CN218124573U - 油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，本实用新型涉及油田抽油机技术领域，包括电动机三相电源、电动机上部绕组、电动机下部绕组、电容器、电容器开关、电源变压器、第一双电源切换开关、第二双电源切换开关以及双电源切换开关控制器；电动机三相电源在切换双电源切换开关控制器控制下经第一双电源切换开关或者第二双电源切换开关接入电动机上部绕组的一端，电动机上部绕组的另一端与电动机下部绕组一端连接。本实用新型设计合理，本装置的核心是通过电容器空间磁场裂相作用，调整电动机起动和运行工况下的磁场强弱，实现重载强磁场；轻载弱磁场，达到节能目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田抽油机技术领域，具体为油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置。
背景技术
目前油田抽油机的供电系统，采用异步电动机或者永磁电动机驱动，抽油机负载属于重载起动，轻载运行类负载。驱动抽油机必需选择容量较大的电动机，且电动机基本处于满功率状态，以保证其起动转矩。起动结束转入正常运行情况下，电动机负载率较低(额定功率的三分之一左右)，形成典型的“大马拉小车”现象，导致正常运行的效率和功率因数均降低，造成能量浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，以解决现有技术不足。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括电动机三相电源、电动机上部绕组、电动机下部绕组、电容器、电容器开关、电源变压器、第一双电源切换开关、第二双电源切换开关以及双电源切换开关控制器；电动机三相电源在切换双电源切换开关控制器控制下经第一双电源切换开关或者第二双电源切换开关接入电动机上部绕组的一端，电动机上部绕组的另一端与电动机下部绕组一端连接，电动机上部绕组的另一端同时与电容器开关以及电容器连接，电动机下部绕组的另一端连接在一起，电源变压器与第一双电源切换开关、第二双电源切换开关连接，并接入双电源切换开关控制器。
如上所述的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，电动机的每一相绕组分为所述的电动机上部绕组、电动机下部绕组两部分，电动机上部绕组和电动机下部绕组比例选择1：1或者2：3。
如上所述的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，所述的电容器经过电动机上部绕组与电动机三相电源连接。
如上所述的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，所述的电容器开关动作要求为：电动机起动时电容器开关不动作，电容器与电动机上部绕组的另一端不连接；电动机起动结束后，电容器开关动作，电容器与电动机上部绕组的另一端通过电容器开关连接在一起。
如上所述的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，所述的第一双电源切换开关、第二双电源切换开关连接以及双电源切换开关控制器，控制接入电动机三相电源的电压幅值，第一双电源切换开关在电动机起动时接入电源变压器输出的起动电压；第二双电源切换开关在电动机起动过程结束，正常运行时接入电源变压器输出的运行电压，双电源切换开关控制器控制第一双电源切换开关、第二双电源切换开关的动作过程。
如上所述的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，所述的电源变压器输出电压要求为两种电压，一是电动机起动电压，电压幅值较高；二是电动机运行电压，电压幅值较低。
本实用新型的优点在于：本实用新型设计合理，本装置的核心是通过电容器空间磁场裂相作用，调整电动机起动和运行工况下的磁场强弱，实现重载强磁场；轻载弱磁场，达到节能目的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的工作原理结构示意图。
附图标记：1-电动机三相电源、2-电动机上部绕组、3-电动机下部绕组、4-电容器、5-电容器开关、6-电源变压器、7-第一双电源切换开关、8-第二双电源切换开关、9-双电源切换开关控制器。
具体实施方式
如图1所示，本实施例具体公开的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，包括电动机三相电源1、电动机上部绕组2、电动机下部绕组3、电容器4、电容器开关5、电源变压器6、第一双电源切换开关7、第二双电源切换开关8以及双电源切换开关控制器9；电动机三相电源1在切换双电源切换开关控制器9控制下经第一双电源切换开关7或者第二双电源切换开关8接入电动机上部绕组2的一端，电动机上部绕组2的另一端与电动机下部绕组3一端连接，电动机上部绕组2的另一端同时与电容器开关5以及电容器4连接，电动机下部绕组3的另一端连接在一起，电源变压器6与第一双电源切换开关7、第二双电源切换开关8连接，并接入双电源切换开关控制器9。本实用新型设计合理，本装置的核心是通过电容器空间磁场裂相作用，调整电动机起动和运行工况下的磁场强弱，实现重载强磁场；轻载弱磁场，达到节能目的。起动过程和正常运行过程，分别对应电动机两个不同的气隙磁场，电动机起动时，电容器4不投入，电动机上部绕组2与电动机下部绕组3形成的气隙磁场没有相位差，两个磁场无角度叠加，形成最大的电动机气隙磁场，保证电动机顺利地重载起动；正常运行时，电容器4投入，电动机上部绕组2与电动机下部绕组3形成的气隙磁场出现相位差，这两个磁场有角度叠加，形成的电动机气隙磁场被削弱，电动机弱磁运行，正好符合电动机轻载运行的工况，抽油机电动机“大马拉小车问题”得到适当解决，达到降低损耗的目的；电容器4在运行过程中，为电动机提供无功功率，减少流过电动机上部绕组2的无功功率电流，使得电动机上部绕组2的损耗降低，提高了电动机运行效率和功率因数。
