本發(fā)明涉及交流電動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，確切地說，它是一種油田抽油機(jī)用低噪聲三相異步雙速電動機(jī)。

背景技術(shù)：

抽油機(jī)是開采石油的一種機(jī)器設(shè)備，俗稱“磕頭機(jī)”。通過加壓的辦法使石油出井。當(dāng)抽油機(jī)上沖程時，油管彈性收縮向上運(yùn)動，帶動機(jī)械解堵采油器向上運(yùn)動，撞擊滑套產(chǎn)生振動；同時，正向單流閥關(guān)閉，變徑活塞總成封堵油。當(dāng)抽油機(jī)下沖程時，油管彈性伸長向下運(yùn)動，帶動機(jī)械解堵采油器向下運(yùn)動，撞擊滑套產(chǎn)生振動；同時，反向單流閥部分關(guān)閉，變徑活塞總成仍然封堵油套環(huán)形油道，使反向單流閥下方區(qū)域形成高壓區(qū)，這一運(yùn)動又對地層內(nèi)的油流通道產(chǎn)生一種反向的沖擊力。

井下油層的情況特別復(fù)雜，有富油井、貧油井之分，有稀油井、稠油井之別，采用恒速電動機(jī)會出現(xiàn)很多問題。如拋卻這些不談，就抽油機(jī)油泵本身而言，磨損后的活塞與襯套的間隙漏失等都是很難解決的問題，況且變化的地層因素如油中含砂、蠟、水、氣等復(fù)雜情況也對每沖次抽出的油量有很大的影響。只有調(diào)速驅(qū)動才能達(dá)到最佳控制。

雙速三相異步電動機(jī)是抽油機(jī)專用的高效、節(jié)能、防盜三相異步電動機(jī)，它采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方案，即在一個電機(jī)的殼體內(nèi)制作出兩個或三個不同功率等級的電動機(jī)，具有高滑差、高轉(zhuǎn)矩、高效率、高功率因數(shù)的運(yùn)行特點(diǎn)，這種電動機(jī)的運(yùn)行功率與相應(yīng)的原配套Y2系列電機(jī)運(yùn)行功率相比：功率降低30%～40%；電動機(jī)的結(jié)構(gòu)安裝型式與原配套Y系列電動機(jī)相同，抽油機(jī)安裝基礎(chǔ)部分無需更改。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的定、轉(zhuǎn)子截面示意圖，72個定子槽在定子的內(nèi)圓周上均勻分布；58個轉(zhuǎn)子槽在轉(zhuǎn)子的外圓周上均勻分布，電機(jī)軸，繞組。試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，這種電動機(jī)在8極運(yùn)轉(zhuǎn)時聲音是正常的，而在12極起動后會出現(xiàn)嗡嗡響的電磁噪聲，安裝到抽油機(jī)上后，在抽油作業(yè)過程中，電機(jī)在8極、740r/min時，工作正常，噪音低于70 dB（A），在國家標(biāo)準(zhǔn)噪音允許范圍之內(nèi)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)換為12極、480r/min工作狀態(tài)時，噪音急劇增大，最大是可達(dá)105 dB（A）。致使現(xiàn)場操作人員無法正常工作，甚至造成聽力損害，同時也對環(huán)境造成嚴(yán)重噪音污染。

其產(chǎn)生噪音的原因是：定子相帶由異步電動機(jī)氣隙磁密波作用在定子鐵芯齒上的磁力有切向和徑向兩個分量。徑向分量使定子鐵芯產(chǎn)生的振動變形，是電磁噪聲的主要來源。切向分量是與電磁轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的反作用力，它使齒對其根部彎曲，并產(chǎn)生局部振動變形，這是電磁噪聲的一個次要來源。分析異步電動機(jī)的電磁振動和噪聲，主要是分析電機(jī)氣隙的徑向電磁力波和定子的徑向（垂直于軸的方向）固有振動特性。

由于磁極磁場并非完全按正弦規(guī)律分布，定子繞組內(nèi)的感應(yīng)電勢不完全是正弦波，即：除了正弦波形的基波外還包含著一系列諧波，正常情況下，每極下磁密波對磁極中心線是對稱的，磁密的空間諧波中只有奇次諧波，即：ν=1、3、5、7、9、…

