基于正交实验的井下直线发电机设计与分析

作     者：钟功祥 申伟 雷鹏燕 宋华 钟升级 ZHONG Gongxiang;SHEN Wei;LEI Pengyan;SONG Hua;ZHONG Shengji

作者机构：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 四川建筑职业技术学院交通与市政工程系四川成都610399 

出 版 物：《西南石油大学学报（自然科学版）》 (Journal of Southwest Petroleum University(Science & Technology Edition))

年 卷 期：2023年第45卷第3期

页      面：154-162页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主　　题：井下发电机 自动供电 发电性能分析 正交实验 优化设计 

摘      要：针对现有井下电能供应方式发电功率低的缺点,结合直线发电的优点,提出了一种新型圆筒型井下直线感应发电方案,该发电机利用抽油杆和油管之间相对运动的方式,产生感应电流。首先,根据现有电机学原理,完成对圆筒型永磁直线发电机的结构设计,然后,利用Ansoft Maxwell对圆筒型永磁直线发电机的空载磁通量密度、空载感应电动势、阻性负载以及实际密封不严情况下的发电性能进行分析,验证了发电机设计的正确性;最后,利用正交实验的优化方法,以畸变率和发电量为优化目标,对关键结构参数进行了优化。结果表明,该发电机谐波畸变率低、发电功率大,不论在空载时还是负载时都有很好的稳定性,能够有效解决现有井下发电机发电效率低、性能不稳定的问题。