一种6/8/12极单绕组三速异步电动机定子绕组型式的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于鼠笼式异步电动机定子绕组设计技术领域，特别涉及一种6/8/12极单绕组三速异步电动机定子绕组型式。
【背景技术】
[0002]我国的油田在开采初期原油产量较高，所采用的游梁式抽油机系统均工作在高产状态，目前由于开采时间较长，国内大多油田原油产量急剧下降，抽油机均工作在低产状态。随着开采深入，低产井数量变得越来越多，而所配置的电动机大多数存在“大马拉小车”的现象，造成了大量电能浪费。为了达到节能目的，油田当前对于低产井往往采用降低转速的节能控制方法，通常包括采用变极多速电机和变频调速两种方式，但这两种调速方式均具有一定局限性。下面针对这两种调速方式的特点进行分析:
[0003]I)双速电机:油田使用的变极调速电机大多是双速电机，而双速电机中一般采用8、12极或者12、16极双绕组设计方式，虽然起到了降低了转速的效果，但调速范围较小，节能效果在某些场合不太理想。更重要的是，当油井需要进行洗井作业时，要求电机转速较高，而这两种绕组设计的同步转速分别只有750转/分和500转/分，无法满足洗井需求，如果要实现洗井目的就要更换高速电机，这使得实际运行中，需要频繁更换电机，增加生产成本。
[0004]2)变频调速:油田在使用变频器调速时，通常是进行洗井作业时，抽油机在工频下运行(即不降低转速)，在油井正常运行时，根据采油量的减少量降低频率(即电机转速下降)，但频率的改变并非采用自动调节方式，而大多是人为设定一个固定频率，这种情况下，电机在某个固定频率下运行，达不到调速节能的目的，实际上，这种控制方式并未体现变频调速调速范围大的优点。而通过对油田抽油机电动机系统的运行调查发现，大多情况下，受油田井下含油量及液面影响，电机转速并不需要频繁调节，而是固定在某一频率运行即可，例如，国内某油田电机通常固定在40Hz或25Hz两种频率附近。
【发明内容】
[0005]针对双速电机及变频调速的使用现状及所存在的问题，本发明针对普通单绕组异步电机，提出了一种6/8/12极单绕组三速异步电动机定子绕组型式，可以在低转速运行时达到节能目的，在高速运行时满足油田洗井的需求。
[0006]本发明采用的技术方案为:
[0007]定子采用72槽的双层叠绕组绕线形式，以任一定子槽为起点，顺次定义各定子槽为第I槽至第72槽，设定第70、38、63、45槽的下层出线端分别定义为Al端、A2端、A3端、A4端；第11槽上层出线端口定义为Xl端，第9、34、2槽的下层出线端分别定义为X2端、X3端、X4端；第58槽上层出线端定义为BI端，第7、53、14槽的下层出线端分别定义为B2端、B3端、B4端；第17、71、25、43槽的下层出线端分别定义为Yl端、Y2端、Y3端、Y4端；第29、47、72、54槽下层出线端分别定义为Cl端、C2端、C3端、C4端；第59、18、11槽下层出线端分别定义为Zl端、Z2端、Z4端，第13槽上层出线端定义为Z3端；
[0008]将yl端、y3端、B2端、B4端绕线抽头连接但不引出接线抽头；将xl端、x3端、A2端、A4端绕线抽头相连接但不引出接线抽头；将zl端、z3端、C2端、C4端绕线抽头相连接但不引出接线抽头；将y4端、A3端绕线抽头相连接并记为接线抽头A3 ;将x4端、C3端绕线抽头相连接记为接线抽头C3 ;将z4端、B3端绕线抽头相连接记为接线抽头B3 ;将x2端、y2端、z2端、Al端、BI端、Cl端绕线抽头引出并分别作为外接电源抽头；
[0009]所述电机采用6极运行时，将Al端、y2端、A3端绕线抽头短接并与电源的A相连接，将BI端、z2端、B3端绕线抽头短接并与电源B相连接，将Cl端、x2端、C3端绕线抽头短接并与电源C相连接；
[0010]所述电机采用8极运行时，将x2端、BI端、A3端绕线抽头短接并与电源的A相连接，将y2 ?而、Cl ?而、Β3 ?而绕线抽头短接并与电源的B相连接，将ζ2 ?而、Al ?而、C3纟而绕线抽头短接并与电源C相连接；
[0011]所述电机采用12极运行时，将Al端、χ2端绕线抽头短接并与电源的A相连接，将BI端、y2端绕线抽头短接并与电源的B相连接，将Cl端、z2端绕线抽头短接并与电源的C相连接，将A3端、B3端、C3端绕线抽头短接。
[0012]本发明的有益效果为:
[0013]I)本发明的三速电机采用6、8、12极(相对应的同步转速为1000转/分、750转/分、500转/分)设计方案，实现了单绕组电机可在三种转速下运行，可代替现有变频器或双绕组电机，与变频器比较可实现相同的使用功能。本发明满足了油田实际生产的需要，较双速电机比提高了电机的实用性，省去了更换高速电机的步骤，获得较明显的经济价值。
[0014]2)本发明的使用寿命及操作方式和普通电机一样，且远高于电力电子产品使用寿命；与双绕组三速电机相比，消除了绕组间相互影响产生的环流损耗；与变频器相比，在保证所需转速的同时，对电网无谐波污染，提高了电网电能质量及运行可靠性，同时还可以降低生产成本，达到节能目的。
[0015]3)采用本发明所提供的联接方式，并未过于增加电机制造加工工艺难度，对于油田游梁式抽油机电机系统节能的应用具有一定推动作用。
[0016]4)本发明提出的绕组链接方式，不仅适用于油田游梁式抽油机电机系统，也可推广于其它具有类似调速方式的工业场合。
【附图说明】
[0017]图1为6/8/12极单绕组三速电机定子绕组排列示意图。
[0018]图2为单绕组三速电机6极运行时电机定子绕组接线示意图。
[0019]图3为单绕组三速电机8极运行时电机定子绕组接线示意图。
[0020]图4为单绕组三速电机12极运行时电机定子绕组接线示意图。
[0021]图5为单绕组三速电机6极起动时电流波形图。
[0022]图6为单绕组三速电机6极起动时转速波形图。
[0023]图7为单绕组三速电机6极稳态时电流波形图。
[0024]图8为单绕组三速电机8极起动时电流波形图。
[0025]图9为单绕组三速电机8极起动时转矩波形图。
[0026]图10为单绕组三速电机8极起动时转速波形图。
[0027]图11为单绕组三速电机8极稳态时电流波形图。
[0028]图12为单绕组三速电机12极起动时电流波形图。
[0029]图13为单绕组三速电机12极起动时转矩波形图。
[0030]图14为单绕组三速电机12极起动时转速波形图。
[0031]图15为单绕组三速电机12极稳态时电流波形图。
【具体实施方式】
[0032]本发明提供了一种6/8/12极单绕组三速异步电