專利名稱：永磁電機直驅式螺桿泵抽油機的電機控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及螺桿泵抽油機，具體是一種永磁電機直驅式螺桿泵抽油機的電機 控制裝置。
背景技術：
現(xiàn)階段，各大油田在采油作業(yè)生產(chǎn)中使用的螺桿泵抽油機主要有二種驅動方式Y 系列電機+機械減速器驅動式、永磁交流電機直接驅動式。其中，Y系列電機+機械減速器驅動式螺桿泵抽油機的驅動原理如圖1所示，主要 包括Y系列電機1、皮帶2、皮帶輪3、齒輪箱減速箱4、螺桿泵抽油機5。Y系列電機需380 伏交流電源穩(wěn)定供電，經(jīng)長期使用發(fā)現(xiàn)，存在調速困難、效率低、減速箱易漏油、體積大、使 用維護不方便等缺點。而永磁交流電機直接驅動式的螺桿泵抽油機需要專門配套特殊的控制系統(tǒng)才能 正常工作。必須具備使永磁交流電機柔性恒轉矩變頻起動、正常停機或意外斷電時電阻阻 尼制動等功能。
發(fā)明內容本實用新型為了保證永磁交流電機直接驅動式的螺桿泵抽油機正常工作，并具備 永磁交流電機柔性恒轉矩變頻起動、正常停機或意外斷電時電阻阻尼制動等功能，提供了 一種永磁電機直驅式螺桿泵抽油機的電機控制裝置。本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的永磁電機直驅式螺桿泵抽油機的電機控 制裝置，包括永磁電機專用變頻器UF、起停開關ST、斷電延時繼電器KT1、通電延時繼電器 KT2、接觸器KM、用于與三相四線輸電線路連接的輸入接線端子A、B、C、N、用于與永磁電機 Ml連接的輸出接線端子U1、VI、W1、以及經(jīng)接觸器KM常閉觸點與輸出接線端子U1、VI、W1 連接的電阻制動電路，永磁電機專用變頻器UF的三相交流380V輸入端子R、S、T經(jīng)斷路器 QF1與輸入接線端子中的三相接線端子A、B、C相連，三相交流輸出端子U、V、W經(jīng)接觸器KM 的常開觸點與輸出接線端子U1、VI、W1相連，起停開關ST與斷電延時繼電器KT1串聯(lián)形成 串聯(lián)支路，并串聯(lián)在斷路器QF1的任一輸出側接線端子與輸入接線端子中的中性線接線端 子N之間；斷電延時繼電器KT1的斷電延時常開觸點、永磁電機專用變頻器UF內故障觸發(fā) 觸點中的常閉觸點、接觸器KM串聯(lián)形成串聯(lián)支路，并與起停開關ST、斷電延時繼電器KT1的 串聯(lián)支路并聯(lián)；通電延時繼電器KT2與斷電延時繼電器KT1并聯(lián)；通電延時繼電器KT2的 通電延時常開觸點串聯(lián)于永磁電機專用變頻器UF的運行控制端子FWD與公共端子COM之 間；永磁電機專用變頻器UF的電源端子VRF與接地端子GND之間串聯(lián)有調速用可變電阻器 RP，可變電阻器RP的滑片與永磁電機專用變頻器UF的模擬電壓頻率設定輸入端子VCI相 連；所述永磁電機專用變頻器UF可由市面或廠家直接購得。還包括用于與軸流風機112連接的輸出接線端子似^2、12，輸出接線端子似、乂2、 W2經(jīng)斷路器QF2與斷路器QF1的輸出側接線端子相連。[0008]所述電阻制動電路為以三角形接法連接的制動電阻Rl、R2、R3構成，用以消耗永 磁電機Ml轉為發(fā)電機工況時發(fā)出的電能，利用永磁電機產(chǎn)生的反轉矩使螺桿泵抽油機減 速。制動電阻R1、R2、R3采用三角形接法的優(yōu)點三個電阻中任一個燒斷時，三相電路還可 以由其余的兩個電阻構成回路，保證制動功率。應用本實用新型所述電機控制裝置前，首先將本裝置的輸入接線端子A、B、C、N與 三相四線輸電線路連接，輸出接線端子U1、VI、W1與永磁電機直驅式螺桿泵抽油機的永磁 電機Ml連接，輸出接線端子U2、V2、W2與軸流風機M2連接。