[发明专利]一种抽油机用无刷永磁力矩电机及速度时变控制方法

说明书

本发明提出一种抽油机用无刷永磁力矩电机及速度时变控制方法，本发明电机包含一套散热系统，非驱动端端盖组件上开设有进风孔，驱动端端盖上开设有出风孔，风扇安装在非驱动端端盖主体内圆内。本发明的电机基于抽油机负载的变化，采用转速时变控制方法，避免电机失步和工作于发电状态。本发明提出的抽油机用无刷永磁力矩电机及速度时变控制方法能够提高电机转矩密度，提高系统效率，实现抽油机节能高效运行。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种抽油机用无刷永磁力矩电机（高转矩密度抽油机）及速度时变控制方法。

背景技术

在游梁式抽油机上，半直接驱动低速永磁同步电动机的应用取消了皮带轮传动机构，提高了抽油机的系统效率。但抽油机平衡块与减速箱间的有限空间对半直接驱动低速永磁同步电动机的厚度提出了极高的要求，提高电机转矩密度是降低电机厚度的一个有效方法，转矩密度的提高必然带来电机发热量的增加，因此，研究散热好、转矩密度高的抽油机永磁力矩电机具有工程价值。

目前抽油机井应用变频控制模式多为变频恒速模式，由于抽油机在上下冲程中存在不平衡现象，导致抽油机在上冲程过程中以较高速度运行，驱动电机可能处于发电状态，浪费了大量的电能。为此，专利（申请号：201610344720 .9、202110327280 .7）提出了分段调速模式提高系统效率，虽然上冲程和下冲程时的电机运行速度不同，但在整个上冲程期间（或下冲程期间）的电机转速是相同的，还是不能保证电机完全处于电动状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种高转矩密度抽油机用永磁力矩电机及速度时变控制方法，在不增加电机尺寸和不提高电机运行温度的前提下增加电机的转矩（或功率）；同时，在不增加控制系统成本前提下通过软件使电机运行速度时变，避免电机失步和防止运行于发电状态，提高抽油机系统效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种抽油机用无刷永磁力矩电机，包括机座、定子、转子、驱动端端盖、非驱动端端盖组件、风扇、轴承和滤网，机座的一端固定有非驱动端端盖组件，机座的另一端固定有驱动端端盖，机座内壁上固定有定子，驱动端端盖与非驱动端端盖组件均通过轴承连接转子，定子与转子之间有空隙，转子上固定风扇，所述风扇采用螺栓通过转子上的螺纹孔固定，机座外壁上设置底脚，所述电机包含一套散热系统，非驱动端端盖组件上开设有进风孔，驱动端端盖上开设有出风孔，风扇安装在非驱动端端盖主体内圆内。

进一步的，所述驱动端端盖包括驱动端端盖主体、出风孔和驱动端端盖防水檐；所述驱动端端盖主体包括驱动端端盖主体外圆、驱动端端盖主体内圆和驱动端端盖主体斜肩，驱动端端盖主体外圆和驱动端端盖主体内圆通过驱动端端盖主体斜肩相连接；在驱动端端盖主体斜肩上沿径向R开有若干出风孔，驱动端端盖防水檐位于出风孔外侧；装配驱动端端盖时，驱动端端盖防水檐位于底脚的正上方。

进一步的，所述非驱动端端盖组件包括非驱动端端盖和风扇罩；非驱动端端盖包括非驱动端端盖主体、进风孔、非驱动端端盖防水檐；所述非驱动端端盖主体包括非驱动端端盖主体外圆、非驱动端端盖主体内圆和非驱动端端盖主体斜肩,在非驱动端端盖主体斜肩处开有若干进风孔；非驱动端端盖防水檐位于进风孔外侧，风扇罩与非驱动端端盖防水檐相贴合；装配非驱动端端盖组件时，非驱动端端盖防水檐位于底脚的正上方。

进一步的，风扇罩内侧设置有滤网，滤网与风扇罩相贴合。

进一步的，所述定子包括线圈和铁心，铁心上设置定子齿，线圈套置于定子齿上，在相邻的定子齿间放置霍尔元件，霍尔元件包含霍尔元件A、霍尔元件B、霍尔元件C；线圈组成A、B、C三相绕组，霍尔元件A、霍尔元件B、霍尔元件C共同测量转子的相对位置。

一种抽油机用无刷永磁力矩电机的速度时变控制方法，所述方法包括下述步骤：

步骤（1）、启动电机控制程序，设置所述电机的初始时的设定转速n_SET=n₀；