专利名称：永磁电机直驱式螺杆泵抽油机的电机控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及螺杆泵抽油机，具体是一种永磁电机直驱式螺杆泵抽油机的电机 控制装置。
背景技术：
现阶段，各大油田在采油作业生产中使用的螺杆泵抽油机主要有二种驱动方式Y 系列电机+机械减速器驱动式、永磁交流电机直接驱动式。其中，Y系列电机+机械减速器驱动式螺杆泵抽油机的驱动原理如图1所示，主要 包括Y系列电机1、皮带2、皮带轮3、齿轮箱减速箱4、螺杆泵抽油机5。Y系列电机需380 伏交流电源稳定供电，经长期使用发现，存在调速困难、效率低、减速箱易漏油、体积大、使 用维护不方便等缺点。而永磁交流电机直接驱动式的螺杆泵抽油机需要专门配套特殊的控制系统才能 正常工作。必须具备使永磁交流电机柔性恒转矩变频起动、正常停机或意外断电时电阻阻 尼制动等功能。
发明内容本实用新型为了保证永磁交流电机直接驱动式的螺杆泵抽油机正常工作，并具备 永磁交流电机柔性恒转矩变频起动、正常停机或意外断电时电阻阻尼制动等功能，提供了 一种永磁电机直驱式螺杆泵抽油机的电机控制装置。本实用新型是采用如下技术方案实现的永磁电机直驱式螺杆泵抽油机的电机控 制装置，包括永磁电机专用变频器UF、起停开关ST、断电延时继电器KT1、通电延时继电器 KT2、接触器KM、用于与三相四线输电线路连接的输入接线端子A、B、C、N、用于与永磁电机 Ml连接的输出接线端子U1、VI、W1、以及经接触器KM常闭触点与输出接线端子U1、VI、W1 连接的电阻制动电路，永磁电机专用变频器UF的三相交流380V输入端子R、S、T经断路器 QF1与输入接线端子中的三相接线端子A、B、C相连，三相交流输出端子U、V、W经接触器KM 的常开触点与输出接线端子U1、VI、W1相连，起停开关ST与断电延时继电器KT1串联形成 串联支路，并串联在断路器QF1的任一输出侧接线端子与输入接线端子中的中性线接线端 子N之间；断电延时继电器KT1的断电延时常开触点、永磁电机专用变频器UF内故障触发 触点中的常闭触点、接触器KM串联形成串联支路，并与起停开关ST、断电延时继电器KT1的 串联支路并联；通电延时继电器KT2与断电延时继电器KT1并联；通电延时继电器KT2的 通电延时常开触点串联于永磁电机专用变频器UF的运行控制端子FWD与公共端子COM之 间；永磁电机专用变频器UF的电源端子VRF与接地端子GND之间串联有调速用可变电阻器 RP，可变电阻器RP的滑片与永磁电机专用变频器UF的模拟电压频率设定输入端子VCI相 连；所述永磁电机专用变频器UF可由市面或厂家直接购得。还包括用于与轴流风机112连接的输出接线端子似^2、12，输出接线端子似、乂2、 W2经断路器QF2与断路器QF1的输出侧接线端子相连。[0008]所述电阻制动电路为以三角形接法连接的制动电阻Rl、R2、R3构成，用以消耗永 磁电机Ml转为发电机工况时发出的电能，利用永磁电机产生的反转矩使螺杆泵抽油机减 速。制动电阻R1、R2、R3采用三角形接法的优点三个电阻中任一个烧断时，三相电路还可 以由其余的两个电阻构成回路，保证制动功率。应用本实用新型所述电机控制装置前，首先将本装置的输入接线端子A、B、C、N与 三相四线输电线路连接，输出接线端子U1、VI、W1与永磁电机直驱式螺杆泵抽油机的永磁 电机Ml连接，输出接线端子U2、V2、W2与轴流风机M2连接。