特种电机转子系统的临界转速分析

针对我公司开发的压裂泵试验台电机在特殊工况下的运行特点进行了研究。采用传递矩阵法,对压裂泵试验台电机在两台电机串联运行的情况进行了分析计算,为了提高计算效率,应用Matlab平台在传递矩阵法的基础上进行了程序编制,并对电机转子结构进行了等效处理,最终实现对此种特殊工况的临界转速计算。通过对这种等效计算方法的研究,为压裂泵试验台电机以及其他特种电机的研发提供了技术支撑。

屏蔽电机主泵惯性飞轮完整性分析

针对屏蔽电机主泵惯性飞轮完整性问题,采用解析法以及有限元软件ANSYS对屏蔽电机主泵飞轮在额定转速以及设计转速下进行结构完整性研究.从结构强度和断裂力学两方面对飞轮进行了分析.结果表明:在额定及设计转速下能够保证飞轮结构的完整性,并通过解析分析结果与有限元分析结果的对比表明分析结果可信.

直线电机抽油机导向轮轴断裂的原因

某油田直线电机抽油机导向轮轴发生断裂,采用宏观检查、无损检测、化学成分分析、金相检验、扫描电镜、拉伸试验及冲击试验等方法对该导向轮轴的失效原因进行了分析。结果表明:该失效轮轴材料中存在脆性较大的魏氏体和马氏体组织,其与腹板焊接处受焊接热应力影响极易萌生裂纹,在抽油机往复运动产生的交变载荷作用下,裂纹不断扩展最终导致疲劳断裂;建议严格控制导向轮轴的热处理温度和冷却速度,优化焊接工艺,同时加强对轮轴的质量监督及出厂检验。

基于扭矩和扭压比偏差率的压裂泵故障诊断

为了快速有效诊断电动压裂泵故障,针对其系统特征,提出直接提取变频器上电机扭矩和采集泵压传感器压力,进行基于电机扭矩和扭压比偏差率的电动压裂泵故障诊断方法。首先,求解电动压裂泵的扭压比,并自定义扭压比偏差率;其次,计算曲轴在0°~720°不同相位角下的电机扭矩和扭压比偏差率,并绘制曲线;最后,通过现场施工总结无故障和13种其他工况下的不同电机扭矩和扭压比偏差率曲线,并归纳总结其与故障的关联性。结果表明:电机扭矩曲线异常波动一般伴随电动压裂泵故障的产生,扭压比偏差率过大一般伴随动力端总成故障,扭压比偏差率过小一般伴随液力端总成故障;部分故障初期对应的电机扭矩无明显异常,扭压比偏差率能够更加明显识别故障特征。现场实例验证了电机扭矩和扭压比偏差率可以作为判断电动压裂泵是否正常运行的可靠标准之一。该诊断方法可为及时准确诊断压裂泵故障提供借鉴。

基于电机扭矩波动的电动压裂泵液力端故障诊断

针对目前电动压裂系统压裂泵振动信号复杂,故障特征难以准确提取和辨识等问题,文章提出了直接采集ACS5000中压变频器上电机运行参数,进行基于电机扭矩波动曲线的电动压裂泵液力端总成故障诊断方法。首先,基于理论力学和材料力学建立电动压裂泵动力端和液力端的力学模型,计算曲轴不同相位角下的主要零部件的受力;其次,利用Mathcad计算压裂泵正常工作2个冲程周期内的曲轴扭矩曲线,得到了电机的扭矩曲线;最后,通过现场施工总结了无故障和12种异常工况下的不同电机扭矩波动曲线。结果表明,泵压一定时,电机扭矩异常波动一般伴随液力端总成故障,部分液力端总成故障初期对应的电机扭矩波动无明显异常;电机扭矩异常波动可以作为现场判断电动压裂泵液力端总成是否正常运行的可靠标准之一,并指导检泵来排除故障,为页岩气平台压裂施工提供安全保障。

压裂泵用永磁同步电机设计与分析

目前页岩气开采地点不固定,整套压裂设备体积较大,通常压裂设备放置在压裂车上通过齿轮、变速箱传动,存在传动效率低的问题。采用永磁同步电机直驱技术取代由传统内燃机提供动力驱动压裂泵,基于4500型压裂泵永磁直驱电机进行额定参数选取,完成电磁方案设计,同时在有限元软件中进行空载仿真。通过采用转子不均匀气隙对电机气隙磁密波形和齿槽转矩进行优化,确定一台可代替内燃机加变速箱工作的压裂泵用永磁同步电机。

屏蔽主泵贫铀飞轮完整性分析

为避免反应堆紧急停堆或断电事故中堆芯损坏,需要在屏蔽主泵电机上安装储能飞轮,为使其在有限的空间内产生较大的转动惯量,屏蔽主泵飞轮材料采用高密度贫铀合金金属材料。本文主要对贫铀飞轮的完整性进行了研究,从应力强度和断裂力学两方面对贫铀飞轮进行了分析,结果表明:在设计和额定转速下飞轮的应力强度和断裂强度因子满足设计规范的要求,并通过解析分析结果与有限元分析结果的对比表明应力分析结果合理可信。