[实用新型]多级串联交流伺服电机

说明书

技术领域

多级串联交流伺服电机，属于交流伺服电动机设备领域，应用于抽油井、加油站等地下作业环境。

背景技术

现在油田抽油井上普遍采用的抽油设备主要有两种：一种是游梁式抽油机电机，驱动部分采用三相感应电动机，虽发展历史优久，生产工艺成熟，但是该电机体积大、效率低，而且占用大量能源，井上的铁架(俗称磕头虫)不但浪费大量黑色金属，还占用相当可观面积的土地，由于三相感应电动机的转速较高，与之相配用的减速器体积庞大，且需要经常维护和维修，电机一般不能调速；

另一种是采用交流电机的抽油机电机，虽然直径可以做的较小，但功率因数较低，由于定子铁心较长，内径较小，所以定子绕线比较困难，在实际应用中也存在对电网造成冲击大，功率密度偏低、效率不高，调速困难的缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有交流电机的抽油机电机存在的问题，设计一种对电网冲击小，功率密度大、效率高，易调速的多级串联交流伺服电机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该多级串联交流伺服电机，其特征在于：包括驱动泵电机、中间电机、尾部电机和驱动电路，驱动泵电机一端与泵体连接，另一端与中间电机连接，中间电机的另一端与尾部电机连接，尾部电机另一端与驱动电路连接。

中间电机可以采用一级、两级或多级串联。

驱动泵电机包括铠装电缆、联轴器、法兰、O型圈、转接端盖、电机、轴承盖、引接线和后法兰，法兰和转接端盖安装在电机机壳上，在转子上安装O型圈，铠装电缆固定在法兰上，并与引接线连接，引接线从定子与机壳之间穿过，联轴器固定在电机轴上，联轴器和法兰与抽油泵体连接，后法兰上安装轴承盖，通过螺钉固定在电机机壳上。

中间电机包括联轴器、法兰、轴承盖、引接线、电机、轴承盖、后法兰和联轴器，法兰和后法兰分别安装轴承盖和轴承盖，通过螺钉紧固在电机机壳上，电机轴两端分别安装联轴器和联轴器，引接线从定子与机壳之间穿过，联轴器与驱动泵电机轴连接，引接线与驱动泵电机引接线连接，联轴器与尾部电机轴连接。

尾部电机包括法兰、轴承盖、引接线、电机、后法兰、第一密封件、第二密封件、绝缘密封组合、隔磁罩、编码器和磁环，法兰和后法兰分别安装轴承盖后，通过螺钉固定在电机机壳上，并通过电机轴、法兰、引接线与中间电机的联轴器、法兰、引接线连接，电机长轴端粘接磁环，放在隔磁罩内，隔磁罩装在第二密封件)内，中间为绝缘密封组合，隔磁罩外部安装编码器，编码器与驱动电路连接，第二密封件通过第一密封件安装在后法兰上。

驱动电路包括筒、电路板、后盖，后盖安装在筒一端，电路板安装在筒内，筒的另一端固定在尾部电机的第二密封件上，电气上驱动电路与尾部电机引接线和编码器相连。

多级串联交流伺服电机，在抽油井下工作环境较为复杂，一是环境温度较高；二是井下含有腐蚀性液体和气体，要求电机整体的密封性好，为此采取了驱动泵电机出轴动密封，电缆密封，级与级之间端面密封。系统的驱动和控制部分密封是在金属壳体内用环氧树脂整体灌封，达到防压、防水、防污染的目的，电机内部充有变压器油作为绕组的冷却介质，在井下可以保持电机内外压的平衡。

工作原理：驱动泵电机连接中间电机，再连接尾部电机，再连接驱动电路，由结构类似的交流伺服电动机组成多级串联交流伺服电机，驱动泵电机连接抽油泵，电机驱动电路控制多级串联交流伺服电机工作，根据抽油泵出油率控制抽油泵转速。

与现有技术相比，本实用新型多级串联交流伺服电机所具有的有益效果是：该多级串联交流伺服电机的励磁采用高磁性能的永磁体，定子、转子损耗小，电机效率高，电机功率密度大，在相同的电机体积下，可以输出更大转矩；与同功率的三相感应电动机相比，具有体积小重量轻、具有较高的过载能力、功率因数高，启动工作时对电网冲击小、控制电路部分和电机本体连接成一起，抗干扰能力强；采用全数字位置控制系统，调速方便准确，可以根据油井的实际出油情况，调整电机的出轴转速，做到因地适宜，达到节能降耗的目的；该电机外形细、长，最大特点是可以多级串联，在某种程度上可以不受负载的限制，适当增减电机串联的级数，达到适应不同负载的功能；该电机应用于小口径抽油井的作业，可节省大量黑色金属，节约占地面积，具有较为广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型多级串联交流伺服电机驱动泵电机示意图；

图2是本实用新型多级串联交流伺服电机中间电机示意图；

图3是本实用新型多级串联交流伺服电机尾部电机示意图；

图4是本实用新型多级串联交流伺服电机驱动电路示意图；