潜油电机是潜油电泵的心脏,异步电机因其结构简单、制造方便、成本低、调速性能好而被广泛采用。但是,异步电机也有损耗大、功率因数低的缺点,国内外专家开始寻求高效率的潜油电机方案。同步磁阻电机以其结构简单、转子无绕组、无永磁体、低成本、高效率等优点,近年来成为国内外学者研究热点。本文将同步磁阻电机应用在潜油电机中,设计一台高效率潜油式同步磁阻电机,替代现有异步电机方案,实现节能降耗的目的。本文首先调研了潜油电机研究现状、同步磁阻电机研究现状。其次,在同步磁阻电机基本原理及数学模型的基础上,从理论上分析了同步磁阻电机取代异步电机的可能性,计算了二者同等电流大小的转矩比和铜耗比、同等铜耗下的转矩输出比、同等转矩情况下的定子铜耗比,并计算了潜油电机在不同转子外径下的机械损耗。接着,分析了潜油式同步磁阻电机与一般电机设计的不同之处,针对该设计特点制定了该电机的设计流程,进行了初步方案的设计,探讨了转子尺寸、气隙长度、电流角对交直轴电感的影响,比较了不同转子外径、不同分段数电机的效率等性能指标,得出了电机电磁设计初步方案。然后,对初步方案进行电磁有限元仿真、热分析、转子机械强度校核;比较了三种不同拓扑结构转子的转矩性能;针对转矩脉动较大的问题采用了转子分段斜极的方式进行抑制;得出了不同转子拓扑结构、不同斜极角度对平均转矩、转矩脉动的影响。最后,针对初步设计方案研制了小型同步磁阻电机样机,采取低转差法测量了电机的交直轴电感大小,进行了该电机的静态与动态转矩实验,并对电机进行了温升测试。将实验结果与仿真结果进行对比分析,验证了电磁设计方案的准确性。