[发明专利]一种抽油机用节能型永磁力矩伺服电机系统

说明书

本发明公开一种抽油机用节能型永磁力矩伺服电机系统，涉及电机技术领域，包括电连接的控制系统和电机；所述电机包括壳体，所述壳体内设置有空心花键轴，所述壳体内壁上固定设置有定子，所述空心花键轴和所述定子之间设置有空心转子，所述空心转子与所述空心花键轴外壁配合连接；所述空心花键轴内壁配合连接有外部旋转设备轴，所述外部旋转设备轴用于连接抽油机；所述控制系统包括整流单元、逆变单元和储能单元。本发明提高了抽油机的系统效率，同时提高了电机的运行寿命。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种抽油机用节能型永磁力矩伺服电机系统。

背景技术

抽油机是一种应用极为广泛的油田采油装置，传统的抽油机是由感应电机通过皮带轮拖动减速箱进行工作的；然而皮带是易损件，维修更换皮带，不仅造成了减产，也增加了采油工人的工作量，皮带轮传动也降低了系统效率。同时，由于各方面的影响，抽油杆下落时，会造成电机的发电现象，也即电机交替工作于电动和发电状态。当电机工作于发电状态时，会造成变频器的直流母线电压快速升高，严重影响控制器的安全，传统的解决方法是在变频器上装配一个发电制动电阻将电机发出的电能消耗掉，严重降低了系统的效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种抽油机用节能型永磁力矩伺服电机系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高抽油机的系统效率，同时提高电机的运行寿命。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种抽油机用节能型永磁力矩伺服电机系统，包括电连接的控制系统和电机；所述电机包括壳体，所述壳体内设置有空心花键轴，所述壳体内壁上固定设置有定子，所述空心花键轴和所述定子之间设置有空心转子，所述空心转子与所述空心花键轴外壁配合连接；所述空心花键轴内壁配合连接有外部旋转设备轴，所述外部旋转设备轴用于连接抽油机；所述控制系统包括整流单元、逆变单元和储能单元。

可选的，所述空心花键轴外壁上均匀固定设置有多个外花键，所述空心转子的内圆周面上开设有多个内花键，所述空心转子的内圆周套设于所述空心花键轴上，且所述外花键与所述内花键配合连接。

可选的，所述空心花键轴内壁上均匀开设有多个键槽，所述外部旋转设备轴与所述键槽配合连接。

可选的，所述内花键为矩形花键或渐开线形花键。

可选的，所述整流单元一端连接有外部电源，所述整流单元另一端与所述逆变单元之间通过直流母线连接，所述逆变单元与所述电机连接；所述储能单元与位于所述整流单元和逆变单元之间的直流母线相连接，所述储能单元的额定工作电压为直流母线电压的1.5倍；所述储能单元包括多个超级电容。

可选的，所述电机的运行速度小于300转/分钟，所述电机的输出扭矩小于5000Nm，所述电机交替工作于电动和发电状态。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的低速永磁力矩电机解决了传统抽油机多传动链造成的系统效率低、维护成本高、维护工作量大的缺陷。能够与减速箱的轴直接连接，具有较好的同轴度，能够有效提高电机的寿命。控制系统中的储能单元在电机处于发电状态时，能够吸收电机发出的电能，在电动状态时，能够将储存的电能释放，驱动电机，能够极大地提高系统效率，节能降耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明抽油机用节能型永磁力矩伺服电机系统示意图；

图2为本发明抽油机用节能型永磁力矩伺服电机系统的电机结构示意图；