CN102510170B

CN102510170B - 准直驱永磁同步电动机

Info

Publication number: CN102510170B
Application number: CN 201110335373
Authority: CN
Inventors: 李骏
Original assignee: Zhejiang Xizi Forward Electrical Machinery Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Xizi Forward Electrical Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2031-10-31
Also published as: CN102510170A

Abstract

本发明提供了一种准直驱永磁同步电动机，包括电动机驱动部件和承重支座组件，驱动部件的转子轴承外圈与输入轴配合，其内圈与输出轴配合，输入轴与输出轴之间同轴并能相对转动，还包括有齿轮减速机构，驱动部件和承重支座组件之间通过齿轮减速机构连接，驱动部件驱动输入轴转动，输入轴通过齿轮减速机构的齿轮传动带动输出轴以相同转向不同转速输出，带动抽油光杆转动，从而带动井下螺杆泵旋转将介质提升上来。本发明的准直驱永磁同步电动机采用同轴减速机构，电动机驱动轴与抽油光杆处于同轴的位置，避免了偏心带来的抽油光杆偏磨的问题，降低了密封失效发生的几率，大大提高采油作业的安全性，而且降低了成本。

Description

准直驱永磁同步电动机

技术领域

本发明涉及一种油田机械采油地面驱动设备，尤其涉及一种准直驱永磁同步电动机。

背景技术

目前，用于油田的三抽设备中螺杆泵已由三相异步电机经减速机构带动抽油光杆形式向直驱电动机进行抽油的过渡，后者也因其直接驱动抽油杆进行抽油，省去皮带传动及齿轮减速机构，因此带来采油效率高、节能和安全等优势越来越被油田所接受。现有市场上螺杆泵直驱设备大都采用永磁同步电动机，其最大的特点就是利用了永磁体作为主磁场，但永磁体的原料为不可再生的稀土矿，近年来由于稀土价格的翻升，永磁体以占据整台永磁同步电动机三分之二甚至更高的成本比例成为电动机中的大成本零部件，也使得永磁同步电动机的性价比大打折扣，成本远远超于异步机。在稀土价格继续上涨的情况下，严重限制了永磁同步电动机的发展。

目前也有一些成本相对较低的螺杆泵驱动设备，通常采用电动机与减速机构结合驱动抽油杆抽油，但前述结合的驱动设备通常将电动机侧置于抽油杆，采用偏驱的驱动方式实现对抽油杆的驱动，但是这种偏驱的方式由于采油树重心不在抽油杆轴线上，工作时电动机、采油树晃动比较严重，因此会带动抽油杆晃动造成抽油杆偏磨比较厉害，容易使密封结构失效造成环境污染；如果常年偏磨还会存在抽油杆断裂的危险，这样既不安全也增加了后期维修成本。

另外现有技术中的驱动设备比较容易发生密封失效现象，井中液体若进入电动机内腔会引起内部电路短路，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准直驱永磁同步电动机，其成本低、安全性高、采油效率可以有所保障而且相对比较节能，用以解决现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种准直驱永磁同步电动机，包括设置于上端的电动机驱动部件和设置于下端的承重支座组件，所述驱动部件包括定子、转子、输出轴、输入轴以及转子轴承，所述驱动部件安装于机壳内部；所述承重支座组件包括承重轴承和支座，所述支座固定在封井器上；所述转子轴承的外圈与输入轴配合，其内圈与输出轴配合，输入轴与输出轴之间同轴并能相对转动，所述准直驱永磁同步电动机还包括齿轮减速机构，驱动部件和承重支座组件之间通过齿轮减速机构连接，驱动部件驱动输入轴转动，输入轴通过齿轮减速机构的齿轮传动带动输出轴以相同转向不同转速输出，直至带动抽油光杆转动，带动井下螺杆泵旋转将介质提升上来。

其中所述齿轮减速机构为齿轮箱，所述齿轮箱包括换向齿轮、齿轮轴、齿轮箱体、太阳齿轮、减速齿轮和端盖，其中端盖与驱动部件的下端盖固定连接，齿轮箱体与支座固定连接，太阳齿轮固定在输入轴端部，换向齿轮固定在齿轮轴上，减速齿轮与输出轴固定。

其中，其还设有引流管外接于齿轮箱，驱动部件的下端盖与齿轮箱的端盖之间留有缝隙，该缝隙通过齿轮箱的引流管与外界相通。

其中，所述输出轴及输入轴为中空钢管制成的阶梯轴。

所述齿轮减速机构还可以是行星轮结构。

齿轮减速机构可以内置于机壳中或者置于驱动部件的上端。

本发明的准直驱永磁同步电动机采用同轴减速机构，电动机驱动轴与抽油光杆处于同轴的位置，避免了由于偏心带来的抽油光杆偏磨的问题，降低了密封失效发生的几率，大大提高了采油作业的安全性，而且大大降低了成本。本发明的准直驱永磁同步电动机将电动机驱动部件与齿轮减速装置相结合，相较于现有技术，使用本发明的准直驱永磁同步电动机时采油效率和噪音没有影响和变化，而且安全性能大大提高，还大大降低了生产成本。另外即便万一密封结构出现失效的情况，由于在齿轮箱设有与外界联通的引流管，可以对密封结构失效后溢出的介质进行引流，有效解决了因密封结构失效导致的电动机内部进水短路带来的安全问题，从而进一步保证了采油作业的安全性以及对环境的保护。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明准直驱永磁同步电动机的结构及其有益技术效果进行详细说明。

