ACSM1在油田复式永磁电机抽油机上的应用.docVIP

ACSM1在油田复式永磁电机抽油机上的应用 复式永磁电机 抽油机 ACSM1 1? 引言??? 改革开放以来，我国工业总产值不断提高，但是能耗比却居高不下，高能耗比已成为制约我国经济发展的瓶颈，为达到可持续发展，必须坚持科学发展观，大力发展高技术产品。近两年国际石油价格也居高不下，国内石油需求也越来越高，供需矛盾也越来越突出，这就一方面对采油设备的效率提高了要求，另一方面也对采油设备的节能提出了更高的要求，这也适应我国当前节能减排的要求。现在石油行业的抽油机五花八门，应用最多的是游梁式的“磕头机”，复式永磁电机抽油机就是贵州航天林泉电机有限公司为满足节能减排、提高作业效率推出的一款新型采油机。该抽油机采用了ABB公司的ACSM1作为驱动器，提供了非常完美的解决方案。 2? 复式永磁电机介绍??? 复式永磁电机是复式永磁电机抽油机的核心部分，该电机是新型双盘面电机与外转子电机复合的三维永磁电机。结合变极变频、永磁新材料、盘面电机、外转子电机的优势，对电机的结构、材料以及加工工艺、控制系统进行了大胆的创新，与现有各种低速大扭矩盘式永磁电机相比，在同样体积下力矩可显著提高。 ??? 该复式永磁同步电机（见图1）具有24对极，额定转速只有25rpm，能够提供足够的转矩以驱动位能性，电机具有盘式外转子，负载可以直接接在转子上，没有了电机轴的概念，这就节省了减速箱等中间结构，提高了机械效率。??? 复式永磁电机用途广泛，世界上需要大量低速大力矩位置速度可控的伺服电机。尤其是在油田、化工、建筑、矿产等机械设备领域有着极其广阔的开发前景。 3? 复式永磁电机抽油机介绍??? 图2是复式永磁电机抽油机在油田上应用的实景图，左侧的抽油杆上下往复运动把原油抽到石油管道，右侧是抽油杆的配重用来节能，复式永磁同步电机在抽油机的顶部，由于是外转子电机，负载通过皮带直接连接到电机的转子上，这就可以节省机械传动中诸如减速机等中间环节，提高了机械效率。 ??? 图3是复式永磁电机抽油机的示意图，图中的接近开关起保护作用，当驱动器计算距离的误差累积运行到上下修正开关时系统能自动修正到原始位置继续运行，正常情况下配重只是在上下修正开关区间内运行。除了修正开关，上下还有两个极限开关，当配重碰到上下极限开关时候，为安全起见系统会紧急停车。由于系统是位能性负载，复式永磁电机还配备了电动刹车和手动刹车，以保证系统停机或维护期间的安全。??? 复式永磁同步电机是一种新型的智能型的抽油机，经过一年多的在中原、大港、大庆等油田实际运行，运行平稳可靠，经受住了野外恶劣条件的考验，它与传统的游梁式抽油机相比有以下特点：??? （1）结构简单、重量轻，占地面积小。此抽油机的主要部件是复式永磁电机和变频控制装置，与常规游梁式抽油机相比省去了减速、换向等复杂的机械系统。??? （2）节能显著。由于系统采用了永磁同步电机，与传统游梁式抽油机相比，有功节电率大于50%。??? （3）操作简便，维护工作量小。此抽油机的操作通过控制箱面板的旋钮调节复式永磁电机的转速，从而调节抽油机的冲次，冲程可以在控制箱面板上直接设定。??? （4）可实现长冲程低冲次，适用于稠油井、大泵强采井和深井的原油开采。此抽油机的最大冲程为8m，相应的最大冲次为每分钟3次，冲程、冲次无极可调。??? （5）保护功能强大。驱动器采用了ABB公司的ACSM1，抗干扰能力强，能够适应生产油井野外各种恶劣的工作环境。当抽油机遇到故障或断电等异常现象时，系统会通过GSM通讯模块以短信形式报出当前故障情况。??? 该抽油机噪音低、控制智能，是名副其实的节能环保产品。 4? ACSM1提供的完美解决方案4.1 ACSM1介绍??? ACSM1是ABB公司推出的一款高性能机械类传动产品，可以为机械应用提供性能优越、功能丰富的解决方案。ACSM具有的五种外形尺寸涵盖了从0.75到110kW的额定功率。ACSM1是机械制造商的最佳选择。可以控制有速度反馈或无速度反馈的感应电机、同步伺服电机和异步伺服电机。它采用DTC（直接转矩控制）电机控制技术来确保性能的优越。结构设计非常紧凑并且传动之间可以并排安装。除了标准功能之外，还包含了三个控制和通讯的可选件插槽。传动软件工具支持调试、优化和编程。ACSM1本身也有强大的编程功能，这为丰富产品功能奠定了基础。ACSM1为每个机械控制体系提供了最佳的选择。??? ACSM1具有丰富的控制接口，具有6个DI输入口，3个DI/O口，1路继电器输出，还具有2路AI/AO，另外提供电机热敏电阻输入接口以及传动到传动的RS-485通信口。除了本身的接口外，还提过了多种可选件，能支持各种编码器以及通讯协议。4.2 ACSM1提供的解决方案??? 由于复式永磁同步电机是外转