稀土永磁同步电动机在抽油机上的应用

<正> 1.稀土永磁电动机节能原理分析 稀土永磁电动机是一种同步电动机,但不需要普通同步电动机励磁线圈和集电环,在系统上也不象普通同步电动机那样需要励磁调节系统。它采用创新的独特转子结构形式,通过优化电磁参数及电动机运行状态,有效地解决了异步状态下启动转矩与同步状态下高能力指标之间的矛盾,使电动机具     

稀土永磁同步电动机在游梁式抽油机应用中的效益分析

稀土（ＮｄＦｅＢ）永磁同步电动机以其独特的优越性应用于游梁式抽油机，在一定的功率区段可以替代感应式异步电动机，在较大批量的工作运行中获得了良好的运行特性和突出的节电效果，开辟了电机节能的新途径。本文以ＴＸＹ１３２Ｓ－４稀土永磁同步电动机为例，介绍了本电机设计及调试中的技术要点，通过运行考核及理论分析计算，证明了稀土永磁同步电动机应用于游梁式抽油机是可行的。     

异步、同步电动机配合应用节能性探讨

通过对三相异步电动机和稀土永磁同步电动机的运行特性分析,并根据三相异步电动机在运行过程中以消耗电网中感性功率为主,同步电动机以消耗容性功率为主的运行特性,进行合理搭配使用后,电网功率因素提高到0.875,节电率6.7%,实验证明稀土永磁同步电动机与三相异步电动机合理配置应用,能够提高电网功率因素,达到节能降耗的效果。     

潜油螺杆泵直驱单元组合超细长永磁电机研究

针对传统潜油螺杆泵用驱动电机在制造、运行以及维修等方面存在的问题,提出一种潜油螺杆泵直驱超细长比单元组合式永磁电机。在介绍该种电机的组合方式和结构特点之后,采用场路结合的方法进行了电机电磁设计,并利用有限元法分别对电机定、转子结构进行优化设计,得到了电机的空载磁场特性,最后对样机进行了空载反电势和负载测试试验。样机试验结果验证了场路结合计算方法的准确性和电机定、转子结构优化设计的有效性。理论研究结果和样机试验结果对比表明,该种单元组合式永磁同步电机结构可行,可广泛应用于潜油螺杆泵直驱系统中。     

114系列四极潜油电动机设计

为满足中原油田套管尺寸小于φ139 mm的稠油井和油气比、高含砂油井的开采需要,开展了潜油电泵机组配套的四极潜油电动机设计。在介绍电动机的组成之后,重点阐述了电动机主要结构尺寸以及主要技术参数的计算和确定,并对电动机的绕组方式做了分析和说明。室内模拟试验结果表明,设计的电动机各项参数符合相关国家标准的要求。     

潜油电动机增容使用分析与建议

不恰当或无休止地对潜油电动机增容不仅给增容使用带来了误区,而且错误地使用往往会缩短电动机的使用寿命。以英制456系列潜油电动机为例,对增容使用进行分析并列举相关试验数据,提出潜油电动机增容建议。建议认为,当井温低于90℃时可以考虑将表1中的电动机电压提高1.16倍、容量提高1.4倍使用;当井温在90～120℃时间,可以考虑将表1中的电动机电压提高1.05倍、容量提高1.2倍使用,即井温高时应适当降低增容倍数。     

三相双定子永磁同步电动机的应用与节能分析

机采系统节能降耗是石油企业节能工作的重点,抽油机配套电动机因受到启动转矩的限制,不得不提高装机功率,使得实际运行转矩远远小于启动转矩,造成"大马拉小车"现象.本文着重介绍了三相双定子永磁同步电动机的原理及应用情况,并与普通电动机进行对比测试.证明其在抽油机井上使用具有很好的节能效果.     

抽油机用永磁同步电动机制动装置的研制

目前抽油机用永磁同步电动机因停电或故障停机时,会产生能量倒送,使得电动机高速反转,在电动机输出端形成高压电势,如不及时处理,会导致电动机线圈击穿、烧毁和控制柜烧毁等严重事故,为此研制了抽油机用永磁同步电动机制动装置。该制动装置包括制动电阻、信号检测及制动电阻切入回路、系统主控制电路等几部分。制动装置将额定电压的1.15倍设定为门限值,超过门限值就自动投切能耗制动电阻,吸收过电压,保护电动机和控制柜安全运行。实验室及现场试验表明,永磁同步电动机制动装置反应灵敏,投入时间短,动作可靠,制动效果明显,满足现场实际需求,具备推广应用条件。     

潜油电动机优化运行方法研究

延长电潜泵潜油电动机运行寿命,降低采油成本是当前油田生产中的重要研究课题之一。为此,从改进潜油电动机结构设计、采用交流变频调速技术和PLC自动控制技术、采用井下油水分离器、潜油电动机运行寿命模拟仿真装置和对潜油电动机运行状态进行实时监测分析等新技术及新工艺几个方面提出潜油电动机优化运行的方法。     

单元组合潜油永磁电机流热耦合温升模型研究

潜油电机长期工作在高温、高压的井液中,无法实时监测其运行温度,可能导致电机过热烧毁。为此,建立了潜油永磁电机室内流热耦合温升模型,通过经验公式初算电机各部件的导热系数和散热系数,进行3D有限元温升计算,得到了室内模型各部件的温度分布情况。并基于0.5 k W样机室内温升试验数据对相关导热系数及散热系数进行修正。将优化后的数据导入到单元组合潜油电机井下流热耦合温升模型中。建立电机机壳外侧的原油对流换热边界条件和定、转子之间的润滑油对流换热边界条件,得到了准确的潜油电机井下流热耦合温升模型,为潜油电机热负荷的选取提供了可靠的理论依据。     