图1是本发明实施例的准直驱永磁同步电动机的结构示意图；

图2是齿轮箱的剖面结构示意图；

图3是输入轴与输出轴装配的剖视图；

图4是本发明实施例的准直驱永磁同步电动机的安装结构示意图。

图中：1、驱动部件；11、定子；12、转子；13、输出轴；14、输入轴；15、转子轴承；16、机壳；3、齿轮箱；31、换向齿轮；32、齿轮轴；33、齿轮箱体；34、太阳齿轮；35、减速齿轮；36、端盖；37、引流管；4、承重支座组件；41、承重轴承；42、支座；5、封井器；6、螺杆泵；7、抽油光杆；8、方卡子。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图进一步详细描述本发明的技术内容和具体实施方式。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

请参阅图1至图4所示，为本发明实施例的结构及安装示意图。本发明实施例的准直驱永磁同步电动机包括设置于上端的电动机驱动部件1和减速齿轮箱3，其中驱动部件1包括定子11、转子12、输出轴13、输入轴14以及转子轴承15，其中输出轴13及输入轴14为中空钢管制成的阶梯轴；转子轴承15的外圈与输入轴14配合，而其内圈与输出轴13配合，使得输入轴14与输出轴13即同轴又可以实现相对转动，所述驱动部件1安装于机壳16内部。准直驱永磁同步电动机还包括设置于下端的承重支座组件4，承重支座组件4包括承重轴承41和支座42，所述支座42固定在封井器5上。驱动部件1与抽油光杆7通过方卡子8固定连接。方卡子8由对称的中间带圆孔槽、上下端带凹槽两片钢板组成，中间的圆孔槽与抽油光杆7通过螺栓紧固两片钢板而紧密贴合，上下端凹槽分别于抽油光杆7及输出轴13配合。

设置于上端的驱动部件1和设置于下端的承重支座组件4之间通过齿轮箱3连接，其中齿轮箱3包括换向齿轮31、至少一个齿轮轴32、齿轮箱体33、太阳齿轮34、减速齿轮35、端盖36以及引流管37，其中端盖36与驱动部件1的下端盖固定连接，齿轮箱体33与支座42固定连接，太阳齿轮34固定在输入轴14端部，换向齿轮31固定在齿轮轴32上，减速齿轮35与输出轴13固定。引流管37外接于齿轮箱3，驱动部件1的下端盖与齿轮箱3的端盖36之间留有的缝隙，该缝隙通过齿轮箱3的引流管37与外界相通，可通过引流管37将泄漏出的液态介质排出，从而避免电动机驱动部件1内部因进水而发生故障或者短路。

驱动部件1为开环控制，在变频器的控制下驱动输入轴14转动，而输入轴14通过齿轮箱3内齿轮传动带动输出轴13以相同转向不同转速输出，输出轴13通过方卡子8将扭矩输出至抽油光杆7，最终带动井下螺杆泵6旋转将介质提升上来。

作为本发明的另一实施例，其中齿轮减速机构也可以是行星轮结构做为齿轮减速机构，齿轮箱3可以内置于机壳16中也可以置于驱动部件1的上端。

本发明仅就本发明的一最佳实施例进行详细的描述，但不能理解为对本发明实施的其他方式的限制，凡是在本发明基础上进一步的改进和类似或雷同的方案，均视为是本发明请求保护的范围。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种准直驱永磁同步电动机，包括设置于上端的电动机驱动部件（1）和设置于下端的承重支座组件（4），所述驱动部件（1）包括定子（11）、转子（12）、输出轴（13）、输入轴（14）以及转子轴承（15），所述驱动部件（1）安装于机壳（16）内部；所述承重支座组件（4）包括承重轴承（41）和支座（42），所述支座（42）固定在封井器（5）上；所述转子轴承（15）的外圈与输入轴（14）配合，其内圈与输出轴（13）配合，输入轴（14）与输出轴（13）之间同轴并能相对转动，所述准直驱永磁同步电动机还包括齿轮减速机构，驱动部件（1）和承重支座组件（4）之间通过齿轮减速机构连接，驱动部件（1）驱动输入轴（14）转动，输入轴（14）通过齿轮减速机构的齿轮传动带动输出轴（13）以相同转向不同转速输出，直至带动抽油光杆（7）转动，带动井下螺杆泵（6）旋转将介质提升上来；所述齿轮减速机构为齿轮箱（3），所述齿轮箱（3）包括换向齿轮（31）、齿轮轴（32）、齿轮箱体（33）、太阳齿轮（34）、减速齿轮（35）和端盖（36），其中端盖（36）与驱动部件（1）的下端盖固定连接，齿轮箱体（33）与支座（42）固定连接，太阳齿轮（34）固定在输入轴（14）端部，换向齿轮（31）固定在齿轮轴（32）上，减速齿轮（35）与输出轴（13）固定；还设有引流管（37）外接于齿轮箱（3），驱动部件（1）的下端盖与齿轮箱（3）的端盖（36）之间留有缝隙，该缝隙通过齿轮箱（3）的引流管（37）与外界相通。

2.根据权利要求1所述的一种准直驱永磁同步电动机，其特征在于：所述输出轴（13）及输入轴（14）为中空钢管制成的阶梯轴。

3．根据权利要求1所述的一种准直驱永磁同步电动机，其特征在于：所述齿轮减速机构为行星轮结构。

4．根据权利要求1所述的一种准直驱永磁同步电动机，其特征在于：齿轮减速机构可以内置于机壳（16）中或者置于驱动部件（1）的上端。