[发明专利]油田专用多功率变频节能三相异步电动机

说明书

技术领域

本发明属于电动机技术领域，具体涉及一种面向工业设备的高性能特种电动机及其控制技术。 

背景技术

油田抽油机工况特点是重负荷起动，轻负荷运行，为了满足抽油机起动功率的需要，电动机按起动时的负载来选用，这种单一功率电动机造成了抽油机起动之后“大马拉小车”状况，使得电动机效率、功率因数极低，浪费电能，降低电网运行质量。为了解决“大马拉小车”问题，目前油田抽油机配套电动机已广泛采用了单速多功率电动机，从而提高了电动机负载率，降低了电能的消耗。如中国专利公开实用新型专利号：ZL200620159036.5名称为“油田用高可靠性多功率节能电动机。 

在下列情况下，抽油机还需要改变抽油速度，即调节抽油机的冲次： 

1、新开采的油田，由于油的稠度及油中混杂泥沙等原因，造成抽油机运行阻力增大，此时抽油机需降速工作，即配套电动机需在其额定转速以下运行。

2、油田老油井，由于产油量减少，为了节约电能，也需降低抽油机冲次，提高抽油泵的效率。 

3、当油井渗油量或油井油液面深度发生变化时，也需要调节抽油机冲次。 

上述三点都需改变抽油机冲次。目前油田抽油机改变冲次的方法主要是采用变频电动机，这种方法虽然可以满足调整抽油机冲次的要求，但由于此时要求电动机转速低于额定转速以降低抽油机冲次，故变频电动机要求工作在小于基频（50Hz）区段时，电动机输出功率随频率变化而变化，并在改变冲次的同时亦可解决“大马拉小车”问题。当电动机工作频率大于或等于基频（50Hz）段时，电动机处在恒功率状态，即电动机功率大小是恒定不变的，此时变频电动机只能调整抽油机冲次，而不能解决抽油机“大马拉小车”问题。这是单独采用一般变频电动机存在的最大缺陷。 

鉴于上述情况，油田抽油机急需一种既能随着抽油机负载功率变化而选择相应的电动机输出功率，以提高负荷率，解决抽油机工作时的“大马拉小车”问题，又能很方便的改变抽油机运行转速和调节抽油机冲次的专用电动机。 

中国专利发明专利号：ZL20101014566.4公开了专利权人景德镇市景德电机有限公司获得的一种“双速四功率节能三相异步电动机”专利技术方案，在一定程度上较好的解决了这一问题。该产品已在胜利、长庆、中原油田推广使用，受到好评。但是此产品亦存在不足之处：一是由于采用了双速电动机方案，故效率指标必然低于单速多功率电动机；二是由于变极调速，其调速范围（窄而不宽）与调速性能（平滑性、稳定性）又比不上变频电动机。 

本发明提供的“油田专用多功率变频节能三相异步电动机”，很好的解决了单独使用“双速四功率电动机”或“变频电动机”存在的上述问题。将单速多功率电动机与变频电动机的特点有机的结合在一起，从而具备了这两种产品的功能特性，通过控制柜转换，使其既可作变频电动机使用，方便抽油机调速，且完全具备变频电动机优点（调速范围宽，调速性能好）；又可单独作单速多功率电动机使用，且完全具备单速多功率电动机优点，能够很好地满足抽油机重负荷起动，轻负荷运行，解决“大马拉小车”问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在一台电动机上很方便地实现油田抽油机多种负载变化及多种冲次变化的技术解决方案。 

本发明提供的一种多功率变频节能三相交流异步电动机，包括一台三相多功率变频电动机、变频器、控制柜，所述三相多功率变频电动机的电磁绕组采用Δ或内Δ—外Y接法的复合绕组设计方案，其特征在于：控制柜上设有断路器、智能监控仪、第一至第五五个接触器和二个万能转换开关，通过控制电路中的智能监控仪、接触器和转换开关等进行调节，使电动机在作变频电动机使用时将电磁绕组接成一路或多路Δ接法，由变频器供电，在作多功率电动机使用时，将电磁绕组接成内Δ—外Y即   混合接法，不通过变频器直接接入电源。 

所述的二个万能转换开关分别为：“工频，变频”转换开关，它拨到①的位置时电动机为工频运行，拨到②的位置时电动机为变频运行；运行功率选择开关，它拨到①的位置时电动机为22kW运行，拨到②的位置时电动机为18.5kW运行。 

所述的五个接触器分别为：