CN103944464B - 抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器 - Google Patents

抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器，包括：启动系统和稳压系统，启动系统用三角启动、星型运行的升压启动方式，启动时按下常开控制开关，三角型接触器线圈得电，对电动机以三角型升压启动方式，同时旁路接触器线圈得电，将稳压系统旁路，此时时间继电器常闭触点闭合进入计时，当计时时间结束，时间继电器常闭触点断开，常开触点闭合，同时三角型线圈失电，三角型接触器常闭触点闭合，导通星型接触器线圈，电机同步运转，旁路接触器释放，使得稳压控制器串入电机回路，并以设定的电压稳压工作；通过上述方式，本发明使电机稳定在最大效率的设定电压下可靠工作，并使自启动永磁同步电机效率和可靠性达到最佳。

Description

抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器
技术领域
本发明涉及一种变压器领域，特别涉及一种抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器。
背景技术
现阶段，抽油机电机现在逐渐由新颖的自启动永磁同步电机代替。自启动永磁同步电机是最新发明的节能电机，同样油井的抽油机，可以用70%功率的电机替代三相异步电机，同步运行电机，不要启动设备，并且完全与异步电机相同的操作方法，结构简单，操作方便，节能和提高功率因数。
但是，实践证明该电机启动力矩需要加大，运行的电压也要高于额定电压效率才最高，在电压低于340V时启动困难；高于440V时，功率因数明显下降，并且有退磁现象，最佳效率时的线电压在390V-400V间（可调），另外油田线路长，工况差，鉴此，要求开发补偿变压器式的稳压器对每台抽油机电机的电源进行稳压非常迫切。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器，带有启动设备，可以设定运行电压，运行时根据设定电压稳定运行。结构简单，操作方便，使电机运行在最高效率上。节能且能提高功率因数。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器，其输入端与三相四线制的供电电源连接，其输出端与负载连接，包括：启动系统和可设定电压的补偿式稳压系统；
所述启动系统包括：第一控制电路、第二控制电路、第三控制电路和旁路电路；
所述第一控制电路由常闭控制开关TA、常开控制开关QA和时间继电器KT线圈串联而成，并接于供电电源两端，所述时间继电器KT线圈两端并联有中间继电器KM线圈，所述常开控制开关QA两端并联有中间继电器KM常开触点；
所述第二控制电路由所述三角型接触器△线圈和星型接触器Y常闭触点、时间继电器KT常闭触点串联而成，并接于第一控制电路两端；
所述第三控制电路由所述星型接触器Y线圈和三角型接触器△常闭触点、时间继电器KT常开触点串联而成，并接于所述第二控制电路两端；
所述旁路电路由旁路接触器KMO线圈和星型接触器Y常闭触点串联而成，并接于第三控制电路两端；
所述稳压系统包括：多个相互并联的稳压控制器，所述稳压系统通过旁路接触器KMO主触电连接在所述启动系统与供电电源之间。
所述三角型接触器△的主触点连接在供电电源与三相电动机之间，构成三相电动机的三角型△升压启动连接方式；
所述星型接触器Y的主触点连接在供电电源与三相电动机之间，构成三相电动机的星型Y低压运行连接方式。
在本发明的一较佳实施例中，所述三相四线制供电电源中的三根相线和所述补偿式稳压器的输入端之间连接有断路器KK。
在本发明的一较佳实施例中，所述启动系统还设置有电流限制继电器LJ所述电流限制继电器LJ与星型接触器Y常闭触点并联，与旁路接触器KMO线圈串联，接于供电电源两端。
本发明的有益效果：本发明采用三角启动（电机相线圈380V启动），星型运行（电机相线圈220V运行），也就是升压启动的方式，能够增大启动电压；保证电机最佳效率时的线电压在390V-400V间（可调），并用补偿变压器式的稳压器对每台抽油机电机的电源进行稳压，具备有结构简单、操作方便，效率高，运行可靠的特点。
附图说明
图1 为抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器的电路原理图；
图2 为稳压控制器中稳压原理图；
图中各组件及附图标记分别为：1、启动系统，2、稳压系统。
具体实施方式
本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
在本发明的实施例包括有：
抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器，其输入端与三相四线制的供电电源连接，其输出端与负载连接，包括：启动系统1和可设定电压的补偿式稳压系统2。
所述启动系统1包括：第一控制电路、第二控制电路、第三控制电路和旁路电路；
