一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置，属于油田专用变频调速永磁同步电动机技术领域。本实用新型专利技术中电动机与抽油机通过皮带联接，智能控制系统可本地控制也可以通过无线网络实时远程控制变频调速永磁同步电动机并传输抽油机的检测数据，通过无线网络实现抽油机检测数据的实时远程传输可以实现油田数字化采油工作，机壳、端盖、轴和轴承组成了电动机的支承系统，定子线圈、定子铁心、转子铁心、磁钢组成了电动机的电路、磁路系统，在驱动器给定子线圈三相电流的情况下，使电动机持续输入负载需要的动力。本实用新型专利技术节能、功率因数高、电机电流小、运行无滑差，转速稳定且温升比异步电机低15～20℃，实现高效节能目的。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置
本技术涉及一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置，属于油田专用变频调速永磁同步电动机和数字化油田工程

技术介绍
目前油田使用的拖动装置、电动机、数字化控制箱其构成是独立工作，不足之处是拖动装置和电机都是有转子无功消耗不能更好的实现节能且多是效率很低的异步电机，数字化控制箱也是独立工作且靠各种传感器实现数控，不能有效利用电参数控制，造成各部分烦乱无序且性能不够全面的现象。在工业飞速发展的同时对电动机也提出了多方位的更高要求。电动机在工业应用中主要是异步电动机和同步电动机两大类，异步电动机在过去的工业应用中最为广泛。主要是异步电动机对电网冲击不大但是系统效率依然没有同步电动机高。人们始终在开发和研究同步电动机的性能。在实践应用中，同步电动机虽然系统效率很高，但是启动电流过大和退磁后性能下降始终困扰者同步电动机的发展。于是在开发同步电动机的同时也加快了磁钢的生产研制(现在的磁钢可以达到10年不退磁)，电动机已经不再是过去的完全通用时代，现在的电动机开发是在国际通用设计的基础上，最大限度的满足不同行业的具体要求，于是特种电动机应运而生。本技术电动机根据油田行业的发展总结出几个特点研发：1、电动机系统效率高即节电；2、无级转速调参即节能；3、数字化管理。并且现有技术中未配备智能控制系统，电动机和智能数字化产生脱节现象，并且缺少控制柜通过无线网络实现抽油机检测数据的实时远程传输，客户无法使用PC或手机APP随时随地对服务器联网的各台设备进行状态监测的智能控制系统。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置，包括：变频调速永磁同步电动机和智能控制系统；其中，变频调速永磁同步电动机与抽油机通过皮带联接，智能控制系统可本地控制也可以通过无线网络实时远程控制变频调速永磁同步电动机并传输抽油机的检测数据；所述智能控制系统包括网络传输模块、云服务平台、移动终端和智能控制柜，智能控制柜通过网络传输模块与云服务平台连接，云服务平台输出端与移动终端输入端连接，所述智能控制柜包括电参数监测模块、远程控制模块、存储模块、输出模块和无线网络模块；智能控制柜内各模块之间通讯连接和数据传输通过无线网络模块连接，电参数监测模块、存储模块和输出模块通过无线网络模块分别与远程控制模块连接，电参数监测模块监测采集抽油机的电参数并将电参数发送至远程控制模块，存储模块和输出模块存储和输出参数信息；所述变频调速永磁同步电动机的组成包括：第一六角头螺栓及弹平垫、普通平键、骨架油封、轴承外盖加碳刷、接地碳刷、电机用钢质波形弹簧、前深沟球轴承、二硫化钼润滑脂、第二六角头螺栓、前轴承内盖、前端盖、直通式压注油杯、机座、定子绕组、轴、转子铁心压圈、端环、磁钢、定子铁心、吊环、紧定螺钉、转