第一篇：細談下吸式井用潛水電泵的設計研發的相關論文

原有水泵揚程短，并且設備故障率也較高。主要是因為電機結構設計不完善，造成在運行過程中電機組無法處于穩定狀態。而現有模式通過對水泵的優化設計，不但降低了水泵的故障率，而且還增大了水泵的揚程。下吸式井用潛水電泵設計必要性

根據目前我國水資源分布情況進行分析，我國長江以南地區雨水充沛，使用地下水灌溉農田的次數較少。而我國的華北、東北一帶，每年用于灌溉農田的地下水占總灌溉用量的65%。潛水電泵在使用方面具有一定的限制條件，要求所抽取地下水的含沙量小于0.01%。主要是因為潛水電泵的電機安裝在底下部，若含沙量超標，便會帶入電機內部，使電機產生大量的熱量，燒毀內部的轉子。所以針對這種要求，便需要加大打井深度，保證深度在130 米以下，可是隨著深度的不斷加深，地下水便不斷減少。目前我國由于地下水資源的匱乏，采取了南水北調工程，使之補充地下水資源。隨著國內創新技術的不斷改進，對潛水泵進行了第二次創新，采用下吸式井用潛水電泵，這種電泵能夠適用的井下深度在80-130 米，避免了深層地下水的開采。該區域處于中層淺水層，含沙量較高，但下吸式潛水泵進水口設置在底部，在運行工作時，地下水可從底部進入，連同砂石一起帶入進水口，避免出現了電機燒毀的現象。其次便是該水泵選用合金材質，密封性較高，在運行期間可增大工作揚程。下吸式井用潛水電泵設計方案

在下吸式井用潛水電泵設計優化方案中對電機、潛水泵以及葉輪和導葉進行了改進，包括選用較大功率的電機、QJ 系列的潛水泵以及對葉輪、葉片目標函數的設定等，保證下吸式潛水電泵處于安全穩定的運行狀態。

2.1 電機設計

原有電泵揚程短、功率小，并且設計結構不完善，導致電機出現故障的概率大大增加。而現有下吸式潛水電泵對電機整體結構進行了優化設計，采用了變頻形式的電機類型，自動調整運行功率。水泵在運行過程中，揚程不斷增大，該電機便會根據揚程的大小，自動調節至適當的頻率，保證電機功率處于穩定狀態。例如：潛水泵流量32m3/h，揚程200 米，功率45kW，機組外徑184mm。在運行過程中，若增大揚程至300 米，潛水泵流量便會變為65m3/h，運行功率60kW。變頻電機便會調節內部電磁感應頻率，使電磁振蕩器的振動頻率達到8700Hz。潛水電泵便會根據頻率增大運行功率。電機密封性關系到內部器件的磨損，原有電機內部轉子采用的減震墊片材質為再生橡膠，電機長期運行，便會磨損該減震墊片，造成后期電機內部轉子的松動。而下吸式潛水電泵所采用的橡膠材質為硅膠，適用溫度100℃，耐磨性好，其次還具有耐酸堿的特性，在電機轉子及其他裝置中能夠起到很好的減震作用，水泵內部吸走的流沙也不會磨損該器件。其次在水泵使用方式上也進行了改進，上部使用QJ 系列的水泵，下部采用單級水泵。原有潛水電泵運行過程中，內部壓強為12 個標準氣壓，與外部形成較大的壓差，而采用QJ 系列的水泵能夠增大揚程，單級水泵抵抗外界壓力，減少水泵內外壓差。單級水泵保證內外之間的壓強差在5 個標準氣壓值內，有利于改善水泵的運行環境。

2.2 潛水泵設計

潛水泵上端部分設計了三種不同流量的水泵，排水量分別為12m3/h、25m3/h 以及38m3/h。下端部分采用單級水泵，選用10 米水泵揚程。這種設計結構能夠配備20 多種不同形式的揚程，根據排水量的不同，調節不同水泵揚程大小，保證在運行環境中，噴射揚程能達到最大值。假設上端水泵調節排水量在25m3/h，下端選用10 米揚程水泵，則總體噴射的最大揚程為150 米，其次機組外徑最大可調節至220mm，這種規格的機組外徑可適用于240mm 外徑的管井，保證整個機組系統處于穩定運行狀態。