所述第一控制电路由常闭控制开关TA、常开控制开关QA和时间继电器KT线圈串联而成，并接于供电电源两端，所述时间继电器KT线圈两端并联有中间继电器KM线圈，所述常开控制开关QA两端并联有中间继电器KM常开触点；
所述第二控制电路由所述三角型接触器△线圈和星型接触器Y常闭触点、时间继电器KT常闭触点串联而成，并接于第一控制电路两端；
所述第三控制电路由所述星型接触器Y线圈和三角型接触器△常闭触点、时间继电器KT常开触点串联而成，并接于所述第二控制电路两端；
所述旁路电路由旁路接触器KMO线圈和星型接触器Y常闭触点串联而成，并接于第三控制电路两端；
所述稳压系统2包括：多个相互并联的稳压控制器，所述稳压系统2通过旁路接触器KMO主触电连接在所述启动系统1与供电电源之间。
所述三角型接触器△的主触点连接在供电电源与三相电动机之间，构成三相电动机的三角型升压启动连接方式；
所述星型接触器Y的主触点连接在供电电源与三相电动机之间，构成三相电动机的星型降压运行连接方式。
所述三相四线制供电电源中的三根相线和所述补偿式稳压器的输入端之间连接有断路器KK。
所述启动系统1还设置有电流限制继电器LJ，所述电流限制继电器LJ与星型接触器Y常闭触点并联，与旁路接触器KMO线圈串联，接于供电电源两端。
如图1所示，为本发明中抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器的整体电路原理图，其工作原理如下：。
启动时合上断路器KK，再按下常开控制开关QA，时间继电器KT线圈、中间继电器KM线圈得电吸合，时间继电器KT常闭触点处于闭合状态，进入计时时间，同时旁路接触器KMO线圈也得电吸合，旁路接触器KMO的主触点处于闭合状态，将稳压系统旁路，保护其不被大电流冲击，此时三角型接触器△线圈得电吸合，以三角型启动方式（电机相线圈380V启动）启动电机，当时间继电器KT的计时时间结束后，时间继电器KT的触点翻转，使得时间继电器KT的常闭触点断开，常开触点闭合，而时间继电器KT的常闭触点断开导致三角型接触器△线圈失电断开，防止三角型接触器△和星型接触器Y同时导通，从而三角型接触器的常闭触点处于闭合，从而导通星型接触器Y线圈，此时以Y形降压运行方式（电机相线圈220V运行）运转电机，此时星型接触器Y的常闭触点断开，旁路接触器KMO线圈失电断开，使得旁路接触器KMO主触点断开，稳压系统2接入进行稳压工作，并且在电路运行的过程中，当电路电流大于设定值时，电流限制继电器LJ闭合，使得旁路电路接通，从而使得旁路接触器KMO线圈得电吸合，旁路接触器KMO的主触点闭合，使得稳压系统2旁路，保护稳压系统2的安全。。
如图2所示，为稳压控制器中的稳压原理图，其原理是用串联在电机回路中的补偿变压器作为调节电机电源的辅助电源，图中，当D2、3、4、5、6分别为D7、8管导通时，补偿变压器感应与电源电压反相的电压，负载端电压比电源降低补偿变压器的感应电压值；当D1分别与D2、3、4、5、6管导通时，补偿变压器感应与电源电压同相的电压，负载端电压比电源电压升高补偿变压器的感应电压值，由此可得，当电源高时，变压器上产生的电压抵消高出部分；当电源电压低时，变压器上产生的电压补充低的部分，从而实现电压稳定的目的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器，其输入端与三相四线制的供电电源连接，其输出端与负载连接，其特征在于：包括：启动系统和可设定电压的补偿式稳压系统；
所述启动系统包括：第一控制电路、第二控制电路、第三控制电路和旁路电路；
所述第一控制电路由常闭控制开关TA、常开控制开关QA和时间继电器KT线圈串联而成，并接于供电电源两端，所述时间继电器KT线圈两端并联有中间继电器KM线圈，所述常开控制开关QA两端并联有中间继电器KM常开触点；
所述第二控制电路由三角型接触器△线圈和星型接触器Y常闭触点、时间继电器KT常闭触点串联而成，并接于第一控制电路两端；
所述第三控制电路由所述星型接触器Y线圈和三角型接触器△常闭触点、时间继电器KT常开触点串联而成，并接于所述第二控制电路两端；
所述旁路电路由旁路接触器KMO线圈和星型接触器Y常闭触点串联而成，并接于第三控制电路两端；
所述稳压系统包括：多个相互并联的稳压控制器，所述稳压系统通过旁路接触器KMO主触点连接在所述启动系统与供电电源之间；
所述三角型接触器△的主触点连接在供电电源与三相电动机之间，构成三相电动机的三角型△启动连接方式；
所述星型接触器Y的主触点连接在供电电源与三相电动机之间，构成三相电动机的星型Y低压运行连接方式。
2.根据权利要求1 所述的抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器，其特征在于：所述三相四线制供电电源中的三根相线和所述补偿式稳压器的输入端之间连接有断路器KK。
3.根据权利要求1 所述的抽油机自启动永磁同步电机的补偿式稳压器，其特征在于：所述旁路电路中还设有电流限制继电器LJ，所述电流限制继电器LJ与星型接触器Y常闭触点并联，再与旁路接触器KMO线圈串联。
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