开关磁阻电动机驱动立式抽油机.pdf

本实用新型公开了一种开关磁阻电动机驱动立式抽油机，包括机架，机架上下分别水平设置有转轴，上端的转轴上设置有一对上链轮，下端的转轴上设置有一对下链轮，相对的上链轮与下链轮之间通过套筒滚子链连接，套筒滚子链之间分别前后水平设置有横担，前部的横担下方竖直设置有光杆，光杆下设置有油杆，后部的横担下悬挂有配重，转轴的一端连接有减速器，减速器的另一端通过轴与开关磁阻电动机连接。本实用新型开关磁阻电动机驱动立式抽油机，电动机的运转功率可调，使得立式抽油机上下冲程的时候电动机都处于满载状态，提高了抽油机整体的效率。

权利要求书
1.  一种开关磁阻电动机驱动立式抽油机，其特征在于，包括机架(1)，机架(1)上下分别水平设置有转轴(4)，上端的转轴(4)上设置有一对上链轮(2)，下端的转轴(4)上设置有一对下链轮(3)，相对的上链轮(2)与下链轮(3)之间通过套筒滚子链(5)连接，所述套筒滚子链(5)之间分别前后水平设置有横担(6)，所述前部的横担(6)下方竖直设置有光杆(8)，光杆(8)下设置有油杆(9)，所述后部的横担(6)下悬挂有配重(7)，所述转轴(4)的一端连接有减速器(10)，所述减速器(10)的另一端通过轴(12)与开关磁阻电动机(11)连接。

2.  根据权利要求1所述的开关磁阻电动机驱动立式抽油机，其特征在于，所述开关磁阻电动机(11)包括水平设置的圆柱形中空的外壳(14)，外壳(14)的两端面设置前端盖(13)与后端盖(18)，所述后端盖(18)的外表面设置有外罩(21)，所述外壳(14)的轴心位置设置有轴(12)，轴(12)的一端穿过前端盖(13)与减速器(10)连接，轴(12)的另一端穿出后端盖(18)与外罩(21)不接触，所述前端盖(13)与后端盖(18)之间的轴(12)上设置有转子(16)，所述外壳(14)的内表面固定有定子(15)，所述转子(16)与定子(15)之间不接触，所述定子(15)径向相对的凸出部位之间缠绕有串联的绕组(17)，绕组(17)的两端分别与电源的正负极相连接，所述后端盖(18)外侧的轴(12)上设置有转子位置检测器(19)与风扇(20)，所述转子位置检测器(19)的大小及形状与转子(16)相同。