电潜泵潜油电动机转子弯曲振动临界转速分析

通过对采油电潜泵潜油电动机转子结构的振动模型简化 ,应用机械振动理论和方法 ,分析了转子无阻尼弯曲振动的临界转速问题。建立起一般的分析计算方法 ,并根据电动机转子的具体简化模型 ,应用计算机编程进行了计算。计算结果表明 ,目前油田上使用的电潜泵电动机转速恰好在临界转速 (共振区 )内 ,会引起过大的弯曲振动 ,振动载荷约为正常载荷的 12倍 ,将显著降低潜油电动机和泵系统的寿命     

电潜泵潜油电动机转子弯曲振动临界转速分析

通过对采油电潜泵潜油电动机转子结构的振动模型简化，应用机械振动理论和方法，分析了转子无阻尼弯曲振动的临界转速问题。建立起一般的分析计算方法，并根据电动机转子的具体简化模型，应用计算机编程进行了计算。计算结果表明，目前油田上使用的电潜泵电动机转速恰好在临界转速（共振区）内，会引起大的弯曲振动，振动载荷约为正常载荷的12倍，将显著降低潜油电动机和泵系统的寿命。     

潜油电动机滑行时间的自动测量

潜油电动机滑行时间是评定电动机装配质量的重要指标。鉴于手工测量电动机滑行时间存在效率低和误差较大的不足,设计了潜油电动机滑行时间自动测量系统。它通过分压电路和计算机自动测量系统测量潜油电动机定子上感应的电压变化状况,即可得到电动机滑行时间。用手工测量、波形分析和自动测量3种方法测量6种型号电动机的滑行时间,其中5种滑行时间长于3s,判定为合格;1种滑行时间短于3s,判定为不合格。3种方式测量的滑行时间具有较好的一致性,仅波形分析法得出的滑行时间比自动测量的滑行时间稍长,表明自动测量方法的精度和重复性可满足要求。     

潜油电动机启动过程对油管的振动影响分析

潜油电动机启动过程会引起举升油管的扭转振动。建立了电潜泵和油管柱组合系统较精确的振动模型,通过构建潜油电动机启动过程的仿真模型,得出不同工况下举升油管的运动规律。实例仿真结果表明,潜油电动机启动时冲击电流会达到稳态电流的20倍左右;同时表明,潜油电动机启动过程中,油管的转角始终处于上升阶段,当电动机稳态运行时,油管转角先处于上升阶段,然后做类似正弦波的周期运动,且在每一个振动周期中转角的最小值为一定值。     

潜油电动机测功试验系统的研制

潜油电动机在出厂前必须进行一些性能和参数试验,而目前潜油生产现场没有现成的测功系统可以选择,为此开发了一套基于虚拟仪器的潜油电动机测功系统。该测功系统利用NationalInstrument公司的软件平台Labview设计的虚拟二次仪表和硬件平台相互结合设计而实现各种信号的实时采集、分析处理、查询等功能,具有速度快、实时性好、测试简单、数据存储量大和功能全等优点。该系统在现场应用中已取得良好的效果。     

潜油电动机冷热态电阻的自动测量

潜油电动机的冷热态电阻是衡量潜油电动机质量的重要指标,目前大多数潜油电动机试验台都采用手工方法测量,其缺点是受人工接线的影响,测量速度慢,触点误差难以控制,特别是热态电阻的测量,不能满足测量时间的要求。为此,介绍一种利用分压电路原理的自动测量方法。该方法通过测量标准电源在电阻上的压降来测量电动机的冷热态电阻,效果好,自动测量电路简单,测量重复性好,性能可靠,测量系统自动化程度高。     

潜油电动机定子内腔清洗装置及清洗工艺流程

鉴于常用的潜油电动机定子内腔清洗方法存在生产效率低且各喷口均浸没在液体中,喷射阻力大,功率大量损失,以及清洗效果差等问题,研制了一台新型清洗装置。它主要由动力液部分、喷管组件、定子支承及旋转部分和储液过滤等部分组成。对定子端部接头、喷射管和内腔堵头等主要部件进行了设计,使清洗装置能实现对多种规格、不同型式内腔构造的定子内腔进行清洗,达到清洗要求,提高了生产效率。     

选用高压潜油电动机改善电泵系统性能

用潜油电泵采油,其一次性投入成本是各种举升方式中最高的。必须从经济角度加以考虑。分析电泵机组系统电耗情况后,提出了一种采用升高电机工作电压,进而降低电缆电耗,提高电泵系统效率,以使用户采用潜油电泵开采方式降低采油成本。将理论分析应用于大庆油田的一个实例中,计算表明,如果电泵机组的规格为３２０ｍ_３／ｄ和１００ｍ扬程,则原配电机总能耗为９７．２４ｋＷ,采用高压电机的总能耗为８２．４４ｋＷ,节省１４．８０ｋＷ。采用高压电机后,５年累计节约的电费就大约相当于一台新机组的价格。     

中原新型节能潜油电动机的开发和应用

为解决电潜泵井生产过程中能耗大、采油成本高等问题,研制出新型节能潜油电动机。介绍了新型节能电动机研制的技术依据、技术路线、技术关键,以及优化设计结果和节能效果分析。与中原统图电动机相比,其运行电流平均降低45.2％,功率和功率因数平均提高4.53％和3.72％,电缆节能达68.3％。现场应用表明,新型节能潜油电动机具有降低电潜泵井系统能耗、节约电网容量、延长电潜泵机组使用寿命和检泵周期、减少作业与维修费用、增加油井产量等特点,其推广应用将对油田的增油降耗起重要作用。