[实用新型]低速大转矩交流永磁同步电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种抽油机专用电机，确切的说是一种通过多极化，结构紧凑来实现低速大转矩的交流永磁同步电机。该种电机及其配套设备主要应用于低冲次长冲程的油田抽油机上。

背景技术

随着老油田油井的注水开发，油田已开始进入高含水采油期，不断提高产量，以液保油，成为油田原油稳产的必然趋势，这种开采特点要求增大抽油机冲程，降低冲次，使在塔式抽油机的机型偏小，而要增大塔式抽油机的冲程，需要更大电机转矩。目前我国相继出现了45种新型抽油机，抽油机采油技术正在向多品种，高水平，高节能，大型化，通用化和长冲程无油梁抽油机方向发展。目前广泛应用的油田抽油机电机为异步电机，缺点是：体积大、功率因数低，可控性差、启动电流大、不适用于频繁正反转。因此摆脱现有抽油机的缺点，研制新型抽油机结构形式，以适应油田需要任重道远。

近年来，永磁同步电机技术的发展，使得制造出低速大转矩电机成为可能，综合同步电机变频控制技术，即可使传统抽油机从死板且复杂的机械运动进化到实时控制的随机运动，打破传统的机械动力无法随机改变姿态的约束，可以根据抽油井的特征，实时控制保持事先优选的最佳参数运行。并有效地杜绝地面动力和井下设备因运动不协调而产生的动态干扰，可以大大提高产液量，也势必延长抽油机寿命，降低折旧率。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种特别适用于塔式抽油机的低速大转矩交流永磁同步电机。

    本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的低速大转矩交流永磁同步电机包括定子部分和转子部分，所述定子部分采用标准同机座号的Y2系列异步电机机壳、端盖等，定子冲片的槽形尺寸和标准异步电机相同，为了减少齿槽效应，所述定子部分中定子铁心的极槽配合采用分数槽结构，即电机每极每相槽数q为分数，其中：q=Z/(2pm)，Z为电机槽数，p为电机极对数，m为电机相数；所述转子部分包括转子铁心和环绕转子铁心外圆面以均布设置的若干个N、S极呈交替排列的永久磁钢；所述转子铁心采用冲片叠压而成；所述永久磁钢下半部穿装在环绕转子铁心外圆面上加工出的轴向燕尾形通槽内，并通过粘结剂固结。

本实用新型中所述电机采用无码盘矢量控制装置控制，其基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。电机轴伸端采用圆柱滚子轴承，非轴伸端采用调心球轴承，且电机轴伸端直径大于非轴伸端直径，在电机输出轴上安装有鼓式电磁制动器。　　　

　　本实用新型的有益效果在于：该电机充分考虑利用成熟异步电机工艺，考虑性价比，利用异步电机标准零部件，减少电机成本，加快电机生产流程，

考虑异步电机标准冲片极数少的局限性，我们自行设计转子磁极数。充分利用电机有限空间，最大发挥电机性能。

通过更换电机内部轴承，有效的配合了电机输出大转矩的特性，通过加粗加长电机输出轴，将电磁制动器和皮带轮连为一体，大大减少了整个塔上平台的空间，降低了机械系统的成本。

采用鼓式电磁制动器，响应速度快，能够保证电机及时启停，这种制动器还具有防高温、防冻、防水的功能，很适合油田气候恶劣的环境。

该电机驱动系统以低速大转矩方式运转，代替传统异步电机加减速器方式，简化了系统结构，提高了系统响应速度，提高了系统效率，缩小了系统体积。这种电机本身还具有负载特性优异、低速性能好、起动转矩大、起动电流小，不会对电网造成冲击，速度连续可调等特点，电机在整个速度范围内高速运行，这与异步电机（只在额定点附近效率高）相比有质的提高。

附图说明

图1是本实用新型的低速大转矩永磁同步电机在塔式抽油机上的应用结构示意图。

图中序号：1电机，2鼓式电磁制动器，3支撑轴承，4小皮带轮，5大皮带轮，6滚筒，7配重，8连接抽油杆的宽皮带，9 抽油杆导向轮，10抽油杆。

图2为本实用新型低速大转矩永磁同步电机主视图。

图中序号：11电机轴伸端，12 轴承，13电机线圈，14定子铁心，15电机机壳，16永久磁钢，17转子铁心，18电机端盖。

图3为图2的侧视图。

图中序号：19电机基座，20电机接线盒。