游梁式抽油機(jī)的電機(jī)調(diào)速技術(shù)倪振文齊軍2，郝建華1（1.西安石油學(xué)院機(jī)械系，陜西西安710065；2西安石油學(xué)院設(shè)備處，陜西西安710065）機(jī)上的應(yīng)用；對各種調(diào)速方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析比較，為油田現(xiàn)場選用游梁式抽油機(jī)電機(jī)的調(diào)速方法提供。：轉(zhuǎn)速；頻率；變頻調(diào)速：te921.201：b 1抽油機(jī)調(diào)速方法分類抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法分為外調(diào)速和內(nèi)調(diào)速2類外調(diào)速是利用離合器變速箱等裝置將電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械相聯(lián)結(jié)，以達(dá)到調(diào)速的目的內(nèi)調(diào)速是通過改變電機(jī)參數(shù)（頻率極對數(shù)、轉(zhuǎn)差率）達(dá)到電機(jī)調(diào)速的目的，交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為率；p為電動(dòng)機(jī)的磁極對數(shù)。表明，改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有3種可能，即，改變供電電源頻率f；改變電動(dòng)機(jī)的磁極對數(shù)p；改變轉(zhuǎn)差率s（通過改變某些參數(shù)，如定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻等）2電機(jī)調(diào)速方法2.1變速箱式調(diào)速游梁式抽油機(jī)變速箱式調(diào)速裝置傳動(dòng)是在電動(dòng)機(jī)和皮帶輪之間安裝離合器和變速箱，通過特殊設(shè)計(jì)的鋼珠離心式離合器可以實(shí)現(xiàn)低速輕載啟動(dòng)，改變抽油機(jī)“大馬拉小車”的現(xiàn)象，變速箱的4個(gè)擋位可以改變抽油機(jī)的沖次2.2變極調(diào)速極是2對，即p=2如b采用并聯(lián)聯(lián)接時(shí)，得出p= 1由此可知，改變1/2線圈電流方向，就可使磁極減少1 /2這就是變極調(diào)速的基本原理。

2.3電磁調(diào)速電機(jī)（滑差電機(jī)）電磁調(diào)速電機(jī)（又稱滑差電機(jī)）由三相異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)差離合器和測速發(fā)電機(jī)組成電磁轉(zhuǎn)差離合器示意如三相異步電動(dòng)機(jī)是滑差電機(jī)的原動(dòng)機(jī)，測速發(fā)電機(jī)通過調(diào)速控制器形成速度負(fù)反饋來增加調(diào)速穩(wěn)定性和調(diào)速范圍滑差電機(jī)的無級調(diào)速則是由電磁轉(zhuǎn)差離合器來完成的，它由2個(gè)旋轉(zhuǎn)部分即圓筒形電樞和爪式磁極電樞與異步電機(jī)硬性聯(lián)接作同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，磁極與輸出軸同軸，電樞和磁極之間沒有機(jī)械聯(lián)接。當(dāng)磁極的勵(lì)磁線圈通入直流電后，在電樞和磁極之間的工作氣隙中產(chǎn)生磁場三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞便以相應(yīng)的轉(zhuǎn)速在磁場內(nèi)旋轉(zhuǎn)，于是，電樞上各點(diǎn)的磁通處于不斷重復(fù)的變化之中。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，電樞上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢由于電樞既是導(dǎo)磁材料，又是導(dǎo)電材料，在感應(yīng)電動(dòng)勢的作用下，電樞內(nèi)便出現(xiàn)渦流渦流與磁極磁場的相互作用，在磁極上就產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

是一種很有發(fā)展前途的調(diào)速方法。

然而僅改變電源的頻率，并不能使異步電動(dòng)機(jī)獲得滿意的調(diào)速特性，必須相應(yīng)地改變電壓因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢為1通；ki為繞組系數(shù)如果略去定子阻抗壓降，則ui=ei=上式說明，若電源電壓ui不變，則隨著/i的降低，氣隙磁通hm將增大，電機(jī)磁路飽和，激磁電流增加，將使電動(dòng)機(jī)無法正常運(yùn)行。因此，在/i降低的同時(shí)相應(yīng)地降低ui，使hm維持不變。亦即按ui =常數(shù)來進(jìn)行控制，這樣可以近似實(shí)現(xiàn)恒磁通控制，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”方式。當(dāng)頻率向上調(diào)節(jié)時(shí)，由于電源電壓ui不能高于電動(dòng)機(jī)的額定電壓uir，因此只能保持電壓不變，這時(shí)頻率/i越高，hm則越低，將使得電機(jī)允許輸出轉(zhuǎn)矩下降，這就要求負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速升高而相應(yīng)減小，屬于近似的“恒功率調(diào)速”方式頻率上調(diào)和頻率下調(diào)2種情況結(jié)合起來，可得異步電機(jī)變頻調(diào)速特性（如）滑差離合器示意調(diào)節(jié)滑差電機(jī)勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流，就可以改變機(jī)械速度當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，如果減小勵(lì)磁電流，將使磁場的磁通減少，因此，磁極與電樞的轉(zhuǎn)差被迫增大，這樣才能產(chǎn)生較大的渦流以獲得足夠的轉(zhuǎn)矩，使負(fù)載在低速下運(yùn)行；反之，如果增大勵(lì)磁電流，則負(fù)載轉(zhuǎn)速增高滑差電機(jī)可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速（通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流）；電機(jī)轉(zhuǎn)軸與負(fù)載之間為軟特性聯(lián)接，可以平滑啟動(dòng)，但低速時(shí)損耗大、效率低2. 4變頻調(diào)速動(dòng)化渦流探傷，也可用于抽油桿的自動(dòng)檢測。

表1抽油機(jī)用交流電機(jī)的調(diào)速方案比較項(xiàng)目變速箱調(diào)速滑差電機(jī)液力偶合器串激調(diào)速變極調(diào)速變頻調(diào)速調(diào)速原理改變轉(zhuǎn)差率改變極對數(shù)改變頻率可靠性較高高較高高調(diào)速特點(diǎn)有級調(diào)速無級調(diào)速有級調(diào)速無級調(diào)速調(diào)速精度較高低一般高維護(hù)易技術(shù)要求較高技術(shù)要求高易技術(shù)要求高對電網(wǎng)干擾無有污染無價(jià)格較低高低高功率因數(shù)較高中低高節(jié)能效果較好較差較好一般好4結(jié)論我國油田區(qū)域分布廣、類型復(fù)雜，老油田油井的供液能力不斷減弱，使得油田開發(fā)難度越來越大選擇合理的抽油機(jī)電機(jī)調(diào)速技術(shù)有助于利用現(xiàn)有設(shè)備解決上述問題采用調(diào)速技術(shù)，可使抽油機(jī)實(shí)現(xiàn)低速輕載啟動(dòng)，改變現(xiàn)有抽油機(jī)電機(jī)“大馬拉小車”的現(xiàn)象采用調(diào)速技術(shù)可以根據(jù)油井工況改變抽油機(jī)的沖次，以達(dá)到增產(chǎn)節(jié)能的目的