2.3 葉輪和導葉設計

葉輪流體半徑設計中，通過改變外側半徑Rc 以及流道中線的長度增大離心葉輪的過水斷面的面積F，但是隨著長度L 的增加，該面積便會趨于一定峰值。所以在現有技術中通過改變葉輪前后的軸面曲線實現流道中線長度參數的變化，以此控制過水斷面的面積。作者對前后軸面制定了參數方程：M(f)=ni = 0 Σ n!(n-i)!i!(1-u)niuiPi，其中i 為軸面流線的曲率，曲率越小葉輪軸體運行的壓強便越大。n 為離心葉輪控制曲線的階數，f 為離心泵曲面向徑、u 為離心葉輪動態參數。通過改變參數方程中的未知量，來改變葉輪半徑大小。導葉設計結構與上下端寬度有關，設計結構中保證上下端寬度在32-46mm，使得水泵單級揚程隨著排水量的增加而減少，降低水泵的故障率。應用情況及技術性對比

對潛水電泵整個機組檢查，用兆歐表對機組所有電感元器件進行測量，測量數據值與實際使用值進行比對。然后對水泵正式啟用，選用不同排水量水泵的調測值，實驗結果顯示，當電機轉子運行速率達到3600rad/min 時，其揚程已達到225 米。并且當處于高速運行狀態時，電機機殼溫度始終處于標準范圍內。其次便是在技術方面，軸垂面與葉片之間處于同一平行線，葉片包角范圍34-38°，上葉片與下葉片寬度差值±4cm，有利于葉輪導葉流體流速處于穩定階段。通過對潛水電泵應用情況及技術性比對，比原有水泵使用年限增加了兩年，并且故障率也大大降低。結束語

通過對下吸式井用潛水泵的設計研發，作者對于該結構有了更為深刻的認知。這種結構，不但降低了設備的故障率，而且還提升了機組整體的運行效率。這種下吸式潛水泵將會用于諸多領域，以此提高市場經濟效益。

第二篇：QJ型井用潛水電泵(深井泵)價格-上海陽光泵業

QJ型井用潛水電泵(深井泵)-上海陽光泵業

上海陽光泵業作為國內一家著名的集研制、開發、生產、銷售、服務于一體的大型多元化企業，上海陽光泵業制造有限公司一直堅持“以質量求生存、以品質求發展”的宗旨為廣大客戶提供優質服務!同時，上海陽光泵業一直專注于自身實力的提升以及對產品質量的嚴格把關，為此，目前不但擁有國內最高水準的水泵性能測試中心、完善的一體化服務體系、經驗豐富的水泵專家，同時經過多年的發展，產品以優越的性能、精良的品質、良好的服務口碑獲得各項專業認證證書和客戶認可。經過團隊的不懈努力，上海陽光泵業在國內水泵行業已經取得了很大成就。這樣一家誠信為本、責任重于天的水泵行業佼佼者，對于水泵的維修、保養等各大方面都有自己獨特的方法，下面就一起來看看吧!

一、QJ型井用潛水電泵(深井泵)產品概述：

QJ型井用潛水電泵是電機與水泵直聯一體潛入水中工作的提水機具，它適用于從深井提取地下水、也可用于河流、水庫、水渠等提水工程：主要用于農田灌溉及高原山區的人畜用水，亦可供城市、工廠、鐵路、礦山、工地供排水使用。