子铁心、第三六角头螺栓、后轴承内盖、第四六角头螺栓、大垫圈、第五六角头螺栓、标准型弹簧垫圈、平垫圈、塞、后端盖、后轴承座、后深沟球轴承、第一A型轴用弹性挡圈、后轴承外盖、轴面油封、风扇、第二A型轴用弹性挡圈和风罩；其中，将定子冲片叠压成定子铁心，把定子绕组嵌入定子铁心中组成定子，将定子压入机座并且安装吊环、紧定螺钉及后端盖组成电机定子主体；将转子冲片叠压成转子铁心装上轴，同时固定转子铁心压圈，用磁钢装配专用导引工装压入磁钢并装配端环，在轴前端装上前轴承内盖、前深沟球轴承并在前深沟球轴承上注入二硫化钼润滑脂，安装前端盖、轴承外盖加碳刷、接地碳刷、电机用钢质波形弹簧、骨架油封和普通平键，用第一六角头螺栓及弹平垫紧固轴承外盖加碳刷、前深沟球轴承、前轴承内盖于前端盖上，安装第二六角头螺栓和直通式压注油杯，完成电机转子前端装配；在轴后端装上后轴承内盖、后深沟球轴承、后轴承座和后轴承外盖，在后深沟球轴承上注入二硫化钼润滑脂，安装第一A型轴用弹性挡圈，再用第三六角头螺栓将后轴承内盖、后深沟球轴承、后轴承座和后轴承外盖紧固，组成电机转子主体；用卧式液压装配设备及工装将转子主体装入定子主体中，用第三六角头螺栓联接后轴承座于后端盖上，安装轴面油封和风扇用第二A型轴用弹性挡圈锁紧，安装风罩用第四六角头螺栓和大垫圈紧固，用第五六角头螺栓、标准型弹簧垫圈和平垫圈紧固后端盖于机座上；在风罩上安装塞，安装接线盒装配并安装铭牌。本技术的有益效果为：本技术一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置，通过驱动电机优化和控制柜优化，以及利用电参数自动分析，获得了节能、功率因数高、电机电流小、运行无滑差和温升低等优点；(1)节能：综合节电率(相对于目前的节能电机)14％以上，一般三相异步电动机在60％额定负载以下时，效率下降较快，轻载时效率很低，三相异步电动机效率随转速的下降而下降较快，所以三异步电动机在低速、低负载时，效率很低。本技术一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置中的驱动永磁同步电动机在20％～110％额定负载时均处于高效率区。经多个厂家不同工况现场实测，本技术油田专用变频调速永磁同步电动机的综合节电率(相对普通异步电机)在10％～40％之间。(2)功率因数高：额定状态实测COSΦ值已接近极限值1.0，均在0.95以上，永磁变频电动机功率因数曲线和效率曲线高而平；功率因数COSΦ高，定子电流小，进而降低定子铜耗，提高效率。(3)电机电流小：由于该电动机采用转子磁钢内置式结构，具有一定的凸极转矩，再采用最大转矩/电流比控制方式，使电动机在全调速范围内都具有较高的功率因数，电机电流明显下降。经实测，永磁电机和异步电机相比，定子电流值可下降15％～30％，电机电流大幅降低，减少了电缆传输中的损耗，等于扩大了电缆的容量，输电电缆可以安装更多电机。(4)运行无滑差，转速稳定：永磁电动机是同步电动机，电动机的转速只与电源频率有关，电动机转速与定子旋转磁场转速同步，不受电压波动、负载大小的影响，不丢转、无滑差、无转差功率损耗，从而提高了效率和控制精度。(5)温升低15～20℃：由于高效永磁变频同步电动机效率高，损耗低，从而温升较低。经实测，在同等条件下，永磁电机的工作温度比异步电机低15～20℃。本技术一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置中驱动电动机转子装有磁钢，由于转子磁钢的存在，在电动机内部形成气隙磁通，在三相定子绕组中通电的情况下产生三相定子电流，三相定子电流与气隙磁通相互作用产生了电磁转矩，使电动在驱动器的控制下，实现持续的在不同转速下输出转矩使电动机稳定运转。