[實用新型]柔性電動機驅(qū)動系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720131241.9
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN206506457U
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐安平;劉長利;孫超;劉建敏;杜增坡
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江易艾斯德節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: H02P1/16
• 分類號: H02P1/16;H02K7/20;H02K7/11
• 代理公司: 北京匯眾通達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11622
• 代理人: 梁明升

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電氣系統(tǒng)技術(shù)及工業(yè)控制領(lǐng)域，具體而言，是涉及一種柔性電動機驅(qū)動系統(tǒng)。

背景技術(shù)

加快綠色、環(huán)保、節(jié)能、減排的建設(shè)，對促進經(jīng)濟社會更好、更快地發(fā)展，于社會可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。在實際生產(chǎn)過程中，現(xiàn)有電動機設(shè)計、選配理念上其原則為；為了滿足系統(tǒng)啟動力矩的要求，所以一般都會選用相對功率較大的電動機作為驅(qū)動設(shè)備，但是系統(tǒng)正常運行時的力矩一般都遠小于啟動力矩，因而使得系統(tǒng)正常運行時造成功率因數(shù)較低，所以無功電能的損耗就明顯突出，且遠遠大于有功功率。下面以石油生產(chǎn)為例進行說明。

目前我國石油產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)大多數(shù)還是采用以電換油的低效模式，由于近兩年來世界石油價格的下跌，產(chǎn)能倒掛尤為突出，它已嚴重的制約了我國石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，所以開發(fā)出綠色、環(huán)保、節(jié)能、減排的新型石油生產(chǎn)設(shè)備，改變原始的生產(chǎn)模式勢在必行。只有創(chuàng)新才能求發(fā)展、才能改變我國幾十年不變的采油工藝，進而改變產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，石油產(chǎn)業(yè)才能在困境中求生存、求發(fā)展。

我國石油生產(chǎn)企業(yè)大部分使用的抽油機用電量占石油生產(chǎn)成本的30％-40％左右，是一個典型的用電大戶，也是生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的耗能大戶。雖然各種節(jié)能式抽油機的采購和應(yīng)用都在逐年增加，但是主導(dǎo)油田生產(chǎn)的現(xiàn)有抽油機中，仍然是以常規(guī)游梁式抽油機為主，該類型抽油機的抽油方式及抽油機結(jié)構(gòu)在過去的幾十年從根本上并未發(fā)生明顯變化。隨著油田不斷發(fā)展，地下結(jié)構(gòu)的改變，地下油層不斷下移，抽油機的效率也在不斷下降。因此創(chuàng)新求發(fā)展、調(diào)整產(chǎn)能結(jié)構(gòu)是油田企業(yè)發(fā)展求生存的必然之路。

由于游梁式抽油機啟動力矩較大，為了克服啟動力矩，所以常按抽油機的最大啟動載荷來選配電動機，而抽油機正常工作時，平均負荷僅占最大負荷的30％左右，從而形成了大馬拉小車的現(xiàn)象，增加了無功電能的消耗，大大降低了電網(wǎng)的功率因數(shù)和電動機的效率。因此，在抽油機方面，利用調(diào)整抽油機驅(qū)動結(jié)構(gòu)實現(xiàn)節(jié)能的潛力巨大。

現(xiàn)有技術(shù)中游梁式抽油機電機在運行過程存在的問題

1.電動機在啟動過程中，由靜態(tài)轉(zhuǎn)為動態(tài)時啟動力矩較大，為了滿足啟動力矩的要求不得不被動的選用相對功率較大的電動機。

2.電動機在出廠前無功功率都已經(jīng)確定，相對每一臺電動機的無功功率都是一個常量，就是這種無功功率在電動機運行過程中會消耗相應(yīng)的無功電能。

3.當(dāng)電動機運行在額定功率附近時，功率因數(shù)一般在0.7至0.9之間，這種無功電能的損耗實際是做了電動機的勵磁功，相對是有用功。

4.但是大多數(shù)電動機在生產(chǎn)使用過程中，為了滿足啟動力矩的要求不得不被動的選擇額定功率較大的電動機，而平常運行時電動機的功率因數(shù)一般都在0.3至0.65之間，所以無功電能的損耗就明顯突出，且遠遠大于有功功率。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的主要目的在于提供一種柔性電動機驅(qū)動系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的電動機驅(qū)動系統(tǒng)運行功率因數(shù)低、系統(tǒng)運行效率低、網(wǎng)損大的問題。下面以油田生產(chǎn)過程中使用的電動機進行分析說明。

根據(jù)對油田生產(chǎn)過程的調(diào)研和技術(shù)性的分析，對于游梁式抽油機電動機的監(jiān)控、測試得出了普遍結(jié)論，大多數(shù)電動機在生產(chǎn)運行過程中的功率因數(shù)都很低。以Y1J0-3-37HB型號的游梁式抽油機為例，配裝型號為Y280S-8的電動機，額定功率為37kW。運行過程中測量功率因數(shù)主要維持在0.268，在以下計算過程中近似值為0.3，上限值接近于0.5。

1、理論功率計算以及電動機的選擇

這里用I_s表示電動機的額定電流，用U_L表示電動機的相電壓，因此電動機的視在功率S可以表示為：

S＝3I_sU_L(1)

根據(jù)《電動機及控制實用技術(shù)手冊》附表2-6，37kW的電動機額定電流為I_s＝70A，相電壓U_L＝220V，則37kW的電動機的視在功率計算結(jié)果為46.2kW。根據(jù)計算得到的電動機的視在功率S可以計算該電動機的有功功率P，有效有功功率W，無功功率Q。

這里用μ表示電動機的電機效率，cosφ表示電動機的功率因數(shù)，則該電動機的有功功率P，無功功率Q，有效有功功率W可以表示為：

P＝S cosφ(2)

W＝μS cosφ(4)