黎 伟，邓 琅，邹 星，夏 杨，陈 曦

（1.西南石油大学 机电工程学院，四川 成都 610500；2.西南石油大学 石油天然气装备教育部重点实验室，四川 成都 610500；3.西南石油大学 能源装备研究院，四川 成都 610500）

永磁力矩电机是永磁同步电机的一种，采用稀土永磁材料的永磁同步电机很多高端产品出现在国防、油气井开发、工农业生产、日常生活等诸多领域，得到了非常广泛的应用[1-3]。对于井下需要转矩密度大、功率因数高的系统，低速大转矩传动依然采用传统思路“感应式异步电机+井下减速机构”的结构设计方案，造成电机本体结构体积较大，不利于井下封装工艺实施[4-5]。当前永磁力矩电机在井下智能工具领域的应用较少，主要原因是受温度场和散热方面研究的影响，这直接影响电机效率、使用寿命及运行的可靠性。采用钕铁硼永磁材料的稀土永磁电机与传统电机相比，电机的热稳定性和耐腐蚀性得到改善，体积和损耗都比较低，且在额定负载范围内可保持较高的效率和功率因数，使轻载运行时节能效果更为显著。永磁力矩电机在超低速直驱技术领域有迫切的市场需求和广阔的发展前景，这一技术在抽油机上已有近15 年的应用；2016 年，加拿大KUDU 公司研发了一种井下潜油直驱螺杆泵，潜油电机被设计成细长轴结构，它可以在一定转速范围内实现无级调速；中国石油勘探开发研究院结合油井实际生产需求，对用于螺杆泵的井下低速电机驱动技术展开近10 年的研究和试验，实现“5-1/2”套管电潜螺杆泵无杆采油[6-8]。……