专利名称：惯性节能电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油采油机械技术领域。
惯性节能动力装置(专利号93243234.4)的发明，为石油开采所用的游梁式抽油机，提供了一种节能、节容的高效动力装置，并取得了实用效果。但其在实施中一般都使用Y系列异步电动机作发动机，由于电动机的机械硬特性，这种装置，一般只能吐吞全部蓄能的10～16％，如果超过此值，离合器将会发热，使装置效率降低，严重时甚至不能节能。因此，使用Y系列电动机的该装置，有效吞吐能量值与其总质量值之比(本文简称“能质比”)较低，以至其形态较笨，物耗较多。
如果用超高转差率YCCH系列电动机，代替Y系列电动机，可以扩大“能质比”，对上述状况能有所改善；但YCCH系列电动机的额定效率比Y系列电动机一般要低上十个百分点，而且它是专用电动机，只有少数工厂制造，因此，这种更替，还是达不到较好的整体效率和社会效益。
又如抽油机自动跟踪节能装置，取得了很好的节能效果；但由于它是单一依靠电子控制的配电箱来控制电动机的，为了保证抽油机在出现最大峰值负载扭矩时，仍能正常拖动，故电动机的容量不能减小；另外，又由于没有改变电动机的工作特性，在重负载时，电动机转速减少甚微，抽油机抽汲速度仍处在最大值，因此，对抽油机整机工况不仅不会改善，甚至还会恶化。
本实用新型发明的目的，是提供一种使油田游梁式抽油机节能的动力装置，它由一个机电一体化的装置，通过电子器件的适时控制，使惯性动力装置的“能质比”大幅度的提高，使较小容量的普通异步电动机拖动有较大峰值扭矩的负载，使抽油机整机工况得到完善。
为达到上述目的，本发明在由电控箱、电动机、离合器、飞轮、轴承、机座/变速箱、皮带轮等组成的惯性节能电动机里，对电控箱在保留仍有适用功能的元、器件和电路的同时，在其三相交流电源主回路上，还增装有功率信息检取器，功率信息检取器的输出端连接到主回路一旁的触发器/单片机的输入端上，触发器/单片机的输出端又回来与横跨接在主回路上的一组交流固态继电器SSR的输入端相连，交流固态继电器SSR的输出端则将三相交流电源和电动机的出线端子连接起来。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1 是本实用新型一个实施例的整体机构原理图。
图2 是本实用新型一个实施例的电气主回路原理框图。
图3 是本实用新型另一个实施例的电气主回路原理框图。
图4 是本实用新型一个实施例的电动机正视图。
图5 是图4的左侧视图。
图6 是游梁式抽油机在一个工作周期(往复抽汲一次)T时间中，工作消耗功率(即负载)的变化曲线。
在
图1中，由电控箱1，电动机2，离合器3，飞轮4，轴承5，机座/变速箱6，皮带轮7等组成了一个整体的惯性节能电动机。
在图2，3，4，5中1为电控箱，保留着原抽油机电控箱仍有适用功能的元、器件和电路；8为断路器/接触器；9为在接触器闭合时，有一定“延时”后才对电动机功率(电流、电压比较、和限流等)进行检测拾取的功率信息检取器；10为触发器/单片机；11为一组交流固态继电器SSR；12为普通Y系列异步电动机；13为电动机热继电器的驱动元件；14为电动机特制接线盒，部分元、器件(如交流固态继电器SSR11，触发器/单片机10，功率信息拾取器9等等)可以直接置入此接线盒内，从而便于保留或取消电控箱1。
在图6中，纵座标p为功率，单位为kW；横座标ι为时间，单位为s；曲线15为抽油机工作消耗功率的瞬时值，T为抽油机一个抽汲工作循环的时间(周期)；pcp为工作消耗功率的平均值，pc为电动机功率的额定值，pmax为电动机预先选设、限定的最大功率值。
