抽油机用节能电机评价及改造方式的探讨.doc

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1、抽油机用节能电机评价及改造方式的探讨作者：殷雷频道：电机发布时间：2008-11-261抽汕机用节能电机评价抽油机作为活塞式冇杆泵的地曲举升设备，只要能够满足其运动及机械特性的电动机就可以作为其拖动的动力设备。常见的抽汕机用节能电机有异步电机和同步电机；例如：（超）高转差三项异步电动机、永磁同步电动机等。1・1常规游梁式抽汕机的工作特性抽油机工作时是由电机驱动减速器带动四连杆机构实现驴头上下摆动，驴头带动抽油杆使活塞泵做上下往复运动完成抽汲过程。抽汕杆在上行和下行时负载的变化大，导致抽汕机减速器的净扭矩波动幅度大，反映在电机上则电流变化大。由于抽汕机具有门身的机械平衡装置和周期脉动的

2、负载特性，所以要求电机具有高启动扭矩，才能保证抽汕机在静止状态下启动起来。这样在选择电机时要求电机的额定功率要大（启动扭矩要大），当抽汕机启动以后正常运行时负载下降电机在轻载下工作（一般运行功率仅为装机功率的三分乙一），系统效率测试数据显示抽油机井电机效率多在40%。60%、功率因数在0.3—0.5Z问。1.2节能电机简介多年来的实践表明，我们认为节能电机应具备“电机拖动负载与电机的输出扭矩（功率）间的合理匹配”的功能，抽汕机在运行过稈中，电机的输出功率随着载荷的变化在无人为干预的情况下实现自动转换。统计我厂在用备类电机的情况显示，复式电机与双绕组电机能够实现“电机拖动负载与电机的输

3、出扭矩（功率）问的合理匹配”，即启动和运行的功率不同。其它种类的节能电机仅仅做到了根据目前负载适当降低装机功率达到节能的目的，即启动与运行仍然是在相同功率下。当抽汕机的负载率达到85%以上时，这类节能电机是启动不起来的，但是原机型所匹配的常规Y系列电机则不存在启动困难的问题。常规机净州矩——僞就机卸扭矩（1）（超）高转差电机节能原理：依靠降低转了转速％来达到增加扭矩从而降低装机功率的H的。（超）高转并电机与普通Y系列电机相比，具有以下特点：a.超高转并率电机解决了起动问题以及通过降低转速降低载荷的峰值，就可以川小容量的电机取代大容量的普通电机，避免大马拉小车，取得良好的匹配，电机同定

4、损耗（铁损、机械耗）及可变损耗均大大降低。b.生产运行过程屮（超）高转羌电机比常规Y系列电机平均效率高。c.提高功率因数，减少线损和无功损耗。（2）双速双功率电机在结构上与Y系列电机相似，区别在于利用单槽内下入单线“引出多组头”，通过在多组头Z间改变接线方式，即实现了“双极双速”。该电机沿川了高转差率的特性，利用降低转速來达到提高扭矩实现降低装机机朋号（装机功率）的H的。现场臧川屮速度的转换，需要停机靠人工实施转换。优势%1保留了高转差率电机所具备的优势；%1节电效果效果明显：平均有功节电率可达到15%。%1由于其速度可以调整给抽油机井的调参工作带来了方便。不足%1在一个固定的功率下

5、运行，无法实现机采井运行负载与电机输出负载间的合理匹配,影响了其电机功能的发挥。%1由于转差率高的缘故，在运行过程屮易出现丢转现象。⑶永磁电机在结构上与Y系列电机相似，所不同的是在电机转了内镶入永磁铁，使转了白身具冇高强度磁场，可以川来取代电动机转了的电励磁，显著提高功率因数，减小定了电流和定了电阻损耗。永磁同步电机为同步工作方式，转了转速与定了旋转磁场完全同步，与异步电机相比，无转差损耗。优势%1效率高、高效区范围宽。%1功率因数高，无功节电效果相当显著。%1起动力矩大、过载能力强在匹配合理的条件下、节电效果显著。不足：%1无法实现抽油机运行负载与电机输出负载间的合理匹配。%1由于

6、同步电机的启动特性较硬，在重载井上启动时电机易岀现振动现象。%1制造成本较常规Y系列电机要高出至少40%左右。%1容易出现退磁现象。(4)复式电机优势%1实现了运行与电机输出的合理匹配，确保了电机始终在高效区运行。%1节电效果显著。%1自动控制实现的过程简单，运行平稳可靠。不足：%1制造成本高、体积庞大、维修难度较大。图2(5)双绕组电机双绕组电机在设计上是在单槽内下入双线，即形成了两套绕组。我们称Z为启动绕纽•和工作绕组，确保了该电机具有两种功率即启动功率和运行功率。在控制系统中巧妙的hVJIJTY—△转换，使实际的运行功率可以依据负载的需求多了一级功率的变换。在运行过程屮，借助于

7、专用的控制系统，实际上是在三个功率下依据负载需求自动切换运行。%1电机启动时，启动绕组在额定功率下(启动功率)启动电机，以满足抽油机启动时需高扭矩的要求，启动后转入正常运行。%1正常运行时，负载下降，通过控制箱自动转换到T•作绕组上运行，电机的功率下降至运行功率。：T作绕组是将两个绕组串联，运行功率的值是根据抽油机运行时的负载大小来决定的。具体的实现过程如下：两套绕组在电机的内部串联如图3所示。uoU2,Vo,v2,WI,W2为启动绕组,U2U3,v2V3