[发明专利]一种抽油机永磁调速节能装置

说明书

技术领域

本发明涉及抽油机调速节能技术领域，特别涉及一种抽油机永磁调速节能装置。

背景技术

抽油机的电动机经减速机减速后，将动力传递给抽油机，使其完成每个冲程的抽油动作。对于新油井，在抽油机的采油频率确定后，减速机的转速比也随之确定，随着油井工况的变化，采油效率会降低，若提高采油效率需要改变采油频率，即改变减速机变速比，如果在原有系统中实现，则成本会很高，并且通常为了得到最佳采油效率，一个采油冲程中，上行和下行过程要采用不同速度，这在原系统中是无法做到的。采用变频调速技术可以解决调速节能问题，但是户外运行的条件限制了变频器的推广使用，并且使用变频器并没有解决上行和下行不同速度的问题，同样不能达到采油的最佳效率，同时会对供电电源造成谐波污染。

采用通用的永磁调速技术可以解决调速节能问题，但是由于下行过程中可能会出现速度失控，使采油工序无法正常完成，也没有解决上、下行过程中，按照设计的不同速度采油的问题，同样不能达到最佳采油效率。

基于这种现状，采用本发明中的永磁调速节能装置完全可以解决上述问题，真正的达到调速节能的目的。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种抽油机永磁调速节能装置，利用永磁调速技术，采用机电一体化解决方案，设计了特殊的制动装置，可以有效地控制上行及下行的速度，达到调速节能、提高采油效率的目的。

本发明的抽油机永磁调速节能装置所采用的技术方案如下：

抽油机永磁调速节能装置，其结构由永磁调速机构、皮带轮传动机构、转速控制系统构成。其特征在于，通过转速控制系统按照工况需求设定的模式控制永磁调速机构，实现调节皮带轮传动机构转速，达到节能、提高抽油效率的目的。

上述永磁调速机构包括永磁体盘、导体盘、制动器、传动轴和调速机构；永磁体盘和导体盘不接触，通过相对转动实现磁力线切割传递扭矩；调速机构通过调节永磁体盘和导体盘的相对位置来调整磁耦合面积实现调速；制动器用于防止永磁体盘转速失控；传动轴安装在永磁体盘侧，其转速与永磁体盘相同。

上述永磁调速机构的永磁体盘充磁方式为径向充磁，通过调整永磁体盘和导体的耦合面积调节转速，当永磁体盘全部退出耦合时，制动器产生制动力矩，达到防止皮带轮转速失控的目的。

上述皮带轮传动机构包括轴承座、皮带轮和传动轴，所述轴承座包括两套轴承座和支撑架，分别安装在皮带轮的两侧，其中外侧轴承座与支撑架之间含有一个活动块，用于方便皮带更换，传动轴与永磁调速机构中的传动轴直径相同。

上述转速控制系统包括控制器、显示器、转速和位置检测装置；控制器是由一台中央处理器控制的智能设备，根据采集到的转速、位置等参数，按照设定的工作模式控制皮带轮的转速，并将运行参数传输至显示器；转速检测装置安装在调速机构上，用于测量永磁体盘的转速；位置测量装置安装在抽油机减速机上的适当位置，以判断抽油机的工作位置，并输入给控制器。

本发明采用上述机构和控制系统，通过控制抽油机的工作过程，达到节能、提高抽油效率的目的。

本发明是一种专用的抽油机调速节能装置，首先，该装置不直接使用电源，对电网没有污染，无需投入谐波治理费用，并且还可以保证其他用电设备正常工作。其次，该装置不使用电力电子器件，控制系统结构简单，同时，负载和电机之间为气隙耦合，没有机械连接，负载的震动不影响电机使用寿命，因此，该装置的使用寿命可达25年。最后，此装置运行条件简单，可在现场进行安装，并且维护简单。

附图说明

图1是本发明的抽油机永磁调速节能装置的高转速工况示意图；

图2是本发明的抽油机永磁调速节能装置的低转速工况示意图；

图3是本发明的抽油机永磁调速节能装置的控制器原理示意图；

图4是本发明的抽油机永磁调速节能装置的制动示意图；

图5是本发明的抽油机永磁调速节能装置更换皮带轮示意图；

图6是本发明的抽油机永磁调速节能装置实例2示意图。

图1中1-电机轴2-导体盘3-永磁体盘4-调速机构5-传动轴

图3中6-控制器61-显示器62-位置检测装置63-转速检测装置

图4中7-制动器

图5中8-皮带轮传动机构81-活动块

具体实施方式

实施例1：