抽油机拖动装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103051256A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103051256A(43)申请公布日2013.04.17(21)申请号201210381209.8(22)申请日2012.09.19(66)本国优先权数据201110309371.42011.10.13CN(71)申请人毕严富地址163458黑龙江省大庆市让胡路区龙南悦园6-2号楼3门401室(72)发明人江允良(51)Int.Cl.H02P1/32(2006.01)H02K11/00(2006.01)H02K7/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图44页(54)发明名称抽油机拖动装置(57)摘要一种抽油机节能拖动装置，由三相交流电动机壳体、定子铁芯、三相绕组、鼠笼转子、及启动和运行的转换电路组成。其特征：电动机的三相绕组尾端串联有由转速传感器和微处理器控制的、使其在每个冲程中都按照曲柄轴转矩变化、间歇向三相绕组供电的三相交流半导体开关。本抽油机拖动装置的三相交流电动机，是用Δ接线完成抽油机启动程序后，转换到Y接线运行，当电动机处于轻载并向空载过渡时关断半导体开关，使电动机不通电无损耗，当抽油机倒拉电动机时，向设置在电机后轴伸上的惯性飞轮储能，当曲柄轴出现转矩脉动峰值使转速下降时，飞轮放出动能、协助电动机拖过高峰负载转矩，飞轮能削峰填谷、平滑脉动转矩，使抽油机节能。CN103526ACN103051256A权利要求书1/1页1.一种抽油机拖动装置，由三相交流电动机壳体、定子铁芯、三相绕组、鼠笼转子、转子轴、端盖、轴承盒、轴承、风扇、风罩、启动和运行的转换电路组成，其特征在于：三相交流电动机的三相绕组尾端串联有由转速传感器和微处理器控制的、使其在每个冲程中都按照曲柄轴的转矩变化间歇向三相绕组供电的二或三相交流半导体开关。2.根据权利要求1所述的抽油机拖动装置，其特征在于：在三相交流电动机转子轴后轴伸与风罩之间有惯性储能飞轮。3.根据权利要求1所述的抽油机拖动装置，其特征在于：电动机启动和运行的转换电路是由一个三相交流断路器(1)、一个三相交流接触器(5)、一个三相交流固态继电器(7)、一组三相压敏电阻(6)、一个三相多功能保护器、检测三相交流电动机转速的接近开关(8)和微处理器组成。4.根据权利要求1所述的抽油机拖动装置，其特征在于：后端盖(9)向三相交流电动机壳体内伸进，并与风罩是整体件。5.根据权利要求1所述的抽油机拖动装置，其特征在于：转速传感器使用接近开关，接近开关的检测头与转子轴前轴伸外圆之间有固定在转子轴上的编码环。6.根据权利要求1所述的抽油机拖动装置，其特征在于：轴承盒外侧有固定在轴承盒上测量三相交流电动机转速的接近开关。7.根据权利要求1所述的抽油机拖动装置，其特征在于：间歇向三相绕组供电的交流半导体开关串联在电动机三相绕组的首端。2CN103051256A说明书1/3页抽油机拖动装置技术领域[0001]本发明涉及一种拖动油田抽油机的电力传动系统，尤其是涉及按照抽油机曲柄轴的转矩变化间歇给三相交流电动机供电，消除倒拉损耗，以及大幅度降低抽油机脉动转矩峰值，降低能耗的节能抽油机拖动装置。背景技术[0002]现在所使用的各种常规游粱式抽油机，其结构简单且具有优良的软换向功能，可靠性高、维修方便、适应野外现场环境等优点。在采油机械中占有举足轻重的地位，在今后相当长的时间内，仍然是油田的主要采油设备。但是，由于其机械传动和换向系统使用曲柄轴和四连杆机构，以及将平衡重设置在曲柄上，使其难以达到全平衡等因素，致使抽油机的负载特性，形成一种频繁且峰值转矩很高的，非正弦正负剧烈脉动负载，从使三相交流电动机超载运行的正向转矩峰值到曲柄轴出现负转矩的时间仅有1到2秒钟，在这个过程中，三相交流电动机要经由超载、轻载、空载和制动的运行工况，使三相交流电动机处于浪费电能的远离高效区运行。为能承受高峰值转矩的动力传递，抽油机的齿轮减速箱、换向机构等动力传动机件都设计得非常笨重，为能使这种重型设备顺利启动和通过高峰转矩点，迫使三相交流电动机的配套功率成倍增加，达到实际运行时平均所需功率的3-4倍，有些抽油机配用的三相交流电动机其名牌额定功率甚至达到了实际运行时平均所需功率的十二倍左右，从而又引发出三相交流电动机在拖过高峰转矩点后，很快出现向抽油机输出过剩能量，使传动系统的往复运动部件超速.一方面引起井下柱塞泵抽吸不满，形成半满捞现象，使泵难以发挥应有的功效，另一方面超速的同时又使大质量的往复运动部件加速度的幅值增高，惯性负载进一步增加，致使在上冲程、下冲程的尾端出现倒拉三相交流电动机，产生制动转矩，消耗掉系统的剩余动能，使得实际运行的三相交流电动机平均力能指标大幅度下降，功率因数低于0.4，平