[实用新型]螺杆泵用空心立轴式永磁同步驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种螺杆泵用空心立轴式永磁同步驱动装置，属于油田机械式采油地面驱动装置。

背景技术

目前油田螺杆泵地面驱动设备有三种方式，一、采用卧式水平轴三项异步电机，电机输出轴的皮带轮与锥齿轮减速机换向减速，其公认的缺陷是传动效率低，漏油、能耗高，机械磨损大和检修频繁。二、发明专利螺杆泵用直驱式永磁同步电动机(专利号200610155454)，存在下列缺陷1、推力调心滚子轴承置于电机外的支撑座里，电机与支撑座构成一体，加大了传动轴的长度和电机的安装难度，2、需要磁敏式位移传感器安装在电机内，检测转子转速，将检测信号反馈给变频器，才能实现转速转矩的控制，这样做，制造成本和安装难度增大，3、不能添加、更换润滑油，在野外长期不间断运转，轴承润滑油得不到及时更新，使用寿命大打折扣。三、永磁同步无齿轮驱动螺杆泵式采油机(ZL2007200310802)需要安装电磁制动器、抱闸臂和光电旋转编码器，增大了加工难度和增多了故障点。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有三种驱动技术所存在的缺陷，提供一种节能环保、传递效率高、控制、操作简便和使用寿命长的油田螺杆泵用空心立轴式永磁同步驱动装置，启动、调速、增减速、停车等功能不受任何影响，由于采用了大扭矩、低转速、恒转矩的永磁同步电机直接驱动，舍弃了电机和减速机间的皮带轮及传动带，同时也舍弃了锥齿轮减速机，提高了传动效率，采用开环控制，舍弃了磁敏式位移传感器，变频器直接控制电机转速和转矩，实现了在运行过程中无级调速，使控制和操作简单方便，舍弃了电磁制动器、舍弃了抱闸臂和光电旋转编码器，同样使控制功能智能化，实现了出现井下意外事故，如断杆，会瞬间自动断电、井下传递扭矩的光杆积聚的反向旋转扭矩处于自由释放状态，此时永磁同步电动机转化为永磁同步发电机，在额定的转速下，逐渐释放能量，不会像异步电机那样，出现反转失控，因此也不需要安装机械式限制反转的离合器。

本实用新型的具体技术内容是：一种螺杆泵用空心立轴式永磁同步驱动装置，包括永磁同步电动机部件，还包括油田用螺杆泵部分部件，其特征在于：永磁同步电机传动轴其轴心为空腔结构、其外观为阶梯结构，空心阶梯结构传动轴在直径较大的一端装有承受轴向力的轴承、直径较小的一端装有承受径向力的轴承，电机壳与轴承之间设有油槽、外露的油孔用封堵盖封堵将灰尘隔离，及时更换、清洗和添加轴承油脂，承载轴向力的轴承可外置于机壳下端盖内，机壳下端盖与油井井口三通法兰直接联结，承载径向力的轴承可外置于机壳的上端盖内，光杆与空心阶梯结构传动轴通过卡瓦和联轴器固定在一起，另一种为内置式：其结构是，装有承受轴向力的轴承和装有承受径向力的轴承置于机壳内，所述的永磁同步驱动装置为永磁同步电机、无刷直流电机或开关磁阻电机，所述的承载轴向力轴承可以是推力球轴承、调心滚子轴承，承载径向力轴承可以是双封深沟球轴承、圆锥磙子轴承、角接触球轴承。

本实用新型相比现有技术具有以下积极效果。

1、根据不同点的受力情况，阶梯状主轴上的直径大小，配备了相应功能和孔径不等的轴承，发挥材料的最佳功能。推力调心滚子轴承解决了径向受力问题，深沟滚子轴承解决了径向受力问题。

2、省去了皮带传动和齿轮减速机，永磁同步电机直接驱动，没有齿轮啮合，避免了盘根的渗漏油，提高了功率因数。

3、采用开环控制，取掉了磁敏式位置传感器布置在定子的端面作适时检测，同样实现转矩和转速的控制精度。

4、机壳和轴承中间设有油槽、油孔及封堵盖，可方便更换、清洗、添加油脂，延长了轴承的使用寿命。

5、当出现故障时(如井下断杆时)，载荷发生变化，会立即控制断电，井下光杆出现反向扭矩，此时同步电动机转变为同步发电机做功，消耗反向能量，不会出现反向失控现象。

附图说明

图1为本实用新型轴承外置式结构示意图；

图2为本实用新型轴承内置式结构示意图；

图3为本实用新型安装结构示意图；

具体实施方式

图中标示：100、空心阶梯结构传动轴，210、推力调心滚子轴承(承载轴向力轴承)，220、双密封深沟轴承(承载径向力轴承)，300、电机壳，310、电机下端盖，320、电机上端盖，410、411、油槽，420、421油孔，430、431、封堵盖，500、旋转光杆，510、卡瓦，520、联轴器，600、下支撑座，610、井口三通法兰，620、螺杆泵

下面结合附图进一步描述本实用新型详细技术内容和实施方式。