[实用新型]螺杆泵专用开关磁阻电机调速系统

说明书

技术领域

本实用新型提供一种螺杆泵专用开关磁阻电机调速系统，属于油田采油设备控制系统领域。

背景技术

螺杆泵采油井下举升效率较深井泵高的多，一般螺杆泵泵效为60％～70％，这是由螺杆泵的工作特点决定的。螺杆泵井由于其工作时稳定均匀地进液和向外排液，不存在深井泵的吸入及排出两个过程带来的偶尔迟关、迟开和偶尔漏失现象，也不存在深井泵的单行程供液等系列问题，这些因素是影响泵效的主要原因，因此螺杆泵举升就理论来讲泵效要比深井泵高，这十分有利于井下举升系统效率的提高。

螺杆泵转动机构简单，一般为两级减速转动，懂事运动部件的总质量较抽油机低，总的传动效率较高；抽油机举升传动节点多，不但有减速箱的二级减速，还有四连杆传动和驴头运动。抽油机地面传动系统的效率最大为70％～75％，而螺杆泵工作时仅是单向旋转运动，而且转向一致，减速箱结构简单，仅一级皮带传动和一级齿轮传动，机械传动效率高，地面效率一般在88％～92％，远远高于抽油机。

目前常规螺杆泵地面驱动系统一般由异步电机、皮带和减速器组成，电机的动力输出轴将电能转换为机械能，并通过皮带和减速器经房卡带动抽油杆，从而带动螺杆泵的转子，实现原油的举升；这样的驱动系统存在调速困难、在高速运转下会发生震动，并且皮带传动速度高容易导致发热量大和磨损加剧，加上减速箱需要经常维护，防反转装置容易损坏自身及设备，整个结构复杂，现场安装作业工序繁琐、效率较低的缺点。采用交流永磁同步电机地面直驱螺杆泵采油装置，由于电机自身特点并减掉了减速装置，有效解决了上述调速困难、维护减速箱的问题，但在存在油田恶劣条件下容易发生退磁现象的问题。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的问题是：提供一种过载能力强，节电效果显著，调速简单并且范围宽广的螺杆泵专用开关磁阻电机调速系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：螺杆泵专用开关磁阻电机调速系统，包括壳体内设置的控制器、功率变换器、电动机和传感器，其特征在于：所述的控制器的输出端连接功率变换器的控制端，控制器的输入端连接外部给定；所述的功率变换器的输出端连接电动机，其输入端连接电源；所述的电动机为开关磁阻电机，开关磁阻电机的输出轴连接螺杆泵；所述的传感器包括电流检测器和位置检测器，位置检测器设置在开关磁阻电机内部，电流检测器和位置检测器的输出端分别连接控制器的输入端。

外部给定主要包括控制按钮和调速旋钮的输出信号，经过控制器信号处理，输入到电动机驱动器，控制功率变换器的功率输出量，实现控制驱动SRM转速和扭矩，再通过机械传动装置，驱动螺杆泵。

其中优选方案是：

所述的壳体上设置直线排列的电压表、转速表和电流表，电压表、转速表和电流表连接控制器，壳体上控制按钮，控制按钮包括连接控制器的控制输入端的急停按钮、停止按钮、起动按钮和调速旋钮。显示开关磁阻电机运行状态和实现电机的起动、停止、急停和调速功能。

所述的调速旋钮包括释放调速旋钮和工作调速旋钮，释放调速旋钮和工作调速旋钮分别连接控制器的输入端。工作调速旋钮是螺杆泵电机转速调节电位器。顺时针旋转，电机工作速度加快；反之，电机工作速度变慢；释放调速旋钮是螺杆泵电机刹车速度调节电位器。顺时针旋转，电机刹车速度加快；反之，电机刹车速度变慢。

本实用新型的螺杆泵专用开关磁阻电机调速系统所具有的有益效果是：通过分析油田用螺杆泵驱动系统的特点以及对开关磁阻电机的要求，有针对性地对现有SRD进行了整体性一致性改进，瞬时功率大，过载能力强，加速性能好，调速范围宽广。具体上：

1、改善了电机在低速转矩的波动问题，功率密度有了较大提高，电机的噪声有所降低；

2、通过对开关磁阻电机的软件和控制电路的优化改进，避免了通用开关磁阻电机在换相时，电机转矩波动大，噪声大的缺点；

3、低速大力矩，启动电流小的特点；在较宽的调速范围和输出功率范围内，都具有高的整体效率，符合螺杆泵的要求。

附图说明

图1为本实用新型的电气原理方框图；

图2为本实用新型的壳体的结构示意图；

图3为本实用新型的控制器原理方框图；

其中：1、壳体  2、急停按钮  3、工作调速旋钮  4、释放调速旋钮  5、起动按钮  6、停止按钮  7、电压表  8、转速表  9、电流表。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：

实施例1：