项目针对潜油电机特殊结构，通过研究潜油电机内循环油路中各部分流体的流速及压力的数量级的不同，对潜油电机全域流体场进行分区解耦，构建潜油电机全域流体网络。局部典型区域通过三维流场分析，整体考虑电机的轴向分段及重复性，建立流体网络，计算了电机的全域流场及传热效应。 形成了基于流体网络解耦的潜油电机全域流体场及热效应研究新方法。通过局部流体场分析准确获取了油隙内流体内的流体阻力损耗随流体密度、速度、粘度和温度等因素影响规律，给出了流体重力对各区域解耦流场之间和全域流场的影响规律。 建立了潜油电机分段处结构的电磁-热-力耦合特性模型，研究不同金属或合金材料的特性耦合作用机理，得到受力约束条件下的隔磁段、扶正轴承大小对电机涡流损耗和温度分布及热传递的影响规律，提出了改善潜油电机温升的方法。给出了电机全域流体场内各解耦区域的划分原则及耦合方式，形成全新的不再依赖经验公式和试验值的电机温升预测方法。 为使研究成果程序化，便于今后应用推广，针对潜油电机的结构形式，采用热网络法计算电机的温度分布。充分考虑电机内外油的流动对电机温升的影响。通过三角网络合理划分求解区域内的节点，建立了电机的热网络模型。模型中等效热阻的计算根据经验公式，并做了改进。在计算中考虑了生产工艺因素的影响。引入接触热阻概念，解决了两种不同材料接触面的传热问题。利用热力学第一定律，得到电机稳态时各部分平均温度及温升,在试验验证的基础上开发了潜油电机传热分析软件，已在协作企业大庆油田力神泵业实际使用。 在研究中结合潜油电机实际工作环境及现场运行工况特点，进一步研究了基于分数槽集中绕组和新型绕组的低速潜油电机的性能特性；在研究过程中形成了较少依赖经验公式的基于转子外径的感应电机设计方法，并已用在新型潜油电机设计中。 另外项目研究过程中，并将核心研究成果移植到采煤机用牵引电机及超高压大容量电力变压器中，已取得部分成果。

哈尔滨理工大学

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