冯 威,杨 松,张炳义

(1.沈阳工业大学 电气工程学院，辽宁 沈阳 110870；2.中国核动力研究设计院 核反应堆系统设计技术重点实验室，四川 成都 610000)

0 引 言

潜油螺杆泵采油系统作为一种无杆采油装备，解决了抽油杆磨损问题，具有系统效率高、适合稠油井开采等优点，是未来采油向斜井、平井等复杂井况发展的不二选择[1-4]。潜油电机作为其驱动器，井口直径的限制使其长径比较大，高温也严重影响了潜油电机的可靠性。潜油永磁电机设计为多极结构，可以解决传动链长的问题实现低速直驱，但其特殊的冷却方式与较高的环境温度也使设计时难以像传统电机一样通过热负荷预估温升。同时，由于井下数千米处无法测量电机温升，故现阶段试验均为井上常温试验，但井上试验难以准确模拟潜油电机的实际运行工况，试验结果参考价值有限。而电机温升过高可能会出现绝缘损坏等情况。综上所述，分析潜油电机的设计热负荷及极限温升情况，对解决潜油电机的可靠性问题具有重要意义。

目前国内外对潜油永磁电机温升情况的研究较少，文献[5]采用10极24槽双分数槽绕组的特殊设计，降低了电机额定运行时的转速，但并未实现潜油电机的低速直驱。文献[6]提出了单元组合式永磁电机，但其每段均存在端部，不利于井下散热。文献[7]采用田口法优化了电机的输出性能，但对样机仅进行了井上的对比试验，并未实际模拟潜油电机的运行工况。文献[8]利用热路法计算了考虑定转子气隙的温度场模型，但计算的通用性有限。……