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油田修井機低速大轉矩永磁電機直驅系統

            發布日期:2018-11-24 14:20:42                來源:石油修井機www.dafb.icu
油田修井機低速大轉矩永磁電機直驅系統
油田修井機是油田工程中重要的裝備之一。傳統油田修井機采用柴油發動機或者異步電機作為驅動。柴油機雖然能夠在無電的情況下進行作業,但是柴油機空轉時間較長,遠大于其正常運轉時間,工作效率低,耗能大、污染高。以異步電機為動力的修井機效率和功率因數都比較低,維護復雜,噪聲大,耗電量較大導致油田電費開支龐大。為了解決上述問題,本課題采用永磁電機直驅系統來驅動油田修井機。永磁電機直驅系統具有結構簡單,高效節能,噪聲低等優點,不需要減速箱,能夠實現低速大轉矩的要求,由于沒有減速箱,電機直接驅動滾筒,可以使維護難度以及費用大大降低。同時,該系統還具有易于控制,運行穩定的優勢。本課題對油田修井機低速大轉矩永磁電機直驅系統進行了設計,采用低速大轉矩永磁電機直接驅動滾筒,省去減速箱,實現修井機直驅。由于修井機需要在寬調速范圍內實現足夠大的轉矩,本文針對弱磁調速范圍的限制,總結星三角繞組變換存在的缺點,提出了一種單星形與串星形雙繞組互相切換的方法實現電機的寬恒功率調速,將電機的升速范圍提高至三倍以上。電機采用一種燕尾型表貼式結構代替傳統的表貼式結構,并且采用不均勻氣隙轉子結構對電機的氣隙磁密波形進行優化,采用Ansoft有限元軟件對兩種轉子結構的電機進行仿真,分析了兩種轉子結構的氣隙磁密波形以及空載反電勢波形。設計了整個控制系統,包括主電路的設計和控制電路的設計,以PLC作為控制核心,編制整個系統的控制程序,通過PLC與變頻器的通訊來控制主電機,實現了修井機的正反轉、加減速以及帶載懸停。制作出樣機,并且在勝利油田進行帶載試驗,修井機可以按照要求正常工作。
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