高起动转矩储能摆线针轮变频电机制造技术

本实用新型专利技术涉及石油抽油机技术领域，特别涉及一种高起动转矩储能摆线针轮变频电机，包括变频电机本体、摆线针轮减速器、变频器，所述变频器安装在控制箱内，并控制连接所述变频电机，其特征在于所述变频电机一端的电机轴伸入摆线针轮减速器内，作为摆线针轮减速器的传动轴，与摆线针轮减速器构成直线连接结构，所述变频电机另一端的电机轴通过一个双轴承结构同轴连接组合惯性轮，所述变频电机及组合惯性轮被包覆在组合风罩内。本实用新型专利技术将变频电机与摆线针轮减速器连为一体，将组合惯性轮与变频电机的冷却风扇合并为一体的结构，使电机结构更加紧凑，同时使得变频电机转速大为降低，提高输出转矩，冷却效果更佳。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及石油抽油机
，特别涉及一种高起动转矩储能摆线针轮变频电机，包括变频电机本体、摆线针轮减速器、变频器，所述变频器安装在控制箱内，并控制连接所述变频电机，其特征在于所述变频电机一端的电机轴伸入摆线针轮减速器内，作为摆线针轮减速器的传动轴，与摆线针轮减速器构成直线连接结构，所述变频电机另一端的电机轴通过一个双轴承结构同轴连接组合惯性轮，所述变频电机及组合惯性轮被包覆在组合风罩内。本技术将变频电机与摆线针轮减速器连为一体，将组合惯性轮与变频电机的冷却风扇合并为一体的结构，使电机结构更加紧凑，同时使得变频电机转速大为降低，提高输出转矩，冷却效果更佳。【专利说明】高起动转矩储能摆线针轮变频电机本技术涉及石油抽油机
，特别涉及一种高起动转矩储能摆线针轮变频电机。目前在油田能量不足以自喷的油井，广泛应用抽油机作为有杆抽油的地面采油设备。抽油机对电机的要求为低转速、高起动转矩。为满足高起动转矩要求，一般都选用大功率电机。而在运转时仅用小功率，“大马拉小车”，使抽油机的效率特别低。据有关资料介绍我国抽油机平均效率仅为25.96%，造成效率底的原因主要在电机上，因此能源浪费是巨大的。抽油机负载特点是起动时要求很高的起动转矩，而在运行时负载转矩却不高，为满足起动需要，只有加大电机功率，造成能源浪费。为解决电能浪费问题，国内外曾提出了很多技术方案，如高转差电机，但转矩提升不够，力能指标效率、功率因数也低；变极双速、三速电机，起动时低速高转矩，运转时高速低转矩，该电机力能指标很低，耗材大，对转矩提升仍不够；普通变频电机起动转矩只能达到额定转矩1.5倍，仍要提高功率，仍不能满足抽油机的工况需要。为满足高起动转矩要求,设计电机时若将起动转矩倍数提高,会造成起动电流增大，可能达额定电流10倍以上，造成对电网的冲击，同时控制电器也不能适应，是不可取的；因此需要一种高起动转矩、低起动电流的电机来满足石油抽油机工况的需要。石油抽油机冲次根据油井液面高低的不同，要选取合理的冲次，一般选取10冲次/min左右，以满足抽油机系统的采油泵充满率高，速度快油的充满率低，甚至是空抽；速度慢充满率高，但总体抽油量小。因此对冲次要进行调节，这就需要通过电机进行转速调整。因此也需要一种能够实时调整转速的低转速、高转矩的变频电机。本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种通过储能来降低电机的选用功率、降低输出转速并可提升起动转矩的高起动转矩储能摆线针轮变频电机。为实现上述目的，设计一种高起动转矩储能摆线针轮变频电机，包括变频电机本体、摆线针轮减速器、变频器，所述变频器安装在控制箱内，并控制连接所述变频电机，其特征在于所述变频电机一端的电机轴伸入摆线针轮减速器内，作为摆线针轮减速器的传动轴，与摆线针轮减速器构成直线连接结构，所述变频电机另一端的电机轴通过一个双轴承结构同轴连接组合惯性轮，所述变频电机及组合惯性轮被包覆在组合风罩内。所述的组合惯性轮是由飞轮与变频电机的冷却风扇构成的一体结构，所述飞轮中央设有安装轴孔，用于与所述变频电机的电机轴连接，所述安装轴孔的外缘沿圆周等角度设有若干辐条，每根辐条上均设有风扇叶片，每片风扇叶片上均设有导风叶片，所述相邻两个辐条间设有通孔，所述的通孔即为组合惯性轮的通风孔。所述风扇叶片的数量优选5-9片，且每片风扇叶片均沿竖直方向倾斜30° -45°，以实现冷却风扇的单向轴向排风。所述组合风罩由用于冷却风扇导风的电机通风罩圈、用于组合惯性轮防护的组合惯性轮防护罩圈和进风导风的进风网孔罩板构成。所述的双轴承结构采用双滚珠轴承。