工作原理描述如下1、正常起动闭合断路器QF1、QF2，闭合起停开关ST，断电延时继电器KT1、通电延 时继电器KT2得电，断电延时继电器KT1的常开触点闭合，接触器KM得电，接触器KM的常 开触点闭合、常闭触点断开；通电延时继电器KT2的常开触点延时闭合，永磁电机专用变频 器UF开始工作，使永磁电机Ml柔性恒转矩变频起动；通过调节可变电阻器RP，改变永磁电 机专用变频器UF模拟电压频率设定输入端子VCI的输入，调整永磁电机专用变频器UF输 出电压，实现对永磁电机Ml的调速。2、正常停机断开起停开关ST，断电延时继电器KT1、通电延时继电器KT2失电，通 电延时继电器KT2的常开触点断开，变频器停止输出，永磁电机Ml减速；断电延时继电器 KT1的常开触点延时断开，接触器KM失电，接触器KM的常开触点断开、常闭触点闭合，使永 磁电机Ml与电阻制动电路相连，实现电阻制动。3、出现故障保护如永磁电机专用变频器UF出现故障，其内故障触发触点中的常 闭触点断开，接触器KM失电，接触器KM的常开触点断开、常闭触点闭合，使永磁电机Ml与 电阻制动电路相连，实现电阻制动。4、装置意外断电接触器KM失电，接触器KM的常开触点断开、常闭触点闭合，使永 磁电机Ml与电阻制动电路相连，实现电阻制动。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点1、可以控制永磁电机直接将输出转 矩传递给螺杆泵，省去了现有Y系列电机+机械减速器驱动式螺杆泵抽油机采用的复杂皮 带减速传动装置、齿轮箱、机械防反转制动机构，体积小，免去了齿轮减速箱漏油等烦恼，检 修维护方便，维修量小；2、可通过永磁电机专用变频器UF进行在线参数调整，变速工作，避 免了人工反复更换皮带轮变速调参，降低了劳动强度，提高了设备的使用率；3、能控制永磁 电机柔性恒转矩起动，可通过配置控制器建立友好的人机界面，并实现过电压、过电流、短 路、缺相、超载、系统温升过高、绝缘过低等保护功能；4、螺杆泵的制动采用“ A ”形接法的 制动电阻进行电阻制动，制动效果好，在正常停机或意外断电时实现电阻阻尼制动的功能， 防止螺杆倒转脱扣。本实用新型结构合理、简洁，操控方便，使用效果好，能稳定地控制永磁电机直接 驱动抽油螺杆泵工作，实现螺杆泵抽油机柔性恒转矩变频起动、正常停机或意外断电时电 阻阻尼制动等功能。
图1为现有Y系列电机+机械减速器驱动式螺杆泵抽油机的驱动原理图；图2为本实用新型的电路原理图；[0019]图中1-Y系列电机；2-皮带；3-皮带轮；4-齿轮箱减速箱；5-螺杆泵抽油机。
具体实施方式
如图2所示，永磁电机直驱式螺杆泵抽油机的电机控制装置，包括永磁电机专用 变频器UF、起停开关ST、断电延时继电器ΚΤ1、通电延时继电器ΚΤ2、接触器KM、用于与三相 四线输电线路连接的输入接线端子A、B、C、N、用于与永磁电机Ml连接的输出接线端子U1、 V1、W1、以及经接触器KM常闭触点与输出接线端子U1、V1、W1连接的电 阻制动电路，永磁电 机专用变频器UF的三相交流380V输入端子R、S、T经断路器QFl与输入接线端子中的三 相接线端子A、B、C相连，三相交流输出端子U、V、W经接触器KM的常开触点与输出接线端 子U1、VI、Wl相连，起停开关ST与断电延时继电器KTl串联形成串联支路，并串联在断路 器QFl的任一输出侧接线端子与输入接线端子中的中性线接线端子N之间；断电延时继电 器KTl的断电延时常开触点、永磁电机专用变频器UF内故障触发触点中的常闭触点、接触 器KM串联形成串联支路，并与起停开关ST、断电延时继电器KTl的串联支路并联；通电延 时继电器ΚΤ2与断电延时继电器KTl并联；通电延时继电器KT2的通电延时常开触点串联 于永磁电机专用变频器UF的运行控制端子FWD与公共端子COM之间；永磁电机专用变频器 UF的电源端子VRF与接地端子GND之间串联有调速用可变电阻器RP，可变电阻器RP的滑 片与永磁电机专用变频器UF的模拟电压频率设定输入端子VCI相连。