二、QJ型井用潛水電泵(深井泵)產品特點：

1、電機、水泵一體，潛入水中運行，安全可靠。

2、對井管、揚水管無特殊要求(即：鋼管井、灰管井、土井等均可使用；在壓力許可下、鋼管、膠管、塑料管等均可作揚水管使用)。

3、安裝、使用、維護方便簡單，占地面積小、不需建造泵房。

4、結構簡單、節省原材料。

潛水電泵使用的條件是否合適，管理得當與使用壽命有直接的關系。

三、QJ型井用潛水電泵(深井泵)型號意義：

四、QJ型井用潛水電泵(深井泵)使用條件：

QJ型井用潛水泵可在下列條件下連續運行使用：

1.額定頻率為50HZ，額定電壓為380±5%V的三相交流電源。

2.水泵進水口必須在動水位1米位以下，但潛水深度不得超過靜水位以下70米，電機下端距井底水深最少在1米以上。

3.水溫一般不得高于20℃.4.水質要求：（1）水中含砂量不大于0.01%（重量比）；

（2）PH值在6.5~8.5范圍；

（3）氯離子含量不大于400毫克/升。5.要求井正值，井壁光滑，不得有井管錯開。

五、QJ型井用潛水電泵(深井泵)結構說明：

1、QJ型井用潛水泵機組由：水泵、潛水電機（包括電纜）、輸水管和控制開關四大部分組成。

潛水泵為單吸多級立式離心泵：潛水電機為密閉充水濕式、立式三相籠異步電動機，電機與水泵通過爪式或單健筒式聯軸器直接；配備有不同規格的三芯電纜；起動設備為不同容量等級的空氣開關和自偶減壓起動器、輸水管為不同直徑的鋼管制成、采用法蘭聯接，高揚程式電泵采用閘閥控制。

2、潛水泵每級導流殼中裝有一個橡膠軸承；葉輪用錐形套固定在泵軸上；導流殼采用螺紋或螺栓聯成一體。

3、高揚程潛水泵上部裝有止回閥，避免停機水垂造成機組破壞。

4、潛水電機軸上部裝有迷宮式防砂器和兩個反向裝配的骨架油封，防止流砂進入電機。

5、潛水電機采用水潤滑軸承，下部裝有橡膠調壓膜、調壓彈簧，組成調壓室，調節由于溫度引起的壓力變化；電機繞組采用聚乙稀絕緣，尼龍護套耐用消費品水電 磁線，電纜聯接方式按QJ型電纜接頭工藝，把接頭絕緣脫去刮凈漆層，分別接好，焊接牢固，用生橡膠繞一層。再用防水粘膠帶纏2~3層，外面包上2~3層防 水膠布或用水膠粘結包一層橡膠帶（自行車里帶）以防滲水。

6、電機密閉，采用精密止口螺栓，電纜出口加膠墊進行密封。

7、電機上端有一個注水孔，有一個放氣孔，下部有一個放水孔。

8、電機下部裝有上下止推軸承，止推軸承上有溝槽用于冷卻，和它對磨的是不銹鋼推力盤，隨水泵的上下軸向力。

六、QJ型井用潛水電泵(深井泵)工作原理：

開泵前，吸入管和泵內必須充滿液體。開泵后，葉輪高速旋轉，其中的液體隨著葉片一起旋轉，在離心力的作用下，飛離葉輪向外射出，射出的液體在泵殼擴散室內速度逐漸變慢，壓力逐漸增加，然后從泵出口，排出管流出。此時，在葉片中心處由于液體被甩向周圍而形成既沒有空氣又沒有液體的真空低壓區，液池中的液體在池面大氣壓的作用下，經吸入管流入泵內，液體就是這樣連續不斷地從液池中被抽吸上來又連續不斷地從排出管流出。

七、QJ型井用潛水電泵(深井泵)深井泵的用途與特點：

QJ型井用潛水電泵是根據國家標準設計的節能產品，廣泛用于農田灌溉、工礦企業的供排水和高原、山區的人、畜用水。

該型泵由QJ潛水泵和YQS型潛水電機組成一體潛入水下進行工作。具有結構簡單、體積小、重量輕、安裝、維修方便，運行安全、可靠、高效節能等特點。

QJR型系列井用耐熱潛水泵是與井用耐熱潛水三相異步電動機直接聯成一體，組裝成的耐熱潛水電泵，耐熱水溫可達100°C，是潛入井中，提取地熱水的有效機具；地熱是一種最廉價，最清潔，用之不竭的最新能源，現今廣泛應用于采暖，醫療，洗浴，養殖，種植，工農業，廠礦企業，娛樂服務，保健設施等許多方面。它具有泵機合一，結構簡單，運行可靠，無噪音，性能優良，機組效率高，安裝維修方便；并具有耐熱，防腐，抗老化等諸多優點，是堤取地熱水的最新產品。種類