具体而言，本实施例电动机的每一相绕组分为所述的电动机上部绕组2、电动机下部绕组3两部分，电动机上部绕组2和电动机下部绕组3比例选择1：1或者2：1。
具体的，本实施例所述的电容器4经过电动机上部绕组2与电动机三相电源1连接。电动机三相电源1中包含的谐波分量被电动机上部绕组2抑制之后才能进入电容器4，所以电容器4为电动机提供无功功率的同时，感受到的谐波分量较小，有利于电容器4稳定可靠运行。
进一步的，本实施例所述的电容器开关5动作要求为：电动机起动时电容器开关5不动作，电容器4与电动机上部绕组2的另一端(非电源端)不连接；电动机起动结束后，电容器开关5动作，电容器4与电动机上部绕组2的另一端(非电源端)通过电容器开关5连接在一起。
更进一步的，本实施例所述的第一双电源切换开关7、第二双电源切换开关8连接以及双电源切换开关控制器9，控制接入电动机三相电源1的电压幅值，第一双电源切换开关7在电动机起动时接入电源变压器6输出的起动电压；第二双电源切换开关8在电动机起动过程结束，正常运行时接入电源变压器6输出的运行电压，双电源切换开关控制器9控制第一双电源切换开关7、第二双电源切换开关8的动作过程。
更进一步的，本实施例所述的电源变压器6输出电压要求为两种电压，一是电动机起动电压，电压幅值较高；二是电动机运行电压，电压幅值较低。
以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本实用新型的范围，本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (6)
1.油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，其特征在于：包括电动机三相电源(1)、电动机上部绕组(2)、电动机下部绕组(3)、电容器(4)、电容器开关(5)、电源变压器(6)、第一双电源切换开关(7)、第二双电源切换开关(8)以及双电源切换开关控制器(9)；电动机三相电源(1)在切换双电源切换开关控制器(9)控制下经第一双电源切换开关(7)或者第二双电源切换开关(8)接入电动机上部绕组(2)的一端，电动机上部绕组(2)的另一端与电动机下部绕组(3)一端连接，电动机上部绕组(2)的另一端同时与电容器开关(5)以及电容器(4)连接，电动机下部绕组(3)的另一端连接在一起，电源变压器(6)与第一双电源切换开关(7)、第二双电源切换开关(8)连接，并接入双电源切换开关控制器(9)。
2.根据权利要求1所述的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，其特征在于：电动机的每一相绕组分为所述的电动机上部绕组(2)、电动机下部绕组(3)两部分，电动机上部绕组(2)和电动机下部绕组(3)比例选择1：1或者2：1。
3.根据权利要求1所述的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，其特征在于：所述的电容器(4)经过电动机上部绕组(2)与电动机三相电源(1)连接。
4.根据权利要求1所述的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，其特征在于：所述的电容器开关(5)动作要求为：电动机起动时电容器开关(5)不动作，电容器(4)与电动机上部绕组(2)的另一端不连接；电动机起动结束后，电容器开关(5)动作，电容器(4)与电动机上部绕组(2)的另一端通过电容器开关(5)连接在一起。
5.根据权利要求1所述的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，其特征在于：所述的第一双电源切换开关(7)、第二双电源切换开关(8)连接以及双电源切换开关控制器(9)，控制接入电动机三相电源(1)的电压幅值，第一双电源切换开关(7)在电动机起动时接入电源变压器(6)输出的起动电压；第二双电源切换开关(8)在电动机起动过程结束，正常运行时接入电源变压器(6)输出的运行电压，双电源切换开关控制器(9)控制第一双电源切换开关(7)、第二双电源切换开关(8)的动作过程。
6.根据权利要求1所述的油田抽油机专用高功率因数电动机磁场自适应装置，其特征在于：所述的电源变压器(6)输出电压要求为两种电压，一是电动机起动电压，电压幅值较高；二是电动机运行电压，电压幅值较低。
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2022
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