开关磁阻电机节能技术与应用

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1、钻采工艺2009年5月·78·DRILUNG＆PRODUCTIONTECHNOLOGYMav2009开关磁阻电机节能技术及应用宋锡富，张振海，刘传玉(1胜利石油管理局井下作业公司2胜利油田分公司采油院3胜利油田分公司纯梁采油厂)宋锡富等．开关磁阻电机节能技术及应用．钻采工艺，2009，32(3)：78—80摘要：开关磁阻电机调速节能技术具有低速下起动转矩大，无启动冲击电流；制动性能好，能实现电子制动；速度调节范围宽，电动机可以在低速下长期运行，可频繁正反转，效率高，低速下节电50％等特点。适合于稠油油藏、低渗透油藏油井要求动力设备低速运行的特性，满足油井低冲次的需求。文章介绍开关磁阻电机

2、的原理、特点及在油田抽油设备上的应用情况。关键词：开关磁组电机；调速；节能中图分类号：TE924文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1006—768X．2009．03．026转子的相对位置作为起始位置，依次给A—B—C一、开关磁阻调速电机组成及工作原理—D相绕组通电，转子即会逆着励磁顺序以逆时针1．开关磁阻调速电机组成方向连续旋转；反之，依次给D—C—BA相通开关磁组电机由两部分组成：电动机及控制器。电，则电动机会顺时针方向转动。开关磁阻电动机电动机内安装有位置传感器，控制器由功率电路和的转向与相绕组的电流方向无关，只取决于相绕组控制电路等单元组成(图1)。通电的顺序。该

3、电动机结构比鼠笼式交流异步电动机还要简单，其突出的优点是定子上只有几个集中绕组，转子上无任何形式的绕组，机械强度很高，制造简单、故障率极低。髫图1开关磁组电机组成框图图2开关磁阻电动机定子、转子结构电动机是定子、转子双凸极可变磁阻电动机。3．控制系统的工作原理定子、转子均由硅钢片叠压而成，转子上既无绕组也控制器通过电子电路控制功率开关器件的导通无永磁体，定子极上绕有集中绕组，径向相对的两个与关断，功率开关器件又控制电动机各相绕组的导绕组串联构成一个两极磁极，称为一相(图2)。开通与关断，从而使电动机旋转。电动机的旋转方向关磁阻电动机可设计成多种不同相数结构，且定、转与电流方向无关。通过控

4、制绕组导通与关断的顺子的极数有多种不同的搭配，这种特殊的组合形式序，可以控制电动机的旋转方向，通过控制绕组的电已得到广泛的应用。流可以控制电动机的转速。‘2．开关磁阻调速电机工作原理开关磁阻电动机调速系统，是由嵌入式微处理如图3所示电动机为8／6极。若以图3中定、收稿日期：2009—02—29．作者简介：宋锡富(1962一)，工程师，毕业于中国石油大学(华东)，从事油气井工艺施工技术研究，现为胜利石油管理局井下作业公司修井作业大队副大队长。地址：(257016)山东省东营市西三路308号采油院，电话：0546—8559062，E—mail：slzzhai@slof．eom第32卷第3期钻

5、采工艺Vol_32No．3DRIULING＆PRODUCTIONTECHNOLOGY·79·器、大规模数字模拟器件、电力电子功率器件及开关轮电机减速、二级皮带轮减速、电磁调速等系统相磁阻电动机共同组成的新型调速系统，由微处理器比，SRD节电效果更明显。组成的数字控制电路是系统的中枢(图4)，中枢的图5、图6是37kW开关磁阻电动机调速系统控制核心是控制软件，它综合处理操作指令、速度指／交流变频调速系统／三相交流异步电动机特性曲令、速度及电流反馈信号、转子位置等反馈信息来控线对比图。制功率电路中主功率元件的如相导通、关断角；电流幅值；绕组电压等工作参数，以实现对开关磁阻电动机的调速、稳速运

6、行、停止、正反转、制动等状态的控制。由于单片机的软件改动简便易行，所以可以方便的修改控制程序来改变电动机的性能和功能，以满足不同用户、不同驱动方式的特别需求。输出功率(kw)图5变频器、异步电动机、开关磁阻电动机额定转速(1500r／min)不同负载下效率∞∞一96一槲糕∞加。U图3开关磁阻电机原理示意图02004006008001000120014001600转速(r／rain)图6变频器、开关磁阻电动机额定功率不同转速下效率比较2．起动转矩大，适合于重载起动或负载变化频繁的设备SRD控制器从电源侧吸收较少的电流，在电动机侧可得到较大的起动转矩，起动转矩达额定转矩的200％时、起动电流

7、仅为额定电流的10％，比之交流电动机的300％电流获得100％的转矩的性能，优势非常明显，特别适合于那些需要重载起动和负载变化明显并且频繁的场合。图4开关磁阻电机控制电路框图3．调速范围广SRD电动机可以在低速下长期运行。由于其二、开关磁阻调速系统特点效率高，在低速下的温升程度比额定工况时还要低，1．效率高节能效果好解决了变频调速低速运行下电动机发热问题。此在所有的调速和功率范围内，SRD整体效率比外，SRD电动机最高转速不会像交流