连接尺寸应符合图纸要求。 b. 轴伸花键表面对止口中心线允许径向跳动0.18mm。 c. 电机组装后内腔应能承受0.5MPa气压试验，历时5min无泄 露现象。 d. 整机盘轴灵活 M54020Nm M45612Nm e. 冷态绝缘电阻2000M 。 f. 冷态直流电阻最大(或最小)一相电阻与三相电阻平均值 差 的绝对值不大于三相平均值的2%。g. 电动机充油后，定子绕组对机壳应能承受历1min的直流 耐压试验而不能击穿，试验电压值为(2额定电压+ 1000)1.6V或交流50Hz（2额定电压+1000）V。 h. 当三相电流平衡时，电动机三相空载电流中任一相与三相平均 值之差的绝

11、对值，应不大于三相平均值的10%。 i. 电动机空载试验后，在额定电压运转情况下，突然断电，转子 停M4563S M5404S 转时间： j. 电动机空载试验后，其油样应能承受15kV，在极间距为2.5 mm的 标准放电器内进行1min的介电强度试验不击穿。 k. 电动机在功率、电压及频率为额定值时，其性能保证值及容量 符 合第项3要求。 l. 电机的空载电流和空载损耗应控制在一定范围内(此数据由电磁计 算和试验得出)，以保证电机的性能。 2.潜油电机试验 制造厂生产的潜油电机根据规定的产品标准要求。 试验的依据： GB7551987“电机基本技术要求” GB16750.3-1997 “潜油电泵机组 试验方法” a. 对于批量电机定货通常均要进行出厂试验： 空载试验：空载损耗、空载电流、油压、滑行时间。 检查试验：绝缘电阻、直流电阻、耐电压试验。 负载试验：至少抽一台电机进行负载试验。 b. 对于批量电泵机组订货需进行以下试验： 空载试验:同上 检查试验:同上 负载试验:逐台进行 第七节第七节 在使用中影响电机性能在使用中影响电机性能 和可靠性的主要因素和可靠性的主要因素 1. 含气液体,对电泵(电机)的影 响。 2. 液体粘度对潜油电泵(电机)工作的影 响。 3. 供电系统不完善的影响。 a. 供