本电动机采用的是无位置传感器矢量控制，驱动器通过控制电动机定子直轴电流与交轴电流便可以控制电动机在不同转速下的转矩，驱动器通过调节输出三相电流的频率调节电动机的转速。本技术智能控制系统是配套高效永磁变频同步电动机设计的抽油机专用智能化装置，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置，其特征在于，包括：变频调速永磁同步电动机和智能控制系统；/n其中，变频调速永磁同步电动机与抽油机通过皮带联接，智能控制系统现场控制和通过无线网络实时远程控制变频调速永磁同步电动机并传输抽油机的检测数据；/n所述智能控制系统包括网络传输模块、云服务平台、移动终端和智能控制柜，智能控制柜通过网络传输模块与云服务平台连接，云服务平台输出端与移动终端输入端连接，/n所述智能控制柜包括电参数监测模块、远程控制模块、存储模块、输出模块和无线网络模块；智能控制柜内各模块之间通讯连接和数据传输通过无线网络模块连接，电参数监测模块、存储模块和输出模块通过无线网络模块分别与远程控制模块连接，电参数监测模块监测采集抽油机的电参数并将电参数发送至远程控制模块，存储模块和输出模块存储和输出参数信息；/n所述变频调速永磁同步电动机的组成包括：第一六角头螺栓及弹平垫(1)、普通平键(2)、骨架油封(3)、轴承外盖加碳刷(4)、接地碳刷(5)、电机用钢质波形弹簧(6)、前深沟球轴承(7)、二硫化钼润滑脂(8)、第二六角头螺栓(9)、前轴承内盖(10)、前端盖(11)、直通式压注油杯(12)、机座(13)、定子绕组(14)、轴(15)、转子铁心压圈(16)、端环(17)、磁钢(18)、定子铁心(19)、吊环(20)、紧定螺钉(21)、转子铁心(22)、第三六角头螺栓(23)、后轴承内盖(24)、第四六角头螺栓(25)、大垫圈(26)、第五六角头螺栓(27)、标准型弹簧垫圈(28)、平垫圈(29)、塞(30)、后端盖(31)、后轴承座(32)、后深沟球轴承(33)、第一A型轴用弹性挡圈(34)、后轴承外盖(35)、轴面油封(36)、风扇(37)、第二A型轴用弹性挡圈(38)和风罩(45)；/n其中，将定子冲片叠压成定子铁心(19)，把定子绕组(14)嵌入定子铁心(19)中组成定子，将定子压入机座(13)并且安装吊环(20)、紧定螺钉(21)及后端盖(31)组成电机定子主体；/n将转子冲片叠压成转子铁心(22)装上轴(15)，同时固定转子铁心压圈(16)，用磁钢装配专用导引工装压入磁钢(18)并装配端环(17)，在轴(15)前端装上前轴承内盖(10)、前深沟球轴承(7)并在前深沟球轴承(7)上注入二硫化钼润滑脂(8)，安装前端盖(11)、轴承外盖加碳刷(4)、接地碳刷(5)、电机用钢质波形弹簧(6)、骨架油封(3)和普通平键(2)，用第一六角头螺栓及弹平垫(1)紧固轴承外盖加碳刷(4)、前深沟球轴承(7)、前轴承内盖(10)于前端盖(11)上，安装第二六角头螺栓(9)和直通式压注油杯(12)，完成电机转子前端装配；在轴(15)后端装上后轴承内盖(24)、后深沟球轴承(33)、后轴承座(32)和后轴承外盖(35)，在后深沟球轴承(33)上注入二硫化钼润滑脂(8)，安装第一A型轴用弹性挡圈(34)，再用第三六角头螺栓(23)将后轴承内盖(24)、后深沟球轴承(33)、后轴承座(32)和后轴承外盖(35)紧固，组成电机转子主体；/n用卧式液压装配设备及工装将转子主体装入定子主体中，用第三六角头螺栓(23)联接后轴承座(32)于后端盖(31)上，安装轴面油封(36)和风扇(37)用第二A型轴用弹性挡圈(38)锁紧，安装风罩(45)用第四六角头螺栓(25)和大垫圈(26)紧固，用第五六角头螺栓(27)、标准型弹簧垫圈(28)和平垫圈(29)紧固后端盖(31)于机座(13)上；在风罩(45)上安装塞(30)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种组合式永磁变频同步抽油机智能控制拖动装置，其特征在于，包括：变频调速永磁同步电动机和智能控制系统；
