稀土永磁同步电机对绞车驱动应用与控制

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1、ELECTRICDRIVE2014Vol.44No.11电气传动2014年第44卷第11期稀土永磁同步电机对绞车驱动的应用与控制张国良（大庆钻探工程公司钻井二公司，黑龙江大庆163413）摘要：针对石油钻机直驱绞车的特殊要求，采用稀土永磁同步电机驱动方式，西门子S120变频调速控制模式，使绞车的控制更加的平稳，简化了驱动单元，提高了驱动效率。主电机通过变频调速系统操作，可实现提升和下放钻具、恒钻速或恒钻压自动送钻、处理井下事故等功能。试验情况表明：在现场施工过程中，电机反应迅速准确、低转速可以输出较大转矩、短时过载能力达到160%，温升正常。

2、截止到2013年5月1日，该稀土永磁同步电机已无故障累计运行10950h。关键词：钻机；绞车；稀土永磁；同步电机；变频调速中图分类号：TM351文献标识码：AApplication&ControlofREPMSMasDrawworksDriverZHANGGuo⁃liang（No2DrillingCompanyofDaqingDrillingEngineeringCompany，Daqing163413，Heilongjiang，China）Abstract:Therear⁃earthpermanentmagnetsynchronousmot

3、orfittedwiththeSiemensS120variable⁃frequencyspeedregulatorwasusedasthedirectdrawworksdriverforoildrillingmachine，whichhelpsconductthecontrolofdrawworksmoresmoothlywithasimplifieddrivingelement，whichimprovesthedrivingefficiencyofthesystem.Themainmotorwithvariable⁃frequencysp

4、eedregulationwascapableofhoistingandloweringthedrillingtools，keepingtheconstantdrillingrateorbitpressure，andhandlingthedownholeaccidents，etc.Thetestresultssuggestthatthemotorrespondedquicklyandaccuratelyintheconstructionsite；itisalsocapableofproducinghightorqueoutputatlowsp

5、eed，andenduringshort⁃timeoverloadof160%，withthetemperatureriseappearsnormally.Asof1stMay2013，thismotorhasexperiencedfailure⁃freeoperationof10950hoursintotal.Keywords:drillingmachine；drawworks；rare⁃earthpermanentmagnet；synchronousmotor；variable⁃frequencyspeedregulation况等项目进行

6、了工业性试验。试验验证：主要设1引言计目标达到了现场使用的要求，简化了传动结构，传统的绞车一般采用交流异步电动机通过增加了控制精度，提高了传动效率，降低了能耗。变速箱驱动，结构复杂，成本高，效率低。解决问2电机技术分析题的最直接方法是直驱绞车技术，但同时对绞车电机提出了低转速、大转矩等更高的要求。针对稀土永磁同步电机的转子是由永磁环经过这一课题，我们进行长达1a的试验分析，最终确多级充磁后制成，定子是由带齿的磁极加上集中定使用稀土永磁同步电动机作为绞车电机，使用绕组构成。而稀土永磁材料具有很高的磁能级，西门子S120变频调速系统进行控制的解决

7、方案。其剩磁也特别高，从而可缩小电动机的体积，提该套装置于2011年5月初在大庆10523钻井高工效。队使用10口井，对绞车的井架起升和下放工况、下面分析稀土永磁同步电机同其它电机比起下钻工况、能耗制动工作情况、自动送钻工作情较的优缺点。作者简介：张国良（1982-），男，本科，工程师，Email：zgl820209@126.com59电气传动2014年第44卷第11期张国良：稀土永磁同步电机对绞车驱动的应用与控制稀土永磁同步电动机的启动力矩、过载能力图2显示额定转速范围内，变频器的输出电压和效率均比三相异步电动机高，如表1所示。V与转速成正

8、比，EMF也与转速成正比，在变频器表1稀土永磁同步电机与异步电机比较的输出电压V与电机的EMF之间保持平衡，ΔV=0。Tab.1ComparisonbetweenR