本实用新型是这样工作的，当需要启动抽油机时，合上断路器/接触器8，由于功率信息检取器9置有“延时”，使交流固态继电器11暂不工作，于是电动机12直接启动，又由于有离合器3，本实用新型可以近空载启动，当电动机12达到一定转速后，离合器3结合，飞轮4亦被启动，抽油机也随之启动。如果电动机12的额定功率不小于抽油机的平均消耗功率，经过一段运行过渡时间，飞轮4即随电动机12达到定速，抽油机也进入正常工作状态，此时，“延时”完毕，功率信息检取器9，触发器/单片机10，交流固态继电器SSR11也都相继投入运行。在抽油机进入正常工作后，若电动机12的驱动功超过工作消耗(阻力)功时，飞轮4就会加快转动，增大动能，相反，若工作消耗(阻力)功超过电动机12的驱动功时，飞轮4转速降低，将动能转化为驱动功，并与电动机的输出功叠加，一并输出；若飞轮4的转速进一步降低，使电动机12这一边的输出功率超过预先设定限制的最大值(电动机此时电流也将超过设定值)时，功率信息检取器9发出指令，通过触发器/单片机10，使交流固态继电器SSR11动作，电动机12的供电，通过电流负反馈和事先的设定，其电压会按一定的短促时间间隔间歇的(脉冲的)降低/为零，于是电动机12转速跌落，离合器3脱开，这时，抽油机的工作消耗功，完全依靠飞轮4储蓄的动能转化成驱动功来拖动。
当抽油机的工作循环顺利的通过这一峰值负载区后，功率信息检取器9发出的指令，使电源恢复正常供电，电动机12加速，并进入正常运转，于是，离合器3又结合，飞轮4又会加快转动，增大动能，储蓄能量，以备下一次的需要。
显然，只要飞轮4的质量设计得合适，其可吞吐的能量与抽油机工作特性、电动机12的额定功率相匹配，那么抽油机就会平稳地工作下去。
如果，因为意外的情况，飞轮4的储蓄功耗尽，仍不足以拖动抽油机越过峰值负载区时，热继电器的驱动元件13会动作，切断电源，抽油机停止工作；或者触发器/单片机10通过对间歇(脉冲)时间的累计，会作出判断，令交流固态继电器完全断开、抽油机停止工作；并都对操作人员报警。
本实用新型集合了前述三装置(惯性节能动力、超高转差率电动机节能拖动、自动跟踪节能)的长处，除了保留原有惯性节能动力装置的优点外，它还有以下的特点一、大幅度的提高了装置的吞吐蓄能效果，其“能质比”较原有装置可以提高100％以上。
二、相对于原游梁式抽油机，其综合有功节电率一般不低于15％。
三、对原游梁式抽油机，可以用不超过原容量60～70％的小容量普通Y系列异步电动机，代替原大容量电动机。
四、能以只有原值的50～60％的大幅度，降低抽油机在峰值大负载工作区段的抽汲速度，从而极大的改善了抽油机的工况，提高了抽油泵、抽油杆、抽油机全系统的寿命和可靠度。
五、由于机电一体化，本实用新型更适应抽油机在野外、全天候、连续工作的恶劣工况要求，和更高的防盗窃功能，更便于日常生产操作、管理和维护。
六、本实用新型所采用的零、配件和电器，都是现今很容易获得的产品，或标准件商品，不仅质量有保证，价格也便宜。因此，便于实施和采用。同时，它不仅适用于游梁式抽油机，而且只要工作负载是变化负载的其它机械装置，也有其用武之地。
权利要求1.一种由电控箱、电动机、离合器、飞轮、轴承、机座/变速箱、皮带轮等组成的惯性节能电动机，其特征在于电控箱中三相交流电源主回路上还增装有功率信息检取器，功率信息检取器的输出端连接到主回路一旁的触发器/单片机的输入端上，触发器/单片机的输出端又回来与横跨接在主回路上的一组交流固态继电器SSR的输入端相连，交流固态继电器SSR的输出端则将三相交流电源和电动机的出线端子连接起来。
2.根据权利要求1所述的惯性节能电动机，其特征在于所有给电动机供电和控制的电气元、器件，可以都装在电控箱中，也可以分装在电控箱和电动机特制接线盒中，也可以完全装在电动机特制接线盒中。
专利摘要本实用新型属于石油采油机械技术领域,其主要特点是对取得成效的惯性节能动力装置实施了机电一体化,通过电子器件对电动机进行适时控制,为游梁式抽油机提供一个能完善整机系统工况的、更节能的动力装置。本实用新型在保留惯性节能动力装置优点的同时,以大于100%的幅度提高了装置的“能质比”,使之更灵巧和减少物耗;以高于40～50%的幅度降低了抽油机在原峰值负载区段的运动速度,使之更平稳和更可靠;以不少于30～40%的幅度降低了抽油机原电动机的装机容量,使之更经济。
文档编号F04B49/06GK2276570SQ9622265
公开日1998年3月18日 申请日期1996年9月4日 优先权日1996年9月4日
发明者萧南平 申请人:萧南平