永磁同步电机在石油钻机上应用探讨

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1、2013年第42卷石油矿场机械第3期第89页0ILFIELDEQUIPMENT文章编号：1001—3482(2013)03—0089—03永磁同步电机在石油钻机上的应用探讨李艳琴，侯尉生，田树贵，徐正庭孙，孙中明。(1．西安宝美电气工业有限公司，西安710077；2．塔里木油田a．第四勘探公司；b．第二勘探公司，新疆库尔勒841000)摘要：从永磁同步电机的机电特性与负载的机械特性匹配性、系统性能指标要求与控制技术方案选择等方面考虑，对永磁同步电机在石油钻机直驱机械设备上的适应性进行了探讨。关键词：永磁同步电机；直驱；机电特性中图分类号：TE922文献标识

2、码：BDiscussionofApplicationofPermanentMagnetSynchronousMotoronDrillingRigLIYan—qin，HOUWei—sheng，TIANShu—gui，XUZheng—ting，SUNZhong—ming(1．BornayElectricIndustriesCo．，Ltd．，Xian710077，China；2．a．No．4DrillingCompany；b．No．2DrillingCompany，TarimOilfield，Korla841000，China)Abstract：Takingth

3、efollowingfactorsintoconsideration，suchastheloadmatchingbetweenelec—tromechanicalcharacteristicsandmechanicalproperties，therequestinsystemperformanceindica—torsandselectionofcontroltechnicalscheme。thisthesispresentsthestudyoftheadaptabilityofpermanentmagnetsynchronousmotorinoilrig

4、direct—drivemachine．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；directdriven；electromechanicalcharacteristics永磁同步电机具有功率密度大、效率高、功率因用中还要考虑电机的机械特性与负载特性的匹配，数大等优点，但对于大功率、宽调速、高性能的场合，否则不适当的应用不仅不能发挥其优势，而且将带过去由于受到控制技术水平的限制未能得到较好的来某些弊端。应用。近几年来，随着控制技术的发展以及高性能永磁同步电机变频调速时的机械特性如图1变频器的出现，使永磁同步电机的应用

5、得到很大的所示。发展，特别在直驱机械设备方面更有潜力。1机电特性及控制要求在结构上，永磁同步电机转子上装有永磁体，定子上装有电枢绕组，由于转子上没有励磁绕组，所用永磁体磁密又很高，转子直径可以做得较小，效率较高，功率因数也较大，这是其显著优点。基于此，在某些对电机体积要求严格、对节能考虑较多的领域，图1永磁同步电动机调速特性曲线例如航空、航天、舰船等行业，如果负载特性匹配，采用永磁同步电机是最佳的选择。图1中实线为对应的限制线，虚线为调速时的虽然永磁同步电机具有以上优点，但在具体应机械特性；高速时的恒功和降功区需要弱磁控制。收稿日期：2012—09—06作

6、者简介：李艳琴(1976一)，女，陕西合阳人，工程师，主要从事电气设计工作，E-mail：liyanqin08@126．corn。石油矿场机械2013年3月由于永磁电机采用了永久磁体做为磁极，因此要速度传感器，但一般仍需要带磁极位置传感器。不太适合有弱磁调速要求的场合，否则将使效率降虽然也有关于无位置传感器的控制技术，但在大功低，功率因数降低，而且还要增大变频器的装机容率的变速传动上应用还不太理想。在直驱泵上安装量；尤其对于深度弱磁调速的系统，如果在弱磁高速位置传感器非常不便。无位置传感器的永磁同步电期间发生故障，电机的旋转将产生很高的发电电压，动机的控制

7、技术将成为研究重点。极易损坏与其相连的变频器。此时即使采用机械刹2．2直驱转盘车或者断路器保护，但在响应时间上是来不及的。转盘的负载特性近似如图4，图中实线为对应另外，对于变速控制的永磁同步电机，为了得到的限制线，虚线为不同转速时的转矩特性。高性能的技术指标，需要辨识转子磁极位置，并实时测量转速，这就需要安装磁极位置传感器和速度传感器，尽管这二者可以合二为一(例如，光电编码器)，一旦编码器出现故障，系统将不能正常运行。2适应性分析2．1直驱泥浆泵O扭矩直驱泥浆泵省掉了传动带、传动轮、传动带护罩，还减小了底座长度，降低了泵组的体积和质量，图4转盘负载特性曲线

8、免去了易耗件传动带的更换及松紧度调整等一系列由图4可以看出：转盘需