工作原理描述如下1、正常起動閉合斷路器QF1、QF2，閉合起停開關ST，斷電延時繼電器KT1、通電延 時繼電器KT2得電，斷電延時繼電器KT1的常開觸點閉合，接觸器KM得電，接觸器KM的常 開觸點閉合、常閉觸點斷開；通電延時繼電器KT2的常開觸點延時閉合，永磁電機專用變頻 器UF開始工作，使永磁電機Ml柔性恒轉矩變頻起動；通過調節(jié)可變電阻器RP，改變永磁電 機專用變頻器UF模擬電壓頻率設定輸入端子VCI的輸入，調整永磁電機專用變頻器UF輸 出電壓，實現(xiàn)對永磁電機Ml的調速。2、正常停機斷開起停開關ST，斷電延時繼電器KT1、通電延時繼電器KT2失電，通 電延時繼電器KT2的常開觸點斷開，變頻器停止輸出，永磁電機Ml減速；斷電延時繼電器 KT1的常開觸點延時斷開，接觸器KM失電，接觸器KM的常開觸點斷開、常閉觸點閉合，使永 磁電機Ml與電阻制動電路相連，實現(xiàn)電阻制動。3、出現(xiàn)故障保護如永磁電機專用變頻器UF出現(xiàn)故障，其內故障觸發(fā)觸點中的常 閉觸點斷開，接觸器KM失電，接觸器KM的常開觸點斷開、常閉觸點閉合，使永磁電機Ml與 電阻制動電路相連，實現(xiàn)電阻制動。4、裝置意外斷電接觸器KM失電，接觸器KM的常開觸點斷開、常閉觸點閉合，使永 磁電機Ml與電阻制動電路相連，實現(xiàn)電阻制動。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點1、可以控制永磁電機直接將輸出轉 矩傳遞給螺桿泵，省去了現(xiàn)有Y系列電機+機械減速器驅動式螺桿泵抽油機采用的復雜皮 帶減速傳動裝置、齒輪箱、機械防反轉制動機構，體積小，免去了齒輪減速箱漏油等煩惱，檢 修維護方便，維修量?。?、可通過永磁電機專用變頻器UF進行在線參數(shù)調整，變速工作，避 免了人工反復更換皮帶輪變速調參，降低了勞動強度，提高了設備的使用率；3、能控制永磁 電機柔性恒轉矩起動，可通過配置控制器建立友好的人機界面，并實現(xiàn)過電壓、過電流、短 路、缺相、超載、系統(tǒng)溫升過高、絕緣過低等保護功能；4、螺桿泵的制動采用“ A ”形接法的 制動電阻進行電阻制動，制動效果好，在正常停機或意外斷電時實現(xiàn)電阻阻尼制動的功能， 防止螺桿倒轉脫扣。本實用新型結構合理、簡潔，操控方便，使用效果好，能穩(wěn)定地控制永磁電機直接 驅動抽油螺桿泵工作，實現(xiàn)螺桿泵抽油機柔性恒轉矩變頻起動、正常停機或意外斷電時電 阻阻尼制動等功能。

圖1為現(xiàn)有Y系列電機+機械減速器驅動式螺桿泵抽油機的驅動原理圖；圖2為本實用新型的電路原理圖；[0019]圖中1-Y系列電機；2-皮帶；3-皮帶輪；4-齒輪箱減速箱；5-螺桿泵抽油機。
具體實施方式
如圖2所示，永磁電機直驅式螺桿泵抽油機的電機控制裝置，包括永磁電機專用 變頻器UF、起停開關ST、斷電延時繼電器ΚΤ1、通電延時繼電器ΚΤ2、接觸器KM、用于與三相 四線輸電線路連接的輸入接線端子A、B、C、N、用于與永磁電機Ml連接的輸出接線端子U1、 V1、W1、以及經(jīng)接觸器KM常閉觸點與輸出接線端子U1、V1、W1連接的電 阻制動電路，永磁電 機專用變頻器UF的三相交流380V輸入端子R、S、T經(jīng)斷路器QFl與輸入接線端子中的三 相接線端子A、B、C相連，三相交流輸出端子U、V、W經(jīng)接觸器KM的常開觸點與輸出接線端 子U1、VI、Wl相連，起停開關ST與斷電延時繼電器KTl串聯(lián)形成串聯(lián)支路，并串聯(lián)在斷路 器QFl的任一輸出側接線端子與輸入接線端子中的中性線接線端子N之間；斷電延時繼電 器KTl的斷電延時常開觸點、永磁電機專用變頻器UF內故障觸發(fā)觸點中的常閉觸點、接觸 器KM串聯(lián)形成串聯(lián)支路，并與起停開關ST、斷電延時繼電器KTl的串聯(lián)支路并聯(lián)；通電延 時繼電器ΚΤ2與斷電延時繼電器KTl并聯(lián)；通電延時繼電器KT2的通電延時常開觸點串聯(lián) 于永磁電機專用變頻器UF的運行控制端子FWD與公共端子COM之間；永磁電機專用變頻器 UF的電源端子VRF與接地端子GND之間串聯(lián)有調速用可變電阻器RP，可變電阻器RP的滑 片與永磁電機專用變頻器UF的模擬電壓頻率設定輸入端子VCI相連。還包括用于與軸流風機112連接的輸出接線端子似、￥2、12，輸出接線端子似、￥2、 W2經(jīng)斷路器QF2與斷路器QFl的輸出側接線端子相連。所述電阻制動電路為以三角形接法連接的制動電阻R1、R2、R3構成。具體實施時，永磁電機專用變頻器UF選擇低速大扭矩永磁電機專用變頻器。
