塔架抽油机用低速永磁力矩电机的转矩特性分析-论文.pdf

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1、{皈持电墼蔓竺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一～～’⋯⋯⋯!塔架抽油机用低速永磁力矩电机的转矩特性分析李勇，黄盈亮，赵伟(哈尔滨工业大学，哈尔滨150001)摘要：塔架抽油机采用配重和负载直接平衡工作方式，驱动电机力矩小，而且调节方便，在一些特殊抽油环境中具有一定的优势。驱动电机的输出转矩对塔架抽油机的性能具有重要影响。通过建模，对塔架抽油机一个冲程内的受力情况进行了分析，得到了电机输出转矩的特性曲线，并进一步分析了加减速过程的影响。对塔架抽油机的工程设计和应用

2、具有参考价值。关键词：塔架抽油机；永磁力矩电机；转矩；冲程中图分类号：TMS1；TM359．6文献标识码：A文章编号：1004-7018(2015)06—0009—03AnalysisofTorqueCharacteristicsforLowSpeedPermanentMagnetTorqueMotorsUsedinTowerPumpingUnitl』lYong，HUANGY打唱一liang，ZHAoWei(HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Into

3、werpumpingunitsweightsareusedtobalanceloaddirectly，SOthepowersofdrivingmotorsarenotSOlarge．Thesepumpingsystemshaveseveraladvantagesinsomespecialpumpingrequirementsbecauseoftheirconvenientadjustments．Outputtorqueofthedrivingmotorhasimportantinfluencetothecharacterist

4、icsofthetowerpumpingunit．Inthispaperrelationsofalltheforceswereanalyzedwithinastroke，andcurvesofoutputtorquewasobtained．Influencesofdeceleratingtimewerealsostudied．ThepaperisofgoodreferencevaluetotheengineeringapplicationoftowerpumpingU-nits．Keywords：towerpumpinguni

5、t；permanentmagnettorquemotor；torque；stroke它利用大力矩电机通过减速器和钢丝绳直接作用于0引言抽油杆，实现冲程、冲次可调的连续直线往复运动。机械采油作为常规的人工举升开采方式，由于由于直接实现了直线运动，而且采用了适宜于频繁其技术成熟便于掌握、工作性能可靠、适应性强，因起动、高效节能的永磁电机，所以该项技术的特色比而在当今世界各国油田生产中占有举足轻重的地较鲜明，在现代采油技术中将会占有一席之地。目位，特别是油田开发中后期，机械采油己成为油田主前，国内的大庆油田等进行过这种抽油机的试验应

6、要的人工举升开采方式。目前世界上主要采用抽油用，典型的现场实物图如图1所示。李勇，等塔架机和潜油电泵作为机械采油的主要举升设备，而游梁式抽油机(俗称磕头机)则是目前应用最广泛的。它采用感应电机结合皮带轮减速驱动方式，电机连续运转，通过机械转换带动抽油杆上下往复运动，实现抽油功能。如果需要调节抽油杆的冲次，则只能停机，再更换皮带轮盘。其特点是结构简单，设备造价和维护费用低，缺点是系统效率低，操作模式不灵活。游梁式抽油机的最主要问题，就是驱动电机是图1塔架抽油机现场实物图旋转运动，而抽油杆是直线往复运动。近年来，为了采用交流永磁电

7、机的塔架抽油机是一种新技适应节能高效等要求，以及适应这种直线往复运动术，尤其是当采用低速大力矩电机直接驱动方式时，的驱动方式，其他各类新型抽油设备和控制方法应配重、油柱负载和电机系统直接耦合，电机系统的控运而生，塔架抽油机就是这样一种新型的抽油设备。制特性和控制策略对系统运行品质具有直接影响。本文对塔架抽油机的负载特性进行了详细分析，并在此基础上分析了电机的输出特性，同时研究了一9收稿日期：2013—09—06塔架抽一一⋯彩2f；≯微持电相2015年第43卷第6期⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．1_-．二⋯_l

8、：．!．!个冲程中加减速过程对电机特性的影响。本文的研转而不是长期连续运行，所以起动性能好的交流永究成果为塔架抽油机驱动电机系统的设计和分析提磁电机系统是最佳选择。供了依据，对于其理论研究和工程应用具有重要的(3)配重主要用于和载荷的静态平衡，所以需参考价值。要根据采出液的密