1、立式豎直使用，比如在一般的水井中；

2、斜式使用，比如在礦井有斜度的巷道中；

3、臥式使用，比如在水池中使用

八、QJ型井用潛水電泵(深井泵)注意事項：

1.井用潛水泵應使用在含砂量低于0.01%的清水源，泵房內設預潤水箱，容量應滿足一次啟動所預潤水量。2.新裝或經過大修的深井泵，應調整泵殼與葉輪的間隙，葉輪在運轉中不得與殼體摩擦。3.深井泵在運轉前應將清水通入軸與軸承的殼體內進行預潤。4.深井泵啟動前，檢查項目應符合下列要求： 1）底座基礎螺栓已緊固；

2）軸向間隙符合要求，調節螺栓的保險螺母已裝好； 3）填料壓蓋已旋緊并經過潤滑； 4）電動機軸承已潤滑；

5）用手旋轉電動機轉子和止退機構均靈活有效。

5.深井泵不得在無水情況下空轉。水泵的一、二級葉輪應浸入水位1m以下。運轉中應經常觀察井中水位的變化情況。

6.運轉中，當發現基礎周圍有較大振動時，應檢查水泵的軸承或電動機填料處磨損情況；當磨損過多而漏水時，應更換新件。

7.已吸、排過含有泥砂的深井泵，在停泵前，應用清水沖洗干凈。

8.停泵前，應先關閉出水閥，切斷電源，鎖好開關箱。冬季停用時，應放凈泵中積水。

第三篇：開題報告-井用潛水異步電動機設計

開題報告

電氣工程及自動化

井用潛水異步電動機設計

一、綜述本課題國內外研究動態，說明選題的依據和意義

1．我國電機設計的現狀

隨著社會生產的不斷發展，我國的工農業需水量不斷增大，而在農村、工廠、礦山、鐵路、自來水公司、地熱開發、油田和地質勘探等領域廣泛應用的井用潛水泵則成為了搶手貨。因而在近十幾年全國諸多農機產品生產企業面臨產品老化、減產、經濟效益不斷下降的形勢下，井用潛水電泵卻恰恰相反，其生產企業數量不斷增加，產量以每年平均20%的速度增長，企業的經濟效益不斷提高。作為井用潛水泵的配套動力設備，井用潛水異步電動機的性能優劣則直接影響到泵的使用質量。自從80年代我國引進RITZ公司潛水電機制造技術起，并隨后制訂了國GB/T—2816

-91（即《井用潛水泵型式和基本參數》），我國國內潛水電機行業才開始進入一個全新的發展階段。在JQS、YQS等系列新型的潛水電機相繼研發并大量投放市場之后，我國國內潛水電機產量不僅滿足了國內的需求，而且大量出口，相繼打入了中東、非洲市場,并向美國、歐洲發展。

目前我國電機設計方法主要有兩種：一是完全憑借人的計算能力，對電機的電磁參數進行校核計算，然后進行優化選擇等，其最大的缺點就是要對電磁設計的百余個公式逐一進行計算，還要完成四個迭代計算，其涉及因素及計算量很大很復雜，工作量非常大，不符合現代發展趨勢；第二則是借助計算機等輔助設備，特別是電機設計CAD技術的發展，被廣大電機設計人員用來從事電機產品的設計計算、分析及繪圖，實現電機產品設計過程的自動化，加速了設計過程，縮短了設計周期、提高了電機產品質量，也適應了電機產業更新換代迅速的要求。因此，現今基本上電機設計企業都已經選擇了CAD軟件開發設計電機。

2．電機設計的趨勢

借助于計算機CAD技術的迅猛發展，給電機設計行業注入巨大的更新血液。目前我國潛水電機在設計制造方面有了很大的進步，主要表現為以下幾個方面：

（1）潛水電動機的產品結構設計、電磁優化設計以及制造工藝日趨完善；

（2）在取材方面用冷軋硅鋼片取代了熱軋硅鋼片，開發出了具有高導磁、低損耗的DGX系列電工鋼片；

（3）開發出了125°C高溫耐水線，給高溫潛水電機的設計和單機功率的提高提供了條件；

（4）在設計、制造高承載力推力軸承方面有了較大發展；

（5）計算機電機CAD等軟件的廣泛應用，縮短了研究周期、減小成本等等。

在中國國內井用潛水電機行業蓬勃發展的同時，國外的電機設計革新也在悄然進行。目前國外潛水電機的生產廠家主要有德國的Ritz、KSB，美國的Flygt、Itt-Loware、富蘭克林，日本的日立以及丹麥的格蘭富等。

