Ключевые слова: вентильный погружной электродвигатель, потери на вязкое трение, зазор ротор – статор, момент сил трения, потери мощности, течение Тейлора.
В настоящее время все большее применение при добыче нефти лопастными насосами получают вентильные погружные электродвигатели (ПВЭД). Их преимущества по сравнению с традиционно применяемыми асинхронными ПЭД заключаются в более высоком коээфициенте полезного действия (к.п.д.), большем диапазоне частот вращения вала, более высокой надежности. Одной из конструктивных особенностей вентильных электродвигателей является возможность увеличения зазора между ротором и статором, поскольку в ПВЭД это можно сделать при сохранении исходной напряженности магнитного поля за счет изменения радиальной толщины магнитов.
Обычно при расчете электродвигателей используют эмпирические зависимости, учитывающие суммарные механические потери как на вязкое трение в зазоре между ротором и статором, так и на трение в подшипниках. Эти зависимости получают путем стендовых испытаний образцов уже существующих электродвигателей. При конструировании новых изделий данные зависимости применять нельзя, поэтому при проектировании новых ПЭД требуется подход, позволяющий рассчитывать потери исходя из предполагаемой конструкции.
Предложена методика численного расчета потерь на вязкое трение в зазоре ротор – статор ПЭВД. Методика протестирована на ламинарном оксиально-симметричном, ламинарном Тейлоровском и развитом турбулентном типах течений. Выполнен расчет влияния зазора ротор – статор на вязкие потери для вентильного ПЭД63-117 в диапазоне частот от 3000 до 10000 мин-1. Установлено, что при частотах до 5000 мин-1 вязкие потери приводят к несущественному снижению к.п.д. (не более 0,5 %), однако при больших частотах достигают 5 %.
