[實用新型]高起動轉矩儲能擺線針輪變頻電機

有效

• 申請號: 201320575171.8
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN203537145U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 周曉峰;胡方斌;費忠芳
• 申請（專利權）人: 博爾特智能電機（上海）有限公司
• 主分類號: H02K7/00
• 分類號: H02K7/00;H02K7/02;H02K9/06
• 代理公司: 上海三方專利事務所 31127
• 代理人: 吳干權;單大義

[技術領域]

本實用新型涉及石油抽油機技術領域，特別涉及一種高起動轉矩儲能擺線針輪變頻電機。

[背景技術]

目前在油田能量不足以自噴的油井，廣泛應用抽油機作為有桿抽油的地面采油設備。抽油機對電機的要求為低轉速、高起動轉矩。為滿足高起動轉矩要求，一般都選用大功率電機。而在運轉時僅用小功率，“大馬拉小車”，使抽油機的效率特別低。據有關資料介紹我國抽油機平均效率僅為25.96%，造成效率底的原因主要在電機上，因此能源浪費是巨大的。

抽油機負載特點是起動時要求很高的起動轉矩，而在運行時負載轉矩卻不高，為滿足起動需要，只有加大電機功率，造成能源浪費。為解決電能浪費問題，國內外曾提出了很多技術方案，如高轉差電機，但轉矩提升不夠，力能指標效率、功率因數也低；變極雙速、三速電機，起動時低速高轉矩，運轉時高速低轉矩，該電機力能指標很低，耗材大，對轉矩提升仍不夠；普通變頻電機起動轉矩只能達到額定轉矩1.5倍，仍要提高功率，仍不能滿足抽油機的工況需要。

為滿足高起動轉矩要求，設計電機時若將起動轉矩倍數提高，會造成起動電流增大，可能達額定電流10倍以上，造成對電網的沖擊，同時控制電器也不能適應，是不可取的；因此需要一種高起動轉矩、低起動電流的電機來滿足石油抽油機工況的需要。

石油抽油機沖次根據油井液面高低的不同，要選取合理的沖次，一般選取10沖次/min左右，以滿足抽油機系統的采油泵充滿率高，速度快油的充滿率低，甚至是空抽；速度慢充滿率高，但總體抽油量小。因此對沖次要進行調節，這就需要通過電機進行轉速調整。因此也需要一種能夠實時調整轉速的低轉速、高轉矩的變頻電機。

[發明內容]

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種通過儲能來降低電機的選用功率、降低輸出轉速并可提升起動轉矩的高起動轉矩儲能擺線針輪變頻電機。

為實現上述目的，設計一種高起動轉矩儲能擺線針輪變頻電機，包括變頻電機本體、擺線針輪減速器、變頻器，所述變頻器安裝在控制箱內，并控制連接所述變頻電機，其特征在于所述變頻電機一端的電機軸伸入擺線針輪減速器內，作為擺線針輪減速器的傳動軸，與擺線針輪減速器構成直線連接結構，所述變頻電機另一端的電機軸通過一個雙軸承結構同軸連接組合慣性輪，所述變頻電機及組合慣性輪被包覆在組合風罩內。

所述的組合慣性輪是由飛輪與變頻電機的冷卻風扇構成的一體結構，所述飛輪中央設有安裝軸孔，用于與所述變頻電機的電機軸連接，所述安裝軸孔的外緣沿圓周等角度設有若干輻條，每根輻條上均設有風扇葉片，每片風扇葉片上均設有導風葉片，所述相鄰兩個輻條間設有通孔，所述的通孔即為組合慣性輪的通風孔。

所述風扇葉片的數量優選5-9片，且每片風扇葉片均沿豎直方向傾斜30°-45°，以實現冷卻風扇的單向軸向排風。

所述組合風罩由用于冷卻風扇導風的電機通風罩圈、用于組合慣性輪防護的組合慣性輪防護罩圈和進風導風的進風網孔罩板構成。

所述的雙軸承結構采用雙滾珠軸承。

所述的變頻器采用矢量控制變頻器，實現在變頻運轉及工頻運轉間的切換，所述變頻器內設有加大容量的功率模塊IGBT，并配合電壓補償電路，實現變頻電機轉矩的提升。

所述的控制箱內還設有變頻器加熱器、控制面板，所述的變頻器加熱器控制連接變頻器，所述加熱器內部還設有溫控系統，所述的溫控系統根據實時溫度及預設溫度控制變頻器加熱器的啟動/停止；所述控制面板上設有變頻運行面板、顯示面板、指示燈及控制按鈕，所述變頻運行面板上還設有操作鍵盤，操控變頻器。

所述的變頻器加熱器選用電阻加熱器。

所述的顯示面板上實時輸出變頻電機的輸出轉矩和轉速。

所述控制按鈕包括變頻器的起/停按鈕、頻率調節按鈕、變頻器加熱器的手動啟/停按鈕及變頻/工頻選擇控制鈕。

與現有技術相比，本實用新型將變頻電機與擺線針輪減速器連為一體，將組合慣性輪與變頻電機的冷卻風扇合并為一體的結構，使電機結構更加緊湊，同時使得變頻電機轉速大為降低，提高輸出轉矩，冷卻效果更佳；

其次，在電機軸上通過連接組合慣性輪，使得變頻電機儲能大大提高，實現以小功率電機替代大功率電機在抽油機上的周期性負載轉矩需要，以達到節能效果；

最后，通過矢量控制變頻器改變頻率，配合電壓補償電路，再次對電機轉速進行調整，使電機起動轉矩大于額定轉矩3.5倍要求，以滿足抽油機對起動轉矩要求，而不必去提高電機的容量，以實現節能目的，更好滿足工況需求。

[附圖說明]