传统加油站采用负压式加油方式的自吸泵型加油机,自吸泵加油机的结构原理决定了每个加油机必须配套一个自吸泵和一条管路,结构和布局复杂。负压式加油工艺会使管道内存在油气混合物,且容易产生气阻问题,影响客户利益。国外很多加油站已经采用与在线式城市供水系统原理相同的正压式加油方式,可以提升输油品质,提高加油站工作效率及经济效益,降低加油站的建站成本和运营成本。常用的正压式加油方式由异步电机通过传动杆驱动油泵,电机无需特殊的密封设计,但细长传动杆的存在增加了制造成本,降低油罐的密封性,汽油与外部空气接触挥发损耗大,存在爆炸危险。潜油异步电机需要在电机气隙处加入屏蔽套用于消除汽油对电机定子绕组和转子导条的危害,会加大电机的气隙,增加损耗,降低系统的效率。针对以上问题,本文设计一台变频调速潜油永磁同步电机,完成屏蔽套的设计与损耗分析,并对电机的控制系统和硬件电路进行深入分析。本文的主要工作如下:(1)潜油电机设计中常采用整数槽的极槽配合,定子冲片套用异步电机冲片。为降低气隙谐波在屏蔽套中产生的损耗,改善电机的运行性能,本文采用场路耦合的方法,完成了潜油泵用永磁同步电动机的电磁设计,对比整数槽和分数槽的仿真结果,确定潜油永磁电机的设计方案。对于少槽电机,对比梨形槽和梯形槽两种结构的磁密分布仿真结果,选取合适方案,提高定子的功率密度,进而提高冲片的利用率,减小电机的体积和重量,节约电机的成本。(2)对于潜油永磁电机,为提高电机的密封性和散热性,本文完成了定子屏蔽套的结构和尺寸设计,在定子屏蔽套和机壳之间设计一个封闭的定子腔,通过注入环氧树脂完成密封设计。通过对定子屏蔽套的损耗计算,确定了屏蔽套的厚度和材料,对比分析整数槽和分数槽对定子屏蔽套损耗的影响。(3)为了提高电机的响应速度,减少加油等待时间,使电机在加速、恒速和减速三个阶段,可以根据管道内油压情况稳定、高效运行。本文自行搭建了矢量控制系统仿真模型,仿真结果表明该控制系统可以对给定转速实现较好的跟踪,具有较强的抗扰动能力。本文在对逆变模块、整流模块等元器件选型的基础上,完成了控制器的硬件电路设计和布局设计,将控制器设计在泵体内部,省去散热系统,缩短控制器与电机间的距离,提高系统的可靠性。