同樣面對電機革新換代方面的問題，國外企業對量大面廣的潛水電機進行了不斷的改進,取得了明顯的進展,主要表現在:

（1）提高電機轉速，以提高泵的流量和揚程，從而減少電泵機組的總長度，降低成本。

（2）提高單機工作功率，適應工作場地及溫度的需要,同電機機座號的單機工作最大功率提高了2.5～3倍。

（3）提高電機止推軸承的承載能力，提高該電機工作時的可靠性，滿足其提高泵效及高揚程的需要。

（4）提高力能指標，實行高效節能。

（5）實行計算機電機優化設計，降低電機的重量以及成本。

近幾年來，由于社會發展等需要，地球資源損耗日益加大，水源缺乏、糧食短缺、環境污染，已經深深影響到我們人類的生存與發展。能源危機，這是個亟需解決的問題。由此，開發并使用高效率電機已逐漸成為全球的共識。因此，高效能、低噪聲低振動、便于調速等已經成為國內外電動機研究設計的主要發展方向。

3.課題說明及選題的意義

隨著科學技術的發展，超導體制冷等新技術新材料的不斷涌現，電機CAD設計軟件的普及，也進一步促進了電機設計行業的不斷革新。但由于近幾年我國地下水位普遍下降、水溫過熱、砂量過多等新的一系列問題的出現，使得廣泛使用的井用潛水電機行業不得不面臨新的挑戰，如何設計出更高效能、更低噪聲低振動、更安全智能的井用潛水異步電動機已經成為必然。因此，我們首先需要從電機設計的常規方式入手，在掌握其常規設計的基礎上，不斷改善，使得我國電機設計逐步走上國際化道路甚至成為世界的掌舵者。這也完全符合我國可持續發展的需要。

綜合上述原因我認為了解并改善井用潛水異步電動機設計有著十分重要的現實意義

二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：

確定井用潛水異步電動機的總體結構型式，包括防護式、安裝式、通風和冷卻方式、軸承類型和數量、軸伸型式和數量等。確定零部件的結構型式、材料、形狀、尺寸、加工精度、形位公差、表面粗糙程度和技術要求等。確定某些零部件（如轉子鐵芯與軸、機座和端蓋等）之間的機械連接方式、配合種類等。核算零部件的機械性能。進行電機的磁路計算，對電機的定子槽、轉子槽選型，鐵芯和繞組設計、磁路計算、參數計算、運行性能計算、啟動性能計算、異步電動機的通風與溫升計算、異步電動機的噪聲計算以及校驗損耗等

擬解決井用潛水異步電動機面對近幾年我國地下水位普遍下降、水溫過熱、砂量過多等環境時顯得動力不足、抗熱性不高、安全密封性能不佳等問題。

三、研究步驟、方法及措施：

1.根據任務書要求，查閱各類書籍和資料，進行調研，完成開題報告、文獻綜述、外文翻譯。

2.研究井用潛水異步電動機的特性，熟悉其設計方法。

3.根據任務書所給數據，進行電磁參數計算，具體步驟如下：

1）預選尺寸，給初始設計

①確定外形尺寸：由容量和尺寸關系式確定；

②開槽：考慮槽配合要求合理地選擇定、轉子槽數，并選擇槽型、槽寬、槽高、槽面積等；

③選導線：由定子每相電壓及電勢降落系數以及每極磁通確定每槽串聯導體數，確定每根導線截面、聯接方式及絕緣等。

2）校核計算：用初始設計給定數據進行性能計算，包含四個迭代計算

①磁路計算：由預選尺寸計算磁密及磁勢，求出激勵電流和激磁電抗；

②參數計算：包括計算定、轉子電阻及各個漏電抗、電流及相應電密；

③損耗及性能計算：計算各損耗，效率功率因數、最大轉矩倍數以及額定滑差率；

④起動計算：確定起動電流倍數及啟動轉矩倍數。

3）調整方案

初始設計方案不一定滿足要求，還要做多次調整，直到得到可用設計。

4）挑選方案

算出一批可行設計，經比較選出最佳設計，并滿足材料、制造及運行三項總費用最小的要求。

4.完成上述步驟后進行電機優化的進一步設計，得出整個設計成果，完成論文初稿。

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