三相繞組的三次諧波合成磁勢等于零，在對稱的三相電機(jī)中，合成磁勢不存在三次及三的倍數(shù)次諧波，即不存在3、9、15、… 等次諧波。

諧波磁場極對數(shù) ν=（6K₁+1）P

式中 K₁----系數(shù) K₁=±1、±2、±3、±4 …

P-----電機(jī)極對數(shù)

K₁=+1 對應(yīng)7次諧波；

K₁=-1 對應(yīng)5次諧波；

K₁=+2 對應(yīng)13次諧波；

K₁=-2 對應(yīng)11次諧波；

K₁=+3 對應(yīng)19次諧波；

K₁=-3 對應(yīng)17次諧波；以此類推

如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中定子槽數(shù)Q₁ =72 ；轉(zhuǎn)子槽數(shù)Q₂ =58 ；

諧波磁場極對數(shù) ν=（6K₁+1）P

式中 K₁----系數(shù) K₁=±1、±2、±3、±4 …

P-----電機(jī)極對數(shù)

K₁=+1 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=+42；

K₁=-1 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=-30；

K₁=+2 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=+78；

K₁=-2 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=-66；

K₁=+3 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=+114；

K₁=-3 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=-102；

K₁=+4 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=+150；

K₁=-4 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=-138；

K₁=+5 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=+186；

K₁=-5 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=-174；

……

由此而得：ν=-30、+42、-66、+78、-102、+114、-138、+150、-174、+186…對極，

其中定子齒諧波磁場極對數(shù) ν₂ = K₁ Q₁ +P =-66、+78、-138、+150（式中K₁=±1、±2）

由定子ν次諧波磁場感應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子相帶諧波磁場 μ= K₂ Q₂ +ν

由定子基波磁場感生的轉(zhuǎn)子齒諧波磁場極對數(shù) μ₂= K₂ Q₂ +P

K₂----系數(shù) K₂=±1、±2、±3 、±4 …

K₂=+1 ，Q₂ =58 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=+64；

K₂=-1 ，Q₂ =58 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=-52；

K₂=+2 ，Q₂ =58 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=+122；

K₂=-2 ，Q₂ =58 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=-110；

K₂=+3 ，Q₂ =58 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=+180；

K₂=-3 ，Q₂ =58 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=-168；

K₂=+4 ，Q₂ =58 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=+238；

K₂=-4 ，Q₂ =58 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=-226；

由此而得：μ₂ =-52、+64、-110、+122、-168、+180、-226、+238 …

ν與μ₂相互作用產(chǎn)生的徑向力波階數(shù)n =μ₂ ±ν

定子一階齒諧波-66對極與轉(zhuǎn)子一階齒諧波+64對極相互作用產(chǎn)生二階力波，它是隨時間和空間變化的徑向力波，它作用在定子鐵芯上，使鐵芯產(chǎn)生隨時間周期性變化的徑向變形，引起振動、噪聲。徑向力波的階次越低，鐵芯彎曲變形的相鄰二支點(diǎn)間的距離就越遠(yuǎn)，定子剛度越差，變形也越大。

由于二階力波的階次低，因此對振動和噪聲影響很大，對應(yīng)階次的鐵芯固有頻率近似與n2成正比，而變形量近似于n⁴成反比，因此高階力波影響很小，幅值大的低階力波是電磁噪聲的主要根源。當(dāng)徑向力波的頻率與對應(yīng)該階力波的鐵芯固有頻率相接近時，就會共振，共振會使振動和電磁噪聲劇增。因此定轉(zhuǎn)子的槽配合的選擇非常重要，為避免定轉(zhuǎn)子一階齒諧波相互作用而產(chǎn)生的力波階次n=0、1、2、3、4的情況，應(yīng)避免

