CN1192604A

CN1192604A - 油田抽油机用节能异步电动机

Info

Publication number: CN1192604A
Application number: CN97100928A
Authority: CN
Inventors: 张喜信
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-03-05
Filing date: 1997-03-05
Publication date: 1998-09-09

Abstract

油田抽油机节能异步电动机是一种新型异步电动机,解决电机节能问题,其特征是由定子转子及绕组所构成,符合国际电工委员会(IEC)标准功率等级与安装尺寸,主要用于游梁抽油机,机床等机械设备中节能驱动用;其特点是节能原理新,电机本身具备节能功能,不用附加设备,节能幅度大,具有空载限流起动功能和恒定的起动转矩;有强的潜在商业成功性。

Description

油田抽油机用节能异步电动机

本设计涉及一种电机本身具有节能功能的异步电动机。

目前异步电动机节能主要有节约激磁电流法，如星角转换法降低相电压，外加电抗降压法，其他降压法，双电机法，加电容改善功率因数法等多种方法，但是都有着不足之处。如：需要附加设备，结构复杂，污染电网等。

本设计的目地是：1，提出一种不同于过去节能方法的节约缴磁电流的异步电动机，同时具备角星转换的功能；2：提出一种新的电机限流启动方法。

本设计任务是这样实现的，在定子铁芯槽中嵌有数个占有部分槽数的绕组段，即把整体绕组分成数个独立的绕组段，每个绕组段是庶极式绕组，各绕组段具备独立的引出线，引到机壳外部，各绕组段的阻抗值和外加电压值相配合使其电磁负载在容许范围内之内，这样每个绕组段就可以单独地接入电源使电机正常运行。在空载或轻载时用独立引出线只接入一个或两个绕组段则可以因只有一个或两个磁路段被激磁而减小了激磁电流，也提高了功率因数，达到了节能的目的，同时，由于工作磁路段的磁力线向未工作磁路段扩散而降低了磁路的磁密也进一步地降低激磁电流而节能，而且各绕组段本身的相间还可以星角转换降低磁密；当负载加大时可以再接入相适应数量的绕组段协同工作，可以始终保持高功率因数下运行而节能。

良好的槽配合和高的加工精度，其中磁导体是为了电机在起动时，由50周涡流损耗得到恒定的起动转矩而用；磁性槽楔可降低气隙平均磁密节能和使磁路对称以减少噪音；因而总体的作用达到了比以前各种节能方法具有更好效果的目的。

本电机的优点是空载与轻载时节能幅度大，从原理上看由于油田游梁抽油机活塞在油井中依靠重力下行克服摩擦阻力，电机只需补充少量的不足部分而接入一个绕组段，其电流只是整体绕组空载电流的几分之一，即节约激磁电流最低为百分之50，以及相应的有功损耗，再加上磁力线由工作磁路段扩散到未工作磁路段中使整体的磁密更低，空载电流进一步降低，绕组段各相间也具备角星转换功能，因此本设计克服了过去一直把电机磁路和绕组当成一个整体通电运行的习惯性偏见，提出了绕组段的结构和绕组分段运行的方法，比过去有显著的进步。

而且可把角星转换法，以及其他降压法和本方法叠加于一体实现节能幅度更大。

抽油机活塞上行时，按照实际负载的大小接入适量的绕组段就保持高的功率因数，达到节能的目的。

本电机具备空载限流起动功能，空载时接入一个绕组段起动即可限制起动电流为几分之一，然后再接入多个绕组段，比星角转换法优越点是没有星改角时产生的供电中断，而且级数可多，没有电力电子那种电网污染。

本电机符合国际电工委员会(IEC)标准尺寸和功率等级，具有良好的通用性。比尺寸不标准的双电机有显著的进步，有商业成功性；本电机是本身具有节能功能，不用外加设备，如逆变器或电抗器等，因而投资少；本设计由于在端环和转子铁芯间有磁导体存在在50周涡流损耗产生恒定的起动转矩，能顺利地负载起动，可以不必选大一个机座号的电机，因而可在高功率因数下运行而节能，且起动过程是自动进行的；综上述本电机比过去抽油机异步电机节能技术有显著的进步。

下面结合附图和具体实施方案对本电机作进一步详细说明

图4：游梁抽油机专用节能异步电动机

图1：图40的A-A剖视图

图2：抽油机活塞上下行示意图

图3：盘形电机节能绕组

实施例1：见图4

图1.是桶形绕组，图3是盘形电机绕组是6极电机，每两个极构成一个绕组段43，每个绕组段为一个引出线431，绕组段内的相间为角或星，采用庶极同心或庶极迭式绕组，2P＝6时，三相绕组，极相组＝9，分为三个绕组段，1：当Z＝36槽时，每组线圈数是2，极距＝6(1-7)，Y1＝(1-6)，Y2＝(1-8)，当Z＝72槽时，每组线圈数＝4，极距＝12(1-13)，Y1＝(1-10)，Y2＝(1-12)，Y3＝(1-14)，Y4＝(1-16)；2P＝4时，分为两个绕组段，2P＝8时分为4个绕组段；对其他极数，相数可以按上述规则方法实施；每个绕组段可以单独工作驱动电机，也可以星角换接进一步节能；其使用方法是：见图2，当活塞46下行时发出下行电控信号，由引线431只接入一个绕组段43；当活塞上行时发出上行电控信号，再多接入和负载量相适应的几个绕组段43；在端环422和转子铁芯42之间的有磁导体421使起动转矩恒定；磁性槽楔411是为了降低气隙平均磁密，并降噪音。

Claims

1：油田抽油机用节能异步电动机，由定子(41)，转子(42)及在转子端环(422)和转子冲片之间的磁导体(421)，磁性槽楔(411)--组成，其特征是：在定子铁芯(41)槽中嵌有数个占有部分槽数的绕组段(43)，各绕组段(43)具备一组独立引出线(431)，每个绕组段(43)的阻抗值和外加电压值相配合使其电磁负载在容许范围之内。

2：根据权利要求1所述的电动机：其特征是：绕组段(43)是庶极绕组。