潜油螺杆泵直驱细长永磁电机转轴扭曲对电磁转矩影响分析

针对潜油电机在负载运行时,其细长的电机转轴发生许用扭转变形导致输出转矩下降、电流上升等问题,推导许用扭转角与电磁转矩削弱系数的解析表达式,建立细长转轴扭转角与电磁转矩下降的定量关系曲线,为潜油螺杆泵机组故障原因提供了理论依据。研制单元组合式永磁直驱潜油电机,对其细长转轴进行3D有限元扭转变形应力分析。基于转轴扭转变形结果建立电机2D和3D斜极等效有限元模型,进行机械应力场和电磁场耦合计算,得出电机电磁转矩的下降情况。研制样机进行单元电机组合运行试验,验证了转矩削弱系数表达式的正确性。

基于Ansys潜油电机转轴动力学仿真分析

针对潜油电机在采油过程中出现卡顿时,其细长的电机转轴发生许用扭转变形导致转轴断裂失效、整个电机及相关设备造成损失,推导电磁转矩与电机刚度与挠度解析表达式,建立细长转轴刚度-电磁转矩的定量关系曲线,为潜油电机转轴故障原因提供理论依据。研制单元组合式永磁直驱潜油电机,对其细长转轴进行3D有限元扭转变形应力分析。基于转轴扭转形变结果建立长度相同结构不同的电机等效有限元模型,进行机械应力场计算,得出不同结构的电机转轴在不同工况下的受力情况。进行单元电机组合运行仿真,最终通过Ansys仿真分析相应结构的最大转矩范围,对以后电机的整体设计有一定指导意义。