说明书开关磁阻电动机驱动立式抽油机
技术领域
本实用新型属于抽油装置技术领域，涉及一种开关磁阻电动机驱动立式抽油机。
背景技术
现有抽油机是采用传统的大功率的交流异步电动机驱动，交流异步电动机只能在特定的功率下进行工作。采用交流异步电动机带动抽油机的抽油杆在一定的速率进行上、下抽油，会造成电动机功率与负荷极不匹配的情况。即当抽油杆进行下冲程的时候，由于受到抽油杆自身重力以及惯性的作用，并不需要消耗过多电动机的能量，然而此时电动机却仍然已特定的大功率工作，造成电动机处于轻载状态，效率低，大材小用，从而造成抽油机整体效率偏低。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种开关磁阻电动机驱动立式抽油机，电动机的运转功率可调，使得立式抽油机上下冲程的时候电动机都处于满载状态，提高了抽油机整体的效率。
本实用新型所采用的技术方案是，一种开关磁阻电动机驱动立式抽油机，包括机架，机架上下分别水平设置有转轴，上端的转轴上设置有一对上链轮，下端的转轴上设置有一对下链轮，相对的上链轮与下链轮之间通过套筒滚子链连接，套筒滚子链之间分别前后水平设置有横担，前部的横担下方竖直设置有光杆，光杆下设置有油杆，后部的横担下悬挂有配重，转轴的一端连接有减速器，减速器的另一端通过轴与开关磁阻电动机连接。
本实用新型的特征还在于，
开关磁阻电动机包括水平设置的圆柱形中空的外壳，外壳的两端面设置前端盖与后端盖，后端盖的外表面设置有外罩，外壳的轴心位置设置有轴，轴的一端穿过前端盖与减速器连接，轴的另一端穿出后端盖与外罩不接触，前端盖与后端盖之间的轴上设置有转子，外壳的内表面固定有定子，转子与定子之间不接触，定子径向相对的凸出部位之间缠绕有串联的绕组，绕组的两端分别与电源的正负极相连接，后端盖外侧的轴上设置有转子位置检测器与风扇，转子位置检测器的侧面大小及形状与转子相同。
本实用新型的有益效果是：
结构简单、成本低、可用于高速运转。
功率电路简单可靠。
电动机驱动抽油机的整个系统可靠性高。
电动机起动转矩大，起动电流低。
电动机适用于频繁起停及正反向转换运行。
电动机驱动抽油机的整个系统效率高，损耗小。
附图说明
图1是本实用新型开关磁阻电动机驱动立式抽油机的结构示意图；
图2是本实用新型的开关磁阻电动机的结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图。
其中，1.机架，2.上链轮，3.下链轮，4.转轴，5.套筒滚子链，6.横担，7.配重，8.光杆，9.油杆，10.减速器，11.开关磁阻电动机，12.轴，13.前端盖，14.外壳，15.定子，16.转子，17.绕组，18.后端盖，19.转子位置检测器，20.风扇，21.外罩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型开关磁阻电动机驱动立式抽油机的结构如图1所示，包括机架1，机架1上下分别水平设置有转轴4，上部的转轴4上设置有一对上链轮2，下部的转轴4上设置有一对下链轮3，相对的上链轮2与下链轮3之间通过套筒滚子链5相连接，套筒滚子链5套在上链轮2与下链轮3之间起传动作用，两条套筒滚子链5之间、前后分别水平设置有横担6，前部的横担6下方竖直设置有光杆8，光杆8下设置有油杆9，后部的横担6下悬挂有配重7。下部的转轴4的一端连接有减速器10，减速器10另一端通过轴12与开关磁阻电动机11连接。
本实用新型的开关磁阻电动机的结构如图2、图3所示，包括水平设置的圆柱形中空的外壳14，外壳14两端设置有前端盖13与后端盖18，后端盖18的外表面设置有外罩21，后端盖18与外罩21之间留有空间。在外壳14的轴心位置设置有轴12，轴12的一端穿过前端盖13与减速器10相连接、轴12的另一端穿出后端盖18且与外罩21不接触，在前端盖13与后端盖18之间的轴12上套有转子16，转子16的侧面为凹凸相间的齿轮状，在外壳14的内表面固定设置有定子15，定子15的侧面为凹凸相间的齿状，转子16与定子15之间不接触。在定子15上相对的凸出部位之间缠绕有绕组17，此种径向相对的绕组17串联起来，称为搭幌鄶，绕组17的两端分别接电源的正负极。在后端盖18外侧的轴12上，分别设置有转子位置检测器19、风扇20。转子位置检测器19的侧面大小形状与转子16相同。
本实用新型的开关磁阻电动机中绕组17可以设计成多种不同相术，且定子15与转子16可以有多种不同的搭配。相数多、步距角小，有利于减少转矩脉动，但结构复杂，且主开关器件多，成本高，目前应用较多的是四相(8定子-6转子)结构和三相(12定子-8转子)结构。
本实用新型开关磁阻电动机驱动立式抽油机的工作过程是，每一相绕组17两端接电源正负极。将其中一相绕组17通直流电，由于受到绕组17的电磁感应，吸引与该相绕组17相邻的转子16凸部旋转，当转子16的该凸部旋转过邻近绕组17后，经过转子位置检测器19的检测，将信号传递给接收器，控制此对绕组17的电源断开；按照“顺时针”或者“逆时针”顺序开启相邻的绕组17的电源，使之相邻的绕组17带电，通过绕组17的电磁感应，将转子16该凸部吸引过来。从此往复，带动轴12的“顺时针”或者“逆时针”转动，从而带动减速器10上的转轴4“顺时针”或者“逆时针”转动，从而下链轮3通过套筒滚子链5带动上链轮2转动，前部的横担6下方的光杆8带动油杆9进行上、下冲程采油，配重7起到平衡的作用。
由于绕组17的通电顺序以及通电时间很容易控制，所以油杆9在上、下冲程的时候可以有选择的控制开关磁阻电动机中转子16的转动速度，使得立式抽油机上下冲程的时候电动机都处于满载状态，提高了抽油机整体的效率。
本实用新型的优点在于：1.结构简单、成本低、可用于高速运转。其突出的优点是转子上没有任何形式的绕组，因此不会有铸造不良和使用过程中的断条等问题。其转子机械强度极高，可以用于超高速运转(如每分钟上万转)。在定子方面，它只有几个集中绕组，因此制造简便、绝缘结构简单。
2.功率电路简单可靠。因为电动机转矩方向与绕组电流方向无关，即只需单方相绕组电流，故功率电路可以做到每相一个功率开关。
3.电动机驱动抽油机的整个系统可靠性高。从电动机的电磁结构上看，各项绕组和磁路相互独立，各自在一定轴角范围内产生电磁转矩。而不像在一般电动机中必须在各相绕组和磁路共同作用下产生一个旋转磁场，电动机才能正常运转。从控制结构上看，各相电路各自给一相绕组供电，一般也是相互独立工作。由此可知，当电动机一相绕组或控制器一相电路发生故障时，只需停止该相工作，电动机除总输出功率能力有所减小外，并无其他妨碍。
4.电动机起动转矩大，起动电流低。典型产品的数据是：起动电流为额定电流的15％时，获得起动转矩为100％的额定转矩；起动电流为额定电流的30％时，起动转矩可达其额定转矩的250％。而其他调速系统的起动特性与之相比，如直流电机为100％的电流，鼠笼感应电动机为300％的电流，获得100％的转矩。起动电流小而转矩大的优点还可以延伸到低速运行段，因此本系统十分合适那些需要重载起动和较长时间低速重载运行的机械。
5.适用于频繁起停及正反向转换运行。本实用新型的电动机具有的高起动转矩、低起动电流的特点，使之在起动过程中电流冲击小，电动机和控制器发热较连续额定运行时还要小。可控参数多使其制动运行能与电动运行具有同样优良的转矩输出能力和工作特性。二者综合作用的结果必然使之适用于频繁起停及正反向转换运行，次数可达1000次/小时。
6.效率高，损耗小。这是因为一方面电动机绕组无铜损；另一方面电动机可控参数多，灵活方便，易于在宽转速范围和不同负载下实现高效优化控制。本系统在不同转速和不同负载下的效率均比变频器系统高，一般要高5～10个百分点。