油田抽油機用高起動轉矩高效永磁同步電機的工藝的製作方法
2023-06-29 04:16:36 3
油田抽油機用高起動轉矩高效永磁同步電機的工藝的製作方法
【專利摘要】油田抽油機用高起動轉矩高效永磁同步電機的工藝，包括以下步驟：其特徵在於：1）、定子繞組Y-△轉換調壓：2）、電容器動態無功補償及靜態無功補償：3）、可控矽調壓：4）、液態電阻軟起動：5）、變頻電源：本發明，採用永磁同步電機替代異步電機後，節電效果明顯，運行效率高。22kW電機驅動六型抽油機，經節能監測站多次檢測，負荷率在20%～30%時,與同功率等級的普通Y系列電機相比,有功節電率在12%～16%,節約無功功率26%左右；與油田目前使用的節能電機高轉差電機相比,節約有功5%左右。
【專利說明】油田抽油機用高起動轉矩高效永磁同步電機的工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種油田抽油機用高起動轉矩高效永磁同步電機的工藝。
【背景技術】
[0002]目前，抽油機是應用最普遍的石油開採機械之一，也是油田耗電大戶，其用電量約佔油田總用電量的40 %，且總體效率很低，據調查一般在30 %左右。油田抽油機負載是獨具特點的時變負載:有動、靜負載特性之分。起動初始狀態要求拖動電機的起動力矩是抽油機實際負載的3 — 4倍，甚至更大，起動力矩是抽油機選配電機的第一要素。當起動力矩適用則負載功率必然匹配不佳，運行負載功率都遠小於電機的額定功率，即所謂「大馬拉小車」現象。過剩的抽油能力令抽油機。
[0003]永磁體是永磁同步電機的勵磁源,其性能、結構形式和尺寸對永磁電機的技術性能、經濟指標和體積都具有重要的影響。基於抽油系統的運行和經濟性等特點，選擇合適的永磁材料，在保證較好的磁性能的前提下，重點解決永磁材料的成型、拼裝、充磁均勻性、磁場熱處理、穩磁處理，防退磁處理、表面防護處理、及永磁體裝配等技術工藝問題。
【發明內容】
[0004]針對以上問題，本發明的目的在於提供一種油田抽油機用高起動轉矩高效永磁同步電機的工藝，是採用內轉子、永磁體嵌入式結構，為提高電機啟動能力，轉子上設置籠型起動繞組；定子採用類似於異步電機的分布式齒槽結構；轉子上有精心設計的多級永磁體，採用優化的永磁體配置方案，以減低電機的轉矩脈動。研究的重點是提高電機啟動能力及功率密度，並保證在較大的負載範圍內具有較高的效率。
[0005]本發明的技術方案是通過以下方式實現的:油田抽油機用高起動轉矩高效永磁同步電機的工藝，包括以下步驟:其特徵在於:
I)、定子繞組Y- A轉換調壓:電機正常運行時，定子繞組為A接法，起動時為Y接法。起動時繞組電壓為電網額定線電壓的根號3分之一，起動電壓降低，待接近額定轉速時，定子繞組轉換為A接法，控制簡單，但每次起動需要人工幹預，減壓範圍一定，用途受到限制。
[0006]2)、電容器動態無功補償及靜態無功補償:啟動高壓電動機，將電容器投入，經過適當的時間，迅速退出電容器組。
[0007]3)、可控矽調壓:採用晶閘管調壓電路來控制電壓的大小；
4)、液態電阻軟起動:在定子迴路中串入電液變阻起動器的三相電阻，其中Q Fl為主機運行斷路器，Q S為隔離開關，Q F2為星點短接斷路器，RS為電液變阻起動器；
5 )、變頻電源:採用基於雙PWM變頻電路的電源系統，實現電能的雙向流動。
[0008]本發明，採用永磁同步電機替代異步電機後，節電效果明顯，運行效率高。22kW電機驅動六型抽油機，經節能監測站多次檢測，負荷率在20%?30%時，與同功率等級的普通Y系列電機相比，有功節電率在12%?16%，節約無功功率26%左右；與油田目前使用的節能電機高轉差電機相比，節約有功5%左右。【具體實施方式】
[0009]油田抽油機用高起動轉矩高效永磁同步電機的工藝，包括以下步驟:
1)、定子繞組Y-A轉換調壓:電機正常運行時，定子繞組為A接法，起動時為Y接法。起動時繞組電壓為電網額定線電壓的根號3分之一，起動電壓降低，待接近額定轉速時，定子繞組轉換為A接法，控制簡單，但每次起動需要人工幹預，減壓範圍一定，用途受到限制；
2)、電容器動態無功補償及靜態無功補償:啟動高壓電動機，將電容器投入，經過適當的時間，迅速退出電容器組；
3)、可控矽調壓:採用晶閘管調壓電路來控制電壓的大小；
4)、液態電阻軟起動:在定子迴路中串入電液變阻起動器的三相電阻，其中QFl為主機運行斷路器，Q S為隔離開關，Q F2為星點短接斷路器，RS為電液變阻起動器；
5 )、變頻電源:採用基於雙PWM變頻電路的電源系統，實現電能的雙向流動。
【權利要求】
1.油田抽油機用高起動轉矩高效永磁同步電機的工藝，包括以下步驟:其特徵在於: .1)、定子繞組Y-A轉換調壓:電機正常運行時，定子繞組為A接法，起動時為Y接法，起動時繞組電壓為電網額定線電壓的根號3分之一，起動電壓降低，待接近額定轉速時，定子繞組轉換為A接法，每次起動需要人工幹預； .2)、電容器動態無功補償及靜態無功補償:啟動高壓電動機，將電容器投入，經過適當的時間，迅速退出電容器組； .3)、可控矽調壓:採用晶閘管調壓電路來控制電壓的大小；. 4)、液態電阻軟起動:在定子迴路中串入電液變阻起動器的三相電阻，其中QFl為主機運行斷路器，Q S為隔離開關，Q F2為星點短接斷路器，RS為電液變阻起動器； . 5 )、變頻電源:採用基於雙PWM變頻電路的電源系統，實現電能的雙向流動。
【文檔編號】H02K21/02GK103457428SQ201310405491
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】聶順康, 陸宇鋒 申請人:丹陽市長江汽車部件有限公司