抽油机永磁耦合驱动研究.pdf

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1、石油机械一6O一CHINAPETROLEUMMACHINERY2014年第42卷第l0期●油气田开发工程抽油机永磁耦合驱动研究何富君仲于海张子华常忠伟。(1．东北石油大学机械科学与工程学院2．大庆石化公司水汽厂)摘要：为了降低抽油机的装机功率，缓冲振动，实现节能，对抽油机用永磁磁力耦合器驱动能h进行研究。介绍了抽油机永磁耦合器驱动原理，利用Ansoft软件建立耦合器的三维模型，对该模型进行有限元仿真分析。为进一步探讨耦合驱动能力、传动效率及启动能力等特性，对抽油机用耦合器样机进行试验研究。研究结果表明，永磁磁力耦合器能够稳

2、定地传递力矩，在一定范围内，传动能力随铜盘与磁盘之间间隙的增大而减小，随两盘转速差的增大而增强；工作区域较宽，效率都可达到95％以上，最大传递力矩可以达到最佳工作点的3倍以上；具有很强的延迟启动能力，过载系数高，可适应抽油机的载荷波动；能够降低装机功率，从而降低系统成本并实现节能。关键词：抽油机；永磁耦合器；传递力矩；驱动能力；传动效率；启动能力中图分类号：TE933文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．10．015ResearchonPermanentMagnetCouplin

3、gDrivingforPumpingUnitHeFujunZhongYuhaiZhangZihuaChangZhongwei(1．DepartmentofMechanicalScienceandEngineering，NortheastPetroleumUniversity；2．VapourandWaterPlant。DaqingPet．rochemicalCompany)Abstract：Inordertodecreasethemotorinstalledpowerofpumpingunit，reducevibratio

4、nandenergy，thedrivingabilityofthepermanentmagnetcouplinghadbeenstudied．Themechanismofpermanentmagnetcouplingunitwasintroducedinthepaper．Athree—dimensionsimulationmodelissetupbyAnsoflsoftware，andthusthedriv．ingabilityisstudiedbyfiniteelementmethod．Aprototypeforpump

5、ingunitismanufacturedtocarryonthestudyondrivingability，efficiency，andthestartingabilitythroughexperiment．Theresultshowedthattheunitcanworksteadily，thedrivingabilitywoulddecreaseasthedistancebetweenmagnetdiskandcopperdiskincreaseinaeertainrange，butwouldincreasewith

6、therotaryspeeddifferenceraise．Ithasgoodeficiency．Throughlargeloadstart．ingexperiment，themagnetcouplershowsgooddelaystartingfeatureandhighoverloadratioanditcanbeused，onpumpingunittodecreasemotorpowerSOastosaveenergy．Keywords：pumpingunit；permanentmagnetcoupler；momen

7、tdelivery；drivingability；transmissioneffi．ciency；startcapability驱动是节能的一个关键。由于抽油机的转动惯量很0引言大，而且带载启动，所以需要很大的启动力矩，通常情况下需要配置较大功率的电机，而正常工作时抽油机作为我国油田的主要采油机械，其节能需要的转矩又比较小。这样不但使装机成本提高，问题日益突出。选配合适的电机实现抽油机的而且电机的功率因数低，效率也较低，导致能源浪$基金项目：国家“十二五”科技支撑计划项目“石油装备制造业创新技术服务平台建设”(2012BA

8、H28F03)；黑龙汀省科技攻关项目“抽油机节能型永磁耦合器研究”(GZI1A408)。2014年第42卷第1O期何富君等：抽油机永磁耦合驱动研究费。另外，抽油机的]二作载荷呈明显的周期性变化，不但对机械系统产生载荷冲击，而且造成电机负载的波动，影响电机寿命及节能效果。从抽油机节能以及改善抽油机运行状态