所述的变频器采用矢量控制变频器，实现在变频运转及工频运转间的切换，所述变频器内设有加大容量的功率模块IGBT，并配合电压补偿电路，实现变频电机转矩的提升。所述的控制箱内还设有变频器加热器、控制面板，所述的变频器加热器控制连接变频器，所述加热器内部还设有温控系统，所述的温控系统根据实时温度及预设温度控制变频器加热器的启动/停止；所述控制面板上设有变频运行面板、显示面板、指示灯及控制按钮，所述变频运行面板上还设有操作键盘，操控变频器。所述的变频器加热器选用电阻加热器。所述的显示面板上实时输出变频电机的输出转矩和转速。所述控制按钮包括变频器的起/停按钮、频率调节按钮、变频器加热器的手动启/停按钮及变频/工频选择控制钮。与现有技术相比，本技术将变频电机与摆线针轮减速器连为一体，将组合惯性轮与变频电机的冷却风扇合并为一体的结构，使电机结构更加紧凑，同时使得变频电机转速大为降低，提高输出转矩，冷却效果更佳；其次，在电机轴上通过连接组合惯性轮，使得变频电机储能大大提高，实现以小功率电机替代大功率电机在抽油机上的周期性负载转矩需要，以达到节能效果；最后，通过矢量控制变频器改变频率，配合电压补偿电路，再次对电机转速进行调整，使电机起动转矩大于额定转矩3.5倍要求，以满足抽油机对起动转矩要求，而不必去提高电机的容量，以实现节能目的，更好满足工况需求。[【专利附图】【附图说明】]图1为本技术高起动转矩储能摆线针轮变频电机结构布置图:图中1.摆线针轮减速器；2.变频电机；3.双轴承结构；4.风扇叶片；5.组合惯性轮；6.组合风罩；7.导风片；图2(a)为本技术组合惯性轮结左视图；图2(b)为本技术组合惯性轮剖视图图2(c)为本技术组合惯性轮右视图；图中4.风扇叶片；7.导风片；22.飞轮；23.安装轴孔；24.通风孔；图3为本技术变频控制箱的控制面板排列示意图。为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施例对本技术的技术方案作进一步阐述。本高起动转矩储能摆线针轮变频电机包括变频电机2本体、摆线针轮减速器1、变频器，所述变频器安装在控制箱内，并控制连接所述变频电机2，首先，选用的变频电机2本体为高起动转矩、低热负荷的电动机，可以是异步电机或者同步电机，起动转矩倍数需大于额定转矩3.5倍以上,主要为满足电机软启动时小启动电流的要求；低热负荷的设计，主要为保证电机在低频下运行时散热风扇风量风速降低的条件下电机不发热；而变频器在本实施例中采用矢量控制变频器，实现在变频运转及工频运转间的切换，所述变频器内还设有加大容量的功率模块IGBT，并配合电压补偿电路，实现变频电机2转矩的提升；在上述变频电机2的底脚上安装辅助支撑装置，使变频电机2的中心高度大于或等于组合惯性轮5半径，此举主要为不影响后续摆线针轮减速器I及组合惯性轮5的安装和运转，所述的辅助支撑可选用可调节的支撑或垫块或直接将增加电机底脚提高电机中心高度。其次，摆线针轮减速器I选用的是一级或双极减速的减速器，通过变频电机2与摆线针轮减速器I连为一体，具体的说，是将所述变频电机2 —端的电机轴伸入摆线针轮减速器I内，作为摆线针轮减速器I的传动轴，与摆线针轮减速器I构成直线连接结构，如图1所示，使变频电机2结构更加紧凑、总长缩短，同时使得变频电机2转速大为降低，提高输出转矩；再次，在所述变频电机2另一端的电机轴通过一个双轴承结构3同轴连接组合惯性轮，在本实施例中所述的双轴承结构3采用双滚珠轴承；所述的组合惯性轮5，如图2(a)(b) (c)所示，是由飞轮22与变频电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高起动转矩储能摆线针轮变频电机，包括变频电机本体、摆线针轮减速器、变频器，所述变频器安装在控制箱内，并控制连接所述变频电机，其特征在于所述变频电机一端的电机轴伸入摆线针轮减速器内，作为摆线针轮减速器的传动轴，与摆线针轮减速器构成直线连接结构，所述变频电机另一端的电机轴通过一个双轴承结构同轴连接组合惯性轮，所述变频电机及组合惯性轮被包覆在组合风罩内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓峰，胡方斌，费忠芳，
申请(专利权)人：博尔特智能电机上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：