權利要求一種永磁電機直驅式螺桿泵抽油機的電機控制裝置，其特征在于包括永磁電機專用變頻器UF、起停開關ST、斷電延時繼電器KT1、通電延時繼電器KT2、接觸器KM、用于與三相四線輸電線路連接的輸入接線端子A、B、C、N、用于與永磁電機M1連接的輸出接線端子U1、V1、W1、以及經(jīng)接觸器KM常閉觸點與輸出接線端子U1、V1、W1連接的電阻制動電路，永磁電機專用變頻器UF的三相交流380V輸入端子R、S、T經(jīng)斷路器QF1與輸入接線端子中的三相接線端子A、B、C相連，三相交流輸出端子U、V、W經(jīng)接觸器KM的常開觸點與輸出接線端子U1、V1、W1相連，起停開關ST與斷電延時繼電器KT1串聯(lián)形成串聯(lián)支路，并串聯(lián)在斷路器QF1的任一輸出側接線端子與輸入接線端子中的中性線接線端子N之間；斷電延時繼電器KT1的斷電延時常開觸點、永磁電機專用變頻器UF內故障觸發(fā)觸點中的常閉觸點、接觸器KM串聯(lián)形成串聯(lián)支路，并與起停開關ST、斷電延時繼電器KT1的串聯(lián)支路并聯(lián)；通電延時繼電器KT2與斷電延時繼電器KT1并聯(lián)；通電延時繼電器KT2的通電延時常開觸點串聯(lián)于永磁電機專用變頻器UF的運行控制端子FWD與公共端子COM之間；永磁電機專用變頻器UF的電源端子VRF與接地端子GND之間串聯(lián)有調速用可變電阻器RP，可變電阻器RP的滑片與永磁電機專用變頻器UF的模擬電壓頻率設定輸入端子VCI相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的永磁電機直驅式螺桿泵抽油機的電機控制裝置，其特征在 于還包括用于與軸流風機M2連接的輸出接線端子似^2、12，輸出接線端子似^2、12經(jīng) 斷路器QF2與斷路器QF1的輸出側接線端子相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的永磁電機直驅式螺桿泵抽油機的電機控制裝置，其特征 在于所述電阻制動電路為以三角形接法連接的制動電阻R1、R2、R3構成。
專利摘要本實用新型涉及螺桿泵抽油機，具體是一種永磁電機直驅式螺桿泵抽油機的電機控制裝置。保證了永磁電機直接驅動式螺桿泵抽油機正常工作，包括變頻器、開關、斷電延時繼電器、通電延時繼電器、接觸器、輸入/輸出接線端子、電阻制動電路，開關與斷電延時繼電器串聯(lián)，串聯(lián)在斷路器的任一輸出側接線端與輸入接線端子中的中性線接線端子間；斷電延時常開觸點、變頻器內故障觸發(fā)觸點中的常閉觸點、接觸器串聯(lián)，與起停開關、斷電延時繼電器的串聯(lián)支路并聯(lián)；兩延時繼電器并聯(lián)；通電延時常開觸點串聯(lián)于變頻器的運行控制端與公共端間；變頻器電源端與接地端間串聯(lián)有滑片與變頻器頻率設定輸入端子相連的可變電阻器；結構合理、簡潔，操控方便，使用效果好。
文檔編號H02P27/04GK201616807SQ201020144118
公開日2010年10月27日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權日2010年3月26日
發(fā)明者張學鋒, 羅林業(yè), 蔡尚松 申請人:永濟新時速電機電器有限責任公司