其中，变频调速永磁同步电动机与抽油机通过皮带联接，智能控制系统现场控制和通过无线网络实时远程控制变频调速永磁同步电动机并传输抽油机的检测数据；
所述智能控制系统包括网络传输模块、云服务平台、移动终端和智能控制柜，智能控制柜通过网络传输模块与云服务平台连接，云服务平台输出端与移动终端输入端连接，
所述智能控制柜包括电参数监测模块、远程控制模块、存储模块、输出模块和无线网络模块；智能控制柜内各模块之间通讯连接和数据传输通过无线网络模块连接，电参数监测模块、存储模块和输出模块通过无线网络模块分别与远程控制模块连接，电参数监测模块监测采集抽油机的电参数并将电参数发送至远程控制模块，存储模块和输出模块存储和输出参数信息；
所述变频调速永磁同步电动机的组成包括：第一六角头螺栓及弹平垫(1)、普通平键(2)、骨架油封(3)、轴承外盖加碳刷(4)、接地碳刷(5)、电机用钢质波形弹簧(6)、前深沟球轴承(7)、二硫化钼润滑脂(8)、第二六角头螺栓(9)、前轴承内盖(10)、前端盖(11)、直通式压注油杯(12)、机座(13)、定子绕组(14)、轴(15)、转子铁心压圈(16)、端环(17)、磁钢(18)、定子铁心(19)、吊环(20)、紧定螺钉(21)、转子铁心(22)、第三六角头螺栓(23)、后轴承内盖(24)、第四六角头螺栓(25)、大垫圈(26)、第五六角头螺栓(27)、标准型弹簧垫圈(28)、平垫圈(29)、塞(30)、后端盖(31)、后轴承座(32)、后深沟球轴承(33)、第一A型轴用弹性挡圈(34)、后轴承外盖(35)、轴面油封(36)、风扇(37)、第二A型轴用弹性挡圈(38)和风罩(45)；
其中，将定子冲片叠压成定子铁心(19)，把定子绕组(14)嵌入定子铁心(19)中组成定子，将定子压入机座(13)并且安装吊环(20)、紧定螺钉(21)及后端盖(31)组成电机定子主体；
将转子冲片叠压成转子铁心(22)装上轴(15)，同时固定转子铁心压圈(16)，用磁钢装配专用导引工装压入磁钢(18)并装配端环(17)，在轴(15)前端装上前轴承内盖(10)、前深沟球轴承(7)并在前深沟球轴承(7)上注入二硫化钼润滑脂(8)，安装前端盖(11)、轴承外盖加碳刷(4)、接地碳刷(5)、电机用钢质波形弹簧(6)、骨架油封(3)和普通平键(2)，用第一六角头螺栓及弹平垫(1)紧固轴承外盖加碳刷(4)、前深沟球轴承(7)、前轴承内盖(10)于前端盖(11)上，安装第二六角头螺栓(9)和直通式压注油杯(12)，完成电机转子前端装配；在轴(15)后端装上后轴承内盖(24)、后深沟球轴承(33)、后轴承座(32)和后轴承外盖(35)，在后深沟球轴承(33)上注入二硫化钼润滑脂(8)，安装第一A型轴用弹性挡圈(34)，再用第三六角头螺栓(23)将后轴承内盖(24)、后深沟球轴承(33)、后轴承座(32)和后轴承外盖(35)紧固，组成电机转子主体；
用卧式液压装配设备及工装将转子主体装入定子主体中，用第三六角头螺栓(23)联接后轴承座(32)于后端盖(31)上，安装轴面油封(36)和风扇(...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣洪涛，马华东，荣刚，
申请(专利权)人：大庆采艺技术开发有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23