还包括用于与轴流风机112连接的输出接线端子似、￥2、12，输出接线端子似、￥2、 W2经断路器QF2与断路器QFl的输出侧接线端子相连。所述电阻制动电路为以三角形接法连接的制动电阻R1、R2、R3构成。具体实施时，永磁电机专用变频器UF选择低速大扭矩永磁电机专用变频器。
权利要求一种永磁电机直驱式螺杆泵抽油机的电机控制装置，其特征在于包括永磁电机专用变频器UF、起停开关ST、断电延时继电器KT1、通电延时继电器KT2、接触器KM、用于与三相四线输电线路连接的输入接线端子A、B、C、N、用于与永磁电机M1连接的输出接线端子U1、V1、W1、以及经接触器KM常闭触点与输出接线端子U1、V1、W1连接的电阻制动电路，永磁电机专用变频器UF的三相交流380V输入端子R、S、T经断路器QF1与输入接线端子中的三相接线端子A、B、C相连，三相交流输出端子U、V、W经接触器KM的常开触点与输出接线端子U1、V1、W1相连，起停开关ST与断电延时继电器KT1串联形成串联支路，并串联在断路器QF1的任一输出侧接线端子与输入接线端子中的中性线接线端子N之间；断电延时继电器KT1的断电延时常开触点、永磁电机专用变频器UF内故障触发触点中的常闭触点、接触器KM串联形成串联支路，并与起停开关ST、断电延时继电器KT1的串联支路并联；通电延时继电器KT2与断电延时继电器KT1并联；通电延时继电器KT2的通电延时常开触点串联于永磁电机专用变频器UF的运行控制端子FWD与公共端子COM之间；永磁电机专用变频器UF的电源端子VRF与接地端子GND之间串联有调速用可变电阻器RP，可变电阻器RP的滑片与永磁电机专用变频器UF的模拟电压频率设定输入端子VCI相连。
2.根据权利要求1所述的永磁电机直驱式螺杆泵抽油机的电机控制装置，其特征在 于还包括用于与轴流风机M2连接的输出接线端子似^2、12，输出接线端子似^2、12经 断路器QF2与断路器QF1的输出侧接线端子相连。
3.根据权利要求1或2所述的永磁电机直驱式螺杆泵抽油机的电机控制装置，其特征 在于所述电阻制动电路为以三角形接法连接的制动电阻R1、R2、R3构成。
专利摘要本实用新型涉及螺杆泵抽油机，具体是一种永磁电机直驱式螺杆泵抽油机的电机控制装置。保证了永磁电机直接驱动式螺杆泵抽油机正常工作，包括变频器、开关、断电延时继电器、通电延时继电器、接触器、输入/输出接线端子、电阻制动电路，开关与断电延时继电器串联，串联在断路器的任一输出侧接线端与输入接线端子中的中性线接线端子间；断电延时常开触点、变频器内故障触发触点中的常闭触点、接触器串联，与起停开关、断电延时继电器的串联支路并联；两延时继电器并联；通电延时常开触点串联于变频器的运行控制端与公共端间；变频器电源端与接地端间串联有滑片与变频器频率设定输入端子相连的可变电阻器；结构合理、简洁，操控方便，使用效果好。
文档编号H02P27/04GK201616807SQ201020144118
公开日2010年10月27日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者张学锋, 罗林业, 蔡尚松 申请人:永济新时速电机电器有限责任公司