∣Q₁- Q₂∣=2P、2P±1、2P±2、2P±3、2P±4、…

本電機(jī)∣Q₁- Q₂∣=∣72- 58∣=14=2P+2

從上式可見，現(xiàn)有技術(shù)電磁噪聲較大是由定轉(zhuǎn)子槽數(shù)配合不當(dāng)引起的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是對現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，其目的就是提供運(yùn)行平穩(wěn)、節(jié)能，特別是可以大幅度降低噪音的低噪聲三相異步雙速電動機(jī)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，低噪聲三相異步雙速電動機(jī)包括電機(jī)外殼、繞組、電動機(jī)軸、定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子固定在電動機(jī)軸上，72個定子槽在定子的內(nèi)圓周上均勻分布，轉(zhuǎn)子安裝在定子內(nèi)，其特征在于：６４個轉(zhuǎn)子槽在轉(zhuǎn)子的外圓周上均勻分布。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)測電磁噪聲為75 dB（A），比72/58槽配合時降低20 dB（A）左右，大大改善了作業(yè)環(huán)境，減小了噪聲污染；另外，由于本發(fā)明在減小噪聲的同時，還減小了震動，從而延長了其他零部件、機(jī)架使用壽命、降低了采油成本。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)定子和轉(zhuǎn)子的橫截面示意圖。

圖2是本發(fā)明定子和轉(zhuǎn)子的橫截面示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本發(fā)明是將現(xiàn)有技術(shù)的72/58槽定、轉(zhuǎn)子的配合模式，改變?yōu)?2/64槽定、轉(zhuǎn)子的配合模式，本領(lǐng)域技術(shù)人員均可實(shí)現(xiàn)。它是在反復(fù)試驗(yàn)和實(shí)踐的基礎(chǔ)上得出的。然后又經(jīng)歷了理論計(jì)算來驗(yàn)證。其理論根據(jù)為：

定子槽數(shù)Q₁ =72 ；轉(zhuǎn)子槽數(shù)Q₂ =64；

定子相帶諧波磁場極對數(shù) ν=（6K₁+1）P

式中 K₁----系數(shù) K₁=±1、±2、±3、±4 …

P-----電機(jī)極對數(shù)

K₁=+1 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=+42；

K₁=-1 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=-30；

K₁=+2 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=+78；

K₁=-2 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=-66；

K₁=+3 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=+114；

K₁=-3 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=-102；

K₁=+4 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=+150；

K₁=-4 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=-138；

K₁=+5 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=+186；

K₁=-5 ，P=6時 ν=（6K₁+1）P=-174；

……

由此而得：ν=-30、+42、-66、+78、-102、+114、-138、+150、-174、+186…對極，

定子齒諧波磁場極對數(shù) ν₂ = K₁ Q₁ +P =-66、+78、-138、+150（式中K₁=±1、±2）

由定子ν次諧波磁場感應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子相帶諧波磁場 μ= K₂ Q₂ +ν

由定子基波磁場感生的轉(zhuǎn)子齒諧波磁場極對數(shù) μ₂= K₂ Q₂ +P

K₂----系數(shù) K₂=±1、±2、±3 、±4 …

K₂=+1 ，Q₂ =64 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=+70；

K₂=-1 ，Q₂ =64 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=-58；

K₂=+2 ，Q₂ =64 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=+134；

K₂=-2 ，Q₂ =64 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=-122；

K₂=+3 ，Q₂ =64 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=+198；

K₂=-3 ，Q₂ =64 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=-186；

K₂=+4 ，Q₂ =64 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=+262；

K₂=-4 ，Q₂ =64 ，P=6時 μ₂= K₂ Q₂ +P=-250；

由此而得：μ₂ =-58、+70、-122、+134、-186、+198、-250、+262 …

ν與μ₂相互作用產(chǎn)生的徑向力波階數(shù)n =μ₂ ±ν

定子一階齒諧波-66對極與轉(zhuǎn)子一階齒諧波+70對極相互作用產(chǎn)生+4階力波，定子二階齒諧波-138對極與轉(zhuǎn)子一階齒諧波+134對極相互作用產(chǎn)生-4階力波。

從以上分析可以看出，當(dāng)定、轉(zhuǎn)子槽配合為72/58時，最低階力波為2階，而當(dāng)定、轉(zhuǎn)子槽配合為72/64時，最低階力波為4階。所以本發(fā)明大幅度降低了電動機(jī)的電磁噪聲。用原定子配64槽新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子，實(shí)測電磁噪聲為75 dB（A），可比72/58槽配合時的電磁噪聲降低20 dB（A）左右。

本發(fā)明中的定子可以采用先用技術(shù)中的定子，轉(zhuǎn)子的制作工藝、材料與現(xiàn)有技術(shù)完全相同。